① 計算機網路（三）——網路層
網路層的 目的 是實現在任意結點間進行數據報傳輸，它的目的與鏈路層、物理層不是一樣的嗎？但是通過它數據可以在更大的網路中傳輸。
為了能使數據更好地在更大的網路中傳輸，網路層主要實現三個功能： 異構網路互聯 、 路由與轉發 和 擁塞控制 。
我們知道，在物理層、鏈路層，可以使用不同的傳輸介質和拓撲結構將幾台、十幾台主機連接在一起形成一個小型的區域網，把這些組成結構不完全相同的區域網稱為異構網，因此將它們連接擴大成更大的網路，需要一個類似轉接頭的設備——路由器，路由器不僅僅可以連接異構網，還能隔離沖突域和廣播域，依照IP地址轉發。
下圖對集線器、網橋、交換機和路由器能否隔離沖突域和廣播域進行比較：
路由器作為連接多個網路的結點，不僅需要完成對數據的分組轉發，還要選擇傳輸路徑，因此路由器主要由 路由選擇 和 分組轉發 組成。
網路層最重要的功能是 路由與轉發 功能。路由也就是選擇一條合適的路，轉發則是在這條路上遵守協議。這有點像從某個多個國家的交界城市自駕，選其中一條路，那麼就遵守這個國家的交通協議。
數據通過一個又一個路由器到達目的地址，路由器怎麼知道數據應該從哪個埠出發才能到達目的地呢？這就需要構造路由表。
路由表有兩種構造方式： 靜態 和 動態 。
一個個小網路可以構成一個區域，足夠多的區域互連成一個網路，多個網路又形成巨大的互聯網。要想讓數據高效在網路中傳輸，採用「分而治之」的理念。
將互聯網分為許多較小的自治系統，系統有權決定自己內部採用什麼路由協議，這便是層次路由。通過層次路由便可以採用靈活的協議傳輸數據。數據在自治系統內傳輸採用 內部網關協議 而自治系統之間則採用 外部網關協議 。
內部網關協議有兩種協議： 路由信息協議（RIP） 和 開放最短路徑優先協議（OSPF）
外部網關協議則是邊界網關協議（BGP）。內部網關協議服務某個自治系統，范圍較小，所以盡可能有效地從源站送到目的站，也就是找到一條最佳路徑。而外部網關協議需要面對更大的網路范圍和網路環境，因此更關注的找到比較好的路徑，也就是不能兜圈子。
BGP工作原理：
將三種路由協議進行比較：
構建大規模、異構網路的互聯網除了硬體的支持外，還需要建立協議以實現數據報傳輸服務——IP協議。
目前IP協議有兩個版本：IPv4和IPv6。
現在主流的IP協議版本還是IPv4。
IP數據報主要由首部和數據部分組成，由TCP報文段封裝到數據部分，再在前端加上一些描述信息的首部，其格式如下圖：
IP協議使用分組轉發，當報文過大時需要分片。分片的思路如下：
如果把IP數據報看作是信，那麼首部中的源地址與目的地址則分別是發信地址和郵件地址。為了方便路由計算這些地址，並且使IP地址足夠使用，因此將IP地址進行分類。
IP地址的格式 ： {<網路號>,<主機號>}，網路號標志主機所連接的網路，主機號標志該主機，每個IP地址都是唯一的。
IP地址分類 如下：
通過分類，可以計算每個網路中最大的主機數：
網路地址轉換（NAT）是一種轉換機制，將專用網路地址轉換為公用地址，目的是為了對外隱藏內部管理的IP地址，這樣不僅可以保證網路安全，還可以解決IP地址不足問題。
當路由器接收到的目的地址是私有地址則一律不進行轉發，而如果是公用地址，則是用NAT轉換表將源IP及埠號映射成全球IP號，然後從WAN埠發送到網際網路上。
IP地址有A、B、C類網路號，如果把A類網路號分給一個廣播域，那麼這個廣播域可以接入16,777,212台主機，然而一個廣播域不可能融入這么多台主機，因為這樣會導致廣播域過飽和而癱瘓，而只給其分配一定數量的網路號，則會浪費大量的IP地址。因此在IP地址中增加一個「子網號欄位」，將IP地址劃分為三級，即IP地址={<網路號>,<子網號>,<主機號>}，也就是從主機號中借用幾個比特號作為子網號，這個子網號是對內劃分的，對外仍舊表現為二級IP地址。
主機或路由器如何判斷一個網路是否進行子網劃分了呢？——利用子網掩碼。
CIDR是 無分類 域間路由器選擇，目的是消除A、B、C類網路劃分，這樣可以大幅度提高IP地址空間利用率。相比較子網掩碼劃分，它更加靈活。
上圖中，如果R1收到前綴為206.1的IP地址，它只需要轉發給R2，具體發往網路1還是網路2，則由R2計算得出。
通過IP地址，可以將數據從某個網路傳輸到目的網路，但是把信息發送給哪台主機呢？由於路由器的隔離，IP網路沒辦法使用廣播方式查找MAC地址，只有通過鏈路層的MAC地址以廣播方式定址。
因此，IP協議還包括三個協議—— ARP、DHCP和ICMP ，共同配合完成數據轉發。
IPv6是解決IP地址耗盡的根本手段。它與IPv4的報文形式差別如下圖：
IPv6與IPv4地址通信示意圖：
在通信過程中，如果分組過量而導致網路性能下降，會產生擁塞。
擁塞的控制方式：
② 計算機通信中的報文是什麼
報文是計算機網路中應用層里對協議數據單元（PDU）的稱呼，包括首部和數據部。首部里含有此報文的源地址和要把它發送出去的目的地址，還會有差錯控制信息，用來檢錯和糾錯的。
③ 計算機網路填空題~請高人回答~有懸賞
1.應用層、表示層、會話層、傳輸層、網路層、數據鏈路層、物理層
2.有連接安全傳輸、無連接不安全傳輸
3.域名解析
4.LLC、MAC
5.鏈路狀態演算法、距離矢量演算法、最優化、簡潔性、堅固性、快速收斂、靈活性
6.數據報、會話
7.
