2016-2017-1《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》復習題

計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)復習資料因特網(wǎng)主機=端系統(tǒng)，包含PC、智能手機、PAD、智能電視等。網(wǎng)絡(luò)核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信（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）。路由器是實現(xiàn)分組交換（packetswitching）的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。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。兩者的作用類似，都是轉(zhuǎn)發(fā)分組，不同點在于轉(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地址轉(zhuǎn)發(fā)分組，鏈路層交換機根據(jù)分組中的目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)分組。一個協(xié)議定義了在兩個或多個通信實體之間交換的報文格式和次序，以及報文發(fā)送和/或接收一條報文或其他事件所采取的動作。一個協(xié)議的關(guān)鍵元素：報文格式、報文次序、動作。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素（1）語法：即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式；（2）語義：即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應；（3）同步：即事件實現(xiàn)順序的詳細說明。因特網(wǎng)標準由因特網(wǎng)工程任務組IETF研發(fā)。IETF的標準文檔稱為請求評論RFC。復用技術(shù)是指能在同一傳輸媒質(zhì)中同時傳輸多路信號的技術(shù)，目的提高通信線路的利用率。頻分復用（FDM）的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源。時分復用（TDM）則是將時間劃分為一段段等長的時分復用幀（TDM幀）。每一個時分復用的用戶在每一個TDM幀中占用固定序號的時隙。利用不同的時隙傳送不同的信號。統(tǒng)計時分復用（STDM）在時分復用的基礎(chǔ)上根據(jù)實際情況“按需分配”。交換（switching）就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。用于網(wǎng)絡(luò)核心的交換技術(shù)主要有兩種：電路交換（circuitswitching），分組交換（packetswitching）（1）電路交換：在通信進行過程中，網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)傳輸在傳輸路徑上預留資源，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)被分成一個一個的分組，每個分組均攜帶目的地址，網(wǎng)絡(luò)并不為packet傳輸在沿途packetswitches上預留資源，packetswitches為每個packet獨立確定轉(zhuǎn)發(fā)方向.與電路交換不同，鏈路、交換機/路由器等資源被多個用戶所共享，交換機在轉(zhuǎn)發(fā)一個分組時的速度為其輸出鏈路的full速度。注：分組交換一般采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，分組在分組交換機中會經(jīng)歷一個排隊（queuing）延遲。排隊延遲與交換機的忙閑有關(guān)，大小可變。如果分組到達時緩存已滿，則交換機會丟掉一個分組。分組交換網(wǎng)絡(luò)有兩大類：1）Datagram（數(shù)據(jù)報）網(wǎng)絡(luò)，2）VirtualCircuit虛電路網(wǎng)絡(luò)7.通訊介質(zhì)及特點導引型傳輸媒體：雙絞線、同軸電纜、光纖非導引型傳輸媒體：無線電通訊1）雙絞線（Twisted-PairCopperWire）：抗電磁干擾，模擬傳輸和數(shù)字傳輸都可以用；雙絞線是目前高速LAN聯(lián)網(wǎng)的主要方式。2）同軸電纜（CoaxialCable）廣泛用于閉路電視中，容易安裝、造價較低、網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強、網(wǎng)絡(luò)維護和擴展比較困難、電纜系統(tǒng)的斷點較多，影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。3）光纖（FiberOptics）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。單模光纖比多模光纖性能更優(yōu)，但價格更高。4）無線電通訊（Radio）用無線電傳輸，優(yōu)點：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：在傳播中受反射、阻擋、干涉的影響。