計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)要點(diǎn)全解

1、第一學(xué)時(shí)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)一) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念、組成與功能 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連 接起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的硬件、軟件及資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。簡單的說即連接兩臺或多臺計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成(結(jié)構(gòu)) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類：1. 按網(wǎng)絡(luò)的分布范圍分類2. 按網(wǎng)絡(luò)的交換方式分類3. 按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類4. 按網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體分類資源子網(wǎng)：主機(jī) Host +終端Terminal，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理 通信子網(wǎng)：通信控制處理機(jī) (CCP)+通信線路，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信處理 CCP 在網(wǎng)

2、絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。廣域網(wǎng) WAN 、局域網(wǎng) LAN 、城域網(wǎng) MAN 電路交換、報(bào)文交換、分組交換 星形、總線、環(huán)形、樹形、網(wǎng)形 雙絞線、同軸電纜、光纖、無線5. 按網(wǎng)絡(luò)的信道分類 :窄帶、寬帶6. 按網(wǎng)絡(luò)的用途分類 :教育、科研、商業(yè)、企業(yè)4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作及相關(guān)組織 在制定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)方面，起著重大作用的兩大國際組織是：國際電報(bào)與電話咨詢 委員會( CCITT )，與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO) ，雖然它們工作領(lǐng)域不同，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā) 展，通信與信息處理之間的界限開始變得比較模糊，這也成了CCITT 和 ISO 共同關(guān)心的領(lǐng)域。 1983年， ISO 發(fā)布了著名的 ISO

3、/IEC 7498 標(biāo)準(zhǔn)，它定義了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的 7層框架，也就 是開放式系統(tǒng)互連參考模型。International Telegraph and Telephone Consultative Committee (CCITT) CCITT 改名為 ITU-T,ITU 的一個(gè)分支。制訂因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過以下的四個(gè)階段因特網(wǎng)草案(In ternet Draft)在這個(gè)階段還不是 RFC文檔。 建議標(biāo)準(zhǔn)( Proposed Standard) 從這個(gè)階段開始就成為 RFC 文檔。 草案標(biāo)準(zhǔn)( Draft Standard)。因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)( Internet Standard)。Request For

4、 Comments (RFC) ，是一系列以編號排定的文件。文件收集了有關(guān)因特網(wǎng)相 關(guān)資訊， 以及 UNIX 和因特網(wǎng)社群的軟件文件。 目前 RFC 文件是由 Internet Society(ISOC) 所贊助發(fā)行。The Internet Engineering Task Force (IETF) develops and promotes Internet standards, cooperating closely with the W3C and ISO/IEC standard bodies and dealing in particular with standards of t

5、he TCP/IP and Internet protocol suite.互聯(lián)網(wǎng)工程工作小組(In ternet En gi neeri ng Task Force，IETF )負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā) 和推動(dòng)。IETF 由 In ternet Architecture Board (IAB)監(jiān)督，IAB 向互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會 (I nternet Society ,ISOC) 負(fù)責(zé)。（二） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與參考模型 1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)：所謂網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) （Architecture） 就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各層次及其協(xié)議的集合。 層次結(jié)構(gòu)一 般以垂直分層模型來表示。層次結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)：1）除了在物理媒體上進(jìn)

6、行的是實(shí)通信之外，其余各對等實(shí)體間進(jìn)行的都是虛通信。2）對等層的虛通信必須遵循該層的協(xié)議。3）n 層的虛通信是通過 n/n-1 層間接口處 n-1 層提供的服務(wù)以及 n-1 層的通信（通常也是 虛通信）來實(shí)現(xiàn)的。層次結(jié)構(gòu)劃分的原則：1）每層的功能應(yīng)是明確的， 并且是相互獨(dú)立的。 當(dāng)某一層的具體實(shí)現(xiàn)方法更新時(shí)， 只要 保持上、下層的接口不變，便不會對鄰居產(chǎn)生影響。2）層間接口必須清晰，跨越接口的信息量應(yīng)盡可能少。3）層數(shù)應(yīng)適中。若層數(shù)太少，則造成每一層的協(xié)議太復(fù)雜；若層數(shù)太多，則體系結(jié)構(gòu)過 于復(fù)雜，使描述和實(shí)現(xiàn)各層功能變得困難。網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：1）以功能作為劃分層次的基礎(chǔ)。2）第n層的實(shí)

7、體在實(shí)現(xiàn)自身定義的功能時(shí)，只能使用第n-1層提供的服務(wù)。3）第n層在向第n+1層提供的服務(wù)時(shí)，此服務(wù)不僅包含第 n層本身的功能，還包含由下 層服務(wù)提供的功能。4）僅在相鄰層間有接口，且所提供服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對上一層完全屏蔽。2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、接口、服務(wù)等概念協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定與標(biāo)準(zhǔn)； 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素：語義、語法與時(shí)序 語義：用于解釋比特流的每一部分的意義； 語法：語法是用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式，以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的順序的意義； 時(shí)序：事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。接口接口是同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間交換信息的連接點(diǎn) ; 同一個(gè)結(jié)點(diǎn)的相鄰層之間存在著明確規(guī)定的接口，低層向高

8、層通過接口提供服務(wù);只要接口條件不變、低層功能不變，低層功能的具體實(shí)現(xiàn)方法與技術(shù)的變化不會影響 整個(gè)系統(tǒng)的工作。服務(wù)服務(wù)定義詳細(xì)地說明了各層所提供的服務(wù)； 某一層的服務(wù)就是該層及其以下各層的一種能力； 低層的服務(wù)是通過接口向上一層提供的 ;各層所提供的服務(wù)與這些服務(wù)是如何實(shí)現(xiàn)的無關(guān)； 定義了層與層之間的接口與各層使用的原語，但不涉及接口是具體實(shí)現(xiàn)的。3 ISO/OSI 參考模型和 TCP/IP 模型（重點(diǎn)）開放系統(tǒng)互連 （Open System Interconnection） 基本參考模型是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 （ISO） 制定的標(biāo)準(zhǔn)化開放式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型，又稱ISOs OSI參考模型。

9、開放”這個(gè)詞表示能使任何兩個(gè)遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行互連?！?OSI/RM是英文 “ Open Systems Interconnection Referenee Model 的縮寫?！監(jiān)SI將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)(architecture)戈卩分為以下七層：7 應(yīng)用層Application Layer6 表示層Presentation Layer5 會話層Session Layer4 傳輸層 Tran sport Layer3 網(wǎng)絡(luò)層Network Layer2數(shù)據(jù)鏈路層 Data Link Layer1 物理層Physical LayerNetwork Conn ectionsHos