8.星型、匯流排型、環型
9.報文、數據段、
④ 關於計算機網路的問題!急！！
1、簡述我國計算機網路發展的三個階段。
答： Internet在中國的發展歷程可以大略地劃分為三個階段：
第一階段為1987—1993年，也是研究試驗階段。在此期間中國一些科研部門和高等院校開始研究InternetInternet技術，並開展了科研課題和科技合作工作，但這個階段的網路應用僅限於小范圍內的電子郵件服務。
第二階段為1994年至1996年，同樣是起步階段。1994年4月，中關村地區教育與科研示範網路工程進入Internet，從此中國被國際上正式承認為有Internet的國家。之後，Chinanet、CERnet、CSTnet、Chinagbnet等多個Internet絡項目在全國范圍相繼啟動，Internet開始進入公眾生活，並在中國得到了迅速的發展。至1996年底，中國Internet用戶數已達20萬，利用Internet開展的業務與應用逐步增多。
第三階段從1997年至今，是Internet在我國快速最為快速的階段。國內Internet用戶數97年以後基本保持每半年翻一番的增長速度。據中國Internet絡信息中心（CNNIC）公布的統計報告顯示，截至2009年7月17日，我國上網用戶總人數為3.38億人，居世界第一。
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2、試將TCP/IP和OSI的體系結構進行比較。討論其異同處。
答：
（1）OSI和TCP/IP的相同點是二者均採用層次結構，而且都是按功能分層。
（2）OSI和TCP/IP的不同點：
①OSI分七層，自下而上分為物理層、數據鏈路層、網路層、運輸層、會話層、表示層和應用層，而TCP/IP分四層：網路介面層、網間網層（IP）、傳輸層（TCP）和應用層。嚴格講，TCP/IP網間網協議只包括下三層，應用程序不算TCP/IP的一部分。
②OSI層次間存在嚴格的調用關系，兩個（N）層實體的通信必須通過下一層（N-1）層實體，不能越級，而TCP/IP可以越過緊鄰的下一層直接使用更低層次所提供的服務（這種層次關系常被稱為「等級」關系），因而減少了一些不必要的開銷，提高了協議的效率。
③OSI只考慮用一種標準的公用數據網將各種不同的系統互聯在一起，後來認識到互聯網協議的重要性，才在網路層劃出一個子層來完成互聯作用。而TCP/IP一開始就考慮到多種異構網的互聯問題，並將互聯網協議IP作為TCP/IP的重要組成部分。
④OSI開始偏重於面向連接的服務，後來才開始制定無連接的服務標准，而TCP/IP一開始就有面向連接和無連接服務，無連接服務的數據報對於互聯網中的數據傳送以及分組話音通信都是十分方便的。
⑤OSI與TCP/IP對可靠性的強調也不相同。對OSI的面向連接服務，數據鏈路層、網路層和運輸層都要檢測和處理錯誤，尤其在數據鏈路層採用校驗、確認和超時重傳等措施提供可靠性，而且網路和運輸層也有類似技術。而TCP/IP則不然，TCP/IP認為可靠性是端到端的問題，應由運輸層來解決，因此它允許單個的鏈路或機器丟失數據或數據出錯，網路本身不進行錯誤恢復，丟失或出錯數據的恢復在源主機和目的主機之間進行，由運輸層完成。由於可靠性由主機完成，增加了主機的負擔。但是，當應用程序對可靠性要求不高時，甚至連主機也不必進行可靠性處理，在這種情況下，TCP/IP網的效率最高。
⑥在兩個體系結構中智能的位置也不相同。OSI網路層提供面向連接的服務，將尋徑、流控、順序控制、內部確認、可靠性帶有智能性的問題，都納入網路服務，留給末端主機的事就不多了。相反，TCP/IP則要求主機參與幾乎所有網路服務，所以對入網的主機要求很高。
⑦OSI開始未考慮網路管理問題，到後來才考慮這個問題，而TCP/IP有較好的網路管理。
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3、假定有一個長度為500MB的數據塊（1M=220bit；B是位元組，1B=8bit），在帶寬為10Mb/s的信道上（M指106）的發送時延為多少？若將數據使用光纖傳送到1000km遠的計算機需要的總時延為多少？（光在光纖中的傳播速率約為2.0X105km/s）
答：發送時延 = 數據長度/信道帶寬 = （500MB x 8）/ 10Mb/s = 40秒
傳播時延 = 傳輸距離/信號傳播速度 = 1000km/2.0X105km = 5 x 10的-3次方秒
本題中的時延 = 發送時延 + 傳播時延 約等於40秒
此外，實際情況中還存在信號排隊時延未在題中列出！
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電路交換、報文交換和分組交換的特點和比較
（1）電路交換：由於電路交換在通信之前要在通信雙方之間建立一條被雙方獨占的物理通路（由通信雙方之間的交換設備和鏈路逐段連接而成），因而有以下優缺點。
優點：
①由於通信線路為通信雙方用戶專用，數據直達，所以傳輸數據的時延非常小。
②通信雙方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通信，實時性強。
③雙方通信時按發送順序傳送數據，不存在失序問題。
④電路交換既適用於傳輸模擬信號，也適用於傳輸數字信號。
⑤電路交換的交換的交換設備（交換機等）及控制均較簡單。
缺點：
①電路交換的平均連接建立時間對計算機通信來說嫌長。