8.延時分類1）傳輸時延（發(fā)送時延）發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進入到傳輸媒體所需要的時間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。2）傳播時延電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。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不同的概念。3）處理時延：交換結(jié)點為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時間。排隊時延：結(jié)點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延。排隊時延的長短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當時的通信量。注：排隊延遲是節(jié)點延遲中最復雜、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排隊延遲來進行的，包括調(diào)度算法、緩存策略等。排隊延遲與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負載狀況密切相關(guān)，不同分組所經(jīng)歷的排隊延遲會隨著負載的變化而變化關(guān)于發(fā)送延遲和傳播延遲，容易弄混。需要記住，傳輸延遲指將一個分組所有bit發(fā)送到link上所需的時間，與分組長度和發(fā)送速率有關(guān)，與兩點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間，與link的長度和信號的傳播速度有關(guān)。9.分組從源主機出發(fā)，通過一系列路由器結(jié)點傳輸，到達目的主機。分組在下圖中路由器結(jié)點內(nèi)(之間)需經(jīng)歷的(1)~(4)不同類型的時延。處理時延：路由器檢查分組首部并決定將該分組導向何處所需的時間；排隊時延：當路由器隊列中分組較多，分組在鏈路上等待傳輸所需經(jīng)歷的排隊時間傳輸時延：路由器結(jié)點將分組的比特推向(傳輸?shù)?鏈路所需的時間；傳播時延：比特從路由器結(jié)點A傳播到路由器結(jié)點B所需要的時間。10.TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)層次、功能、層次之間的關(guān)系每層數(shù)據(jù)包的名稱每層地址接口、協(xié)議、服務

因特網(wǎng)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的幾個層次及其作用。（1）應用層：基于應用層協(xié)議提供網(wǎng)絡(luò)應用功能，應用層協(xié)議如HTTP、SMTP、FTP等。應用層的信息分組稱為報文（message）。（2）運輸層：在應用程序端點之間傳輸應用層報文，實現(xiàn)端到端的邏輯通信。運輸層分組稱為報文段（segment）o（3）網(wǎng)絡(luò)層：將數(shù)據(jù)報分組從一臺主機移動到另一臺主機，即提供主機之間的邏輯通信。網(wǎng)絡(luò)層的分組稱為數(shù)據(jù)報（datagram）o（4）鏈路層：將網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報從一個節(jié)點傳輸?shù)搅硪粋€節(jié)點。鏈路層分組稱為幀（frame）。（5）物理層：實現(xiàn)數(shù)據(jù)的比特流傳輸，提供信號傳輸介質(zhì)。物理層的數(shù)據(jù)稱為比特。層級層名分組名稱功能層次之間的關(guān)系每層地址5應用層Message報文支持網(wǎng)絡(luò)應用一層嵌到另一層（每一層次都從上層的導數(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）不同的應用有不同的地址4傳輸層Segment報文段負責應用進程間的通訊端口號3網(wǎng)絡(luò)層Datagram數(shù)據(jù)報從源到目的地數(shù)據(jù)報的路由IP地址2數(shù)據(jù)鏈路層Frames幀相鄰節(jié)點之幀轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)卡地址1物理層無數(shù)據(jù)包比特轉(zhuǎn)發(fā)無應用層的地址不止有IP地址還有端口號，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，服務是下層為上層提供的11.一個分組在因特網(wǎng)中傳輸，在源主機需將數(shù)據(jù)M封裝成自頂向下不同層的分組。如下圖所示。應用層分組名稱：報文H1M運輸層分組名稱：報文段H2H1M網(wǎng)絡(luò)層分組名稱：數(shù)據(jù)報H3H2H1M鏈路層分組名稱：幀H4H3H2H1M物理層數(shù)據(jù)：比特流0、1比特流應用程序體系結(jié)構(gòu)：client/server、P2P、混合C/S和P2P客戶服務器方式所描述的是進程之間的服務和被服務的關(guān)系。客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供方。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PeertoPeer。P2P中沒有必須總是在線的服務器，并且peer可以隨時更換自己的IP。Gnutella是PureP2P的一個很好的例子。P2P的最大好處是系統(tǒng)可擴展性（scalability）強。由于每個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。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?；旌螩/S和P2P即以上兩種方式的結(jié)合。HTTP通訊超文本傳輸協(xié)議HTTP主要規(guī)定了消息的結(jié)構(gòu)和client和server交換message的方式。1）瀏覽器首先建立與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的可靠數(shù)據(jù)傳輸,HTTP知道消息肯定會到達對方，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在很短的時間內(nèi)從browser接收到對某個object的兩次請求，server就會發(fā)送兩次response。3）非流水線方式：客戶在收到前一個響應后才能發(fā)出下一個請求。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RTT時間。但服務器在發(fā)送完一個對象后，其TCP連接就處于空閑狀態(tài)，浪費了服務器資源。流水線方式：客戶在收到HTTP的響應報文之前就能夠接著發(fā)送新的請求報文。一個接一個的請求報文到達服務器后，服務器就可連續(xù)發(fā)回響應報文。使用流水線方式時,客戶訪問所有的對象只需花費一個RTT時間，使TCP連接中的空閑時間減少，提高了下載文檔效率。3）非持續(xù)連接：建立一次TCP連接，browser和server通過此連接只傳輸一個request消息和一個respond消息；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request消息和多個respond消息HTTP協(xié)議支持非持續(xù)連接和持續(xù)連接、非流水線和流水線多種方式。其默認模式是流水線的持續(xù)連接。Web的應用層協(xié)議是HTTP，它是Web的核心；它定義了在瀏覽器和Web服務器之間的傳輸報文格式和序列。HTTP協(xié)議使用TCP進行傳輸?shù)闹匾蚴强紤]到Web網(wǎng)頁作為文本數(shù)據(jù)的傳輸可靠性。HTTP請求報文中的方法字段HTTP請求報文中的方法字段可以取種不同的值，包括GET、POST、HEAD、PUT和DELETE。當用戶在瀏覽器中輸入一個網(wǎng)址，希望獲取網(wǎng)站的對象時，使用的是GET方法。當用戶提交表單時，比如用戶向搜索引擎提供搜索關(guān)鍵詞時，HTTP客戶常使用POST方法。當用戶應瀏覽器要求而選中本地的圖片進行上傳時，HTTP客戶使用的是PUT方法。當用戶希望刪除Web服務器中的圖片時，可使用DELETE方法。使用瀏覽器打開一個頁面，在HTTP請求報文中通常使用的方法是GET。用戶在瀏覽器頁面中提交表單時，在HTTP請求報文中使用的方法是POST。當用戶想要利用HTTP協(xié)議上傳對象到Web服務器上時，在HTTP的請求報文中，所使用的方法是PUT。HTTP和FTPHTTP和FTP都是文件傳輸協(xié)議，它們都運行TCP協(xié)議。FTP使用控制連接來傳輸控制信息，使用數(shù)據(jù)連接來傳輸文件；而HTTP協(xié)議是在傳輸文件的同一個TCP連接中發(fā)送控制信息（請求、響應報文），故FTP是帶外發(fā)送控制信息，HTTP是帶內(nèi)發(fā)送控制信息。HTTP協(xié)議的默認傳輸端口號是80,而FTP用于TCP控制連接的端口號是21，用于TCP數(shù)據(jù)連接的端口號是20。

TCPcontrolconnectionport21TCPd^taconnectionport20TCPcontrolconnectionport21TCPd^taconnectionport20FTPFTPclientserverFTP的控制連接貫穿了整個用戶會話期間，故該連接是持續(xù)連接，而在每個會話中的每一次文件傳輸都需要建立一個新的數(shù)據(jù)連接，故數(shù)據(jù)連接是非持續(xù)的。FTP服務器必須在整個會話期間保留用戶的信息（將用戶賬戶和控制連接聯(lián)系起來，跟蹤用戶在文件服務器目錄樹上的位置等），故FTP又是有狀態(tài)的。而HTTP客戶和服務器建立了連接后，客戶可以一次性地獲取多個對象，并且服務器無需跟蹤客戶的信息，故HTTP協(xié)議的連接是無狀態(tài)的持續(xù)連接。16.電子郵件協(xié)議Alice發(fā)送郵件給Bob,涉及多種電子郵件協(xié)議及其通信實體。可以實現(xiàn)郵件收取的協(xié)議是POP3、IMAP、HTTP。Alice'smailserverSEE可使用HTTP和SMTP協(xié)議可使用Alice'smailserverSEE可使用HTTP和SMTP協(xié)議可使用SMTP協(xié)議可使用HTTP>POP3和IMAP協(xié)議17.DNS的作用以及兩種査詢方式DNS是域名解析系統(tǒng)（DomainNameSystem）的縮寫，它是由解析器和域名服務器組成的。用于便于人們使用的機器名字轉(zhuǎn)換為IP地址兩種査詢方式：1）主機向本地域名服務器的査詢一般都是采用遞歸査詢。如果主機所詢問的本地域名服務器不知道被査詢域名的IP地址，那么本地域名服務器就以DNS客戶的身份，向其他根域名服務器繼續(xù)發(fā)出査詢請求報文。2）本地域名服務器向根域名服務器的査詢通常是采用迭代査詢。當根域名服務器收到本地域名服務器的迭代査詢請求報文時，要么給出所要査詢的IP地址，要么告訴本地域名服務器：“你下一步應當向哪一個域名服務器進行査詢”。然后讓本地域名服務器進行后續(xù)的査詢。

DNS迭代流程（1）~（8）。*eduDNS迭代流程（1）~（8）。*eduRootDNSservergala+hedudns,poly+eduRequestinghostcis?poly+eduTLDDNSserverwAuthoritativeDNSserverLocalDNSserver某公司c有一臺主機h,該主機具有的Internet域名應該為h?c?com。DNS使用UDP協(xié)議的主要原因是因為UDP協(xié)議在傳輸數(shù)據(jù)前無需像TCP那樣經(jīng)歷三次握手,數(shù)據(jù)收發(fā)延時較小。一臺主機希望解析域名，如果這臺服務器配置的域名服務器為202.120.66?88,Internet根域名服務器為10?1?2?3而存儲與其IP地址對應關(guān)系的域名服務器為,那么這臺主機解析該域名時首先查詢地址為8的域名服務器。18.運輸層基本概念多路分解將運輸層報文段中的數(shù)據(jù)交付到應用層正確的套接字的工作稱為多路分解。計算機網(wǎng)絡(luò)最本質(zhì)的活動是分布在不同地理位置的主機之間的進程通信。在因特網(wǎng)中，用來標識主機和在主機上的應用程序的是IP地址和端口號。運輸層協(xié)議除了提供可靠數(shù)據(jù)傳輸服務外,還可提供吞吐量確保、定時保證和安全性服務。TCP服務器進程與客戶機進程通信時，需要生成歡迎套接字和連接套接字。TCP在傳輸數(shù)據(jù)前要進行三次握手，而UDP不需要任何準備即可進行數(shù)據(jù)傳輸。因此UDP不會引入建立連接的時延。19.UDP的服務特點UDP是一種無連接的、輕量級傳輸層協(xié)議，提供了最最健的服務模型。沒有連接，直觀上就應該比TCP更高效。1）不可靠的數(shù)據(jù)傳輸：發(fā)送端將數(shù)據(jù)推入UDPSocket后，UDP并不保證數(shù)據(jù)最終會到達接收端，即使到達也不保證是按序到達；2、沒有擁塞控制機制：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)可能最終到達不了接收方，產(chǎn)生丟包。優(yōu)點：1）應用可更好控制何時發(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)定時間內(nèi)沒有到達的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）實現(xiàn)簡單：UDP因為是無連接的，主機因而無須維護連接狀態(tài)，實現(xiàn)簡單；3）頭部開銷?。篣DP的Segment頭部字段共8個字節(jié)；而TCP的頭部共包括20個字節(jié).20.UDP報文的首部為:源端口號（0632）目的端口號（0045）UDP報文段長度（001C）校驗和（E217）數(shù)據(jù)（1）根據(jù)UDP報文的格式，該UDP報文的源端口號為：0x0632=1586，目的端口號為：0x0045=69。因為目的端口69<1023,所以目的端口是熟知端口，故該UDP報文是從客戶發(fā)送給服務器（服務器程序是TFTP）。（2）UDP報文段的長度為：0X001C=28字節(jié)，而UDP首都長度為8字節(jié)，故該UDP報文所包含的數(shù)據(jù)長度為28-8=20字節(jié)。21?TCP的服務特點、流的概念TCP（TransmissionControlProtocol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)過三次握手建立一條全雙工連接，然后才能進行真正的數(shù)據(jù)傳輸。TCP三次握手流程，注意seq、ack序號變化。

ServerhostClienthostConnectiongrantedTimeTimeClienthostConnectiongrantedTCP除了是一種面向連接的協(xié)議外,還提供可靠的、按需到達的字節(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不釆用停等式的傳輸，而用流水線的方式，且序列號是根據(jù)數(shù)據(jù)段的第一個字節(jié)填寫的)22.可靠性傳輸原理可靠性傳輸原理是由rdtl.0rdt2.0rdt2.1rdt2.2rdt3.0一步步累加而來的。rdtl.0：接收方無返回確認信息rdt2?0：接收方進行檢錯，并發(fā)送ACK或NAK反饋給發(fā)送方rdt2?1：加入序列號0和1rdt2.2:接收方不再發(fā)NAK而將ACK中加入序列號rdt3?0：發(fā)送方引入定時器以上都是停-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)送多個分組。這種技術(shù)叫做流水線。流水線技術(shù)對可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的影響：更大的序列號范圍。連續(xù)發(fā)送的并且是還沒有得到ACK的多個分組必須要有唯一的序列號，否則引起混亂。Sender和Receiver方需要存儲空間來緩存分組。對于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；為了實現(xiàn)按序遞交，接收方一般也需要存儲空間。序列號的范圍和Buffer的大小取決于傳輸層協(xié)議如何相應分組丟失、差錯以及過度延遲分組的方式。解決流水線的差錯恢復有兩種基本方法：回退N步(Go-Back-N)和選擇性重傳(SelectiveRepeat)GBN(Go-Back-N)允許發(fā)送方發(fā)送N個分組而無需確認，流水線中最多有N個等待確認消息的分組，允許使用的序列號范圍可以看作是長度為N的一個窗口。隨著協(xié)議的運行，這個窗口在序列號空間內(nèi)向前滑動，因此這種協(xié)議也叫滑動窗口協(xié)議(sliding-windowprotocol)在此系統(tǒng)中，一個分組或其ACK的丟失可能造成GBN重傳太多的分組。當信道差錯率逐漸變大，信道會被不必要的重傳分組所塞滿。SR(SelectiveRepeat)選擇性重傳就是Sender只重傳那些出現(xiàn)錯誤的分組，而不是窗口中的所有分組。TCP報文段結(jié)構(gòu)中有一個32比特的序號字段,該序號字段是按照字節(jié)流中的字節(jié)進行計數(shù)，而不是按照分組計數(shù)。TCP和UDP協(xié)議使用了16位來表示端口號，其中最常用的應用程序的端口號稱為熟知端口，其數(shù)值范圍是0-1023。TCP/UDP報文中源端口地址和目標端口地址可以相同，因為雖然端口地址一樣，但其所在的主機是不同的。UDP數(shù)據(jù)報頭部包括UDP源端口號、UDP檢驗和、UDP目的端口號，但不包括UDP數(shù)據(jù)報頭部長度。TCP報文中，若序號從1開始，確認號為1000表示已收到999字節(jié)。主機甲與主機乙之間已建立一個TCP連接，主機甲向主機乙發(fā)送了兩個連續(xù)的TCP段，分別包含300字節(jié)和500字節(jié)的有效載荷，第一個段的序列號為200，主機乙正確接收兩個段后，發(fā)送給主機甲的確認序列號是1000。當一個應用程序通知TCP數(shù)據(jù)已傳送完畢時，TCP將單方面地關(guān)閉這個程序，此時報文段碼位字段的FIN位被置1,指示發(fā)方已發(fā)送完數(shù)據(jù)。TCP使用三次握手協(xié)議來建立連接，握手的第一個報文段是由碼位字段的SYN位被置為1來識別，表示請求連接。TCP使用三次握手協(xié)議來建立連接，第一個報文段碼字段的ACK位和SYN位被置為1，指示對第一個報文的確認。一個TCP連接總是以1KB的最大段長發(fā)送TCP段,發(fā)送方有足夠的數(shù)據(jù)要發(fā)送。當擁塞窗口為16KB時發(fā)送了超時，如果用慢開始算法，接下來的4個RTT(往返時間)時間內(nèi)的TCP段的傳輸是成功的，那么當?shù)?個RTT時間內(nèi)發(fā)送的所有TCP段都得到肯定應答時，擁塞窗口大小是9KBoTCP可靠傳輸協(xié)議中，發(fā)送端滑動窗口大小為15,頭15幀已發(fā)送，接收到的第1個ACK為ACK15，接收端已接收的幀為第14個幀。在TCP協(xié)議版本中，終止連接需要經(jīng)過4次握手階段。TCP協(xié)議為了實現(xiàn)可靠服務，采用超時重傳和累計確認技術(shù)，規(guī)定確認號為下一個希望接收的報文段的首字節(jié)序號。假設(shè)主機A已收到了來自主機B的編號為0~535的所有字節(jié)，同時假設(shè)它打算發(fā)送一個報文段給主機B。主機A會在它發(fā)往主機B的報文段的確認號字段中填入536。假設(shè)主機A已收到了來自主機B的包含字節(jié)0~535的報文段，以及另一個包含字節(jié)900~1000的報文段。由于某種原因，主機A還沒有收到字節(jié)536~899的報文段。則A到B的下一個報文段將在確認號字段中包含536。TCP擁塞控制算法主要包含三部分，（1）慢啟動，（2）擁塞避免，（3）快速恢復。TCP擁塞控制中，當發(fā)送方定時器超時時，其ssthresh值將被設(shè)置為cwnd當前值的一半。舉例：主機A和B通過一個TCP連接通信，且主機B已經(jīng)收到了來自A的直到字節(jié)348的所有字節(jié)。假定主機A隨后向B發(fā)送兩個報文段。第一個報文段和第二個報文段分別包含了50和70字節(jié)的數(shù)據(jù)。在第一個報文段中，序號是349，無論何時B收到A的報文段，它都會發(fā)送確認。假定兩個報文段按序到達B,第一個確認丟失，第二個確認在第一個超時間隔后到達A。其時序圖、報文段發(fā)送、確認及對應的序號和數(shù)據(jù)的字節(jié)編號如圖所示。超時間隔超時超時間隔超時間隔23.