计算机网络标准体系结构.doc

第3章 计算机网络体系结构

一、 填空题
1. 协议关键由（语法）、（语义）和（同时）三个要素组成。
2. OSI模型分为（物理层）、（数据链路层）、（网络层）、（传输层）、（会话层）、（表示层）和（应用层）七个层次。
3. OSI模型分为（资源子网）和（通信子网）两个部分。
4. 物理层定义了（机械特征）、（电气特征）、（功效特征）和（规程特征）四个方面内容。
5. 数据链路层处理数据单位称为（帧）。
6. 数据链路层关键功效有（链路管理）、（成帧）、（信道共享）、（帧同时）、（流量控制）、（差错控制）、（透明传输）和（寻址）。
7. 在数据链路层中定义地址通常称为（硬件地址）或（物理地址）。
8. 网络层所提供服务能够分为两类：（面向连接）服务和（无连接）服务。
9. 传输层功效包含（服务选择）、（连接管理）、（流量控制）、（拥塞控制）和（差错控制）等。
二、 名词解释
同时 协议 实体 对等层 对等层通信 服务 CIDR 协议数据单元 服务数据单元
同时
同时指是广义、在一定条件下发生什么事情特征，而且条件和时间相关，含有时序含义。
协议
计算机网络中意图进行通信结点必需要遵守部分事先约定好规则。这些为进行数据交换而建立规则、标准或约定即称为协议，也称为网络协议。
实体
任何接收或发送数据硬件单元或软件进程模块全部能够称为通信实体，简称实体。
对等层
不一样网络结点，若它们遵照是同一个网络体系结构话，那么在不一样结点上完成一样功效层次称为对等层。
对等层通信
在分层网络体系结构中，每个层次只知道自己从上层接收来数据并处理后再传输给下一层，结果通信目标方该层次对等层就收到和己方处理一模一样数据。就仿佛在两个对等层之间有一条“通道”直接把数据传送过去一样，这种情况就称为对等层通信。
服务
下一层能被上一层看见功效称为服务。
协议数据单元、服务数据单元
对等层上传送数据单位称为协议数据单元，而直接相邻两个层次之间交换数据单位称为服务数据单元。二者服务对象是不一样。
CIDR
无分类域间路由选择（Classless Inter-Domain Routing，CIDR）不使用A类、B类和C类地址网络号和子网号，也不划分子网。它将32位IP地址前面连续若干位指定为网络号，以后面位则指定为主机号，网络号位数能够自由定义。

三、 简答题
1. 为何要采取分层方法处理计算机通信问题？
经过分层方法，使得计算机网络复杂通信处理问题转化成为若干相对较小层次内局部问题，对其进行研究和处理变得相对轻易。
2. “各层协议之间存在着某种物理连接，所以能够进行直接通信。”这句话对吗？
不对。物理连接只存在于最底层下面。各层协议之间只存在着称为“对等层通信”逻辑连接。
3. 请简明叙述服务和协议之间区分。
经过协议要求，下一层能够为上一层提供服务，不过对于上一层服务用户来说下面协议是透明。协议是存在于对等层之间，是水平；服务存在于直接相邻两个层次之间，是垂直。
4. 请描述一下通信两台主机之间经过OSI模型进行数据传输过程。
发送数据具体过程为：要进行通信源用户进程首先将要传输数据送至应用层并由该层协议依据协议规范进行处理，为用户数据附加上控制信息后形成应用层协议数据单元再送至表示层；表示层依据本层协议规范对收到应用层协议数据单元进行处理，给应用层协议数据单元附加上表示层控制信息后形成表示层协议数据单元再将它传送至下一层。数据按这种方法逐层向下传送直至物理层，最终由物理层实现比特流形式传送。
当比特流沿着传输介质经过多种传输设备后最终抵达了目标系统。以后，接收数据具体过程为：根据发送数据逆过程，比特流从物理层开始逐层向上传送，在每一层全部根据该层协议规范和数据单元控制信息完成要求操作，以后再将本层控制信息剥离，并将数据部分向上一层传送，依这类推直至最终、通信目标用户进程。
5. 请简述虚电路服务特点。
虚电路服务要求发送分组之前必需建立连接，即虚电路。以后全部分组全部沿着虚电路依次进行传送。在全部分组传送完成后要释放连接。它能够提供次序、可靠分组传输，适适用于长报文通信，通常应用于稳定专用网络。
6. 请简述无连接服务特点。
无连接服务无需事先建立连接。各个分组携带全部信息，依据网络实际情况，独立选择路由抵达目标端。它只提供尽最大努力服务，所以不能确保传输可靠性。独立选择路由模式也不能确保分组抵达次序性。不过其操作灵活且鲁棒性较强，适合于短报文传输和对实时性和可靠性要求不高环境。
7. “传输层是真正端到端网络层次。”这句话对吗？
正确。源端主机上某个程序进程利用传输层报文首部字段和控制报文和目标端主机上目标程序进程进行对话，从而实现程序（进程）之间信息交互。
8. 请画出TCP/IP模型结构图。
应用层
传输层
网际层
网络接口层

