第一章 概述

1. 计算机网络的发展可以划分为几个阶段？每个阶段各有什么特点？
计算机网络的形成与发展经历了四个阶段：
第一阶段：计算机技术与通信技术相结合，形成了初级的计算机网络模型(面向终端的计算机通信网)。此阶段网络应用主要目的是提供网络通信、保障网络连通。这个阶段的网络严格说来仍然是多用户系统的变种。美国在1963年投入使用的飞机定票系统SABBRE-1就是这类系统的代表。
第二阶段：在计算机通信网络的基础上，实现了网络体系结构与协议完整的计算机网络(分组交换网)。此阶段网络应用的主要目的是：提供网络通信、保障网络连通，网络数据共享和网络硬件设备共享。这个阶段的里程碑是美国国防部的ARPAnet网络。目前，人们通常认为它就是网络的起源，同时也是Internet的起源
第三阶段：计算机解决了计算机联网与互连标准化的问题，提出了符合计算机网络国际标准的“开放式系统互连参考模型(OSI RM)"，从而极大地促进了计算机网络技术的发展。此阶段网络应用已经发展到为企业提供信息共享服务的信息服务时代。具有代表性的系统是1985年美国国家科学基金会的NSFnet。
第四阶段：计算机网络向互连、高速、智能化和全球化发展，并且迅速得到普及，实现了全球化的广泛应用。代表作是Internet。

特点：
第一阶段为面向终端的计算机网络,特点是由单个具有自主处理功能的计算机和多个没有自主处理功能的终端组成网络。

第二阶段为计算机-计算机网络,特点是由具有自主处理功能的多个计算机组成独立的网络系统.。

第三阶段为开放式标准化网络,特点是由多个计算机组成容易实现网络之间互相连接的开放式网络系统.。

第四阶段为因特网的广泛应用与高速网络技术的发展,特点是网络系统具备高度的可靠性与完善的管理机 。

参考：
https://zhidao.baidu.com/question/1515851475038156340.html
https://zhidao.baidu.com/question/1836499796550523540.html

2 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？
网络协议的三个要素是：语法，语义，时序
三个要素的含义是：
(1)语法，即用户数据与控制信息的结构和格式。
(2)语义，即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应。
(3)时序，即对事件实现顺序的详细说明。
语义表示要做什么，语法表示要怎么做，时序表示做的顺序。

3 协议和服务有什么区别？有何关系？
协议：
网络协议的简称，网络协议是通信计算机双方必须共同遵从的一组规则、标准或约定。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信交流。

服务：
服务指在电脑中，需要各种服务以支持各种功能，也可以手动开启或关闭某些服务以达到管理相应的功能的目的。

区别：
1、协议是控制对等实体之间通信的规则，是水平的。
服务是下层通过层间接口向上层提供的功能，是垂直的。
2、协议的实现保证了能够向上一层提供服务，要实现本层协议还需使用下层提供的服务。
3、计算机网络协议是一套规则、约定和标准，而网路服务是一种软件模块。
4、服务是(N)层及以下各层向(N+1)层提供的一种综合能力；(N)协议是控制对等(N)实体之间通信的规则的集合。服务是同一开放系统中相邻层之间的操作。
5、协议是不同的开放系统的对等实体之间进行通信所必须遵守的规定。协议是水平的，而服务是垂直的。

关系：
(N)层服务就是利用(N-1)服务以及按(N)协议与对等实体交互信息来实现的，即服务是由协议支持的。
参考：https://zhidao.baidu.com/question/455275879052069485.html

4 简述网络的体系结构的特点？

1 网络体系结构所有的层次都是虚通信，网络体系结构的物理基础是传输介质，在传输介质上各种物理信号的传输实通信，如同轴电缆，双绞铜线，光纤。
2 下层是服务的提供者，上层是服务的使用者，下层为上层提供服务
3 仅在相邻层设置通信接口，本层的功能和所提供的服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽，即下一层的协议对上一层来说是透明的，相邻两个层次仅通过接口实现层与层之间的通信。
4 第N层的实体在实现自身定义的功能时，只能使用第N-1层提供的服务。第N层在向第N+1层提供服务时，此服务不仅包括第N层本身的功能，还包括由下层服务提供的功能。N层的虚通信是通过N/N-1层的接口处N-1层提供的服务(N-1层通过接口向N层提供服务)以及N-1层的虚通信来实现的
5 第N层通过本层设置的服务访问点(SAP)向第N+1层提供服务，SAP是N层实体与N+1层实体之间的逻辑接口。SAP是一个抽象概念，可以是一个套接字(socket), 一个端口(port), 一个地址或者一个队列。

套接字(socket)：简单的讲就是可以像文件一样进行打开，读写，关闭。程序通过套接字发送和接受数据

5 什么是OSI参考模型？各层的主要功能是什么？
OSI（Open System Interconnect）即开放式系统互联。 一般称之为OSI参考模型，1985年ISO（国际标准化组织）组织研究的网络互联模型。此构造标准定义了网络通信互联的七层框架（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 物理层的主要作用是完成相邻连接点之间比特流的传输

2 数据链路层的主要作用是在不可靠的物理线路上实现数据的可靠传送，为了保证数据的可靠传送，发送方把数据封装成帧的形式。该层作用的区域为局域网。通俗的说，数据链路层的主要作用就是将数据以帧的形式进行传送。数据链路层的常用网络设备有网桥，交换机，网卡等设备。

