计算机网络协议及体系结构研究

计算机网络协议及体系结构研究计算机网络协议及体系结构研究一、网络协议1.定义：计算机网络协议是计算机网络中进行数据交换和通信的规则和约定。a)传输层协议：TCP、UDP等；b)网络层协议：IP、ICMP、IGMP等；c)数据链路层协议：以太网协议、PPP协议等；d)应用层协议：HTTP、FTP、SMTP等。3.协议分层：a)物理层：传输原始比特流，如光纤、双绞线等；b)数据链路层：建立、维护和拆除数据链路，如ARP、RARP等；c)网络层：进行数据包的路由和转发，如IP地址、路由协议等；d)传输层：提供端到端的数据传输服务，如TCP的三次握手、UDP的数据报等；e)应用层：提供网络应用服务，如HTTP、FTP等。二、计算机网络体系结构1.定义：计算机网络体系结构是指计算机网络中各个层次及其相互关系的总体布局。2.体系结构模型：a)OSI模型：分为七层，从低到高分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层；b)TCP/IP模型：分为四层，从低到高分别为网络接口层、网络层、传输层和应用层。3.各层功能：a)物理层：传输原始比特流，实现数据链路的物理连接；b)数据链路层：建立、维护和拆除数据链路，进行帧的传输和差错控制；c)网络层：进行数据包的路由和转发，实现不同网络之间的通信；d)传输层：提供端到端的数据传输服务，保证数据完整性和可靠性；e)会话层：建立、管理和终止会话；f)表示层：进行数据转换、加密和压缩等操作；g)应用层：提供网络应用服务，如HTTP、FTP等。三、网络协议的实现1.协议实现方式：a)状态机：通过状态转换来实现协议的规定动作；b)事件驱动：根据网络事件来触发相应的处理函数；c)进程/线程：通过创建进程或线程来实现网络协议；d)套接字编程：通过套接字来实现网络通信。2.协议栈：将网络协议分层，每层实现相应的协议功能，层次之间通过接口进行通信。四、网络安全1.安全威胁：a)窃听：非法获取网络传输的数据；b)篡改：非法修改网络传输的数据；c)伪造：伪造数据进行网络攻击；d)拒绝服务：通过攻击使网络服务不可用。2.安全机制：a)加密：对数据进行加密处理，保证数据安全性；b)认证：验证通信双方的身份，防止伪造；c)访问控制：限制用户对网络资源的访问；d)安全协议：采用安全协议来保护网络通信。五、网络技术发展趋势1.5G技术：提高网络速度、降低延迟，支持更多设备接入；2.物联网：通过网络连接各种设备，实现智能化；3.云计算：将计算和存储资源集中在云端，实现资源共享；4.边缘计算：将计算和存储资源分布在网络边缘，降低延迟。以上是对计算机网络协议及体系结构研究的知识点进行归纳，希望对您的学习有所帮助。习题及方法：1.计算机网络中，哪一层负责将数据分成适当大小的数据包？b)数据链路层答案：c)网络层解题思路：网络层负责数据包的路由和转发，其中包括将数据包分成合适的大小以便于传输。2.在OSI模型中，哪一层负责建立、管理和终止会话？b)数据链路层答案：d)会话层解题思路：会话层负责建立、管理和终止会话，确保数据传输的连续性和有效性。3.以下哪一项不是计算机网络的安全威胁？d)数据备份答案：d)数据备份解题思路：数据备份是安全措施，而不是安全威胁。4.在TCP/IP模型中，哪一层负责提供端到端的数据传输服务？a)网络接口层答案：c)传输层解题思路：传输层负责提供端到端的数据传输服务，确保数据完整性和可靠性。5.请简述计算机网络协议分层的作用。答案：计算机网络协议分层的作用是为了实现网络中不同层次的通信需求，将复杂的网络通信划分为多个简单的层次，每个层次负责不同的功能，层次之间通过接口进行通信。这样可以降低网络通信的复杂性，提高网络的可扩展性和可维护性。6.请简述OSI模型和TCP/IP模型的区别。