②電路交換連接建立後，物理通路被通信雙方獨占，即使通信線路空閑，也不能供其他用戶使用，因而信道利用低。
③電路交換時，數據直達，不同類型、不同規格、不同速率的終端很難相互進行通信，也難以在通信過程中進行差錯控制。
（2）報文交換：報文交換是以報文為數據交換的單位，報文攜帶有目標地址、源地址等信息，在交換結點採用存儲轉發的傳輸方式，因而有以下優缺點：
優點：
①報文交換不需要為通信雙方預先建立一條專用的通信線路，不存在連接建立時延，用戶可隨時發送報文。
②由於採用存儲轉發的傳輸方式，使之具有下列優點：a.在報文交換中便於設置代碼檢驗和數據重發設施，加之交換結點還具有路徑選擇，就可以做到某條傳輸路徑發生故障時，重新選擇另一條路徑傳輸數據，提高了傳輸的可靠性；b.在存儲轉發中容易實現代碼轉換和速率匹配，甚至收發雙方可以不同時處於可用狀態。這樣就便於類型、規格和速度不同的計算機之間進行通信；c.提供多目標服務，即一個報文可以同時發送到多個目的地址，這在電路交換中是很難實現的；d.允許建立數據傳輸的優先順序，使優先順序高的報文優先轉換。
③通信雙方不是固定佔有一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分佔有這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。
缺點：
①由於數據進入交換結點後要經歷存儲、轉發這一過程，從而引起轉發時延（包括接收報文、檢驗正確性、排隊、發送時間等），而且網路的通信量愈大，造成的時延就愈大，因此報文交換的實時性差，不適合傳送實時或互動式業務的數據。
②報文交換只適用於數字信號。
③由於報文長度沒有限制，而每個中間結點都要完整地接收傳來的整個報文，當輸出線路不空閑時，還可能要存儲幾個完整報文等待轉發，要求網路中每個結點有較大的緩沖區。為了降低成本，減少結點的緩沖存儲器的容量，有時要把等待轉發的報文存在磁碟上，進一步增加了傳送時延。
（3）分組交換：分組交換仍採用存儲轉發傳輸方式，但將一個長報文先分割為若干個較短的分組，然後把這些分組（攜帶源、目的地址和編號信息）逐個地發送出去，因此分組交換除了具有報文的優點外，與報文交換相比有以下優缺點：
優點：
①加速了數據在網路中的傳輸。因為分組是逐個傳輸，可以使後一個分組的存儲操作與前一個分組的轉發操作並行，這種流水線式傳輸方式減少了報文的傳輸時間。此外，傳輸一個分組所需的緩沖區比傳輸一份報文所需的緩沖區小得多，這樣因緩沖區不足而等待發送的機率及等待的時間也必然少得多。
②簡化了存儲管理。因為分組的長度固定，相應的緩沖區的大小也固定，在交換結點中存儲器的管理通常被簡化為對緩沖區的管理，相對比較容易。
③減少了出錯機率和重發數據量。因為分組較短，其出錯機率必然減少，每次重發的數據量也就大大減少，這樣不僅提高了可靠性，也減少了傳輸時延。
④由於分組短小，更適用於採用優先順序策略，便於及時傳送一些緊急數據，因此對於計算機之間的突發式的數據通信，分組交換顯然更為合適些。
缺點：
①盡管分組交換比報文交換的傳輸時延少，但仍存在存儲轉發時延，而且其結點交換機必須具有更強的處理能力。
②分組交換與報文交換一樣，每個分組都要加上源、目的地址和分組編號等信息，使傳送的信息量大約增大5%～10%，一定程度上降低了通信效率，增加了處理的時間，使控制復雜，時延增加。
③當分組交換採用數據報服務時，可能出現失序、丟失或重復分組，分組到達目的結點時，要對分組按編號進行排序等工作，增加了麻煩。若採用虛電路服務，雖無失序問題，但有呼叫建立、數據傳輸和虛電路釋放三個過程。
總之，若要傳送的數據量很大，且其傳送時間遠大於呼叫時間，則採用電路交換較為合適；當端到端的通路有很多段的鏈路組成時，採用分組交換傳送數據較為合適。從提高整個網路的信道利用率上看，報文交換和分組交換優於電路交換，其中分組交換比報文交換的時延小，尤其適合於計算機之間的突發式的數據通信。
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模擬數據：也稱為模擬量，相對於數字量而言，指的是取值范圍是連續的變數或者數值。
模擬信號：指的是在時間和數值上都是連續變化的信號。
⑤ 計算機網路的結構有哪些參考模型說明OSI模型的組成。
計算機網路結構主要有TCP/IP和OSI參考模型。
網路的拓撲結構是拋開網路物理連接來討論網路系統的連接形式，網路中各站點相互連接的方法和形式稱為網路拓撲。拓撲圖給出網路伺服器、工作站的網路配置和相互間的連接，它的結構主要有星型結構、匯流排結構、樹型結構、網狀結構、蜂窩狀結構、分布式結構等。
星型結構
星型結構是指各工作站以星型方式連接成網。網路有中央節點，其他節點（工作站、伺服器）都與中央節點直接相連，這種結構以中央節點為中心，因此又稱為集中式網路。它具有如下特點：結構簡單，便於管理；控制簡單，便於建網；網路延遲時間較小，傳輸誤差較低。但缺點也是明顯的：成本高、可靠性較低、資源共享能力也較差。
環型結構
環型結構由網路中若干節點通過點到點的鏈路首尾相連形成一個閉合的環，這種結構使公共傳輸電纜組成環型連接，數據在環路中沿著一個方向在各個節點間傳輸，信息從一個節點傳到另一個節點。
環型結構具有如下特點：信息流在網中是沿著固定方向流動的，兩個節點僅有一條道路，故簡化了路徑選擇的控制；環路上各節點都是自舉控制，故控制軟體簡單；由於信息源在環路中是串列地穿過各個節點，當環中節點過多時，勢必影響信息傳輸速率，使網路的響應時間延長；環路是封閉的，不便於擴充；可靠性低，一個節點故障，將會造成全網癱瘓；維護難，對分支節點故障定位較難。
