计算机网络 第七章应用层

OSI七层模型和TCPIP模型及对应协议（详解）1.OSI七层模型OSI（Open Systems Interconnection）七层模型是国际标准化组织（ISO）制定的一种网络体系结构模型，将计算机网络的功能划分为七个层次，每个层次负责不同的任务。

这些层次从底层到顶层分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

-物理层：负责传输比特流，即原始的0和1的比特流。

-数据链路层：将物理层传输的数据流划分为数据帧，并在物理传输媒介上发送和接收数据帧。

-网络层：负责通过不同网络节点进行数据的路由和转发，实现数据包的传输。

-传输层：负责端到端的通信连接，在传输过程中确保数据的可靠传输和错误控制。

-会话层：负责建立、管理和终止应用程序之间的通信会话。

-表示层：负责数据的格式化和解码、加密和解密，确保接收方能够正确理解发送方的数据。

-应用层：提供用户与网络的接口，支持各种应用程序的网络访问和通信。

2.TCP/IP模型TCP/IP模型是一种通信协议体系结构，目前是互联网的基础协议。

TCP/IP模型由四个层次构成，分别为网络接口层、互联网层、传输层和应用层。

-网络接口层：负责将数据帧从物理层传输到网络层，并对数据进行分割和重组。

-互联网层：负责将数据包从源主机传输到目的主机，包括IP协议、ARP协议和ICMP协议等。

-传输层：负责数据的可靠传输和错误控制，包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）等。

-应用层：提供用户与网络的接口，支持各种应用程序的网络访问和通信，包括HTTP、FTP、SMTP等协议。

3.OSI七层模型和TCP/IP模型的对应关系及协议：-OSI的物理层对应TCP/IP的网络接口层，协议包括以太网、Wi-Fi 等。

-OSI的数据链路层对应TCP/IP的网络接口层，协议包括以太网、Wi-Fi等。

-OSI的网络层对应TCP/IP的互联网层，协议包括IP、ARP、ICMP等。

特点:A：降低了节点的存储空间（一般为高速缓存），提高交换效率，降低费用B：分组在节点的处理时间少，减小了分组在网络中的延迟，提高了线路利用率分组小，则出错重发率低，且同一报文的各个分组可以并行的在网络中传输，提高了传输率第三章数据链路层1、了解LLC （逻辑链路控制）子层的功能建立和释放数据链路层的逻辑连接，提供与高层的接口，差错控制，给帧加上序2、了解字符填充及位填充成帧法字符填充，帧的首尾都为一个特殊的标志字节（ASCII码）发送方的处理如果帧中也有该标志字符，则填充一个转义字符如帧中也有转义字符，则再填充一个转义字符接收方的处理位填充成帧法，帧的首尾都为一个固定的8bit （01111110）作为标志。

发送方的数据中如果碰到连续的5个1,则自动在其后填充0;接受方如果收到连续的5个1如果其后为1，则表明帧结束；如果其后为0，则去掉该0；3、掌握滑动窗口过程及两种重发方式过程：发送方The lower edge of the S-window（发送窗口后沿或下界）：最早发送但还未收到确认的帧序号。

如果收到确认帧，则后沿向前移动（+ 1）The upper edge of the S-window（发送窗口前沿或上届）：最晚发送但还未收到确认的帧序号+ 1。

如果网络层此时有数据要发送，且当前窗口未达到最大尺寸，则可放进发送窗口，前沿向前移动接收方接收窗口：接收方允许接收的帧序号集合接收窗口尺寸：接收窗口中帧的个数接收窗口后沿：最早准备接收但还未收到的帧序号接收窗口前沿：最晚准备接收但还未收到的帧序号+ 1注意：接收窗口尺寸总是保持最初的大小，也即，接收窗口将整体移动方式：选择性重发：最大发送窗口尺寸： 2 A n —1。

退回N帧重发：最大发送窗口尺寸：2n —1第四章MAC（介质访问控制）子层1、了解MAC子层的功能将上层交下来的数据封装成帧进行发送，接收时进行相反的过程,实现和维护MAC 协议，比特差错控制 ，寻址 2、 明白CSMA/CD 勺发送和接收过程NIC 处于发送和接收两状态之一，开始接收完成接收。

计算机网络谢希仁第七版课后答案完整版1. 概述计算机网络是当今社会发展不可或缺的一部分，它负责连接世界各地的计算机和设备，提供信息交流和资源共享的便利。

而谢希仁的《计算机网络》第七版是一本经典的教材，旨在帮助读者深入了解计算机网络的原理、技术和应用。

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2. 第一章：绪论本章主要介绍了计算机网络的基本概念和发展历程。

通过学习本章，读者将了解到计算机网络的定义、功能和分类，以及互联网的起源和发展。

3. 第二章：物理层物理层是计算机网络的基础，它负责传输原始比特流。

本章对物理层的相关内容进行了全面的介绍，包括数据通信基础、传输媒介、信道复用技术等。

4. 第三章：数据链路层数据链路层负责将原始比特流划分为以太网帧等数据包进行传输。

本章详细介绍了数据链路层的各种协议和技术，如以太网、局域网、无线局域网等。

5. 第四章：网络层网络层是计算机网络中最关键的一层，它负责将数据包从源主机传输到目标主机。

本章对网络层的相关内容进行了深入研究，包括互联网协议、路由算法、IP地址等。

6. 第五章：传输层传输层负责提供端到端的可靠数据传输服务。

本章对传输层的相关知识进行了细致的讲解，包括传输层协议的设计原则、TCP协议、UDP协议等。

7. 第六章：应用层应用层是计算机网络中最高层的一层，它负责向用户提供各种网络应用服务。

本章详细介绍了应用层的相关内容，包括HTTP协议、DNS协议、电子邮件等。

8. 第七章：网络安全与管理网络安全和管理是计算机网络中不可忽视的重要方面。

本章对网络安全和管理的相关内容进行了全面的阐述，包括网络安全威胁、防火墙、入侵检测系统等。

9. 第八章：多媒体网络多媒体网络是指能够传输音频、视频等多种媒体数据的计算机网络。

本章介绍了多媒体网络的相关技术和应用，包括流媒体、语音通信、视频会议等。

10. 第九章：计算机网络的高级话题本章涵盖了计算机网络中的一些高级话题，如网络性能评价、网络协议的形式化描述方法、无线和移动网络等。

OSI七层模型的定义和各层功能随着网络技术的不断发展，我们的生活已经离不开网络了。

而OSI七层模型是计算机网络体系结构的实质标准，它将计算机网络协议的通信功能分为七层，每一层都有着独特的功能和作用。

下面，我将以此为主题，深入探讨OSI七层模型的定义和各层功能。

1. 第一层：物理层在OSI七层模型中，物理层是最底层的一层，它主要负责传输比特流（Bit Flow）。

物理层的功能包括数据传输方式、电压标准、传输介质等。

如果物理层存在问题，整个网络都无法正常工作。

2. 第二层：数据链路层数据链路层负责对物理层传输的数据进行拆分，然后以帧的形式传输。

它的功能包括数据帧的封装、透明传输、差错检测和纠正等。

数据链路层是网络通信的基础，能够确保数据的可靠传输。

3. 第三层：网络层网络层的主要功能是为数据包选择合适的路由和进行转发。

它负责处理数据包的分组、寻址、路由选择和逻辑传输等。

网络层的存在让不同的网络之间能够互联互通，实现数据的全球传输。

4. 第四层：传输层传输层的功能是在网络中为两个端系统之间的数据传输提供可靠的连接。

它通过TCP、UDP等协议实现数据的可靠传输、分节与重组、流量控制、差错检测和纠正等。

5. 第五层：会话层会话层负责建立、管理和结束会话。

它的功能包括让在网络中的不同应用之间建立会话、同步数据传输和管理数据交换等。

6. 第六层：表示层表示层的作用是把数据转换成能被接收方识别的格式，然后进行数据的加密、压缩和解压缩等。

7. 第七层：应用层应用层是OSI模型中的最顶层，它为用户提供网络服务，包括文件传输、电流信箱、文件共享等。

应用层是用户与网络的接口，用户的各种应用软件通过应用层与网络进行通信。

OSI七层模型是计算机网络体系结构的基本标准，它将通信协议的功能划分为七层以便管理和开发。

