計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第五版·謝希仁知識點(diǎn)

1、第一章 概要1、網(wǎng)絡(luò)是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的最重要的功能：（1）連通性：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使上網(wǎng)用戶之間都可以交換信息，好像這些用戶的計(jì)算機(jī)都可以彼此直接連通一樣。（2）共享：就是指資源共享，如：信息共享、軟件共享、硬件共享。3、因特網(wǎng)的組成：（1）邊緣部分：有所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成。用戶直接使用·在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中運(yùn)行的程序之間的通信方式：客戶服務(wù)器方式（C/S方式）和對等方式（P2P方式）。·客戶服務(wù)器方式主要特征：客戶是服務(wù)請求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。（2）核心部分：由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。為邊緣部分

2、提供服務(wù)·主機(jī)的用途是為用戶進(jìn)行信息處理的，并且可以和其他主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)交換信息。路由器的用途則是用來轉(zhuǎn)發(fā)分組的，即進(jìn)行分組交換的。·路由器是實(shí)現(xiàn)分組的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。4、電路交換：電路交換必定是面向連接的。 ·電路交換的三個(gè)階段：建立連接（占用通信資源）、通信（一直占用通信資源）、釋放連接（歸還通信資源）。·電路交換的重要特點(diǎn)：在通話的全部時(shí)間內(nèi)，通話的兩個(gè)用戶始終占用端到端的通信資源。5、分組交換：（面向無連接的）·分組交換采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。路由器收到一個(gè)分組，先暫時(shí)存儲下來，在檢查其首部，查找

3、轉(zhuǎn)發(fā)表，按照首部中的目的地址，找到合適的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，把分組交給下一個(gè)路由器。當(dāng)路由器滿了以后采用丟棄處理。·主機(jī)和路由器都是計(jì)算機(jī)，但作用不一樣。主機(jī)是為用戶進(jìn)行信息處理的。路由器則是用來轉(zhuǎn)發(fā)分組的，即進(jìn)行分組交換的。6、三種交換方式在數(shù)據(jù)傳送階段的主要特點(diǎn)：（因特網(wǎng)中三種核心交換方式？概念、特點(diǎn)）（1）電路交換：整個(gè)報(bào)文的比特流連續(xù)地從源點(diǎn)直達(dá)終點(diǎn)，好像在一個(gè)管道中傳送。 （2）報(bào)文交換：整個(gè)報(bào)文先傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)，全部存儲下來后查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。（3）分組交換：單個(gè)分組（這只是整個(gè)報(bào)文的一部分）傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)，存儲下來后查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。7、幾種不同類別的

4、網(wǎng)絡(luò)：（這幾種方式是什么？）·不同作用范圍的網(wǎng)絡(luò)：（1）廣域網(wǎng)WAN （2）城域網(wǎng)MAN （3）局域網(wǎng)LAN （4）個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN·不同使用者的網(wǎng)絡(luò)：（1）公用網(wǎng)（public network） （2）專用網(wǎng)（private network）·用來把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)： 接入網(wǎng) AN (Access Network)，它又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。 注：由 ISP 提供的接入網(wǎng)只是起到讓用戶能夠與因特網(wǎng)連接的“橋梁”作用。8、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)：（各自含義）（1）速率：指的是連接在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率，也稱為數(shù)據(jù)率或比特率。（2）

5、帶寬：用來表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力。因此網(wǎng)絡(luò)帶寬表示在單位時(shí)間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過的“最高數(shù)據(jù)率”。（3）吞吐量：表示在單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。（4）時(shí)延(delay 或 latency)是指數(shù)據(jù)（一個(gè)報(bào)文、分組，甚至比特）從網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。·發(fā)送時(shí)延（傳輸時(shí)延) 是主機(jī)或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需要的時(shí)間，也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起，到該幀的最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。 ·傳播時(shí)延 電磁波在信道中需要傳播一定的距離需要花費(fèi)的時(shí)間。 注：信號傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號在信道上的傳播速率是完全

6、不同的概念。·處理時(shí)延 主機(jī)或路由器在收到分組時(shí)要花費(fèi)一定的時(shí)間進(jìn)行處理。（交換結(jié)點(diǎn)為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。）·排隊(duì)時(shí)延 結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。 總時(shí)延 = 發(fā)送時(shí)延 + 傳播時(shí)延 + 處理時(shí)延 + 處理時(shí)延（5）時(shí)延帶寬積：即傳播時(shí)延和帶寬的乘積（時(shí)延帶寬積=傳播時(shí)延×帶寬）（6）往返時(shí)間RTT：表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到來自接收方的確認(rèn)，總共經(jīng)歷的時(shí)間。（7）利用率 分為信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率。·信道利用率某信道有百分之幾的時(shí)間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。（ 過高會產(chǎn)生很大的時(shí)延）·網(wǎng)絡(luò)利用率全網(wǎng)

