第三章网络体系结构1

第三章计算机网络体系结构与网络协议3.1 网络体系结构3.1.1 概述使相互通信的两个可能不同厂家、不同结构的计算机系统高度协调地交换数据，通信双方必须在有关信息内容、格式和传输顺序等方面遵守一些事先约定好的规则，如通信过程的同步方式、数据格式、编码方式等。

这些为进行网络中数据交换而制定的规则、标准与约定，称为网络协议。

考察一个实际社会中的邮政系统的结构、运行过程。

以下是邮政系统结构以及信件发送与接收过程的示意图。

3.1.2 网络体系结构的基本概念1. 协议（protocol）协议是一种通信规约。

不遵循双方事先约定好的规则与规定，就要出错。

计算机网络也是如此，网络中大量计算机之间要有条不紊地交换数据，就必须制定一系列的通信协议。

一个网络协议主要由三个要素组成：（1）语义：构成协议的协议元素的含义。

协议元素是指需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应。

（2）语法：数据或控制信息的数据结构形式或格式（3）时序：对事件实现顺序的详细说明3. 接口（interface）接口是同一节点内相邻层之间交换信息的连接点。

低层向高层通过接口提供服务。

只要接口条件不变，低层功能不变，低层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的工作。

4. 体系结构（architecture）对于结构复杂的网络协议来说，最好的组织方式是层次结构模型。

计算机网络协议就是按照层次结构模型来组织的。

将网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构（Network Architecture）。

即关于计算机网络应该设置哪几层，每层应提供哪些功能。

3.1.3 网络体系结构的特点1. 各层之间互相独立2. 灵活性好3. 结构上可以分割开，各层都可以采用最适合的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其它层4. 易于实现和维护5. 有利于促进标准化3.2 开放系统互连参考模型3.2.1 OSI参考模型的制定开放系统互连参考模型OSI（Open system interconnection/Reference Model）是由国际标准化组织ISO制定的网络层次结构模型。

计算机网络参考答案第三章（高教第二版冯博琴）1 什么是网络体系结构？网络体系结构中基本的原理是什么？答：所谓网络体系就是为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。

将这些同层进程间通信的协议以及相邻层接口统称为网络体系结构。

网络体系结构中基本的原理是抽象分层。

2 网络协议的组成要素是什么？试举出自然语言中的相对应的要素。

答：网络协议主要由三个要素组成：1）语义协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释，也即“讲什么”。

2）语法语法是用于规定将若干个协议元素和数据组合在一起来表达一个更完整的内容时所应遵循的格式，即对所表达的内容的数据结构形式的一种规定（对更低层次则表现为编码格式和信号电平），也即“怎么讲”。

3）时序时序是指通信中各事件发生的因果关系。

或者说时序规定了某个通信事件及其由它而触发的一系列后续事件的执行顺序。

例如在双方通信时，首先由源站发送一份数据报文，如果目标站收到的是正确的报文，就应遵循协议规则，利用协议元素ACK来回答对方，以使源站知道其所发出的报文已被正确接收，于是就可以发下一份报文；如果目标站收到的是一份错误报文，便应按规则用NAK元素做出回答，以要求源站重发该报文。

3 OSI/RM参考模型的研究方法是什么?答：OSI/RM参考模型的研究方法如下：1）抽象系统抽象实系统中涉及互连的公共特性构成模型系统，然后通过对模型系统的研究就可以避免涉及具体机型和技术实现上的细节，也可以避免技术进步对互连标准的影响。

2）模块化根据网络的组织和功能将网络划分成定义明确的层次，然后定义层间的接口以及每层提供的功能和服务，最后定义每层必须遵守的规则，即协议。

模块化的目的就是用功能上等价的开放模型代替实系统。

5 服务原语的作用是什么？试以有确认服务为例进行说明。

答：服务在形式上是用服务原语来描述的，这些原语供用户实体访问该服务或向用户实体报告某事件的发生。

《计算机网络技术》第三章网络体系结构练习题一、填空题1.网络协议是指________________________，它由______、______、______3部分组成。

2计算机网络采用____________的体系结构，网络中两个结点对等功能层之间遵循相应的____________进行通信，相邻两层之间的交接处称为__________________。

3.OSI/RM的中文全称为__________________，它分为______层，由低到高分别是: ____________、____________、____________、____________、____________、____________、____________。

4.TCP/IP协议也采用分层体系结构，对应开放系统互连（OSI）参考模型的层次结构，可分为______层，依次为: ____________、____________、____________和____________。

5.为了保证比特流在物理通道上传输，物理层协议规定____________、____________、____________和____________4个方面的接口特性。

6.以太网是一种常用的____________结构局域网，它基于____________协议标准，采用介质访问控制方法__________________。

7.CSMA的中文意思是________________________，CSMA技术的特点为____________。

8.传输层的主要任务是保证传输的__________________。

9.面向连接的服务分为____________、____________、____________3个过程。

1O.TCP/IP的传输层有两个协议，分别是TCP和UDP，UDP协议用来提供____________服务，TCP协议提供__________________服务。

第三章作业参考答案1.什么是网络体系结构？网络体系结构中的基本原理是什么？答：（1）计算机网络中，层、协议和层间接口的集合被称为计算机网络体系结构（2）网络体系结构中的基本原理是分层原理：计算机网络中采用了分层方法，把复杂的问题划分为若干个较小的、单一的局部问题，在不同的层次上予以解决。

2.什么是实体？什么是对等实体？什么是服务数据单元？什么是协议数据单元？答：（1）实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程；（2）对等实体：分别位于不同系统对等层中的两个实体；（3）服务数据单元：指定层的接口数据的总和；（4）协议数据单元：网络体系结构中，对等层之间交换的信息报文统称为协议数据单元。

