免费智能真题库 > 历年试卷 > 信息系统监理师 > 2013年下半年 信息系统监理师 上午试卷 综合知识
  第7题      
  知识点:   TCP/IP协议族   路由器   网络层   TCP   TCP/IP   网络层协议
  关键词:   TCP/IP   路由器   通信   网络层   协议   TCP   路由   网络        章/节:   计算机技术知识与网络知识       

 
在使用路由器R的TCP/IP网络中,两主机通过一路由器R互联,提供主机A应用和主机B应用之间通信的层是(7),支持IP层和网络层协议的设备_(8)_
 
 
  A.  应用层
 
  B.  传输
 
  C.  IP层
 
  D.  网层
 
 
 

 
  第7题    2012年上半年  
   61%
TCP/IP模型的传输层有两个协议,第一个协议TCP是一种可靠的面向连接的协议, 第二个协议UDP是(7)。
  第5题    2011年下半年  
   46%
计算机网络拓扑通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示(5)。
  第10题    2014年上半年  
   30%
Ipv6将32位地址空间扩展到()位
   知识点讲解    
   · TCP/IP协议族    · 路由器    · 网络层    · TCP    · TCP/IP    · 网络层协议
 
       TCP/IP协议族
        TCP/IP不是一个简单的协议,而是一组小的、专业化协议。TCP/IP最大的优势之一是其可路由性,这也就意味着它可以携带能被路由器解释的网络编址信息。TCP/IP还具有灵活性,可在多个网络操作系统或网络介质的联合系统中运行。然而由于它的灵活性,TCP/IP需要更多的配置。TCP/IP协议簇可被大致分为应用层、传输层、网际层和网络接口层4层。
               应用层
               TCP/IP的应用层大致对应于OSI模型的应用层和表示层,应用程序通过本层协议利用网络。这些协议主要有FTP、TFTP、HTTP、SMTP、DHCP、NFS、Telnet、DNS和SNMP等。
               文件传输协议(File Transport Protocol,FTP)是网络上两台计算机传送文件的协议,是通过Internet把文件从客户端复制到服务器上的一种途径。
               简单文件传输协议(Trivial File Transfer Protocol,TFTP)是用来在客户端与服务器之间进行简单文件传输的协议,提供不复杂、开销不大的文件传输服务。TFTP协议设计的时候是进行小文件传输的,因此它不具备通常的FTP的许多功能,它只能从文件服务器上获得或写入文件,不能列出目录,也不进行认证。它传输8位数据。
               超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol,HTTP)是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。它可以使浏览器更加高效,使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档,还确定传输文档中的哪一部分,以及哪部分内容首先显示等。
               简单邮件传输协议(Simple Mail Transfer Protocol,SMTP)是一种提供可靠且有效的电子邮件传输的协议。SMTP是建模在FTP文件传输服务上的一种邮件服务,主要用于传输系统之间的邮件信息并提供与来信有关的通知。
               动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol,DHCP)分为两个部分,一个是服务器端,另一个是客户端。所有的IP网络设定数据都由DHCP服务器集中管理,并负责处理客户端的DHCP要求;而客户端则会使用从服务器分配下来的IP环境数据。DHCP透过“租约”的概念,有效且动态地分配客户端的TCP/IP设定。DHCP分配的IP地址可以分为三种方式,分别是固定分配、动态分配和自动分配。
               网络文件系统(Net File System,NFS)是FreeBSD支持的文件系统中的一种,允许一个系统在网络上与他人共享目录和文件。通过使用NFS,用户和程序可以像访问本地文件一样访问远端系统上的文件。
               远程登录协议(Telnet)是登录和仿真程序,它的基本功能是允许用户登录进入远程主机系统。以前,Telnet是一个将所有用户输入送到远方主机进行处理的简单的终端程序。它的一些较新的版本在本地执行更多的处理,于是可以提供更好的响应,并且减少了通过链路发送到远程主机的信息数量。
               域名系统(Domain Name System,DNS)用于命名组织到域层次结构中的计算机和网络服务。在Internet上域名与IP地址之间是一一对应的,域名虽然便于人们记忆,但机器之间只能互相认识IP地址,它们之间的转换工作称为域名解析,域名解析需要由专门的域名解析服务器来完成,DNS就是进行域名解析的服务器。DNS通过对用户友好的名称查找计算机和服务。当用户在应用程序中输入DNS名称时,DNS服务可以将此名称解析为与之相关的其他信息,如IP地址。