匯流排型結構
匯流排結構是指各工作站和伺服器均掛在一條匯流排上，各工作站地位平等，無中心節點控制，公用匯流排上的信息多以基帶形式串列傳遞，其傳遞方向總是從發送信息的節點開始向兩端擴散，如同廣播電台發射的信息一樣，因此又稱廣播式計算機網路。各節點在接受信息時都進行地址檢查，看是否與自己的工作站地址相符，相符則接收網上的信息。
匯流排型結構的網路特點如下：結構簡單，可擴充性好。當需要增加節點時，只需要在匯流排上增加一個分支介面便可與分支節點相連，當匯流排負載不允許時還可以擴充匯流排；使用的電纜少，且安裝容易；使用的設備相對簡單，可靠性高；維護難，分支節點故障查找難。
分布式結構
分布式結構的網路是將分布在不同地點的計算機通過線路互連起來的一種網路形式，分布式結構的網路具有如下特點：由於採用分散控制，即使整個網路中的某個局部出現故障，也不會影響全網的操作，因而具有很高的可靠性；網中的路徑選擇最短路徑演算法，故網上延遲時間少，傳輸速率高，但控制復雜；各個節點間均可以直接建立數據鏈路，信息流程最短；便於全網范圍內的資源共享。缺點為連接線路用電纜長，造價高；網路管理軟體復雜；報文分組交換、路徑選擇、流向控制復雜；在一般區域網中不採用這種結構。
樹型結構
樹型結構是分級的集中控制式網路，與星型相比，它的通信線路總長度短，成本較低，節點易於擴充，尋找路徑比較方便，但除了葉節點及其相連的線路外，任一節點或其相連的線路故障都會使系統受到影響。
網狀拓撲結構
在網狀拓撲結構中，網路的每台設備之間均有點到點的鏈路連接，這種連接不經濟，只有每個站點都要頻繁發送信息時才使用這種方法。它的安裝也復雜，但系統可靠性高，容錯能力強。有時也稱為分布式結構。
蜂窩拓撲結構
蜂窩拓撲結構是無線區域網中常用的結構。它以無線傳輸介質（微波、衛星、紅外等）點到點和多點傳輸為特徵，是一種無線網，適用於城市網、校園網、企業網。
在計算機網路中還有其他類型的拓撲結構，如匯流排型與星型混合。匯流排型與環型混合連接的網路。在區域網中，使用最多的是匯流排型和星型結構。
OSI七層模型介紹
OSI是一個開放性的通行系統互連參考模型，他是一個定義的非常好的協議規范。OSI模型有7層結構，每層都可以有幾個子層。下面我簡單的介紹一下這7層及其功能。
OSI的7層從上到下分別是
7 應用層
6 表示層
5 會話層
4 傳輸層
3 網路層
2 數據鏈路層
1 物理層
其中高層，既7、6、5、4層定義了應用程序的功能，下面3層，既3、2、1層主要面向通過網路的端到端的數據流。下面我給大家介紹一下這7層的功能：
（1）應用層：與其他計算機進行通訊的一個應用，它是對應應用程序的通信服務的。例如，一個沒有通信功能的字處理程序就不能執行通信的代碼，從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是，如果添加了一個傳輸文件的選項，那麼字處理器的程序員就需要實現OSI的第7層。示例：telnet，HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。
（2）表示層：這一層的主要功能是定義數據格式及加密。例如，FTP允許你選擇以二進制或ASII格式傳輸。如果選擇二進制，那麼發送方和接收方不改變文件的內容。如果選擇ASII格式，發送方將把文本從發送方的字元集轉換成標準的ASII後發送數據。在接收方將標準的ASII轉換成接收方計算機的字元集。示例：加密，ASII等。
（3）會話層：他定義了如何開始、控制和結束一個會話，包括對多個雙向小時的控制和管理，以便在只完成連續消息的一部分時可以通知應用，從而使表示層看到的數據是連續的，在某些情況下，如果表示層收到了所有的數據，則用數據代表表示層。示例：RPC，SQL等。
（4）傳輸層：這層的功能包括是否選擇差錯恢復協議還是無差錯恢復協議，及在同一主機上對不同應用的數據流的輸入進行復用，還包括對收到的順序不對的數據包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。
（5）網路層：這層對端到端的包傳輸進行定義，他定義了能夠標識所有結點的邏輯地址，還定義了路由實現的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質，網路層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例：IP,IPX等。
（6）數據鏈路層：他定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的歌種介質有關。示例：ATM，FDDI等。
（7）物理層：OSI的物理層規范是有關傳輸介質的特性標准，這些規范通常也參考了其他組織制定的標准。連接頭、針、針的使用、電流、電流、編碼及光調制等都屬於各種物理層規范中的內容。物理層常用多個規范完成對所有細節的定義。示例：Rj45，802.3等。
⑥ 關於計算機網路
報文3200+160=3360bit
因為區域網只能傳1200bit，所以要切片，每個切片前面還要加20bit（沒記錯的話）的首部，也就是1200bit中只有1180bit能用來傳報文。
3360/1180=3片
共需傳播的數據量為3360+3*20=3420bit