7、絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。9、什么是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？·網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：簡稱為協(xié)議，是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。其組成的三要素：（1）語法：數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式 。 （2）語義：需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。 （3）同步：事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。10、實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點(diǎn)：·實(shí)體：表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。·協(xié)議：是控制兩個(gè)對等實(shí)體（或多個(gè)實(shí)體）進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。v 在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。v 要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。 v 本層的服務(wù)用戶

8、只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。v 下面的協(xié)議對上面的服務(wù)用戶是透明的。 v 協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實(shí)體之間通信的規(guī)則。v 服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過層間接口提供的。·服務(wù)：·服務(wù)訪問點(diǎn)：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互（即交換信息）的地方，通常稱為服務(wù)訪問點(diǎn)SAP。（P31）·相鄰兩層之間的關(guān)系：第n層向上面的第n+1層所提供的服務(wù)實(shí)際上已包括了在它以下各層所提供的服務(wù)。第n層的實(shí)體對第n+1層的實(shí)體就相當(dāng)于一個(gè)服務(wù)提供者。在服務(wù)提供者的上一層的實(shí)體被稱為“服務(wù)用戶”，因?yàn)樗褂孟聦臃?wù)提供者所提供的服務(wù)?？傮w而言都是為應(yīng)用層提供

9、服務(wù)的。11、體系結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合 ·OSI的七層協(xié)議：物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層，運(yùn)輸層，會話層，表示層，應(yīng)用層。 ·TCP/IP的四層協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)接口層，網(wǎng)際層IP，運(yùn)輸層，應(yīng)用層。 ·五層協(xié)議：物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層，運(yùn)輸層，應(yīng)用層。 12、每個(gè)協(xié)議的含義？應(yīng)用在運(yùn)輸層的是哪個(gè)協(xié)議？（P32圖）第二章 物理層1、物理層的主要任務(wù)：確定與傳輸媒體的接口有關(guān)的一些特性；即機(jī)械特性，電氣特性，功能特性，過程特性。 2、信號的分類：（1）模擬信號（連續(xù)信號）代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。 （2）數(shù)字信號（離散信號）代表消息的參數(shù)的取值是離散的。

10、3、通信的雙方信息交互的三種基本方式：（1）單向通信（單工通信）只能有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。（2）雙向交替通信（半雙工通信）通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時(shí)接收)。（3）雙向同時(shí)通信（全雙工通信）通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。4、最基本的帶通調(diào)制方法有：（1）調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。 （2）調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。（3）調(diào)相(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。 5、物理層下面的傳輸媒體：·導(dǎo)向傳輸媒體：雙絞線、同軸電纜、光纜 、（無線信道）。6、信道復(fù)用技術(shù)：·頻分復(fù)用FDM

11、：用戶在分配到一定的頻帶后，在通信過程中自始至終都占用這個(gè)頻帶。所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源。 ·時(shí)分復(fù)用TDM：將時(shí)間劃分為一段段等長的時(shí)分復(fù)用幀（TDM幀），每一個(gè)時(shí)分復(fù)用的用戶在每一個(gè)TDM幀中占用固定序號的時(shí)隙。用戶所占用的時(shí)隙是周期性的出現(xiàn)。所有用戶在不同的時(shí)間點(diǎn)用同樣的頻帶寬度。更利于數(shù)字信號的傳輸。 ·統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM：按需動(dòng)態(tài)分配時(shí)隙。 ·波分復(fù)用WDM：光的頻分復(fù)用。一根光纖上復(fù)用兩路光載波信號的復(fù)用方式。 ·密集波分復(fù)用DWDM：一根光纖上復(fù)用多路數(shù)的光載波信號。 ·碼分復(fù)用CDM：共享信道的方法，各用戶使用經(jīng)

12、過特殊挑選的不同碼型，因此不會互相干擾。 ·碼分多址CDMA：各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，這種信號有很強(qiáng)的抗干擾能力，頻譜類似白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)?！久恳粋€(gè)比特時(shí)間劃分為 m 個(gè)短的間隔，稱為碼片(chip)?！康谌?數(shù)據(jù)鏈路層1、數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：·點(diǎn)對點(diǎn)信道：這種信道使用一對一的點(diǎn)對點(diǎn)通信方式。·廣播信道：這種信道使用一對多的廣播通信方式，因此過程比較復(fù)雜。2、各層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位：·網(wǎng)絡(luò)層：IP數(shù)據(jù)報(bào)（或IP分組）·數(shù)據(jù)鏈路層：幀·物理層：比特3、數(shù)據(jù)鏈路層傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的三個(gè)基本問題： （1）封裝成幀

