計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(自頂向下)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(共12頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1端系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)核心、協(xié)議處在因特網(wǎng)邊緣的部分就是連接在因特網(wǎng)上的所有的主機(jī)。這些主機(jī)又稱為端系統(tǒng)(end system)網(wǎng)絡(luò)核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機(jī)提供連通性，使邊緣部分中的任何一個(gè)主機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是實(shí)現(xiàn)分組交換(packet switching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。 注：分組交換主要有兩類，一類叫做路由器，一類叫作鏈路層交換機(jī)。兩者的作用類似，都是轉(zhuǎn)發(fā)分組，不同點(diǎn)在于轉(zhuǎn)發(fā)分組所依據(jù)的信息不同。路由器根據(jù)分組中的IP地

2、址轉(zhuǎn)發(fā)分組，鏈路層交換機(jī)根據(jù)分組中的目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)分組。用于網(wǎng)絡(luò)核心的交換技術(shù)主要有兩種：電路交換(circuit switching)，分組交換(packet switching) 協(xié)議(protocol)是通信雙方共同遵守的規(guī)則，主要用于指定分組格式以及接收到每個(gè)分組后執(zhí)行的動(dòng)作。2兩種基本的服務(wù)（1）面向連接的服務(wù)保證從發(fā)送端發(fā)送到接收端的數(shù)據(jù)最終將按順序、完整地到達(dá)接收端面向連接服務(wù)的過程包括連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放3個(gè)階段。在數(shù)據(jù)交換之前，必須先建立連接；數(shù)據(jù)交換結(jié)束后，必須終止這個(gè)連接。傳送數(shù)據(jù)時(shí)是按序傳送的。有握手信號(hào)，由tcp提供，提供可靠的流量控制和擁塞控制（2）無連

3、接服務(wù)對(duì)于傳輸不提供任何保證在無連接服務(wù)的情況下，兩個(gè)實(shí)體之間的通信不需要先建立好一個(gè)連接，因此其下層的有關(guān)資源不需要事先進(jìn)行預(yù)定保留。這些資源將在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行分配。無連接服務(wù)的特點(diǎn)是無握手信號(hào)，由udp提供，不提供可靠的流量控制和擁塞控制，因而是一種不可靠的服務(wù)，稱為“盡最大努力交付”。面向連接服務(wù)并不等同于可靠的服務(wù)，面向連接服務(wù)時(shí)可靠服務(wù)的一個(gè)必要條件，但不充分，還要加上一些措施才能實(shí)現(xiàn)可靠服務(wù)。目前Internet只提供一種服務(wù)模型，”盡力而為”，無服務(wù)質(zhì)量功能3復(fù)用技術(shù)概念：是指能在同一傳輸媒質(zhì)中同時(shí)傳輸多路信號(hào)的技術(shù)，目的提高通信線路的利用率。頻分復(fù)用（FDM）的所有用戶在

4、同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源。時(shí)分復(fù)用（TDM）則是將時(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(hào)的時(shí)隙。利用不同的時(shí)隙傳送不同的信號(hào)。統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（STDM)在時(shí)分復(fù)用的基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際情況“按需分配”。4交換技術(shù)“交換”(switching)就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。 1、電路交換： 在通信進(jìn)行過程中，網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)傳輸在傳輸路徑上預(yù)留資源，這些資源只能被這次通信雙方所使用；2、分組交換：數(shù)據(jù)被分成一個(gè)一個(gè)的分組，每個(gè)分組均攜帶目的地址，網(wǎng)絡(luò)并不為packet傳輸在沿途packet switches上預(yù)留資源，packet

5、 switches為每個(gè)packet獨(dú)立確定轉(zhuǎn)發(fā)方向.與電路交換不同，鏈路、交換機(jī)/路由器等資源被多個(gè)用戶所共享，交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)分組時(shí)的速度為其輸出鏈路的full速度。注：分組交換一般采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，分組在分組交換機(jī)中會(huì)經(jīng)歷一個(gè)排隊(duì)(queuing)延遲。排隊(duì)延遲與交換機(jī)的忙閑有關(guān)，大小可變。 如果分組到達(dá)時(shí)緩存已滿，則交換機(jī)會(huì)丟掉一個(gè)分組。分組交換網(wǎng)絡(luò)有兩大類1、Datagram（數(shù)據(jù)報(bào))網(wǎng)絡(luò)2、Virtual Circuit虛電路網(wǎng)絡(luò)3、報(bào)文交換將形成的報(bào)文發(fā)送給結(jié)點(diǎn)交換機(jī)，結(jié)點(diǎn)交換機(jī)把收到的報(bào)文存儲(chǔ)并送輸入隊(duì)列等待處理。結(jié)點(diǎn)交換機(jī)再依次對(duì)輸入隊(duì)列中報(bào)文做適當(dāng)處理，然后根據(jù)報(bào)文頭中的目

6、的地址選擇適當(dāng)?shù)妮敵鲦溌?。若鏈路空閑，便將報(bào)文發(fā)送下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)；若輸出鏈路正忙，則將報(bào)文送該鏈路的輸出隊(duì)列等待發(fā)送。這樣，通過多次轉(zhuǎn)發(fā)直至報(bào)文到達(dá)指定目標(biāo)。5通訊介質(zhì)及特點(diǎn)導(dǎo)向傳輸媒體：雙絞線、同軸電纜、光纖非導(dǎo)向傳輸媒體：通訊1.雙絞線（Twisted-Pair Copper Wire） 抗電磁干擾，模擬傳輸和數(shù)字傳輸都可以用2.同軸電纜（Coaxial Cable）廣泛用于閉路電視中，容易安裝、造價(jià)較低、網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強(qiáng)、 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和擴(kuò)展比較困難、電纜系統(tǒng)的較多,影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。3.光纖（Fiber Optics）傳輸損耗小，抗雷電和電磁干擾性好，保密性好，體積小，質(zhì)量輕。4.通