第二個區域網所能傳送的最長數據幀中的數據部分只有1200bit，即每個IP數據片的數據部分<1200-160(bit)，由於片偏移是以8位元組即64bit為單位的，所以IP數據片的數據部分最大不超過1024bit，這樣3200bit的報文要分4個數據片，所以第二個區域網向上傳送的比特數等於（3200+4×160），共3840bit。
⑦ 計算機網路
物理層：
物理層（physical layer）的主要功能是完成相鄰結點之間原始比特流傳輸。物理層協議關心的典型問題是使用什麼樣的物理信號來表示數據0和1。1位持續的時間多長。數據傳輸是否可同時在兩個方向上進行。最初的廉潔如何建立以及完成通信後連接如何終止。物理介面（插頭和插座）有多少針以及各針的作用。物理層的設計主要涉及物理層介面的機械、電氣、功能和過電特性，以及物理層介面連接的傳輸介質等問題。物理層的實際還涉及到通信工程領域內的一些問題。
數據鏈路層：
數據鏈路層（data link layer）的主要功能是如何在不可靠的物理線路上進行數據的可靠傳輸。數據鏈路層完成的是網路中相鄰結點之間可靠的數據通信。為了保證書覺得可靠傳輸，發送出的數據針，並按順序傳送個針。由於物理線路不可靠，因此發送方發出的數據針有可能在線路上出錯或丟失，從而導致接受方無法正確接收數據。為了保證能讓接收方對接收到的數據進行正確的判斷，發送方位每個數據塊計算出CRC（循環冗餘檢驗）並加入到針中，這樣接收方就可以通過重新計算CRC來判斷接收到的數據是否正確。一旦接收方發現接收到的數據有錯誤，則發送方必須重新傳送這一數據。然而，相同的數據多次傳送也可能是接收方收到重復的數據。
數據鏈路層要解決的另一個問題是防止高速發送方的數據把低速接收方「淹沒」。因此需要某種信息流量控制機制使發送方得知接收方當前還有多少緩存空間。為了控制的方便，流量控制常常和差錯處理一同實現。
在廣域網中，數據鏈路層負責主機IMP、IMP-IMP之間數據的可靠傳送。在區域網中，數據鏈路層負責制及之間數據的可靠傳輸。
網路層：
網路層（network layer）的主要功能是完成網路中主機間的報文傳輸，其關鍵問題之一是使用數據鏈路層的服務將每個報文從源端傳輸到目的端。在廣域網中，這包括產生從源端到目的端的路由，並要求這條路徑經過盡可能少的IMP。如果在子網中同時出現過多的報文，子網就可能形成擁塞，因為必須加以避免這種情況的出現。
當報文不得不跨越兩個或多個網路時，又會帶來很多新問題。比
在單個區域網中，網路層是冗餘的，因為報文是直接從一台計算機傳送到另一台計算機的，因此網路層所要做的工作很少。
傳輸層：
傳輸層（transport layer）的主要功能是實現網路中不同主機上的用戶進程之間可靠的數據通信。
傳輸層要決定會話層用戶（最終對網路用戶）提供什麼樣的服務。最好的傳輸連接是一條無差錯的、按順序傳送數據的管道，即傳輸層連接時真正的點到點。
由於絕大多數的主機都支持多用戶操作，因而機器上有多道程序就意味著將有多條連接進出於這些主機，因此需要以某種方式區別報文屬於哪條連接。識別這些連接的信息可以放入傳輸層的報文頭中除了將幾個報文流多路復用到一條通道上，傳輸層還必須管理跨網連接的建立和取消。這就需要某種命名機制，使機器內的進程能夠講明它希望交談的對象。另外，還需要有一種機制來調節信息流，使高速主機不會過快的向低速主機傳送數據。盡管主機之間的流量控制與IMP之間的流量控制不盡相同。
會話層：
會話層（SESSION LAYER）允許不同機器上的用戶之間建立會話關系。會話層循序進行類似的傳輸層的普通數據的傳送，在某某些場合還提供了一些有用的增強型服務。允許用戶利用一次會話在遠端的分時系統上登陸，或者在兩台機器間傳遞文件。
會話層提供的服務之一是管理對話控制。會話層允許信息同時雙向傳輸，或任一時刻只能單向傳輸。如果屬於後者，類似於物理信道上的半雙工模式，會話層將記錄此時該輪到哪一方。一種與對話控制有關的服務是令牌管理（token management）。有些協議會保證雙方不能同時進行同樣的操作，這一點很重要。為了管理這些活動，會話層提供了令牌，令牌可以在會話雙方之間移動，只有持有令牌的一方可以執行某種關鍵性操作。另一種會話層服務是同步。如果在平均每小時出現一次大故障的網路上，兩台機器簡要進行一次兩小時的文件傳輸，試想會出現什麼樣的情況呢？每一次傳輸中途失敗後，都不得不重新傳送這個文件。當網路再次出現大故障時，可能又會半途而廢。為解決這個問題，會話層提供了一種方法，即在數據中插入同步點。每次網路出現故障後，僅僅重傳最後一個同步點以後的數據（這個其實就是斷點下載的原理）。
表示層：
表示層（presentation layer）用於完成某些特定功能，對這些功能人們常常希望找到普遍的解決辦法，而不必由每個用戶自己來實現。表示層以下各層只關心從源端機到目標機到目標機可靠的傳送比特流，而表示層關心的是所傳送的信息的語法和語義。表示層服務的一個典型例子就是大家一致選定的標准方法對數據進行編碼。大多數用戶程序之間並非交換隨機比特，而是交換諸如人名、日期、貨幣數量和發票之類的信息。這些對象使用字元串、整型數、浮點數的形式，以及由幾種簡單類型組成的數據結構來表示的。
在網路上計算機可能採用不同的數據表示，所以需要在數據傳輸時進行數據格式轉換。為了讓採用不同數據表示法的計算機之間能夠相互通信而且交換數據，就要在通信過程中使用抽象的數據結構來表示所傳送的數據。而在機器內部仍然採用各自的標准編碼。管理這些抽象數據結構，並在發送方將機器的內部編碼轉換為適合網上傳輸的傳送語法以及在接收方做相反的轉換等噢年工作都是由表示層來完成的。
