計算機網路自下而上

㈠ 將計算機網路體系結構的通信協議劃分為七層，自下而上第二層是 。[[

OSI是Open System Interconnect的縮寫，意為開放式系統互聯參考模型。在OSI出現之前，計算機網路中存在眾多的體系結構，其中以IBM公司的SNA(系統網路體系結構)和DEC公司的DNA(Digital Network Architecture)數字網路體系結構最為著名。為了解決不同體系結構的網路的互聯問題，國際標准化組織ISO(注意不要與OSI搞混））於1981年制定了開放系統互連參考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM）。這個模型把網路通信的工作分為7層,它們由低到高分別是物理層（Physical Layer),數據鏈路層（Data Link Layer),網路層(Network Layer),傳輸層（Transport Layer),會話層（Session Layer），表示層（Presen tation Layer)和應用層（Application Layer)。第一層到第三層屬於OSI參考模型的低三層，負責創建網路通信連接的鏈路；第四層到第七層為OSI參考模型的高四層，具體負責端到端的數據通信。每層完成一定的功能，每層都直接為其上層提供服務，並且所有層次都互相支持，而網路通信則可以自上而下（在發送端）或者自下而上（在接收端）雙向進行。當然並不是每一通信都需要經過OSI的全部七層，有的甚至只需要雙方對應的某一層即可。物理介面之間的轉接，以及中繼器與中繼器之間的連接就只需在物理層中進行即可；而路由器與路由器之間的連接則只需經過網路層以下的三層即可。總的來說，雙方的通信是在對等層次上進行的，不能在不對稱層次上進行通信。
OSI 標准制定過程中採用的方法是將整個龐大而復雜的問題劃分為若干個容易處理的小問題，這就是分層的體系結構辦法。在OSI中，採用了三級抽象，既體系結構，服務定義，協議規格說明。
ISO將整個通信功能劃分為七個層次,劃分層次的原則是:
1、網中各節點都有相同的層次。
2、不同節點的同等層次具有相同的功能。
3、同一節點能相鄰層之間通過介面通信。
4、每一層使用下層提供的服務，並向其上層提供服務。
5、不同節點的同等層按照協議實現對等層之間的通信。

第一層：物理層（PhysicalLayer)，規定通信設備的機械的、電氣的、功能的和過程的特性，用以建立、維護和拆除物理鏈路連接。具體地講，機械特性規定了網路連接時所需接插件的規格尺寸、引腳數量和排列情況等；電氣特性規定了在物理連接上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率距離限制等；功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義，即定義了DTE和DCE之間各個線路的功能；規程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸的一組操作規程，是指在物理連接的建立、維護、交換信息是，DTE和DCE雙放在各電路上的動作系列。
在這一層，數據的單位稱為比特（bit）。
屬於物理層定義的典型規范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。

第二層：數據鏈路層（DataLinkLayer):在物理層提供比特流服務的基礎上，建立相鄰結點之間的數據鏈路，通過差錯控制提供數據幀（Frame）在信道上無差錯的傳輸，並進行各電路上的動作系列。
數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址定址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發等。
在這一層，數據的單位稱為幀（frame）。
數據鏈路層協議的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。

第三層是網路層(Network layer)

在計算機網路中進行通信的兩個計算機之間可能會經過很多個數據鏈路，也可能還要經過很多通信子網。網路層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點， 確保數據及時傳送。網路層將數據鏈路層提供的幀組成數據包，包中封裝有網路層包頭，其中含有邏輯地址信息- -源站點和目的站點地址的網路地址。

如果你在談論一個IP地址，那麼你是在處理第3層的問題，這是「數據包」問題，而不是第2層的「幀」。IP是第3層問題的一部分，此外還有一些路由協議和地址解析協議（ARP）。有關路由的一切事情都在第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。網路層還可以實現擁塞控制、網際互連等功能。
在這一層，數據的單位稱為數據包（packet）。
網路層協議的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。

