网络体系结构

1、第二章网络体系结构一、例题分析：1. 在osi参考模型中，当相邻高层的实体把idu传到低层实体后，被低层 实体视为sdu o2. 在iso的osi参考模型屮，提供流量控制功能的是第2、3、4以;提供 建立、维护和拆除端到端连接的层是传输恳；为数据分组提供在网络中路由 功能的是 网络层;传输层提供 主机进程之间 的数据传送；为网络层实体 提供数据发送和接收功能和过程的是 数据链路层。3. tcp/ip参考模型是internet采用的协议标准，是一个协议系列，由多个处在 不同层次的协议共同组成，用于将各种计算机和设备组成实际的计算机网络。 tcp/ip参考模型分成4个层次，分别是主机网络层、互联网

2、络层、传输层与应 用层。(1) _c_是属于互联网络层的低层协议，主要用于完成ip地址向物理地址的 转换。(2) _a_主要用于完成物理地址向ip地址的转换，多用在无盘工作站启动时 利用物理地址解析出对应的ip地址。(3) b 是与ip协议同层的协议，更确切的说是工作在ip协议之上，但乂 不属于传输层的血议，可用于internet ±的路由器报告差错或提供有关意外情况 的信息。(4) _c_是一种面向连接的传输协议，在协议使用屮存在着建立连接、传输 数据、释放连接的过程。(5) _d_是一种无连接的传输协议，采用这种协议时，每一个数据包都必须 独立地进行路由选择，特别适合于突发性短消

3、息的传输。(1)a. rarpb. icmpc. arpd. igmp(2)a. rarpb. arpc. dnsd. bootp(3)a. igmpb. icmpc. dhcpd. smtp(4)a. snmpb.httpc. tcpd. udp(5)a. httpb.ftpc. tcpd. udp4. 计算机网络提供的服务可以分为有确认服务与无确认服务，二者z间有什么区 别？在下列情况中，请说明哪些可能是有确认服务或无确认服务？哪些两者皆 可？哪些两者皆不可？(1) 建立连接(2) 数据传输(3) 释放连接答：本题考查对计算机网络提供的两种基本服务类型的理解。服务在形式上是由一组原语或操作

4、来描述的，可以分为有确认服务与无确认服 务。在已有确认服务屮，作为对请求原语的反应，接收方必须要发岀一条明确的 响应原语；具体地，有确认服务包括请求、指示、响应、证实4条原语，需要花 费较多的时间，但增加了可靠性。而无确认服务只有请求与指示2条原语，需更 花费较多的时间，但增加了可靠性。而无确认服务只有请求与指示2条原语，实 现简单，但可靠性不高。连接服务总是有确认服务，因为远程对等实体必须同意 并发出响应才能建立连接。对于题中的3种情况：(1) 必须使有确认服务；(2) 和(3)可以是有确认服务，也可以是无确认服务，这取决于网络设计者得 选择。二、填空题：1 计算机网络屮，网络层次结构模型和

5、 m 的集合称为网络体系结构。2物理层是osi参考模型中最低层，主要涉及原始比特流在通信信道上的传 输。3在计算机网络中，网络协议就是为实现网络中的数据交换而建立的标准、规则或约定网络协议的三个基本协议为：遥义;谨迭；时序4开放系统互联(osi)参考模型是由iso制定的国际标准。在osi参考模型 中，低层在相邻层接口的 服务访问点 处通过服务原语向高层提供服务，有4 种类型的服务原语，其中请求 和 响应 由高层向低层发，而 证实和 指示 则 由低层发往高层。服务过程中传递的信息单元称为服务数据单元5.0si标准采用了体系结构、服务定义、协议规范三级抽象。具屮： 体系结构:定义了一个7层的参考模