13、(framing)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。首部和尾部的一個(gè)重要作用就是進(jìn)行幀定界。（2）透明傳輸零比特填充法（3）差錯(cuò)控制循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC 4、點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議 PPP (Point-to-Point Protocol)（P70）·現(xiàn)在全世界使用得最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議 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。 （1）PPP 協(xié)議應(yīng)滿足的需求 1】簡單這是首要的要求 2】封裝成幀 3】透明性 4】多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 5】多種類型鏈路 6】差錯(cuò)檢測 7】檢測連接狀態(tài) 8】最大傳送單元 9】網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商 10】數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商

14、（2）PPP 協(xié)議不需要的功能1】糾錯(cuò) (只需要檢測有無錯(cuò)，而不需糾錯(cuò)) 2】流量控制 3】序號 4】多點(diǎn)線路 5】半雙工或單工鏈路 （3）PPP 協(xié)議有三個(gè)組成部分 1】一個(gè)將 IP 數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法。2】一個(gè)用來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路連接的鏈路控制協(xié)議 LCP (Link Control Protocol)。3】一套網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議 NCP (Network Control Protocol)。 （4） PPP協(xié)議的幀格式：1】字段的意義·首部：F（1字節(jié)）：0x7E。A（1）：0xFF。C（1）：0x33。協(xié)議（2）：為0x0021時(shí)，PPP幀的信息字段就是IP數(shù)據(jù)報(bào)；

15、若為0xC021時(shí)，信息字段是PPP鏈路控制協(xié)議LCP的數(shù)據(jù)；若為0x8021時(shí)，表示這是網(wǎng)絡(luò)層的控制數(shù)據(jù)。·信息部分：信息字段長度可變，但不超過1500字節(jié)。·尾部：FCS（2）：使用CRC的幀檢驗(yàn)序列。F（1）：0x7E。2】字節(jié)填充：·把信息字段中出現(xiàn)的每一個(gè)0x7E變?yōu)椋?x7D，0x5E）。·把信息字段中出現(xiàn)的一個(gè)0x7D變?yōu)椋?x7D，0x5D）。·若信息字段中出現(xiàn)ASCII碼的控制字符（小于0x20的字符），則在該字符前加一個(gè)0x7D，同時(shí)將該字符的編碼加以改變。eg：0x03變?yōu)椋?x7D，0x23）3】零比特填充：只要發(fā)現(xiàn)5個(gè)

16、連續(xù)1，則立即填入一個(gè)0。5、使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層：·局域網(wǎng)主要特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)單位所擁有，且地理范圍和站點(diǎn)數(shù)目均有限。·局域網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：具有廣播功能，從一個(gè)站點(diǎn)可很方便地訪問全網(wǎng)。 便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸地演變，各設(shè)備的位置可靈活調(diào)整和改變。 提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和生存性。·局域網(wǎng)的拓?fù)浞诸悾盒切螆D，環(huán)形圖，總線圖，樹形圖·適配器的作用：（網(wǎng)卡的作用和功能？） 1】進(jìn)行數(shù)據(jù)串行傳輸和并行傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換。 2】對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。 3】在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)中安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。 4】實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。·CSMA/CD協(xié)議的原理？（CSMA/CD是載波監(jiān)聽

17、多點(diǎn)接入/碰撞檢測的縮寫） 1】“多點(diǎn)接入”就是說明這是總線型網(wǎng)絡(luò)，表示許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上； 2】“載波監(jiān)聽”就是“發(fā)生前先監(jiān)聽”，是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞； 3】“碰撞檢測”就是“邊發(fā)送邊監(jiān)聽”，即適配器邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓的變化情況，以便判斷自己在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)其他站是否也在發(fā)送數(shù)據(jù)。（就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓大小 ）·最短有效幀長=v×2L÷c（電磁波速度c，站點(diǎn)間距離L，發(fā)送速度v）。6、MAC層的硬件地址：由48位，1

