计算机网络体系结构的五层参考模型

1.2 计算机网络体系结构与参考模型

计算机网络层次结构模型和各层协议的集合被定义为计算机网络体系结构，网络体系结构的提出不仅方便了大家对网络的认识和学习，同时也加强了人们对网络设计和实现的指导。在这一节中我们主要讨论网络的分层结构、一些基本概念及ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型等。

1.2.1 计算机网络分层结构

网络分层结构的出现其实是将复杂的网络任务分解为多个可处理的部分，使问题简单化。而这些可处理的部分模块之间形成单向依赖关系，即模块之间是单向的服务与被服务的关系，从而构成层次关系，这就是分层。

分层网络体系结构的基本思想是每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务，且通过服务访问点（SAP）来向其上一层提供服务。在OSI分层结构中，其目标是保持层次之间的独立性，也就是第（N）层实体只能够使用（N-1）层实体通过SAP提供的服务；也只能够向（N+1）层提供服务；实体间不能够跨层使用，也不能够同层调用。 网络是一个非常复杂的整体，为便于研究和实现，才将其进行分层，其中分层的基本原则是。

（1）各层之间界面清晰自然，易于理解，相互交流尽可能少。 （2）各层功能的定义独立于具体实现的方法。

（

计算机网络体系结构

摘要：计算机冈络体系结构描述了计算机网络功能实体的划分原则及其相互之间协同工作的方法和规则。本文主要介绍的是现在应用比较广泛的层次型网络体系结构，OSI基本参考模型，计算机网络的七层通信协议的主要功能及其之间的关系，并简单介绍了TCP/IP四层通信模型。

关键字：计算机网络，层次型网络体系结构，OSI，TCP/IP

上世纪60年代末期，早期的网络都是各公司根据用户的要求而设计的。虽然用户的应用要求千变万化，但对网络（通信）的要求相对一致。为使公司的产品可以适应千变万化的应用要求，尤其是适应用户扩充应用的要求，同时也是为了满足市场的要求，保证新老产品的兼容性和可操作性，各公司提出了基于本公司产品的计算机网络体系结构。

随着计算机技术和通信技术的发展，通用的计算机网络体系结构逐渐浮出水面。现在应用比较广泛的网络体系结构为层次型网络体系结构。层次型网络体系结构是计算机网络出现以后第一个被提出并实际使用的网络体系结构。直到目前，其产生和发展的过程始终与计算机网络产生和发展的过程保持协调一致。为了简化网络设计与实现的复杂性，层次型网络体系结构将复杂的网络问题分解为若干个不同的小问题，每个层次专注于解决特定的同题，这样就比较容易对所解决本层次

CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

第1章

计算机网络体系结构

1.1 计算机网络概述 是计算机技术和通信技术紧密结合的产物

对信息产业的发展有着至关重要的影响 成为人们日常生活中不可缺少的工具 衡量一个国家综合国力、科技水平和社会 信息化的重要标志

2CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能

1. 计算机网络的定义 计算机网络是利用通信线路将地理位置分 散的、具有独立功能的许多计算机系统连 接起来，按照某种协议进行数据通信，以 实现资源共享的信息系统。

3CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

1.1.1 计算机网络的概念、组成与功能

2. 计算机网络的组成 赖以存在的基础是网络软件系统和网络硬 件系统– 网络软件则是挖掘网络潜力的工具 协调系统资源，系统需要通过软件工具对网络资 源进行全面的管理、调度和分配 网络软件是实现网络功能不可缺少的各种程序