6、型；服务定义:详细描述了各层所提供的服务；协议规范:精确地定义了应当发送何种控制信息，以及应当采用何种工程来 解释该控制信息。6在osi环境中，发送方的应用进程数据依次从应用层逐层传至物理层，其中 传输层的服务数据单元称为 » ;网络层的服务数据单元称为 分组;数据链 路层的服务数据单元称为 帧;物理层的服务数据单元称为 比資o7在tcp/ip参考模型中，传输层处于互联网络 层提供的服务z上，负责向 应 用层提供服务。8在osi参考模型中，会话层处于馅1层提供的服务z上，向表丞层提供 服务。9虚电路服务时osi网络 层向传输层提供的一种可靠的数据传送服务，确保 所有分组按发送顺序到达

7、日的端系统。10.协议数据单元(pdu)是在不同节点的对等层实体之间实现该层协议所交 换的信息单元。11rfc文档按照发展与成熟的过程可以分为4个阶段：intemet草案、捉议标 准、草案标准、标准12网络协议是计算机网络互相通信的(1) e 间交换信息时必须遵守的 规则或约定的集合。在网络协议的3个基本要索屮，(2) b是数据和控制信息的结构或格式；(3) a 是用于协调和进行差错处理的控制信息; 时序是对事件实现顺序的详细说明。而网络体系结构则是(4) d 。(1) a.相邻层实休 b.对等层实体c.同一层实体 d.不同层实体(2) a.语义 b.语法c.服务d.词法(3) a.语义 b.

8、差错控制c.协议 d.协同控制(4) a.网络各层及层中协议的集合b. 网络各层协议及其具体描述。c. 网络层间接口及其具体描述。d. 网络层、层中协议和层间接口的集合。13在osi参考模型小，(1) 旦利用通信子网提供的服务实现两个用户进程z 间端到端的通信。在这个层次模型屮，如果a用户需要通过网络向b用户传送 数据，则首先将数据送入应用层，在该层给它附加控制信息后送入表示层；在表 示层对数据进行必耍的变换并加头部后送入会话层；在会话层加头部送入传输 层；在传输层将数据分割成为(2) _c_后送至网络层；在网络层将数据封装 成(3) _d_后送至数据链路层；在数据链路层将数据加上头部和尾部封

9、装成(4) _c_后发送到物理层；在物理层以(5) a 形式发送到物理线路。b 用户所在的系统接收到数据后，层层剥去控制信息，最终将原数据传送给b用 户。b.传输层c.会话层d.b.数据流c.报文d.b.报文c.路由信息d.b.报文c.数据帧d.b.数据帧c.报文d.层示组组组组 蠢分分分分(1) a.网络层(2) a.数据报(3) a.数据流(4) a.数据楼(5) a.比特流三、名词解释：1协议：为进行计算机网络屮的数据交互而建立的规则、标准或约定。2. 网络体系结构：计算机网络层次结构模型与各层协议的集合。3. tcp/ip参考模型：冃前计算机网络采用的事实上的4层结构的网络参考模型。4

10、. tcp/ip协议族：tcp/ip参考模型屮每层的协议门下而上形成的一纽协议的集口。5服务：计算机网络层次结构模型屮各层向它的直接上层提供的一组操作。6.is0：国际标准化组织，一个指定计算机网络标准的重要的国际组织。7.osi参考模型：开放式系统互联，一个著名的采用分层体系结构的参考模型。&接口：计算机网络层次结构模型中同一节点内相邻层z间交换信息的链接点。9.0si环境：osi参考模型所描述的范围，包括互联网计算机系统的7层与通信 子网。10服务访问点：网络参考模型屮上层使用其直接下层提供服务的地方。11确认：一种用于保证传输可靠性的机制，要求分组的接收节点在收到每个分组 后向发

11、送节点发送正确接收分组的应答信息。12应用层：osi参考模型的最高层，该层给出了系统和用户之间的接口。13传输层：osi参考模型中的一层，负责为用户提供可靠的端到端服务。14网络层：osi参考模型中的一层，负责使分组以适当的路径通过通信子网。15数据链路层：osi参考模型中的一层，负责为相邻的网络层实体z间提供数据传输服务，检测物理层所出现的传输茅错，并且可能进行纠错。16物理层：osi参考模型的最低层，通过实际的传输介质传输二进制比特流形式 的数据。17面向连接服务：一种数据传送类型，要求在数据传输之前建立一条连接，数据 传输完毕之后释放连接。18无连接服务：一种数据传送服务类型，不要求建立