10、tARoute一*RoutEHostBStack ConnectiorisApplication *-* + *-* + *-*+ AppitcafjonPeer-to-peer|Transport* IransportIIInternetInterrbetinteFn-etInternetI Illi IUnkLinkLiinJkLint對OSI參考模型的評價(jià)層次數(shù)量與內(nèi)容選擇不是很好，會話層很少用到，表示層幾乎是空的，數(shù)據(jù)鏈路層與 網(wǎng)絡(luò)層有很多的子層插入；OSI參考模型將“服務(wù)”與“協(xié)議”的定義結(jié)合起來，使得參考模型變得格外復(fù)雜， 實(shí)現(xiàn)困難；尋址、流控與差錯(cuò)控制在每一層里都重復(fù)出現(xiàn)，降低系

11、統(tǒng)效率； 數(shù)據(jù)安全性、加密與網(wǎng)絡(luò)管理在參考模型的設(shè)計(jì)初期被忽略了； 參考模型的設(shè)計(jì)更多是被通信的思想所支配，不適合于計(jì)算機(jī)與軟件的工作方式； 嚴(yán)格按照層次模型編程的軟件效率很低。OSI參考模型TCP/IP參考模型應(yīng)用層應(yīng) 用 層表 示 層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)層數(shù)據(jù)鏈路層主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層物理層對TCP/IP參考模型評價(jià)在服務(wù)、接口與協(xié)議的區(qū)別上不很清楚，一個(gè)好的軟件工程應(yīng)該將功能與實(shí)現(xiàn)方法區(qū) 分開，參考模型不適合于其它非TCP/IP協(xié)議族；TCP/IP參考模型的主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層本身并不是實(shí)際的一層；物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的劃分是必要和合理的，但是TCP/IP參考模型卻沒有做到這點(diǎn)。第二學(xué)時(shí)：物理層（

12、一）通信基礎(chǔ) 1信道、信號、寬帶、碼元、波特、速率等基本概念：信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程中電信號的表示形式。多路復(fù)用技術(shù)及其分類（FDM和TDM、WDM ）:多路復(fù)用技術(shù)就是把許多個(gè)單個(gè)信號在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸?shù)募夹g(shù)。頻分多路復(fù)用 FDM和時(shí)分多路復(fù)用 TDM是兩種最常用的多路復(fù)用技術(shù)。1頻分多路復(fù)用 FDM技術(shù)原理在物理信道的可用帶寬超過單個(gè)原始信號所需帶寬情況下，可將該物理信道的總帶寬 分割成若干個(gè)與傳輸單個(gè)信號帶寬相同（或略寬）的子信道，每個(gè)子信道傳輸一路信號，這就是步分多路復(fù)用。多路原始信號在步分復(fù)用前，先要通過頻譜搬移技術(shù)將各路信號的頻譜搬移到物理信 道頻譜的不同段上，使各信號的帶寬不相互

13、重疊，然后用不同的頻率調(diào)制每一個(gè)信號，每 個(gè)信號要一個(gè)樣以它的載波頻率為中心的一定帶寬的通道。為了防止互相干擾，使用保護(hù) 帶來隔離每一個(gè)通道。2時(shí)分多路復(fù)用 TDM技術(shù)原理若媒體能達(dá)到的位傳輸速率超過傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率，可采用時(shí)分多路復(fù)用 TDM技術(shù)，即將一條物理信道按時(shí)間分成若干個(gè)時(shí)間片輪流地分配給多個(gè)信號使用。每一 時(shí)間片由復(fù)用的一個(gè)信號占用，這樣，利用每個(gè)信號在時(shí)間上的交叉，就可以在一條物理 信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號。時(shí)分多路復(fù)用 TDM不僅局限于傳輸數(shù)字信號，也可同時(shí)交叉?zhèn)鬏斈M信號。 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)（DTE、DCE和信道）。數(shù)據(jù)通信方式及串行通信的分類（單工、半雙工、全

14、雙工）：1并行通信方式并行通信傳輸中有多個(gè)數(shù)據(jù)位，同時(shí)在兩個(gè)設(shè)備之間傳輸。發(fā)送設(shè)備將這些數(shù)據(jù)位通 過對應(yīng)的數(shù)據(jù)線傳送給接收設(shè)備，還可附加一位數(shù)據(jù)校驗(yàn)位。接收設(shè)備可同時(shí)接收到這些 數(shù)據(jù)，不需要做任何變換就可直接使用。并行方式主要用于近距離通信。計(jì)算機(jī)內(nèi)的總線 結(jié)構(gòu)就是并行通信的例子。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，處理簡單。2. 串行通信方式串行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)是一位一位地在通信線上傳輸?shù)模扔删哂袔孜豢偩€的計(jì)算機(jī) 內(nèi)的發(fā)送設(shè)備，將幾位并行數(shù)據(jù)經(jīng)并-串轉(zhuǎn)換硬件轉(zhuǎn)換成串行方式，再逐位經(jīng)傳輸線到達(dá)接收站的設(shè)備中，并在接收端將數(shù)據(jù)從串行方式重新轉(zhuǎn)換成并行方式，以供接收方使用。串 行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫炔⑿袀?/p>

15、輸慢得多，但對于覆蓋面極其廣闊的公用電話系統(tǒng)來說具有 更大的現(xiàn)實(shí)意義。3串行通信的方向性結(jié)構(gòu)串行數(shù)據(jù)通信的方向性結(jié)構(gòu)有三種，即單工、半雙工和全雙工。單工數(shù)據(jù)傳輸只支持?jǐn)?shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸；半雙工數(shù)據(jù)傳輸允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上傳輸，但是，在某一時(shí)刻，只允許數(shù)據(jù)在一個(gè) 方向上傳輸，它實(shí)際上是一種切換方向的單工通信；全雙工數(shù)據(jù)通信允許數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸，因此，全雙工通信是兩個(gè)單工通信 方式的結(jié)合，它要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備都有獨(dú)立的接收和發(fā)送能力。數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐郊夹g(shù)，信源與信宿，編碼與調(diào)制.2 奈奎斯特定理與香農(nóng)定理奈奎斯特準(zhǔn)則：二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號的最大數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與通信信道帶寬B (B=f,

16、單位Hz )的關(guān)系為Rmax=2 f ( bps);香農(nóng)定理：在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與信道帶寬B，信噪比S/N的關(guān)系為Rmax = B Iog2 (1+S/N) S/N 為信噪比；3 信源與信宿4 編碼與調(diào)制5數(shù)據(jù)交換技術(shù)分類及特點(diǎn)，主要是電路交換、報(bào)文交換與分組交換的區(qū)別和聯(lián)系 數(shù)據(jù)經(jīng)編碼后在通信線路上進(jìn)行傳輸，按數(shù)據(jù)傳送技術(shù)劃分，交換網(wǎng)絡(luò)又可分為電路 交換網(wǎng)、報(bào)文交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)。電路交換的工作原理電路交換的三個(gè)過程1）電路建立：在傳輸任何數(shù)據(jù)之前，要先經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端的電路。2）數(shù)據(jù)傳輸：電路建立以后，數(shù)據(jù)就可以從一端發(fā)送到另一端在整個(gè)數(shù)據(jù)