9. TCP/IP模型中传输层协议有哪些？
传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。
10. TCP/IP模型中网际层协议有哪些？
网际协议IP、因特网控制报文协议ICMP、地址解析协议ARP、逆向地址解析协议RARP和因特网组管理协议IGMP。
11. 请说明IP协议分片处理过程。
若IP分组经过某中间网络MTU值小于生成份组数据初始网络MTU值时，必需要将分组分割成适合该中间网络传输要求小分组，这个过程称为分片。通常是将IP分组数据部分根据8个字节整数倍进行等分，并从零开始计数。只有第1个分片拥有IP分组完整首部信息，后续分片只复制原IP分组首部部分信息（无选项字段）。此时每个分片分组片偏移字段值设为该分片数据内容第1个字节在原始IP分组中位置，同时标志字段DF位为0，最终一个分片MF位为0，其它分片MF位为1。全部分片将在目标主机上进行重组。重组时，接收端将标识符字段值相同且MF位为1各个分片缓存起来，直到某个分片MF为0为止。随立即这些分片数据内容进行重新组合，从而恢复出原始IP分组信息。
12. 请说明ARP协议和RARP协议区分。
ARP协议用于查询已知IP地址目标主机硬件地址信息。RARP协议处理是通信设备知道自己物理地址，不过不知道IP地址问题。
13. 请说明TCP协议校验和字段计算方法。
发送端先将校验和字段全部置0。然后将伪首部连同UTCP报文一起拆分成若干16位二进制位串。若TCP报文数据部分不是偶数个字节，则在最终添加一个全0字节。随即根据二进制反码计算这些16位二进制位串和。最终将此值二进制反码记入校验和字段并发送。接收端首先将收到TCP报文附加上伪首部信息和可能填充字节信息，然后将这些内容拆分成16位二进制位串。最终根据二进制反码求这些16位二进制位串和，假如结果是全1则表明传输无误。
14. 什么是IP地址？IP地址由哪些部分组成？
TCP/IP模型网际层为每一个连接在网络上设备接口分配了一个全世界独一无二32位标识符作为该设备接口唯一标识。这个全世界独一无二32位标识符称为IP地址。32比特IP地址分为两个部分，分别是网络号部分和主机号部分。
15. IP地址和硬件地址区分是什么？
IP地址是网际层级以上各层使用地址概念，而硬件地址是数据链路层和物理层（网络接口层）使用地址概念。数据链路层“看不见”数据报IP地址，而网际层也看不见硬件地址。
16. 请说明IP地址分类和各类IP地址范围。
网络类型
第一个可用
网络号
最终一个可
用网络号
最大网络数
每个网络
最大主机数
IP地址总范围
可分配给主机IP地址范围
A
1
126
27-2=126
224-2=16777214
1.0.0.0~127.255.255.255
1.0.0.1~126.255.255.254
B
128.0
191.255
214=16384
216-2=65534
128.0.0.0~191.255.255.255
128.0.0.1~191.255.255.254
C
192.0.0
223.255.255
221=2097152
28-2=254
192.0.0.0~223.255.255.255
192.0.0.1~223.255.255.254
D
——
——
——
——
224.0.0.0~239.255.255.255
——
E
——
——
——
——
240.0.0.0~247.255.255.255
——
17. 对于传统IP地址而言，请说明127.0.0.4和190.233.255.255含义是什么？
前者用于计算机环回测试，后者表示一个B类网络广播地址。
18. 某单位拥有一个B类地址网络。现欲在其中划分7个子网，则子网掩码是什么？每个子网最多能够有多少台主机？
255.255.240.0。 4094。
19. 128.14.32.0/20包含多少个地址？其最大地址和最小地址是什么？
212个。最大地址为128.14.47.255，最小地址为128.14.32.0。
20. IPv6分组扩展首部是否为数据报首部？为何？
扩展首部全部不属于IPv6数据报首部，而是和数据部分共同被定义为有效载荷（payload）或净负荷。因为扩展首部提供是数据报扩展功效，是可选。数据报首部专指基础首部。
21. TCP/IP模型应用层能够和OSI模型哪个层次相对应？
应用层、表示层和会话层。
22. TCP/IP模型网络接口层能够和OSI模型哪个层次相对应？
数据链路层和物理层。
23. 请简述TCP/IP模型和OSI模型区分。
首先，TCP/IP模型应用层囊括了OSI模型应用层、表示层和会话层三层功效。实践证实将表示层和会话层单独作为独立层次会造成网络结构复杂、功效冗余，能够将它们功效划归其它层次实现。TCP/IP模型在这一点上做得很好而OSI模型在此处却留下了一个败笔。
其次，TCP/IP模型只有一个未作任何定义网络接口层，而OSI模型则完整定义了数据链路层和网络层。实际上这两层是完全不一样，物理层必需处理实际物理传输媒介多种特征，而数据链路层只关心怎样从比特流中区分名为帧数据单元和怎样将帧可靠地传输到目标端。TCP/IP模型在这一点上工作做得不够。
除上述差异之外，两个模型特点对比还有：TCP/IP模型没有显著地域分服务、接口和协议概念，而OSI模型却做了具体工作，从而符合了软件工程实践规范和要求；TCP/IP模型是专用，不适合描述除TCP/IP模型之外任何协议，而OSI模型是一个通用标准模型框架，它能够描述任何符合该标准协议；TCP/IP模型关键考虑了异构网络互联问题，而OSI模型开始对这一点考虑得不多；TCP/IP模型提供了面向连接和无连接两种服务，而OSI模型开始只考虑了面向连接一个服务；TCP/IP模型提供了较强网络管理功效，而OSI模型以后才考虑这个问题。