第四層是處理信息的傳輸層(Transport layer)。第4層的數據單元也稱作數據包（packets）。但是，當你談論TCP等具體的協議時又有特殊的叫法，TCP的數據單元稱為段（segments）而UDP協議的數據單元稱為「數據報（datagrams）」。這個層負責獲取全部信息，因此，它必須跟蹤數據單元碎片、亂序到達的數據包和其它在傳輸過程中可能發生的危險。第4層為上層提供端到端（最終用戶到最終用戶）的透明的、可靠的數據傳輸服務。所為透明的傳輸是指在通信過程中傳輸層對上層屏蔽了通信傳輸系統的具體細節。
傳輸層協議的代表包括：TCP、UDP、SPX等。

第五層是會話層(Session layer)

這一層也可以稱為會晤層或對話層，在會話層及以上的高層次中，數據傳送的單位不再另外命名，統稱為報文。會話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。

第六層是表示層(Presentation layer)

這一層主要解決擁護信息的語法表示問題。它將欲交換的數據從適合於某一用戶的抽象語法，轉換為適合於OSI系統內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮， 加密和解密等工作都由表示層負責。

第七層應用層(Application layer)，應用層為操作系統或網路應用程序提供訪問網路服務的介面。
應用層協議的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

㈡ 計算機網路自頂向下教學和自底向上的教學哪種好

感覺是自底向上的好些！

㈢ 網路構建知識模塊包括哪四個知識單元

1.網路層次劃分
它將計算機網路體系結構的通信協議劃分為七層，自下而上依次為：物理層（Physics Layer）、數據鏈路層（Data Link Layer）、網路層（Network Layer）、傳輸層（Transport Layer）、會話層（Session Layer）、表示層（Presentation Layer）、應用層（Application Layer）。
2. TCP/IP參考模型
主機-網路層 網際層 傳輸層 應用層
3.IP地址
1）網路地址

2）廣播地址

3）組播地址

4）255.255.255.255

5）0.0.0.0

6）回環地址

7）A、B、C類私有地址
4.子網掩碼及網路劃分
隨著互連網應用的不斷擴大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來，即網路號佔位太多，而主機號位太少，所以其能提供的主機地址也越來越稀缺，目前除了使用NAT在企業內部利用保留地址自行分配以外，通常都對一個高類別的IP地址進行再劃分，以形成多個子網，提供給不同規模的用戶群使用。

㈣ 究竟網路有幾個層次

為了使不同計算機廠家生產的計算機能夠相互通信，以便在更大的范圍內建立計算機網路，國際標准化組織（ISO）在1978年提出了「開放系統互聯參考模型」，即著名的OSI/RM模型（Open System Interconnection/Reference Model）。它將計算機網路體系結構的通信協議劃分為七層，自下而上依次為：物理層（Physics Layer）、數據鏈路層（Data Link Layer）、網路層（Network Layer）、傳輸層（Transport Layer）、會話層（Session Layer）、表示層（Presentation Layer）、應用層（Application Layer）。其中第四層完成數據傳送服務，上面三層面向用戶。

除了標準的OSI七層模型以外，常見的網路層次劃分還有TCP/IP四層協議以及TCP/IP五層協議

1）物理層（Physical Layer）

激活、維持、關閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。該層為上層協議提供了一個傳輸數據的可靠的物理媒體。簡單的說，物理層確保原始的數據可在各種物理媒體上傳輸。物理層記住兩個重要的設備名稱，中繼器（Repeater，也叫放大器）和集線器。

2）數據鏈路層（Data Link Layer）

數據鏈路層在物理層提供的服務的基礎上向網路層提供服務，其最基本的服務是將源自網路層來的數據可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網路層。為達到這一目的，數據鏈路必須具備一系列相應的功能，主要有：如何將數據組合成數據塊，在數據鏈路層中稱這種數據塊為幀（frame），幀是數據鏈路層的傳送單位；如何控制幀在物理信道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯，如何調節發送速率以使與接收方相匹配；以及在兩個網路實體之間提供數據鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址定址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發等。

有關數據鏈路層的重要知識點：

1>數據鏈路層為網路層提供可靠的數據傳輸；

2>基本數據單位為幀；

3> 主要的協議：乙太網協議；

4> 兩個重要設備名稱：網橋和交換機。

3）網路層（Network Layer）

網路層的目的是實現兩個端系統之間的數據透明傳送，具體功能包括定址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。它提供的服務使傳輸層不需要了解網路中的數據傳輸和交換技術。如果您想用盡量少的詞來記住網路層，那就是「路徑選擇、路由及邏輯定址」。