17、傳輸過程中， 所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)。3）電路拆除：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方發(fā)出拆除請求，然后逐節(jié)拆除到對方節(jié)點(diǎn)。電路交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及其特點(diǎn)1）優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會丟失且保持原來的序列。2）缺點(diǎn)： 在某些情況下， 電路空閑時(shí)的信道容易被浪費(fèi)： 在短時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)電路建立 和拆除所用的時(shí)間得不償失。因此，它適用于系統(tǒng)間要求高質(zhì)量的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。3）特點(diǎn)： 在數(shù)據(jù)傳送開始之前必須先設(shè)置一條專用的通路。在線路釋放之前， 該通路由一對用戶完全占用。對于猝發(fā)式的通信，電路交換效率不高。報(bào)文交換的工作原理問題的提出：當(dāng)端點(diǎn)間交換的數(shù)據(jù)具有隨機(jī)性和突發(fā)性時(shí)，采用電路交換方法的

18、缺點(diǎn) 是信道容量和有效時(shí)間的浪費(fèi)。采用報(bào)文交換則不存在這種問題。報(bào)文交換原理報(bào)文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報(bào)文，報(bào)文就是站點(diǎn)一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長度 不限且可變。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送報(bào)文時(shí)，它將一個(gè)目的地址附加到報(bào)文上，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào) 文上的目的地址信息，把報(bào)文發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，一直逐個(gè)節(jié)點(diǎn)地轉(zhuǎn)送到目的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到整個(gè)報(bào)文并檢查無誤后，就暫存這個(gè)報(bào)文，然后利用路由信息找出下 一個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址，再把整個(gè)報(bào)文傳送給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。因此，端與端之間無需先通過呼叫建 立連接。一個(gè)報(bào)文在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的延遲時(shí)間，等于接收報(bào)文所需的時(shí)間加上向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所 需的排隊(duì)延遲時(shí)間之和。報(bào)文交換的特點(diǎn)1）報(bào)文從源點(diǎn)傳送

19、到目的地采用 存儲 -轉(zhuǎn)發(fā) 方式，在傳送報(bào)文時(shí)，一個(gè)時(shí)刻僅占用一 段通道。2）在交換節(jié)點(diǎn)中需要緩沖存儲，報(bào)文需要排隊(duì)，故報(bào)文交換不能滿足實(shí)時(shí)通信的要求。3. 報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)1）電路利用率高。 由于許多報(bào)文可以分時(shí)共享兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通道，所以對于同樣的通信量來說，對電路的傳輸能力要求較低。2）在電路交換網(wǎng)絡(luò)上， 當(dāng)通信量變得很大很大時(shí)， 就不能接受新的呼叫。 而在報(bào)文交換 網(wǎng)絡(luò)上，通信量大時(shí)仍然可以接收報(bào)文，不過傳送延遲會增加。3）報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地，而電路交換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點(diǎn)。4）報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。報(bào)文交換的缺點(diǎn)1）不能滿足實(shí)時(shí)或交互式的通信要求，

20、報(bào)文經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間長且不定。而且2）有時(shí)節(jié)點(diǎn)收到過多的數(shù)據(jù)而無空間存儲或不能及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，就不得不丟棄報(bào)文，發(fā)出的報(bào)文不按順序到達(dá)目的地。分組交換的工作原理 分組交換是報(bào)文交換的一種改進(jìn)，它將報(bào)文分成若干個(gè)分組，每個(gè)分組的長度有一個(gè) 上限，有限長度的分組使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的存儲能力降低了，分組可以存儲到內(nèi)存中，提 高了交換速度。它適用于交互式通信，如終端與主機(jī)通信。分組交換有虛電路分組交換和 數(shù)據(jù)報(bào)分組交換兩種。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。6虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)1.虛電路分組交換原理與特點(diǎn) 在虛電路分組交換中，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間要先建一條 邏輯通路。每個(gè)分組除

21、了包含數(shù)據(jù)之外還包含一個(gè)虛電路標(biāo)識符。在預(yù)先建好的路徑上的 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道把這些分組引導(dǎo)到哪里去，不再需要路由選擇判定。最后，由某一個(gè)站用 清除請求分組來結(jié)束這次連接。它之所以是 “虛 ”的，是因?yàn)檫@條電路不是專用的。虛電路分組交換的主要特點(diǎn)是：在數(shù)據(jù)傳送之前必須通過虛呼叫設(shè)置一條虛電路。但 并不像電路交換那樣有一條專用通路，分組在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上仍然需要緩沖，并在線路上進(jìn)行 排隊(duì)等待輸出。2.數(shù)據(jù)報(bào)分組交換原理與特點(diǎn) 在數(shù)據(jù)報(bào)分組交換中，每個(gè)分組的傳送是被單獨(dú)處理的。每個(gè)分組稱為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)， 每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身攜帶足夠的地址信息。一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)后，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)中的地址 信息和節(jié)點(diǎn)所儲存的路由信息

22、，找出一個(gè)合適的出路，把數(shù)據(jù)報(bào)原樣地發(fā)送到下一節(jié)點(diǎn)。 由于各數(shù)據(jù)報(bào)所走的路徑不一定相同，因此不能保證各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)按順序到達(dá)目的地，有的 數(shù)據(jù)報(bào)甚至?xí)型緛G失。整個(gè)過程中，沒有虛電路建立，但要為每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)做路由選擇。（二）傳輸介質(zhì)1雙絞線、同軸電纜、光纖與無線傳輸介質(zhì)， 物理層接口的特性：傳輸媒體是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸媒 體分有線和無線兩大類。傳輸媒體的特性對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量有很大影響，這些特征是：物理特性：說明傳輸媒體的特性。傳輸特性：包括是使用模擬信號發(fā)送還是使用數(shù)字信號發(fā)送、調(diào)制技術(shù)、傳輸容量 及傳輸頻率范圍。連通性：采用點(diǎn)到點(diǎn)連接還是多點(diǎn)連接。地

