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应用程序体系结构计算机网络

发布时间: 2023-03-30 09:28:54

1. 计算机网络由几部分组成各有什么功能

计算机网络通常由三个部分组成,它们是资源子网、通信子网和通信协议。

所谓通信子网就是计算机网络中负责数据通信的部分;资源子网是计算机网络中面向用户的部分,负责全网络面向应用的数据处理工作;而通信双方必须共同遵守的规则和约定就称为通信协议,它的存在与否是计算机网络与一般计算机互连系统的根本区别。


(1)应用程序体系结构计算机网络扩展阅读:

一般地说,将分散的多台计算机、终端和外部设备用通信线路互联起来,彼此间实现互相通信,并且计算机的硬件、软件和数据资源大家都可以共同使用,实现资源共享的整个系统就叫做计算机网络。

连入网上的每台计算机本身都是一台完整独立的设备。它自己可以独立工作。例如 们可以对它进行启动、运行和停机等操作。 们还可以通过网络去使用网络上的另外一台计算机。

计算机之间可以用双绞线、电话线、同轴电缆和光纤等有线通信,也可以使用微波、卫星等无线媒体把它们连接起来。

参考资料:计算机网络系统_网络

2. 计算机网络安全体系结构包括什么

计算机网络安全体系结构是由硬件网络、通信软件以及操作系统构成的。

对于一个系统而言,首先要以硬件电路等物理设备为载体,然后才能运 行载体上的功能程序。通过使用路由器、集线器、交换机、网线等网络设备,用户可以搭建自己所需要的通信网络,对于小范围的无线局域网而言,人们可以使用这 些设备搭建用户需要的通信网络,最简单的防护方式是对无线路由器设置相应的指令来防止非法用户的入侵,这种防护措施可以作为一种通信协议保护。

计算机网络安全广泛采用WPA2加密协议实现协议加密,用户只有通过使用密匙才能对路由器进行访问,通常可以讲驱动程序看作为操作系统的一部分,经过注册表注册后,相应的网络 通信驱动接口才能被通信应用程序所调用。网络安全通常是指网络系统中的硬件、软件要受到保护,不能被更改、泄露和破坏,能够使整个网络得到可持续的稳定运 行,信息能够完整的传送,并得到很好的保密。因此计算机网络安全设计到网络硬件、通信协议、加密技术等领域。

(2)应用程序体系结构计算机网络扩展阅读

计算机安全的启示:

1、按先进国家的经验,考虑不安全因素,网络接口设备选用本国的,不使用外国货。

2、网络安全设施使用国产品。

3、自行开发。

网络的拓扑结构:重要的是确定信息安全边界

1、一般结构:外部区、公共服务区、内部区。

2、考虑国家利益的结构:外部区、公共服务区、内部区及稽查系统和代理服务器定位。

3、重点考虑拨号上网的安全问题:远程访问服务器,放置在什么位置上,能满足安全的需求。

3. 网络体系结构与应用程序体系结构之间有什么区别

应用程序的体系结构明显不同于网络的体顷辩派系灶则结构。网络体系结构是固定的,指通信系统的整体设计,它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。它广泛采用的是国际标准化组织(ISO)并为应用程序提供了特定的服务雀贺集合,分层思想比如应用层,传输层等。

应用程序体系结构由应用程序研发者设计,规定了如何在各种端系统上组织该应用程序。在选择应用程序体系结构时,有两种主流体系结构:server-client结构或p2p体系结构。

4. 计算机网络名词解释知识点简答题整理

基带传输:比特流直接向电缆发送,无需调制到不同频段;

基带信号:信源发出的没有经过调制的原始电信号;

URL :统一资源定位符,标识万维网上的各种文档,全网范围唯一;

传输时延:将分组的所有比特推向链路所需要的时间;

协议:协议是通信设备通信前约定好的必须遵守的规则与约定,包括语法、语义、定时等。

网络协议:对等层中对等实体间制定的规则和约定的集合;