7、訊（Radio）用無線電傳輸，優(yōu)點(diǎn)：通訊信道容量大，微波傳輸質(zhì)量高可靠性高，與電纜載波相比，投資少見效快。缺點(diǎn)：在傳播中受反射、阻擋、干涉的影響。6、常見網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)接入網(wǎng)絡(luò)指連接Host到邊界路由器的物理鏈路(last mile)，分為家庭接入、單位接入和無線接入三類。早期家庭上網(wǎng)通常使用撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)，利用調(diào)制解調(diào)器在普通電話線最多以56kbps的速率傳輸數(shù)據(jù)，此時(shí)在邊界路由器處也需要一MODEM。因此，此時(shí)的接入網(wǎng)絡(luò)是包括一對(duì)MODEM和一條點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電話線。由于速率較低，打電話和上網(wǎng)不能同時(shí)進(jìn)行。目前許多家庭使用寬帶接入技術(shù)，如xDSL和HFC。 xDSL也是在模擬電話線路上傳輸數(shù)字信號(hào)，它使

8、用了一種新的調(diào)制解調(diào)技術(shù)并且限定了最大傳輸距離，因此可以以更高速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。利用ADSL，打電話和上網(wǎng)可以同時(shí)進(jìn)行，兩者互不影響。ADSL之上行速率和下行速率不同。上行鏈路速率可達(dá)1Mbps，下行鏈路速率可達(dá)10Mbps。DSL使用頻分多路復(fù)用技術(shù)，將通信鏈路分為三個(gè)頻率互不覆蓋的信道，分別為： 1、04KHz 的雙向語音信道 2、4KHz 50KHz的上行數(shù)據(jù)信道 3、50KHz1MHz的下行數(shù)據(jù)信道另外一種寬帶家庭接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是HFC。HFC與DSL技術(shù)不同，HFC在現(xiàn)有的廣播有線電視系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來。在有線電視系統(tǒng)中，位于線纜頭部的電視臺(tái)向所有用戶廣播電視信號(hào)，電視信號(hào)沿電視臺(tái)-用

9、戶方向進(jìn)行傳輸和放大。HFC(混合光纖同軸電纜網(wǎng) )中，Host需要使用叫做線纜Modem的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)， Cable Modem將link分成上行和下行兩個(gè)信道。由于信道是在多個(gè)用戶之間所共享，因此存在擁塞和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模問題。與ADSL類似，HFC的上行信道速率要低于下行信道速率，并且整個(gè)信道被所有用戶所共享。而ADSL使用的是Point to Point信道，是專用信道。無線局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)是通過基站傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，基站與有線網(wǎng)相連的。目前該系列包含三種標(biāo)準(zhǔn)：802.11a（2Mbps）、802.11b (11Mbps)以及 802.11g (54Mbps)。7、延時(shí)分類1、傳輸時(shí)延

10、（發(fā)送時(shí)延 ） 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(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。 2、傳播時(shí)延 電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。 信號(hào)傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號(hào)在信道上的傳播速率是完全不同的概念。 3、處理時(shí)延 ：交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。 4、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。排隊(duì)時(shí)延的長短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的通信量。注：排隊(duì)延遲是節(jié)點(diǎn)延遲中最復(fù)雜、也是最有趣的部分。之所以最有趣，指目前或多研究工作就是針對(duì)排隊(duì)延遲來進(jìn)行的，包括調(diào)度算法、緩存策略等。 排隊(duì)延遲與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的

11、負(fù)載狀況密切相關(guān)，不同分組所經(jīng)歷的排隊(duì)延遲會(huì)隨著負(fù)載的變化而變化關(guān)于發(fā)送延遲和傳播延遲，容易弄混。需要記住，傳輸延遲指將一個(gè)分組所有bit發(fā)送到link上所需的時(shí)間，與分組長度和發(fā)送速率有關(guān)，與兩點(diǎn)之間的距離沒有任何關(guān)系。而傳播延遲指一位從鏈路的一端傳播到另一端所需的時(shí)間，與link的長度和信號(hào)的傳播速度有關(guān)。8、TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)1）層次、功能、層次之間的關(guān)系 2）每層數(shù)據(jù)包的名稱3）每層地址 4）接口、協(xié)議、服務(wù)至上而下分為：應(yīng)用層：包含大量應(yīng)用普遍需要的協(xié)議（如HTTP FTP SMTP DNS等）；應(yīng)用傳遞的數(shù)據(jù)包叫做報(bào)文。傳輸層：負(fù)責(zé)從應(yīng)用層接收消息，并傳輸應(yīng)用層的message

12、，到達(dá)目的后將消息上交給應(yīng)用。傳輸層的數(shù)據(jù)包叫做segment（段）此層協(xié)議有TCP UDP。網(wǎng)絡(luò)層：源Host的傳輸層協(xié)議負(fù)責(zé)將segment交給網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將segment傳輸?shù)侥康膆ost的傳輸層，網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包叫做datagram（數(shù)據(jù)報(bào)）此層協(xié)議有IP。鏈路層：網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)在源和目的之間傳遞數(shù)據(jù)，鏈路層負(fù)責(zé)將packet從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)较乱粋€(gè)節(jié)點(diǎn)。鏈路層傳輸數(shù)據(jù)的單位叫做Frame（幀）此層協(xié)議有Ethernet、WiFi、PPP協(xié)議。物理層：Link層負(fù)責(zé)將一個(gè)Frame從一個(gè)Node傳遞到下一個(gè)Node，物理層負(fù)責(zé)將Frame中的每一位(bit)從鏈路的一端傳輸?shù)搅硪欢?，物?/p>

13、層傳輸數(shù)據(jù)的單位叫做bit（比特）。數(shù)據(jù)報(bào)的名稱功能層次之間的關(guān)系每層地址5應(yīng)用層Message報(bào)文支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用一層嵌到另一層（每一層次都從上層的導(dǎo)數(shù)據(jù)，加上首部信息形成新的數(shù)據(jù)單元，將新的數(shù)據(jù)單元傳遞給下一層）不同的應(yīng)用有不同的地址4傳輸層Segment報(bào)文段負(fù)責(zé)應(yīng)用進(jìn)程間的通訊端口號(hào)3網(wǎng)絡(luò)層Datagram數(shù)據(jù)段從源到目的地?cái)?shù)據(jù)報(bào)的路由Ip地址2數(shù)據(jù)鏈路層Frames幀相鄰節(jié)點(diǎn)之幀轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)卡地址1物理層無數(shù)據(jù)包比特轉(zhuǎn)發(fā)無互聯(lián)網(wǎng)是個(gè)異常復(fù)雜的系統(tǒng)，包括硬件軟件，包括應(yīng)用、協(xié)議、端系統(tǒng)、不同種類的通信介質(zhì)、路由器/交換機(jī)等。Internet的體系結(jié)構(gòu)也采用的分層結(jié)構(gòu)， Internet的每一層也