23、理范圍：在不用中間設(shè)備并將失真限制在允許范圍內(nèi)的情況下，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所允許 的最大距離。抗干擾性：防止噪音、電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù)影響的能力。相對價(jià)格：包括元件、安裝和維護(hù)等價(jià)格。1)雙絞線 (TP)- 由螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導(dǎo)線組成。雙絞線一般分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最常用的是第三類和第五類非屏蔽雙絞線。物理特性：銅質(zhì)線芯，傳導(dǎo)性能良好。傳輸特性：可用于傳輸模擬信號和數(shù)字信號，對于模擬信號，約5-6公里需要一個(gè)放大器；對于數(shù)字信號，約2-3 公里需要一個(gè)中繼器。雙絞線的帶寬達(dá)268kHz 。對于模擬信號，可用頻分多路復(fù)用技術(shù)把它分成 24 路來傳輸音頻模擬信

24、號，根據(jù)目前 的Modem技術(shù)，若使用移相鍵控法PSK，每路可達(dá)9600bps以上，這樣，在一條 24路的雙絞線上，總傳輸率可達(dá)230kbps。對于數(shù)字信號，使用 T1線路總傳輸率可達(dá)1.544Mbps。達(dá)到更高傳輸率也是可能的， 但與距離有關(guān)。對于局域網(wǎng)(10BASE-T和100BASE-T總線)，傳輸速率可達(dá)10M bps-100M bps。常用的 3類雙絞線和5類雙絞線電纜均由 4對雙絞線組成，3類雙絞線傳輸速率可達(dá) 10M bps, 5 類雙絞線傳輸速率可達(dá) 100 M bps。但與距離有關(guān)。連通性：可用于點(diǎn)到點(diǎn)連接或多點(diǎn)連接。地理范圍：對于局域網(wǎng)，速率100Kbps,可傳輸1公里；速

25、率10Mbps-100Mbps,可傳輸100米?？垢蓴_性：低頻(10kHz以下)抗干擾性能強(qiáng)于同軸電纜，高頻(10-100kHz)抗干擾性能弱于同軸電纜。相對價(jià)格：比同軸電纜和光纖便宜得多。2)同軸電纜 -由繞同一軸線的兩個(gè)導(dǎo)體所組成，被廣泛用于局域網(wǎng)中。為保持同軸電纜 的正確電氣特性，電纜必須接地，同時(shí)兩頭要有端接器來削弱信號反射作用。物理特性：單根同軸電纜直徑約為1.02-2.54cm，可在較寬頻范圍工作。傳輸特性：基帶同軸電纜僅用于數(shù)字傳輸，阻抗為50 Q，并使用曼徹斯特編碼，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá) 10Mbps。寬帶同軸電纜可用于模擬信號和數(shù)字信號傳輸，阻抗為75Q,對于模擬信號，帶寬可

26、達(dá) 300-450MHz 。在 CATV 電纜上，每個(gè)電視通道分配 6MHz 帶寬， 而廣播通道的帶寬要窄得多，因此，在同軸電纜上使用頻分多路復(fù)用技術(shù)可以支持大量的 視、音頻通道?；鶐?50連通性：可用于點(diǎn)到點(diǎn)連接或多點(diǎn)連接。地理范圍：基帶同軸電纜的最大距離限制在幾公里；寬帶電纜的最大距離可以達(dá)幾 十公里?？垢蓴_性：能力比雙絞線強(qiáng)。相對價(jià)格：比同軸電纜貴，比光纖便宜。3) 光纖 -由能傳導(dǎo)光波的石英玻璃纖維外加保護(hù)層構(gòu)成的。光纖具有寬帶、數(shù)據(jù)傳輸 率高、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。按使用的波長區(qū)的不同分為單模和多模光纖通 信方式。物理特性： 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中均采用兩根光纖(一來一去 )組成傳

27、輸系統(tǒng)。 按波長范圍可分為三種：0.85um 波長(0.8-0.9um)、1.3um 波長(1.25-1.35um)和 1.55um 波長區(qū)(1.53-1.58um)。 不同的波長范圍光纖損耗特性也不同，其中0.85um波長區(qū)為多模光纖通信方式，1.55um波長區(qū)為單模光纖通信方式， 1.3um 波長區(qū)有多模和單模兩種方式。傳輸特性：光纖通過內(nèi)部的全反射來傳輸一束經(jīng)過編碼的光信號，內(nèi)部的全反射可 以在任何折射指數(shù)高于包層媒體折射指數(shù)的透明媒體中進(jìn)行。實(shí)際上光纖作為頻率范圍從1014-1015Hz 的波導(dǎo)管，這一范圍覆蓋了可見光譜和部分紅外光譜。光纖的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá) Gbps 級，傳輸距離達(dá)數(shù)十

28、公里。目前，一條光纖線路上只能傳輸一個(gè)載波，隨著技術(shù)進(jìn)一 步發(fā)展，會出現(xiàn)實(shí)用的多路復(fù)用光纖。連通性：采用點(diǎn)到點(diǎn)連接還是多點(diǎn)連接。地理范圍： 可以在 6-8 公里的距離內(nèi)不用中繼器傳輸， 因此光纖適合于在幾個(gè)建筑物 之間通過點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接局域網(wǎng)。抗干擾性：不受噪聲或電磁影響，適宜在長距離內(nèi)保持高數(shù)據(jù)傳輸率，而且能夠提 供良好的安全性。）相對價(jià)格：目前價(jià)格比同軸電纜和雙絞線都貴。4）無線傳輸媒體1）微波通信：載波頻率為 2GHZ至40GHZ。頻率高，可同時(shí)傳送大量信息；由于微波 是沿直線傳播的，故在地面的傳播距離有限。2）衛(wèi)星通信：是利用地球同步衛(wèi)星作為中繼來轉(zhuǎn)發(fā)微波信號的一種特殊微波通信形式。

29、 衛(wèi)星通信可以克服地面微波通信距離的限制，三個(gè)同步衛(wèi)星可以覆蓋地球上全部通信區(qū)域。3）紅外通信和激光通信：和微波通信一樣，有很強(qiáng)的方向性，都是沿直線傳播的。但紅 外通信和激光通信要把傳輸?shù)男盘柗謩e轉(zhuǎn)換為紅外光信號和激光信號后才能直接在空間沿 直線傳播。微波、紅外線和激光都需要在發(fā)送方和接收方之間有一條視線通路，故它們統(tǒng)稱為視 線媒體。2. 物理層接口的特性 物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即： 機(jī)械特性：指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等。 電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。 功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何

30、種意義。 過程特性：指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。（三）物理層設(shè)備 中繼器、集線器 中繼器將輸入信號增強(qiáng)放大的模擬設(shè)備，簡單的延長通信介質(zhì)的距離。 集線器具有兩個(gè)功能， 第一， 實(shí)現(xiàn)中繼功能 （它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多端口的中繼器） ；第二， 匯接多臺主機(jī)，因此，它被形象地稱為 Hub 。第三學(xué)時(shí)： 數(shù)據(jù)鏈路層（一）數(shù)據(jù)鏈路層的功能 鏈路管理，幀定界，流量控制，差錯(cuò)控制，將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開，透明傳輸，尋 址等主要功能。鏈路（Link）是一條無源的點(diǎn)到點(diǎn)的物理線路段，中間沒有任何其它的交換結(jié)點(diǎn)。 一條鏈路只是一條通路的一個(gè)組成部分。數(shù)據(jù)鏈路（data link）除了物理線路外，還必須有通