MODEM :调制解调器;

起始(原始)服务器:对象最初存放并始终保持其拷贝的服务器;

计算机网络:是用通信设备和线路将分散在不同地点的有独立功能的多个计算机系统互相连接起来,并通过网络协议进行数据通信,实现资源共享的计算机集合;

解调:将模拟信号转换成数字信号;

多路复用:在一条传输链路上同时建立多条连接,分别传输数据;

默认路由器:与主机直接相连的一台路由器;

LAN :局域网,是一个地理范围小的计算机网络;

DNS :域名系统,完成主机名与 IP 地址的转换;

ATM :异步传输模式,是建立在电路交换和分组交换基础上的一种面向连接的快速分组交换技术;

Torrent :洪流,参与一个特定文件分发的所有对等方的集合;

Cookie :为了辨别用户、用于 session 跟踪等而储存在用户本地终端的数据;

SAP :服务访问点;

n PDU : PDU 为协议数据单元,指对等层之间的数据传输单位;第 n 层的协议数据单元;

PPP :点对点传输协议;

Web caching :网页缓存技术;

Web 缓存:代替起始服务器来满足 HTTP 请求的网络实体。

Proxy server :代理服务器;

Go-back-n :回退 n 流水线协议;允许发送方连续发送分组,无需等待确认,若出错,从出错的分组开始重发;接收方接收数据分组,若正确,发 ACK ,若出错,丢弃出错分组及其后面的分组,不发任何应答;

Packet switching :分组交换技术;

CDMA :码分多路复用技术;各站点使用不同的编码,然后可以混合发送,接收方可正确提取所需信息;

TDM :时分多路复用,将链路的传输时间划分为若干时隙,每个连接轮流使用不同时隙进行传输;

FDM :频分多路复用,将链路传输频段分成多个小的频段,分别用于不同连接信息的传送;

OSI :开放系统互连模型,是计算机广域网体系结构的国际标准,把网络分为 7 层;

CRC :循环冗余检测法,事先双方约定好生成多项式,发送节点在发送数据后附上冗余码,使得整个数据可以整除生成多项式,接收节点收到后,若能整除,则认为数据正确,否则,认为数据错误;

RIP :路由信息协议;

Socket (套接字):同一台主机内应用层和运输层的接口;

转发表:交换设备内,从入端口到出端口建立起来的对应表,主要用来转发数据帧或 IP 分组;

路由表:路由设备内,从源地址到目的地址建立起来的最佳路径表,主要用来转发 IP 分组;

存储转发:分组先接收存储后,再转发出去;

虚电路网络:能支持实现虚电路通信的网络;

数据报网络:能支持实现数据报通信的网络;

虚电路:源和目的主机之间建立的一条逻辑连接,创建这条逻辑连接时,将指派一个虚电路标识符 VC.ID ,相关设备为它运行中的连接维护状态信息;

毒性逆转技术: DV 算法中,解决计数到无穷的技术,即告知从相邻路由器获得最短路径信息的相邻路由器到目的网络的距离为无穷大;

加权公平排队 WFQ :排队策略为根据权值大小不同,将超出队列的数据包丢弃;

服务原语:服务的实现形式,在相邻层通过服务原语建立交互关系,完服务与被服务的过程;

透明传输:在无需用户干涉的情况下,可以传输任何数据的技术;

自治系统 AS :由一组通常在相同管理者控制下的路由器组成,在相同的 AS 中,路由器可全部选用同样的选路算法,且拥有相互之间的信息;

分组丢失:分组在传输过程中因为种种原因未能到达接收方的现象;

隧道技术:在链路层或网络层通过对等协议建立起来的逻辑通信信道;

移动接入:也称无线接入,是指那些常常是移动的端系统与网络的连接;

面向连接服务:客户机程序和服务器程序发送实际数据的分组前,要彼此发送控制分组建立连接;

无连接服务:客户机程序和服务器程序发送实际数据的分组前,无需彼此发送控制分组建立连接;

