计算机网络由多个互连的结点组成,结点之间要不断地交换数据和控制信息,要做到有条不紊地交换数据,每个结点就必须遵守一整套合理而严谨的结构化管理体系.计算机网络就是按照高度结构化设计方法采用功能分层原理来实现的,即计算机网络体系结构的内容.
网络体系结构及协议的概念
网络体系和网络体系结构
网络体系(Network Architecture):是为了完成计算机间的通信合作,把每台计算机互连的功能划分成有明确定义的层次,并规定了同层次进程通信的协议及相邻之间的接口及服务.
网络体系结构:是指用分层研究方法定义的网络各层的功能,各层协议和接口的集合.
计算机网络体系结构
计算机的网络结构可以从网络体系结构,网络组织和网络配置三个方面来描述,网络组织是从网络的物理结构和网络的实现两方面来描述计算机网络;网络配置是从网络应用方面来描述计算机网络的布局,硬件,软件和和通信线路来描述计算机网络;网络体系结构是从功能让来描述计算机网络结构.
网络体系结构最早是由IBM公司在1974年提出的,名为SNA
计算机网络体系结构:是指计算机网络层次结构模型和各层协议的集合
结构化是指将一个复杂的系统设计问题分解成一个个容易处理的子问题,然后加以解决.
层次结构是指将一个复杂的系统设计问题分成层次分明的一组组容易处理的子问题,各层执行自己所承担的任务.
计算机网络结构采用结构化层次模型,有如下优点:
各层之间相互独立,即不需要知道低层的结构,只要知道是通过层间接口所提供的服务
灵活性好,是指只要接口不变就不会因层的变化(甚至是取消该层)而变化
各层采用最合适的技术实现而不影响其他层
有利于促进标准化,是因为每层的功能和提供的服务都已经有了精确的说明
网络协议
协议(Protocol)
网络中计算机的硬件和软件存在各种差异,为了保证相互通信及双方能够正确地接收信息,必须事先形成一种约定,即网络协议.
协议:是为实现网络中的数据交换而建立的规则标准或约定.
网络协议三要素:语法,语义,交换规则(或称时序/定时关系)
注:通信协议的特点是:层次性,可靠性和有效性.
实体(Entity)
实体:是通信时能发送和接收信息的任何软硬件设施
接口(Interface)
接口:是指网络分层结构中各相邻层之间的通信
开放系统互连参考模型(OSI/RM)
OSI/RM参考模型
基本概述
为了实现不同厂家生产的计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信,就必须遵循相同的网络体系结构模型,否则异种计算机就无法连接成网络,这种共同遵循的网络体系结构模型就是国际标准——开放系统互连参考模型,即OSI/RM.
ISO 发布的最著名的ISO标准是ISO/IEC 7498,又称为X.200建议,将OSI/RM依据网络的整个功能划分成7个层次,以实现开放系统环境中的互连性(interconnection), 互操作性(interoperation)和应用的可移植性(portability).
分层原则
ISO将整个通信功能划分为7个层次,分层原则如下:
网络中各结点都有相同的层次
不同结点的同等层具有相同的功能
同一结点内相邻层之间通过接口通信
每一层使用下层提供的服务,并向其上层提供服务
不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信
第七层
应用层
第六层
表示层
第五层
会话层
第四层
传输层
第三层
网络层
第二层
数据链路层
第一层
物理层
OSI/RM参考模型
OSI/RM的配置管理主要目标就是网络适应系统的要求.
低三层可看作是传输控制层,负责有关通信子网的工作,解决网络中的通信问题;高三层为应用控制层,负责有关资源子网的工作,解决应用进程的通信问题;传输层为通信子网和资源子网的接口,起到连接传输和应用的作用.
ISO/RM的最高层为应用层,面向用户提供应用的服务;最低层为物理层,连接通信媒体实现数据传输.
层与层之间的联系是通过各层之间的接口来进行的,上层通过接口向下层提供服务请求,而下层通过接口向上层提供服务.
两个计算机通过网络进行通信时,除了物理层之外(说明了只有物理层才有直接连接),其余各对等层之间均不存在直接的通信关系,而是通过各对等层的协议来进行通信,如两个对等的网络层使用网络层协议通信.只有两个物理层之间才通过媒体进行真正的数据通信.
当通信实体通过一个通信子网进行通信时,必然会经过一些中间节点,通信子网中的节点只涉及到低三层的结构.
OSI/RM中系统间的通信信息流动过程
在OSI/RM中系统间的通信信息流动过程如下:发送端的各层从上到下逐步加上各层的控制信息构成的比特流传递到物理信道,然后再传输到接收端的物理层,经过从下到上逐层去掉相应层的控制住信息得到的数据流最终传送到应用层的进程.
由于通信信道的双向性,因此数据的流向也是双向的.
比特流的构成:
数据DATA应用层(DATA+报文头AH,用L7表示)表示层(L7+控制信息PH)会话层(L6+控制信息SH)传输层(L5+控制信息TH)网络层(L4+控制信息NH)数据链路层(差错检测控制信息DT+L3+控制信息DH)物理层(比特流)
OSI/RM各层概述
物理层(Physical Layer)
直接与物理信道直接相连,起到数据链路层和传输媒体之间的逻辑接口作用.
功能:提供建立,维护和释放物理连接的方法,实现在物理信道上进行比特流的传输.
传送的基本单位:比特(bit)
物理层的内容:
1)通信接口与传输媒体的物理特性
物理层协议主要规定了计算机或终端DTE与通信设备DCE之间的接口标准,包括接口的机械特性,电气特性,功能特性,规程特性
2)物理层的数据交换单元为二进制比特:对数据链路层的数据进行调制或编码,成为传输信号(模拟,数字或光信号)
3)比特的同步:时钟的同步,如异步/同步传输
4)线路的连接:点—点(专用链路),多点(共享一条链路)
5)物理拓扑结构:星型,环型,网状
6)传输方式:单工,半双工,全双工
典型的物理层协议有RS-232系列,RS449,V.24,V.28,X.20,X.21
数据链路层(Data Link Layer)
通过物理层提供的比特流服务,在相邻节点之间建立链路,对传输中可能出现的差错进行检错和纠错,向网络层提供无差错的透明传输.
主要负责数据链路的建立,维持和拆除,并在两个相邻机电队线路上,将网络层送下来的信息(包)组成帧传送,每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息.为了保证数据帧的可靠传输应具有差错控制功能.
功能:是在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输
传送的基本单位:帧(Frame)
数据链路层内容:
1)成帧:是因要将网络层的数据分为管理和控制的数据单元
2)物理地址寻址:标识发送和接收数据帧的节点位置,因此常在数据头部加上控制信息DH(源,目的节点的地址),尾部加上差错控制信息DT
3)流量控制:即对发送数据帧的速率进行控制,保证传输正确.
