4、計算機網絡概論

1、OSI參考模型和TCP/IP模型

一、物理層Physical Layer：

物理層單位是比特，bit，任務是透明的傳輸比特流

功能：物理媒體上爲數據端設備透明的傳輸原始比特流

物理層主要定義數據終端設備DTE，數據通訊設備DCE，他們的邏輯鏈接方法。全部的物理層協議就走物理層接口標準

物理層研究內容：規定接口的一些參數，機械的形狀和尺寸，交換電路的數量和排列等。

好比筆記本上的網線接口，就是物理層規定的內容。

物理層還規定通訊鏈路上的傳輸信號的意義和電氣特徵，好比物理層規定信號A表明數字0，那麼當節點要傳輸數字0的時候就會發送信號A

物理層的一些物理媒體：雙絞線，光纜，無線通道。

二、數據鏈路層（Data Link Layer）

數據鏈路層的傳輸單位是幀（Frame）

任務就是：把網絡層傳下來的IP數據報，組裝成幀

數據鏈路層的功能：成幀，差錯控制，流量控制，傳輸控制

典型的數據鏈路層協議：SDLC,HDLC,PPP,STP,幀中繼

 三、網絡層（Network Layer）

網絡層的傳輸單位：數據報（package）

重點：通訊子網的運行控制

主要任務：把網絡層的協議數據單元（分組）從源端傳送到目的端。

爲分組交換網上的不一樣主機提供通訊服務。

關鍵問題：對分組進行路由選擇，實現流量控制，擁塞控制，差錯控制，網際互聯

節點A到節點B傳輸一個分組，有不少條能夠選擇路由。而網絡層的做用就是根據網絡的狀況，利用相應的路由算法計算出

一條合適的路徑，讓這個分組順利的到達。

 

流量控制：和數據鏈路層的流浪控制同樣，都是協調A的發送速度和B的接收速度

差錯控制：通訊的兩個節點之間約定特定的檢錯規則，好比奇偶校驗碼，接收方根據這個規則檢查接受的分組是否出現了差錯，若是出現了差錯，能夠糾錯就糾錯，不能則丟棄。確保向上層提交的數據是無誤的。

擁塞控制：全部節點都處於來不來及接受分組，而要丟棄大量分組的狀況的話，網絡就處於擁塞狀態。

擁塞狀態使得網絡中兩個節點沒法正常通訊，玩過曾採用必定的措施，緩解這種擁塞，就是擁塞控制。

 

因特網是一個很大的互聯網，由大量的異構網絡經過路由器相互鏈接起來。

因特網主要的網絡層協議是無鏈接的網絡協議IP，和許多路由選擇協議

所以網絡層也叫網際層，或者叫IP層

網絡層協議：IP，IPX，ICMP，ARP，IGMP，RARP，OSPF

四、傳輸層（Transport Layer）

也叫運輸層，傳輸單位是報文段（TCP），用戶數據段（UDP）

主要任務：負責主機中兩個進程之間的通訊

功能：爲端到端鏈接提供可靠地傳輸服務，爲端到端提供流量的控制，差錯控制，服務質量，數據傳輸管理等。

 

數據鏈路層提供的是點對點PPP的通訊，傳輸層提供的是端到端的通訊。

使用傳輸層的服務，高層用戶能夠直接進行端到端的數據傳輸，從而忽略通訊子網的存在。

經過傳輸層的屏蔽，高層用戶看不到子網的交替變化，因爲要給主機能夠同時運行多個進程

所以傳輸層具備複用和分用功能。

複用：就是多個應用層的進程能夠同時使用下面傳輸層的服務，多路複用

分用：就是傳輸層把收到的信息分別交付給上面應用層的相應進程。

傳輸層的協議:：TCP/UDP

五、會話層（Session Layer）

會話層容許不一樣主機上各類進程之間的會話。會話層利用傳輸層提供的端對端的服務，向表示層提供他的增值服務。

這種服務主要是向表示層實體或者用戶進程提供創建並在鏈接上有序的傳輸數據，這就是會話。也叫創建同步(SYN)

會話層負責管理主機間的會話進程：創建，管理，終止進程間的會話。

會話層使用校驗點可讓通訊會話在通訊失效的時候從校驗點繼續恢復通訊，實現數據同步。

六、表示層（Presentation Layer）

主要用於處理兩個通訊系統中交換信息的表達方式。不一樣機器採用的編碼和表示方式不一樣，使用的數據結構也不一樣。

爲了讓不一樣的表示方法的數據和信息之間能相互交換，表示層採用抽象的數據壓縮，加密和解密，是表示層能夠提供數據表示變換功能。

七、應用層（Application Layer）

應用層是OSI參考模型的最高層，是用戶和網絡的界面。

應用層爲特定類型的網絡應用提供訪問OSI的環境手段。因此用戶的實際應用多種多樣，就要求應用不一樣的應用協議來解決不一樣類型的應用請求。因此應用層也是最複雜的一層，使用的協議也是最多的。

典型的協議:FTP,SMTP(電子郵件協議)，HTTP(萬維網協議)