31、信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若 把實(shí)現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路?，F(xiàn)在最常用的方法是使用 適配器（即網(wǎng)卡）來實(shí)現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件。一般的適配器都包括了數(shù)據(jù)鏈路層和物 理層這兩層的功能。（二）組幀封裝成幀（framing ）就是在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，然后就構(gòu)成了一個(gè) 幀。確定幀的界限，首部和尾部的一個(gè)重要作用就是進(jìn)行幀定界。（三）差錯(cuò)控制檢錯(cuò)編碼和糾錯(cuò)編碼1. 差錯(cuò)編碼為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，在?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，必須采用各種差錯(cuò)檢測措施。 廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗(yàn) CRC的檢錯(cuò)技術(shù)。2. 糾錯(cuò)編碼不考（四）流量控制與可靠傳輸機(jī)制.流量控制1 可靠傳輸與

32、滑動(dòng)窗口機(jī)制（五）介質(zhì)訪問控制1信道劃分介質(zhì)訪問控制頻分多路復(fù)用、時(shí)分多路復(fù)用、波分多路復(fù)用、碼分多路復(fù)用2隨機(jī)訪問介質(zhì)訪問控制純 ALOHA 協(xié)議 當(dāng)傳輸點(diǎn)有數(shù)據(jù)需要傳送的時(shí)候，它會向立即向通訊頻道傳送。 接收點(diǎn)在收到數(shù)據(jù)后，會 ACK 傳輸點(diǎn)。如果接收的數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤，接收點(diǎn)會向傳輸點(diǎn)發(fā)送 NACK 。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)傳輸點(diǎn)同時(shí)向頻道傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，會發(fā)生沖突，這種情況下，兩個(gè) 點(diǎn)都停止一段時(shí)間后，再次嘗試傳送。改進(jìn)的 ALOHA 協(xié)議 改進(jìn)之處在于，它把頻道在時(shí)間上分段，每個(gè)傳輸點(diǎn)只能在一個(gè)分段的開始處進(jìn)行傳 送。每次傳送的數(shù)據(jù)必須少于或者等于一個(gè)頻道的一個(gè)時(shí)間分段。這樣很大的減少了傳輸 頻

33、道的沖突。CSMA 用載波偵聽多路訪問（ CSMA ）時(shí)，有時(shí)盡管已偵聽信道空閑，但由于信道傳播遲延的 原因，前面已發(fā)送的數(shù)據(jù)尚未到達(dá)對方，因此發(fā)送的數(shù)據(jù)仍會發(fā)生沖突。 CSMA/CD 是對 CSMA 方式的進(jìn)一步改進(jìn)。 它是在偵聽信道空閑后， 在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)同時(shí)進(jìn)行沖突檢測 （CD ）， 如果在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中檢測到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待一些時(shí)間，再重復(fù)發(fā)送。CSMA/CD具有沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問 CSMA/CD 采用隨機(jī)訪問和競爭技術(shù)，這種技術(shù)只 用于總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。 CSMA/CD 結(jié)構(gòu)將所有的設(shè)備都直接連到同一條物理信道上,該信道負(fù)責(zé)任何兩個(gè)設(shè)備之間的全部數(shù)據(jù)傳送， 因此

34、稱信道是以 “多路訪問 ”方式進(jìn)行操作的。 站 點(diǎn)以幀的形式發(fā)送數(shù)據(jù)，幀的頭部含有目的和源點(diǎn)的地址。幀在信道上以廣播方式傳輸， 所有連接在信道上的設(shè)備隨時(shí)都能檢測到該幀。當(dāng)目的地站點(diǎn)檢測到目的地址為本站地址 的幀時(shí)，就接收幀中所攜帶的數(shù)據(jù)，并按規(guī)定的鏈路協(xié)議給源站點(diǎn)返回一個(gè)響應(yīng)。采用這種操作方法時(shí)，在信道上可能有兩個(gè)或更多的設(shè)備在同一瞬間都會發(fā)送幀，從 而在信道上千萬幀的重疊而出現(xiàn)并有差錯(cuò)，這種現(xiàn)象稱為沖突。為減少這種沖突，源站點(diǎn) 在發(fā)送幀之前，首先要監(jiān)聽信道上是否有其它站點(diǎn)發(fā)送的載波信號（即進(jìn)行 “載波監(jiān)聽 ”，）若監(jiān)聽到信道上有載波信號則推遲發(fā)送，直到信道恢復(fù)到安靜（空閑 ）為止。另外，還

35、要采用邊發(fā)送邊監(jiān)聽的技術(shù) （即 “沖突檢測 ”，）若監(jiān)聽到干擾信號，就表示檢測到?jīng)_突，于是就要立即 停止發(fā)送。為了確保沖突的其它站點(diǎn)知道發(fā)生了沖突，首先在短時(shí)間里持續(xù)發(fā)送一串阻塞 （Jam）碼,卷入沖突的站點(diǎn)則等待一隨機(jī)時(shí)間，然后準(zhǔn)備重發(fā)受到?jīng)_突影響的幀。這種技術(shù)對 發(fā)生沖突的傳輸能迅速發(fā)現(xiàn)并立即停止發(fā)送 ,因此能明顯減少沖突次數(shù)和沖突時(shí)間。CSMA/CA 載波檢測多路存取/碰撞避免 （Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance,CSMA/CA ） 是802.11無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中采用的媒體存取控制（Media Access Control

36、, MAC） 方式。和以太網(wǎng) MAC 層采用的 CSMA/CD 不同的原因是： 無線的環(huán)境、 不容易確實(shí)的偵測是 否有碰撞發(fā)生，所以修改被動(dòng)的碰撞偵測的方式為主動(dòng)的避免碰撞。CSMA/CA 主要使用兩種方法來避免碰撞： 送出資料前，聆聽媒體狀態(tài)，等沒有人使用媒體，維持一段時(shí)間后，再等待一段隨機(jī) 的時(shí)間后依然沒有人使用，才送出資料。由于每個(gè)裝置采用的隨機(jī)時(shí)間不同，所以可以減 少碰撞的機(jī)會。送出資料前，先送一段小小的請求傳送封包 （RTS : Request to Send）給目標(biāo)端，等待目標(biāo) 端回應(yīng) CTS: Clear to Send 封包后，才開始傳送。利用RTS-CTS交握（handsha