網路層中涉及眾多的協議，其中包括最重要的協議，也是TCP/IP的核心協議——IP協議。IP協議非常簡單，僅僅提供不可靠、無連接的傳送服務。IP協議的主要功能有：無連接數據報傳輸、數據報路由選擇和差錯控制。與IP協議配套使用實現其功能的還有地址解析協議ARP、逆地址解析協議RARP、網際網路報文協議ICMP、網際網路組管理協議IGMP。具體的協議我們會在接下來的部分進行總結，有關網路層的重點為：

1> 網路層負責對子網間的數據包進行路由選擇。此外，網路層還可以實現擁塞控制、網際互連等功能；

2> 基本數據單位為IP數據報；

3> 包含的主要協議：

IP協議（Internet Protocol，網際網路互聯協議）;

ICMP協議（Internet Control Message Protocol，網際網路控制報文協議）;

ARP協議（Address Resolution Protocol，地址解析協議）;

RARP協議（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析協議）。

4> 重要的設備：路由器。

4）傳輸層（Transport Layer）

第一個端到端，即主機到主機的層次。傳輸層負責將上層數據分段並提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外，傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。

傳輸層的任務是根據通信子網的特性，最佳的利用網路資源，為兩個端系統的會話層之間，提供建立、維護和取消傳輸連接的功能，負責端到端的可靠數據傳輸。在這一層，信息傳送的協議數據單元稱為段或報文。

網路層只是根據網路地址將源結點發出的數據包傳送到目的結點，而傳輸層則負責將數據可靠地傳送到相應的埠。

有關網路層的重點：

1>傳輸層負責將上層數據分段並提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸以及端到端的差錯控制和流量控制問題；

2> 包含的主要協議：TCP協議（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）、UDP協議（User Datagram Protocol，用戶數據報協議）；

3> 重要設備：網關。

5）會話層

會話層管理主機之間的會話進程，即負責建立、管理、終止進程之間的會話。會話層還利用在數據中插入校驗點來實現數據的同步。

6）表示層

表示層對上層數據或信息進行變換以保證一個主機應用層信息可以被另一個主機的應用程序理解。表示層的數據轉換包括數據的加密、壓縮、格式轉換等。

7）應用層

為操作系統或網路應用程序提供訪問網路服務的介面。

會話層、表示層和應用層重點：

1> 數據傳輸基本單位為報文；

2> 包含的主要協議：FTP（文件傳送協議）、Telnet（遠程登錄協議）、DNS（域名解析協議）、SMTP（郵件傳送協議），POP3協議（郵局協議），HTTP協議（Hyper Text Transfer Protocol）。

摘抄

㈤ 關於計算機網路的問題!急！！

1、簡述我國計算機網路發展的三個階段。

答： Internet在中國的發展歷程可以大略地劃分為三個階段：

第一階段為1987—1993年，也是研究試驗階段。在此期間中國一些科研部門和高等院校開始研究InternetInternet技術，並開展了科研課題和科技合作工作，但這個階段的網路應用僅限於小范圍內的電子郵件服務。

第二階段為1994年至1996年，同樣是起步階段。1994年4月，中關村地區教育與科研示範網路工程進入Internet，從此中國被國際上正式承認為有Internet的國家。之後，Chinanet、CERnet、CSTnet、Chinagbnet等多個Internet絡項目在全國范圍相繼啟動，Internet開始進入公眾生活，並在中國得到了迅速的發展。至1996年底，中國Internet用戶數已達20萬，利用Internet開展的業務與應用逐步增多。

第三階段從1997年至今，是Internet在我國快速最為快速的階段。國內Internet用戶數97年以後基本保持每半年翻一番的增長速度。據中國Internet絡信息中心（CNNIC）公布的統計報告顯示，截至2009年7月17日，我國上網用戶總人數為3.38億人，居世界第一。