每一层都有独特的功能和作用，共同构成了完整的网络通信体系。

只有了解并理解这些层次的功能，我们才能更好地利用网络资源，提高网络效率。

第七章：网络基础与应用一、计算机网络基础知识1、计算机网络的定义、特征、功能、分类与组成。

定义：凡将地理位置不同但具备独立功能的多台计算机、终端及其附属设备，用通信设备和通信线路连接起来，并且配有相应的网络软件和应用软件，实现通信、资源共享和协同工作的系统，称为计算机网络。

共享的资源包括硬件资源、软件资源和数据资源等。

特征：①计算机网络是计算机及相关外部设备组成的一个群体，计算机是网络中信息处理的主体。

②网络中的计算机和外部设备通过通信媒体互连在一起，彼此之间交换信息。

③网络中的每一台计算机都是独立的，任何两台计算机之间不存在主从关系。

④网络中不同类型的计算机之间进行通信必须遵守共同的约定即协议，这就是说，计算机之间的通信是通过通信协议实现的。

功能：资源共享:软件、硬件、数据；数据传送；分布式处理；高度的可靠性和可用性分类：计算机网络可按不同的标准分类，如按网络的拓扑结构分类、按地理位置分类、按网络中的计算机和设备在网络中的地位、按信息交换方式分类和按网络的应用范围分类等。

其中常用的分类方法是按网络的应用范围进行划分。

按网络的地理位置划分，计算机网络可分为广域网、城域网和局域网。

1)广域网（W AN）的作用范围通常为几十到几千公里以上，可以跨越辽阔的地理区域进行长距离的信息传输，所包含的地理范围通常是一个国家或洲。

在广域网内，用于通信的传输装置和介质一般由电信部门提供，网络则由多个部门或国家联合组建，网络规模大，能实现较大范围的资源共享。

2)局域网（LAN）是一个单位或部门组建的小型网络，一般局限在一座建筑物或园区内，其作用范围通常为10米至几公里。

局域网规模小、速度快，应用非常广泛。

关于局域网在后面章节将作较详细的介绍。

3)城域网（MAN）的作用范围介于广域网和局域网之间，是一个城市或地区组建的网络，作用范围一般为几十公里。

城域网以及宽带城域网的建设已成为目前网络建设的热点。

由于城域网本身没有明显的特点，因此我们后面只讨论广域网和局域网。

目录第二章物理层 (2)1.最大传输速率R-MAX计算： (2)2.比特率与波特率的计算： (2)第三/四章数据链路层和MAC层 (2)1.带位填充首尾标志法即面向二进制帧格式：例：HDLC (2)2.奇偶校验： (3)3.校验和(CheckSum) (3)4.循环冗余校验（CRC） (3)5.流量控制 (4)（1）一位滑动窗口协议（协议4）：WT=1，WR=1 (4)（2）后退n帧协议 (5)6.信道利用率： (6)7.CSMA/CD 最短帧长最短帧长和时隙长度为度 (6)8.求环比特长度，求总时间 (6)9.二进制指数后退算法 (7)10.碰撞问题： (7)第五章网络层 (9)1.IP地址分类 (9)2.路由算法 (9)最短路径算法（Dijkstra）： (9)扩散法(flooding) (9)距离矢量算法 (9)L-S（链路状态）算法 (11)2.主机的IP地址分配 (11)3.子网掩码： (11)第六章传输层 (13)1. 拥塞控制 (13)2.TCP 超时后的适应重发RTT (14)第七章应用层 (15)1. DNS（DNS：Domain Name System域名系统） (15)2.E-mail系统的组成 (17)3. 简单邮件传输协议SMTP (17)4. POP3 (17)第二章物理层1.最大传输速率R-MAX计算：无噪声信道：R-MAX=2Blog2V（B带宽，V信号离散等级）有噪声信道：香农公式：R-max=Blog2(1+s/n)噪声=10log10S/N噪声为30dB,S/N=10002.比特率与波特率的计算：比特率=波特率*log2V注意单位：B(Byest)字节=8bit(比特)1KB=1024B 1Kbit=1000bit1MB=1024KB 1Mbit=1000Kbit 注意时间单位换算：1s=1000ms 1ms=1000us 1us=1000ns例题：1）在一条无噪声的信道上，如果带宽是4MHz，信号分成32个等级，那么，信道的最大比特率(即数据传输率)为_____bps，对应波特率为_____波特，发送一个20KB的文件最短需要的时间是_____。