18、6進(jìn)制的數(shù)字組成的地址。也就是網(wǎng)卡的物理地址。實(shí)際上就是適配器地址或適配器標(biāo)識符EUI48。 MAC(Media Access Control)地址，或稱為 MAC位址、硬件位址，用來定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置。在OSI模型中，第三層網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé) IP地址，第二層資料鏈結(jié)層則負(fù)責(zé) MAC位址。因此一個(gè)主機(jī)會有一個(gè)IP地址，而每個(gè)網(wǎng)絡(luò)位置會有一個(gè)專屬于它的MAC位址。 7、以太網(wǎng)的MAC層：（1）48 位的 MAC 地址：在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址，或 MAC 地址，共48位，其前3個(gè)字節(jié)（即高24位）用于標(biāo)識不同的生產(chǎn)廠家，后3個(gè)字節(jié)（即低24位）由廠家自行指派，用于標(biāo)識產(chǎn)品號。（2）從網(wǎng)絡(luò)上發(fā)

19、往本站的幀分為以下3種：單播(unicast)幀（一對一）；廣播(broadcast)幀（一對全體）；多播(multicast)幀（一對多）（3） MAC 幀的格式·常用的以太網(wǎng)MAC幀格式有兩種標(biāo)準(zhǔn) ：1】DIX Ethernet V2 標(biāo)準(zhǔn)；2】IEEE 的 802.3 標(biāo)準(zhǔn)·最常用的 MAC 幀是以太網(wǎng) V2 的格式：1】目的地址（6）；2】源地址（6）；3】類型字段（2）；4】數(shù)據(jù)字段（461500字節(jié)之間）；5】幀檢查序列FCS（4）。PS：首部沒有一個(gè)幀長度的字段，即沒有幀定界·為了接收端迅速實(shí)現(xiàn)位同步，從MAC子層向下傳到物理層時(shí)還需要在幀的前面插入

20、8字節(jié)，兩個(gè)字段構(gòu)成。第一個(gè)字段是7個(gè)字節(jié)的前同步碼（1和0的交替碼）；第二個(gè)字段是幀開始定界符，定義為10101011，它的前六位作業(yè)和前同步碼相同，最后的兩個(gè)連續(xù)的1表示MAC幀信息開始。（4）碰撞域：又可以說叫沖突域，在以太網(wǎng)中，如果某個(gè)一個(gè)CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)上的兩臺計(jì)算機(jī)在同時(shí)通信時(shí)會發(fā)生沖突，那么這個(gè)CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)沖突域。如果以太網(wǎng)中的各個(gè)網(wǎng)段以中繼器連接，因?yàn)椴荒鼙苊鉀_突，所以它們?nèi)匀皇且粋€(gè)沖突域。8、網(wǎng)橋（運(yùn)用自學(xué)習(xí)算法）：·網(wǎng)橋好處：（1）過濾通信量，增大吞吐量（2）擴(kuò)大了物理范圍（3）提高了可靠性（4）可互連不同物理層、不同MAC子層和不同速率。

21、3;網(wǎng)橋缺點(diǎn)：（1）增加了時(shí)延（2）沒有流量控制的功能（3）廣播風(fēng)暴·透明網(wǎng)橋：是指以太網(wǎng)上的站點(diǎn)并不知道所發(fā)送的幀將經(jīng)過哪幾個(gè)網(wǎng)橋，以太網(wǎng)上的站點(diǎn)都看不到以太網(wǎng)上的網(wǎng)橋。是一種即插即用設(shè)備。9、什么是虛擬局域網(wǎng)？·虛擬局域網(wǎng) VLAN 是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組。（這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。每一個(gè) VLAN 的幀都有一個(gè)明確的標(biāo)識符，指明發(fā)送這個(gè)幀的工作站是屬于哪一個(gè) VLAN。）·虛擬局域網(wǎng)其實(shí)只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務(wù)，而并不是一種新型局域網(wǎng)。 ·虛擬局域網(wǎng)限制了接收廣播信息的工作站數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)不會因傳播過多的廣播信息(即

22、“廣播風(fēng)暴”)而引起性能惡化。·虛擬局域網(wǎng)協(xié)議允許在以太網(wǎng)的幀格式中插入一個(gè) 4 字節(jié)的標(biāo)識符，稱為 VLAN 標(biāo)記(tag)，用來指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。10、廣播風(fēng)暴：網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多（不超過幾百個(gè)）和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時(shí)還會因傳播過多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。這就是所謂的廣播風(fēng)暴。 11、高速以太網(wǎng)、吉比特以太網(wǎng)（了解，P100101）第四章 網(wǎng)絡(luò)層1、網(wǎng)際協(xié)議IP：網(wǎng)際協(xié)議 IP 是 TCP/IP 體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一。與 IP 協(xié)議配套使用的還有四個(gè)協(xié)議：（1）地址解析協(xié)議ARP (Address Resolution Protoc