4)差错控制:在数据帧的尾部所加上的尾部控制信息DT
5)接入控制:当多个节点共享通信链路时,确定在某一时间内由哪个节点发送数据
常见的数据链路层协议有两类:一是面向字符型传输控制规程BSC;一是面向比特的传输控制规程HDLC 流量控制技术
(1)停-等流量控制:发送节点在发送一帧数据后必须等待对方回送确认应答信息到来后再发下一帧.接收节点检查帧的校验序列,无错则发确认帧,否则发送否认帧,要求重发.
存在问题:双方无休止等待(数据帧或确认帧丢失),解决办法发送后使用超时定时器;重帧现象(收到同样的两帧),解决办法是对帧进行编号
适用:半双工通信
(2)滑动窗口流量控制:是指对于任意时刻,都允许发送端/接收端一次发送/接收多个帧,帧的序号个数称为发送/接收窗口大小
适用:全双工
工作原理:以帧控制段长为8位,则发送帧序号用3bit表示,发送窗口大小为WT=5,接收窗口大小为WR=2为例来说明
发送窗口
01234
12345
重发1
34567
56701
接收窗口
01(0对1错)
12(1等2对)
12(正确)
34(正确)
……
滑动窗口的大小与协议的关系:
WT >1,WR=1,协议为退回N步的ARQ(自动反馈请求)
WT >1,WR>1,协议为选择重传的ARQ
WT =1,WR=1,协议为停-等式的ARQ
网络层(Network Layer)
又称为通信子网层,是计算机网络中的通信子网的最高层(由于通信子网不存在路由选择问题),在数据链路层提供服务的基础上向资源子网提供服务.
网络层将从高层传送下来的数据打包,再进行必要的路由选择,差错控制,流量控制及顺序检测等处理,使发送站传输层所传下来的数据能够正确无误地按照地址传送到目的站,并交付给目的站传输层.
功能:实现分别位于不同网络的源节点与目的节点之间的数据包传输(数据链路层只是负责同一个网络中的相邻两节点之间链路管理及帧的传输),即完成对通信子网正常运行的控制.
关键技术:路由选择
传送信息的基本单位:包(Packer)
网络层采用的协议是X.25分组级协议
网络层的服务:
面向连接服务:指数据传输过程为连接的建立,数传的维持与拆除连接三个阶段.如电路交换
面向无连接服务:指传输数据前后没有连接的建立,拆除,分组依据目的地址选择路由.如存储转发
网络层的内容:
逻辑地址寻址:是指从一个网络传输到另一个网络的源节点和目的节点的逻辑地址NH(数据链路层中的物理地址是指在同一网络中)
路由功能:路由选择是指根据一定的原则和算法在传输通路中选出一条通向目的节点的最佳路由.有非适应型(有随机式,扩散式,固定式路选法)和自适应型(有孤立的,分布的,集中的路选法)两种选择算法
流量控制:
拥塞控制:是指在通信子网中由于出现过量的数据包而引起网络性能下降的现象.
传输层(Transport Layer)
是计算机网络中的资源子网和通信子网的接口和桥梁,完成资源子网中两节点间的直接逻辑通信.
传输层下面的三层属于通信子网,完成有关的通信处理,向传输层提供网络服务;传输层上面的三层完成面向数据处理的功能,为用户提供与网络之间的接口.由此可见,传输层在OSI/RM中起到承上启下的作用,是整个网络体系结构的关键.
功能:实现通信子网端到端的可靠传输(保证通信的质量)
信息传送的基本单位:报文
传输层采用的协议是ISO8072/3
会话层(Session Layer)
又称为会晤层,是利用传输层提供的端到端的服务向表示层或会话层用户提供会话服务.
功能:提供一个面向用户的连接服务,并为会话活动提供有效的组织和同步所必须的手段,为数据传送提供控制和管理.
信息传送的基本单位:报文
会话层采用的协议是ISO8326/7
表示层(Presentation Layer)
表示层处理的是OSI系统之间用户信息的表示问题,通过抽象的方法来定义一种数据类型或数据结构,并通过使用这种抽象的数据结构在各端系统之间实现数据类型和编码的转换.
功能:数据编码,数据压缩,数据加密等工作
信息传送的基本单位:报文
表示层采用的协议是ISO8822/3/4/5
应用层(Application Layer)
应用层是计算机网络与最终用户间的接口,是利用网络资源唯一向应用程序直接提供服务的层.
功能:包括系统管理员管理网络服务所涉及的所有问题和基本功能.
信息传送的基本单位:用户数据报文
应用层采用的协议有:用于文件传送,存取和管理FTAM的ISO8571/1～4;用于虚终端VP的ISO9040/1;用于作业传送与操作协议JTM的ISO8831/2;用于公共应用服务元素CASE的ISO8649/50
Internet的体系结构
Internet是由无数不同类型的服务器,用户终端以及路由器,网关,通信线路等连接组成,不同网络之间,不同类型设备之间要完成信息的交换,资源的共享需要有功能强大的网络软件的支持,TCP/IP就是能够完成互联网这些功能的协议集.
关于下一代网络的体系结构 [摘要] 本文归纳了对下一代网络的共识与分歧，分析了产生分歧的原因，提出应重视网络体系结构研究，包括重新认识边缘论（End-to-End Argument）、光通信与分组交换技术的融合、UNI模式向NNI模式的过渡，同时要关注网络结构和动力学规律的基础研究。 [关键词] 网络体系结构；光通信；分组交换；UNI；NNI；网络动力学 1 关于下一代网络的共识与分歧 1.1 对下一代网络的基本共识 ●光纤通信技术发展速度超过Moore定律，DWDM将成为光纤通信的 主流技术。 ●基于IP协议的数字业务将逐步成为通信与网络的主要业务 ●无线与移动通信是下一代网络的重要组成部分，固定与移动网络的融合 是重要的发展方向。 ●近期内还不能实现光分组交换，建设下一代网络需要光（子）技术（线 路交换）与电子技术（分组交换）互补结合。 ●下一代网络应具有可扩展性、灵活性、QoS、安全性及电信运行级的可 靠性，提供充分的地址（IPv6）。 ●下一代网络应致力于信息共享与协同工作，在TCP/IP、Web协议基础 上形成更易于共享与协作的新标准与新协议。 1.2 对下一代网络认识上的某些分歧 ●分布式服务（自助餐厅式）还是集中式服务（超级市场式）？ ●网络的智能在边缘还是在中央？Internet 的基本论点End to End Argument是否仍然成立？骨干网做简单些还是做复杂些？ ●按功能分割网络设备，即按服务器—路由器—交换机等几个层次实行横 向集成还是按业务分割如话音、数据等实现纵向集成。 ●是客户/服务器（client/server）结构还是对等结构（peer to peer）?