问题7-1：用一个例子说明置换密码的加密和解密过程。

假定密钥为CIPHER，而明文为attack begins at four，加密时明文中的空格去除。

答：在英文26个字母中，密钥CIPHER这6个字母在26个英文字母中出现的位置用红色a b然后按行问题7-2答：(1)向一个特定服务器非常快地发送大量任意的分组，使得该服务器过负荷因而无法正常工作。

(2)向一个特定服务器发送大量的TCP SYN报文段（即建立TCP连接的三次握手中的第一个报文段）。

服务器还误以为是正常的因特网用户的请求，于是就响应这个请求，并分配了数据结构和状态。

但攻击者不再发送后面的报文段，因而永远不能够完成TCP连接的建立。

这样可以浪费和耗尽服务器的大量资源。

这种攻击方式又称为SYN flooding（意思是使用同步标志进行洪泛）。

(3)重复地和一个特定服务器建立TCP连接，然后发送大量无用的报文段。

(4)将IP数据报分片后向特定服务器发送，但留一些数据报片不发送。

这就使得目的主机永远无法组装成完整的数据报，一直等待着，浪费了资源。

(5)向许多网络发送ICMP回送请求报文（就是使用应用层的PING程序），结果使许多主机都向攻击者返回ICMP回送回答报文。

无用的、过量的ICMP报文使网络的通信量急剧增加，甚至使网络瘫痪。

这种攻击方式被称为smurf攻击。

Smurf就是能够对网络自动发送这种ICMP报文攻击的程序名字。

分布式拒绝服务DDOS的特点就是攻击者先设法得到因特网上的大量主机的用户账号。

然后攻击者设法秘密地在这些主机上安装从属程序(slave program)，如图所示。

一时刻在拒绝服务和分布式拒绝服务都是很难防止的。

使用分组过滤器并不能阻止这种攻击，因为攻击者的IP地址是事先不知道的。

当主机收到许多攻击的数据报时，很难区分开哪些是好的数据报，而哪些是坏的数据报。

例如，当服务器收到请求建立TCP连接的SYN报文时，很难区分这是真的请求建立TCP连接，还是恶意消耗服务器资源的连接请求。

计算机网络会话层、表示层和应用层会话层、表示层和应用层面向应用，由本地操作系统提供一套服务，来实现资源子网的功能。

用户能够通过本地操作系统中的应用程序，利用相应的协议，实现网络资源共享、协同操作等功能。

1．会话层在传输层提供的服务基础之上，为两主机的用户进程建立会话连接，提供会话服务，控制两个实体之间的数据交换，以及释放功能。

管理双方的会话活动，例如对单工、半双工、全双工的设定。

在数据流中插入适当的同步点，当会话发生差错时，能够从双方协议的同步点重新开始会话。

又能够在适当时间中断会话，经过一段时间在预先协议的同步点继续会话。

2．表示层该层处理有关被传送数据的表示问题，包括数据转换、数据加密、数据压缩。

通常不同类型的计算机具有不同的文件格式，不同类型的主机字符编码也可能不同，还有显示器的行列和光标地址也可能不同，这些都需要利用表示层的转换功能进行转换。

而表示层实现时需要考虑数据转换、数据加密以及数据压缩等问题。

3．应用层应用层是用户和网络的界面，用户的应用进程利用OSI提供的网络服务进行通信，完成信息处理，而应用层为用户提供许多网络服务所需的应用协议，如文件传送、存取和管理协议（FTAM）、虚拟终端协议、电子邮件协议、简单网络管理协议等。

●文件传送、存取和管理协议文件传送、存取和管理协议（File Transfer Access and Management，FTAM）的主要功能是通过网络在异构系统之间传送文件，由于异构系统之间存在着文件件格式等差别，FTAM 采用了虚拟文件系统及在网络范围内定义了共同的虚拟文件结构，以一种标准的表示方法作为网络的共同标准，发送端将所发送的文件转换为虚拟文件格式进行发送，接收端把受到的虚拟文件转换为自己的文件格式。

●虚拟终端协议任何终端用户通过网络访问另一端异构主机，都要使用虚拟终端协议VTP（Virtual Terminal Protocol）。

虚拟终端协议定义了统一的字符集、终端命令、格式控制符等。

第七章计算机网络7.1计算机网络概述1、计算机网络是指将一群具有独立功能的计算机通过通信设备及传输媒体被互联起来，在通信软件的支持下，实现计算2、物理连接：计算机网络由计算机系统、通信链路和网络节点组成。

逻辑功能：把计算机网络分成通信子网和资源子网两个子网。

3、4、5、计算机网络的分类：网络的覆盖范围、拓扑结构、传输介质、使用性质。

按传输介质划分：有线网、无线网有线网传输介质：双绞线和同轴电缆紧急简便，但传输距离短。

管线传输距离远，传输率高，但成本高。

无线网无线电波或红外线为传输介质，另外还有卫星数据通信网。

付费，属于经营性网络，商家建造维护，消费者付费使用。

6、网络协议：各个独立的计算机系统之间达成某种默契，严格遵守事先约定好的一整套通信规程，要交换的数据格式、控制信息的格式、控制功能以及通信过程中事件执行的顺序等的通信规程。

网络协议的三个要素：语法、语义、时序7、 协议分层：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，层与层之间相对独立，各层完成特定的功能，每一层都为上一层提供某种服务。

8、 网络体系结构：1）开放系统互联参考模型（OSI ）,将整个网络划分为7个层次——物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

2）TCP/IP 参考模型：是一组协议，一个完整的体系结构，考虑了网络互联问题。

主机A 主机B信息交换单位Message (信息报文）Message Message Message Packet （分组）Frame （帧）Bits （二进制流）传输介质路由器路由器传输介质7.2计算机网络的硬件与软件组成本地连接：利用网卡和网线与局域网连接。