另外，表示層還涉及數據壓縮和解壓、數據加密和解米等工作（winrar的那一套）。
應用層：
連網的目的在於支持運行於不同計算機的進程彼此之間的通信，而這些進程則是為用戶完成不同人物而設計的。可能的應用是多方面的，不受網路結構的限制。應用層（app;ocation layer）包括大量人們普遍需要的協議。雖然，對於需要通信的不同應用來說，應用層的協議都是必須的。例如：http、ftp、TCP/IP。
計算機所有的TCP/IP傳輸都是通過這7層來進行的
⑧ 計算機網路第一章課後答案
1-01 計算機網路向用戶可以提供那些服務？
答： 連通性和共享
1-02 簡述分組交換的要點。
答：（1）報文分組，加首部
（2）經路由器儲存轉發
（3）在目的地合並
1-03 試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優缺點。
答：（1）電路交換：端對端通信質量因約定了通信資源獲得可靠保障，對連續傳送大量數據效率高。
（2）報文交換：無須預約傳輸帶寬，動態逐段利用傳輸帶寬對突發式數據通信效率高，通信迅速。
（3）分組交換：具有報文交換之高效、迅速的要點，且各分組小，路由靈活，網路生存性能好。
1-04 為什麼說網際網路是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？
答： 融合其他通信網路，在信息化過程中起核心作用，提供最好的連通性和信息共享，第一次提供了各種媒體形式的實時交互能力。
1-05 網際網路的發展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段的主要特點。
答：從單個網路APPANET向互聯網發展；TCP/IP協議的初步成型
建成三級結構的Internet；分為主幹網、地區網和校園網；
形成多層次ISP結構的Internet；ISP首次出現。
1-06 簡述網際網路標准制定的幾個階段？
答：（1）網際網路草案(Internet Draft) ——在這個階段還不是 RFC 文檔。
（2）建議標准(Proposed Standard) ——從這個階段開始就成為 RFC 文檔。
（3）草案標准(Draft Standard)
（4） 網際網路標准(InternetStandard)
1-07小寫和大寫開頭的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要區別？
答：（1） internet（互聯網或互連網）：通用名詞，它泛指由多個計算機網路互連而成的網路。；協議無特指
（2）Internet（網際網路）：專用名詞，特指採用 TCP/IP 協議的互聯網路
區別：後者實際上是前者的雙向應用
1-08 計算機網路都有哪些類別？各種類別的網路都有哪些特點？
答：按范圍：（1）廣域網WAN：遠程、高速、是Internet的核心網。
（2）城域網：城市范圍，鏈接多個區域網。
（3）區域網：校園、企業、機關、社區。
（4）個域網PAN：個人電子設備
按用戶：公用網：面向公共營運。專用網：面向特定機構。
1-09 計算機網路中的主幹網和本地接入網的主要區別是什麼？
答：主幹網：提供遠程覆蓋\高速傳輸\和路由器最優化通信
本地接入網：主要支持用戶的訪問本地，實現散戶接入，速率低。
1-10 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x（bit）。從源點到終點共經過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數據率為b(b/s)。在電路交換時電路的建立時間為s(s)。在分組交換時分組長度為p(bit)，且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小？（提示：畫一下草圖觀察k段鏈路共有幾個結點。）
答：線路交換時延：kd+x/b+s, 分組交換時延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)
其中(k-1)*(p/b)表示K段傳輸中，有(k-1)次的儲存轉發延遲，當s>(k-1)*(p/b)時，電路交換的時延比分組交換的時延大，當x>>p,相反。
1-11 在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別為x和(p+h)(bit),其中p為分組的數據部分的長度，而h為每個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關。通信的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數據率為b(b/s)，但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數據部分長度p應取為多大？（提示：參考圖1-12的分組交換部分，觀察總的時延是由哪幾部分組成。）
答：總時延D表達式，分組交換時延為：D= kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b
D對p求導後，令其值等於0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5