1.网络层次结构的特点及其优点是什么？ 参考答案：网络体系结构是计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。 为了减少网络设计的复杂性，绝大多数网络采用分层设计方法。所谓分层设计方法，就是按照信息的流动过程将网络的整体功能分解为一个个的功能层，不同机器上的同等功能层之间采用相同的协议，同一机器上的相邻功能层之间通过接口进行信息传递。 采用层次结构的优点是，：（1）简化相关网络操作；（2）提供即插即用的兼容性和不同厂商之间集成的标准接口；（3）使工程师们能专注于设计和优化不同网络互联设备的互操作性；（4）防止一个区域的网络变化影响另一个区域的网络，因此，每一个区域的网络都能单独快速地升级；（5）把复杂的网络连接问题分解成小的简单的问题，易于学习和操作。 2.ISO/OSI参考模型包括哪些层？简要说明各层的功能。 参考答案： （1）物理层：涉及到通信在信道上传输的原始比特流 （2）数据链路层：这一层提供物理链路上的可靠的数据传输 （3）网络层：关系到子网的运行控制 （4）传输层：本层负责两个端节点之间的可靠网络通信 （5）会话层：此层建立、管理和终止应用程序会话和管理表示层实体之间的数据交换（6）表示层：主要解决用户信息的语法表示问题 （7）应用层：包含大量人们普遍需要的协议 3.TCP/IP协议包括哪些层？简要说明各层的功能。 参考答案： （1）主机网络层：负责接收从IP层交来的IP数据报并将IP数据报通过低层物理网络发送出去，或者从低层物理网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。 （2）网络互联层：负责相邻结点之间的数据传送 （3）传输层：在源结点和目的结点的两个进程实体之间提供可靠的端到端的数据传输（4）应用层：包括所有的高层协议 4.TCP/IP协议族包括那些主要协议？简要说明这些协议的功能。 参考答案： （1）IP协议：属于TCP/IP模型和互连网层，提供关于数据应如何传输以及传输到何处的信息，IP协议的功能是把数据报在互联的网络上传送，通过将数据报在一个个IP协议模块间传送，直到目的模块。 （2）TCP/IP协议；传输控制协议TCP协议和用户数据报协议UDP协议运行于传输层，它利用IP层提供的服务，提供端到端的可靠的（TCP）和不靠的（UDP）服务。 （3）国际报文控制协议（ICMP）：使用IP协议进行信息传递，向数据包中的源端节点提供发生在网络层的错误信息反馈。 （4）ARP/RARP；地址解析协议（ARP）是一个互连网层协议，它获取主机或节点的MAC地址（物理地址）并创建一个本地数据库以将MAC地址映射到主机IP（逻辑）地址上；网络上的主机，如无盘站在启动时无法知道它们的协议地址，它们只知道它们的硬件接口地址。为了使用高层通信协议如IP，必须用某种方法获得它们的协议地址。这个协议的反过程是反向地址解析协议（RARP）。 5.简述TCP的连接过程。 参考答案： 通信双方建立TCP连接应用的是3方握手过程。例如：A、B两个主机要建立连接，如图所示。
（答案仅供参考如有不对请自己加以思考） 第一章计算机网络体系结构 一、习题 1．比特的传播时延与链路带宽的关系（）。 A．没有关系 B. 反比关系 C. 正比关系 D. 无法确定 2.计算机网络中可以没有的是（）。 A. 客服机 B. 操作系统 C. 服务器 D.无法确定 3.在OSI参考模型中，提供流量控制的层是第（1）层；提供建立、维护和拆除端到端连接的层是（2）；为数据分组提供在网络中路由功能的是（3）；传输层提供（4）的数据传送；为网络层实体提供数据发送和接收功能和过程的是（5）。 （1）A. 1、2、3 B. 2、3、4 C. 3、4、5 D. 4、5、6 （2）A. 物理层 B. 数据链路层 C. 会话层 D. 传输层 （3）A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D.传输层 （4）A. 主机进程之间 B. 网络之间 C. 数据链路层 D. 物理线路层 （5）A. 物理层 B. 数据链路层 C. 会话层 D. 传输层 4.计算机网络的基本分类方法主要有两种：一种是根据网络所使用的传输技术；另一种是根据（）。 A. 网络协议 B. 网络操作系统 C. 覆盖范围与规模 D. 网络服务器类型与规模 5.计算机网络从逻辑功能上可分为（）。 Ⅰ.资源子网Ⅱ.局域网Ⅲ.通信子网Ⅳ.广域网 A.Ⅱ、Ⅳ B.Ⅰ、Ⅲ B. Ⅰ、Ⅳ D. Ⅲ、Ⅳ 6. 计算机网络最基本的功能是（）。 Ⅰ. 流量控制Ⅱ.路由选择 Ⅲ. 分布式处理Ⅳ. 传输控制 A. Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ B.Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ C. Ⅰ、Ⅳ D. Ⅲ、Ⅳ 7.世界上第一个计算机网络是（）。 A.ARPANET B. 因特网 C. NSFnet D. CERNET 8. 物理层、数据链路层、网络层、传输层的传输单位（或PDU）分别是（）。 Ⅰ.帧Ⅱ. 比特Ⅲ.报文段Ⅳ.数据报 A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ B. Ⅱ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅲ C. Ⅰ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ D. Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ 9.设某段电路的传播时延是10ms，带宽为10Mbit/s，则该段电路的时延带宽积为（）。 A.2×105 bit B.4×105 bit C.1×105 bit D. 8×105 bit
第二章网络体系结构参考答案 简答题 1．什么是网络体系结构？为什么要定义网络体系结构？ 网络的体系结构定义：指计算机网络的各层及其协议的集合(architecture)。或精确定义为这个计算机网络及其部件所应完成的功能。计算机网络的体系结构综合了OSI和TCP/IP 的优点，本身由5层组成：应用层、运输层、网络层、物理层和数据链路层。 2．什么是网络协议？它在网络中的作用是什么？ 在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。这些规则明确规定交换数据的格式以及有关的同步问题。为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。 3．什么是OSI参考模型？各层的主要功能是什么？ OSI模型基于国际标准化组织ISO的建议，各层使用国际标准化协议。可理解为当数据从一个站点到达另一个站点的工作分割成7种不同的任务，而且这些任务都是按层次来管理。这一模型被称作 ISO OSI开放系统互联参考模型，因为它是关于如何把相互开放的系统连接起来的，所以常简称它为OSI模型。 应用层提供与用户应用有关的功能。包括网络浏览、电子邮件、不同类文件系统的文件传输、虚拟终端软件、过程作业输入、目录查询和其他各种通用和专用的功能等。 