14、是利用本層或下層功能為上層提供一種或多種服務(wù)。應(yīng)用層的地址不止有IP地址還有端口號(hào)，傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層為IP地址，鏈路層、物理層的地址為MAC地址。接口在兩層之間，協(xié)議是同層之間的，服務(wù)是下層為上層提供的。9應(yīng)用結(jié)構(gòu)：client/server、P2P、Hybrid of C/S和P2P客戶服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間的服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系?？蛻羰欠?wù)的請求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。Client/Server的好處是系統(tǒng)管理容易，問題是Server容易成為系統(tǒng)的bottleneck瓶頸.P2P中，沒有在C/S中處于中心地位的Server，所有Host的地位平等，叫做Peers，因此這種系統(tǒng)也叫Pee

15、r to Peer.P2P中沒有必須always on的服務(wù)器，并且peer可以隨時(shí)更換自己的IP。Gnutella是Pure P2P的一個(gè)很好的例子。P2P的最大好處是系統(tǒng)可擴(kuò)展性（scalability)強(qiáng)。由于每個(gè)peer既是Server又是Client, 隨著系統(tǒng)中Peer的數(shù)量增多，系統(tǒng)的處理能力越強(qiáng)。P2P的問題是可管理性，由于系統(tǒng)是完全分散的、無中心的，管理起來極其困難。Hybrid of C/S和P2P即以上兩種方式的結(jié)合。10常見的應(yīng)用、服務(wù)要求和底層協(xié)議部分網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求應(yīng)用數(shù)據(jù)丟失寬帶時(shí)間敏感文件傳輸不能丟失彈性不電子郵件不能丟失彈性不Web文檔不能丟失彈性（幾kb/s）

16、不實(shí)時(shí)音頻/視頻容忍丟失音頻（幾kb/s）視頻（10kb/s5mb/s）是，100ms存儲(chǔ)音頻/視頻容忍丟失同上是，幾秒交互游戲容忍丟失（幾kb/s10kb/s）是，100ms即時(shí)訊息不能丟失彈性是和不是流行的因特網(wǎng)應(yīng)用及其應(yīng)用層協(xié)議和下面的運(yùn)輸協(xié)議應(yīng)用應(yīng)用層協(xié)議下面的運(yùn)輸協(xié)議/底層協(xié)議電子郵件Smtptcp遠(yuǎn)程終端訪問telnettcpWebhttptcp文件傳輸ftptcp遠(yuǎn)程文件服務(wù)器NfsUdp或tcp流媒體通常專用，如real networkUdp或tcp因特網(wǎng)電話通常專用，如dlalpad典型udp11HTTP通訊 超文本傳輸協(xié)議HTTP主要規(guī)定了message的結(jié)構(gòu)和client

17、和server交換message的方式。1）B/S的通訊過程、無狀態(tài) 2）流水線協(xié)議和非流水線協(xié)議3）持續(xù)和非持續(xù)方式 4）代理服務(wù)器、cookie一）1) Browser首先建立與Server的TCP連接 2) 連接建立起來后，browser和server就向/從Socket發(fā)送/接收HTTP的消息。借助TCP的reliable data transfer，HTTP知道消息肯定會(huì)到達(dá)對(duì)方，這就是協(xié)議分層的好處。 HTTP是一種stateless(無狀態(tài))協(xié)議，server不保存任何client的任何狀態(tài)信息。如果server在很短的時(shí)間內(nèi)從browser接收到對(duì)某個(gè)object的兩次請求，s

18、erver就會(huì)發(fā)送兩次response。2）非流水線方式：客戶在收到前一個(gè)響應(yīng)后才能發(fā)出下一個(gè)請求。這比非持續(xù)連接的兩倍 RTT 的開銷節(jié)省了建立 TCP 連接所需的一個(gè) RTT 時(shí)間。但服務(wù)器在發(fā)送完一個(gè)對(duì)象后，其 TCP 連接就處于空閑狀態(tài)，浪費(fèi)了服務(wù)器資源。流水線方式：客戶在收到 HTTP 的響應(yīng)報(bào)文之前就能夠接著發(fā)送新的請求報(bào)文。一個(gè)接一個(gè)的請求報(bào)文到達(dá)服務(wù)器后，服務(wù)器就可連續(xù)發(fā)回響應(yīng)報(bào)文。使用流水線方式時(shí)，客戶訪問所有的對(duì)象只需花費(fèi)一個(gè) RTT時(shí)間，使 TCP 連接中的空閑時(shí)間減少，提高了下載文檔效率。 3）1、非持續(xù)連接：建立一次TCP連接，browser和server通過此連接只

19、傳輸一個(gè)request消息和一個(gè)respond消息 2、持續(xù)連接：建立一次TCP連接，browser和server通過此連接可以傳輸多個(gè)request消息和多個(gè)respond消息4）代理服務(wù)器(proxy server)又稱為萬維網(wǎng)高速緩存(Web cache)，它代表瀏覽器發(fā)出 HTTP 請求。萬維網(wǎng)高速緩存把最近的一些請求和響應(yīng)暫存在本地磁盤中。當(dāng)與暫時(shí)存放的請求相同的新請求到達(dá)時(shí)，萬維網(wǎng)高速緩存就把暫存的響應(yīng)發(fā)送出去，而不需要按 URL 的地址再去因特網(wǎng)訪問該資源。Cookie定義如下：Cookie是Web服務(wù)器保存在用戶硬盤上的一段文本，Cookie允許一個(gè)Web站點(diǎn)在用戶的電腦上保存