1-12 網際網路的兩大組成部分（邊緣部分與核心部分）的特點是什麼？它們的工作方式各有什麼特點？
答：邊緣部分：由各主機構成，用戶直接進行信息處理和信息共享;低速連入核心網。
核心部分：由各路由器連網，負責為邊緣部分提供高速遠程分組交換。
1-13 客戶伺服器方式與對等通信方式的主要區別是什麼？有沒有相同的地方？
答：前者嚴格區分服務和被服務者，後者無此區別。後者實際上是前者的雙向應用。
1-14 計算機網路有哪些常用的性能指標？
答：速率，帶寬，吞吐量，時延，時延帶寬積，往返時間RTT，利用率
1-15 假定網路利用率達到了90%。試估計一下現在的網路時延是它的最小值的多少倍？
解：設網路利用率為U。，網路時延為D，網路時延最小值為D0
U=90%;D=D0/(1-U)---->D/D0=10
現在的網路時延是最小值的10倍
1-16 計算機通信網有哪些非性能特徵？非性能特徵與性能特徵有什麼區別？
答：征：宏觀整體評價網路的外在表現。性能指標：具體定量描述網路的技術性能。
1-17 收發兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2×108m/s。試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延：
（1） 數據長度為107bit,數據發送速率為100kb/s。
（2） 數據長度為103bit,數據發送速率為1Gb/s。
從上面的計算中可以得到什麼樣的結論？
解：（1）發送時延：ts=107/105=100s
傳播時延tp=106/(2×108)=0.005s
（2）發送時延ts=103/109=1µs
傳播時延：tp=106/(2×108)=0.005s
結論：若數據長度大而發送速率低，則在總的時延中，發送時延往往大於傳播時延。但若數據長度短而發送速率高，則傳播時延就可能是總時延中的主要成分。
1-18 假設信號在媒體上的傳播速度為2×108m/s.媒體長度L分別為：
（1）250px（網路介面卡）
（2）100m（區域網）
（3）100km（城域網）
（4）5000km（廣域網）
試計算出當數據率為1Mb/s和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數。
解：（1）1Mb/s:傳播時延=0.1/(2×108)=5×10-10
比特數=5×10-10×1×106=5×10-4
1Gb/s: 比特數=5×10-10×1×109=5×10-1
（2）1Mb/s: 傳播時延=100/(2×108)=5×10-7
比特數=5×10-7×1×106=5×10-1
1Gb/s:比特數=5×10-7×1×109=5×102
(3) 1Mb/s: 傳播時延=100000/(2×108)=5×10-4
比特數=5×10-4×1×106=5×102
1Gb/s:比特數=5×10-4×1×109=5×105
(4)1Mb/s:傳播時延=5000000/(2×108)=2.5×10-2
比特數=2.5×10-2×1×106=5×104
1Gb/s:比特數=2.5×10-2×1×109=5×107
1-19 長度為100位元組的應用層數據交給傳輸層傳送，需加上20位元組的TCP首部。再交給網路層傳送，需加上20位元組的IP首部。最後交給數據鏈路層的乙太網傳送，加上首部和尾部工18位元組。試求數據的傳輸效率。數據的傳輸效率是指發送的應用層數據除以所發送的總數據（即應用數據加上各種首部和尾部的額外開銷）。
若應用層數據長度為1000位元組，數據的傳輸效率是多少？
解：（1）100/（100+20+20+18）=63.3%
（2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%
1-20 網路體系結構為什麼要採用分層次的結構？試舉出一些與分層體系結構的思想相似的日常生活。
答：分層的好處：
①各層之間是獨立的。某一層可以使用其下一層提供的服務而不需要知道服務是如何實現的。
②靈活性好。當某一層發生變化時，只要其介面關系不變，則這層以上或以下的各層均不受影響。
③結構上可分割開。各層可以採用最合適的技術來實現
④易於實現和維護。
⑤能促進標准化工作。
與分層體系結構的思想相似的日常生活有郵政系統，物流系統。
1-21 協議與服務有何區別？有何關系？
答：網路協議：為進行網路中的數據交換而建立的規則、標准或約定。由以下三個要素組成：
（1）語法：即數據與控制信息的結構或格式。
（2）語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。
（3）同步：即事件實現順序的詳細說明。
協議是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。在協議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務，而要實現本層協議，還需要使用下面一層提供服務。
協議和服務的概念的區分：
1、協議的實現保證了能夠向上一層提供服務。本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協議。下面的協議對上面的服務用戶是透明的。
