《计算机网络技术与应用》网络体系结构和OSI模型（举一反三考点练）-讲义（内蒙古）

举一反三考点练 《计算机网络技术与应用》网络体系结构和OSI模型-讲义 第三章 计算机网络体系结构 网络体系结构的基本概念 √ 网络协议 √ 网络的分层结构 √ 网络的体系结构 √ OSI参考模型 √ 知识点一 网络体系结构 一、网络体系结构核心定义 网络体系结构是为实现计算机间通信合作，将互联功能划分为明确定义的层次，规定同层次进程通信的协议及相邻层接口服务的集合；也是用分层方法定义的网络各层功能、协议和接口的总和。其提出目的是简化网络的研究、设计与分析，实现不同计算机系统的互联互通。 二、网络协议 定义：通信双方共同遵守的约定，是描述进程间信息交换过程的一组术语，用于解决不同系统间通信的规则问题。 组成三要素 语法：规定数据与控制信息的结构和格式，如电话号码的数字组成形式。 语义：规定通信双方发出的控制信息、完成的动作及应答，如电话响铃表示有来电、接听动作的含义。 交换规则：确定通信事件的实现顺序和因果关系，如先拨号再响铃、铃响后才会接听。 特点 层次性：随网络体系结构分层，每层内可分子层，各层次有高低之分；低层为高层提供服务，高层依靠低层完成功能。 可靠性和有效性：协议可靠是通信稳定的基础，协议有效才能实现资源共享。 三、网络的分层结构 设计目的：将庞大复杂的网络系统功能分解为相对独立的子功能层次，降低设计、修改和更新的复杂性。 层次关系 下层为上层提供服务，上层是下层的用户；N 层为 N+1 层提供服务，同时使用 N-1 层的服务。 同层之间通过协议 “对话”，但数据并非直接在同层间传输，而是逐层向下传递，最终由物理层完成实际通信。 分层优点 各层相互独立，高层无需关注低层实现细节。 便于实现和维护，某层细节变化不影响其他层。 易于实现标准化。 分层原则：每层功能明确，层数不宜过多或过少，避免协议过于复杂或描述实现困难。 四、网络体系结构的发展 早期问题：20 世纪 70 年代后，各厂商有专属网络模型（如 IBM 的 SNA、DEC 的 DECnet），不同模型的网络难以互联互通，形成市场垄断。 标准化需求：为解决互联问题，需要统一标准，方便厂商开发兼容产品。 主流体系结构 OSI 参考模型：由 ISO 制定，是开放系统互连的标准模型，但未形成实际产品。 TCP/IP 协议：是 Internet 采用的协议，虽非官方标准，但属于广泛使用的工业标准和事实上的标准。 （单项选择题）网络协议的三要素中，规定 “通信双方要发出何种控制信息、完成何种动作及做出何种应答” 的是（ ） A. 语法 B. 语义 C. 交换规则 D. 层次结构 【答案】B 1.（单项选择题）在网络分层结构模型中，N 层与相邻层的关系描述正确的是（ ） A. N 层为 N-1 层提供服务 B. N 层使用 N+1 层提供的服务 C. N 层是 N+1 层的服务提供者 D. N 层与 N+1 层之间无需接口 【答案】C 2.（单项选择题）下列关于网络体系结构发展的说法，正确的是（ ） A. IBM 的 DECnet 是早期专属网络模型之一 B. OSI 参考模型是由 IBM 制定的标准 C. TCP/IP 是事实上的网络标准且广泛应用 D. OSI 参考模型已形成成熟的工业产品 【答案】C 3.（填空题）网络协议的三个核心要素分别是______、和，其中电话号码的数字组成形式属于______的范畴。 【答案】语法；语义；交换规则；语法 1.（填空题）网络体系结构中采用分层设计的优点包括各层相互独立、______和______；其中______的优点使得某层实现细节变化不会影响其他层。 【答案】有利于实现和维护；易于实现标准化；有利于实现和维护 2.（简答题）请简述网络协议三要素的核心定义。 【答案】 语法：规定数据与控制信息的结构和格式。 语义：规定通信双方要发出的控制信息、完成的动作及做出的应答。 交换规则：确定通信事件的实现顺序和因果关系。 3.（简答题）对比 OSI 参考模型与 TCP/IP 协议的制定主体、地位及应用情况，说明二者的核心差异。 【答案】 制定主体 OSI 参考模型：由国际标准化组织（ISO）制定。 TCP/IP 协议：并非由特定标准化组织制定，是 Internet 采用的协议集合。 地位与应用 OSI 参考模型：是开放系统互连的标准模型，但未形成实际的工业产品，仅作为理论参考。 TCP/IP 协议：不是官方定义的体系结构标准，但属于广泛使用的工业产品，是事实上的网络标准，广泛应用于 Internet 及各类计算机网络。 