               简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol,SNMP)是为了解决Internet上的路由器管理问题而提出的,它可以在IP、IPX、AppleTalk、OSI及其他用到的传输协议上被使用。SNMP事实上指一系列网络管理规范的集合,包括协议本身、数据结构的定义和一些相关概念。目前SNMP已成为网络管理领域中事实上的工业标准,并被广泛支持和应用,大多数网络管理系统和平台都是基于SNMP的。
               传输层
               TCP/IP的传输层大致对应于OSI模型的会话层和传输层,主要包括TCP和UDP,这些协议负责提供流控制、错误校验和排序服务。所有的服务请求都使用这些协议。
               传输控制协议(Transport Contrl Portocol,TCP)是整个TCP/IP协议族中最重要的协议之一,它在IP协议提供的不可靠数据服务的基础上采用了重发技术,为应用程序提供了一个可靠的、面向连接的、全双工的数据传输服务。TCP协议一般用于传输数据量比较少,且对可靠性要求高的场合。
               用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)是一种不可靠的、无连接的协议,可以保证应用程序进程间的通信,与同样处在传输层的面向连接的TCP相比较,UDP是一种无连接的协议,它的错误检测功能要弱得多。可以这样说,TCP有助于提供可靠性,而UDP则有助于提高传输的高速率。UDP协议一般用于传输数据量大,对可靠性要求不是很高,但要求速度快的场合。
               网际层
               TCP/IP的网际层对应于OSI模型的网络层,包括IP、ICMP、IGMP,以及ARP和RARP。这些协议处理信息的路由及主机地址解析。
               网际协议(Internet Protocol,IP)所提供的服务通常被认为是无连接的和不可靠的,因此把差错检测和流量控制之类的服务授权给了其他的各层协议,这正是TCP/IP能够高效率工作的一个重要保证。网际层的功能主要由IP来提供,除了提供端到端的分组分发功能外,IP还提供了很多扩充功能。例如,为了克服数据链路层对帧大小的限制,网络层提供了数据分块和重组功能,这使得很大的IP数据包能以较小的分组在网上传输。
               网际层的另一个重要服务是在互相独立的局域网上建立互联网络,即网际网。网间的报文来往根据它的目的IP地址通过路由器传到另一网络。
               地址解析协议(Address Resolution Protocol,ARP)用于动态地完成IP地址向物理地址的转换。物理地址通常是指主机的网卡地址(MAC地址),每一网卡都有唯一的地址。
               反向地址解析协议(Reverse Address Resolution Protocol,RARP)用于动态完成物理地址向IP地址的转换。
               网际控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)是一个专门用于发送差错报文的协议,由于IP协议是一种尽力传送的通信协议,即传送的数据可能丢失、重复、延迟或乱序传递,因此IP协议需要一种尽量避免差错并能在发生差错时报告的机制。
               网际组管理协议(Internet Group Management Protocol,IGMP)允许Internet主机参加多播,即是IP主机用做向相邻多目路由器报告多目组成员的协议。多目路由器是支持组播的路由器,向本地网络发送IGMP查询。主机通过发送IGMP报告来应答查询。组播路由器负责将组播包转发到网络中所有组播成员。
               网络接口层
               TCP/IP的网络接口层大致对应于OSI模型的数据链路层和物理层,TCP/IP协议不包含具体的物理层和数据链路层,只定义了网络接口层作为物理层的接口规范。网络接口层处在TCP/IP协议的最底层,主要负责管理为物理网络准备数据所需的全部服务程序和功能。该层处理数据的格式化并将数据传输到网络电缆,为TCP/IP的实现基础,其中可包含IEEE 802.3的CSMA/CD、IEEE 802.5的TokenRing等。
               端口
               在TCP/IP网络中,传输层的所有服务都包含端口号,它们可以唯一区分每个数据包包含哪些应用协议。端口系统利用这种信息来区分包中的数据,尤其是端口号使一个接收端计算机系统能够确定它所收到的IP包类型,并把它交给合适的高层软件。
               端口号和设备IP地址的组合通常称作插口(Socket)。任何TCP/IP实现所提供的服务都用知名的1~1023之间的端口号。这些知名端口号由Internet号分配机构(Internet Assigned Numbers Authority,IANA)来管理。例如,SMTP所用的TCP端口号是25,POP3所用的TCP端口号是110,DNS所用的UDP端口号为53,WWW服务使用的TCP端口号为80。FTP在客户端与服务器的内部建立两条TCP连接,一条是控制连接,端口号为21;另一条是数据连接,端口号为20。
               256~1023之间的端口号通常由UNIX系统占用,以提供一些特定的UNIX服务。也就是说,提供一些只有UNIX系统才有的、其他操作系统可能不提供的服务。
               在实际应用中,用户可以改变服务器上各种服务的保留端口号,但要注意在需要服务的客户端也要改为同一端口号。
 
       路由器
        在广域网通信过程中,需要采用一种称为路由的技术,根据地址来寻找到达目的地的路径,路由器就是实现这个过程的网络设备。路由器在属于不同网络段的广域网和局域网间根据地址建立路由,并将数据送到最终目的地。路由器工作于网络层,它根据IP地址转发数据报,处理的是网络层的协议数据单元。路由器通过逻辑地址进行网络间的信息转发,可完成异构网络之间的互联互通,但只能连接使用相同网络层协议的子网。
        按应用范围的不同,路由协议可分为两类:在一个自治系统(Autonomous System,AS)内的路由协议称为内部网关协议(Interior Gateway Protocol,IGP),AS之间的路由协议称为外部网关协议(Exterior Gateway Protocol,EGP)。所谓自治系统,是指一个互联网络,就是把整个Internet划分为许多较小的网络单位,这些小的网络有权自主地决定在本系统中应采用何种路由选择协议。常用的内部网关协议有RIP-1、RIP-2、IGRP、EIGRP、IS-IS和OSPF。其中前4种路由协议采用的是距离向量算法,IS-IS和OSPF采用的是链路状态算法。对于小型网络,采用基于距离向量算法的路由协议易于配置和管理,且应用较为广泛。但在面对大型网络时,不但其固有的环路问题会变得更难解决,所占用的带宽也将迅速增长,以至于网络无法承受。因此对于大型网络,采用链路状态算法的IS-IS和OSPF较为有效,并且得到了广泛的应用。
 
       网络层
        网络层用于从发送端向接收端传送分组,负责确保信息到达预定的目标。看到这里,也许读者会觉得不可思议:数据链路层不是已经保证了相邻结点之间无差错传送数据帧了吗?那么网络层到底有什么用呢?实际上它存在的主要目的就是解决以下问题。
        (1)通信双方并不相邻。在计算机网络中,通信双方可能是相互邻接的,但也可能并不是邻接的,这样当一个数据分组从发送端发送到接收端时,就可能要经过多个其他网络结点,这些结点暂时存储“路过”的数据分组,再根据网络的“交通状况”选择下一个结点将数据分组发出去,直到发送到接收方为止。
        (2)正如前面所阐述的一样,由于OSI参考模型是出现在许多网络协议之后的,它就必须为使用这些已经存在的网络协议的计算机网络之间的相互通信做出贡献。事实上,网络层的一些协议解决了这样的异构网络的互联问题。
        工作在网络层上的协议主要有IP协议和IPX协议。
 