37、ke）程序，確保接下來傳送資料時(shí)，不會被碰撞。 同時(shí)由于RTS-CTS 封包都很小，讓傳送的無效開銷變小。（六） 局域網(wǎng) 1局域網(wǎng)的基本概念與體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)，或稱 LAN （Local Area Network ），指覆蓋局部區(qū)域（如辦公室或樓層）的計(jì) 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。IEEE 802 指 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的一系列標(biāo)準(zhǔn)。2以太網(wǎng)與 IEEE 802.3以太網(wǎng)（ IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)）是最常用的局域網(wǎng)組網(wǎng)方式。 以太網(wǎng)使用雙絞線作為傳輸媒 介。在沒有中繼的情況下，最遠(yuǎn)可以覆蓋 200 米的范圍。最普及的以太網(wǎng)類型數(shù)據(jù)傳輸速 率為 10Mb/s ，更新的標(biāo)準(zhǔn)則支持 100Mb/s

38、 和 1000Mb/s 的速率。其他主要的局域網(wǎng)類型有令牌環(huán)（ Token Ring， IBM 所創(chuàng)，之后申請為 IEEE 802.5 標(biāo) 準(zhǔn)）和 FDDI （光纖分布數(shù)字接口，IEEE 802.8）。令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)采用同軸電纜作為傳輸媒介，具有更好的抗干擾性； 但是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不能很容易的改變。 FDDI 采用光纖傳輸， 網(wǎng)絡(luò)帶寬大， 適于用作連接多個(gè)局域網(wǎng)的骨干網(wǎng)。以太網(wǎng)（Ethernet）是一種計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)。IEEE制定的IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)給出了以太網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它規(guī)定了包括物理層的連線、電信號和介質(zhì)訪問層協(xié)議的內(nèi)容。以 太網(wǎng)是當(dāng)前應(yīng)用最普遍的局域網(wǎng)技術(shù)。它很大程度上取代了其他局域

39、網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，如令牌環(huán)網(wǎng)（token ring）、FDDI 和 ARCNET。以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型拓?fù)洌?但目前的快速以太網(wǎng) （100BASE-T、1000BASE-T 標(biāo)準(zhǔn)）為了最大程度的減少沖突，最大程度的提高網(wǎng)絡(luò)速度和使用效率，使用交換機(jī)（Switchhub）來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和組織，這樣，以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就成了星型，但在邏輯上，以太網(wǎng) 仍然使用總線型拓?fù)浜?CSMA/CD 的總線爭用技術(shù)。1 IEEE802.11近兩年來， 隨著 802.11 標(biāo)準(zhǔn)的制定， 無線局域網(wǎng)的應(yīng)用大為普及。 這一標(biāo)準(zhǔn)采用 2.4GHz 和5.8GHz的頻段，數(shù)據(jù)傳輸速度可以達(dá)到11Mb/s和54Mb/s，覆蓋范

40、圍為100米。（二） 廣域網(wǎng)1廣域網(wǎng)的基本概念2 PPP 協(xié)議Point-to-Point Protocol ， PPP用戶使用撥號電話線接入因特網(wǎng)時(shí)，一般都是使用PPP協(xié)議。PPP 協(xié)議應(yīng)滿足的需求：簡單這是首要的要求；封裝成幀；透明性；多種網(wǎng)絡(luò)層 協(xié)議；多種類型鏈路；差錯(cuò)檢測；檢測連接狀態(tài)；最大傳送單元；網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商；數(shù)據(jù) 壓縮協(xié)商。PPP協(xié)議不需要的功能：糾錯(cuò)、流量控制、序號、多點(diǎn)線路、半雙工或單工鏈路。PPP協(xié)議有三個(gè)組成部分：一個(gè)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法；鏈路控制協(xié)議LCPLink Control Protocol ）；網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議 NC P（ Network Contro

41、l Protocol ）。（八） 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備1網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)是使用網(wǎng)橋， 網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層， 它根據(jù) MAC 幀的目的 地址對收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)橋具有過濾幀的功能，當(dāng)網(wǎng)橋收到一個(gè)幀時(shí)，并不是向所有 的接口轉(zhuǎn)發(fā)此幀， 而是先檢查此幀的目的 MAC 地址，然后再確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個(gè)接口。網(wǎng)橋是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來連接類型相似的局域網(wǎng)。從互連網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)看，網(wǎng)橋 屬于 DCE 級的端到端的連接；從協(xié)議層次看，網(wǎng)橋?qū)儆阪溌穼臃懂?，存該層對?shù)據(jù)幀進(jìn)行 存儲轉(zhuǎn)發(fā)。它既不同于只作單純信號增強(qiáng)的轉(zhuǎn)接器，也不同于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)換的網(wǎng)間連接 器。但網(wǎng)橋仍然是一種網(wǎng)絡(luò)連接的方法，因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)本身

42、沒有網(wǎng)絡(luò)層，只有在主機(jī)站點(diǎn)上 才有網(wǎng)絡(luò)層或提供網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)的功能。網(wǎng)橋接收幀并送到數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)，然后送到物理層再經(jīng)物理傳輸媒體送到 另一個(gè)子網(wǎng)。在轉(zhuǎn)發(fā)幀以前，網(wǎng)橋?qū)膬?nèi)容和格式不做修改或僅做很少的修改。網(wǎng)橋應(yīng)該有足夠的緩沖空間，以便能滿足高峰負(fù)荷時(shí)的要求。另外，必須具備尋址和路由選擇的； 邏輯功能。透明網(wǎng)橋與生成樹算法；透明網(wǎng)橋由各網(wǎng)橋自己來決定路由選擇，局域網(wǎng)上的各結(jié)點(diǎn)不負(fù)責(zé)路由選擇；源選徑網(wǎng)橋與源選徑算法。源路選網(wǎng)橋由發(fā)送幀的源結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)路由選擇2.局域網(wǎng)交換機(jī)及其工作原理 多接口網(wǎng)橋 以太網(wǎng)交換機(jī) 以太網(wǎng)交換機(jī)通常都有十幾個(gè)接口。因此，以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)多接口的網(wǎng) 橋，可

43、見交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層。第五學(xué)時(shí)： 網(wǎng)絡(luò)層一） 網(wǎng)絡(luò)層的功能1.異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 不同的尋址方式、最大分組長度、網(wǎng)絡(luò)接入機(jī)制、超時(shí)控制、差錯(cuò)控制方法、路由算 法、用戶接入方式、服務(wù)（有連接 /無連接）等等2. 路由與轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)是路由器根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表將用戶的 IP 數(shù)據(jù)報(bào)從合適的端口發(fā)送出去。 路由選擇是按照分布式算法，根據(jù)從相鄰路由器得到的關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化的情況， 動(dòng)態(tài)地改變選擇的路由。3. 擁塞控制 （二） 路由算法1靜態(tài)路由與動(dòng)態(tài)路由靜態(tài)路由選擇策略 即非自適應(yīng)路由選擇，其特點(diǎn)是簡單和開銷較小，但不能及時(shí) 適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。動(dòng)態(tài)路由選擇策略 即自適應(yīng)路由選擇，其特點(diǎn)是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變