表示层完成某些特定功能。例如，解决数据格式的转换。表示层关心的是所传输信息的语法和语义，而表示层以下各层只关心可靠地传输比特流。 会话层进行高层通信控制，允许不同机器上的用户建立会话（session）关系。会话层允许进行类似运输层的普通数据传输，并提供对某些应用有用的增强服务会话，也可用于远程登录到分时系统或在两台机器之间的文件传递。会话层服务之一是管理对话，会话层允许信息同时双向传输，或只能单向传输。若属于后者，则类似于“单线铁路”，会话层会记录传输方向。一种与会话有关的服务是令牌管理（token management）。 运输层基本功能是从会话层接收数据，必要时把它分成较小的单元传递，并确保到达对方的各段信息正确无误。这些任务都必须高效率地完成。从某种意义上讲，运输层使会话层不受硬件技术变化的影响。 网络层确定分组从源端到目的端的“路由选择”。路由既可以选用网络中几乎保持不变的静态路由表，也可以在每一次会话开始时条件决定（例如，通过终端对话决定），还可以根据当前网络的负载状况，动态地为每一个分组决定路由。 数据链路层主要任务是加强物理传输原始比特的功能。发送方把输入数据组成数据帧方式（典型的帧为几百或几千字节），按顺序传送各帧，并处理接收方送回的确认帧。 物理层负责提供和维护物理线路，并检测处理争用冲突，提供端到端错误恢复和流控制。提供为建立维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性。物理层涉及到通信在信道上传输的原始比特流。 4．试说明IP地址与物理地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址。 IP地址（Internet Protocol Address）用于确定因特网上的每台主机，它是每台主机唯一性的标识。联网设备用物理地址标识自己，例如网卡地址。 TCP／IP用IP地址来标识源地址和目标地址，但源和目标主机却位于某个网络中，故
下一代互联网体系结构研究现状和发展趋势 互联网已成为支撑现代社会发展及技术进步的重要的基础设施之一。深刻地改变着人们的生产、生活和学习方式，成为支撑现代社会经济发展、社会进步和科技创新的最重要的基础设施。互联网及其应用水平已经成为衡量一个国家基本国力和经济竞争力的重要标志之一。随着超高速光通信、无线移动通信、高性能低成本计算和软件等技术的迅速发展，以及互联网创新应用的不断涌现，人们对互联网的规模、功能和性能等方面的需求越来越高。三十多年前发明的以I Pv4协议为核心技术的互联网面临着越来越严重的技术挑战，主要包括：网络地址不足，难以更大规模扩展；网络安全漏洞多，可信度不高；网络服务质量控制能力弱，不能保障高质量的网络服务；网络带宽和性能不能满足用户的需求；传统无线移动通信与互联网属于不同技术体制，难以实现高效的移动互联网等等。 为了应对这些技术挑战，美国等发达国家从20世纪90年代中期就先后开始下一代互联网研究。中国科技人员于20世纪90年代后期开始下一代互联网研究。目前，虽然基于IPv6协议的新一代互联网络的轮廓已经逐渐清晰，许多厂商已开始提供成熟的IPv6互联设备，大规模IPv6网络也正在建设并在迅速发展。但是互联网络面临的基础理论问题并不会随着IPv6网络的应用而自然得到解决，相反，随着信息社会和正在逐渐形成的全球化知识经济形态对互联网络不断提出新的要求，更需要人们对现有的互联网络体系结构的基础理论进行新的思考和研究。近年来国际上已经形成了两种发展下一代互联网的技术路线：一种是“演进性”路线，即在现有IPv4协议的互联网上不断“改良”和“完善” 网络，最终平滑过渡到IPv6的互联网；另一种是“革命性”路线，以美国FIND/GENI项目为代表，即重新设计全新的互联网体系结构，满足未来互联网的发展需要。 本文首先介绍国际下一代互联网体系结构的研究现状，涉及美国和欧洲的GENI ［1］、FIND［2］、FIRE［3］以及FIA等计划。然后介绍中国下一代互联网体系结构的研究进展，涉及国家重点基础研究发展（“973”）计划、国家高技术研究发展（“863”）计划和中国下一代互联网（CNGI）等项目的研究。在此基础上，本文分析展望未来下一代互联网体系结构研究的发展趋势。 1 国际下一代互联网体系结构研究现状 国际上各个国家的下一代互联网研究计划不断启动、实施和重组，其研究和实验正在不断深入。从国家地域方面看，美国、欧洲、日、韩都有其各自的计划和举措；从研究内容方面看，有的关注网络基础设施和试验平台的建立，有的关注体系结构理论的创新；从技术路线上看，有的遵从“演进性”的路线，有的遵从“革命性”的路线。 1996年10月，美国政府宣布启动“下一代互联网”研究计划。陆续地，一些全球下一代互联网项目分别启动。全球下一代互联网试验网的主干网逐渐形成，规模不断扩大，
— 网络体系结构及OSI基本参考模型典型例题分析解答 一、填空题 1.计算机网络层次及其协议的集合称为网络的___。 2.为进行计算机网络中的数据交换而建立的____、标准或____的集合称为网络协议。的全称为____,的参考模型是由____制定的标准化开放式计算机网络层次结构模型。 包括____、服务定义和____三级抽象。 的体系结构定义了一个七层模型,从下到上分别为物理层、数据链路层、____、运输层、会话层、____和____。 6.网络协议包含三要素,这三要素分别是语义、____和____。 ） 二、单项选择题 1.在网络协议中,涉及数据和控制信息的格式、编码及信号电平等的内容属于网络协议的()要素。 A)语法B)语义C)定时D)语用 体系结构定义了一个()层模型。 A)8 B)9 C)6 D)7 3.在OSI的7层模型中,主要功能是在通信子网中实现路由选择的层次为(). A)物理层B)网络层C)数据链路层D)运输层 4.在OSI的7层模型中,主要功能是协调收发双方的数据传输速率,将比特流组织成帧,并进行校验、确认及反馈重发的层次为()。 A)物理层B)网络层C)数据链路层D)运输层 5.在ISO的7层模型中,主要功能是提供端到端的透明数据运输服务、差错控制和流量撞控制的层次为()。 A)物理层B)数据链路层C)运输层D)网络层 6.在ISO的7层模型中,主要功能是组织和同步不同主机上各种进程间通信的层次为(). A)网络层B)会话层C)运输层D)表示层 7.在OSI的7层模型中,主要功能是为上层用户提供共同的数据或信息语法表示转换，也可进行数据压缩和加密的层次为()。 A)会话层B)网络层C)表示层D)运输层 ' 8.在开放系统互连参考模型中,把传输的比特流划分为帧的层次是()。 A)网络层B)数据链路层C)运输层D)分组层 9.在OSI的7层模型中,提供为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功的和规程的特性的层次是()。 A)网络层B)数据链路层C)物理层D)运输层 10。在OSI的7层模型中,负责为OSI应用进程提供服务的层次是() A)应用层B)会话层C)运输层D)表示层 11。在创I的7层模型中,位于物理层和网络层之间的层次是()。 A)表示层B)应用层C)数据链路层D)运输层 12。在OSI的7层模型中,位于运输层之上的层次是()。 A)表示层B)数据链路层C)会话层D)应用层 13。允许计算机相互通信的语言被称为()。 A)协议B)寻址c)轮询D)对话
