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1、 网络管理员 http:/ 5 章 网络体系结构从历次考试试题来看，网络体系结构是网络管理员考试的一个次重点，也是学习后续章节中的基础。根据对考试大纲的解读，及历年的出题规律，可以总结出本章的知识点的出题数应该在 5 分之间，约占上午考试的 7%.网络体系结构的考查知识包括以下几个方面：OSI 参考模型与各层数据封装、协议层次关系、底层协议（ARP、RARP、HDLC、X.25 等）、网络层与传输层协议（TCP、UDP、IP）、应用层协议（HTTP/HTTPS、SMTP、FTP）等知识。5.1 考点分析本节把历次考试中网络体系结构方面的试题进行汇总，得出本章的考点，如表 5-1 所示。表 5-
2、1 网络体系结构试题知识点分布根据表 5-1,我们可以得出网络体系结构的考点主要有 OSI 模型、数据封装、TCP/IP、应用层协议等。对这些知识点进行归类，按照重要程度进行排列，如表 5-2 所示。其中的网络管理员 http:/ 5-2 计算机硬件基础各知识点重要程度5.2 OSI 参考模型对于本知识点的考查，关键在于每各层结构特点、封装特性，代表性协议及其关键特性，主要是记忆型与理解型题目。5.2.1 OSI 模型网络体系结构指的是网络各层、层中协议和层间接口的集合。OSI 网络体系结构中共定义了七层，从高到低分别是：（1）应用层：直接为端用户服务，提供各类应用过程的接口和用户接口。诸如：
3、HTTP、Telnet、FTP、SMTP、NFS 等。（2）表示层：使应用层可以根据其服务解释数据的涵义。通常包括数据编码的约定、网络管理员 http:/ 等。（3）会话层：会话层主要负责管理远程用户或进程间的通信，通常包括通信控制、检查点设置、重建中断的传输链路、名字查找和安全验证服务。诸如：RPC、SQL、NFS等。（4）传输层：实现发送端和接收端的端到端的数据分组（数据段）传送，负责保证实现数据包无差错、按顺序、无丢失和无冗余的传输。其服务访问点为端口。代表性协议有：TCP、UDP、SPX 等。（5）网络层：属于通信子网，通过网络连接交换传输层实体发出的数据（以报文分组的形式）。它解决的
4、问题是路由选择、网络拥塞、异构网络互联的问题。其服务访问点为逻辑地址（也称为网络地址，通常由网络号和主机地址两部分组成）。代表性协议有：IP、IPX 等。（6）数据链路层：建立、维持和释放网络实体之间的数据链路，这种数据链路对网络层表现为一条无差错的信道（传送数据帧）。它通常把流量控制和差错控制合并在一起。数据链路层可以分为 MAC（媒介访问层）和 LLC（逻辑链路层）两个子层，其服务访问点为物理地址（也称为 MAC 地址）。代表性协议有：IEEE 802.3/802.2、HDLC、PPP、ATM 等。（7）物理层：通过一系列协议定义了通信设备的机械的、电气的、功能的、规程的特征。代表性协议有
5、：RS232、V.35、RJ-45、FDDI 等。物理层的数据将以比特流的形式进行传输。网络管理员 http:/ 模型各层实现的主要功能如表 5-3 所示。表 5-3 OSI 各层实现的主要功能5.2.2 数据封装OSI 体系结构方面规定了开放系统在分层、相应层对等实体的通信、标识符、服务访问点、数据单元、层操作、OSI 管理等方面的基本元素、组成和功能等。5.2.3 服务访问点（N）层实体向（N+1）层实体提供服务，（N+1）层实体向（N）层实体请求服务，从概念上讲，这是通过位于（N）层和（N+1）层的界面上的服务访问点（N）SAP 来实现的。（N）SAP 是一个访问工具，由一组服务元素和抽
6、象操作组成，并由（N+1）实体在该点调用。我们把（N）层中提供（N）服务的那些（N）实体总称为（N）服务提供者；网络管理员 http:/ 5-1.图 5-1 服务访问点 SAP这里要掌握的是：MAC 地址是物理层的 SAP,为数据链路层服务；LLC 地址是逻辑链路层的 SAP;IP 地址是网络层的 SAP,为传输层提供服务；端口号是传输层上的 SAP,为上层应用提供服务；用户界面是应用层的 SAP,为主体用户提供服务。5.3 协议层次关系本知识点主要考查对 OSI 各层的标准协议的了解，以及 OSI 模型与 TCP/IP 模型的对应关系。1. OSI 模型国际标准化组织除了定义了 OSI 参考
7、模型外，还开发了实现七个功能层次的各种协议，这些协议统称为“OSI 协议“,如图 5-2 所示。网络管理员 http:/ 5-2 OSI 协议结构关系2. TCP/IP 模型TCP/IP 协议簇也是一种层次体系结构，共分为 5 层，其中的底层物理层和数据链路层只要能够支持 IP 层的分组传送即可，因此我们作为网络接口层来对待。协议层次关系见图 5-3、图 5-4 所示。网络管理员 http:/ 5-3 TCP/IP 模型图 5-4 协议层次关系各层的功能简介如下：（1）网络接口层：提供 IP 数据报的发送和接收。例如以太网的 802.3 协议、令牌环网的 802.5 协议以及分组交互网的 X.