23、ol)（2）逆地址解析協(xié)議RARP (Reverse Address Resolution Protocol)（3）網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP (Internet Control Message Protocol) 注：ICM不是高層協(xié)議，而是IP層的協(xié)議。（4）網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP (Internet Group Management Protocol)2、網(wǎng)絡(luò)互相連接起來要使用一些中間設(shè)備：中間設(shè)備又稱為中間系統(tǒng)或中繼(relay)系統(tǒng)。（1）物理層中繼系統(tǒng)：轉(zhuǎn)發(fā)器(repeater)、中繼器。（2）數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋或橋接器(bridge)。 網(wǎng)橋和路由器的混合物：橋路器(brou

24、ter)。（3）網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)：路由器(router)。（4）網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān)(gateway)。 3、IP地址的劃分方法：每一類地址都由兩個(gè)固定長度的字段組成，其中一個(gè)字段是網(wǎng)絡(luò)號 net-id，它標(biāo)志主機(jī)（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)，而另一個(gè)字段則是主機(jī)號 host-id，它標(biāo)志該主機(jī)（或路由器）。·兩級的 IP 地址可以記為：IP 地址 := <網(wǎng)絡(luò)號>, <主機(jī)號> ， := 代表“定義為”·常用的三種類別的 IP 地址4、劃分子網(wǎng)(subnetting) ：IP地址 := <網(wǎng)絡(luò)號>, <子網(wǎng)號>, <

25、主機(jī)號>·子網(wǎng)掩碼：從一個(gè) IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部并無法判斷源主機(jī)或目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)是否進(jìn)行了子網(wǎng)劃分。使用子網(wǎng)掩碼(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子網(wǎng)部分。 A類地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是，或0xFF000000。 B類地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是，或0xFFFF0000。 C類地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是，或0xFFFFFF00。5、無分類編址CIDR（構(gòu)造超網(wǎng)）無分類區(qū)域路由選擇CIDR：（P135） 6、網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP：允許主機(jī)或路由器報(bào)告差錯(cuò)情況和提供有關(guān)異常情況的報(bào)告。為了使路由器知道多播組成員

26、的信息，需要利用網(wǎng)際組管理協(xié)議 IGMP 。·多播路由選擇協(xié)議：連接在局域網(wǎng)上的多播路由器還必須和因特網(wǎng)上的其他多播路由器協(xié)同工作，以便把多播數(shù)據(jù)報(bào)用最小代價(jià)傳送給所有的組成員。這就需要使用多播路由選擇協(xié)議。 ·ICMP報(bào)文種類：ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文和ICMP詢問報(bào)文。7、路由選擇協(xié)議：（1）理想的路由算法：1】算法必須是正確的和完整的。 2】算法在計(jì)算上應(yīng)簡單。 3】算法應(yīng)能適應(yīng)通信量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，這就是說，要有自適應(yīng)性。 4】算法應(yīng)具有穩(wěn)定性。 5】算法應(yīng)是公平的。 6】算法應(yīng)是最佳的。（2）從路由算法的自適應(yīng)性考慮：·靜態(tài)路由選擇策略即非自適應(yīng)路由選擇，

27、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)的變化，但實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜，開銷也比較大。（3）因特網(wǎng)中的兩大類路由選擇協(xié)議：·內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP (Interior Gateway Protocol)即在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議。目前這類路由選擇協(xié)議使用得最多，其具體的協(xié)議有多種，如 RIP 和 OSPF 協(xié)議： 1】RIP: Routing Information Protocol 路由信息協(xié)議RIP 協(xié)議的三個(gè)要點(diǎn)： 僅和相鄰路由器交換信息。交換的信息是當(dāng)前本路由器所知道的全部信息，即

28、自己的路由表。按固定的時(shí)間間隔交換路由信息，例如，每隔 30 秒。 2】OSPF：Open Shortest Path First 開放最短路徑優(yōu)先·路由信息協(xié)議RIP：是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議，是因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，最大優(yōu)點(diǎn)就是簡單。是一種在網(wǎng)關(guān)與主機(jī)之間交換路由選擇信息的標(biāo)準(zhǔn)。 工作原理：·開放最短路徑優(yōu)先OSPF： 工作原理（步驟）：1】發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn) 2】測量與鄰居節(jié)點(diǎn)的距離（時(shí)間、帶寬等） 3】把這些信息組成數(shù)據(jù)鏈路分組包（構(gòu)造鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包） 4】把鏈路數(shù)據(jù)包分發(fā)給全網(wǎng)所有路由器 5】計(jì)算一個(gè)最短路徑8、虛擬專用網(wǎng)VPN和網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT干什么用？