12、与释放连接，而直接进行数 据的传输。四、选择题：1当网络a上的一个主机向网络b上的一个主机发送报文时，路由器需要检查e 地址。a. 物理 b.ip c.端口 d.其他2加密和解密属t osi参考模型中的第 c 层的功能。a. 4 b. 5c.6d.73下列属于osi参考模型屮的表示层的是 c oa. 用户认证b.端到端连接c.数据榕式变换 d.会话的建立和断开4. 物理层传输的是 a oa. 原始比特 b.分组 c.信元 d.帧5 各种网络在物理层互联时要求 a oa. 数据传输速度和链路层协议相同。b. 数据传输速度相同，链路协议可以不同。c. 数据传输速度可以不同，链路层协议和同。d. 数

13、据传输速率和链路层协议都可不同。6在osi参考模型屮，第n层与它之上的第n+1层的关系是 a oa. 第n层为第n+1层提供服务。b. 第n+1层将从第n层接收的报文添加一个报头。c. 第n层使用第n+1层提供的服务。d. 第n层与第n+1层互相没有影响。7在osi参考模型中，服务用户发往服务提供者的服务原语是 c oa. 响应，证实b.请求，指示c.请求，响应d.请求，证实&在osi参考模型中，第n层提供的服务是 a 与对等层实体交换信息来实 现的。a. 利用第n1层提供的服务以及按第n层的协议。b. 利用第n层提供的服务以及按n1层协议。c. 利用第n+1层提供的服务以及按第n层协

14、议。d. 利用第n层提供的服务以及按第n+1层血议。9路由选择功能是在osi模型的 c oa.物理层c.网络层b.数据链路层d.传输层10下列功能中，a.交互功能c.死锁处理属于osi参考模型中表示层提供的是d ob.透明传输d.文本压缩注：表示层主要用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数 据格式变换、数据的加密与解密、数据压缩与恢复功能。11 在tcp/ip参考模型的层次中，解决计算机z间通信问题是在 a.主机网络层b.互联网络层c.传输层d.应用层12在屮继器系统中，屮继器丁作在 a 。a.物理层b.数据链路层c.网络层d.高层13在osi参考模型的7层结构中，实现帧同步功

15、能的是 b oa.物理层b.数据链路层c.网络层d.传输层14 网络层互联主要用于d 。a. 分布在不同地理范i韦i内的局域网互联。b. 具有多个网络层协议多个网络互联。c. 广域网之间的互联。d. 广域网与局域网互联。15卜面的协议中，b 是tcp/ip协议的应用层协议。a. tcp 和 ftpb.dns 和 smtpc. rarp 和 dnsd. ip 和 udp注：rarp和arp属于网络层协议。16集线器和路由器分别运行于osi参考模型的d oa.数据链路层和物理层b.网络层和传输层c.传输层和数据链路层d.物理层和网络层17.0si参考模型将整个网络的功能划分为7个层次来实现，a o

16、a. 层与层z间的联系通过接口进行。b. 层与层z间的联系通过协议进行。c. 各对等层之间通过协议进行通信。d. 除物理层以外，各对等层之间均存在直接的通信关系。18在osi参考模型中实现路由选择、拥塞控制与互联功能的层是 c oa.传输层b.应用层c.网络层d.物理层19在tcp/ip参考模型中tcp协议工作在 b oa.应用层b.传输层c.互联网络层d.主机至网络层20 若要对数据进行字符转换、数字转换以及数据压缩，应该在osi参考模型的d 上实现。b.传输层d.表示层a.网路层c.会话层 21.在下面对osi参考模型的数据链路层测功能特性描述屮，哪一项是不正确 的？ aa. 通过交换与路

17、由，找到数据通过网络的最有效的路径。b. 数据链路层的主要任务是：提供一种可靠的通过物理介质传输数据的方法。c. 将数据分解成帧，并按顺序传输帧，并处理接收端发冋的确认帧。d. ethernet (以太网)的数据链路层分为llc和mac子层，并在mac子层 使用csma/cd协议争用信道。22.osi参考模型中，网络层、数据链路层和物理层传输的数据单元分别是_c_ oa. 报文(message)、帧(frame)> 比特(bit)。b. 分组(packet)、报文(message)>比 特(bit)。c. 分组(packet)、帧(frame)> 比特(bit)。d. 数据报

18、(datagram)> 帧(frame)> 比特(bit)。23. 下面属于tcp/ip协议族屮互联网层协议的是_ ca. igmp、udp、ipb. ip、dns、icmpc.icmp、arp、igmpd. ftp、igmp、smtp24. 下列哪一个机构为设备间的电气连接与数据的物理传送开发标准？ aa. eiab.itu-tc.ansid. iso25. 协议是 d z间进行通信的规则或约定。a.同一节点上下层b.不同节点c.相邻实体d.不同结点对等实体26. 在osi参考模型中，对等层互相交换信息的实体构成c 。a.通信实体b.相邻实体c.对等实体d.传输实体五、简答题1什

19、么是网络体系结构？为什么要定义网络体系结构？答：网络层次结构模型和各层协议的集合称为网络体系结构。进一步地，网络 体系结构就是计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。计算机网络是一个庞大而又复杂的系统，综合了当代计算机技术和通信技 术，又涉及其他应用领域的知识和技术。出不同厂家的软硬件系统、不同的通信 网络以及各种外部辅助设备连接构成网络系统，高速、可靠地进行信息共享是计 算机网络面临的主要难题。为了解决这个问题，人们必须为网络系统定义一个使 不同的计算机、不同的通信系统和不同的应用能够互相连接(互联)和互相操作 (互操作)的开放式网络体系结构。互联意味着不同的计算机能够通过通信了网 互相

20、连接起来进行数据通信。互操作意味着不同的用户能够在联网的计算机上， 用相同的命令或相同的操作使用其他计算机中的资源与信息，如同使用木地的计 算机系统中的资源与信息一样。2. 什么是网络协议？由哪儿个基本要素组成？ 答:为进行计算机网络屮的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络i办议。 进一步地，网络协议包括3个基本要素：语义、语法和时序。其屮，语义规主了 需要发出的控制信息，执行的动作以及返回的响应；语法规定了用户数据与控制 信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义；时序规定了事件执行的顺序， 即确定通信过程中通信状态的变化。3. 面向连接通信和无连接通信的主要区别是什么？答：面向连接通信

21、和无连接通信的选择影响着网络协议的复杂性以及传输的可靠 性，它们的主耍区别在以下两点：数据传输过程不同。面向连接通信分成3个阶段：建立连接、数据传输、释放 连接；而无连接通信直接进行数据通信，不需要建立、维护和释放连接。数据的保序性不同。面向连接通信具有数据的保序性，也就是能够保证接收数 据的顺序与发送数据的顺序一致，因此传输的可靠性好，但协议复杂，通信效率 不高；无连接通信不能保证数据的顺序性，可能出现乱序、重复与丢失的现象， 因此传输的可靠性不是很好，但协议简单，通信效率较高。4.osi参考模型的层次划分原则是什么？画!l! osi参考模型结构示意图，并简述 各层的主要功能？答：osi参考

22、模型是分层网络体系的一个实例，划分层次的主要原则是：网络中各结点都具有相同的层次；不同节点的对等层具有和同的功能；同一个节点内的相邻层z间通过接口进行通信；每一层可以使用下层提供的服务，并为上层提供服务；不同结点的对等层通过协议来实现对等层之间的通信。按照上述的划分原则，osi参考模型将整个通信功能划分为：应、表、会、传、 网、数、物。七层。各层的功能如下：物理层：利用传输介质为通信的网络节点z间建立、维护和释放物理连接，实 现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务。数据链路层：在通信的实体间建立数据链路连接，传输以帧为单位的数据包， 并采取差错控制和流控制的方法，使有差错的物理线路变

