计算机网络课程作业3

第一题:

计算机网络通信协议是指计算机网络中所有参与通信的节点事先约定好的行为准则,约束,标准等规定.网络如果没有统一的通信协议,电脑之间的信息传递就无法识别,协议相当于计算机之间交流的语言和语法规则。否则将会出现交流的失败. 需要解决的问题:上下层之间相互识别,数据传输的基本规则,差错控制机制,数据包的大小控制机制等

计算机网络体系结构:是对计算机网络实现的所有功能的抽象,是指计算机网络中间节点之间相互通信的层次划分以及各个层次中的协议与层次之间接口的集合;计算机网络是一个复杂的系统,需要解决的问题很多并且性质各不相同,利用分层的思想,将庞大复杂的计算机网络系统分解为几个小部分易于研究处理好计算机网络的构成及其工作原理.利用相同的网络体系结构组建的网路互称为同构网络,不同的互称为异构网络 第二题:

将计算机网络分为若干层次,每个层次完成自己的工作,各个层次间相互独立,工作相互不影响;通过各个层次间相互协调,每个层次完成自己任务,从而完成整个网络的通信功能.分是为了把复杂的计算机网络问题处理好,合则是完成了计算机网络的对等通信. 层次结构的好处在于使每一层实现一种相对独立的功能。每一层不必知道下面一层是如何实现的只要知道下层通过层间接口提供的服务是什么及本层向上层提供什么样的服务,就能独立地设计。系统经分层后,每一层次的功能相对简单且易于实现和维护。此外,若某一层需要做改动或被替代时,只要不去改变它和上、下层的接口服务关系,则其它层次都不会受其影响,因此具有很大的灵活性。分层结构还有利于交流、理解和标准化。 计算机网络各层次及其协议的集合,称为网络的体系结构(Architecture)。体系结构是一个抽象的概念,它精确定义了网络及其部件所应实现的功能,但这些功能究竟用何种硬件或软件方法来实现则是一个具体实施的问题。

实现过程:针对不同的层次定义了不同的功能和所提供的不同服务,每个层次均为网上的两台设备进行通信作数据准备,其中每一层都与相邻的上下层次间进行通信协调工作,上层提供一定的服务,将上层传来的数据和控制信息经过在处理后传递到下层,一直到最底层通过传输介质传到网上;每个层次之间通过借口相连,每个层次与上下层的通信均通过接口传至对方,每个层次都建立在下一层的标准和活动上.分层结构的优点就是每一层次有各自的功能,相互之间有明确的分工,这个结构便于理解接受,当出现故障时也容易找出故障点,并解决. 第三题:

Osi参考一种概念模型,它由七层组成,从上到下:应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层.

(1)应用层。这是OSI模型的最高层。它是应用进程访问网络服务的窗口。这一层直接为网络用户或应用程序提供各种各样的网络服务,它是计算机网络与最终用户间的界面。应用层提供的网络服务包括文件服务、打印服务、报文服务、目录服务、网络管理以及数据库服务等。

(2)表示层。表示层保证了通信设备之间的互操作性。该层的功能使得两台内部数据表示结构都不同的计算机能实现通信。它提供了一种对不同控制码、字符集和图形字符等的解释,而这种解释是使两台设备都能以相同方式理解相同的传输内容所必需的。表示层还负责为安全性引入的数据提供加密与解密,以及为提高传输效率提供必需的数据压缩及解压等功能。 (3)会话层。会话层是网络对话控制器,它建立、维护和同步通信设备之间的交互操作,保证每次会话都正常关闭而不会突然断开,使用户被挂起在一旁。会话层建立和验证用户之间的连接,包括口令和登录确认;它也控制数据的交换,决定以何种顺序将对话单元传送到传输层,以及在传输过程的哪一点需要接收端的确认。

(4)传输层。传输层负责整个消息从信源到信宿(端到端)的传递过程,同时保证整个消

息无差错、按顺序地到达目的地,并在信源和信宿的层次上进行差错控制和流量控制。 (5)网络层。网络层负责数据包经过多条链路、由信源到信宿的传递过程,并保证每个数据包能够成功和有效率地从出发点到达目的地。为实现端到端的传递,网络层提供了两种服务:线路交换和路由选择。线路交换是在物理链路之间建立临时的连接,每个数据包都通过这个临时链路进行传输;路由选择是选择数据包传输的最佳路径。在这种情况下,每个数据包都可以通过不同的路由到达目的地,然后再在目的地重新按照原始顺序组装起来。

(6)数据链路层。数据链路层从网络层接收数据,并加上有意义的比特位形成报文头和尾部(用来携带地址和其他控制信息)。这些附加信息的数据单元称为帧。数据链路层负责将数据帧无差错地从一个站点送达下一个相邻站点,即通过一些数据链路层协议完成在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。

(7)物理层。物理层是OSI的最低层,它建立在物理通信介质的基础上,作为系统和通信介质的接口,用来实现数据链路实体间透明的比特(bit)流传输。为建立、维持和拆除物理连接,物理层规定了传输介质的机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。