29、（1）虛擬專用網(wǎng)VPN：利用共用的因特網(wǎng)作為本機(jī)構(gòu)各專用網(wǎng)之間的通信載體，這樣的專用網(wǎng)被稱為虛擬專用網(wǎng)VPN?！就ㄟ^一個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)建立一個(gè)臨時(shí)的、安全的連接，是一條穿過混亂的公用網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定的隧道。 】（2）網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT：【將私有(保留)地址轉(zhuǎn)化為合法IP地址的轉(zhuǎn)換技術(shù),被廣泛應(yīng)用于各種類型Internet接入方式和各種類型的網(wǎng)絡(luò)中。原因很簡單，NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題，而且還能夠有效地避免來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊，隱藏并保護(hù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)?！康谖逭?運(yùn)輸層1、TCP/IP運(yùn)輸層主要有兩種協(xié)議：面向連接的傳輸控制協(xié)議TCP和面向無連接的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。2、運(yùn)輸層的端口

30、號：（特點(diǎn)：只具有本地意義）分為熟知的和非熟知的。·運(yùn)輸層端口號的分類：（1）服務(wù)器端使用的端口號：1】熟知端口號（系統(tǒng)端口號），數(shù)值為01023。 2】登記端口號（非熟知端口號），數(shù)值為102449151。 （2）客戶端使用的端口號：短暫端口號，數(shù)值為4915265535。3、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP：不做可靠性，只識別應(yīng)用進(jìn)程。（1）特點(diǎn)：1】UDP是無連接的 2】UDP使用盡最大努力交付 3】UDP 是面向報(bào)文的 4】UDP沒有擁塞控制 5】YDP支持一對一、一對多、多對一的交互通信 6】UDP首部開銷小（2）UDP首部格式：1】源端口（2）；2】目的端口（2）；3】長度（2）；4

31、】檢驗(yàn)和（2）。·發(fā)送方UDP對應(yīng)用程序交下來的報(bào)文，在添加首部后就向下交付IP層。UDP對應(yīng)用層交下來的報(bào)文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報(bào)文的邊界。·應(yīng)用層交給UDP多長的報(bào)文，UDP就照樣發(fā)送，即一次發(fā)送一個(gè)報(bào)文。·接收方UDP對IP層交上來的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)，在去除首部后就原封不動(dòng)地交付上層的應(yīng)用進(jìn)程，一次交付一個(gè)完整的報(bào)文。·應(yīng)用程序必須選擇合適大小的報(bào)文。4、傳輸控制協(xié)議TCP：（了解原理、可靠傳輸、滑動(dòng)窗口協(xié)議、稍帶確認(rèn)、累積確認(rèn)、TCP流量控制）（1）主要特點(diǎn)：1】TCP是面向連接的運(yùn)輸層協(xié)議 2】每一條TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn) 3】

32、TCP提供可靠交付的服務(wù) 4】TCP提供全雙工通信 5】面向字節(jié)流注意：·TCP 連接是一條虛連接而不是一條真正的物理連接。·TCP 對應(yīng)用進(jìn)程一次把多長的報(bào)文發(fā)送到TCP 的緩存中是不關(guān)心的。·TCP 根據(jù)對方給出的窗口值和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)擁塞的程度來決定一個(gè)報(bào)文段應(yīng)包含多少個(gè)字節(jié)（UDP 發(fā)送的報(bào)文長度是應(yīng)用進(jìn)程給出的）。·TCP 可把太長的數(shù)據(jù)塊劃分短一些再傳送。TCP 也可等待積累有足夠多的字節(jié)后再構(gòu)成報(bào)文段發(fā)送出去。 （2）可靠傳輸?shù)墓ぷ髟恚海ㄋ訲CP包都要通過確認(rèn)方式檢測是否建立連接）1】停止等待協(xié)議請注意：·在發(fā)送完一個(gè)分組后，必須暫

33、時(shí)保留已發(fā)送的分組的副本。·分組和確認(rèn)分組都必須進(jìn)行編號。·超時(shí)計(jì)時(shí)器的重傳時(shí)間應(yīng)當(dāng)比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r(shí)間更長一些。 可靠通信的實(shí)現(xiàn):·使用上述的確認(rèn)和重傳機(jī)制，我們就可以在不可靠的傳輸網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)可靠的通信。·這種可靠傳輸協(xié)議常稱為自動(dòng)重傳請求ARQ (Automatic Repeat reQuest)。·ARQ 表明重傳的請求是自動(dòng)進(jìn)行的。接收方不需要請求發(fā)送方重傳某個(gè)出錯(cuò)的分組 。2】采用流水線傳輸：連續(xù)ARQ協(xié)議和滑動(dòng)窗口協(xié)議·發(fā)送方可連續(xù)發(fā)送多個(gè)分組，不必每發(fā)完一個(gè)分組就停頓下來等待對方的確認(rèn)。·由于信道上一