答案：OSI模型和TCP/IP模型都是计算机网络体系结构模型，用于描述网络中各个层次及其相互关系。OSI模型分为七层，从低到高分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层；而TCP/IP模型分为四层，从低到高分别为网络接口层、网络层、传输层和应用层。OSI模型更注重理论完整性和功能划分，而TCP/IP模型更注重实际应用和协议实现。7.请论述计算机网络体系结构中各层的功能及其相互关系。答案：计算机网络体系结构中，各层的功能及其相互关系如下：a)物理层：负责传输原始比特流，实现数据链路的物理连接。b)数据链路层：负责建立、维护和拆除数据链路，进行帧的传输和差错控制。c)网络层：负责进行数据包的路由和转发，实现不同网络之间的通信。d)传输层：负责提供端到端的数据传输服务，保证数据完整性和可靠性。e)会话层：负责建立、管理和终止会话。f)表示层：负责进行数据转换、加密和压缩等操作。g)应用层：负责提供网络应用服务，如HTTP、FTP等。各层通过接口进行通信，下层为上层提供服务，上层通过下层实现网络通信。8.请论述计算机网络协议的实现方式及其特点。答案：计算机网络协议的实现方式及其特点如下：a)状态机：通过状态转换来实现协议的规定动作，简单直观，易于实现。b)事件驱动：根据网络事件来触发相应的处理函数，灵活高效，适合处理复杂的网络事件。c)进程/线程：通过创建进程或线程来实现网络协议，可以实现并发处理，提高网络通信效率。d)套接字编程：通过套接字来实现网络通信，灵活简单，易于理解和使用。不同实现方式有不同的特点，可以根据实际需求选择合适的实现方式。以上是对计算机网络协议及体系结构研究的习题及方法，希望对您的学习有所帮助。其他相关知识及习题：一、网络设备1.请列举三种常见的网络设备，并简述它们的功能。a)路由器：实现数据包的路由和转发，连接不同网络。b)交换机：实现局域网内设备的通信，根据MAC地址转发帧。c)防火墙：实现网络安全防护，阻止非法访问和攻击。2.请解释什么是VLAN，并简述其作用。VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）是虚拟局域网，通过交换机实现局域网内设备的逻辑划分，提高网络性能和安全性。二、网络协议的标准化组织3.请列举两个负责计算机网络协议标准化的组织。a)国际标准化组织（ISO）b)互联网工程任务组（IETF）4.请简述TCP/IP协议簇的作用。TCP/IP协议簇是一组用于互联网通信的协议，包括IP、TCP、UDP等，负责数据传输、路由和应用服务。三、网络攻击与防护5.请列举三种常见的网络攻击手段，并简述其原理。a)DDoS攻击：通过大量恶意流量淹没目标服务器，使其不可用。b)钓鱼攻击：通过伪造邮件或网站诱骗用户泄露个人信息。c)中间人攻击：在通信双方之间拦截和篡改数据。6.请简述网络防护措施中“防火墙”的作用。防火墙用于阻止非法访问和攻击，通过制定安全策略对进出网络的数据进行检查和过滤。四、网络应用层协议7.请列举三种常见的网络应用层协议，并简述其作用。a)HTTP：用于互联网上的Web页面传输。b)FTP：用于互联网上的文件传输。c)SMTP：用于电子邮件的发送和接收。8.请解释什么是DNS，并简述其作用。DNS（DomainNameSystem）是域名系统，用于将域名解析为对应的IP地址，便于用户访问网站。五、网络技术的发展趋势9.请列举两项当前网络技术的发展趋势。a)5G技术：提高网络速度、降低延迟，支持更多设备接入。b)物联网（IoT）：通过网络连接各种设备，实现智能化。10.请解释什么是云计算，并简述其作用。云计算是一种通过网络提供计算资源、存储资源和应用服务的技术，实现资源共享和弹性扩展。总结：以上知识点涵盖了计算机网络协议及体系结构研究的主要内容，包括网络设备、网络协议的标准化组织、网络攻击与防护、网络应用层