计算机网络参考答案第三章（高教第二版冯博琴） 1 什么是网络体系结构？网络体系结构中基本的原理是什么？ 答：所谓网络体系就是为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。将这些同层进程间通信的协议以及相邻层接口统称为网络体系结构。 网络体系结构中基本的原理是抽象分层。 2 网络协议的组成要素是什么？试举出自然语言中的相对应的要素。答：网络协议主要由三个要素组成： 1）语义 协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释，也即“讲什么”。2）语法 语法是用于规定将若干个协议元素和数据组合在一起来表达一个更完整的内容时所应遵循的格式，即对所表达的内容的数据结构形式的一种规定（对更低层次则表现为编码格式和信号电平），也即“怎么讲”。 3）时序 时序是指通信中各事件发生的因果关系。或者说时序规定了某个通信事件及其由它而触发的一系列后续事件的执行顺序。例如在双方通信时，首先由源站发送一份数据报文，如果目标站收到的是正确的报文，就应遵循协议规则，利用协议元素ACK来回答对方，以使源站知道其所发出的报文已被正确接收，于是就可以发下一份报文；如果目标站收到的是一份错误报文，便应按规则用NAK元素做出回答，以要求源站重发该报文。 3 OSI/RM参考模型的研究方法是什么? 答：OSI/RM参考模型的研究方法如下： 1）抽象系统 抽象实系统中涉及互连的公共特性构成模型系统，然后通过对模型系统的研究就可以避免涉及具体机型和技术实现上的细节，也可以避免技术进步对互连标准的影响。 2）模块化 根据网络的组织和功能将网络划分成定义明确的层次，然后定义层间的接口以及每层提供的功能和服务，最后定义每层必须遵守的规则，即协
第二章网络体系结构和协议 1.网络体系结构是层次和协议的集合。 2.网络协议：通信双方在通信中必须遵守的规则。用来描述进程之间信息交换过程的一组 术语。 3.协议三要素：语法、语义和交换规则（时序、定时）。 a)语法：规定数据与控制信息的结构和格式。 b)语义：规定通信双方要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答。 c)交换规则：规定事件实现顺序的详细说明。 4.分层设计 a)为了降低协议设计的复杂性，采用层次化结构。 b)每一层向其上层提供服务。 c)N层是N-1层的用户，是N+1层服务的提供者。 d)第N层和第N层通信，使用第N层协议。 e)实际传输数据的层次是物理层。 f)分层的优点： i.各层之间相互独立，高层不必关心底层的实现细节。 ii.有利于实现和维护，每个层次实现细节的变化不会对其它层次产生影响。 iii.易于实现标准化。 g)分层原则：每层功能明确，层数不宜太多也不能太少。 h)协议是水平的（对等层通信时遵守的规则） i)对等层：通信的不同计算机的相同层次。 j)接口：层与层之间通过接口提供服务。 k)服务：下层为上层提供服务 5.网络中进行通信的每一个节点都具有相同的分层结构，不同节点的相同层次具有相同的 功能，不同节点的相同层次通信使用相同的协议。 6.数据传输的过程 a)数据从发送端的最高层开始，自上而下逐层封装。 b)到达发送端的最底层，经过物理介质到达目的端。 c)目的端将接收到的数据自下而上逐层拆封。 d)由最高层将数据交给目标进程。 7.封装：在数据前面加上特定的协议头部。 8.层次和协议的关系：每层可能有若干个协议，一个协议主要只属于一个层次。 9.协议数据单元（PDU）：对等层之间交换的信息报文。 10.网络服务：计算机网络提供的服务可以分为两种：面向连接服务和无连接服务。 11.OSI/RM（开放系统互联参考模型） a)应用层面向用户提供服务，最底层物理层，连接通信媒体实现数据传输。 b)上层通过接口向下层提出服务请求，下层通过接口向上层提供服务。 c)除物理层以外，其他层不直接通信。 d)只有物理层之间才通过传输介质进行真正的数据通信。 12.OSI的特点： a)每层的对应实体之间都通过各自的协议进行通信。 b)各计算机系统都有相同的层次结构。 c)不同系统的相应层次有相同的功能。 d)同一系统的各层之间通过接口联系。
计算机网络课后习题答案（第三章） (2009-12-14 18:16:22) 转载▼ 标签： 课程-计算机 教育 第三章数据链路层 3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在? 答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。 “电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。 3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点. 答：链路管理 帧定界 流量控制 差错控制 将数据和控制信息区分开 透明传输 寻址 可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。 3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层? 答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件 网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层） 3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？ 答：帧定界是分组交换的必然要求 透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆
单选： 1、为数据交换数据而制定的规则、约定和标准统称为（B）。 A．网络结构 B.网络协议 C.参考模型 D.体系结构 2.同层次进程通信的协议及相邻层接口统称为（A） A.对等层协议 B.网络体系结构 C.数据链路层协议 D.物理层协议 3.数据多层封装采用的形式为（）Ｂ A．自下而上 B.自上而下 C.自左而右 D.自右而左 ４.世界上第一个网络体系结构由（B）公司提出 A .HP B.IBM C.DELL D.微软 ５、物理层的PDU名称为（C）。 A.数据段 B.分组数据报文C二进制比特流 D.数据帧 ６.物理层之间的数据用（A）实现介质访问，数据表示，端到端的连接. A．比特流 B. 帧 C 数据包 D 数据段 ７.网际层将数据封装为（Ｃ） Ａ比特流Ｂ数据段Ｃ数据包Ｄ帧 8.下列哪些层封装的不只有数据（D） A 应用层 B 表示层 C 会话层D传输层 9.在数据封装过程中哪层会加上尾部（B） A 物理层B数据链路层 C 网际层 D传输层 10、IPv4要寻找的“地址“是（B）位长的。 A.64位 B.32位 C.48位 D.96位 11. IPV6要寻找的“地址”是（C）位长的。 A 48 B 64 C 128 D 36 １2.传输层的PDU特定名称是（）A A数据段 B 分组报文 C 数据帧 D 比特流 １3.C类地址的最大主机数目是（）C A 250 B 252 C 254 D256 １4.OSI体系结构分为应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，（B），物理层 A IP层 B 数据链路层 C 网际层 D 网络接口层 １5、系统集成是将（A）和网络软件系统性地组合成整体的过程。 A．网络设备 B.交换机 C.路由器 D.服务器 １6、下列（Ｄ）不是ＤＮＳ的组成部分。 Ａ．域名空间Ｂ．名字服务器Ｃ．解析程序Ｄ．ｉｐ地址 １7、下列（Ｃ）不是子网划分后的ｉｐ地址的组成部分。 Ａ．网络号Ｂ．主机号Ｃ．端口号Ｄ．子网号 １8、ＡＲＰ协议是从（Ａ）的解析。 Ａ．ｉｐ地址到ＭＡＣ地址Ｂ．ＭＡＣ地址到ｉｐ地址 Ｃ．源地址到目的地址Ｄ．目的地址到源地址 １9.RARP是（）协议 B A. 地址解析协议 B.反地址解析协议 C超文本传输协议 D.文件传输协议 20 DNS用于将( B)
