计算机网络练习题-OSI网络模型
年轻的战场歌词-
OSI
七层模型
OSI(Open
System
I
nterconnection)
，
开放式系统互联
参考模型
。是一个逻辑上的定义，
一个规范，它把
网络协议
从逻辑上分为了
7
层。每一层都有相关、相对应的
物理设备
，比
如常规的
路由器
是三层交换设备，
常规的
交换机
是二层
交换设备。
OSI
七层模型是一种框架
性的设计方法
，建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互
连时所遇到的兼容性问题，
其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输。
它的最大优点是将服务、
接口和协
议这三个
概念明确地区分开来，
通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实
现可靠的通讯。
●
减轻问题的复杂程度，一旦网络发
生故障，可迅速定位故障所处层次，便于查找和
纠错；
●
在各层分别定义标准接口，使具备
相同
对等层
的不同
网络设备
能实现互操作，各层
之间则相对独立，一种高层协议可放在多种低层协议上
运行；
●
能有效刺激网络技术革新，因为每次更新都可以在小范围内进行，不需对整个网络
动大手
术；
●
便于研究和教学
转发器、集线器、网桥、交换机、路由器和网关
比较
转发器、集线器、网桥、交换机、路由器和网关都是网络互连
设备。
转发器（
Repeater
）又被称为中继器或放大器，执行物理层协议，
负责第一层（物理层）的
数据中继，实现电气信号的“再生”。用于互连两个相
同类型的网段，主要功能是延伸网
段和改变传输媒体，从而实现信息位的转发。
它本身不执行信号的过滤功能。
集线器（
HUB
）是一种典型或称为特殊的转发器。它的作用可以简
单的理解为将一些机器连接起来
组成一个局域网。
它不具有智能处理能力，
处理
的数据只是电流而已，
它采用共享带宽的工作方式，
附
接端口的所有计算机采用
CSMA/CD
方式竞争带宽的使用，
任一时刻只能由两台计算机之间进行通信。
网桥（
Gate Bridge
）负责
第二层（数据链路层）的数据中继。互连
两个独立的、仅在低两层实现上有差异的子网。
交换机（
Switch
）是一种简化的网桥，互连相同类型的网络。它采
用独享带宽的工作方式。它
比集线器智能，网络上的数据是
MAC
地址的集合，
它能分辨出帧中的源
MAC
地址和目的
MAC
地址，因此可以在任意两个端口之
间建立联
系，但交换机并不懂得
IP
地址。
路由器（
Router
）负责第三层（网络
层）的数据中继。它能理解数
据中的
IP
地址，如果它接收到一个数据包，就检查其中的
IP
地址，如
果目标地
址是本地网络的就不理会，
如果是其他网络的，
就将数据包转发出本地网络。
它
的作用在于连
接相同或不同类型网络，
并且能找到网络中数据传输最合适的路径
即路由选择。
网关（
G
ateway
）负责第三层（网络层）以上的数据中继，实现不
同体系结构的网络协议转换，
它通常采用软件的方法实现，
并且
与特定的应用服
务一一对应。
比如：
O
SI
的文件传输服务
FTAM
和
TCP/IP
的文件传输服务
FTP
，
尽管二者都是文件传输但是由于所执行的协议不同不能直接进行通信，
而需要网
关将两个文件传输系统互连，达到相互进行文件传输的
目的。
交换机与路由器的主要区别体现在以下几个方面：
（
1
）工作
层次不同
交换机是工作在
< br>OSI/RM
体系结构的第二层（数据链路层）
，而路<
/p>
由器一开始就设计工作在
OSI
模型的网
络层。由于交换机工作在
OSI
的第二层
（数据链路层）
，
所以它的工作原理比较简单，
而路由器工作在
OSI
的第三层
（网
络层）
，可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更
加智能的转发决策。
（
2
）数据转发所依据的对象不同
交换机是利用物理地址或者说
MAC
地址来
确定转发数据的目的地
址。而路由器则是利用不同网络的
ID<
/p>
号（即
IP
地址）来确定数据转发的地址
。
IP
地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时
这些第三层的地址
也称为协议地址或者网络地址。
MAC
地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来
分配的，而且已经固化到了网
卡中去，一般来说是不可更改的。而
IP
地址则通
常由网络管理员或系统自动分配。
（
3
）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器
可以分割广播域
由交换
机连接的网段仍属于同一个广播域，
广播数据包会在交换机
连接
的所有网段上传播，
在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。
连接到路由
器上的网段会被分配成不同的广播域，
广播数据不会
穿过路由器。
虽然第三层以
上交换机具有
VLAN
功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通
信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。
（
4
）路由器提供了防火墙的服务
路由器仅仅转发特定地址的数据包，
不传送不支持路由协议的数据<
/p>
包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。
交换机一般用于
LAN-WAN
的连接
，
交换机归于网桥，
是数据链路
层的设
备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于
WAN-WAN
之间的
连接，
可以解决异性网络之间转发分组，
作用于网络层。
他们只是从一条线路上
接受输入分
组，
然后向另一条线路转发。
这两条线路可能分属于不同的网络
，
并
采用不同协议。相比较而言，路由器的功能较交换机要强大
，但速度相对也慢，
价格昂贵，
第三层交换机既有交换机线速转
发报文能力，
又有路由器良好的控制
功能，因此得以广泛应用。
CSMA/CD
CSMA/CD
（
Carrier
Sense Multiple Access with Collision Detection
）即带冲突检测的载波
监听多路访问技术。
在传
统的共享
以太网
中，
所有的节点共享<
/p>
传输介质
。
如何保证
传输介质
有序、高效地为许多
节点
提供传输服务，就是
以太网
的
介质访问
控制
协议要解决的问题。
CSMA/CD
控制方式的优点是：
原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位
，不需集中控制，不提
供优先级控制。但在网络负载增大时，发
送时间增长，发送效率急剧下降。
CSMA/CD
应用在
OSI
的第二层
数据链路层
它的工作原理是
:
发送数据前
先侦听信道是否空闲
,
若空闲，则立即发送数据。若信
道忙碌，
则等待一段
时间至信道中的信息传输结束后再发送数据；
若在上一段信息发送结束
< br>后，同时有两个或两个以上的节点都提出发送请求，则判定为冲突。若侦听到冲突
,
则立即
停止发送数据，等待一段随机时间
,
再重新尝试。
其原理简单总结
为：先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发
习题
1-03
试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换
的主要优缺点。
答：电路交换，它的主要特点是：①
在通话的全部时间内用
户独占分配的传输线路或信道带宽，即采用的是静态分配策
略；②
通信双方建立的通路中任何一点出现了故障，就会中
断通话，必须重新拨号建立连接，方可继续，这对十分紧急而
重要的通信是不利的。显然，这种交换技术适应模拟信号的数
据传输。然而在计算机网络中还可以传输数字信号。数字信号
通信与模拟信号通信的本质区别在于数字信号的离散性和可
储性。这些特性使得它在数据传输过程中不仅可以间断分时发
送，而且可以进行再加工、再处理。
③
计算机数据的产生往
往是“突发式”的，比如当用户用键盘输入数据和编辑文件时，
或计算机正在进行处理而未得出结果时，通信线路资源实际上
是空闲的，从而造成通信线路资源的极大浪费。据统计，在计
算机间的数据通信中，用来传送数据的时间往往不到
10%
甚
至
1%<
/p>
。另外，由于各异的计算机和终端的传输数据的速率各
不相同，采用电路交换就很难相互通信。
分组交换具有高效、灵活、可靠等优点。但传输时延较电路交
换要大，不适用于实时数据业务的传输。
报文交换传输时延最大。