一、计算机网络体系结构

1. 端到端通信和点到点通信有什么区别？

答：

点到点的服务，是指直接相连的结点之间的通信叫点到点通信。它只提供一台机器（一    个节点）到另一台机器（另一个节点）之间的通信，如下图所示，路由器 1 和路由器 2 之间的通信就是点到点通信。点到点通信并不能保证数据传输的可靠性，也不能说明具体是哪    两个进程在通信。这部分工作需要传输层的端到端通信来完成。

端到端通信建立在点到点通信的基础上，由一段段的点到点通信信道构成的。如下图所示，主机 A 的某个进程和主机 C 的某个进程通信，就是端到端通信。它是比点到点通信更高一级的通信方式，以完成应用程序（进程）之间的通信。“端”是指用户程序的端口，端口    号标识了应用层中不同的进程。

2. 比较 OSI 参考模型与 TCP／IP 参考模型的异同点。TCP／IP 协议实现网络互联的关键思想是什么?计算机网络协议为什么需要分层?为什么协议不能设计成100％可靠的?

答：

应用层：为用户提供使用网络的接口或手段。 表示层：数据格式转换、数据加密和解密等。 会话层：进行会话管理与会话同步。

传输层：在端到端之间可靠地传输报文。

网络层：在源和目的结点之间选择路由和控制拥塞。 数据链路层：在相邻结点之间无差错地传输帧。

物理层：透明地传输原始比特流。

发送数据时从应用层开始，每经过一层就封装上首部（包括控制信息），到数据链路层    封装上首部和尾部（包括控制信息）后变成帧，经物理层发送到接收方。目的系统接收数据    后按照相反的动作层层去掉控制信息，最后把数据传送给接收方。

1、层次数量有差别， TCP／IP 没有会话层和表示层

2、OSI 更好地区分了服务、接口和协议的概念，因此比 TCP／IP 具有更好的隐藏性， 能够比较容易地进行替换；

3、OSI 是先有的模型的概念，然后再进行协议的实现，而 TCP／IP 是先有协议，然后再建立描述该协议的模型；

4、TCP/IP 设计之初就考虑到异构网络互联问题，将 IP 作为重要层次，而 OSI 不支持异构网络互联；

5、OSI 参考模型网络层支持无连接和面向连接的通信，传输层只支持面向连接的通信； 而 TCP/IP 模型的网络层只支持无连接的通信，传输层支持无连接和面向连接的通信。

在用户看来，整个互联网是一个统一的整体，虽然在物理上由很多使用不同标准的各种    类型网络互联而成，但在逻辑上是一个统一的网络，提供通用一致的网络服务。

（2） 相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作，“分层”可将复杂的协调问题，转   化为若干较小的局部问题，更易于研究和处理。

分层后，各层之间是独立的；灵活性好；结构上可分割开；易于实现和维护；能促进标    准化工作。

（3） 假设某协议要求达到 100％可靠，则需要 A 和 B 双方交换信息共 N 次，而这N 次交换信息都是必不可少的。

假定第 N 次交换的信息是从 B 发送给 A。因为已经是第 N 次交换信息了，所以这个信息不需要 A 的确认，这就说明 B 发送的信息丢失或出现差错都不要紧，那么 B 发送的这个信息就可以取消，因而这个协议就只需要 A 和 B 交换信息 N-1 次而不是 N 次。

这就和原有的假定不符。如果 B 最后发送的信息需要 A 加以确认，那么这个协议需

要 A 和 B 交换信息的次数就不是 N 次，而是 N＋1 次。这和原来假定的“双方交换信息共 N 次”相矛盾。这样就反证了协议不能设计成 100％可靠的。

3. 面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么?

答：

① 面向连接服务的特点是，在服务进行之前必须先建立连接然后再进行数据传输，传输完毕后，再释放连接。在数据传输时，好像一直占用了一条这样的链路。它适合于在一定     期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。优点是数据传输安全，不容易丢失和失序。但    链路的建立维护和释放要耗费一定的资源和时间。

② 无连接服务的特点，在服务过程中不需要先建立虚电路，链路资源在数据传输过程中动态进行分配。这种方式灵活方便，比较迅速；但不能防止报文的丢失、重复或失序。它    适合于传送少量零星的报文。

4. 试画出 OSI 参考模型结构示意图，并简述各层的主要功能

（1） 物理层：规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特    性以及规程特性。该层为上层协议提供了传输数据的物理介质。

（2） 数据链路层：在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。作用包括：物理地址寻址、

数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

（3） 网络层：负责对子网之间的数据包进行路由选择。网络层还可以实现拥塞控制、   网际互连等功能。

（4） 传输层：负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，

传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

（5） 会话层：管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

（6） 表示层：对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主

机的应用程序理解。

（7） 应用层：为应用程序提供访问网络的服务。

5. 简述计算机网络采用层次化结构模型的优点

计算机网络采用层次化结构模型的优点如下：

①各层之间是独立的。某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的，而仅需知道该层    是如何通过层间接口所提供服务。每一层实现相对独立的功能，将一个难以处理的复杂问题    分解为若干个比较容易处理的更小问题。

②灵活性好。任何一层发生变化时，只要层间接口关系保持不变，则在这层以上或以下

的各层均不受影响。

③结构上可分割。各层都可以采用最合适的技术实现。

④易于实现和维护。这种结构使得实现、调试和维护一个庞大而复杂的系统变得容易。

⑤能够促进标准化工作。每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明。

6. 在 OSI 模型中，是 TPDU(传输层协议数据单元）封装网络层分组，还是网络层分组封装 TPDU?请讨论。

答：

网络层分组封装 TPDU。

当传输层的 TPDU 向下到达网络层的时候，整个 TPDU，包括其首部和数据，都被用作网络层分组的数据段。也就是说，整个 TPDU 都被放到一个网络层的分组中。如下图所示。

7. 什么是服务原语?服务原语的三要素是什么?服务原语的类型有哪几种?

答：

上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令，这些命令在 OSI 中称为服务原语。

服务是通过一组服务原语来执行的，原语供用户和其他实体访问该服务时调用。它们被    用来通知服务提供者采取某些行动或向其相邻上层报告某个对等实体的活动。

服务原语包含四种类型：

1、请求（request）:一个实体希望得到完成某些操作的服务；   2、指示(indication):通知一个实体，有某个事件发生；

3、响应（response）:一个实体希望响应一个事件；

4、证实（confirm）:返回对先前请求的响应。

8. TCP/IP 的核心思想是什么？

答：

TCP/IP 的核心思想是“网络互联”，将使用不同低层次协议的异构网络，在传输层、网络层建立一个统一的虚拟逻辑网络。

如下图所示。