中国四大发明家都是谁:第6章 资源子网高层协议

第6章资源子网高层协议

本章主要掌握的内容是：传输层协议TCP、FTP、DNS、HTTP等协议。

1．传输层TCP/UDP协议

（1）用户数据报协议UDP

UDP用户数据报只能提供不可靠的交付，但UDP在某些方面有其特殊的优，如：

●发送数据之前不需要建立连接（发送数据结束时也没有连接需要释放），因而减少了开销和发送数据之前的时延。

●UDP没有拥塞控制，也不保证可靠交付，因此主机不需要维持具有许多参数的、复杂的连接状态表。

●UDP用户数据报首部只有8个字节，比TCP的20个字符的首部要短。

●由于UDP没有拥塞控制，因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。

（2）传输控制协议TCP

TCP是TCP/IP体系中面向连接的传输层协议，它提供全双工的可靠交付的服务。传输连接的建立和释放是每一次面向连接的通信中必不可少的过程。

一般来说，TCP对应的是可靠性要求高的应用，而UDP对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。

TCP支付的应用协议主要有：Telnet、FTP、SMTP等；

UDP支持的应用层协议主要有：NFS（网络文件系统）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（主域名称系统）、TFTP（通用文件传输协议）等。

2．域名系统DNS协议

域名管理系统—DNS(Domain Name System)它在互联网的作用是：把域名转换成为网络可以识别的IP地址。因特网的域名系统DNS是一个联机分布式数据库系统，每台服务器都分配IP地址，互联网上的网站无穷多，用户不可能记住每个网站的IP地址，这就产生了方便记忆的域名管理系统DNS，来把用户输入的方便记忆的域名转换为要访问的服务器的IP地址。

DNS命名机制是层次型命名机制，即在主机命名时加入了层次型的结构，名字的层次对应于层次名字空间（Hierarchy Name Space）。这是一个规则的树形结构的名字空间。每个结点都有一个独立的结点名字；兄弟结点（同一父结点的各个子结点）不允许重名，而非兄弟结点可以重名，页结点通常用来代表主机。

DNS将整个网络的名字空间分成若干域。一个结点的域由该结点，以及该结点以下的名字空间组成。域是树状域名空间的一棵子树。每个域都有一个域名，域还可以进一步划分为子域。

（2）域名结构

通常Internet主机域名的一般格式是：主机名.单位名.类型.国家代码。DNS中不区分域名中的大小写。例如，域名：www.crtvu.edu.cn，它表示主机名：WWW，单位:中央广播电视大学，类型:教育，国家:中国。

顶级域名和子域名

（3）域名系统的组成

域名的解析：域名解析有两个方向，即从主机域名到IP地址的正向解析，从IP地址到主机域名的反向解析。

域名系统的组成：由解析器，域名服务器（本地域名服务器、根域名服务器、授权域名服务器）组成。

3．文件传输协议FTP

将文件从一个系统发送到另一个系统是网络功能的重要组成部分。用户要获得较快的传输速度，则使用文件传输协议，它包括文件传输协议（File Transfer Protocol，FTP）和简单文件传输协议（Trivial File Transfer Protocol，TFTP）。

FTP的应用目标主要有：在主机之间共享计算机程序或数据、让本地主机间接地使用远程计算机、向用户屏蔽不同主机中各种文件存储系统的细节、可靠、有效的传输数据。

4．远程终端协议TELNET

登录的概念：分时系统允许多个用户同时使用一台计算机，为了保证系统的安全和记帐方便，系统要求每个用户有单独的账号作为登录标识，系统还为用户指定了一个口令。用户在使用该系统之前要输入标识和口令，这个过程被称为“登录”。

远程登录的根本目的是使本地用户访问远程资源。远程登录是指用户使用Telnet命令，使自己的计算机，暂时成为远程主机的一个仿真终端的过程。Telnet协议是为Internet远程登陆服务的标准协议。应用Telnet协议，能够把本地用户所使用的计算机，变成远程主机系统的一个终端。

使用Telnet协议进行远程登录时，需要满足以下条件：在本地计算机上必须装有包含Telnet协议的客户程序；必须知道远程主机的IP地址或域名；必须知道登录标识与口令。

5．电子邮件协议

电子邮件是目前非常流行的应用程序，它应用的协议主要有：简单邮件传输协议（SMTP）、电子邮件的接收协议POP3、因特网报文访问协议IMAP4。

一个完整的Internet邮件地址由以下两个部分组成，格式如下：

LoginName@FullHostName.DomainName

即登录名@主机名.域名

简单邮件传输协议（SMTP）的目标是可靠高效地传送邮件，它独立于传送子系统而且仅要求一条可以保证传送数据单元顺序的通道。现在常用的邮件接收协议有两个，即POP3和IMAP4。其中POP3已成为因特网邮件接收标准协议。