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2、試將TCP/IP和OSI的體系結構進行比較。討論其異同處。
答：
（1）OSI和TCP/IP的相同點是二者均採用層次結構，而且都是按功能分層。
（2）OSI和TCP/IP的不同點：
①OSI分七層，自下而上分為物理層、數據鏈路層、網路層、運輸層、會話層、表示層和應用層，而TCP/IP分四層：網路介面層、網間網層（IP）、傳輸層（TCP）和應用層。嚴格講，TCP/IP網間網協議只包括下三層，應用程序不算TCP/IP的一部分。
②OSI層次間存在嚴格的調用關系，兩個（N）層實體的通信必須通過下一層（N-1）層實體，不能越級，而TCP/IP可以越過緊鄰的下一層直接使用更低層次所提供的服務（這種層次關系常被稱為「等級」關系），因而減少了一些不必要的開銷，提高了協議的效率。
③OSI只考慮用一種標準的公用數據網將各種不同的系統互聯在一起，後來認識到互聯網協議的重要性，才在網路層劃出一個子層來完成互聯作用。而TCP/IP一開始就考慮到多種異構網的互聯問題，並將互聯網協議IP作為TCP/IP的重要組成部分。
④OSI開始偏重於面向連接的服務，後來才開始制定無連接的服務標准，而TCP/IP一開始就有面向連接和無連接服務，無連接服務的數據報對於互聯網中的數據傳送以及分組話音通信都是十分方便的。
⑤OSI與TCP/IP對可靠性的強調也不相同。對OSI的面向連接服務，數據鏈路層、網路層和運輸層都要檢測和處理錯誤，尤其在數據鏈路層採用校驗、確認和超時重傳等措施提供可靠性，而且網路和運輸層也有類似技術。而TCP/IP則不然，TCP/IP認為可靠性是端到端的問題，應由運輸層來解決，因此它允許單個的鏈路或機器丟失數據或數據出錯，網路本身不進行錯誤恢復，丟失或出錯數據的恢復在源主機和目的主機之間進行，由運輸層完成。由於可靠性由主機完成，增加了主機的負擔。但是，當應用程序對可靠性要求不高時，甚至連主機也不必進行可靠性處理，在這種情況下，TCP/IP網的效率最高。
⑥在兩個體系結構中智能的位置也不相同。OSI網路層提供面向連接的服務，將尋徑、流控、順序控制、內部確認、可靠性帶有智能性的問題，都納入網路服務，留給末端主機的事就不多了。相反，TCP/IP則要求主機參與幾乎所有網路服務，所以對入網的主機要求很高。
⑦OSI開始未考慮網路管理問題，到後來才考慮這個問題，而TCP/IP有較好的網路管理。

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3、假定有一個長度為500MB的數據塊（1M=220bit；B是位元組，1B=8bit），在帶寬為10Mb/s的信道上（M指106）的發送時延為多少？若將數據使用光纖傳送到1000km遠的計算機需要的總時延為多少？（光在光纖中的傳播速率約為2.0X105km/s）
答：發送時延 = 數據長度/信道帶寬 = （500MB x 8）/ 10Mb/s = 40秒
傳播時延 = 傳輸距離/信號傳播速度 = 1000km/2.0X105km = 5 x 10的-3次方秒

本題中的時延 = 發送時延 + 傳播時延 約等於40秒

此外，實際情況中還存在信號排隊時延未在題中列出！

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電路交換、報文交換和分組交換的特點和比較

（1）電路交換：由於電路交換在通信之前要在通信雙方之間建立一條被雙方獨占的物理通路（由通信雙方之間的交換設備和鏈路逐段連接而成），因而有以下優缺點。
優點：
①由於通信線路為通信雙方用戶專用，數據直達，所以傳輸數據的時延非常小。
②通信雙方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通信，實時性強。
③雙方通信時按發送順序傳送數據，不存在失序問題。
④電路交換既適用於傳輸模擬信號，也適用於傳輸數字信號。
⑤電路交換的交換的交換設備（交換機等）及控制均較簡單。
缺點：
①電路交換的平均連接建立時間對計算機通信來說嫌長。
②電路交換連接建立後，物理通路被通信雙方獨占，即使通信線路空閑，也不能供其他用戶使用，因而信道利用低。
③電路交換時，數據直達，不同類型、不同規格、不同速率的終端很難相互進行通信，也難以在通信過程中進行差錯控制。

