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1、 网络管理员 http:/ 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。其中的星号（*）代表知识点的重要程度，星号越多，表示越重要。在本章的后续内容中，我们将对这些知识点进行逐个讲解。表5-2 计算机硬件基础各知识点重要程度5.2OSI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。5.2.1OSI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，
2、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：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、本地句法的转换。诸如：JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG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
3、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、HDL
4、C、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：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。OSI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
5、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；而把调用（N）服务的（N+1）实体称为（N）服务用户。服务与请求服务过程参见图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OS
6、I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。图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。图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.25协议等
7、。（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。5.4TCP与UDP对于本知识点的考查，主要是传输层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。5.4.1TCP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、有流量控制的字节流的服务。字节流服务的意思
8、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。（3）可靠传输服务：接收方根据收到的报文中的校验和，判断传输的正确性：如果正确，进行应答，否则丢弃报文。发送方如果在规
9、定的时间内未能获得应答报文，自动进行重传。（4）缓冲传输：TCP模块提供强制性传输（立即传输）和缓冲传输两种手段。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。5.4.2UDP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
10、的和）标识字段，16位的数据和报头校验和字段。（1）UDP与TCP的差异：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。（4）UDP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
11、支持音频/视频传输。基于UDP的应用层协议：SNMP、DNS、TFTP、DHCP、RPC等。5.5IP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，所以叫做无连接型.这一特点非常重要
12、，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。IPv4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/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
13、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
14、，就将其丢弃。2. 分段和重装配在理想情况下，整个数据报被封装在一个物理帧中，可以提高物理网络上的效率。但由于IP数据包，经常在许多类型的物理网络上传送，而每种物理网络所能够传送的帧的长度是有限的，例如以太网是1500字节，FDDI是4470字节，这个限制称为网络最大传送单元（MTU）。这就使得IP协议在设计上不得不处理这样的矛盾：当数据报通过一个可传送更大帧的网络时，如果数据报大小限制为整个最小的MTU,就会浪费网络带宽资源；但如果数据报大小大于最小的MTU,就可能出现无法封装的问题。为了有效地解决这个问题，IP协议采用了分段和重装配机制来解决。（1）分段：IP协议采用的是遇到MTU更小的网络时再分段。（2）重装配：为了能够减少中途路由器的工作，降低出错，重装配工作是直到目的主机时才进行的，也就是分段后，遇到MTU更大的网络时并不重装配，而且保持小分组，直到目的主机接收完整后再一次性重装配。它使用了4个字段
