考点5 OSI参考模型中的硬件层次《计算机网络》河北省（对口招生）计算机类 知识点讲解

河北省（计算机类）对口招生《计算机网络》 复习讲义 模块 2 局域网技术 考点5 OSI参考模型中的硬件层次 【考纲要求】 1.掌握网络协议的定义； 2.掌握OSI／RM的结构； 3.掌握分层涉及的重要概念，如协议、服务、接口、协议数据单元等； 4.掌握OSI参考模型体系中硬件层次的功能； 【知识网络】 【知识和技能要点】 一、网络协议 1. 网络协议概念 网络协议是为实现网络数据交换，人为制定的一套规则、约定与标准。其本质是控制两个对等实体完成逻辑通信的规则集合。 2.网络协议三要素 网络协议由语法、语义、同步（定时）三部分组成，三者缺一不可。 （1）语法 定义数据与控制信息的结构、格式和规范，规定数据的排版、编码形式，约束数据传输的外在格式。 （2）语义 定义通信过程中的控制信息含义、需要完成的操作以及对应的响应动作，规定数据传输的具体内容与功能。 （3） 同步/定时 对事件执行顺序、传输时序、速率匹配进行详细说明，规范数据收发的时间逻辑与先后顺序。 二、OSI七层参考模型 1. 模型概述 OSI参考模型由国际标准化组织（ISO）制定，全称为开放系统互联参考模型（OSI/RM），是网络通信的标准化分层模型。 模型将网络通信功能划分为七层结构，自下而上层级清晰、功能独立，是网络原理的核心基础。 三、OSI模型的硬件层次 （一）物理层 物理层是OSI模型最底层，负责传输原始比特流，定义物理接口与传输电气规范，不处理数据差错，只负责信号透明传输。包含四大核心特性： （1）机械特性 定义物理连接的硬件规格，规定接口形状、尺寸、外观、引脚数量、引脚排列方式等物理硬件参数。 （2）电气特性 规范二进制比特传输的电气参数，包括线路电压范围、阻抗匹配、传输速率、最大传输距离等，保障信号稳定传输。 （3）功能特性 定义接口各信号线的功能用途，明确不同电平信号对应的通信含义，区分数据、控制、接地等线路功能。 （4）过程特性（规程特性） 规定物理线路的工作时序与操作流程，定义各类通信功能的执行顺序，规范链路建立、传输、断开的完整时序逻辑。 （二）数据链路层 数据链路层位于物理层之上，核心作用是优化物理层传输，将物理层易出错的原始比特流，转化为逻辑无差错的数据链路，为上层网络层提供可靠传输服务。主要实现相邻节点之间的数据帧传输。子层划分（IEEE802标准）：分为MAC介质访问控制子层和LLC逻辑链路控制子层。 1. 数据链路层四大核心功能 （1） 封装成帧 将物理层零散的比特流分组打包，以帧为单位传输。优势：传输出错时，仅重传出错帧，无需重传全部数据，大幅提升传输效率。 常见封装成帧方法：①字符计数法；②零比特填充法（首尾标志法）；③字符填充法；④物理层违规编码法。 （2） 差错控制 检测并处理物理传输产生的数据差错，保障帧传输可靠性。常见差错类型： ① 帧错误：传输过程中比特翻转（0变1、1变0），数据内容出错； ② 帧丢失：发送端正常发送，接收端未收到数据帧； ③ 帧重复：同一数据帧被接收端重复接收。 （3） 流量控制 解决收发双方速率不匹配问题，防止发送方发送速率过快，导致接收端缓存溢出、数据丢失。核心实现方式：滑动窗口协议，管控相邻节点的数据收发流量。 （4） 链路管理 负责数据链路的建立、维持、释放，支撑面向连接的可靠数据传输服务，保障链路通信全程稳定可控。 （三）网络层 网络层依托数据链路层的相邻节点帧传输服务，将高层数据封装为数据包（Packet），实现跨网段、跨网络的数据传输与互联。核心功能：寻址、路由选择、拥塞控制、网络互联。 网络层两类核心服务。 1. 面向连接——虚电路服务 传输流程分为连接建立、数据传输、连接释放三个阶段。传输前预先建立逻辑虚电路，所有分组沿固定路径有序传输，可靠性高、无乱序，适用于长报文、会话型、确定性的传输场景。 2. 无连接——数据报服务 通信双方无需提前建立连接，每个数据包独立携带地址信息、独立选路传输。传输灵活、开销小。无连接服务分为三类：数据报服务、确认交付服务、请求回答服务。 【练习题】 一、填空题 1.网络协议中，规定数据与控制信息的结构、格式及编码形式的要素是______，它解决了通信中“怎么说”的问题。 2.物理层的四大特性中，规定接口引脚数量、排列方式及连接器尺寸等硬件参数的是______特性。 3.