34、直有數(shù)據(jù)不間斷地傳送，這種傳輸方式可獲得很高的信道利用率。 ·連續(xù)ARQ協(xié)議規(guī)定，發(fā)送方每收到一個(gè)確定，就把發(fā)送窗口向前移動(dòng)一個(gè)分組的位置。·稍帶確認(rèn)：等自己有數(shù)據(jù)發(fā)送給對方時(shí)，稍帶把確認(rèn)發(fā)過去。（一般情況下，TCP不單獨(dú)發(fā)送確認(rèn)。）·累積確認(rèn)：接收方可以在收到幾個(gè)分組后，對按序到達(dá)的最后一個(gè)分組發(fā)送確認(rèn)。（接收方一般都采用累積確認(rèn)的方式）（3）TCP可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)：以字節(jié)為單位的滑動(dòng)窗口；超時(shí)重傳時(shí)間的選擇；選擇確認(rèn)SACK （4）TCP的流量控制：（限制發(fā)送方的發(fā)送流量）利用滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)流量控制，必須考慮傳輸效率·流量控制：讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快

35、，要讓接收方來得及接收，也不要讓網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。·利用滑動(dòng)窗口機(jī)制可以很方便地在 TCP 連接上實(shí)現(xiàn)流量控制。（5）TCP的擁塞控制：防止過多的數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)中，這樣可以使網(wǎng)絡(luò)中的路由器或鏈路不致過載。 ·擁塞：若對網(wǎng)絡(luò)中某一資源的需求超過了該資源所能提供的可用部分，網(wǎng)絡(luò)的性能就要變壞。·方法：慢開始；擁塞避免；快重傳；快恢復(fù) ·擁塞窗口cwnd：大小取決于網(wǎng)絡(luò)擁塞程度，并且動(dòng)態(tài)地變換。（發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口等于擁塞窗口）·慢開始算法：由小到大逐漸增大發(fā)送窗口（由小到大逐漸增大擁塞窗口數(shù)值）。慢開始算法后，每經(jīng)過一個(gè)傳輸輪次，擁塞窗口cwnd就

36、加倍。（指數(shù)增長）·慢開始門限ssthresh： 當(dāng)cwnd<ssthresh時(shí)，使用慢開始算法。 當(dāng)cwnd>ssthresh時(shí)，停止慢開始算法而改用擁塞避免算法。 當(dāng)cwnd=ssthresh時(shí)，既可使用慢開始算法，也可使用擁塞避免算法。·擁塞避免算法：讓擁塞窗口cwnd緩慢地增長，即每經(jīng)過一個(gè)往返時(shí)間RTT就把發(fā)送方的擁塞窗口cwnd加1，而不是加倍。（按線性規(guī)律緩慢增長）·無論是在什么階段，只要發(fā)送方判斷網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，就要把慢開始門限當(dāng)ssthresh設(shè)置為出現(xiàn)擁塞時(shí)的發(fā)送方窗口值的一半（但不能小于2）。然后把擁塞控制窗口cwnd重新設(shè)置為1，

37、執(zhí)行慢開始算法。（6）TCP的運(yùn)輸連接管理：運(yùn)輸連接三個(gè)階段：連接建立；數(shù)據(jù)傳送和連接釋放。 第六章 應(yīng)用層1、域名系統(tǒng)DNS：是因特網(wǎng)使用的命名系統(tǒng)，用來把便于人們使用的機(jī)器名字轉(zhuǎn)換為IP地址。（1）域名：采用域名系統(tǒng)命名方式，任何一個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)或路由器，都有一個(gè)唯一的層次結(jié)構(gòu)的名字。 格式： ··· . 三級域名 . 二級域名 . 頂級域名 （2）域名服務(wù)器的類型：P2281】根域名服務(wù)器：是最高層次的域名服務(wù)器，所有的根域名服務(wù)器知道所有的頂級域名服務(wù)器的域名和IP地址。2】頂級域名服務(wù)器：（TLD服務(wù)器）負(fù)責(zé)管理在該頂級域名服務(wù)器注冊的所有二級域