20、信息并且隨后再取回它。信息的片斷以名/值對(duì)(name-value pairs)的形式儲(chǔ)存。注：Web Cache比Server更靠近Client，即使只從延遲上將也會(huì)減小服務(wù)響應(yīng)時(shí)間；利用Cache可以減小響應(yīng)延遲，但Web Cache引入了一個(gè)新問題:即Web Cache中保存的對(duì)象可能與原始服務(wù)器中保存的對(duì)象不同。 12.DNS的作用以及兩種查詢方式DNS 是 (Domain Name System) 的縮寫，它是由解析器和域名組成的。用于便于人們使用的機(jī)器名字轉(zhuǎn)換為IP地址兩種查詢方式：1、主機(jī)向本地域名服務(wù)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

21、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。2、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。13.傳輸層的作用傳輸層位于網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間，是網(wǎng)絡(luò)分層模型的核心。傳輸層負(fù)責(zé)運(yùn)行在不同Host上應(yīng)用進(jìn)程之間的通信。14. UDP的服務(wù)特點(diǎn)UDP是一種無連接的、輕量級(jí)傳輸層協(xié)議，提供了最最健的服務(wù)模型。沒有連接，直觀上就應(yīng)該比TCP更高效。 1、不可

22、靠的數(shù)據(jù)傳輸：發(fā)送端將數(shù)據(jù)Push入U(xiǎn)DP Socket后，UDP并不保證數(shù)據(jù)最終會(huì)到達(dá)接收端，即使到達(dá)也不保證是按序到達(dá)； 2、沒有congestion control機(jī)制：發(fā)送方可以以任意的速率向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)，不管網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況。但發(fā)送的數(shù)據(jù)可能最終到達(dá)不了接收方，產(chǎn)生丟包。優(yōu)點(diǎn)：1、應(yīng)用可更好控制何時(shí)發(fā)送何種數(shù)據(jù)：無須建立連接，UDP可盡快將消息發(fā)給網(wǎng)絡(luò)層；TCP可能需要重傳在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒有到達(dá)的Segment。UDP沒有建立連接所引入的延遲，這可能是DNS選擇UDP而不是TCP的最主要原因。2、實(shí)現(xiàn)簡單：UDP因?yàn)槭菬o連接的，Host因而無須維護(hù)連接狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)簡單；3、頭部開銷?。篣

23、DP的Segment頭部字段共8個(gè)字節(jié)；而TCP的頭部共包括20個(gè)字節(jié).15.可靠性傳輸原理可靠性傳輸原理是由rdt1.0 rdt2.0 rdt2.1 rdt2.2 rdt3.0一步步累加而來的。rdt1.0：接收方無返回確認(rèn)信息 rdt2.0：接收方進(jìn)行檢錯(cuò)，并發(fā)送ACK 或NAK反饋給發(fā)送方rdt2.1：加入序列號(hào)0和1 rdt2.2：接收方不再發(fā)NAK而將ACK中加入序列號(hào)rdt3.0：發(fā)送方引入定時(shí)器以上都是停等式（stop-and-wait）協(xié)議為了解決stop-and-wait協(xié)議低效問題的方法非常簡單，就是允許發(fā)送方可以在等待Receiver的ACK之前連續(xù)發(fā)送多個(gè)分組。這種技術(shù)

24、叫做流水線。流水線技術(shù)對(duì)可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的影響： 1、更大的序列號(hào)范圍。連續(xù)發(fā)送的并且是還沒有得到ACK的多個(gè)分組必須要有唯一的序列號(hào)，否則引起混亂。 2、Sender和Receiver方需要存儲(chǔ)空間來緩存分組。對(duì)于Sender來說，需要緩存已經(jīng)發(fā)送出去但還沒有得到ACK的分組；為了實(shí)現(xiàn)按序遞交，接收方一般也需要存儲(chǔ)空間。序列號(hào)的范圍和Buffer的大小取決于傳輸層協(xié)議如何相應(yīng)分組丟失、差錯(cuò)以及過度延遲分組的方式。 解決流水線的差錯(cuò)恢復(fù)有兩種基本方法：回退N步(Go-Back-N)和選擇性重傳(Selective Repeat) GBN（Go-Back-N）允許發(fā)送方發(fā)送N個(gè)分組而無需確認(rèn)，流

25、水線中最多有N個(gè)等待確認(rèn)消息的分組，允許使用的序列號(hào)范圍可以看作是長度為N的一個(gè)窗口。隨著協(xié)議的運(yùn)行，這個(gè)窗口在序列號(hào)空間內(nèi)向前滑動(dòng)，因此這種協(xié)議也叫滑動(dòng)窗口協(xié)議（sliding-window protocol) 在此系統(tǒng)中，一個(gè)分組或其ACK的丟失可能造成GBN重傳太多的分組。當(dāng)信道差錯(cuò)率逐漸變大，信道會(huì)被不必要的重傳分組所塞滿。 SR（Selective Repeat）選擇性重傳就是Sender只重傳那些出現(xiàn)錯(cuò)誤的分組，而不是窗口中的所有分組。16.TCP的流量控制原理流量控制(flow control)就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快，既要讓接收方來得及接收，也不要使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。實(shí)現(xiàn)方式

26、：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。 定義:主要是為避免低速端系統(tǒng)不至于被對(duì)端發(fā)送的數(shù)據(jù)所淹沒?；緳C(jī)制是緩沖。流量控制的基本思想比較簡單，即TCP的Sender維護(hù)一個(gè)叫做接收窗口Receiver windows的變量，指示接收方空閑的緩存大小，發(fā)送方最多背靠背發(fā)送RcvWindow個(gè)字節(jié)，以免淹沒接收方。連接建立時(shí)接收方開辟大小為RcvBuffer的緩存，應(yīng)用進(jìn)程不斷從Buffer中讀取數(shù)據(jù)，利用LastByteRead和LastByteRcvd分別Las記錄最后讀取的字節(jié)和最后收到字節(jié)的序列號(hào)，則LastByteRcvd-LastByteRead就是在Buffe