3．什么是网络协议？它在网络中的作用是什么？网络协议的三要素是什么？答：（1）网络协议：计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合;(2)作用：约定通信双方在通信时必须遵守的规则;(3)三要素：语法、语义、时序（“同步”也可以，但不如“时序”更贴切）。

4. 协议与服务之间的区别是什么？答：协议：对等实体间通信时必须遵守的规则；服务：某一层向它的上一层提供的一组操作，定义了该层要代表其用户执行哪些操作；协议是不同网络系统对等层之间的关系，而服务则是相同网络系统上下层之间的关系。

5. 服务分哪两类？有什么区别？比较数据报与虚电路两种服务各自的优缺点及适用场合？答：（1）服务分为：面向连接服务和无连接服务；区别如下：1）面向连接服务：在数据交换之前，必须先建立连接，当数据交换结束后，则应终止这个连接；具有连接建立、数据传输和连接释放三个阶段；静态分配资源，传输前需建立连接；提供可靠的传输服务，无错、按序、无丢失、不重复；仅在连接阶段需要完整的目的地址；适用在一段时间内向同一目的地发送大量报文，实时性要求高的场合。

2）无连接服务：两个实体在数据传输时动态地进行分配通信时所需的资源。

动态分配资源，不能防止报文的损失、失序、丢失和重复；需要为每一个报文提供完整的目的地址，适用少量零星报文的场合。

3.1 网络体系结构的基本概念1.网络体系结构是指能完成计算机间的通信合作，把每个计算机互联的功能划分成明确定义的层次，并规定同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务；也即指用分层研究方法定义的网络各层的功能，各层协议和接口的集合。

2.ISO制定OSI开放系统互联参考模型，但并没有形成实际的产品。

TCP/IP协议是Internet上采用的协议，是一个广泛使用的工业产品，是一个工业标准，是事实上的标准。

3.协议是一组规则的集合，是进行交互的双方必须遵守的约定。

4.通信协议三要素：语法、语义和交换规则。

5.语法是以二进制形式表示的命令和相应的结构，确定协议元素的格式（规定数据与控制信息的结构和格式）。

6.语义是有发出请求、完成的动作和返回的响应组成的集合，确定协议元素的类型，即规定通信双方要发出各种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答。

7.交换规则规定事件实现顺序的详细说明，即确定通信状态的变化和过程，如通信双方的应答关系。

8.通信协议的特点：1）层次性。

网络系统体系结构是有层次的。

通信协议被分为多个层次，在每个层次内又可以被分为若干子层，协议各层次有高低之分。

2）可靠性和有效性。

如果通信协议不可靠就会造成通信混乱和终端，只有通信协议有效，才能实现系统内的各种资源共享。

9.在网络层次结构模型中，N层是N-1层的用户，同时是N+1层的服务提供者。

10.一台计算机上的第N层与另一台计算机上对应的第N层进行对话，通话的规则就是第N层协议。

11.网络体系结构中采用层次化结构的优点：1）各层之间相互独立，高层不必关心低层的实现细节，只要知道低层所提供的服务以及本层向上层所提供的服务即可，能真正做到各司其职。

2）有利于实现和维护，某个层次实现细节的变化不会对其他层次产生影响。

3）易于实现标准化。

3.2 OSI参考模型1.1983年国际标准化组织ISO正式颁布了网络体系结构标准——开放系统互联参考模型OSI/RM，简称OSI，形成了所谓七层协议的体系结构。

第一章计算机网络概述一、简答题1.计算机网络经历了哪些发展阶段，各自有什么特点？大致经历了4个阶段：面向终端的单主机远程连接网络，特点：结构简单，易于实现，可靠性较低；多机系统互连的计算机网络，特点：面向多机互联，通信和资源分别独立，逐渐形成了资源子网和通信子网的概念；开放式标准化网络体系结构的网络，特点：为了促进网络产品的开发，各大公司纷纷制定了自己的网络技术标准，最终促成了国际标准的制定。

计算机网络互联与高速网络，特点：计算机技术、通信技术以及建立在Internet技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛发展，Internet被广泛应用，高速网络技术与基于Web 技术的Internet网络应用迅速发展，网络技术对工作和生活的渗透越来越多。

2.计算机网络的通常有什么组成的，有哪些功能？计算机网络在物理结构上，可以分为硬件和软件两个部分，从组成网络的各种设备或系统的功能看，计算机网络可分为两部分（两个子网），一个称为资源子网，一个称为通信子网。

3.常见的计算机网络拓扑有哪些类型？采用广播信道通信子网的基本拓扑构型主要有4种：总线型、树形、环形、无线与卫星通信型。

在采用点对点线路的通信子网中，每条通信线路连接一对节点。

采用点对点线路的通信子网的基本拓扑构型有4类：星形、环形、树形与网状。

二、操作题略第二章数据通信技术一、选择题1.C2.C3.D4.A5.B6.B二、简答题1.数据通信的基本概念是什么？数据通信系统是指以计算机为中心，用通信线路连接分布在各地的数据终端设备而执行数据传输功能的系统。

2.数据通信的系统模型包括哪些部分？通信系统的一般模型包括信源、发送设备、信道、噪声源、接收设备和信宿 6 个部分。

3.数据通信的主要技术指标有哪些？数据传输速率、信道容量、信道带宽、误码率、吞吐量.4.什么是串行通信和并行通信？串行通信是指只有 1 个数据位在设备之间传输。

并行通信是指多个数据位同时在设备之间进行传输。