3 网络层的主要作用是完成网络中服务器间的报文传输，它对应的是网络主机到网络服务器的报文传输。该层说白了还是数据的传输，仅仅只是网络中主机到服务器的网络传输，它传输数据根据的是主机的IP地址。该层常用的网络设备有路由器，三层交换机等设备。

4 传输层的主要作用是执行网络中不同服务器上的用户进程相互间可靠的数据通信，传输层是端到端的连接。换言之，就是源端服务器上的某个进程是利用报文头和控制报文与目标主机上的对等进程进行对话。简单来讲，传输层的实际就是传输数据，只不过它对应的是进程与进程之间的数据传输，它主要根据的是进程的端口号（比如WWW服务的端口是80，FTP服务的端口是21等）。

5 会话层的主要作用是允许不一样的设备上用户相互之间建立会话联系。会话层提供的服务之一是控制管理对话。会话层是一种与对话控制有关的验证管理，例如，十字路口的交通信号指示灯一样，控制着某个方向的车流什么时候可以通行，什么时候是禁止通行，简单说会话层就相当于一个智能管家，对数据进行着有条不紊的传输控制。

6 表示层关心的作用就是对所传送信息的词法和语义。表示层服务的是用一种大家都能理解的标准方法对数据进行编码。简单来说，表示层就是对数据解码，解释成程序都能理解的编程语言。

7 应用层，应用程序的主要作用是支持网络运行于不同计算机间的通信，而这些则是为用户完成不同任务而设计的。应用层的功能主要是将解码后的计算机程序语言表示出来，从而展示给用户，实现用户操作计算机程序的目的。

参考：
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1634037938267543594&wfr=spider&for=pc

6 说明OSI参考模型中，各种数据单元的含义及其相互关系？

OSI参考模型有7层，物理层→数据链路层→网络层→传输层→会话层→表示层→应用层。每一层都由N个协议组成。每一层有多个协议在工作。
物理层：负责传送比特（Bit），涉及到接口和传输媒体的机械、电气等特性。
计算机常用的串口COM1、COM2，和RJ45接口（网线接口）都属于物理层。
数据链路层：负责传送帧。
二层交换机是工作在数据链路成上的典型设备。
网络层：负责路由、传送分组。
路由器是工作在网络层上的典型设备。
传输层：负责传送完整的报文，并进行流量控制和差错控制。
会话层：负责建立、维护、终止回话连接，提供会话管理服务等。
表示层：负责数据格式的转换，数据压缩解压和加密解密。
应用层：给应用程序提供了接口，使应用程序接入到网络，用户运用程序访问网络的地方。

7 简述TCP/IP参考模型的层次结构及各层的功能
TCP/IP共分四层，应用层、传输层(主机到主机)、网络层(IP又称互联层)、网络接口层。
1 网络接口层是定义物理介质的各种特性，对应OSI物理层和数据链路层。
物理层是定义物理介质的各种特性：
机械特性:接头尺寸,芯数,芯的安排,连线根数,常用25芯,24,37,15
电气特性:用什么信号表示1.0
功能特性:接头各引脚的功能
规格特性:时序与操作过程关系
数据链路层是负责接收IP数据包并通过网络发送，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据包，交给IP层。
ARP是正向地址解析协议，通过已知的IP，寻找对应主机的MAC地址。
RARP是反向地址解析协议，通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站还有DHCP服务。
常见的接口层协议有：
Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM等。

2 网络层负责相邻计算机之间的通信，对应OSI网络层。
处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。
处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径–假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。
处理路径、流控、拥塞等问题。
网络层包括：IP(Internet Protocol）协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)
控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol）地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。
IP是网络层的核心，通过路由选择将下一条IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务。
ICMP是网络层的补充，可以回送报文。用来检测网络是否通畅。
Ping命令就是发送ICMP的echo包，通过回送的echo relay进行网络测试。

3 传输层提供应用程序间的通信，对应OSI的传输层。
提供应用程序间的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送，即耳熟能详的“三次握手”过程，从而提供可靠的数据传输。
传输层协议主要是：传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol）和用户数据报协议UDP(User Datagram protocol）。

4 应用层向用户提供一组常用的应用程序。
向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。
应用层协议主要包括如下几个：FTP、TELNET、DNS、SMTP、NFS、HTTP。

8 比较OSI模型和TCP/IP模型的异同点？

1． 在分层上进行比较：OSI分七层，而TCP/IP分四层，它们都有网络层（或称互联网层）、传输层和应用层，但其他的层并不相同。

2．在通信上进行比较：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模型的网络层只提供无连接的服务，但在传输层上同时支持两种通信模式。

3．OSI/RM体系结构的网络功能在各层的分配差异大,链路层和网络层过于繁重,表示层和会话层又太轻，TCP/IP则相对比较简单。

4．OSI-RM有关协议和服务定义太复杂且冗余，很难且没有必要在一个网络中全部实现。如流量控制、差错控制、寻址在很多层重复。TCP/IP则没什么重复。

5．OSI的七层协议结构既复杂又不实用，但其概念清楚，体系结构理论较完整。TCP/IP的协议现在得到了广泛的应用，但它原先并没有一个明确的体系结构。

相同点 ：
OSI 参考模型与TCP/ IP 参考模型都是用来解决不同计算机之间数据传输的问题。这两种模型都是基于独立的协议栈的概念,都采用分层的方法,每层都建立在它的下一层之上,并为它的上一层提供服务。