为什么建立网络分层模型

1.物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？答：物理层要解决的主要问题：（1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。

（2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。

（3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路物理层的主要特点：（1）由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械，电气，功能和规程特性。

（2）由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。

2.数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.答：链路管理、帧定界、流量控制、差错控制、将数据和控制信息区分开、透明传输、寻址可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。

3.假设有五个IP地址A：131.107.256.80，B：231.222.0.11，C：126.1.0.0，D：198.121.254.255，E：202.117.34.32，找出不能分配给主机的IP地址，并说明原因。

答：（1）A的第三个数256大于255是非法值，不能用于主机地址；（2）B的第一个数231是保留给组播的地址，不能用于主机地址；（3）C以全0结尾的IP地址是网络地址，不能用于主机地址；（4）D以全1结尾的IP地址是广播地址，不能用于主机地址。

OSI分层模型详解1.1 ⽹络分层　 本课主要介绍了两种不同的分层结构：OSI分层模型和Cisco三层模型。

分层的优点：1．把复杂的⽹络划分成为更容易管理的层。

2．改变⼀个层的时候不会影响到其他的层，这使得应⽤程序开发者可以特定的设计和开发。

3．因为在当今的⽹络环境中，没有⼀个⼚家能完整的提供整套解决⽅案和所有的设备，在多⼚商环境下定义⼀个标准接⼝，即"即插即⽤"。

1.2 OSI七层模型的主要功能及⼯作在各层的设备⼀、理解OSI相关模型 为什么要学OSI？最重要的原因是：OSI七层模型是描述⽹络协议实现背后的内容和功能的最好⼯具、学习⽹络结构、⽹络原理、⽹络设备就必须从。

OSI的全称是开放式⽹络互联（Open Systems Interconnection）OSI的历史和现状: 国际标准化组织( I S O )创建了O S I 模型，并在1 9 8 4 年发布，以为供应商提供⼀个⽹络模型　，这样它们的产品可以在⽹络上协调⼯作。

O S I 参考模型提供了层次分析⼯具，以理解互连技术，以及当前和未来⽹络发展的基础。

⼆、利⽤OSI分层的好处和概念 1、使⼈们容易探讨和理解协议的许多细节。

2、在各层间标准化接⼝，允许不同的产品只提供各层功能的⼀部分，（如路由器在⼀到三层），或者只提供协议功能的⼀部分。

（如Win95中的Microsoft TCP/IP） 3、创建更好集成的环境。

4、减少复杂性，允许更容易编程改变或快速评估。

5、⽤各层的headers和trailers排错。

较低的层为较⾼的层提供服务。

三、OSI七层的功能及各层的协议和数据格式 OSI Layers 功能 协议、数据格式或设备 Application 为应⽤程序提供通信服务 FTP，WWW browsers 例：Word processor Telnet、NFS、SMTP gateways、mail等 Presentation 主要作⽤是定义数据格式 TIFF,GIF,JPEG 如：⼆进制或ASCII传输 ASCII,MPEG,MIDI HIML Session 定义怎样开始，控制和结束 RPC,SQL,NFS, 会话conversations如ATM机 NetBIOS names 的事务处理双向传输 AppleTalk ASP Transport 第四层包括选择是否提供 TCP,UDP,SPX 错误恢复的协议 如TCP→分民packet→ IP→TCP组合成segment Network 定义包的端对端的传送 IP，IPX 也定义了根据媒体的不同具 Appletalk DDP 把packet分割成更⼩的packet 路由器 Data Link 指定从⼀个具体的链路或媒体传输 Frame Relay 数据，定义通过不同的链路传输 HDLC,PPP 例：802，3，802，2定义Ethernet 1EEE802,3/802,2 怎样⼯作，HDLC→Point-to-point FDDL,ATM WAN Link ⽹卡、⽹桥、交换机 Physical 物理媒件的物理特性 E1A/T1A，232 Commector,pin,electrical current E1A/T1A-449 Eneoding.例：RJ45定义wires/pins V.35,V.24 Ethernet和802.3定义wires/ RJ45,Ethernet pins1,2,3 ,6 802.3,802.5 FDDI四、在不同的计算机的相同层的通信 主机A 主机B Application Application Presentation Presentation Session Session Transport Transport Network Network Network Data Link Data Link Data Link Physical Physical Physical 路由器（仅仅具有三层的功能）五、Data Encapsulation 数据封装及数据包的名称 数据格式 OSI层 数据包的名称 1 Data 应⽤层 DATA 2 TCP Data 传输层 SEGMENT 3 IP TCP Data ⽹络层 PACKET 4 LH IP TCP Data LT 数据链路层 FRame 5 00100101011110110 物理层 BITS六、⾯向连接和⾮⾯向连接的协议 Connection-Oriented VS Connectionless Connection-oriented Error Recovery (reliability) LLC type2、TCP、SPX、X.25 Connection-oriented Pre-established Pathing X.25、Frame Relay、ATM Connectionless 简单地发送数据，没有⽤于 IPX、UDP 错误恢复或建⽴路径的开端 LLC type 1 区别error detection 和error Recovery 错误检测：⽤FCS来检测传输中的错误 错误恢复：丢失数据导致重传 错误恢复的三个步骤： 1、⽤初始化流来创建⼀个连接的协定。

OSI七层⽹络模型⼀、OSI七层⽹络模型简介1、OSI的前世今⽣OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。

是OSI组织为了互联⽹各层之间协作⽽制定的标准模型。

再具体点来说是为了使互联⽹各个基础组件⼚商统⼀标准⽽制定的标准，这样就能实现互联了。

2、OSI七层模型的划分OSI划分为：物理层、数据链路层、⽹络层、传输层、会话层、表⽰层、应⽤层3、OSI的分层设计思想OSI严格遵守了“⾼内聚、低耦合”的互联⽹设计思想，在OSI七层模型中每层只关注本层的实现，向上只提供标准接⼝，它不需要其它层的实现，各司其职。

⼆、各司其职⼀张图先了解各层间的基本功能物理层OSI模型的第⼀层，最终数据的传输通道。

物理层顾名思义就是最靠近物理传输设备的⼀层。

物理媒介包括光纤，⽹线，等。

改成的主要作⽤是实现相邻计算机间的⽐特流传输，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。

尽量对上层也就是数据链路层屏蔽掉其不需要考虑的物理介质差异，对其提供统⼀的⽐特流传输调⽤⽅式。

物理层的主要功能：屏蔽物理媒介差异，为数据链路层提供统⼀的物理⽐特流传输能⼒。

数据单元：⽐特实例：光纤、⽹线、集线器、中继器、调制解调器等。

举个例⼦，早前的电话机，你在北京，你⼥朋友在上海，你俩打个电话就能通话了。

为什么？因为中间有根电话线。

物理层你就可以这么简单的理解和记忆。

数据链路该层主要负责建⽴和管理不同计算机节点间的数据链路，并提供差错检测、封装成帧、透明传输的能⼒。

数据链路层⼜分为两个层：媒体访问控制⼦层（MAC）和逻辑链路控制⼦层（LLC）媒体访问控制⼦层（MAC）MAC地址你⼀定不会陌⽣。

每台计算机都有⾃⼰的全⽹唯⼀的MAC地址，如下图你也可以看看⾃⼰的MAC地址。

MAC⼦层的主要任务是解决共享型⽹络中多⽤户对信道竞争的问题，完成⽹络介质的访问控制。

实现这个功能的是集线器。

⽤集线器组⽹，检查计算机与计算机之间有没有冲突，避免冲突的协议叫CSMA/CD协议。

第3章计算机网络体系结构三、简答题1. 为什么要采用分层的方法解决计算机的通信问题？通过分层的方法，使得计算机网络复杂的通信处理问题转化成为若干相对较小的层次内的局部问题，对其进行的研究和处理变得相对容易。

2. “各层协议之间存在着某种物理连接，因此可以进行直接的通信。

”这句话对吗？不对。

物理连接只存在于最底层的下面。

各层协议之间只存在着称为“对等层通信”的逻辑连接。

3. 请简要叙述服务与协议之间的区别。

通过协议的规定，下一层可以为上一层提供服务，但是对于上一层的服务用户来说下面的协议是透明的。

协议是存在于对等层之间的，是水平的；服务存在于直接相邻的两个层次之间，是垂直的。

4. 请描述一下通信的两台主机之间通过OSI模型进行数据传输的过程。

发送数据的具体过程为：要进行通信的源用户进程首先将要传输的数据送至应用层并由该层的协议根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；表示层根据本层的协议规范对收到的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的控制信息后形成表示层的协议数据单元再将它传送至下一层。

数据按这种方式逐层向下传送直至物理层，最后由物理层实现比特流形式的传送。

当比特流沿着传输介质经过各种传输设备后最终到达了目标系统。

此后，接收数据的具体过程为：按照发送数据的逆过程，比特流从物理层开始逐层向上传送，在每一层都按照该层的协议规范以及数据单元的控制信息完成规定的操作，而后再将本层的控制信息剥离，并将数据部分向上一层传送，依此类推直至最终的、通信的目的用户进程。

5. 请简述虚电路服务的特点。

虚电路服务要求发送分组之前必须建立连接，即虚电路。

之后所有的分组都沿着虚电路依次进行传送。

在所有分组传送完毕后要释放连接。

它可以提供顺序、可靠的分组传输，适用于长报文的通信，一般应用于稳定的专用网络。

6. 请简述无连接服务的特点。

无连接服务无需事先建立连接。

osi七层模型的分层结构OSI（开放系统互联）七层模型是国际标准化组织（ISO）制定的网络协议体系结构，用于规范计算机网络的设计和实现。

该模型将网络通信分为七个不同的层次，每一层都有其特定的功能和责任。

以下是对OSI七层模型的分层结构的详细说明：1. 物理层（Physical Layer）：物理层是整个网络通信的起点，它是处理网络硬件和传输介质的层次。

在物理层中，传输的是比特流（0和1）的电子信号，主要用于传输数据。

在物理层中，主要的设备包括网线、光纤、集线器等。

这一层主要关注的是信号的传输速率和物理连接的形式，并不关心数据包的内部结构。

2. 数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层提供了通过物理连接进行数据传输的功能。

它负责将比特流转换为数据帧，并在传输过程中进行差错检测和纠正。

数据链路层主要分为两个子层：逻辑链路控制（LLC）子层和介质访问控制（MAC）子层。

逻辑链路控制子层负责建立和维护链路的逻辑连接，而介质访问控制子层负责调度数据帧的传输，以及解决多个设备同时访问网络的冲突问题。

3. 网络层（Network Layer）：网络层负责将数据包从源主机传输到目标主机。

它通过路由选择算法来确定数据包的传输路径，并对数据包进行分组和寻址。

网络层中最重要的协议是Internet协议（IP），它是整个互联网通信的基础。

网络层还提供了一些其他的功能，如流量控制、拥塞控制、分片和重组等。

4. 传输层（Transport Layer）：传输层主要负责端到端的数据传输和可靠性保证。

它处理端口号、会话管理、流量控制以及错误恢复等功能。

在传输层中，最常用的协议是传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。

TCP提供了可靠的数据传输服务，确保数据包的有序性、完整性和可靠性；而UDP提供了不可靠的数据传输服务，适用于实时性要求较高的应用。

5. 会话层（Session Layer）：会话层主要负责建立、管理和终止会话。

《计算机网络》一．填空题（本大题共__10__题，每题__1__分，共__10__分。

）1.计算机网络系统由资源子网和通信子网组成。

2.OSI参考模型采用了七层体系结构，在物理层上所传数据的单位是比特，在数据链路层所传数据的单位是帧。

3.电信网络包括线路交换网络和报文分组交换网络，报文分组交换网络又可分为和虚电路交换网络。

4.简单文件传输协议TFTP采用tcp/ip 协议作为传输层协议。

5.城市学院WEB服务器的IP地址为211.90.238.141，它的netid是。

6.交换式局域网的核心设备是交换机。

7.当PCM用于数字化语音系统时，如果将声音分为64个量化级，系统的采样速率为8000样本/秒，则数据传输速率应达到b/s。

8.在内部网关协议中，RIP使用了距离向量协议，OSPF使用了分布式链路状态协议。

9.在Internet协议中，telnet 服务的默认端口号是23。

10.目前常用的加密算法分为对称加密与非对称加密算法，Elgamal算法属于其中的非对称加密算法。

二. 单项选择题（本大题共__30__题，每题__1__分，共__30__分。

）1．完成向用户提供可靠的端到端的服务是OSI模型的。

（A）物理层（B）数据链路层（C）网络层（D）传输层2．CSMA/CD技术只能用于。

（A）总线型拓扑结构（B）环形拓扑结构（C）星型拓扑结构（D）不规则拓扑结构3．下列关于曼彻斯特编码正确的描述是。

（A）曼彻斯特编码是自含时钟编码的模拟数据编码（B）这种编码不会带来直流分量（C）每位的中间跳变表示信号的取值为零（D）曼彻斯特编码前后的比特率不变4．100Base-TX使用以下哪一种传输介质。