23、成无差错的数据链路。 网络层：为分组通过通信子网选择路径，并实现拥塞控制、网络互连等功能。 传输层：向用户提供可靠的端对端服务。会话层：负责维护通信中两个节点之间会话连接的建立、维护和断开，以及数 据的交换。表示层：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式 变换、数据的加密与解密、数据压缩与恢复等功能。应用层：为应用程序提供网络服务。5. 有两个网络，都提供可靠的面向连接的服务。具中一个提供可靠的字节流，而 另一个提供可靠的报文流。二者是否相同？为什么？答：二者不相同。在提供可靠的报文流服务的网络中，网络需要保持对报文边界 的跟踪；而在提供可靠的字节流服务的网络屮，网络不需

24、要这样的跟踪。例如， 假设一个发送方的应用进程向一个连接写了 1024字节，稍后乂写了另外的1024 个字节。那么，接收方将共读了 2048个字节。对丁报文流服务来说，接收方将 接收到两个报文，每个报文的数据部分长为1024字节。而对于字节流来说，接 收方把2048个字节当作一个整体，并不识别报文边界，在此已经体现不出原先 有两个报文的事实。6. 在osi参考模型中，各层的协议数据单元（pdu）分别是什么？答：在osi参考模型小，协议数据单元（pdu）是对等层实体通过网络协议交 换的数据单元。其屮，物理层的协议数据单元是比特（bit）；数据链路层的协议 数据单元是帧（frame）；网络层的协议

25、数据单元是分组（packet）；传输层的协议 数据单元是报文（message）；会话层的协议数据单元是spdu；表示层的协议数 据单元是ppdu；应用层的协议数据单元是apduo7.osi参考模型屮，数据链路层传输的数据单元称为帧，而网络层传输的数据单 元称为分组。试问是帧封装分组，还是分纽封装帧？答：在osi参考模型屮，网络层处于数据链路层的上一层。在发送节点，当网 络层接收到来自传输层的tpdu （传输层协议数据单元）时，就将tpdu作为数 据部分构建分组（packet）,然后传至数据链路层；分组到达数据链路层时，数 据链路层将分组作为数据部分构建帧（frame）,然后传送至物理层。因此，

26、帧封 装分组，就如整个分组被放到一个信封中一样。8.为了使协议族数据单元（pdu）能够被正确传送到达目的地的对等层，在每层 协议附加的报头中通常包含一些什么样的信息？答:协议数据单元（pdu）是网络层屮不同节点的对等层实体z间交换的信息单 元，为了使它能正确地被冃的结点的对等层实体所接收，需耍在报头（header）中 增加的信息包括：首先，为了将pdu正确地经过通信子网传输到h的节点的对等实体，在报头 中必须包括源端地址和h的端地址。例如，在ip分组中包含的源ip地址与h的 ip地址、ethernet帧屮包含的源mac地址与冃的mac地址等。其次，必须包含一些和相邻层相关的信息，以说明本层提供

27、的服务和相邻层的 服务。另外，还需要一些对于本身数据的描述与校验，例如数据长度、报文长度、校 验码等。9在tcp/ip协议族的传输层中，有两个不同的传输层协议tcp和udp,为什么 设置这样两种不同的协议，试对它们进行比较。答：tcp和udp是工作在传输层的internet协议，其中tcp （传输控制协议） 是一种可靠的、面向连接的协议，专门设计用于在不可靠的internet ±提供可靠 的、端到端字节流通信。tcp协议可以确保一台主机的字节流无差错地传送到冃 的主机。upd （用户数据报协议）是一种不可靠的、无连接的协议，主要用于不耍求 数据报顺序到达的传输中，数据报传输顺序的检杳

28、与排序由应用层完成。udp 向应用层提供了一种发送封装的原始ip数据报方法，并且发送时无需建立连接。10.请比较osi参考模型与tcp/ip参考模型的异同点。答：osi参考模型与tcp/ip参考模型的相同z处是：都采用了分层的结构，都 有网络层、传输层与应用层，而且在传输层二者定义了相似的功能，即都能提供 可靠的端到端的字节流。但是，osi参考模型与tcp/ip参考模型在层次划分与使用的协议上有很大区别。 osi参考模型采用了 7层结构，而tcp/ip参考模型采用了 4层结构，没有会话 层与表示层。osi参考模型的网络层提供无连接与面向连接的服务，传输层只提 供面向连接的服务；而tcp/ip参