网络层提供的面向连接服务中，所有分组沿固定路径有序传输、可靠性高的服务类型是______服务。 4.数据链路层将比特流封装成帧时，采用在数据中插入特殊比特序列作为帧边界的方法称为______法。 5.网络协议三要素中，对事件执行顺序、传输时序及速率匹配进行详细说明，规范数据收发时间逻辑的是______。 6.数据链路层中，将物理层传输的原始比特流分组打包，以______为单位进行传输。 7.OSI模型的三个主要概念是服务、接口和________。 8.下层通过层间接口向上层提供的功能集合称为______，它是垂直方向的。 9.在同一系统中，相邻两层实体进行交互的逻辑接口称为______，用于区分不同的服务类型。 10.第n层的服务数据单元实际上是第______层的协议数据单元。 二、选择题 1.网络协议的三要素为（ ） A. 语法、语义、时序 B. 规则、语义、语法 C. 时间、语义、格式 D. 语法、意义、时序 2.( )不是对网络模型进行分层的目标。 A. 提供标准语言 B. 定义功能执行的方法 C. 定义标准界面 D. 增加功能之间的独立性 3.下列不属于物理层通信接口与传输媒体的物理特性的是（ ） A. 机械特性 B. 规程特性 C. 电气特性 D. 信号特性 4.下列不是网络层功能的是（） A. 路由功能 B. 流量控制 C. 拥塞控制 D. 物理编址 5. 协议是指在( )之间进行通信的规则或约定。 A. 同一结点的上下层 B. 不同结点 C. 相邻实体 D. 不同结点对等实体 6.在 OSI 参考模型中能实现路径选择、拥塞控制与互联功能的是（ ）。 A． 传输层 B． 应用层 C． 网络层 D． 物理层 7.计算机网络体系之所以采用层次结构的主要原因是（ ）。 A． 层次结构允许每一层只能同相邻的上下层次发生联系 B． 层次结构优于模块化结构 C． 使各层次的功能相对独立，使得各层次实现技术的进步不影响相邻层次，从而保持体系结构的稳定性 D． 层次结构的方法可以简化计算机网络的实现 8. OSI/RM体系结构中，从第一层到第三层的数据单元名称分别是（ ） A. 比特流 数据帧 数据包 B. 比特流 数据包 数据段 C. 比特位 数据包 报文 D. 比特位 数据帧 数据段 9.OSI 参考模型中的数据链路层不具有( )功能。 A. 物理寻址 B. 流量控制 C. 差错校验 D. 拥塞控制 10.当数据由端系统A 传送至端系统B 时，不参与数据封装工作的是( )。 A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 表示层 三、判断题 1.物理层负责传输原始比特流，同时提供差错检测与纠正功能，确保数据传输的可靠性。（ ） 2.数据链路层将比特流封装成帧时，零比特填充法通过在数据中连续5个1后插入一个0，避免数据中出现与帧标志相同的比特序列。（ ） 3.OSI 参考模型物理层的主要功能是定义物理介质的电气特性（如电压范围）和接口类型，不涉及比特流的传输规则。（ ） 4.网络层的虚电路服务属于无连接服务，通信前无需建立逻辑路径，每个数据包独立选路传输。（ ） 5.数据链路层的链路管理功能负责数据链路的建立、维持和释放，是面向连接可靠数据传输服务的前提。（ ） 6.物理层的功能特性定义了接口各信号线的功能用途，明确不同电平信号对应的通信含义，是物理层信号交互的逻辑基础。（ ） 7.协议存在于相邻两层之间，控制上下层的数据交换。（ ） 8.数据链路层的流量控制功能仅能解决收发双方速率不匹配问题，无法防止接收端缓存溢出。（ ） 9.网络层的数据报服务中，每个数据包独立携带地址信息、独立选路，传输灵活且开销小，但无法保证数据有序到达。（ ） 10.网络层的网络互联功能通过IP协议等实现异构网络的统一通信，是网络层区别于其他层次的最本质功能。（ ） 【答案】 一、填空题 1.语法 2. 机械 3.虚电路 4.零比特填充 5.同步 6.帧 7. 协议 8.服务 9. 服务访问点SAP 10.n+1 二、选择题 1.A 2.B 3.D 4.D 5.D 6.C 7.C 8.A 9.D 10.A 三、判断题 1.× 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.√ 7. × 8.× 9. √ 10.√ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $