計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、2物理層2.1基本概念物理層的主要任務(wù)確定與傳輸媒體接口的一些特性四個(gè)特性：機(jī)械特性指明接口所用接線(xiàn)器的形狀和尺寸、引線(xiàn)的數(shù)目和排列、固定的所 鎖定裝置等 電氣特性指明接口電纜各條線(xiàn)上出現(xiàn)的電壓范圍 功能特性指明某條線(xiàn)上出現(xiàn)的某條電平的電壓表示何種意義 過(guò)程特性指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的三大部分源系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、目的系統(tǒng)數(shù)據(jù)運(yùn)送消息的實(shí)體信號(hào)數(shù)據(jù)的電氣或電磁表現(xiàn)模擬的表示消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的數(shù)字的表示消息的參數(shù)的取值是離散的碼元在使用時(shí)間域的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí)，代表不同離散數(shù)值表示的基本波形單工通信（單向通信）只能有一個(gè)方向的通信不允許反

2、方向的交互半雙工通信（雙向交替通信）通信的雙方都可以發(fā)送消息，不允許同時(shí)發(fā)送或接收全雙工通信（雙向同時(shí)通信）通信雙方可以同時(shí)發(fā)送接收消息基帶信號(hào)來(lái)自源的信號(hào)調(diào)制基帶信號(hào)含有信道不能傳輸?shù)牡皖l分量或直流分量，必須對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制基帶調(diào)制(編碼)僅僅變換波形，變換后仍是基帶信號(hào)帶通調(diào)制使用載波調(diào)制，把信號(hào)的頻率范圍搬到較高頻段，并轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)帶通信號(hào)經(jīng)過(guò)載波調(diào)制后的信號(hào)（僅在一段頻率范圍內(nèi)能通過(guò)信道）基本帶通調(diào)制方法調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)、調(diào)相(PM)碼間串?dāng)_在接收端收到的信號(hào)波形失去了碼元之間的清晰界限的現(xiàn)象奈式準(zhǔn)則在任何信道中，碼元的傳輸速率是有上限的，傳輸速率超過(guò)此上限就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的

3、碼間串?dāng)_，使接收端對(duì)碼元的判決成為不可能數(shù)據(jù)的傳輸速率(比特率)每秒傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)即二進(jìn)制數(shù)字(0或1)，單位bit/s、b/s、bps碼元傳輸率(波特率)每秒信道傳輸?shù)拇a元個(gè)數(shù)，單位B傳信率(比特率)與傳碼率(波特率)的關(guān)系（N為碼元的進(jìn)制數(shù)）比特率=n*波特率(n為每個(gè)碼元的比特,二進(jìn)制時(shí)帶1比特,三進(jìn)制時(shí)帶2比特,八進(jìn)制帶3bit)信噪比信號(hào)的平均功率和噪聲的平均功率之比，記為S/N，單位分貝(dB) 信噪比(dB)=10log10(S/N)(dB) 如當(dāng)S/N為10時(shí)信噪比10，S/N為1000為30香農(nóng)公式信道極限信息傳輸率C = W log2(1+S/N) b/sW信道帶寬(單位Hz

4、)、S信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率、N為高斯噪聲功率奈氏準(zhǔn)則公式C=2WRb=2WRBlog2N即每赫帶寬理想低通信道的最高碼元傳輸率是每秒2個(gè)碼元2.4通道復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用(FDM)用戶(hù)在分配到一定頻帶后，在通信過(guò)程中自始至終都占用這個(gè)頻帶 頻分復(fù)用的所有用戶(hù)在同樣的時(shí)間占用不同的頻率帶寬時(shí)分復(fù)用(TDM)將時(shí)間劃分為一段段等長(zhǎng)的時(shí)分復(fù)用幀(TDM幀)，每一個(gè)時(shí)分復(fù)用用戶(hù) 在每一個(gè)TDM幀中占用固定序號(hào)的間隙。（信道利用率不高）統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用(STDM)前提是假定各用戶(hù)都是間歇地工作，每個(gè)時(shí)隙要有用戶(hù)地址信息波分復(fù)用(WDM)光的頻分復(fù)用，因光載波頻率很高，習(xí)慣上用波長(zhǎng)表示使用的光載波 8路2.5

5、Gb/s光載波經(jīng)光的調(diào)制，在一根光纖上的總速率為20Gb/s 100根2.5Gb/s光纖的光纜,采用16倍密集波分復(fù)用,得一根4Tb/s碼分復(fù)用CDM 將每一個(gè)比特時(shí)間劃分為m個(gè)短的碼片(碼分地址CDMA) 給每個(gè)站點(diǎn)分配碼片序列，不同站點(diǎn)的碼片序列正交 當(dāng)發(fā)送碼片1時(shí)就發(fā)送該站點(diǎn)碼片序列，比特0時(shí)發(fā)送反碼 當(dāng)S站點(diǎn)向T站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),T站點(diǎn)接收的是所有站點(diǎn)發(fā)送的序列和 T站點(diǎn)用S站點(diǎn)的碼片序列與接收的序列和做內(nèi)積運(yùn)算 非S站點(diǎn)的序列得0,，S站發(fā)送的比特0得-1、比特1得1規(guī)格化內(nèi)積公式各項(xiàng)相乘之和除以項(xiàng)數(shù)量脈沖調(diào)制PCM體制北美24路PCM標(biāo)準(zhǔn)T1速率為1.544Mb/s 歐洲30路PCM

6、標(biāo)準(zhǔn)E1速率為2.048Mb/s同步光纖網(wǎng)SONET第一級(jí)同步傳送信號(hào)STS-1傳輸速率51.84Mb/s(第一級(jí)光載波OC-1)同步數(shù)字系列SDH基本速率(第一級(jí)同步傳遞模塊STM-1)為155.52Mb/s（OC-3）3數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有兩種類(lèi)型：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道使用一對(duì)一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式廣播通信使用一對(duì)多的廣播通信方式鏈路是從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到相鄰結(jié)點(diǎn)的一段物理線(xiàn)路，中間沒(méi)有其他交換結(jié)點(diǎn)。鏈路只是一條路徑的組成部分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路除了這些物理線(xiàn)路，還必須有通信協(xié)議來(lái)控制數(shù)據(jù)的傳輸，如果把實(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)鏈路幀數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)單元IP數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)單元數(shù)

7、據(jù)鏈路層三個(gè)基本問(wèn)題：封裝成幀、透明傳輸、差錯(cuò)檢驗(yàn)封裝成幀在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，這樣就構(gòu)成了一個(gè)幀幀定界首部和尾部的一個(gè)重要作用最大傳送單元(MTU)鏈路層協(xié)議規(guī)定的所能傳送的幀的數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度上限幀定界符當(dāng)數(shù)據(jù)是由可打印的ASCII碼組成的文本文件時(shí)，幀定界可使用幀定界符SOH幀開(kāi)始符，十六進(jìn)制編碼01，二進(jìn)制編碼00000001，Start Of HeaderEOT幀結(jié)束符，十六進(jìn)制編碼04，二進(jìn)制編碼00000100，End Of Transmission透明傳輸無(wú)論什么樣的比特組合的數(shù)據(jù)都能通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層字節(jié)填充發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)控制字符前插入一個(gè)轉(zhuǎn)義字符“

8、ESC”在接收端的數(shù)據(jù)鏈路層把數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡(luò)層之前刪除插入的轉(zhuǎn)義字符ESC轉(zhuǎn)義字符，十六進(jìn)制編碼1B，二進(jìn)制編碼00011011，Byte Stuffing差錯(cuò)檢測(cè)：比特差錯(cuò)比特在傳輸過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生差錯(cuò)：1變成0，0變成1誤碼率BER在一段時(shí)間內(nèi)，傳輸錯(cuò)誤的比特占所傳輸比特總數(shù)的比例，Bit Error Rate 信噪比越大，誤碼率越小循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC把數(shù)據(jù)分為每組k個(gè)比特在待傳送的一組數(shù)據(jù)M后添加n位冗余碼冗余碼的計(jì)算方法在M后加上n個(gè)0得到(2n)M除以事先選定好的(n+1)位除數(shù)P得到商Q和n位余數(shù)R(用豎式做除法,商右移補(bǔ)0至位數(shù)與除數(shù)相等,相異得1,相同得0)余數(shù)R作為冗余碼接在M

9、后發(fā)送出去循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC把收到的每一幀除以P，檢查得到的余數(shù)R若R=0，則判定這個(gè)幀沒(méi)有差錯(cuò)，就接受若R!=0，則判定有差錯(cuò)，就丟棄幀件檢驗(yàn)序列FCS在數(shù)據(jù)后面添加冗余碼，F(xiàn)rame Check Sequence而CRC是一種常見(jiàn)的檢錯(cuò)方法FCS可以用CRC這種方法得出，但CRC并非獲得FCS的唯一方法在數(shù)據(jù)鏈路層使用CRC檢驗(yàn)，能實(shí)現(xiàn)無(wú)比特差錯(cuò)傳輸，但這還不是可靠傳輸，只能做到無(wú)差錯(cuò)接收，要做到可靠傳輸，必須加上確認(rèn)和重傳機(jī)制。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP用戶(hù)計(jì)算機(jī)和ISP進(jìn)行通信時(shí)使用的鏈路層協(xié)議(只支持全雙工鏈路)PPP協(xié)議應(yīng)滿(mǎn)足的需求簡(jiǎn)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(lèi)

10、型鏈路 差錯(cuò)檢測(cè) 檢測(cè)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(hào) 多點(diǎn)線(xiàn)路 半雙工或單工鏈路PPP協(xié)議三個(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LPC(Link Control Protocol)網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NPC(Network Control Protocol)PPP用同步傳輸鏈路，采用硬件完成比特填充；異步傳輸時(shí)使用字符填充法P75零比特填充PPP協(xié)議在使用SONET/SDH鏈路時(shí)，是使用同步傳輸?shù)模藭r(shí)采用零比特 填充實(shí)現(xiàn)透明傳輸；發(fā)送端：5個(gè)連續(xù)1填一個(gè)0，接收端刪除。媒體共享技術(shù)靜態(tài)劃分信道：頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用

11、、波分復(fù)用、碼分復(fù)用動(dòng)態(tài)媒體接入控制：隨機(jī)接入、受控接入世界第一個(gè)局域網(wǎng)產(chǎn)品(以太網(wǎng))規(guī)約DIX Ethernet V2IEEE的802.3標(biāo)準(zhǔn)與DIX Ethernet V2差別很小，可以簡(jiǎn)稱(chēng)為“以太網(wǎng)”局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層邏輯鏈路控制LLC子層 媒體接入控制MAC子層局域網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)具有廣播功能，從一個(gè)站點(diǎn)可很方便的訪(fǎng)問(wèn)全網(wǎng)便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和演變，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、可用性和生存性適配器連接計(jì)算機(jī)與外部局域網(wǎng)，嵌在計(jì)算機(jī)主板上適配器的主要功能進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議計(jì)算機(jī)硬件地址在適配器的ROM中，計(jì)算

12、機(jī)軟件地址IP地址在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中以太網(wǎng)采取的兩種措施無(wú)連接的工作方式，盡最大努力交付，即不可靠交付發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用曼徹斯特編碼的信號(hào)CSMA/CD協(xié)議載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)（只能進(jìn)行半雙工通信）多點(diǎn)接入總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)，許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入方式連接在一根總線(xiàn)上載波監(jiān)聽(tīng)在發(fā)送數(shù)據(jù)前檢測(cè)總線(xiàn)上是否有其他計(jì)算機(jī)子在發(fā)送數(shù)據(jù)碰撞檢測(cè)計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道電磁波在1km電纜的傳播時(shí)延5s爭(zhēng)用期2以太網(wǎng)端到端往返時(shí)延，具體爭(zhēng)用期時(shí)間為51.2s 對(duì)于10Mb/s的以太網(wǎng)，在爭(zhēng)用期可發(fā)送512bit，即64字節(jié)退避算法確定基本退避時(shí)間，一般取爭(zhēng)用期2定義重傳次數(shù)k=Min已經(jīng)重傳的次數(shù)，10從0，1，

13、.，2k-1中隨機(jī)抽取數(shù)r重傳推后時(shí)間為r倍爭(zhēng)用期重傳達(dá)16次仍不成功，拋棄該幀最短有效幀長(zhǎng)爭(zhēng)用期是512比特時(shí)間時(shí)，發(fā)生沖突一定在前64字節(jié)內(nèi)以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長(zhǎng)為64字節(jié)，小于64字節(jié)的都是無(wú)效幀強(qiáng)化碰撞當(dāng)發(fā)現(xiàn)碰撞時(shí)，停止發(fā)送數(shù)據(jù)，再繼續(xù)發(fā)送若干比特人為干擾信號(hào)幀間最小間隔9.6s，即96比特時(shí)間CSMA/CD從網(wǎng)絡(luò)層獲得一個(gè)分組，加上首尾組成以太幀，放入適配器緩存準(zhǔn)備發(fā)送 檢測(cè)到信道96比特時(shí)間內(nèi)保持空閑，就發(fā)送這個(gè)幀 若檢測(cè)到碰撞，則中止數(shù)據(jù)的發(fā)送，并發(fā)送人為干擾信號(hào) 發(fā)送完干擾信號(hào)后適配器執(zhí)行退避算法,等待r倍512比特時(shí)間，返回步驟2CSMA/CD十六字方針：先聽(tīng)先發(fā)，邊聽(tīng)邊發(fā)

14、，沖突停發(fā)，隨機(jī)重發(fā)雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)采用星狀拓補(bǔ)在星形的中心增加集線(xiàn)器（星形網(wǎng) 10BASE-T 的標(biāo)準(zhǔn)是802.3i）定義參數(shù)a=/To a的值越小信道利用率越高極限信道利用率Smax=To/(To+)=1/(1+a)只有a遠(yuǎn)小于1才能得到盡可能高的SmaxI/G位IEEE規(guī)定地址字段第一個(gè)字節(jié)最低位，0表示單個(gè)地址，1表示組地址G/L位地址字段第一個(gè)字節(jié)最低第二位，0表示全球管理，1表示本地管理三種幀單播，廣播，多播常用以太網(wǎng)MAC幀格式兩種標(biāo)準(zhǔn)DIX Ethernet V2標(biāo)準(zhǔn) IEEE的802.3標(biāo)準(zhǔn)左圖數(shù)字的單位是字節(jié)(byte)IEEE802.3規(guī)定無(wú)效的幀幀長(zhǎng)度不是整數(shù)字節(jié) 用收到的

15、幀檢驗(yàn)序列FCS查出有差錯(cuò) 收到數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度不在46到1500字節(jié)之間在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)主機(jī)使用光纖和一對(duì)光纖調(diào)制解調(diào)器連接到集線(xiàn)器用集線(xiàn)器擴(kuò)展局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)使計(jì)算機(jī)能夠跨碰撞域通信擴(kuò)大了局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍缺點(diǎn)碰撞域增大了，吞吐量并未提高不同數(shù)據(jù)率的碰撞域無(wú)法互聯(lián)網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展以太網(wǎng)。網(wǎng)橋依靠轉(zhuǎn)發(fā)表來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)幀。網(wǎng)橋的好處過(guò)濾通信量，增大吞吐量 提高可靠性 擴(kuò)大物理范圍 可以連接不同物理層、不同MAC子層、不同數(shù)據(jù)率的局域網(wǎng)網(wǎng)橋的缺點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)增加了時(shí)延 MAC子層沒(méi)有流量控制功能 只適合用戶(hù)不太多和通信量不太大的局域網(wǎng)網(wǎng)橋和集線(xiàn)器的不同網(wǎng)橋是按存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式工作的，一定是先把整個(gè)幀收下來(lái)子啊處

16、理 但集線(xiàn)器(或轉(zhuǎn)發(fā)器)是逐比特轉(zhuǎn)發(fā)。 網(wǎng)橋丟棄CRC檢驗(yàn)有差錯(cuò)以及無(wú)效的幀 網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)幀前必須執(zhí)行CSMA/CD算法 集線(xiàn)器在轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí)，不對(duì)傳輸媒體進(jìn)行檢測(cè)、透明網(wǎng)橋是一種即插即用設(shè)備透明網(wǎng)橋自學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)幀在網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)表中記錄地址、接口和時(shí)間生成樹(shù)算法為了避免轉(zhuǎn)發(fā)幀在網(wǎng)絡(luò)上不斷的兜圈子源路由網(wǎng)橋源路由網(wǎng)橋在發(fā)送幀時(shí)將詳細(xì)的路由信息放在幀首部 該網(wǎng)橋?qū)χ鳈C(jī)是不透明的以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)際上就是一個(gè)多接口網(wǎng)橋，工作在鏈路層 每個(gè)接口都直接與主機(jī)相連，一般工作在全雙工方式虛擬局域網(wǎng)VLAN是一些由局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無(wú)關(guān)的邏輯組它只是局域網(wǎng)給用戶(hù)提供的一種服務(wù)，不是一種新型的局域網(wǎng)VLAN的優(yōu)點(diǎn)限

17、制了接收廣播信息的工作站數(shù)使網(wǎng)絡(luò)不會(huì)因傳播過(guò)多的廣播信息而引起性能惡化虛擬局域網(wǎng)使用的以太網(wǎng)MAC幀格式（最大幀長(zhǎng)由1518變?yōu)?522字節(jié)）：高速以太網(wǎng)速率超過(guò)100Mb/s的以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)100BAST-T (爭(zhēng)用期是5.12s，幀最小間隔是0.96s，最短仍是64字節(jié)）吉比特以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3z的特點(diǎn)：允許在1Gb/s下全雙工和半雙工兩種方式工作；在半雙工方式下使用CSMA/CD協(xié)議；使用率IEEE802.3協(xié)議規(guī)定的幀格式；與10BAST-T和100BASET-T技術(shù)向后兼容。吉比特以太網(wǎng)在半雙工方式小采用“載波延伸”和發(fā)“分組突發(fā)”的方法，在全雙工下不用。10吉比特以太網(wǎng)

18、與10Mb/s以太網(wǎng)幀格式完全相同，保留了802.3規(guī)定的最大(小)幀長(zhǎng)， 只在全雙工方式下工作，因此不存在爭(zhēng)用問(wèn)題，也使用CSMA/CD協(xié)議。以太網(wǎng)是可擴(kuò)展的、靈活的、易于安裝、穩(wěn)健性好補(bǔ)充PPP幀格式：網(wǎng)絡(luò)層采用分組交換方式傳輸數(shù)據(jù)分組交換有兩種形式數(shù)據(jù)報(bào)、虛電路因特網(wǎng)的設(shè)計(jì)思路網(wǎng)絡(luò)層向上只提供靈活的、無(wú)連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)傳輸?shù)目煽啃圆皇怯删W(wǎng)絡(luò)而是由端系統(tǒng)完成的網(wǎng)絡(luò)互連的層次及設(shè)備物理層：使用中繼站(如HUB)在不同電纜段之間復(fù)制位信號(hào)鏈路層：使用網(wǎng)橋(或交換機(jī))在局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀網(wǎng)絡(luò)層：使用路由器在不同網(wǎng)絡(luò)間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組傳輸層及以上：使用協(xié)議轉(zhuǎn)換器(網(wǎng)關(guān))提供更高

19、層次的接口虛擬互連網(wǎng)絡(luò)(IP網(wǎng))邏輯互連網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)可以由很多異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組成） （主機(jī)協(xié)議五層，路由協(xié)議只有下三層）網(wǎng)際協(xié)議IPTCP/IP體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一 解決因特網(wǎng)互連問(wèn)題與IP協(xié)議配套使用的協(xié)議地址解析協(xié)議ARP 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP 網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMPIP地址給因特網(wǎng)上的每個(gè)主機(jī)或路由器的每一個(gè)接口 分配一個(gè)全網(wǎng)唯一的32bit的標(biāo)識(shí)符； 由因特網(wǎng)名字和數(shù)字分配機(jī)構(gòu)ICANN進(jìn)行分配 采用點(diǎn)分十進(jìn)制法表示IP地址的編址方法分類(lèi)的IP地址、子網(wǎng)的劃分、無(wú)分類(lèi)編址(構(gòu)成超網(wǎng))IP地址的組成網(wǎng)絡(luò)號(hào)：標(biāo)志主機(jī)所連接到的網(wǎng)絡(luò)（整個(gè)因特網(wǎng)范圍內(nèi)唯一）主機(jī)號(hào)：標(biāo)志該主機(jī)或路友器（在網(wǎng)

20、絡(luò)號(hào)指明的網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)唯一）A類(lèi)地址中：IP地址中網(wǎng)絡(luò)字段全0是保留地址，表示本網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)號(hào)127(01111111)留作為本地軟件環(huán)回測(cè)試B類(lèi)地址128.0.0.0不指派C類(lèi)地址192.0.0.0不指派所以它們可指派的網(wǎng)絡(luò)數(shù)均要減1主機(jī)字段全0表示本機(jī)；主機(jī)字段全1表示該網(wǎng)絡(luò)上所有主機(jī)。IP地址分級(jí)的好處方便IP地址的管理、節(jié)省路由空間并提高路由表查找速度IP 地址與硬件地址作用層次 IP地址與硬件地址理解ARP協(xié)議的用途從網(wǎng)絡(luò)層使用的IP地址解析出數(shù)據(jù)鏈路層使用的物理地址ARP高速緩存含有最近使用過(guò)的IP地址和物理地址的映射列表(本局域網(wǎng)上主機(jī)，路由)APR請(qǐng)求和答應(yīng)方都把對(duì)方的地址映射存儲(chǔ)

21、在APR高速緩存中ARP運(yùn)行過(guò)程當(dāng)主機(jī)A向本局域網(wǎng)上主機(jī)B發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，沒(méi)有在ARP高速緩存中找到主機(jī)B的IP項(xiàng)目，主機(jī)A就自動(dòng)運(yùn)行ARP(1) ARP進(jìn)程在本局域網(wǎng)上廣播一個(gè)ARP請(qǐng)求分組(2) 該局域網(wǎng)上所有主機(jī)運(yùn)行的APR進(jìn)程都收到這個(gè)ARP請(qǐng)求分組(3) 主機(jī)B的IP地址與ARP請(qǐng)求分組要查詢(xún)的IP地址一致，就收下這個(gè)ARP請(qǐng)求分組，并向A發(fā)送ARP響應(yīng)分組，其中寫(xiě)入自己的硬件地址，并在自己的ARP高速緩存中寫(xiě)入主機(jī)A的IP地址到硬件地址的映射。(4) 主機(jī)A收到B的ARP響應(yīng)分組，就在自己的ARP高速緩存中寫(xiě)入主機(jī)B的IP地址到硬件地址的映射。生存時(shí)間ARP把保存在高速緩存中的映

22、射地址項(xiàng)目都設(shè)置生存時(shí)間凡超過(guò)這個(gè)生存時(shí)間的項(xiàng)目就從高速緩存中刪除掉注意ARP是解決同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器IP地址和硬件地址映射問(wèn)題的(不同局域網(wǎng)則通過(guò)中間路由器不斷重復(fù)這個(gè)過(guò)程)從IP地址到硬件地址的解析是自動(dòng)進(jìn)行的，主機(jī)用戶(hù)不知道這一過(guò)程首部長(zhǎng)度：4byte一個(gè)單位 01011111（20字節(jié)60字節(jié)）總長(zhǎng)度：?jiǎn)挝籦yte（最大216-1）首部和數(shù)據(jù)之和(首部和分片數(shù)據(jù)和)超過(guò)MTU（以太網(wǎng)是1500字節(jié)）分片標(biāo)識(shí)：每產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，計(jì)數(shù)器就加1 相同標(biāo)識(shí)字段分片得以重組標(biāo)志：MFmore fragment MF=1還有分片，MF=0最后一個(gè)分片 DFdont fragment DF

23、=1不能分片，DF=0允許分片片偏移：8byte一個(gè)單位分片后某片在原分組中的相對(duì)位置相對(duì)于數(shù)據(jù)段的起點(diǎn)，該片從何處開(kāi)始生存時(shí)間TTL：經(jīng)過(guò)路由器減1，跳數(shù)0丟棄首部檢驗(yàn)和：只檢驗(yàn)首部，不包括數(shù)據(jù)部分右圖數(shù)字的單位是位(bit)IP數(shù)據(jù)報(bào)格式：IP首部檢驗(yàn)：早期IP地址設(shè)計(jì)不合理IP地址空間利用率有時(shí)很低 給每個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)分配一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)使路由表變大網(wǎng)絡(luò)性能變差 兩級(jí)IP地址不夠靈活劃分子網(wǎng)的原因有效利用地址空間；便于管理；隔離廣播和通信，減少網(wǎng)絡(luò)阻塞； 出于安全方面的考慮。劃分子網(wǎng)的方法將IP地址的主機(jī)號(hào)部分劃分為兩個(gè)部分，一部分用來(lái)標(biāo)識(shí)子網(wǎng)，一部 分仍作為主機(jī)號(hào)。IP地址結(jié)構(gòu)由兩級(jí)變?yōu)槿?jí)。劃

24、分子網(wǎng)增加了靈活性，卻減少了能連接在網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)數(shù)。不同的子網(wǎng)掩碼可能得出相同的網(wǎng)絡(luò)地址，但是不同的掩碼效果是不同的。劃分子網(wǎng)的缺點(diǎn)浪費(fèi)了一些IP地址；使路由表項(xiàng)目增長(zhǎng)無(wú)分類(lèi)編址CIDR使用二叉線(xiàn)索查找路由表網(wǎng)絡(luò)控制報(bào)文協(xié)議ICMPICMP差錯(cuò)報(bào)告文：終點(diǎn)不可達(dá)、源點(diǎn)抑制、時(shí)間超過(guò)、參數(shù)問(wèn)題、改變路由(重定向)不應(yīng)發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告文的情況：ICMP差錯(cuò)報(bào)告文、后續(xù)分片、多播數(shù)據(jù)報(bào)、特殊地址ICMP詢(xún)問(wèn)報(bào)告文：回送請(qǐng)求和回答、時(shí)間戳請(qǐng)求和回答路由協(xié)議內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP（如RIP和OSPF協(xié)議等）外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP（如BGP）路由信息協(xié)議RIP分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議，是因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)

25、議，簡(jiǎn)單最多包含15個(gè)路由器(距離16)，只適合小型互聯(lián)網(wǎng)RIP協(xié)議特點(diǎn)僅和相鄰路由器交換信息；交換的是路由表(即所有信息)；按固定時(shí)間間隔交換路由信息。(使用用戶(hù)層數(shù)據(jù)報(bào)UDP傳送)路由表更新原則找出到每個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的最短距離距離向量算法將原來(lái)沒(méi)有的目的網(wǎng)絡(luò)加入，下一跳改為R1，距離加1(R1給R2)將原表中所有下一跳是R1的都按照收到的表更新，距離加1若目的網(wǎng)絡(luò)相同，但但下一跳不是R1，比較它們的距離，選擇短的留下RIP優(yōu)缺點(diǎn)RIP限制了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模；壞消息傳播得慢；隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大，開(kāi)銷(xiāo)也增加。 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，開(kāi)銷(xiāo)較小。開(kāi)放最短路徑優(yōu)先OSPF使用分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議（用IP數(shù)據(jù)報(bào)傳送）OSPF特

26、點(diǎn)向本自治系統(tǒng)所有路由器發(fā)送信息（范洪法） 發(fā)送的是與相鄰所有路由器的鏈路狀態(tài)(部分信息：相鄰的路由器及其度量) 只有當(dāng)鏈路狀態(tài)改變時(shí)才向所有路由器用范宏法發(fā)送此信息OSPF的五種分組類(lèi)型問(wèn)候、數(shù)據(jù)庫(kù)描述、鏈路狀態(tài)請(qǐng)求、鏈路狀態(tài)更新、鏈路狀態(tài)確認(rèn) OSPF協(xié)議對(duì)多點(diǎn)接入的局域網(wǎng)采用了制定指定的路由器的方法邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP采用路徑向量路由選擇協(xié)議使用BGP的原因因特網(wǎng)規(guī)模太大，使得AS之間的路由選擇非常困難 AS之間的路由選擇必須考慮有關(guān)策略BGP-4的四種報(bào)文OPEN、UPDATE、KEEPALIVE、NOTIFICATION路由器是一種具有多個(gè)輸入端口和多個(gè)輸出端口的專(zhuān)用計(jì)算機(jī) 其任務(wù)是轉(zhuǎn)

27、發(fā)分組路由器的兩大部分路由選擇部分和分組轉(zhuǎn)發(fā)部分分組轉(zhuǎn)發(fā)的三個(gè)部分交換結(jié)構(gòu)、一組輸入端口、一組輸出端口交換結(jié)構(gòu)的作用根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表對(duì)分組進(jìn)行處理 將某個(gè)輸入端口進(jìn)入的分組從一個(gè)合適的輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)出去交換結(jié)構(gòu)常用的交換方法通過(guò)存儲(chǔ)器、通過(guò)總線(xiàn)、通過(guò)互連網(wǎng)絡(luò)IP多播網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP：使用IP數(shù)據(jù)報(bào)傳遞報(bào)文，是網(wǎng)際協(xié)議IP的一個(gè)組成部分IP多播多播路由選擇協(xié)議：找出以源主機(jī)為根節(jié)點(diǎn)的多播轉(zhuǎn)發(fā)樹(shù)多播路由選擇協(xié)議在轉(zhuǎn)發(fā)多播數(shù)據(jù)報(bào)的方法：泛洪與剪除、隧道技術(shù)、基于核心發(fā)現(xiàn)技術(shù)第5章 ：運(yùn)輸層端到端通信應(yīng)用進(jìn)程間的通信運(yùn)輸層重要功能復(fù)用和分用網(wǎng)絡(luò)層為主機(jī)之間提供邏輯通信，運(yùn)輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的邏

28、輯通信運(yùn)輸層主要功能為進(jìn)程間提供端到端的邏輯通信 對(duì)收到的報(bào)文進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn) 需要兩種運(yùn)輸協(xié)議：面向連接的TCP、無(wú)連接的UDP端口號(hào)的分類(lèi)服務(wù)器端使用的端口號(hào)：熟知端口號(hào)和登記端口號(hào)客戶(hù)端使用端口號(hào)UDP在IP數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)之上增加的功能：復(fù)用分用功能和差錯(cuò)檢測(cè)功能UDP特點(diǎn)無(wú)連接、盡最大努力交付、面向報(bào)文、無(wú)擁塞控制、首部開(kāi)銷(xiāo)小支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一和多對(duì)多交互通信UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議TCP傳輸控制協(xié)議TCP主要特點(diǎn)TCP是面向連接的運(yùn)輸層協(xié)議每一條TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)，每一條TCP連接只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的TCP提供可靠交付服務(wù)TCP提供全雙工通信TCP是面向字節(jié)流的TCP連接的端點(diǎn)套接字so

29、cket（IP地址：端口號(hào)）停止等待協(xié)議：自動(dòng)重傳請(qǐng)求ARQ（優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單、缺點(diǎn)信道利用率低）連續(xù)ARQ協(xié)議：優(yōu)點(diǎn)容易實(shí)現(xiàn)。 缺點(diǎn)不能向發(fā)送方反映出接收方已經(jīng)正確收到的所有分組信息UDP檢驗(yàn)和計(jì)算：偽首部+首部+數(shù)據(jù)部分TCP首部序號(hào)：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)：期望收到對(duì)方下一個(gè)報(bào)文的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)序號(hào)確認(rèn)ACK：ACK=1確認(rèn)號(hào)字段有效，ACK=0無(wú)效同步SYN：SYN=1表示這是一個(gè)連接請(qǐng)求或連接接受報(bào)文窗口：允許對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù)量（以字節(jié)為單位）終止FIN：用來(lái)釋放一個(gè)連接，F(xiàn)IN=1表示此報(bào)文發(fā)送方數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，要求釋放運(yùn)輸連接檢驗(yàn)和：偽首部+首部+數(shù)據(jù)選擇確認(rèn)SACK:

30、指明一個(gè)邊界要4個(gè)字節(jié),最多指明4個(gè)字節(jié)塊,另還需2字節(jié)RTT：報(bào)文段往返時(shí)間 RTTs：加權(quán)平均往返時(shí)間新RRTs=(1-a)舊RTTs+a(新RTT樣本)RTO：超時(shí)重傳時(shí)間 RTTD：RTT的偏差的加權(quán)平均值RTO=RTTs+4RTTDRTTD=(1-b)舊RTTD+b|RTTs-新RTT樣本|流量控制讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快，讓接收方來(lái)得及接收利用滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)流量控制擁塞對(duì)網(wǎng)絡(luò)中某一資源的需求超過(guò)了該資源所能提供的可用部分，網(wǎng)絡(luò)性能就要變壞擁塞控制與流量控制的區(qū)別：擁塞控制防止過(guò)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(guò)載所前提要做的都有一個(gè)前提，就是網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)在