       TCP
        TCP是面向连接的通信协议,通过三次握手建立连接,通信完成时要拆除连接,由于TCP是面向连接的,所以只能用于端到端的通信。
        TCP提供的是一种可靠的数据流服务,采用“带重传的肯定确认”技术实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制,所谓窗口,实际表示接收能力,用以限制发送方的发送速度。
        如果IP数据包中有已经封装好的TCP数据包,那么IP将把它们向“上”传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查,同时实现虚电路之间的连接。TCP数据包中包括序号和确认,所以未按照顺序收到的包可以被排序,而损坏的包则可以被重传。
        TCP将它的信息发送到更高层的应用程序,例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层,TCP层便将它们向下传送到IP层、设备驱动程序和物理介质,最后传送到接收方。
        面向连接的服务(例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP)需要高度的可靠性,所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP(发送和接收域名数据库),但使用UDP传送有关单个主机的信息。
 
       TCP/IP
        由于OSI协议的实现较为复杂,运行效率低,很少有厂商推出符合OSI标准的商用产品。目前,互联网上广泛使用的是TCP/IP。TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/互联网络协议)是Internet上不同子网之间的主机进行数据交换所遵守的网络通信协议。TCP/IP一般泛指所有与Internet有关的一系列网络协议的总称,其中TCP和IP是其中最重要的两个协议。TCP/IP体系结构主要由四层构成,分别为网络接口层、网络层、传输层和应用层。
        TCP/IP采用的四层体系结构与OSI参考模型采用的七层体系结构是对应的,它们的结构对比如下图所示。
        
        TCP/IP与OSI体系结构的对比
               网络接口层
               网络接口层也称链路层(Link Layer)或数据链路层,相当于OSI/RM参考模型的第1层和第2层,负责与网络中的传输介质打交道。常用的链路层技术主要有以太网(Ethernet)、令牌环(Token Ring)、光纤数据分布接口(FDDI)、X.25、帧中继(Frame Relay)、ATM等。
               网络层
               网络层的作用是将数据包从源主机发送出去,并且使这些数据包独立地到达目标主机。数据包传送过程中,到达目标主机的顺序可能不同于它们被发送时的顺序。因为网络情况复杂,随时可能有一些路径发生故障或是网络中的某处出现数据包的堵塞。网络层提供的服务是不可靠的,可靠性由传输层实现。
               传输层
               传输层提供应用程序之间的通信。传输层提供了可靠的传输协议TCP和不可靠的传输协议UDP。TCP是一个可靠的、面向连接的协议,允许在因特网上的两台主机之间进行信息的无差错传输。在网络传输过程中,为了保证数据在网络中传输的正确、有序,要使用“连接”的概念,一个TCP连接是指在传输数据前先要传送三次握手信号,以使双方为数据的传送做准备。UDP是用户数据报协议,使用此协议时,源主机一有数据就发送出去,不管发送的数据包是否能到达目标主机、数据包是否会出错,收到数据包的主机都不会通知发送方其是否正确地收到了数据,因此UDP是一种不可靠的传输协议。
               应用层
               应用层直接为用户的应用进程提供服务,如支持万维网应用的HTTP,支持电子邮件的SMTP,支持文件传送的FTP等。
 
       网络层协议
        网络层提供两种服务,即面向连接的服务和无连接的服务。ISO 8348文件定义了面向连接的服务(CONS),与此对应的协议是CCITT X.213,这两个文件的规定与X.25分组级协议(PLP)一致。ISO8473文件定义了无连接的网络服务(CLNS)。在OSI参考模型中,各个层次除了服务定义文件外,还有定义该功能的协议规范文件,但是在网络层没有相应的协议规范文件。
        ISO 8878文件(或X.223)类似于网络层的协议规范,它规定了从X.213服务原语到X.25分组协议的映像关系。
        另外,关于网际互联,ISO 9542描述了端系统和中间系统(ES-IS)之间的通信协议,ISO 10589描述了中间系统与中间系统(IS-IS)之间的通信协议。
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