IPConfig命令用于检查当前TCP/IP网络中的配置情况。

Ping<要连接的主机的IP地址>：命令用于监测网络连接是否正常。

Tracert目的主机的IP地址或主机名：判定数据到达目的主机所经过的路径，显示路径上各个路由器的信息。

3.5.4应⽤层 应⽤层也称为应⽤实体(AE),它由若⼲个特定应⽤服务元素(SASE)和⼀个或多个公⽤应⽤服务元素(CASE)组成。

每个SASE提供特定的应⽤服务,例如⽂件传输访问和管理(FTAM、电⼦⽂电处理系统(MHS)、虚拟终端协议(VTP)等。

CASE提供⼀组公⽤的应⽤服务,例如联系控制服务元素(ACSE)、可靠传输服务元素(RTSE）和远程操作服务元素(ROSE)等。

1.⽂件传输、访问和管理(FTAM)功能 FTAM是⼀个⽤于传输、访问和管理开放系统中⽂件的⼀个信息标准。

FTAM服务使⽤户即使不了解所使⽤的实际⽂件系统的实现细节,也能对该⽂件系统进⾏操作,或对数据的描述进⾏维护。

⼀个具有通⽤⽬的的⽂件传输协议必须考虑异种机的环境,因为不同的系统可能有不同的⽂件格式和结构。

对于M种本地⽂件结构和N种输⼊⽂件结构来说,为了避免M×N种可能的不同⽂件结构之间的映射、转换问题,可以采⽤⼀种虚拟⽂件的⽅案。

该⽅案制定了⼀个通⽤的虚拟⽂件结构,使⽂件传输系统中交换的只是虚拟⽂件,⽽在端系统则对虚拟⽂件格式和本地⽂件格式实施⼀种局部的转换。

虚拟⽂件可以组成⼀个虚拟⽂件库,虚拟⽂件库模型是盯剧的基础。

FTAM定义了⼀系列⽤户服务原语,⽤以实现⽂件库的有关操作。

2.电⼦邮件功能 电⼦邮件是允许终端⽤户编辑⽂电并交换⽂电的⼀种设施。

这种服务是邮政发展的主要⽅向,是⼀种新的分布式综合⽂电处理系统,它可分为单系统电⼦邮件和络电⼦邮件两类。

在单系统电⼦邮件中,允许⼀个共享计算机系统上的所有⽤户交换⽂电。

每个⽤户在系统上登记,并有惟⼀的标识符,与每个⽤户相联系的是⼀个邮箱。

⽤户可以调⽤电⼦邮箱设施,准备⽂电,并把它发给此系统上的任何其它⽤户。

邮箱实际上是由⽂件管理系统维护的⼀个⽂件⽬录,每个邮箱有⼀个⽤户与之相联。

任何输⼊信件只是简单地作为⽂件存放于⽤户邮箱⽬录之下,⽤户可以取出并阅读这个⽂电。

在单系统电⼦邮件设施中,⽂电只能在特定系统的⽤户之间交换。

计算机网络应用层基础知识介绍常见的应用层协议及其功能计算机网络是现代信息社会中非常重要的基础设施，而应用层是计算机网络体系结构的最顶层，负责为用户提供各种网络应用服务。

应用层协议是实现应用层功能的关键，它定义了网络应用程序之间的通信规则和格式。

本文将介绍计算机网络应用层的基础知识，并详细介绍几种常见的应用层协议及其功能。

一、应用层基础知识应用层是计算机网络体系结构中的最顶层，它负责为用户提供各种网络应用服务，如电子邮件、文件传输、远程登录等。

应用层的主要功能包括：1. 提供应用程序之间的通信机制：应用层协议定义了应用程序之间的通信规则和格式，使得不同的应用程序可以互相通信。

2. 实现网络应用服务：应用层协议提供了各种网络应用服务，如电子邮件、文件传输、Web浏览等。

3. 处理应用层数据：应用层协议负责将上层数据封装成应用层数据，并且在传输过程中对数据进行分割、重组等处理。

二、常见的应用层协议及其功能1. HTTP协议HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是Web应用最常用的协议，它定义了Web服务器和客户端之间的通信规则，使得用户可以通过浏览器访问网页、下载文件等。

HTTP协议的主要功能包括：（1）建立和维护连接：HTTP协议使用TCP协议在服务器和客户端之间建立可靠的连接，并保持连接的持续性。

（2）传输和接收数据：HTTP协议使用请求-响应模型，客户端发送请求给服务器，服务器返回响应给客户端，实现数据的传输和接收。

（3）状态管理：HTTP协议通过Cookie机制实现对用户状态的管理，使得Web应用可以记录用户的登录信息、浏览历史等。

2. SMTP协议SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）是电子邮件传输的标准协议，它定义了邮件客户端和邮件服务器之间的通信规则，使得用户可以发送、接收和转发邮件。

SMTP协议的主要功能包括：（1）建立和维护连接：SMTP协议使用TCP协议在邮件客户端和邮件服务器之间建立可靠的连接，并保持连接的持续性。