27、r中應(yīng)用還未讀取的數(shù)據(jù)。則RcvWindow = RcvBuffer (LastByteRcvd - tByteRead)為空閑的Buffer大小。TCP Segment的頭部中包含叫做Receive Window的頭部字段，通知發(fā)送方自己的空閑Buffer大小。發(fā)送方限制自己已經(jīng)發(fā)送的但還未收到ACK的數(shù)據(jù)不超過接收方的空閑Buffer尺寸。這樣，加上那些已經(jīng)發(fā)送了ACK但還未被應(yīng)用讀取的數(shù)據(jù)后的總量便可小于總的Buffer大小。 17TCP的服務(wù)特點(diǎn)、流的概念TCP (Transmission Control Protocol,傳輸控制協(xié)議) 是一種面向連接的協(xié)議，即數(shù)據(jù)傳輸之前要經(jīng)過三次

28、握手建立一條全雙工連接，然后才能進(jìn)行真正的數(shù)據(jù)傳輸。 TCP除了是一種面向連接的協(xié)議外，還提供可靠的、按需到達(dá)的字節(jié)流數(shù)據(jù)傳輸、流控和擁塞控制。無頭無尾，連續(xù)不斷。面向字節(jié)流。 （TCP不采用停等式的傳輸，而用流水線的方式，且序列號(hào)是根據(jù)數(shù)據(jù)段的第一個(gè)字節(jié)填寫的） 18TCP的擁塞控制原理TCP擁塞控制的基本思想：避免網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入一種叫做Gridlock的狀態(tài)，即檢測到網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞狀況時(shí)降低自己的發(fā)送速度。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)需要考慮三個(gè)問題： 1、如何降低發(fā)送速率？2、如何檢測網(wǎng)絡(luò)擁塞？3、利用什么樣的算法來減低發(fā)送速度？1、如何降低發(fā)送速率？CongWin是限制發(fā)送速率的主要因素 發(fā)送速率 rate C

29、ongWin/RTT (bytes/Sec)。因此，通過調(diào)整CongWin可以控制發(fā)送端的發(fā)送速率2、如何檢測網(wǎng)絡(luò)擁塞？超時(shí)/收到對(duì)某個(gè)分組的三次重復(fù)確認(rèn)消息ACK，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞。此時(shí)，TCP降低自己的發(fā)送速率3、利用什么樣的算法來減低發(fā)送速度？ TCP的擁塞控制算法主要包括三部分： 1) 加性增-乘性減（Additive Increase， Multiplicative Decrease, AIMD）2) 慢啟動(dòng)3) 對(duì)超時(shí)事件的反應(yīng)19TCP連接建立和拆除的過程TCP的連接建立過程是：首先由Client進(jìn)程發(fā)起、服務(wù)器確認(rèn)、客戶再確認(rèn)，其中前兩次segment中沒有數(shù)據(jù)，而第三次中可

30、以攜帶數(shù)據(jù)。TCP的連接建立過程也叫三次握手。TCP的連接拆除過程是：首先由Client進(jìn)程發(fā)FIN給服務(wù)器、服務(wù)器確認(rèn)、服務(wù)器再發(fā)FIN給Client，Client確認(rèn)。四次握手。在發(fā)送完最后的ACK后，發(fā)起連接拆除方需要等待一段時(shí)間，以便在ACK丟失時(shí)，拆除方可以重新發(fā)送ACK。一般等待30s。20TCP段結(jié)構(gòu)中各單元表示的意義與作用源端口和目的端口字段各占 2 字節(jié)。端口是運(yùn)輸層與應(yīng)用層的服務(wù)接口。運(yùn)輸層的復(fù)用和分用功能都要通過端口才能實(shí)現(xiàn)。 序號(hào)字段占 4 字節(jié)。TCP 連接中傳送的數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)字節(jié)都編上一個(gè)序號(hào)。序號(hào)字段的值則指的是本報(bào)文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。 確認(rèn)號(hào)

31、字段占 4 字節(jié)，是期望收到對(duì)方的下一個(gè)報(bào)文段的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。 數(shù)據(jù)偏移（即首部長度）占 4 位，它指出 TCP 報(bào)文段的數(shù)據(jù)起始處距離 TCP 報(bào)文段的起始處有多遠(yuǎn)?！皵?shù)據(jù)偏移”的單位是 32 位字（以 4 字節(jié)為計(jì)算單位）。 保留字段占 6 位，保留為今后使用，但目前應(yīng)置為 0。 緊急 URG 當(dāng) URG = 1 時(shí)，表明緊急指針字段有效。它告訴系統(tǒng)此報(bào)文段中有緊急數(shù)據(jù)，應(yīng)盡快傳送(相當(dāng)于高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù))。 確認(rèn) ACK 只有當(dāng) ACK = 1 時(shí)確認(rèn)號(hào)字段才有效。當(dāng) ACK = 0 時(shí)，確認(rèn)號(hào)無效。 推送 PSH (PuSH) 接收 TCP 收到 PSH = 1 的報(bào)文段，就盡

32、快地交付接收應(yīng)用進(jìn)程，而不再等到整個(gè)緩存都填滿了后再向上交付。 復(fù)位 RST (ReSeT) 當(dāng) RST = 1 時(shí)，表明 TCP 連接中出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)（如由于主機(jī)崩潰或其他原因），必須釋放連接，然后再重新建立運(yùn)輸連接。 同步 SYN 同步 SYN = 1 表示這是一個(gè)連接請求或連接接受報(bào)文。 終止 FIN (FINis) 用來釋放一個(gè)連接。FIN = 1 表明此報(bào)文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢，并要求釋放運(yùn)輸連接。 窗口字段 占 2 字節(jié)，用來讓對(duì)方設(shè)置發(fā)送窗口的依據(jù)，單位為字節(jié)。緊急指針字段 占 16 位，指出在本報(bào)文段中緊急數(shù)據(jù)共有多少個(gè)字節(jié)（緊急數(shù)據(jù)放在本報(bào)文段數(shù)據(jù)的最前面）。 21.數(shù)據(jù)

33、報(bào)和虛電路的概念數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram) 面向無連接的數(shù)據(jù)傳輸,工作過程類似于報(bào)文交換。采用數(shù)據(jù)報(bào)方式傳輸時(shí)，被傳輸?shù)姆纸M稱為數(shù)據(jù)報(bào)。虛電路（Virtual Circuit)的概念虛電路是面向連接的數(shù)據(jù)傳輸，工作過程類似于線路交換，不同之處在于此時(shí)的電路是虛擬的。對(duì)比的方面虛電路數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)思路可靠通訊應(yīng)由網(wǎng)絡(luò)來保證可靠通訊由用戶主機(jī)來保證鏈接的建立必須有不需要終端地址僅在連接建立階段使用，每個(gè)分組使用短的虛電路號(hào)每個(gè)分組都有終點(diǎn)的完整地址分組轉(zhuǎn)發(fā)屬于同一條虛電路的分組均按照同一路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)每個(gè)分組獨(dú)立選擇路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)節(jié)點(diǎn)出故障時(shí)所有通過出故障的節(jié)點(diǎn)的虛電路均不能工作出故障的結(jié)點(diǎn)可能會(huì)丟失分

34、組，一些路由可能會(huì)發(fā)生變化分組順序總是按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不一定按發(fā)送順序端到端的差錯(cuò)處理和流量控制可以有網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，也可以由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)22兩種路由算法、主要區(qū)別路由算法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔碛?jì)算最小開銷路徑，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⑹侨值幕蚍稚⒌?，路由算法可以分為兩大類?1、全局路由算法：利用完整的、全局性的網(wǎng)絡(luò)信息來計(jì)算最小開銷路徑。運(yùn)行全局路由算法的路由器需要事先獲取整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系以及鏈路開銷，然后才能計(jì)算從源到目的節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑。這種算法通常被稱作“鏈路狀態(tài)算法”。2、分布式路由算法：以一種迭代的、分布式的方式計(jì)算最小開銷路徑。每個(gè)路由器只知道道與其直接

35、相連的節(jié)點(diǎn)之間的鏈路開銷，而不知道整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的完整的連接關(guān)系和開銷。這種算法通常被稱作“距離向量算法”23Internet的主要路由算法RIP中的路由更新消息在鄰居之間利用RIP響應(yīng)消息進(jìn)行交換，每30秒交換一次。再用分布式路由算法進(jìn)行計(jì)算。OSPF中的Open指OSPF是一種開放性的路由協(xié)議并被認(rèn)為是RIP的后繼協(xié)議。OSPF與RIP相比有許多優(yōu)點(diǎn)。本質(zhì)上，OSPF是一種使用鏈路狀態(tài)泛洪(flooding)的鏈路狀態(tài)協(xié)議和Dijkstra最短路徑算法。每個(gè)路由器均可獲取整個(gè)自治系統(tǒng)的完整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳ⅹ?dú)立地計(jì)算以自己為根的最短路徑樹。以上兩種為AS內(nèi)部協(xié)議BGP是一種自治系統(tǒng)間的路由協(xié)議，也是事實(shí)

36、上的標(biāo)準(zhǔn)。BGP為每個(gè)AS提供了實(shí)現(xiàn)下述目標(biāo)的手段，即： 1、從其它AS獲取網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性信息； 2、將獲得的可達(dá)性信息在AS內(nèi)部傳播； 3、根據(jù)可達(dá)性信息和策略確定到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的”Good”路由。 BGP允許一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向Internet公告其存在性，并使得所有AS知道如何到達(dá)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)。BGP為AS之間協(xié)議24數(shù)據(jù)報(bào)分片1）為什么分片2）怎樣分片、怎樣組裝3）在哪里分片和組織1）不同鏈路層協(xié)議能夠攜帶的最大傳輸單元MTU不同，為了將超長的ip分組擠到鏈路層分組的有效載荷字段。源發(fā)送的某個(gè)分組可能需要在某個(gè)路由器處分割成多個(gè)更小的分組(fragment,片)，以便能夠封裝在Frame中。 某個(gè)分組的

37、所有片需要在將其交給傳輸層協(xié)議之前進(jìn)行重組。根據(jù)端到端原則，分片的重組由端系統(tǒng)完成，而不是由路由器完成。端系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議收到fragment后，根據(jù)其頭部攜帶的identification（標(biāo)識(shí)）、flag（分片標(biāo)志）以及fragment offset（片偏移量）等字段信息來對(duì)片進(jìn)行排序，重組等。 屬于某個(gè)分組的所有fragments具有相同的identifier，根據(jù)flag和offset字段的值判斷時(shí)都收到了所有的fragment并對(duì)他們進(jìn)行排序。當(dāng)一個(gè)分組的一個(gè)或多個(gè)Fragment沒有收到，目的端系統(tǒng)將丟棄這個(gè)分組的所有已經(jīng)收到的Fragment。 3）在路由器里分組在終端系統(tǒng)里組裝

38、 25. IP數(shù)據(jù)報(bào)格式一個(gè) IP 數(shù)據(jù)報(bào)由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。首部的前一部分是固定長度，共 20 字節(jié)，是所有 IP 數(shù)據(jù)報(bào)必須具有的。在首部的固定部分的后面是一些可選字段，其長度是可變的版本號(hào)占 4 位，指 IP 協(xié)議的版本目前大多數(shù)的 IP 協(xié)議版本號(hào)為 4 (即 IPv4)首部長度占 4 位，可表示的最大數(shù)值是 15 個(gè)單位(一個(gè)單位為 4 字節(jié))因此 IP 的首部長度的最大值是 60 字節(jié)。區(qū)分服務(wù)占 8 位，用來區(qū)分更好的服務(wù)總長度占 16 位，指首部和數(shù)據(jù)之和的長度，單位為字節(jié)，因此數(shù)據(jù)報(bào)的最大長度為 65535 字節(jié)。標(biāo)識(shí)(identification) 占 16 位，它是一

39、個(gè)計(jì)數(shù)器，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)。標(biāo)志(flag) 占 3 位，目前只有兩位有意義。標(biāo)志字段的最低位是 MF (More Fragment)。MF = 1 表示后面“還有分片”。MF = 0 表示最后一個(gè)分片。標(biāo)志字段中間的一位是 DF (Don't Fragment) 。只有當(dāng) DF = 0 時(shí)才允許分片。 片偏移(12 位)指出：較長的分組在分片后某片在原分組中的相對(duì)位置。片偏移以 8 個(gè)字節(jié)為偏移單位。生存時(shí)間(8 位)記為 TTL (Time To Live)數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中可通過的路由器數(shù)的最大值。協(xié)議(8 位)字段指出此數(shù)據(jù)報(bào)攜帶的數(shù)據(jù)的上層使用何種協(xié)議以便目的主機(jī)的 IP 層

40、將數(shù)據(jù)部分上交給哪個(gè)處理過程（6代表TCP 17代表UDP）首部檢驗(yàn)和(16 位)字段只檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)的首部不檢驗(yàn)數(shù)據(jù)部分。這里不采用 CRC 檢驗(yàn)碼而采用簡單的計(jì)算方法源地址和目的地址都各占 4 字節(jié)，即32位的IP地址。IP 首部的可變部分就是一個(gè)選項(xiàng)字段，用來支持排錯(cuò)、測量以及安全等措施，內(nèi)容很豐富。選項(xiàng)字段的長度可變，從 1 個(gè)字節(jié)到 40 個(gè)字節(jié)不等，取決于所選擇的項(xiàng)目。增加首部的可變部分是為了增加 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的功能，但這同時(shí)也使得 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部長度成為可變的。這就增加了每一個(gè)路由器處理數(shù)據(jù)報(bào)的開銷。實(shí)際上這些選項(xiàng)很少被使用。 26IP地址我們把整個(gè)因特網(wǎng)看成為一個(gè)單一的、抽象的

41、網(wǎng)絡(luò)。IP 地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)（或路由器）分配一個(gè)在全世界范圍是唯一的 32 位的標(biāo)識(shí)符，采用點(diǎn)分十進(jìn)制進(jìn)行表示。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(hào) 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(hào) host-id，它標(biāo)志該主機(jī)（或路由器）。A類地址net-id為8位，host-id為24位，B類地址net-id為16位host-id為16位C類地址net-id為24位host-id為8位。目前，Internet中的IP地址分配策略為CIDR（classless inter-domain routing，無類域間路由)。CIDR

42、將32位的IP地址分為兩部分：子網(wǎng)地址和主機(jī)地址。地址的表示方式為：a.b.c.d/x，x表示子網(wǎng)地址的長度。這樣，IP地址的高x位為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，低32-x位為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的主機(jī)號(hào)部分。27. ICMP協(xié)議ICMP是（Internet Control Message Protocol）Internet控制報(bào)文協(xié)議。它是的一個(gè)子協(xié)議，用于在IP主機(jī)、器之間傳遞控制消息。控制消息是指網(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。這些控制消息雖然并不傳輸用戶數(shù)據(jù)，但是對(duì)于用戶數(shù)據(jù)的傳遞起著重要的作用。ICMP的用途包括：1) ping：源端發(fā)送type=8,code=0的ICMP消息，目的端發(fā)送t

43、ype=0, code = 0 的響應(yīng)2) 源抑制機(jī)制：實(shí)際中沒有使用，目的是擁塞控制3) Trace route：跟蹤主機(jī)到主機(jī)的路由，TraceRoute利用ICMP報(bào)文來實(shí)現(xiàn)28IPv6基本概念（1） IPv6是128位的地址（2）解決了IPv4面臨的最大問題即地址匱乏問題，解決這一問題是IPv6的初衷； 另外，IPv6簡化了在分組頭部格式（3）如何實(shí)現(xiàn)IPv4與IPv4之間的通信？ 1) 一種方法是宣布一個(gè)標(biāo)志日，到時(shí)所有的路由器和主機(jī)同時(shí)從IPv4升級(jí)到IPv6。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模巨大，使得這種方法不可行。 2) 最直接的方法是采用雙協(xié)議棧(dual stack)，即同時(shí)運(yùn)行IPv4和IPv6

44、兩種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議；這種方法的問題是并沒有節(jié)省IPv4地址。 3) 另外一種可行的方法是采用隧道技術(shù)(tunneling)：將IPv6的分組封裝進(jìn)IPv4分組里面，作為IPv4的Payload(載荷)。29常用校驗(yàn)技術(shù)常用的檢錯(cuò)機(jī)制包括：奇偶校驗(yàn)，校驗(yàn)和(checksum)和循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼(CRC)。1位奇偶校驗(yàn)可能是最簡單的檢錯(cuò)方法。假設(shè)帶發(fā)送的數(shù)據(jù)D有d位，在偶校驗(yàn)方案中只需附加一位校驗(yàn)信息，其值應(yīng)使得d+1位中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)；奇校驗(yàn)校驗(yàn)位的值應(yīng)使得d+1位中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。1位奇偶校驗(yàn)方案中，發(fā)送方和接收方的處理都比較簡單。接收方只需要數(shù)d+1位信息中1的個(gè)數(shù)，對(duì)于偶校驗(yàn)方案，如果d+1位中

45、有奇數(shù)個(gè)1，則至少有1位發(fā)生了錯(cuò)誤，精確地說有奇數(shù)位信息在傳輸過程中發(fā)生了錯(cuò)誤。但是，如果其中有偶數(shù)個(gè)位信息發(fā)生了錯(cuò)誤，奇偶校驗(yàn)方案將無法檢測出錯(cuò)誤的發(fā)生。1位奇偶校驗(yàn)方法能夠檢測到單個(gè)位錯(cuò)誤，但沒有辦法糾正錯(cuò)誤。Internet校驗(yàn)和的基本思想是： 發(fā)送方Checksum的計(jì)算規(guī)則： 1、segment按2字節(jié)為單位進(jìn)行分組，奇數(shù)字節(jié)的segment最后補(bǔ)一個(gè)全為0的字節(jié)；checksum字段初值為0 2、計(jì)算所有2字節(jié)數(shù)的和，進(jìn)位加在和的后面； 3、將計(jì)算得到的和按位求反，得到checksum接收方的規(guī)則： 1、如果計(jì)算所得的和不是全為1，則Segment在傳輸過程中發(fā)生了錯(cuò)誤。否則； 2