（A）双绞线（B）同轴电缆（C）红外线（D）光纤5．建设宽带网络的两个关键技术是骨干网技术和。

（A）Internet技术（B）局域网技术（C）接入网技术（D）分组交换技术6．DNS服务器的作用是。

（A）实现两台主机之间的文件传输（B）实现电子邮件的收发功能（C）实现IP地址和MAC地址的相互转换（D）实现域名和IP地址的相互转换7．传输速率单位“bps”代表的意义是。

《计算机网络技术及应用》（新版）第1章认识计算机网络参考答案一、名词解释计算机网络——将分布在不同地理位置上的、具有独立功能的计算机及其外部设备，通过通信设备和通信线路连接起来，按照某种事先约定的规则（通信协议）进行信息交换，以实现资源共享的系统称为计算机网络。

ARPAnet——美国高等研究计划署网络的缩写，是美国国防高等研究计划署开发的世界上第一个运营的包交换网络，它是Internet的雏形。

局域网——局域网通常指由单一组织机构所使用的，通信被限制在中等规模的地理区域内，能依靠信息传输速率较高、传输可靠性高、误码率低的物理通信信道的专用网络。

通信子网——通信子网是计算机网络中负责数据通信的部分，主要完成数据的传输、交换以及通信控制，它由网络节点、通信链路组成。

资源子网——用户资源子网提供访问网络和处理数据的能力，是由主机系统、终端控制器和终端组成。

二、填空题：1．计算机网络是现代计算机技术与通信技术密切组合的产物。

它可以把在区域上分散的单个计算机有机的连接在一起，组成功能更强大的计算机网络，以此来达到数据通信和资源共享的目的。

2．计算机网络的拓扑结构主要有总线型、星型、环型、树型及网状型等。

3．通常根据网络范围和计算机之间的距离将计算机网络分为局域网、城域网和广域网。

4．从网络功能上，计算机网络由通信子网和资源子网两部分组成。

5．OSI的会话层处于传输层提供的服务之上，为表示层提供服务。

6．在TCP/IP层次模型中与OSI参考模型第四层（运输层）相对应的主要协议有TCP 协议和UDP协议，其中后者提供无连接的不可靠传输任务。

7．TCP/IP模型的传输层定义了____UDP________和____TCP__________两种协议。

8．计算机网络拓扑是通过网中____通信媒介__和_____节点___之间的几何关系表示___物理连接结构_____，它反映了网络中各实体之间的结构关系。

9．TCP协议是一种可靠的__ _面向连接___ __的协议，UDP协议是一种不可靠的__面向无连接_____的协议。

《计算机网络》第一次讨论课（9月）1、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，后者又请工程师部分帮助。

于是，总工程师打电话给啤酒公司的这方面主管讨论此事的技术问题。

然后工程师们又各自向自己的法律部门汇报。

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？不，在OSI协议模型中，物理通讯只在最低的层里进行，对等层实体都不进行直接通信，而是通过网络协议进行间接地通信。

本题中，总裁、法律部门、工程师都进行了直接物理通信。

2、（1）协议分为哪几部分，在计算机网络中有100%可靠稳定的协议吗？试着举出日常生活中所到的常用协议，会出现哪些漏洞？协议：(1)语法：即数据与控制信息的结构或格式；(2)语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；(3)时序：即事件实现顺序的详细说明。

没有100%可靠的协议生活中的协议有：合同，口头协议。

（2）如果你要和一个同学下午8点约在大门口见面，如下过程是否是一个协议？如果是这个协议能否达到预期目的？甲：下午8点我们在大门口见面，好么？乙：好的。

答：是协议；不能达到预期目标；因为时间上不可能是8点同时出现在大门口的。

（3）协议与服务有何区别？有何关系？答：协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。

协议和服务的概念的区分：1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。

本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。

下面的协议对上面的服务用户是透明的。

2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体之间通信的规则。

但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。

上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。