第二章网络体系结构自测试题答案 一、填空题 1.计算机网络的标准化阶段，主要推行“开放系统互联参考模型（OSI）”网络协议标准。 2.TCP/IP模型从底层向上分为4层，其分别是网络接口层、互连网络层、传输层和应用 层。 https://www.doczj.com/doc/1d9310576.html,N使用的拓扑结构主要有总线型、星型、环型和网状拓扑。 4.计算机网络通常被划分为_通信_子网和资源子网。 5.OSI参考模型是国际标准化组织ISO于1983 年提出的 6.网卡的作用之一是实现网卡与通信设备之间的连接。 7.OSI参考模型下层为上层提供有连接和无连接服务。 8.数据链路层的任务是将数字流转换为与传输通道相应格式（如帧）。 9.网卡的MAC地址中前6个十六机制数表示生产厂商标识符，后6个十六机制数 表示厂商分配的产品序号。 10.TCP协议工作在OSI模型的传输层，IP协议工作在OSI模型的网络层。 11.数据链路层的作用是提供点到点的可靠传输，包括差错控制和流量控制。 12.物理层的作用是定义网络硬件特性。 二、判断题 1.OSI参考模型从底层向上共分为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、表示层、会 话层、应用层7个层次。（错） 2.数据通信系统的任务是：把源计算机欲发送的数据迅速地传输到目标计算机。（错） 3.UDP协议和TCP协议都处于TCP/IP模型的传输层，但UDP协议本身不具备差错控制 功能，它和IP协议一样，都是面向无连接服务的协议。（对） 4.交换机、网桥和路由器都可以连接多个网段，因此它们都工作在OSI模型的第三层即 网络层。（错） 5.IP协议提供的基本功能是数据传输、寻址、数据报分段，因为它是面向无连接的服务， 所以它不具备在目的主机端重组数据报的功能。（错） 6.OSI模型是一个应用模型。（错） 7.数据帧的编码是为了保证数据的传输速度而进行的。（错） 8.帧中继技术中传输的是位流数据。（错） 9.任何一种网络传输媒体都可以用在局域网中。（对） 10.每一个数据帧的CRC都在最后。（对）
网络体系结构及OSI基本参考模型典型例题分析解答 一、填空题 1.计算机网络层次及其协议的集合称为网络的___。 2.为进行计算机网络中的数据交换而建立的____、标准或____的集合称为网络协议。 3.0SI的全称为____,的参考模型是由____制定的标准化开放式计算机网络层次结构模型。 4.ISO包括____、服务定义和____三级抽象。 5.0SI的体系结构定义了一个七层模型,从下到上分别为物理层、数据链路层、____、运输层、会话层、____和____。 6.网络协议包含三要素,这三要素分别是语义、____和____。 二、单项选择题 1.在网络协议中,涉及数据和控制信息的格式、编码及信号电平等的内容属于网络协议的()要素。 A)语法B)语义C)定时D)语用 2.osI体系结构定义了一个()层模型。 A)8 B)9 C)6 D)7 3.在OSI的7层模型中,主要功能是在通信子网中实现路由选择的层次为(). A)物理层B)网络层C)数据链路层D)运输层 4.在OSI的7层模型中,主要功能是协调收发双方的数据传输速率,将比特流组织成帧,并进行校验、确认及反馈重发的层次为()。 A)物理层B)网络层C)数据链路层D)运输层 5.在ISO的7层模型中,主要功能是提供端到端的透明数据运输服务、差错控制和流量撞控制的层次为()。 A)物理层B)数据链路层C)运输层D)网络层 6.在ISO的7层模型中,主要功能是组织和同步不同主机上各种进程间通信的层次为(). A)网络层B)会话层C)运输层D)表示层 7.在OSI的7层模型中,主要功能是为上层用户提供共同的数据或信息语法表示转换，也可进行数据压缩和加密的层次为()。 A)会话层B)网络层C)表示层D)运输层 8.在开放系统互连参考模型中,把传输的比特流划分为帧的层次是()。 A)网络层B)数据链路层C)运输层D)分组层 9.在OSI的7层模型中,提供为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功的和规程的特性的层次是()。 A)网络层B)数据链路层C)物理层D)运输层 10。在OSI的7层模型中,负责为OSI应用进程提供服务的层次是() A)应用层B)会话层C)运输层D)表示层 11。在创I的7层模型中,位于物理层和网络层之间的层次是()。 A)表示层B)应用层C)数据链路层D)运输层 12。在OSI的7层模型中,位于运输层之上的层次是()。 A)表示层B)数据链路层C)会话层D)应用层 13。允许计算机相互通信的语言被称为()。 A)协议B)寻址c)轮询D)对话
网络体系结构知识点总结 1、网络体系结构是层次和协议的集合。 2、网络协议：通信双方在通信中必须遵守的规则。用来描 述进程之间信息交换过程的一组术语。 3、协议三要素：语法、语义和交换规则（时序、定时）。a) 语法：规定数据与控制信息的结构和格式。b) 语义：规定通信双方要发出何种控制信息、完成何种动作以 及做出何种应答。c) 交换规则：规定事件实现顺序的详细说明。 4、分层设计a) 为了降低协议设计的复杂性，采用层次化结构。b) 每一层向其上层提供服务。c) N层是N-1层的用户，是N+1层服务的提供者。d) 第N层和第N层通信，使用第N层协议。e) 实际传输数据的层次是物理层。f) 分层的优点：i、各层之间相互独立，高层不必关心底层的 实现细节。ii、有利于实现和维护，每个层次实现细节的变化不 会对其它层次产生影响。iii、易于实现标准化。g) 分层原则：每层功能明确，层数不宜太多也不能太少。h) 协议是水平的（对等层通信时遵守的规则）i) 对等层：通信的不同计算机的相同层次。j)