第四题:

层次结构模型中数据的实际传送过程(数据在通信子网的中间节点处理时,最多只涉及到通信子网的低三层,与资源子网的高四层没有关系):发送进程送给接收进程和数据,实际上是经过发送方各层从上到下传递到物理媒体;通过物理媒体传输到接收方后,再经过从下到上各层的传递,最后到达接收进程。

垂直方向上的数据交换:数据包地封装和解封:在发送方从上到下逐层传递的过程中,每层都要加上适当的控制信息,即统称为报头的东西。到最底层成为由“0”或“1”组成和数据比特流,然后再转换为电信号在物理媒体上传输至接收方。接收方在向上传递时过程正好相反,要逐层剥去发送方相应层加上的控制信息。

水平方向上的对等通信:因接收方的某一层不会收到底下各层的控制信息,而高层的控制信息对于它来说又只是透明的数据,所以它只阅读和去除本层的控制信息,并进行相应的协议操作。发送方和接收方的对等实体看到的信息是相同的,就好像这些信息通过虚通信直接给了对方一样。

第五题: 物理层:

1为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒 体连接而成.实现站点之间的按位传输,保证按位传输的正确性,并向数据链路层提供一个透明的位流传输,同时在DTE-DCE和DCE-DTE之完成对数据链路的建立,保持和拆除.

2提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数,以减少信道上的拥塞.传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行,半双工或全双工,同步或异步传输的需要. 3 完成物理层的一些管理工作. 数据链路层:

工作在物理层上的数据链路层是控制在不可靠的物理链路上数据传输,使其能正确的传输.为了实现对数据的控制,数据链路层必须实现的功能: 1链路管理就是数据链路的建立,维护和释放操作

,帧同步指发送方和接受方通过一帧一帧数据的传送同步,让接收方能够在接受到数据时区分帧的开始和结束,

2流量控制差错控制:为了比特率传输中的差错控制在一定的范围内,采用编码技术将差错纠正过来.分为两类:向前纠错,检错重传,数据和控制信息的区分一个完整的帧不仅包括数据还

包括各种控制用的信息,接受方需要相应的措施进行区分

3透明传输:包括不管数据是什么比特组合,都应该能够在数据链路层上传输,能识别并执行相应的控制信息.

4寻址:数据传输必须知道相应的地址,地址包括发送方的地址,接受方的地址

第六题: 网络层:

两个相邻的节点之间数据传输,解决多条链路组成的通路的数据传输路径问题,实现两个端系统之间数据透明传输网络层是处理端到端数据传输 的最低层,体现了网络应用环境中资源子网访问通信子网的方式。 概括起来分为以下:

路由选择 将分组从源端机器经选定的路由送到目的端机器。

拥塞控制 当到达通信子网中某一部分的分组数高于一定的水平,使得该部分网络来不及处理这些分组时,就会使这部分以至整个网络的性能下降。

流量控制 用来保证发送端不会以高于接收者能承受的速率传输数据,一般涉及到接收者向发送者发送反馈。 差错控制 要求每帧传送后接收方向发送方提供是否已正确接收的反馈信息,从而发送方可以据此决定是否要重发。 传输层:

传输层是OSI模型中唯一负责总体数据传输和控制的一层,实现两个主要的功能:

提供可靠的端到端的通信:两个主机之间的通信实际上是两个主机中的应用进程之间的通信,传输层忽略底层网络的物理结构, 向高层用户屏蔽了网络层及其以下各层的细节,构建直接从信源和新宿进程之间的一条专用的抽象的直接的数据传输信道,并维持,释放

向会话层提供独立于网络传输服务:传输层服务独立于网络层服务, 为了实现上述功能必须提供

如下机制:

(1)能够为高层数据的传输建立、维护与拆除传输连接,以实现透明的、可靠的端到端的传输。

(2)要提供端到端的错误恢复与流量控制,以能对网络层出现的丢包、乱序或重复等问 题做出反应。

(3)当上层的协议数据包的长度超过网络层所能承载的最大数据传输单元时,要提供必要的分段功能,从而在接收方的对等层还要提供合并分段的功能。

(4)有时候还要提供多路复用机制,即如果网络层提供的是面向连接的服务,则传输层应该既能够将一个高层应用复用到多个网络层连接上,又能够将多个高层应用复用到一个网络层连接上。 总之,传输层通过扩展网络层服务功能,并通过传输层与高层之间的服务接口向高层提供了端到端节点之间的可靠数据传输,从而使系统之间实现高层资源的共享时不必再考虑数据通信方面的问题。传输层中完成相应功能的硬件与(或)软件被称为传输实体,其可能位于在操作系统内核中、用户进程内、网络应用程序库中或网络接口卡上。在一个系统中,传输实体通过网络服务与其它对等的传输实体通信,进而向传输层用户(可以是应用进程,也可以是会话层协议)提供传输服务。

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