（2）報文交換：報文交換是以報文為數據交換的單位，報文攜帶有目標地址、源地址等信息，在交換結點採用存儲轉發的傳輸方式，因而有以下優缺點：
優點：
①報文交換不需要為通信雙方預先建立一條專用的通信線路，不存在連接建立時延，用戶可隨時發送報文。
②由於採用存儲轉發的傳輸方式，使之具有下列優點：a.在報文交換中便於設置代碼檢驗和數據重發設施，加之交換結點還具有路徑選擇，就可以做到某條傳輸路徑發生故障時，重新選擇另一條路徑傳輸數據，提高了傳輸的可靠性；b.在存儲轉發中容易實現代碼轉換和速率匹配，甚至收發雙方可以不同時處於可用狀態。這樣就便於類型、規格和速度不同的計算機之間進行通信；c.提供多目標服務，即一個報文可以同時發送到多個目的地址，這在電路交換中是很難實現的；d.允許建立數據傳輸的優先順序，使優先順序高的報文優先轉換。
③通信雙方不是固定佔有一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分佔有這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。
缺點：
①由於數據進入交換結點後要經歷存儲、轉發這一過程，從而引起轉發時延（包括接收報文、檢驗正確性、排隊、發送時間等），而且網路的通信量愈大，造成的時延就愈大，因此報文交換的實時性差，不適合傳送實時或互動式業務的數據。
②報文交換只適用於數字信號。
③由於報文長度沒有限制，而每個中間結點都要完整地接收傳來的整個報文，當輸出線路不空閑時，還可能要存儲幾個完整報文等待轉發，要求網路中每個結點有較大的緩沖區。為了降低成本，減少結點的緩沖存儲器的容量，有時要把等待轉發的報文存在磁碟上，進一步增加了傳送時延。

（3）分組交換：分組交換仍採用存儲轉發傳輸方式，但將一個長報文先分割為若干個較短的分組，然後把這些分組（攜帶源、目的地址和編號信息）逐個地發送出去，因此分組交換除了具有報文的優點外，與報文交換相比有以下優缺點：
優點：
①加速了數據在網路中的傳輸。因為分組是逐個傳輸，可以使後一個分組的存儲操作與前一個分組的轉發操作並行，這種流水線式傳輸方式減少了報文的傳輸時間。此外，傳輸一個分組所需的緩沖區比傳輸一份報文所需的緩沖區小得多，這樣因緩沖區不足而等待發送的機率及等待的時間也必然少得多。
②簡化了存儲管理。因為分組的長度固定，相應的緩沖區的大小也固定，在交換結點中存儲器的管理通常被簡化為對緩沖區的管理，相對比較容易。
③減少了出錯機率和重發數據量。因為分組較短，其出錯機率必然減少，每次重發的數據量也就大大減少，這樣不僅提高了可靠性，也減少了傳輸時延。
④由於分組短小，更適用於採用優先順序策略，便於及時傳送一些緊急數據，因此對於計算機之間的突發式的數據通信，分組交換顯然更為合適些。
缺點：
①盡管分組交換比報文交換的傳輸時延少，但仍存在存儲轉發時延，而且其結點交換機必須具有更強的處理能力。
②分組交換與報文交換一樣，每個分組都要加上源、目的地址和分組編號等信息，使傳送的信息量大約增大5%～10%，一定程度上降低了通信效率，增加了處理的時間，使控制復雜，時延增加。
③當分組交換採用數據報服務時，可能出現失序、丟失或重復分組，分組到達目的結點時，要對分組按編號進行排序等工作，增加了麻煩。若採用虛電路服務，雖無失序問題，但有呼叫建立、數據傳輸和虛電路釋放三個過程。
總之，若要傳送的數據量很大，且其傳送時間遠大於呼叫時間，則採用電路交換較為合適；當端到端的通路有很多段的鏈路組成時，採用分組交換傳送數據較為合適。從提高整個網路的信道利用率上看，報文交換和分組交換優於電路交換，其中分組交換比報文交換的時延小，尤其適合於計算機之間的突發式的數據通信。

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模擬數據：也稱為模擬量，相對於數字量而言，指的是取值范圍是連續的變數或者數值。

模擬信號：指的是在時間和數值上都是連續變化的信號。