44、化， 但實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜，開銷也比較大。2距離 -向量路由算法距離向量算法使用 Bellman-Ford 算法。對于每一條網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)間的路徑，算法指定一 個(gè) “成本 ”給它們。 節(jié)點(diǎn)會選擇一條總成本 （經(jīng)過路徑的所有成本總和）最低的路徑， 用來把 資料從節(jié)點(diǎn)甲送到節(jié)點(diǎn)乙。鏈路狀態(tài)路由算法每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有網(wǎng)絡(luò)的圖譜（一個(gè)圖） 。每個(gè)節(jié)點(diǎn)將自己可以連接到的其他節(jié)點(diǎn)資訊傳送 到網(wǎng)絡(luò)上所有的節(jié)點(diǎn)，而其他節(jié)點(diǎn)接著各自將這個(gè)資訊加入到圖譜中。每個(gè)路由器即可根 據(jù)這個(gè)圖譜來決定從自己到其它節(jié)點(diǎn)的最佳路徑。使用的方法是洪泛法，即路由器通過所有輸出端口向所有相鄰的路由器發(fā)送信息。而 每一個(gè)相鄰路由器又將此信息發(fā)往其

45、所有的相鄰路由器。完成這個(gè)動(dòng)作的算法 Dijkstra 算法建立另一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 樹。節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的樹 將自己視為根節(jié)點(diǎn)，且最后這棵樹將會包含了網(wǎng)絡(luò)中所有其他的節(jié)點(diǎn)。一開始，此樹只有 根節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)自己） 。接著在樹中已有的節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)且不存在樹中的節(jié)點(diǎn)集合中，選取 一個(gè)成本最低的節(jié)點(diǎn)加入此樹，直到所有節(jié)點(diǎn)都存入樹中為止。路由算法的比較 在小型網(wǎng)絡(luò)中，距離向量路由協(xié)定十分簡單且有效率，且只需要些微的管理。然而， 它們的規(guī)模性不好，且收斂性質(zhì)也十分差，因此促進(jìn)了較復(fù)雜但規(guī)模性較好的連線狀態(tài)路 由協(xié)定的開發(fā)，以使用在較大型的網(wǎng)絡(luò)。距離向量路由協(xié)定也有無限計(jì)數(shù)問題 （ count-to-infinity

46、problem ）。連線狀態(tài)路由協(xié)定的主要優(yōu)點(diǎn)是在限制的時(shí)間內(nèi)，對于連線改變（例如斷線）的反應(yīng) 較快。而且連線狀態(tài)路由協(xié)定在網(wǎng)絡(luò)上所傳送的封包也比距離向量路由協(xié)定的封包小。距 離向量路由協(xié)定必須傳送一個(gè)節(jié)點(diǎn)的整個(gè)路由表，但連線狀態(tài)路由協(xié)定的封包只需要傳輸 該節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)資訊即可。因此，這些封包小到不會占用可觀的網(wǎng)絡(luò)資源。連線狀態(tài)路 由協(xié)定的主要缺點(diǎn)則是比距離向量路由協(xié)定需要較多的儲存空間與較強(qiáng)的計(jì)算能力。3層次路由內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（ Internal Gateway Protocol ），即在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇算 法，目前這類路由協(xié)議使用地最多。如 RIP 和 OSPF 協(xié)議。外部網(wǎng)

47、關(guān)協(xié)議（ External Gateway Protocol ），處于不同的自治系統(tǒng)的路由選擇算法，如 BGP-4 （ Border Gateway Protocol-4 ）。（三） IPv41IP 分組（ IP 包）由首部（header）和實(shí)際的數(shù)據(jù)部分組成。IP 包首部格式IPv4 首部一般是 20 字節(jié)長。在以太網(wǎng)幀中， IPv4 包首部緊跟著以太網(wǎng)幀首部，同時(shí)以太網(wǎng)幀首部中的協(xié)議類型值設(shè)置為 080016 。 IPv4 提供不同， 大部分是很少用的選項(xiàng)， 使得IPv4包首部最長可擴(kuò)展到60字節(jié)(總是4個(gè)字節(jié)的擴(kuò)展)0481216192431版本首部服務(wù)類型長度標(biāo)識標(biāo)志段偏移量TTL協(xié)議

48、校驗(yàn)和源IP地址目的IP地址選項(xiàng).數(shù)據(jù)2. IPv4 地址 NATIP地址的層次結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)重要特性： 每臺主機(jī)分配了一個(gè)唯一的地址。 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識號的分配必須全球統(tǒng)一，但主機(jī)標(biāo)識號可由本地分配，不需全球一致。為了便于管理，把這 32位地址按分級地址空間的樹形表示法分為兩個(gè)部分：網(wǎng)絡(luò)號和 主機(jī)號(net-id，host-id)。主機(jī)號為全0的網(wǎng)絡(luò)地址定義為網(wǎng)絡(luò)號，它標(biāo)識因特網(wǎng)上的唯一網(wǎng)絡(luò)。4字節(jié)的IP地址，采用”點(diǎn)分十進(jìn)制”的方法來表示，例如，202.119.224.93。每一個(gè)十 進(jìn)制數(shù)表示4個(gè)字節(jié)中的一個(gè)，排列次序從左到右。由于每個(gè)字節(jié)為8比特，所以每個(gè)十進(jìn)制數(shù)只允許在 0255范圍內(nèi)。根據(jù)因

49、特網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，IP地址可分為 A類、B類、C類、D類和E類。(1) A類網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)號為1字節(jié)，定義最高比特為 0為A類網(wǎng)識別符，余下 7比特為網(wǎng)絡(luò) 號，主機(jī)號則可有 24比特編址?？梢?A類網(wǎng)支持大型網(wǎng)絡(luò)，可用網(wǎng)絡(luò)號為 126個(gè)，每個(gè)A 類網(wǎng)可含224=16777216個(gè)主機(jī)號。比如，IP地址為15.1.2.25，是A類網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)號為 15, 主機(jī)號為1225。(2) B類網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)號為2字節(jié)，定義最高二比特為 10為B類網(wǎng)識別符，余下14比特為 網(wǎng)絡(luò)號，主機(jī)號則可有 16比特編址。B類網(wǎng)是中型網(wǎng)絡(luò)，可用網(wǎng)絡(luò)號為 16382個(gè)，每個(gè)B 類網(wǎng)可含216=65536個(gè)主機(jī)號。(3) C類網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)號