6．万维网HTTP协议

HTTP协议（Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议）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（如文本先于图形）等。HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议。

7．动态主机地址配置协议DHCP

DHCP最重要的功能就是动态分配。除了IP地址，DHCP分组还为客户端提供其他的配置信息，比如子网掩码。这使得客户端无需用户动手就能自动配置连接网络。

本章练习题

一、是非题（请在括号内，正确的划√，错误的划×）

1．两端用户传输文件，应属于OSI参考模型中的传输层处理。（ ）

×

2．DHCP服务器能够用来解析计算机名与IP地址。（ ）

×

3．Internet的域名系统DNS被设计成为一个联机分布式数据库系统，并采用客户服务器模式。（ ）

√

4．三次握手过程是UDP协议中为了保证传递的可靠性而专门设立的一个过程。（ ）

×

5．DNS服务器能够将域名解析为IP地址。（ ）

√

二、填空题

1．__________是一个简单的远程终端协议。

Telnet

2．超文本传输协议（HTTP）是属于ISO/OSI参考模型中的__________层协议。

应用

3．构造一个TCP __________，由缓冲的数据和__________组成。为了保证可靠性，数据的每个字节都被一个数字所标识，由发送者按指定次序使用__________和__________来确保传输的可靠性和进行流量控制。

报文段 首部 三次握手 滑动窗口机制

三、简答题

1．简述TCP与UDP的主要区别

TCP和UDP都是传输层协议。其中TCP是一个面向连接的协议，允许从一台机器发出的字节流无差错地发往互联网上的其它机器。TCP还要处理流量控制，以避免快速发送方向低速接收方发送过多报文而使接收方无法处理。而UDP是一个不可靠的无连接协议，用于不需要TCP的排序和流量控制而自己完成这些功能的应用程序。

2．简述TCP/IP协议集的服务内容

TCP IP协议其实并非只有两个协议，而是多个协议的集合，也可以称为TCP/IP协议集。

TCP/IP协议集包括以下服务内容：

FTP 文件传送(File Transfer)、

RLogin 远程登录(Remote login)、

SMTP/POP3 电子邮件(Mail)、

NFS 网络文件系统(Network File System)、

远程打印(Remote Printing) 、

远程执行(Remote Execution) 、

名字服务器(Name Servers) 、

终端服务器(Terminal Servers)、

FTP 文件传送(File Transfer)，文件传送协议FTP(FileTransferProtocol)允许用户从一台计算机到另一台取得文件，或发送文件到另外一台计算机。

RLogin 远程登录(Remote login)，网络终端协议TELNET允许用户登录到网络上任一计算机上。你可启动一个远程进程连接到指定的计算机，直到进程结束，期间你所键入的内容被送到所指定的计算机。

SMTP/POP3 电子邮件(Mail)，SMTP允许你发送消息给其它计算机的用户。帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地。POP3允许用户从邮件服务器上把邮件下载到本地主机，同时也可以删除保存在邮件服务器上的邮件。

远程打印(Remote Printing)，允许你使用其它计算机上的打印机，好像这些打印机直接连到你的计算机上。

NFS 网络文件系统(Network File System)，这种访问另一计算机的文件的方法非常接近于流行的FTP。网络文件系统提供磁盘或设备服务，而无需特定的网络实用程序来访问另一系统的文件。

远程执行(Remote Execution)，允许你请求运行在不同计算机上的特殊程序。

名字服务器(Name Servers) ，通过访问名字服务器中的数据库系统以解决用户名、口令，姓名、网络地址、帐号等的管理。

终端服务器(Terminal Servers)，使用TELNET终端服务软件(或通过其它一些完成远程登录的协议)使到终端客户机连接到终端服务器上。

本章练习题

一、是非题（请在括号内，正确的划√，错误的划×）

1．两端用户传输文件，应属于OSI参考模型中的传输层处理。（ ）

×

2．DHCP服务器能够用来解析计算机名与IP地址。（ ）

×

3．Internet的域名系统DNS被设计成为一个联机分布式数据库系统，并采用客户服务器模式。（ ）

√

4．三次握手过程是UDP协议中为了保证传递的可靠性而专门设立的一个过程。（ ）

×

5．DNS服务器能够将域名解析为IP地址。（ ）

√

二、填空题

1．__________是一个简单的远程终端协议。

Telnet

2．超文本传输协议（HTTP）是属于ISO/OSI参考模型中的__________层协议。

应用

3．构造一个TCP __________，由缓冲的数据和__________组成。为了保证可靠性，数据的每个字节都被一个数字所标识，由发送者按指定次序使用__________和__________来确保传输的可靠性和进行流量控制。