29、考模型整好相反，tcp/ip参考模型的网络层仅 提供无连接服务，传输层提供无连接与面向连接服务。六. 综合习题1. 假设一个系统具有n层协议，其中应用进程生成长度为m字节的数据。在每层 都加上长度为h字节的报头。计算为传输报头所占用的网络带宽百分比。答：在同一个节点内，当应用进程产生数据从最高层传至最底层时，所添加的报 头的总长度为nh字节，数据部分仍为m字节。因此，为传输报头所占用的网络 带宽百分比为：nh/(nh+m)*100%2. 某颜料公司的总裁打算与本地的啤酒酿造商合作生产一种啤酒罐。总裁指示他 的法律部门调查此事，后者又请工程部分帮忙。于是，总工程师打电话给啤洒公 司的这方面主管讨

30、论此事的技术问题。然后工程师们又各口向口己法律部门汇 报。双方法律部门通过电话商议，安排了有关法律方面的事宜。最后，两位公司 总裁讨论这笔生意的经济方面的问题。请问，这是否是osi参考模型意义上的 多层协议的例子？答：osi参考模型将计算机网络的通信功能自下而上分为7层：物理层、数据链 路层、网络层、传输层、表示层、应用层。除了物理层z外，不同节点的各层对 等层实体都不进行直接的通信，而是通过网络协议进行间接通信。本题中的例子 也是一种分层处理的结构，下层为具直接上层提供服务，但每层的实体(总裁、 法律部门、工程师)都进行直接的物理通信，这不同于osi参考模型的处理方 式，因此不是osi模型意

31、义上的多次i办议的例子。3. 在一个n层的层次型网络体系结构中，每层协议分别耍求加上长为字节的 报头。如果某应用进程生成的数据长度为d字节，则在物理传输介质的带宽中 有多人比例是用來传输有效应用数据的？答：当应用进程将生成的数据传送到网络系统的最高层时，数据经最高层逐层处 理直至最低层，最后由物理传输介质进行真正的传输。在每层，层实体都为收到 的数据单元加上本层控制报头，然后交给下一层。因为应用数据长度为d字节, 第n层增加的报头为hn字节，因此，最底层传送给传输介质的最终数据单元长 为：hn+ hn-1+ .+h2+h+d o所以，用于传输应用数据的比例为d/( hn+ hn-1+ .+h2

32、+h1+d)*100%o4. 现在乂处在两地的科学家a与b, a只懂汉语，而b只懂俄语，为了实现他们 z间的有效通信，可以为科学家a配置一个英汉翻译，为科学家b配置一个英 俄翻译，于是在他们之间就可以建立一个如下图所示的通信过程。科学家英翻译秘书这是通信的一个简单实例。实际上，计算机网络中的通信过程要比如上所述的通 信过程复杂得多。为了使网络中的两台计算机能够相互通信，必须在它们z间建 立高度的协调，这需要完成很多工作。为此，网络研究人员在设计网络是就提出 了分层的思想，其木质在于“化复杂为简单，化整体为局部”。基于分层的思想, 早在1974年，ibm公司就提出了研制的系统网络体系结构sna,而国际标准化 组织也于20实际也于20实际70年代末提出了著名的开放系统互联osi参考模 型。根据上面的描述，结合自己的理解和体会，试回答一下问题：试举出其他一些现实生活中与分层体系结构思想相类似的例子。什么是体系结构？网络体系结构又是怎样定义的？在设计计算机网络系统结构时，引入了分层思想带来了哪些好处？在网络体系结构中，有两个比较重要的概念一协议和服务，试谈谈对它们的理 解，并以tcp/ip体系结构中的有关例子来说明。答：在现实生活中存在着和分层体系结构类似的许多例了，例如邮