2、協議是「水平的」，即協議是控制兩個對等實體進行通信的規則。但服務是「垂直的」，即服務是由下層通過層間介面向上層提供的。上層使用所提供的服務必須與下層交換一些命令，這些命令在OSI中稱為服務原語。
1-22 網路協議的三個要素是什麼？各有什麼含義？
答：網路協議：為進行網路中的數據交換而建立的規則、標准或約定。由以下三個要素組成：
（1）語法：即數據與控制信息的結構或格式。
（2）語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。
（3）同步：即事件實現順序的詳細說明。
1-23 為什麼一個網路協議必須把各種不利的情況都考慮到？
答：因為網路協議如果不全面考慮不利情況，當情況發生變化時，協議就會保持理想狀況，一直等下去！就如同兩個朋友在電話中約會好，下午3點在公園見面，並且約定不見不散。這個協議就是很不科學的，因為任何一方如果有耽擱了而來不了，就無法通知對方，而另一方就必須一直等下去！所以看一個計算機網路是否正確，不能只看在正常情況下是否正確，而且還必須非常仔細的檢查協議能否應付各種異常情況。
1-24 論述具有五層協議的網路體系結構的要點，包括各層的主要功能。
答：綜合OSI 和TCP/IP 的優點，採用一種原理體系結構。各層的主要功能：
物理層物理層的任務就是透明地傳送比特流。（注意：傳遞信息的物理媒體，如雙絞
線、同軸電纜、光纜等，是在物理層的下面，當做第0 層。）物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接法。
數據鏈路層數據鏈路層的任務是在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地傳送以幀（frame）為單位的數據。每一幀包括數據和必要的控制信息。
網路層網路層的任務就是要選擇合適的路由，使發送站的運輸層所傳下來的分組能夠
正確無誤地按照地址找到目的站，並交付給目的站的運輸層。
運輸層運輸層的任務是向上一層的進行通信的兩個進程之間提供一個可靠的端到端
服務，使它們看不見運輸層以下的數據通信的細節。
應用層應用層直接為用戶的應用進程提供服務。
1-25 試舉出日常生活中有關「透明」這種名詞的例子。
答：電視，計算機視窗操作系統、工農業產品
1-26 試解釋以下名詞：協議棧、實體、對等層、協議數據單元、服務訪問點、客戶、伺服器、客戶-伺服器方式。
答：實體(entity)表示任何可發送或接收信息的硬體或軟體進程。
協議是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。
客戶(client)和伺服器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程。客戶是服務的請求方，伺服器是服務的提供方。
客戶伺服器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系。
協議棧:指計算機網路體系結構採用分層模型後,每層的主要功能由對等層協議的運行來實現,因而每層可用一些主要協議來表徵,幾個層次畫在一起很像一個棧的結構.
對等層:在網路體系結構中,通信雙方實現同樣功能的層.
協議數據單元:對等層實體進行信息交換的數據單位.
服務訪問點:在同一系統中相鄰兩層的實體進行交互（即交換信息）的地方.服務訪問點SAP是一個抽象的概念,它實體上就是一個邏輯介面.
1-27 試解釋everything over IP 和IP over everthing 的含義。
TCP/IP協議可以為各式各樣的應用提供服務 （所謂的everything over ip）
答：允許IP協議在各式各樣的網路構成的互聯網上運行（所謂的ip over everything）
⑨ 計算機網路
計算機網路可按不同的標准進行分類。
（1）從網路結點分布來看，可分為區域網（Local Area Network，LAN）、廣域網（Wide Area Network，WAN）和城域網（Metropolitan Area Network，MAN）。
區域網是一種在小范圍內實現的計算機網路，一般在一個建築物內，或一個工廠、一個事業單位內部，為單位獨有。區域網距離可在十幾公里以內，信道傳輸速率可達1~20Mbps，結構簡單，布線容易。廣域網范圍很廣，可以分布在一個省內、一個國家或幾個國家。廣域網信道傳輸速率較低，一般小於0.1Mbps，結構比較復雜。城域網是在一個城市內部組建的計算機信息網路，提供全市的信息服務。目前，我國許多城市正在建設城域網。
（2）按交換方式可分為線路交換網路（Circurt Switching）、報文交換網路（Message Switching）和分組交換網路（Packet Switching）。
線路交換最早出現在電話系統中，早期的計算機網路就是採用此方式來傳輸數據的，數字信號經過變換成為模擬信號後才能在線路上傳輸。報文交換是一種數字化網路。當通信開始時，源機發出的一個報文被存儲在交換器里，交換器根據報文的目的地址選擇合適的路徑發送報文，這種方式稱做存儲-轉發方式。分組交換也採用報文傳輸，但它不是以不定長的報文做傳輸的基本單位，而是將一個長的報文劃分為許多定長的報文分組，以分組作為傳輸的基本單位。這不僅大大簡化了對計算機存儲器的管理，而且也加速了信息在網路中的傳播速度。由於分組交換優於線路交換和報文交換，具有許多優點，因此它已成為計算機網路的主流。
（3）按網路拓撲結構可分為星型網路、樹型網路、匯流排型網路、環型網路和網狀網路。