50、為3字節(jié)，定義最高三比特為 110為C類網(wǎng)識別符，余下 21比特 為網(wǎng)絡(luò)號，主機(jī)號僅有 8比特編址。C類網(wǎng)是小型網(wǎng)絡(luò)，可用網(wǎng)絡(luò)號為 2097150個(gè)，每個(gè)C 類網(wǎng)可含28=256個(gè)主機(jī)號，可用主機(jī)號為 254個(gè)。(4) D類網(wǎng)：不分網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號，定義最高四比特為1110為D類網(wǎng)址識別符，表示一個(gè)多播地址，即多目的地傳輸，可用來識別一組主機(jī)。如何識別任一 IP地址的屬性？只須從點(diǎn)分法的最左一個(gè)十進(jìn)制數(shù)，就可判斷其歸屬。例如，1126屬A類網(wǎng)址，128191屬B類網(wǎng)址，192223屬C類網(wǎng)址，224239屬D類 網(wǎng)址。除了以上四類網(wǎng)址外，還有E類地址，暫未使用。對于因特網(wǎng)IP地址中有特定的專用地

51、址，不作分配(1) 主機(jī)地址全為0不論哪類網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)地址全為0表示指向本網(wǎng)，常用在路由表中。例如， 18.0.0.0表示其網(wǎng)絡(luò)號為18。(2) 主機(jī)地址全為1主機(jī)地址全為1表示廣播地址，向特定的所在網(wǎng)上所有主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)。例如，IP地址為202.119.224.225，是要求指向 202.119.224網(wǎng)上的所有主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)。(3) 4字節(jié)32比特全為1若IP地址4字節(jié)32比特全為1，表示僅在本網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行廣播發(fā)送。(4) 網(wǎng)絡(luò)號127TCP/IP協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)號 127不可用于任何網(wǎng)絡(luò)。其中有一個(gè)特別地址：127.0.0.1稱之為回送地址(loopback)，它將信息通過自身的接口發(fā)送后返回，可

52、用來測試端口狀態(tài)。IANA Reserved Private NetworkRangesStart of rangeEnd of rangeTotal addresses24-bit Block (/8 prefix, 1 x A)10.0.0.010.255.255.25516,777,21620-bit Block (/12 prefix, 16 x B)172.16.0.0172.31.255.2551,048,57616-bit Block (/16 prefix, 256 x C)192.168.0.0192.168.255.255 65,536NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Net

53、work Address Tran slation或簡稱NAT,也叫做網(wǎng)絡(luò)掩蔽或者 IP掩蔽) 是一種在IP數(shù)據(jù)包通過路由器或防火墻時(shí)重寫源IP地址或/和目的IP地址的技術(shù)。這種技術(shù)被普遍使用在有多臺主機(jī)但只通過一個(gè)公有IP地址訪問因特網(wǎng)的私有網(wǎng)絡(luò)中。3子網(wǎng)劃分與子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)劃分的目的是為了允許一個(gè)單一的站點(diǎn)能擁有多個(gè)局域網(wǎng)?？梢詼p少因特網(wǎng)路由 表中的表項(xiàng)數(shù)量(通過隱藏一個(gè)站點(diǎn)內(nèi)部所有獨(dú)立子網(wǎng)的相關(guān)信息)。另一個(gè)好處是減少了網(wǎng)絡(luò)開銷，因?yàn)樗鼘⒔邮誌P廣播的區(qū)域劃分成了若干部分。CIDR無類別域間路由(Classless Inter-Domain Routing , CIDR )表示法，它給出的

54、是一個(gè)網(wǎng)絡(luò) 號加上一個(gè)斜杠以及網(wǎng)絡(luò)掩碼的二進(jìn)制表示法中“ 1的位數(shù)(即網(wǎng)絡(luò)號中和網(wǎng)絡(luò)掩碼相關(guān)的是哪些位)。例如，192.0.2.96/28表示的是一個(gè)前 28位被用作網(wǎng)絡(luò)號的IP地址.4. ARP協(xié)議、DHCF協(xié)議與ICMP協(xié)議ARPARP協(xié)議(Address Resolution Protocol ),或稱地址解析協(xié)議。ARP協(xié)議的基本功能就是通過目標(biāo)設(shè)備的IP地址，查詢目標(biāo)設(shè)備的 MAC地址，以保證通信的順利進(jìn)行。 他是IPv4 中網(wǎng)絡(luò)層必不可少的協(xié)議，不過在IPv6中已不再適用，并被icmp v6所替代。-16 -在局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際傳輸?shù)氖?幀”(frame)，幀里面是有目標(biāo)主機(jī)的

55、MAC地址的。 在以太網(wǎng)中，一個(gè)主機(jī)要和另一個(gè)主機(jī)進(jìn)行直接通信，必須要知道目標(biāo)主機(jī)的MAC地址，但這個(gè)目標(biāo) MAC地址是通過地址解析協(xié)議獲得的。所謂 地址解析”就是主機(jī)在發(fā)送幀前將目標(biāo)IP地址轉(zhuǎn)換成目標(biāo) MAC地址的過程。在每臺安裝有TCP/IP協(xié)議的電腦里都有一個(gè) ARP緩存表，表里的IP地址與MAC地 址是一對應(yīng)的，如表甲所示。主機(jī)名稱IP地址MAC地址A192.168.38.1000-AA-00-62-D2-02B192.168.38.1100-BB-00-62-C2-02C192.168.38.12 00-CC-00-62-C2-02D192.168.38.13 00-DD-00-62

56、-C2-02E192.168.38.1400-EE-00-62-C2-02DHCP動(dòng)態(tài)主機(jī)設(shè)定協(xié)定(Dy namic Host Co nfigurati on Protocol, DHCP )是一個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò) 協(xié)議，主要有兩個(gè)用途：給內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商自動(dòng)分配IP地址給用戶給內(nèi)聯(lián)網(wǎng)管理員作為對所有電腦作中央管理的手段在IP網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)連接 In ternet的設(shè)備都需要分配唯一的 IP地址。DHCP使網(wǎng)絡(luò) 管理員能從中心結(jié)點(diǎn)監(jiān)控和分配IP地址。當(dāng)某臺計(jì)算機(jī)移到網(wǎng)絡(luò)中的其它位置時(shí)，能自動(dòng)收到新的IP地址。ICMP互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議(In ternet Control Message Protocol或簡寫ICMP )的目的是用于 在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送控制消息，提供可能發(fā)生在通信環(huán)境中的各種問題反饋，通過這些 信息，令管理者可以對所發(fā)生的問題作出判斷，然后采取適當(dāng)?shù)拇胧┤ソ鉀Q它。ICMP是一