31、所有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷是一個(gè)全局性過(guò)程流量控制往往指點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信量控制，是個(gè)端到端的問(wèn)題所要做的就是抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以便接收端來(lái)得及接收提供的負(fù)載單位時(shí)間內(nèi)輸入給網(wǎng)絡(luò)的分組數(shù)目(輸入負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載)吞吐量單位時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)輸出的分組數(shù)目擁塞控制大方面分為兩種方法：開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制擁塞控制的具體四種算法：慢開(kāi)始、擁塞避免、快重傳、快恢復(fù)慢開(kāi)始算法由小到大逐漸增大發(fā)送窗口 每經(jīng)過(guò)一個(gè)往返時(shí)間RTT，發(fā)送方擁塞窗口cwnd就加倍慢開(kāi)始門(mén)限cwnd<ssthrest時(shí)，使用慢開(kāi)始算法 cwnd=ssthrest時(shí)，既可使用慢開(kāi)始算法，也可用擁塞避免算法 cwnd>ssthrest時(shí)，使用擁塞

32、避免算法擁塞避免算法沒(méi)經(jīng)過(guò)一個(gè)往返時(shí)間RTT，cwnd就加1無(wú)哪種階段，只要發(fā)送方判斷網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞（沒(méi)有按時(shí)收到確認(rèn)），就把慢開(kāi)始門(mén)限ssthrest設(shè)置為出現(xiàn)擁塞時(shí)的發(fā)送方窗口值得一半，擁塞窗口cwnd重新設(shè)置為1，執(zhí)行慢開(kāi)始算法。AIMD算法加法增大乘法減小快重傳接收方每收到一個(gè)失序的報(bào)文段后就立即發(fā)出重復(fù)確認(rèn) 發(fā)送方一連收到三個(gè)重復(fù)確認(rèn)就應(yīng)當(dāng)立即重傳對(duì)方尚未收到的報(bào)文段快恢復(fù)當(dāng)發(fā)送方連續(xù)收到三個(gè)重復(fù)確認(rèn)時(shí)，執(zhí)行乘法減小算法，把慢開(kāi)始門(mén)限減半 發(fā)送方不執(zhí)行慢開(kāi)始算法，而是把擁塞窗口cwnd設(shè)置為慢開(kāi)始門(mén)限減半后的數(shù)值，進(jìn)行擁塞避免算法。隨機(jī)早期檢驗(yàn)RED為了避免發(fā)生網(wǎng)絡(luò)中的全局同步現(xiàn)象，路

33、由器采用的措施TCP運(yùn)輸連接三個(gè)階段連接建立、數(shù)據(jù)傳送、連接釋放TCP連接建立方式客戶(hù)服務(wù)器方式主動(dòng)發(fā)起連接建立的應(yīng)用進(jìn)程叫客戶(hù)，被動(dòng)等待的叫服務(wù)器SYN報(bào)文段不攜帶數(shù)據(jù)，但要消耗掉一個(gè)序號(hào)，所以A發(fā)送初始序號(hào)seq=x，則B發(fā)送的確認(rèn)報(bào)文的ack為x+1，而B(niǎo)發(fā)送的SYN報(bào)文初始序號(hào)seq=y，A隨后發(fā)送的確認(rèn)報(bào)文中ack為y+1。A在收到B確認(rèn)報(bào)文后還要發(fā)給B確認(rèn)的原因：為了防止已失效的連接請(qǐng)求報(bào)文段又突然傳送到了B，因而產(chǎn)生錯(cuò)誤。A連接釋放報(bào)文段首部終止控制位FIN置1FIN不攜帶數(shù)據(jù)，但消耗一個(gè)序號(hào)MSL最長(zhǎng)報(bào)文段壽命A等待兩個(gè)MSL的原因：為保證A發(fā)送的最后一個(gè)ACK報(bào)文段能夠到達(dá)B；防止上一節(jié)提到的“已失效的連接請(qǐng)求報(bào)文段”出現(xiàn)在本連接中TCP連接釋放過(guò)程是第四次握手第1章 ：概述網(wǎng)絡(luò)是指三網(wǎng)電信網(wǎng)絡(luò)、有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向用戶(hù)提供的兩個(gè)重要功能連通性、共享（指資源共享）網(wǎng)絡(luò)由若干節(jié)點(diǎn)和連接這些節(jié)點(diǎn)的鏈路組成互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)發(fā)展三個(gè)階段從單個(gè)網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展