2、TCP/IP模型

網絡接口層：對應OSI參考模型中的物理層和數據鏈路層

網際層

傳輸層

應用層：對應OSI參考模型中的會話層，表示層和應用層

一、網絡接口層：功能相似OSI的物理層和數據鏈路層

表示與物理網絡的接口，主機必須使用某種協議與網絡鏈接，以便於在上面傳遞IP分組。

具體的物理網絡能夠是各類類型的局域網：以太網，令牌環網，令牌總線網等

還能夠是：電話網，SDH，X.25，幀中繼，ATM等公共數據網絡。

網絡接口層的責任是：從主機後者節點接收IP分組，把他們發送到指定的物理網絡上。

二、網際層（主機-主機）：是TCP/IP體系的關鍵

和OSI網絡層的功能很是類似，網際層是將分組發往任何網絡，併爲它獨立的選擇合適的路由

可是它不能保證各個分組有序的到達，各個分組的有序交付是由高層負責。

網際層定義的標準分組格式和協議，也就是IP協議

當前採用的IP協議是IPv4，下一個版本是IPv6

三、傳輸層（應用-應用，進程-進程）

功能和OSI的傳輸層相似，是讓發送端和目的端主機上的對等實體能夠進行會話。

傳輸層的主要協議：

傳輸控制協議（Transmission Control Protocol，TCP）:面向鏈接的，數據傳輸的單位是報文段，可以提供可靠的交付。

用戶數據報協議（User Datagram Protocol，UDP）：無鏈接的，數據傳輸單位是用戶數據報，不能保證提供可靠的交付，只能盡最大努力交付。

四、應用層（用戶-用戶）：包含全部的高層協議

虛擬終端協議（Telnet），文件傳輸協議（FTP），域名解析服務（DNS）,電子郵件協議（SMTP）,超文本傳輸協議（HTTP）

3、OSI參考模型和TCP/IP模型的比較

一、OSI 參考模型：精肯定義3個概念：服務，協議，接口

和麪向對象的程序設計思想吻合，TCP/IP模型並無加以區分

二、OSI參考模型產生在協議發明以前，沒有偏向於任何特定的協議，通用性良好。

可是設計者在協議方面沒有太多經驗，不知道把哪些功能放到哪一層更好

TCP/IP模型正好相反，首先出現的是協議，模型其實是對已有的協議的描述。

所以不會出現協議不能匹配模型的狀況，可是模型不適合於其餘任何非TCP/IP協議棧

三、TCP/IP模型在設計的時候就考慮到多種異構網的互聯問題

將網際協議IP做爲一個單獨的重要層次。

四、OSI參考模型在網絡層支持無鏈接和麪向鏈接的通訊，可是在傳輸層僅有面向鏈接的通訊。

TCP/IP模型任務可靠性是端到端的問題，所以在網際層僅有一種無鏈接的通訊模式，IP

可是在傳輸層支持無鏈接和麪向鏈接的兩種模式，TCP,UDP

4、通訊協議棧進行通訊的節點數據傳輸過程

每一個協議棧的最頂端都是一個面向用於的接口，下面各層是爲通訊服務的協議。

用戶要傳輸一個數據報的時候，一般是給用戶可以理解的天然語言，而後經過應用層，天然語言會轉化爲用於通訊的通訊數據，通訊數據到達傳輸層，做爲傳輸層的數據部分也就是傳輸層的SDU，在加上運輸層的控制信息，也就是運輸層的PCI，而後組成運輸層的PDU,而後交到網絡層。

運輸層的PDU下放到網絡層後，就成爲了網絡層的SDU，而後加上網絡層的PCI，又組成了網絡層的PDU.

下放到數據鏈路層，就這樣層層下方，層層包裹，最後造成的數據報經過通訊線路傳輸，到達接收方節點協議棧。

接收方而後逆向的一層一層的把包裹拆開，而後把收到的數據提交給用戶。

注：

一、在OSI模型中，網絡層支持，無鏈接和麪向鏈接的通訊。傳輸層只支持面向鏈接的通訊。

TCP/IP模型：網絡只有無鏈接的通訊，也就是IP。傳輸層支持無鏈接和麪向鏈接，TCP,UDP

流量控制：限制發送方發出數據流量讓它發送速率不能超過接收方速率的一種技術

流量控制功能能夠在數據鏈路層以及以上各層使用。

目前提供的流量控制功能主要是：數據鏈路層，網絡層，傳輸層

 

二、集線器是一個多端口的中繼器，工做在物理層

以太網交換機是一個多端口的網橋，工做在數據鏈路層

 

三、協議是水平的，服務是垂直的

協議是控制兩個對等實體的通訊規則

服務是下層創建接口向上層提供服務。

 

四、計算機網絡和分佈式計算機系統的區別？

分佈式系統：整個系統中的各個計算機對用戶都是透明的，用戶銅鼓哦輸入命令就能夠運行程序。可是用戶並不知道是哪一臺在爲他運行程序。

計算機網絡：用戶必須在想要運行程序的計算機上進行登陸，而後按照計算機的地址，將程序經過計算機網絡傳送給計算機上去運行。最後，根據用戶的命令將結果傳送到指定的計算機。

主要的區別仍是軟件不一樣。

 

五、Internet使用的IP協議是無鏈接的，也就是傳輸的時候是不可靠的

六、端到端通訊和點到點通訊的區別

本質上：物理層，數據鏈路層和網絡層組成的通訊子網爲網絡環境中的主機提供點到點服務

傳輸層爲網絡層的主機提供端到端的通訊

 

端：用戶程序的端口，端口號標識了應用層不一樣的進程