接口：层与层之间通过接口提供服务。k) 服务：下层为上层提供服务 5、网络中进行通信的每一个节点都具有相同的分层结构，不同节点的相同层次具有相同的功能，不同节点的相同层次通信使用相同的协议。 6、数据传输的过程a) 数据从发送端的最高层开始，自上而下逐层封装。b) 到达发送端的最底层，经过物理介质到达目的端。c) 目的端将接收到的数据自下而上逐层拆封。d) 由最高层将数据交给目标进程。 7、封装：在数据前面加上特定的协议头部。 8、层次和协议的关系：每层可能有若干个协议，一个协议主要只属于一个层次。 9、协议数据单元（PDU）：对等层之间交换的信息报文。 10、网络服务：计算机网络提供的服务可以分为两种：面向连接服务和无连接服务。1 1、OSI/RM（开放系统互联参考模型）a) 应用层面向用户提供服务，最底层物理层，连接通信媒体实现数据传输。b) 上层通过接口向下层提出服务请求，下层通过接口向上层提供服务。c) 除物理层以外，其他层不直接通信。d)
第一章习题解答 1.1什么是计算机网络？ 答：我们可以把计算机网络定义为：把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件运行下，以实现网络中资源共享为目标的系统。 1.2试分析阐述计算机网络与分布式系统的异同点。 答：计算机网络是把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，实现资源的共享；分布式系统是在分布式计算机操作系统或应用系统的支持下进行分布式数据处理和各计算机之间的并行工作，分布式系统在计算机网络基础上为用户提供了透明的集成应用环境。所以，分布式系统和计算机网络之间的区别主要在软件系统。 1.3计算机网络的拓扑结构种类有哪些？各自的特点是什么？ 答：网络的拓扑（Topology ）结构是指网络中各节点的互连构形，也就是连接布线的方式。网络拓扑结构主要有五种：星形、树形、总线形、环形和网络形，如图1.1所示。 图1.1 星形结构的特点是存在一个中心节点，其他计算机与中心节点互连，系统的连通性与中心节点的可靠性有很大的关系。树形结构的特点是从根节点到叶子节点呈现层次性。总线形结构的特点是存在一条主干线，所有的计算机连接到主干线上。环形结构是将所有计算机连接到一个环形的线路，每两个计算机之间有两条线路相连。网络型是一种不规则的连接，事实上，目前的因特网就是这种拓扑结构。 1.4从逻辑功能上看，计算机网络由哪些部分组成？各自的内涵是什么？ 答：根据定义我们可以把一个计算机网络概括为一个由通信子网和终端系统组成的通信系统 终端系统：终端系统由计算机、终端控制器和计算机上所能提供共享的软件资源和数据源（如数据库和应用程序）构成。计算机通过一条高速多路复用线或一条通信链路连接到通信子网的结点上。终端用户通常是通过终端控制器访问网络。终端控制器能对一组终端提供几种控制，因而减少了终端的功能和成本。 通信子网：通信子网是由用作信息交换的网络结点和通信线路组成的独立的数据通信系统，它承担全网的数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作。 网络结点提供双重作用：星型结构 树型结构 总线型结构 环型结构 网络型结构
引言 为解决目前互联网存在的安全性、可扩展性等诸多问题，满足不断增长的应用需求，美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）分别于2005年和2006年启动了GENI（Global Environment for Network Innovation，全球网络创新环境）计划[1]和FIND（Future Internet Network Design，未来互联网网络设计）[2]计划，希望从互联网的基本设计原则和体系结构上寻求解决方案。GENI计划试图建立一个全球性的网络试验平台，用来进行各种新的网络技术试验，并以此为基础逐渐演进到下一代互联网。GENI计划认为，未来互联网应该具有很强的生存性，能在国家出现危机时提供服务，应当增强在遭受攻击或者局部故障情况下网络的可用性和恢复技术等方面的研究。FIND计划试图从底层开始对互联网体系结构进行重新设计，并把安全性和鲁棒性作为设计的基本要求。除了美国以外，欧洲发达国家和日本也对未来网络安全性的基础研究给予了高度重视，如欧盟的FIRE项目[3]、日本的AKARI项目[4]等。 美国国防部认为，当前的互联网技术不足以作为可确保全球网络（Assurable Global Networks，AGN）[5]的基础。2006年12月中旬，美国国防部高级研究计划署（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）战略科技办公室（Strategic Technology Of fi ce，STO）发布征求意见书，征求能给AGN奠定基础的研究思想和方法，并于2007年2月召开了战略研讨会。与会者普遍认为，当前网络脆弱性的根源在于互联网初始设计原则的优先顺序以及互联网体系结构；需要着眼于军事需求，从基础理论和体系结构上对AGN进行研究。下一代互联体系结构研究中一个重要的分岐是：一个学派希望通过建立新型的网络体系结构全面提升网络能力，而另一个学派希望提出基于层叠方法的新型体系结构，在兼容目前结构的前提下，扩展当前网络的适应性。同时，他们希望深化网络威胁问题描述能力，为网络生存性奠定基础；希望增强安全防御能力，提高网络生存性；希望增强路由技术，提高网络的生存性和适应性等。下面介绍这些研究进展。 新型的网络体系结构 由于诸多网络问题源于互联网初始设计原则和由此产生的体系结构，研究人员开始着手对新型网络体系结构进行探索。2000年，麻省理工学院的克拉克（Clark）等人承担了美国国防部高级研究计划署的下一代互联网体系结构NewArch项目，提出了知识平面（Knowledge Plane）[6]的概念，拓展了互联网体系结构研究的方法和思路。 体系结构研究主要集中在地址和身份分离、控制和数据分离等方面。目前TCP/IP1体系中的IP地址用于位置标识和端点的身份标识，这种双重功能限制了网络的移动性，也加大了访问控制的复杂性和苏金树吴纯青胡晓峰彭伟等 国防科学技术大学 下一代互联网体系结构关键词：计算机网络体系结构下一代互联网 1 Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/英特网互联协议
互联网的体系结构 互联网的体系结构包括七层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。 第一层：物理层（PhysicalLayer) 规定通信设备的机械的、电气的、功能的和规程的特性，用以建立、维护和拆除物理链路连接。具体地讲，机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等；电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等； 第二层：数据链路层（DataLinkLayer) 在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信道上无差错的传输，并进行各电路上的动作系列。 第三层：网络层(Network layer) 在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。 第四层：传输层(Transport layer) 第4层的数据单元也称作处理信息的传输层(Transport layer)。但是，当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法，TCP的数据单元称为段（segments）而UDP协议的数据单元称为“数据报（datagrams）”。这个层负责获取全部信息，因此，它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。 第五层：会话层(Session layer) 这一层也可以称为会晤层或对话层，在会话层及以上的高层次中，数据传送的单位不再另外命名，统称为报文。会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。
网络体系结构是用来描述协议技术实现和计算机通信机制的一组抽象的规则, 这些规则指导着网络的发展。计算机网络体系结构是计算机网络的骨架, 支撑整个网络理论, 是网络基础理论研究的核心问题和最基本的研究课题, 对网络协议的制定和相关算法的实现起着指导性的作用。下一代网络体系结构分析网络体系结构的发展代表着网络技术的发展方向。传统计算机网络只能提供单一、静态的网络服务, 难以适应新的网络应用的需要; 传统计算机网络缺乏资源管理和调度能力, 难以保证网络应用对网络服务质量的要求; 传统计算机网络缺乏用户管理能力, 难以保证网络的安全、有效运行。 随着网络体系结构的演变和宽带技术的发展，传统网络向下一代网络的演进势不可挡。下一代网络将具有更广阔的业务范围。其主要目标是：支持实时的多媒体业务，缩减服务投向市场的时间，支持多种接入方式和多种接入终端，支持移动性，确保现有网络的平滑演进以及具有经济、可扩展的网络结构。 一。下一代网络体系结构需要解决的问题 作为新一代网络体系结构, 它首先必须解决传统网络体系结构的不足, 其次要考虑高性能网络对体系结构的要求, 考虑为技术的发展留下空间, 再次还必须考虑现行技术, 确保现有网络的平滑演进。 1. 满足多种业务对QoS的要求 下一代网络要支持多种业务, 从高质量的交互式实时业务( 如话音和实时性的视频业务) 到因特网的尽力而为服务。对于现有的IP网络, 用户业务量的增加造成网络资源相对使用不平衡, 因特网的尽力而为服务远远满足不了实时业务的要求。如何建立统一的、不但能够适应各种传送技术、而且能够满足各种业务需求的QoS网络体系结构, 是非常现实的课题。 2. 满足用户管理和网络安全的要求 传统网络体系结构没有用户管理功能, 不能提供独立于具体应用系统的用户标识、验证、授权和审计能力, 缺乏网络安全控制、计账和用户移动等功能。下一代网络体系结构必须充分考虑业务的需求, 要求网络具有识别、认证和授权等功能, 支持网络管理和用户的移动性等要求。 3. 满足服务组合和服务定制的要求 下一代网络体系结构要满足服务组合和服务定制的要求, 实现即时定制服务和服务部署, 缩减服务投向市场的时间。 二．下一代网络的体系结构 在传统的基于时分多路复用的PSTN中，提供给用户的各项功能或业务都直接与交换机有关业务和控制都由交换机完成如果要增加新业务首先需修订标准再对交换机进行改造每提供一项新业务都需要较长的时间周期智能网出现后实现了呼叫连接与业务提供的分离。交换机完成呼叫连接智能网完成业务提供极大地提高了网络业务提供能力缩短了新业务提供的周期，然而这种分离仅仅是第一步随着承载的多样化还必须将呼叫控制与承载进一步分离。下一代网络结构将分接入和传输层媒体层控制层和业务应用层等即把控制和业务的提供从媒体层中分离出来.。 a接入和传输层将用户连接至网络用户业务将集中传递至目的地包括各种接入手段b媒体层将信息格式转换成能够在网络上传递的信息格式例如将语音信号分割成信元或包此外媒体层还可以将信息选路至目的地.c控制层包含呼叫智能此层决定用户应该接收哪些业务它还控制其他较低层的网络单元告诉它们如何处理业务流并控制低层网络元素对业务流的处理.d业务应用层在呼叫建立的基础上提供附加服务 2、下一代网络的API体系结构 在某种意义上，下一代网络必须是一种可编程的、基于IP的网络，这必然要求XG为应用开发提供强大的、方便的、定义明确的API。对于一些业务提供商来说，API思想本身并非仅仅是一个基本概念。目前，公共API是指所有第三方都可用的API，它包括标准的、开放的API子集。另一方面，专用API 是指由某个公司控制、仅仅在公司内部或合作伙伴内部可用的API。下一代网络API体系结构有一种高级分类方法。 事实上，SS7和IN体系结构标志着控制层的出现，控制层变得越来越成熟，且越来越趋于分布式。20世纪90年代的下一代网络(NGN)设计，可能称为分组话音(V oP)更为合适一些，它使用分组传输网络(通常是ATM而不是IP网络)，该网络是由负责所有呼叫处理的高层呼叫代理(或软交换)控制的。呼叫代理也
第 3 章计算机网络体系结构 一、填空题 1. 协议主要由（语法）、（语义）和（同步）三个要素组成。 2. OSI 模型分为（物理层）、（数据链路层）、（网络层）、（传输层）、（会话层）、（表示层） 和（应用层）七个层次。 3. OSI 模型分为（资源子网）和（通信子网）两个部分。 4. 物理层定义了（机械特性）、（电气特性）、（功能特性）和（规程特性）四个方面的内容。 5. 数据链路层处理的数据单位称为（帧）。 6. 数据链路层的主要功能有（链路管理）、（成帧）、（信道共享）、（帧同步）、（流量控制）、 （差错控制）、（透明传输）和（寻址）。 7. 在数据链路层中定义的地址通常称为（硬件地址）或（物理地址）。 8. 网络层所提供的服务可以分为两类：（面向连接的）服务和（无连接的）服务。 9. 传输层的功能包括（服务选择）、（连接管理）、（流量控制）、（拥塞控制）和（差错控制） 等。 二、名词解释 同步协议实体对等层对等层通信服务CIDR 协议数据单元服务数据单元同步同步指的是广义的、在一定条件下发生什么事情的特性，而且条件和时间有关，具有时序的含义。协议计算机网络中意图进行通信的结点必须要遵守一些事先约定好的规则。这些为进行数据交换而建立的规则、标准或约定即称为协议，也称为网络协议。 实体任何接收或者发送数据的硬件单元或者软件进程模块都可以称为通信实体，简称实体。 对等层不同的网络结点，若它们遵循的是同一种网络体系结构的话，那么在不同结点上完成同 样功能的层次称为对等层。 对等层通信在分层的网络体系结构中，每个层次只知道自己从上层接收来数据并处理后再传递给下一层，结果通信目的方该层次的对等层就收到与己方处理的一模一样的数据。就好像在两个对等层之间有一条“通道”直接把数据传送过去一样，这种情况就称为对等层通信。 服务下一层能被上一层看见的功能称为服务。 协议数据单元、服务数据单元对等层上传送的数据单位称为协议数据单元，而直接相邻的两个层次之间交换的数据单位称为服务数据单元。两者服务的对象是不同的。 CIDR 无分类域间路由选择(Classless Inter-Domain Routing , CIDF)不使用A类、B类和 C类地址的网络号以及子网号，也不划分子网。它将32位的IP地址前面连续的若干位指定 为网络号，而后面的位则指定为主机号，网络号的位数可以自由定义。 三、简答题 1. 为什么要采用分层的方法解决计算机的通信问题？ 通过分层的方法，使得计算机网络复杂的通信处理问题转化成为若干相对较小的层次内的局部问题，对其进行的研究和处理变得相对容易。