MAC 地址:网卡或网络设备端口的物理地址;

拥塞控制:当网络发生拥塞时,用响应的算法使网络恢复到正常工作的状态;

流量控制:控制发送方发送数据的速率,使收发双方协调一致;

Ad Hoc 网络:自主网络,无基站;

往返时延:发送方发送数据分组到收到接收方应答所需要的时间;

电路交换:通信节点之间采用面向连接方式,使用专用电路进行传输;

ADSL :异步数字用户专线,采用不对称的上行与下行传输速率,常用于用户宽带接入。

多播:组播,一对多通信;

路由器的组成包括:输入端口、输出端口、交换结构、选路处理器;

网络应用程序体系结构:客户机 / 服务器结构、对等共享、混合;

集线器是物理层设备,交换机是数据链路层设备,网卡是数据链路层设备,路由器是网络层设备;

双绞线连接设备的两种方法:直连线和交叉线,同种设备相连和计算机与路由器相连都使用交叉线;不同设备相连用直连线;

MAC 地址 6 字节, IPv4 地址 4 字节, IPv6 地址 16 字节;

有多种方法对载波波形进行调制,调频,调幅,调相;

IEEE802.3 以太网采用的多路访问协议是 CSMA/CD ;

自治系统 AS 内部的选路协议是 RIP 、 OSPF ;自治系统间的选路协议是 BGP ;

多路访问协议:分三大类:信道划分协议、随机访问协议、轮流协议;

信道划分协议包括:频分 FDM 、时分 TDM 、码分 CDMA ;

随机访问协议包括: ALOHA 、 CSMA 、 CSMA/CD(802.3) 、 CSMA/CA(802.11) ;

轮流协议包括:轮询协议、令牌传递协议

ISO 和 OSI 分别是什么单词的缩写,中文意思是什么?用自己的理解写出 OSI 分成哪七层?每层要解决的问题和主要功能是什么?

答:ISO:international standard organization 国际标准化组织;OSI:open system interconnection reference model 开放系统互连模型;

OSI分为 应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层;

层名称解决的问题主要功能

应用层实现特定应用选择特定协议;针对特定应用规定协议、时序、表示等,进行封装。在端系统中用软件来实现,如HTTP;

表示层压缩、加密等表示问题;规定数据的格式化表示,数据格式的转换等;

会话层会话关系建立,会话时序控制等问题;规定通信的时序;数据交换的定界、同步、建立检查点等;

传输层源端口到目的端口的传输问题;所有传输遗留问题:复用、流量、可靠;

网络层路由、拥塞控制等网络问题;IP寻址,拥塞控制;

数据链路层相邻节点无差错传输问题;实现检错与纠错,多路访问,寻址;

物理层物理上可达;定义机械特性,电气特性,功能特性等;

因特网协议栈分层模型及每层的功能。

分层的优点:使复杂系统简化,易于维护和更新;

分层的缺点:有些功能可能在不同层重复出现;

​​



假设一个用户 ( 邮箱为: [email protected]) 使用 outlook 软件发送邮件到另一个用户 ( 邮箱为: [email protected]) ,且接收用户使用 IMAP 协议收取邮件,请给出此邮件的三个传输阶段,并给出每个阶段可能使用的应用层协议。

用户 [email protected] 使用outlook软件发送邮件到 163 邮件服务器

163邮件服务器将邮件发送给用户 [email protected] 的yahoo邮件服务器

用户 [email protected] 使用IMAP协议从yahoo邮件服务器上拉取邮件

第1、2阶段可以使用SMTP协议或者扩展的SMTP协议:MIME协议,第3阶段可以使用IMAP、POP3、HTTP协议

三次握手的目的是什么?为什么要三次(二次为什么不行)?

为了实现可靠数据传输,TCP协议的通信双方,都必须维护一个序列号,以标识发送出去的数据包中,哪些是已经被对方收到的。三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值,并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤。

如果只是两次握手,至多只有连接发起方的起始序列号能被确认,另一方选择的序列号则得不到确认。

选择性重传 (SR) 协议中发送方窗口和接收方窗口何时移动?分别如何移动?