报文段首部三次握手滑动窗口机制

三、简答题

1．简述TCP与UDP的主要区别

TCP和UDP都是传输层协议。其中TCP是一个面向连接的协议，允许从一台机器发出的字节流无差错地发往互联网上的其它机器。TCP还要处理流量控制，以避免快速发送方向低速接收方发送过多报文而使接收方无法处理。而UDP是一个不可靠的无连接协议，用于不需要TCP的排序和流量控制而自己完成这些功能的应用程序。

2．简述TCP/IP协议集的服务内容

TCP IP协议其实并非只有两个协议，而是多个协议的集合，也可以称为TCP/IP协议集。

TCP/IP协议集包括以下服务内容：

FTP 文件传送(File Transfer)、

RLogin 远程登录(Remote login)、

SMTP/POP3 电子邮件(Mail)、

NFS 网络文件系统(Network File System)、

远程打印(Remote Printing) 、

远程执行(Remote Execution) 、

名字服务器(Name Servers) 、

终端服务器(Terminal Servers)、

FTP 文件传送(File Transfer)，文件传送协议FTP(FileTransferProtocol)允许用户从一台计算机到另一台取得文件，或发送文件到另外一台计算机。

RLogin 远程登录(Remote login)，网络终端协议TELNET允许用户登录到网络上任一计算机上。你可启动一个远程进程连接到指定的计算机，直到进程结束，期间你所键入的内容被送到所指定的计算机。

SMTP/POP3 电子邮件(Mail)，SMTP允许你发送消息给其它计算机的用户。帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地。POP3允许用户从邮件服务器上把邮件下载到本地主机，同时也可以删除保存在邮件服务器上的邮件。

远程打印(Remote Printing)，允许你使用其它计算机上的打印机，好像这些打印机直接连到你的计算机上。

NFS 网络文件系统(Network File System)，这种访问另一计算机的文件的方法非常接近于流行的FTP。网络文件系统提供磁盘或设备服务，而无需特定的网络实用程序来访问另一系统的文件。

远程执行(Remote Execution)，允许你请求运行在不同计算机上的特殊程序。

名字服务器(Name Servers) ，通过访问名字服务器中的数据库系统以解决用户名、口令，姓名、网络地址、帐号等的管理。

终端服务器(Terminal Servers)，使用TELNET终端服务软件(或通过其它一些完成远程登录的协议)使到终端客户机连接到终端服务器上。

3．简述TCP/IP协议帧类型

网络上发送的所有TCP/IP协议帧都是下述三种类型之一：广播(broadcast)、多播(multicast )和单点播送(直接的，unicast)。

（1）Broadcast帧通过目标地址FFFFFFFFFFFF发送到网上的所有主机。网络上所有主机都响应这种类型的帧。

（2）Multicast 帧被交付给网络上的一组主机。每台主机必须通过注册多播地址，才能接受指定多播地址的帧。

（3）Unicast(直接的)帧是最常见的帧类型。这些帧交付给网络上的一个具体硬件地址。其他所有的主机将丢弃这个帧。

四、论述题

1．请根据你对IP协议的理解，讨论以下问题：

（1）Internet中没有两台或者两台以上的主机或路由器可以同时使用同一个IP地址。此论点正确吗？为什么？

答：正确的。理由：Internet网络层通过IP协议规定了连入网络的主机或路由器网络层(IP地址)编址方法与路由选择算法。IP协议要求每台连入Internet的主机或路由器至少有一个IP地址,并且这个IP地址在全网中是惟一的。

（2）连接在Internet中的一台主机或路由器只能有一个IP地址。此论点正确吗？为什么？

答：正确的。

1）IP地址是与主机或路由器在Internet中的连接方式相对应的。如果一台主机或路由器同时连接到两个或多个子网中，那么他就可以有两个或多个IP地址。

2）在Internet中允许一台主机或路由器的两个或多个IP地址。

3）如果一台主机或路由器同时有两个或多个IP地址，那么说明这台主机或路由器属于两个或多个逻辑网络。

（3）有一台主机的IP地址是“192.41.256.20”，你认为这个IP地址有没有错误？为什么？

答：这个IP地址是错误的。因为IP地址是由4个字节共32位二进制数组成，以点分十进制方式表示。4个字节的二进制数转换成四个十进制数，而每个数值要小于255（八位二进制）。而这个IP地址中出现了数值256（九位二进制），显然地违返了IP地址的编码规律，因此是错误的。