38、名。3】權(quán)限域名服務(wù)器：負(fù)責(zé)一個(gè)區(qū)的域名服務(wù)器。當(dāng)一個(gè)權(quán)限域名服務(wù)器還不能給出最后的查詢回答時(shí)，就會告訴發(fā)出查詢請求的DNS客戶，下一步應(yīng)當(dāng)找哪一個(gè)權(quán)限域名服務(wù)器。4】本地域名服務(wù)器：本地域名服務(wù)器對域名系統(tǒng)非常重要。當(dāng)一個(gè)主機(jī)發(fā)出DNS查詢請求時(shí)，這個(gè)查詢請求報(bào)文就發(fā)送給本地域名服務(wù)器。·高速緩存：為了提高DNS查詢效率，并減輕根域名服務(wù)器的負(fù)荷和減少因特網(wǎng)上的DNS查詢報(bào)文數(shù)量，在域名服務(wù)器中廣泛地使用了告訴緩存。高速緩存用來存放最近查詢過的域名以及從何處獲得域名映射信息的記錄。（3）典型應(yīng)用DNS的作用：把域名解析成IP地址。（4）域名的解析過程 ·主機(jī)向本地域名服務(wù)

39、器的查詢一般都是采用遞歸查詢。如果主機(jī)所詢問的本地域名服務(wù)器不知道被查詢域名的 IP 地址，那么本地域名服務(wù)器就以 DNS 客戶的身份，向其他根域名服務(wù)器繼續(xù)發(fā)出查詢請求報(bào)文。·本地域名服務(wù)器向根域名服務(wù)器的查詢通常是采用迭代查詢。當(dāng)根域名服務(wù)器收到本地域名服務(wù)器的迭代查詢請求報(bào)文時(shí)，要么給出所要查詢的 IP 地址，要么告訴本地域名服務(wù)器：“你下一步應(yīng)當(dāng)向哪一個(gè)域名服務(wù)器進(jìn)行查詢”。然后讓本地域名服務(wù)器進(jìn)行后續(xù)的查詢。2、FTP文件傳送協(xié)議：是因特網(wǎng)上使用的最廣泛的文件傳送協(xié)議，提供交互式訪問，允許客戶知名文件的類型與格式，并允許文件具有存取權(quán)限。3、萬維網(wǎng)WWW：（注意小概念）（1

40、）萬維網(wǎng) ：是一個(gè)大規(guī)模的、聯(lián)機(jī)式的信息儲藏所，簡稱Web。是一個(gè)分布式的超媒體系統(tǒng)，它是超文本系統(tǒng)的擴(kuò)充。·超文本：包含指向其他文檔的連接的文本。一個(gè)超文本由多個(gè)信息源鏈接成，而這些信息源的數(shù)目實(shí)際上是不受限制的。超文本是萬維網(wǎng)的基礎(chǔ)。·頁面：在一個(gè)客戶程序主窗口上顯示出的萬維網(wǎng)文檔。（2）統(tǒng)一資源定位符URL：是用來表示從因特網(wǎng)上得到的資源位置和訪問這些資源的方法。·一般形式：<協(xié)議>:/ <主機(jī)>:<端口>/<路徑> ·使用HTTP的URL：http:/ <主機(jī)>:<端口>/&

41、lt;路徑> HTTP的默認(rèn)端口號是80。（3）超文本傳送協(xié)議HTTP：1】主要特點(diǎn)：HTTP是面向事物的應(yīng)用層協(xié)議；HTTP協(xié)議是無狀態(tài)的；HTTP協(xié)議本身是無連接的。2】代理服務(wù)器：是一種網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，它又稱為萬維網(wǎng)高速緩存。代理服務(wù)器把最近的一些請求和響應(yīng)暫存在本地磁盤中。（它代表瀏覽器發(fā)出HTTP請求）3】HTTP的兩類報(bào)文：請求報(bào)文從客戶向服務(wù)器發(fā)送請求報(bào)文。 響應(yīng)報(bào)文從服務(wù)器到客戶的回答。（4）萬維網(wǎng)的文檔1】HTML文檔是一種可以用任何文本編輯器創(chuàng)建的ASCII碼文件。（HTML：超文本標(biāo)記語言）2】萬維網(wǎng)的文檔可以分為以下3類：·靜態(tài)文檔是指該文檔創(chuàng)作完畢后就存放在萬維網(wǎng)服務(wù)器中，在被用戶瀏覽的過程中，內(nèi)容不會改變。 ·動(dòng)態(tài)文檔是指文檔的內(nèi)容是在瀏覽器訪問萬維網(wǎng)服務(wù)器時(shí)才由應(yīng)用程序