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  第23题      
  知识点:   TCP/IP协议   TCP   TCP/IP   
  关键词:   TCP/IP   协议栈   TCP   协议        章/节:   协议和传输       

 
以下关于TCP/IP协议中协议和层次的对应关系正确的是( )。
 
 
  A. 
 
  B. 
 
  C. 
 
  D. 
 
 
 

 
  第66题    2011年上半年  
   42%
(66)不属于电子邮件相关协议。
  第32题    2014年上半年  
   33%
可用于因特网信息服务器远程管理的是(32)。
  第70题    2012年上半年  
   28%
支撑着Internet正常运转的网络传输协议是(70)。
   知识点讲解    
   · TCP/IP协议    · TCP    · TCP/IP    · 
 
       TCP/IP协议
        TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)是国际互联网络事实上的工业标准,ARPANET最初设计的TCP称为网络控制程序NCP,在上面传送的数据单位是报文(Message),实际上就是现在的TPDU。随着ARPANET逐渐变成了Internet,子网的可靠性也就下降了,于是NCP就演变成了今天的TCP。与TCP配合使用的网络层协议是IP。TCP/IP是一组通信协议的代名词,是由一系列协议组成的协议簇。它本身指两个协议集:TCP为传输控制协议,IP为互连网络协议。TCP/IP协议是常见的一种协议,它主要包括下列协议:
        (1)远程登录协议(Telnet)。
        Telnet协议是用来登录到远程计算机上,并进行信息访问,通过它可以访问所有的数据库、联机游戏、对话服务以及电子公告牌,如同与被访问的计算机在同一房间中工作一样,但只能进行字符类操作和会话。
        (2)文件传输协议(FTP)。
        这是文件传输的基本协议,有了FTP协议就可将文件上传,也可从网上得到许多应用程序和信息(下载),有许多软件站点就是通过FTP协议来为用户提供下载任务的,俗称FTP服务器。最初的FTP程序是工作在Unix系统下的,而目前的许多FTP程序是工作在Windows系统下的。FTP程序除了完成文件的传送之外,还允许用户建立与远程计算机的连接,登录到远程计算机上,并可在远程计算机上的目录间移动。
        (3)简单邮件传输协议(SMTP)。
        SMTP是TCP/IP协议族的一个成员,这种协议认为计算机是永久连接在Internet上的,而且认为网络上的计算机在任何时候都是可以被访问的。它适用于永久连接在Internet的计算机,但无法使用通过SLIP/PPP协议连接的用户接收电子邮件。解决这个问题的办法是在邮件计算机上同时运行SMTP和POP协议的程序,SMTP负责邮件的发送和在邮件计算机上的分拣和存储,POP协议负责将邮件通过SLIP/PPP协议连接传送到用户的计算机上。
 
       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。
 
       栈
               栈的定义
               栈是只能在表的一端进行插入、删除的线性表。栈中允许插入、删除的一端称为栈顶,相反,栈中不允许插入、删除的一端称为栈底。处于栈顶位置的数据元素称为栈顶元素,不含任何数据元素的栈称为空栈。栈的特点为后进先出(Last In First Out, LIFO)。
               下图是一个栈的示意图,通常用指针top指示栈顶的位置,用指针bottom指向桟底。栈顶指针top动态反映栈的当前位置。
               
               栈的出入示意图
               栈的基本操作
               栈的基本操作主要有以下6种。
               .InitStack(&S):初始化操作,构造一个空栈S。
               .StackEmpty(S):若栈S为空栈,返回1,否则返回0。
               .Push(&S, e):插入元素e为新的栈顶元素。
               .Pop(&S,&e):删除S的栈顶元素,并用e返回其值。
               .GetTop(S,&e):用e返回S的栈顶元素。
               .ClearStack(&S):将S清为空栈。
               栈的顺序存储结构
               栈的顺序存储用向量作为栈的存储结构,向量S表示栈,m表示栈的大小,用指针top指向栈顶位置,S[top]表示栈顶元素,当在栈中进行插入、删除操作时,都要移动栈指针;而当top=m-1时,则栈满,当top=-1时,表示栈空。同时为了避免浪费空间可以采用双栈机制,即向量的两端为栈底。
               栈的顺序存储结构的C语言描述如下:
               
               栈的说明如下。
               .由于C语言的数组下标的范围从0至StackSize-1,初始化设置sq.top=-1。
               .栈空条件为sq.top=-1,栈满条件为sq.top=StackSize-1。
               .栈顶元素为sq.data[sq.top]。
               .元素压栈的规则为:在栈不满时,先改变栈顶指针(top=top+1),再压栈。出栈时,在桟非空时,先取栈顶元素的值,再修改栈顶指针(top=top-1)。
               .栈中元素的个数为当前栈顶指针加1。
               在顺序栈上实现基本操作的有关函数如下。
               1)初始化InitStack(SqStack *S)
               
               2)判空StackEmpty(SqStack S)
               
               3)压栈Push(SqStack *S, ElemType e)
               
               4)出栈Pop(SqStack *S, ElemType *e)
               
               5)取栈顶GetTop(SqStack *S, ElemType*e)
               
               6)清栈ClearStack(SqStack *S)
               
               栈的链式存储结构
               栈的链式存储也叫链栈,我们把插入和删除均在链表表头进行的链表称为链栈。链栈也分有头节点和无头节点两种。带头节点的链栈操作比较方便。
               链栈的节点类型定义如下:
               
               链栈的约定与说明如下。
               .栈以链表的形式出现,链表(不带头节点)首指针为S,即栈顶为S,链表尾节点为栈底。
               .初始化时,S=NULL(不带头节点);S=(LStack *),malloc(sizeof(LStack)),S→next=NULL(带头节点)。
               .栈顶指针的引用为S(不带头节点)或S→next(带头节点),栈顶元素的引用为S→data(不带头节点)或S→next→data(带头节点)。
               .栈空条件为S==NULL(不带头节点)或S→next=NULL(带头节点)。
               .进栈操作和出栈操作与单链表在开始节点的插入和删除操作一致。
               对不带头节点的链栈,其基本操作函数如下。
               1)初始化initstack(LStack *S)
               
               2)压栈(入栈)push(LStack *S, ElemType x)
               
               3)退栈(出栈)pop(LStack *S, ElemType *x)
               
               4)读栈顶元素gettop(LStack *S, ElemType *x)
               
               5)判栈空isempty(LStack *S)
               
               栈的应用
               栈具有广泛的应用,例如,求表达式的值及递归到非递归等。
               1)表达式求值
               在源程序编译中,若要把一个含有表达式的赋值语句翻译成正确求值的机器语言,首先应正确地解释表达式。例如,对赋值语句X=4+8×2-3;,其正确的计算结果应该是17,但若在编译程序中简单地按自左向右扫描的原则进行计算,则为:X=12×2-3=24-3=21。这个结果显然是错误的。因此,为了使编译程序能够正确地求值,必须事先规定求值的顺序和规则。通常采用运算符优先法。
               2)递归到非递归
               将一个递归算法转换为功能等价的非递归算法有很多方法,可以使用栈保存中间结果。其一般形式如下:
               
               例如,求n!的递归函数如下:
               
               使用转换成等价的非递归算法如下:
               
               其中,st[top][0]用于存放n值,st[top][1]用于存放n!值,在初始时,设置st[top][1]为0,表不n!尚未求出。
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第23题    在手机中做本题