知识点二 OSI模型 一、模型基础信息 制定与地位：1984 年由国际标准化组织（ISO）颁布，全称开放系统互连参考模型（OSI/RM），为 7 层协议体系结构，深刻影响网络发展，TCP/IP 协议也借鉴其核心思想。 核心定位：非具体网络，仅规定开放系统的层次结构和各层服务，明确层间接口与对等层协议。 7 层结构：从下到上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层；最高层应用层面向用户，最低层物理层连接传输介质。 功能范畴划分 第 1-3 层：属于通信子网功能范畴，通信子网节点一般仅涉及这三层。 第 5-7 层：属于资源子网功能范畴。 第 4 层（传输层）：衔接上下各三层。 核心特点 对等层之间通过各自协议通信，仅物理层通过介质直接传输数据。 所有计算机系统具有相同层次结构，对应层次功能一致。 同一系统内各层通过接口联系，下层为上层提供服务，上层调用下层服务。 清晰区分服务（层功能）、接口（层间访问方式）、协议（层功能实现方法）三个概念。 二、各层核心功能与设备 1. 物理层（第 1 层，最低层） 核心功能：直接面向传输介质，负责将二进制比特流从一台计算机传输到另一台，不关心数据含义；定义物理结构和传输介质的电气机械规格，如电压、通信速率、最大传输距离、物理连接器等。 解决问题：确定传输介质、连接器件、拓扑结构；定义表示二进制 0 和 1 的物理信号特性。 典型设备：集线器，功能是再生还原收到的位信号并转发到所有相连网段，无信号鉴别能力。 2. 数据链路层（第 2 层） 核心功能：在物理层基础上，将比特流封装成帧，建立可靠的数据传输通道；通过物理地址（MAC 地址）寻址，进行差错校验，发现错误帧则要求重发，实现共享介质的访问控制。 帧结构：包含实际数据、收发端地址、控制信息、错误校验信息。 典型设备 网卡：工作于物理层和数据链路层，实现数据与比特流的转换；每块网卡有全球唯一的 48 位二进制 MAC 地址，通常用 12 位十六进制数表示。 交换机：工作于数据链路层，通过学习建立 MAC 地址与端口的关联表，实现有目的的数据转发。 3. 网络层（第 3 层） 核心功能：提供IP 地址，通过寻址和路由选择为收发端连接数据传输链路；将数据分割和重新组合为分组；实现差错校验恢复、流量控制和拥塞控制。 核心作用：屏蔽底层技术细节，将各种网络统一到逻辑平台。 典型设备：路由器，通过 IP 地址提供访问路径，实现流量控制和差错管理。 4. 传输层（第 4 层） 核心功能：负责准确、可靠地将数据从网络一端传输到另一端；将下三层无连接或不受保护的通信升级为可靠通信，衔接通信子网和资源子网。 解决问题：建立端到端连接，保证数据无差错传输。 5. 会话层（第 5 层） 核心功能：管理远程用户或进程之间的通信，负责会话的建立、维护和释放，以及会话的管理与控制。 6. 表示层（第 6 层） 核心功能：确保不同系统应用层的信息可相互读取，完成数据格式转换；负责数据的压缩与解压、加密与解密，确定传输语法并传送。 7. 应用层（第 7 层，最高层） 核心功能：直接面向用户，为数据库访问、电子邮件、文件传输等应用程序提供服务；实现不同计算机应用程序之间的通信。 解决问题：提供用户接口和面向用户的应用程序界面，定义网络服务、服务公告及使用方式。 MAC 地址的作用是（） A.逻辑寻址 B.物理寻址 C.网络分段 D.数据传输 【答案】B 1.（单项选择题）物理层的四个特性不包括（） A.机械特性 B.电气特性 C.安全特性 D.规程特性 【答案】C 2.（单项选择题）下列网络设备中，主要用于连接不同网段并隔离广播域的是（） A.集线器 B.交换机 C.路由器 D.中继器 【答案】C 3.（单项选择题）OSI 参考模型中，负责将比特流封装为帧并通过硬件地址寻址的层次是（ ） A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 传输层 【答案】B 1.（单项选择题）下列网络设备中，工作在 OSI 参考模型网络层的是（ ） A. 集线器 B. 交换机 C. 路由器 D. 网卡 【答案】C 2.（单项选择题）OSI 参考模型中，衔接通信子网和资源子网的层次是（ ） A. 网络层 B. 传输层 C. 会话层 D. 表示层 【答案】B 3.（填空题）OSI 参考模型从下到上的第 3 层是______，该层传输的数据单元是______，典型设备是______，使用的寻址方式是______。 【答案】网络层；分组；路由器；IP 地址寻址 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $