第2章 计算机网络体系结构

8． TCP/IP 协议的主要特点是什么？其主要缺点是什么？ （1） 开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与 操作系统。 （2） 独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适合用于 互联网中。 （3） 统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP 设备在网中都具有唯一 的地址。 （4） 标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。 TCP/IP 模型和协议也有自身的缺陷。 首先，该模型并没有清楚地区分哪些是规范、哪些是实现， TCP/IP 参考 模型没有很好地做到这一点， 这使得在使用新技术来设计新网络的时候， TCP/IP 模型的指导意义显得不大，而且TCP/IP 模型不适合于其它非 TCP/IP 协议簇。 其次，TCP/IP 模型的主机 – 网络层并不是常规意义上的一层，它是定义 了网络层与数据链路层的接口。接口和层的区别是非常重要的，而TCP/IP 模型却没有将它们区分开来。




7． OSI/RM 的主要缺点是什么？ OSI 模型中的会话层和表示层这两层几乎是空的，而另外的数据链路层和 网络层包含内容太多，有很多的子层插入，每个子层都有不同的功能。 OSI 模型以及相应的服务定义和协议都极其复杂，它们很难实现有些功能， 例如：编址、流控制和差错控制，都会在每一层上重复出现，这必然会降 低系统的效率。
计算机网络原理（4741）
第二章 计算机网络体系结构
本章主要内容

网络协议的要素 分层体系结构 OSI/RM模型 TCP/IP参考模型 OSI/RM与TCP/IP比较
一、串讲


解释类 网络协议：为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准 或约定的集合。（P19） 网络协议由三个要素组成：语义、语法、时序关系。（P19） 分层：将一个复杂的划分为若干个简单的（P19） 网络的体系结构：计算机网络各层次结构模型及其协议的集合 （P20） 面向连接服务：开始时建立连接，传输时不用携带目的节点的 地址。（P23） 无连接服务：开始时不需建立连接，每个分组都要携带完整的 目的节点地址，不同分组可能选择不同路径达到目的节点，节 点接收到的分组可能出现乱序、重复、丢失的现象。协议相对 简单，效率较高。（P23） OSI/RM：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表 示层、应用层。（P21） TCP/IP：主机-网络层、互联层、传输层、应用层。（P25）



1、_________________是系统分解的最好方法之一。 (分层) P19 2、世界上第一个网络体系结构是IBM 公司于1974 年 提出的，命名为___________________。(系统网络 体系结构SNA) P20 3、通信服务分为两大类，分别是面向连接服务和 ________________服务。(无连接) P23 4、OSI 包括体系结构、____________________和 协议规范三级抽象。(服务定义) P21 5、OSI 和TCP/IP 参考模型的共同点是二者都以协议 栈为基础和_____________________。(采用分层体 系结构) P26

5． 说明在OSI/RM 中数据传输过程。 层次结构模型中数据的实际传送过程：发送进程发给接收进程的数据， 实际上经过发送各层从上到下传递到物理介质；通过物理介质传输到 接收方后，再经过从下到上各层的传递，最后到达接收进程。 6． 请比较面向连接服务和无连接服务的异同点。 面向连接服务和电话系统的工作模式相类似。其特点是：数据传输过 程前必须经过建立连接、维护连接和释放连接的3 个过程；在数据传输 过程中，各分组不需要携带目的节点的地址。面向连接数据传输的收 发数据顺序不变，因此传输的可靠性好，但需要通信开始前的连接开 销，协议复杂，通信效率不高。 无连接服务与邮政系统的信件投递过程相类似。其特点是：每个分组 都要携带完整的目的节点的地址，各分组在通信子网中是独立传送的。 因此，无连接服务中的数据传输过程不需要建立连接、维护连接和释 放连接的3 个过程；由于无连接服务中发送的不同分组可能选择不同路 径到达目的节点，先发送的不一定先到达，因此无连接服务中的目的 节点接收到的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象。 其可靠性不是很好，但因其省去了建立连接的开销和许多保证机制， 因此通信协议相对简单，效率较高。





3． 计算机网络采用层次结构模型的理由是什么？有何好外？ 计算机网络系统是一个十分复杂的系统。将一个复杂系统分解为若干 个容易处理的子系统，然后“分而治之”逐个加以解决，这种结构化 设计方法是工程设计中常用的手段。分层就是系统的最好方法之一。 N 层是n-1 层的用户，又是n+1 层的服务提供者，n+1 层虽然直接使 用了n 层提供的服务，实际上它通过n 层还间接地使用了n-1 层以及 以下所有各层的服务。 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 是什么及本层向上提供什么样的服务，就能独立地设计。 4． ISO 在制定OSI/RM 时对层次划分所遵循的主要原则是什么？ 每层的功能应是明确的，并且是相互独立的。当某一层的具体实现方 法更新时，只要保持上、下层的接口不变，便不会对邻层产生影响。 层间接口必须清晰，跨越接口的信息量应尽可能少。 层数应适中。若层数太少，则多种功能混杂在一层中，造成每一层的 协协太复杂；若层数太多，则体系过于复杂，使描述和实现各层功能 变得困难。 这样，有利于促进标准化。这主要是因为每一层的功能和所提供的服 务都已有了精确的说明。
三、本章课后作业及答案





1． 说明协议的基本含义，三要素的含义与关系。 为计算机网络中进行数据交换而建立的规则，标准或约定的集合就称为网 络协议。主要由下列三个要素组成： 语义（Semantics）：涉及用于协调与差错处理的控制信息。 语法（Syntax）：涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。 定时（Timing）：涉及速度匹配和排序等。 2． 协议与服务有何区别？又有何关系？ 网络协议是计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。 二者的区别在于： 首先协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看到 服务而无法看到下面的协议，下面的协议对上面的服务用户是透明的，其 次，协议是控制对等实体之间的通信的规则，而服务是由下层向上层通过 层间接口提供的。 二者的关系在于：在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够 向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。

简述计算机网络层次结构的特点。（6.40. P20） 物理介质实通信，其余对等实体间虚通信 虚通信遵循该层协议 n 层的虚通信是通过 n/n-1 层间接口处 n-1 层提供的 服务以及 n-1 层的通信实现 计算机网络在划分层次结构时应遵循哪些原则？ （7.40. P20） 每层功能明确，独立 层间接口清晰，跨越接口信息尽少 层数适中
P25 图2-5及2-6

OSI/RM 开放系统互连参考模型 – TCP/IP 参考模型 层次 OSI/RM 功能 设备 协议簇 TCP/IP 7 应用层 TELNET/FTP/SMTP/DNS 应用层 6 表示层 压缩/恢复 加密/解密 5 会话层 进程-进程 4 传输层 端-端 主 机 - 主 机 网 关 TCP/UDP 传 输 层 3 网 络 层 路 由 选 择 、 拥 塞 控 制 、 网 际 互 联 路 由 器 IP/ICMP/ARP 互 连层 2 数据链路层 帧同步、差错控制、流量控制、链路管理 网桥、交换机 ARPANET/CSMA/CD…主机-网络层 1 物理层 物理特性、（比特流）透明传输、传输服务 转发器

ORI/RM与TCP/IP的比较 （P26-27） 共同：1，两者都以协议栈的概念为基础，协 议栈中的协议彼此相互独立，2，都采用了层 次结构的概念，各层功能大体相似。 不同：1，OSI有7层，TCP/IP有4层。TCP/IP 网络层提供无连接通信，传输层支持2种。 OSI网络层支持2种，传输层支持面向连接的 通信。

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6、_____________________协议是美国国防部高级计划研究局 为实现ARPANET 互联网而开发的。(TCP/IP) P24 7、_____________________是为计算机网络中进行数据交换而 建立的规则、标准或约定的集合。(网络协议) P19 8、表示层可提供_____________________和加密/解密来表示交 换功能。(数据压缩/恢复) P23 9、在______________________情况下，会话层提供一种数据权 标来控制某一方何时有权发送数据。(半双工) P23 网络数据传输可靠性一般通过———和————机制保证 （确 认、、重传） P24 ————是指数据分组接收节点收到每个分组后，要求向发送节 点回送正确接收分组的确认信息。 （确认） P24 什么是重传？ P24



9． 试比较OSI/RM 与TCP/IP 的异同点。 OSI/IP 参考模型有很多共同之处，两者都以协议 的 概念为基础，并且协议 中的协议彼此相互独立，而且 两个模型中都采用了层次结构的概念，各个层的功能 也大体相似。 不同之处有两点：首先，OSI 模型有七层，而TCP/IP 只有四层，它们都有网络层（或者称互连网层）、传 输层和应用层，但其它的层并不相同。 其次，在于无连接的和面向连接的通信范围有所有同， OSI 模型的网络层同时支持无连接和面向连接的通信， 但是传输层上只支持面向连接的通信。TCP/IP 模型 的网络层只有一种模式即无连接通信，但是在传输层 上同时支持两种通信模式。

简述 TCP/IP 协议的特点。（3.40.P25） 标准开放、使用免费，独立于软硬件 可以运行在网络中 设备地址唯一 标准化高层协议，提供多种可靠用户服务 简述 TCP/IP 模型和协议的缺点。（2.40.P27） 没有清楚区分规范和实现 没有区分接口与层



二、本章主要填空题





OSI 包括（体系结构）（服务定义）（协议规范）三 级抽象（P21） 物理层数据以比特流为单位，数据链路层的数据块为 （帧）；网络层的数据单元为（分组）（P22-23） 简述面向连接服务和无连接服务的相同点和不同点。 （10.40.P23） 面向连接 无连接 相同点 对实现服务的协议、数据传输两者可靠性有 影响可同时要求采用确认和重传机制 不同点 连接：建立、维护、释放 数据传输收发数据 顺序不变 传输可靠性好 协议复杂 通信效率低 无连接 可出现乱序、重复与丢失 传输可靠性低 协议 简单 通信效率高