发送方:当收到ACK确认分组后,若该分组的序号等于发送基序号时窗口发生移动;向前移动到未确认的最小序号的分组处;

接收方:当收到分组的序号等于接收基序号时窗口移动;窗口按交付的分组数量向前移动;

简述可靠传输协议 rdt1.0, rdt2.0, rdt2.1, rdt2.2 和 rdt3.0 在功能上的区别。

rdt1.0:经可靠信道上的可靠数据传输,数据传送不出错不丢失,不需要反馈。

rdt2.0(停等协议):比特差错信道上的可靠数据传输,认为信道传输的数据可能有比特差错,但不会丢包。接收方能进行差错检验,若数据出错,发送方接收到NAK之后进行重传。

rdt2.1:在rdt2.0的基础上增加了处理重复分组的功能,收到重复分组后,再次发送ACK;

rdt2.2:实现无NAK的可靠数据传输,接收方回发带确认号的ACK0/1,

收到出错分组时,不发NAK,发送接收到的上一个分组的ACK;

rdt3.0:实现了超时重发功能,由发送方检测丢包和恢复;

电路交换和虚电路交换的区别?哪些网络使用电路交换、报文交换、虚电路交换和数据报交换?请各举一个例子。

电路交换时整个物理线路由通讯双方独占;

虚电路交换是在电路交换的基础上增加了分组机制,在一条物理线路上虚拟出多条通讯线路。

电路交换:电话通信网

报文交换:公用电报网

虚电路交换:ATM

数据报交换:Internet

电路交换:面向连接,线路由通信双方独占;

虚电路交换:面向连接,分组交换,各分组走统一路径,非独占链路;

数据报交换:无连接,分组交换,各分组走不同路径;

交换机逆向扩散式路径学习法的基本原理:

交换表初始为空;

当收到一个帧的目的地址不在交换表中时,将该帧发送到所有其他接口(除接收接口),并在表中记录下发送节点的信息,包括源MAC地址、发送到的接口,当前时间;

如果每个节点都发送了一帧,每个节点的地址都会记录在表中;

收到一个目的地址在表中的帧,将该帧发送到对应的接口;

表自动更新:一段时间后,没有收到以表中某个地址为源地址的帧,从表中删除该地址;

非持久 HTTP 连接和持久 HTTP 连接的不同:

非持久HTTP连接:每个TCP连接只传输一个web对象,只传送一个请求/响应对,HTTP1.0使用;

持久HTTP连接:每个TCP连接可以传送多个web对象,传送多个请求/响应对,HTTP1.1使用;

Web 缓存的作用是什么?简述其工作过程:

作用:代理原始服务器满足HTTP请求的网络实体;

工作过程:

浏览器:与web缓存建立一个TCP连接,向缓存发送一个该对象的HTTP请求;

Web缓存:检查本地是否有该对象的拷贝;

若有,就用HTTP响应报文向浏览器转发该对象;

若没有,缓存与原始服务器建立TCP连接,向原始服务器发送一个该对象的HTTP请求,原始服务器收到请求后,用HTTP响应报文向web缓存发送该对象,web缓存收到响应,在本地存储一份,并通过HTTP响应报文向浏览器发送该对象;

简要说明无线网络为什么要用 CSMA/CA 而不用 CSMA/CD ?