8、25 协议等。（2）网络层：提供计算机间的分组传输。高层数据的分组生成；底层数据报的分组组装；?处理路由、流控、拥塞等问题。（3）传输层：提供应用程序间的通信。格式化信息流；提供可靠传输。TCP 协议提供面向连接的可靠的字节流传输；UDP 协议提供无连接的不可靠的数据包传输。（4）应用层：提供常用的应用程序。例如：WWW 服务、FTP、E-mail、Telnet 等。5.4 TCP 与 UDP网络管理员 http:/ TCP/UDP 的一些传输特性、数据格式，以及各自支持的应用层协议等知识。5.4.1 TCP 协议TCP 传输控制协议，是一个面向连接的协议，它提供双向的、可靠的、有流量控制的字
9、节流的服务。字节流服务的意思是，在一个 TCP 连接中，源节点发送一连串的字节给目的节点。可靠服务是指数据有保证的传递、按序、没有重复。TCP 报头格式如图 5-5 所示。图 5-5 TCP 协议报头格式TCP 协议在 IP 协议软件提供的服务的基础上，支持面向连接的、可靠的、面向流的投递服务。（1）面向流的投递服务：应用程序之间传输的数据可视为无结构的字节流（或位流），流投递服务保证收发的字节顺序完全一致。（2）面向连接的投递服务：数据传输之前，TCP 模块之间需建立连接（类似虚电路 ），其后的 TCP 报文在此连接基础上传输。网络管理员 http:/ 模块提供强制性传输（立即传输）和缓冲传
10、输两种手段。缓冲传输允许将应用程序的数据流积累到一定的体积，形成报文，再进行传输。（5）全双工传输：TCP 模块之间可以进行全双工的数据流交换。TCP 模块提供滑动窗口机制，支持收发 TCP 模块之间的端到端流量控制。基于 TCP的应用层协议：SMTP、FTP、HTTP、TELNET、POP 等。5.4.2 UDP 协议UDP 即用户数据报协议，是一个无连接服务的协议。它提供多路复用和差错检测功能，但不保证数据的正确传送和重复出现。UDP 报头包括 16 位的源和目的端口号，16 位的以字节为单位的长度总和（数据和报头的和）标识字段，16 位的数据和报头校验和字段。（1）UDP 与 TCP 的
11、差异：UDP 直接利用 IP 协议进行 UDP 数据报的传输，因此UDP 提供的是无连接、不可靠的数据报投递服务。（2）UDP 的使用场合：UDP 常用于数据量较少的数据传输，例如：域名系统中域名地址/IP 地址的映射请求和应答（Named），Ping 、BOOTP、TFTP 等应用。（3）使用 UDP 协议的好处：在少量数据的传输时，使用 UDP 协议传输信息流，可以减少 TCP 连接的过程，提高工作效率。网络管理员 http:/ 协议的不足：当使用 UDP 协议传输信息流时，用户应用程序必须负责解决数据报排序，差错确认等问题。在多媒体应用中，常用 TCP 支持数据传输，UDP 支持音频/视
12、频传输。基于 UDP 的应用层协议：SNMP、DNS、TFTP、DHCP、RPC 等。5.5 IP 协议IP 协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件，它把各种不同“帧“统一转换成“IP数据报“格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性“的特点。数据包也是分组交换的一种形式，就是把所传送的数据分段打成 “包“,再传送出去。但是，与传统的“连接型“分组交换不同，它属于“无连接型“,是把打成的每个“包“（分组）都作为一个“独立的报文“传送出去，所以叫做“数据包“.这样，在开始通信之前就不需要先连接好一条电路，各个数据报不一定都通过同一条路径传输
13、，所以叫做“无连接型“.这一特点非常重要，它大大提高了网络的坚固性和安全性。每个数据报都有包头和包文这两个部分，包头中有目的地址等必要内容，使每个数据报不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。这就要 IP 具有分组打包和集合组装的功能。在实际传送过程中，数据报还要能根据所经过网络规定的分组大小来改变数据报的长度，IP 数据包的最大长度可达 65535 个字节。网络管理员 http:/ 包头格式如图 5-6 所示。图 5-6 IPv4 协议包头格式IP 协议运行在网络层上，可实现异构的网络之间的互连互通。它是一种不可靠、无连接的协议。IP 定义了在整个 TCP
14、/IP 互连网上数据传输所用的基本单元（由于采用的是无连接的分组交换，因此也称为数据报），规定了互连网上传输数据的确切格式；IP 软件完成路由选择的功能，选择一个数据发送的路径；除了数据格式和路由选择精确而正式的定义之外，还包括一组不可靠分组传送思想的规则。这些规则指明了主机和路由器应用如何处理分组、何时及如何发出错误信息以及在什么情况下可以放弃分组。IP 协议是 TCP/IP互联网设计中最基本的部分。对于 IP 协议而言，需要掌握以下几个关键知识点：1. 数据报生存期（TTL）为了防止因出现网络路由环路，而导致 IP 数据报在网络中无休止地转发，IP 协议在IP 包头设置了一个 TTL 位，用来存放数据报生存期（以跳为单位，每经过一个路由器为一跳），每经过一个路由器，计数器加 1,超过一定的计数值，就将其丢弃。2. 分段和重装配网络管理员 ht