46、、認(rèn)為沒有發(fā)生錯(cuò)誤TCP/IP中，TCP和UDP對(duì)包括頭部和數(shù)據(jù)的信息求校驗(yàn)和，IP只對(duì)頭部信息求校驗(yàn)和。CRC叫做循環(huán)冗余檢測編碼，也叫做多項(xiàng)式編碼(polynomial code)。 多項(xiàng)式編碼基于將位串看成是系數(shù)為0或1的多項(xiàng)式，一個(gè)k位位串可以看作是從xk-1到x0的多項(xiàng)式的系數(shù)序列，此多項(xiàng)式的階數(shù)為k-1。如有6位，表示成多項(xiàng)式x5+x4+x0。此多項(xiàng)式為5階多項(xiàng)式。CRC的基本思想是：設(shè)d位長的位串D，附加長度為r的校驗(yàn)和R，則實(shí)際傳輸?shù)奈淮L度為d + r。將校驗(yàn)和R附加在位串D的尾部，計(jì)算校驗(yàn)和R，使帶校驗(yàn)和的位串的多項(xiàng)式能被生成多項(xiàng)式除盡。當(dāng)接收方收到帶校驗(yàn)和的位串時(shí)，用G去

47、除它，如果有余數(shù)，則傳輸出錯(cuò)。多項(xiàng)式按模2運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算，即，加法不進(jìn)位，減法不借位，加法、減法與異或運(yùn)算的結(jié)果相同。CRC中，發(fā)送方和接收方必須事先商量好一個(gè)r階的叫做生成多項(xiàng)式 (Generator) 的G （r+1位位模式) ，并且其最高位和最低位必須為1。計(jì)算校驗(yàn)和的算法如下： 1、設(shè)G為r階，則在待帶傳輸位串的后面添加r個(gè)0，使位串變?yōu)閐+r位，則相應(yīng)的多項(xiàng)式為D.2r 2、按模2除法用D.2r除以G 3、余數(shù)即為校驗(yàn)和RCRC這里有個(gè)計(jì)算30 MAC的兩種方式以及CSMA/CD多路訪問協(xié)議可以如下描述： 1) 是一種控制共享信道在節(jié)點(diǎn)之間共享的分布式算法 2) 利用信道本身進(jìn)行信

48、道共享的協(xié)商、通信，控制信息傳輸采用帶內(nèi)機(jī)制。多路訪問控制協(xié)議可以大致分為三類： 1)信道劃分協(xié)議； 2)隨機(jī)訪問協(xié)議；3)輪轉(zhuǎn)協(xié)議。隨機(jī)訪問協(xié)議：每個(gè)節(jié)點(diǎn)如果有數(shù)據(jù)發(fā)送，總是以信道的全速率發(fā)送。但多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送會(huì)引發(fā)碰撞，此時(shí)節(jié)點(diǎn)將重傳數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)無碰撞地到達(dá)接收端。 隨機(jī)訪問協(xié)議中，如果發(fā)生碰撞，節(jié)點(diǎn)可能需要延遲一段時(shí)間再重新發(fā)送數(shù)據(jù)，而延遲時(shí)間的大小是隨機(jī)的，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立地選擇這個(gè)延遲時(shí)間。因而這類協(xié)議叫做隨即訪問協(xié)議。輪轉(zhuǎn)協(xié)議主要有兩大類： 1、輪詢協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)中存在一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)以循環(huán)方式詢問其他每個(gè)節(jié)點(diǎn)。例如，主節(jié)點(diǎn)通知節(jié)點(diǎn)1可以發(fā)送的最大信息量；在節(jié)點(diǎn)1傳輸完畢后，主節(jié)

49、點(diǎn)通知節(jié)點(diǎn)2可以發(fā)送的最大信息量，依次類推。輪詢協(xié)議可以消除碰撞的可能，并能避免隨機(jī)協(xié)議中的空閑時(shí)隙問題，可以獲得很到的信道利用率。不過，輪詢協(xié)議存在如下缺點(diǎn)：1) 輪詢延遲； 2) 單點(diǎn)故障問題2、令牌協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)沒有主節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中按某種固定次序傳遞叫做Token（令牌)的Frame。節(jié)點(diǎn)只有獲得令牌后才能發(fā)送Frame，并且，節(jié)點(diǎn)只有在有數(shù)據(jù)要發(fā)送的情況下才能有持有令牌，否則將立即將令牌傳向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)在獲得令牌后可以發(fā)送的最大信息量固定。令牌協(xié)議的缺點(diǎn)包括：令牌傳遞開銷；延遲；單點(diǎn)故障(令牌的丟失與恢復(fù))。CSMA(載波偵聽多路訪問)中，節(jié)點(diǎn)在傳輸Frame之前偵聽信道，如果

50、信道空閑時(shí)才開始發(fā)送整個(gè)Frame。不過，CSMA中的節(jié)點(diǎn)在開始發(fā)送Frame后就要發(fā)送整個(gè)Frame，不管在該Frame的發(fā)送過程中有沒有碰撞產(chǎn)生。CSMA/CD與CSMA類似，節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前首先偵聽信道，如果信道忙，則延后一段時(shí)間繼續(xù)偵聽信道，直到信道空閑才能開始發(fā)送；另外，CSMA/CD節(jié)點(diǎn)在發(fā)送Frame的同時(shí)繼續(xù)偵聽信道，如果檢測到碰撞，則立即中止Frame的發(fā)送。CSMA/CD對(duì)CSMA的改善是顯而易見的。31 ARP協(xié)議地址解析協(xié)議(Address Resolution Protocol)的工作是從IP地址得到對(duì)應(yīng)的MAC地址。每個(gè)主機(jī)的ARP模塊維護(hù)ARP表，ARP表的結(jié)構(gòu)一般為<IP Address，MAC Address, TTL>。其中，TTL指示表項(xiàng)從開始創(chuàng)建到從表中刪除的時(shí)間。同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)部的ARP處理過程： 1、主機(jī)A構(gòu)造一個(gè)ARP查詢消息，向子網(wǎng)內(nèi)所有主機(jī)廣播，消息中包含欲解析主機(jī)(B)的IP地址。 2、主機(jī)B收到ARP查詢消息后，向A回答自己的MAC地址。ARP表是自動(dòng)生成的，無須手工操作。同時(shí)，ARP表也起著Cache的