无线网络用无线信号实施传输,现在的技术还无法检测冲突,因此无法使用带冲突检测的载波侦听多路访问协议CSMA/CD,而使用冲突避免的载波侦听多路访问协议CSMA/CA;

简述各种交换结构优缺点,并解释线头 HOL 阻塞现象。

内存交换结构:以内存为交换中心;

       优点:实现简单,成本低;

       缺点:不能并行,速度慢;

总线交换结构:以共享总线为交换中心;

       优点:实现相对简单,成本低;

       缺点:不能并行,速度慢,不过比memory快;

纵横制:以交叉阵列为交换中心;

       优点:能并行,速度快,比memory和总线都快;

       缺点:实现复杂,成本高;

线头HOL阻塞:输入队列中后面的分组被位于线头的一个分组阻塞(即使输出端口是空闲的),等待交换结构发送;

CSMA/CD 协议的中文全称,简述其工作原理。

带冲突检测的载波侦听多路访问协议;

在共享信道网络中,发送节点发送数据之前,先侦听链路是否空闲,若空闲,立即发送,否则随机推迟一段时间再侦听,在传输过程中,边传输边侦听,若发生冲突,以最快速度结束发送,并随机推迟一段时间再侦听;

奇偶校验、二维奇偶校验、 CRC 校验三者比较:

奇偶校验能检测出奇数个差错;

二维奇偶校验能够检测出两个比特的错误,能够纠正一个比特的差错;

CRC校验能检测小于等于r位的差错和任何奇数个差错;

GBN 方法和 SR 方法的差异:

GBN:一个定时器,超时,重发所有已发送未确认接收的分组,发送窗口不超过2的k次方-1,接收窗口大小为1,采用累计确认,接收方返回最后一个正确接受的分组的ACK;

SR:多个定时器,超时,只重发超时定时器对应的分组,发送窗口和接收窗口大小都不超过2的k-1次方,非累计确认,接收方收到当前窗口或前一窗口内正确分组时返回对应的ACK;

5. OSI七层型的层次结构是什么

OSI七层型从低到高依次是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

1、应用层:网络服务与最终用户的一个接口。

2、表示层:数据的表示、安全、压缩。(在五层模型里面已经合并到了应用层),格式有,JPEG、ASCll、EBCDIC、加密格式等。

3、会话层:建立、管理、终止会话。(在五层模型里面已经合并到了应用层),对应主机进程,指本地主机与远程主机正在进行的会话。



4、传输层:定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验。

协议有:TCP、UDP,数据包一旦离开网卡即进入网络传输层。

5、网络层:进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择。

协议有:ICMP、IGMP、IP(IPV4、IPV6)。

6、数据链路层:建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。将比特组合成字节进而组合成帧,用MAC地址访问介质,错误发现但不能纠正。

7、物理层:建立、维护、断开物理连接。

TCP/IP 层级模型结构,应用层之间的协议通过逐级调用传输层、网络层和物理数据链路层而可以实现应用层的应用程序通信互联。

6. 什么是计算机网络体系结构

计算机网络是一个复杂的具有综合性技术的系统,为了允许不同系统实体互连和互操作,不同系统的实体在通信时都必须遵从相互均能接受的规则,这些规则的集合称为协议(Protocol)。

1、系统指计算机、终端和各种设备。

2、实体指各种应用程序,文件传输软件,数据库管理系统,电子邮件系统等。

3、互连指不同计算机能够通过通信子网互相连接起来进行数据通信。

4、互操作指不同的用户能够在通过通信子网连接的计算机上,使用相同的命令或操作,使用其它计算机中的资源与信息,就如同使用本地资源与信息一样。

计算机网络体系结构可以从网络体系结构、网络组织、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、软件和通信线路来描述计算机网络,网络体系结构是从功能上来描述计算机网络结构。

(6)应用程序体系结构计算机网络扩展阅读:

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。

通常所说的计算机网络体系结构,即在世界范围内统一协议,制定软件标准和硬件标准,并将计算机网络及其部件所应完成的功能精确定义,从而使不同的计算机能够在相同功能中进行信息对接。

一、计算机系统和终端

计算机系统和终端提供网络服务界面。地域集中的多个独立终端可通过一个终端控制器连入网络。

二、通信处理机

通信处理机也叫通信控制器或前端处理机,是计算机网络中完成通信控制的专用计算机,通常由小型机、微机或带有CPU的专用设备充当。在广域网中,采用专门的计算机充当通信处理机:在局域网中,由于通信控制功能比较简单,所以没有专门的通信处理机,而是在计算机中插入一个网络适配器(网卡)来控制通信。