4CHONGQING UNIVERSITY OF

第2章 计算机网络体系结构 一、单选

1、 在OSI模型中，NIC属于 。

A、物理层 B、数据链路层 C、网络层 D、 运输层 2、 在OSI中，为网络用户间的通信提供专用程序的层次是 。

A、运输层 B、会话层 C、表示层 D、应用层

3、 在OSI中，完成整个网络系统内连接工作，为上一层提供整个网络范围内两个终端用户用户之间数据传输通路工作的是 。

A、物理层 B、数据链路层 C、网络层 D、运输层 4、 在OSI中，为实现有效、可靠数据传输，必须对传输操作进行严格的控制和管理，完成这项工作的层次是 。

A、物理层 B、数据链路层 C、网络层 D、运输层 5、 在OSI中，物理层存在四个特性。其中，通信媒体的参数和特性方面的内容属于 。

A、机械特性 B、电气特性 C、功能特性 D、规程特性

6、 在OSI七层结构模型中，处于数据链路层与运输层之间的是

A、物理层 B、网络层 C、会话层 D、表示层 7、 完成路径选择功能是在OSI模型的 Ａ、物理层 Ｂ、数据链路层 Ｃ、网络层 Ｄ、运输层 8、 TCP

几种计算机网络体系结构的对比分析

摘要：

在这篇文章中，将要简要的介绍三种不同的计算机体系结构：OSI

体系结构、TCP/IP体系结构以及综合在这两个基础上的五层体系结构及工作原理。

此外，还要对这几个体系结构的之间的共同之处以及不同之处进行对比说明。

最后，对比这三个体系结构的优缺点，分别对这三个体系结构进行一些评价以及自己的一些观点。

关键词：：TCP/IP 体系结构、OSI体系结构、五层体系结构，优缺点对比

一：TCP/IP 体系结构：

简介：从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层 （如下图）。

各层功能： 网络接口层：

网络接口层严格来说不是一个独立的层次只是一个接口，TCP/IP并没有对他定义什么具体的协议。网络接口层负责将网络层的数据发送出去，或从网络就收数据帧，抽出IP数据报上交网际层。网络接口层可以使用各种网络，如LAN 、MAN 、WAN ，甚至点对点链路。网络接口层使得上层的TCP/IP和底层的实际网络无关。

网络层：

一：负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入I P 数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将

第一章 计算机网络体系结构

【例 1.1】计算机网络可以被理解为（B） A．执行计算机数据处理的软件模块 B．由自主计算机互连起来的集合体

C．多个处理器通过共享内存实现的紧耦合系统 D．用于共同完成一项任务的分布式系统

【例 1.2】广域网中广泛采用的拓扑结构是（B） A．树型 B.网状 C星型 D.环型

【例 1.3】局域网与广域网之间的差异不仅仅在于它们所能覆盖的地理范围不同，而且还在于（D）

A.所使用的传输介质不同 B.所提供的服务不同 C.所能支持的通信量不同 D.所使用的协议不同

【例 1.4】OSI参考模型中，网络层、数据链路层和物理层传输的协议数据单元（PDU）分别称为（DC）

A. 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（datagram）、帧（frame）、比特（bit）

【例 1.5】在TCP/IP协议簇的层次中，解决计算机之间通信问题的是（B） A．网络接口层 B.网络层 C.运输层

8.1运输层概述 运输层提供的服务：

使通信子网用户得到一个统一 的通信服务。 向高层用户提供端到端的透明 传输。 运输协议可支持多进程连接。 运输层为用户提供廉价、可靠 的运输服务。 运输协议的繁简。依网络层功 能而定。

面向信 息处理

应用层 运输层

用户 功能

面向 通信

网络层 数据链路层 物理层

网络 功能

运输层在层次体系 结构中的地位

运输层提供端到端的可靠通信 通信子网和运输层一起执行网络功能。因此， 根据网络不同，运输层协议也不一样。AP2 运输层 端到端通信 AP6 运输层

通信子网 主机A AP1 AP2 AP3 主机B AP4 AP5 AP6

网络1

网络2

运输层向互相通信的进程提供端到端的可靠通信

运输层与其上下层之间的关系主机A 运输服务用户 (应用层实体) TSAP 运输实体 应用层 主机B 运输服务用户 (应用层实体) 层接口 运输协议 网络层 (或网际层) 运输实体 运输层 层接口

NSAP

两对等运输实体通信遵循运输层协议； 运输实体通过TSAP向应用层提供服务，提供服务时也使用了下层即网 络层提供的网络(通过NSAP)服务； 一个运输层协议可支持多个进程连接；

和链路层相比，运输层环境复杂(原因是：即

计算机网络知识：计算机网络结构之网络硬件的组成 一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现,网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。网络硬件：一般指网络的计算机、传输介质和网络连接设备等。网络软件：一般指网络操作系统、网络通信协议等。

计算机网络硬件系统是由计算机(主机、客户机、终端)、通信处理机(集线器、交换机、路由器)、通信线路(同轴电缆、双绞线、光纤)、信息变换设备(Modem，编码解码器)等构成。

【例题】在计算机网络中使用MODEM时，它的功能是()。

A、实现数字信号的编码

B、把模拟信号转换为数字信号

C、把数字信号转换为模拟信号

D、实现模拟信号与数字信号之间的相互转换

【解析】D。

1、主计算机

在一般的局域网中，主机通常被称为服务器，是为客户提供各种服务的计算机，因此对其有一定的技术指标要求，特别是主、辅存储容量及其处理速度要求较高。根据服务器在网络中所提供的服务不同,可将其划分为文件服务器、打印服务器、通信服务器、域名服务器、数据库服务器等。

2、网络工作站

除服务器外，网络上的其余计算机主要是通过执行应用程序来完成工作任务的，我们把这种计算机称为网络工作站或网络客户机，

第5章

运输层

本章主要内容5.1 ~5.3 运输层协议概述 5.4 可靠传输的工作原理 ——停止等待、连续ARQ协议 5.5 TCP 报文段的首部格式 5.6 TCP 可靠传输的实现——滑动窗口 5.7 TCP的流量控制 5.8 TCP 的拥塞控制 5.9 TCP 的运输连接管理

?问题

为什么需要运输层？到底谁在通信,―端到端”指的是谁 运输层应该做什么？面向连接、可靠传输

连接的建立与释放 可靠传输 流量控制 拥塞控制

怎么做的？封装、协议

三次握手 停止等待、ARQ、窗口 滑动窗口 拥塞控制算法

应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层

5.1 概述

物理层、链路层、网络层解决了主机到主 机间的通信问题； 实际上，通信的主体是应用进程。进程(Process)是程序在计算机上的一次执行活动。 是操作系统进行资源分配的单位。 例如

主机 A AP1 AP2 路由器 1 LAN1 路由器 2

主机 B

WAN网络层协议的作用范围 运输层协议的作用范围

LAN2

AP3 AP4

5.1.1进程之间的通信运输层为相互通信的应用进程提供了 逻辑通信 ——端到端通信AP1 AP 2 应用进程 端口 运输层 应用进程 端口

5 4 3 2 1

AP3

（答案仅供参考如有不对请自己加以思考）

第五章

传输层

一、 习题

1. 在TCP协议中，采用（A ）来区分不同的应用进程。

A.端口号 B.IP地址 C.协议类型 D.MAC地址

2．下面信息中（ B）包含在TCP首部中而不包含在UDP首部中。 A.目标端口号 B.序号 C．源端口号 D.校验号

3.在TCP/IP模型中，传输层的主要作用是在互联网络的源主机和目的主机对等实体之间建立用于会话的（ C）。

A.点到点连接 B.操作链接 C.端到端连接 D.控制连接

4.在TCP/IP网络中，为各种公共服务保留的端口号范围是（ B）。 A．1-255 B.0-1023 C.1-1024 D.1-65535

5.假设某应用程序每秒产生一个60B的数据块，每个数据块被封装在一个TCP报文中，然后在封装到一个IP数据报中。那么最后每个数据报所含有的应用数据所占的百分比是（注意：TCP报文和IP数据报的首部没有附加字段。）（C）

A.20% B.40% C.60% D.80%

6.如果用户程序使用UDP协议进行数据传输，那么