三、通信线路和通信设备

通信线路是连接各计算机系统终端的物理通路。通信设备的采用与线路类型有很大关系:如果是模拟线路,在线中两端使用Modem(调制解调器);如果是有线介质,在计算机和介质之间就必须使用相应的介质连接部件。

四、操作系统

计算机连入网络后,还需要安装操作系统软件才能实现资源共享和管理网络资源。如:Windows 98、Windows 2000、Windows xp等。

五、网络协议

网络协议是规定在网络中进行相互通信时需遵守的规则,只有遵守这些规则才能实现网络通信。常见的协议有:TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。

7. 什么是计算机网络体系结构0SI模型与TCP/IP协议模型的异同

用之间的互连、互通与资源共享。因此,网络体系结构也就是构成计算机网络的软硬件产品的标准。网络体系结构是计算机网络的分层、各层协议和层间接口的集合。不同的计算机网络具有不同的体系结构,其层的数量、各层的名字、内容和功能以及各相邻层之间的接口都不一样。至今为止,计算机网络经过了20世纪70年代的各公司为主的计算机网络体系结构并存,80年代的IS0/0sI参考模型以及90年代的以Internet体系结构为主潮流的几个发展阶段。尽管当前计算机网络的体系结构是以TCP/IP协议为主的Internet结构,IS0/()SI参考模型等网络体系结构仍对计算机网络的发展做出了巨大贡献。1.ISO/0SI网络体系结构0SI网络体系结构(0pensystemsInter℃onnection)是由国际标准化组织(IS0)提出和定义的计算机网络的分层、各层协议和层间接口的集合。制订0SI网络体系结构的背景是,70年代,各公司纷纷提出了自己的网络体系结构,而这些网络体系结构所构成的网络之间无法互相通信和互操作。为了在更大范围内共享资源和通信,人们迫切需要一个共同的可以参照的标准,使得不同厂商的软硬件资源和设备能够互通和互操作。()SI网络体系结构(或称()SI参考模型)于1977年被IS0的信息技术委员会TC97提出以后,TC97又分别为它的各层指定了协议标准,从而使c)SI网络体系结构更为完善。0SI参考模型如上图所示主机n九。冀岬畔?:主机e;::通信子网边界:;’网绍层主机一路由协议:’数据链路屡主机一路由协议物理层主机一路由协议OSI参考模型(省略了物理介质)。该模型基于国际标准化组织(IS0)的建议,作为各种层上使用的协议国际标准化而发展起来的。这一模型被称作IS0/()SI开放系统互联参考模型(()perlSysI,emintercot卜nect,lOKlreferericemodel),因为它是关于如何把开放式系统连接起来的,所以常简称它为OSI模型。()SI模型有7层,其分层原则如下:(1)根据不同层次的抽象分层;(2)每层应当实现一个定义明确的功能;(3)每层功能的选择应该有助干制定网络协议的国际标准;(4)各层边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量;(5)层数应足够多,以避免不同的功能混杂在同一层中,但也不能太多,否则体系结构会过于庞大。0SI模型本身不是网络体系结构的全部内容,这是因为它并未确切地描述用于各层的协议和服务,它仅仅告诉我们每一层应该做什么。不过,ISO已经为各层制定了标准,但它们并不是参考模型的一部分,是作为独立的国际标准公布的。2.№rilelt网络体系结构Internet网络体系结构以TcP/IP协议为核心。其中IP协议用来给各种不同的通信子网或局域网提供一个统一的互联平台,TCP协议则用来为应用程序提供端到端的通信和控制功能。Intemet并不是一个实际的物理网络或独立的计算机网络,它是世界上各种使用统一TCP/IP协议的网络的互连。Intemet已是一个住全球范围内急剧发展、且占主导地位的计算机互连网络。TCP/IP参考模型共分4层(见下页表)。