如下TCP擁塞窗口演化圖中，［1,6］和［23,26］屬于TCP慢啟動，［6,16］和［17,22］為23TCP擁塞避免；在第16個傳輸輪回之后，出現(xiàn)了報文丟失，并且報文段的丟失是由于檢測到三個冗余的ACK。而在第22個傳輸輪回之后，報文段的丟失卻是由于檢測到了超時。刑塞窗I1大小(報文段)050211cuiid=32刑塞窗I1大小(報文段)050211cuiid=32HVnd=S.cwud=1I4I2J—IO5O桂輸輪制在第1個傳輸輪回，ssthreshold的初始值是32。在第18個傳輸輪回，ssthreshold的值是21（在第16個傳輸輪回，擁塞窗口大小為42,此后出現(xiàn)丟包，TCP將閾值ssthreshold設(shè)置為擁塞窗口大小的一半（cwnd/2）,即ssthreshold=42/2=21）。網(wǎng)絡(luò)層基本概念I(lǐng)P協(xié)議的服務模型是盡力而為的服務模型。網(wǎng)絡(luò)層所實現(xiàn)的兩個重要功能是轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇。因特網(wǎng)路由算法路由算法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲信息來計算最小開銷路徑，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲信息是全局的或分散的，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)信息來計算最小開銷路徑。運行全局路由算法的路由器需要事先獲取整個網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點之間的連接關(guān)系以及鏈路開銷，然后才能計算從源到目的節(jié)點之間的最短路徑。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、分布式的方式計算最小開銷路徑。每個路由器只知道道與其直接相連的節(jié)點之間的鏈路開銷，而不知道整個網(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”Internet的主要路由算法：RIP中的路由更新消息在鄰居之間利用RIP響應消息進行交換，每30秒交換一次。再用分布式路由算法進行計算。RIP協(xié)議使用跳數(shù)作為路由選擇的度量標準。OSPF中的Open指OSPF是一種開放性的路由協(xié)議并被認為是RIP的后繼協(xié)議。OSPF與RIP相比有許多優(yōu)點。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。每個路由器均可獲取整個自治系統(tǒng)的完整網(wǎng)絡(luò)拓撲并獨立地計算以自己為根的最短路徑樹。RIP和OSPF兩種為自治系統(tǒng)AS內(nèi)部協(xié)議。BGP是一種自治系統(tǒng)間的路由協(xié)議，也是事實上的標準。BGP為自治系統(tǒng)AS之間協(xié)議。目前因特網(wǎng)中使用了兩種常用的自治系統(tǒng)（AS）內(nèi)部路由選擇協(xié)議，分別是路由選擇信息協(xié)議（RIP）與開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF）和一種AS間路由選擇協(xié)議，即邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP）。路由器路由器的交換結(jié)構(gòu)是路由器的核心，其交換方式大致可分為內(nèi)存、總線、縱橫（互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）三種方式。當路由器接收的IP報文的TTL值等于0時，釆取的策略是丟掉該分組。當路由器接收的報文的目的IP地址在路由器路由表中沒有對應的表項時，釆取策略是丟掉該分組。路由器用分組的目的地址的前綴與自身路由表中的表項進行匹配。當有多個匹配時，路由器使用最長前綴匹配規(guī)則。路由器根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的IP地址作出轉(zhuǎn)發(fā)決定。數(shù)據(jù)報分片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)送的某個分組可能需要在某個路由器處分割成多個更小的分組（fragment,片）,以便能夠封裝在Frame中。2）某個分組的所有片需要在將其交給傳輸層協(xié)議之前進行重組。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（標識）、flag（分片標志）以及fragmentoffset（片偏移量）等字段信息來對片進行排序，重組等。屬于某個分組的所有fragments具有相同的identifier，根據(jù)flag和offset字段的值判斷時都收到了所有的fragment并對他們進行排序。當一個分組的一個或多個Fragment沒有收到，目的端系統(tǒng)將丟棄這個分組的所有已經(jīng)收到的Fragment。3）在路由器里分組在終端系統(tǒng)里組裝。分片在源主機和中間路由器都有可能產(chǎn)生，片到達目的主機后再進行重新組裝。路由器的數(shù)據(jù)鏈路層收到報文的MTU大于該路由器將要發(fā)出接口的最大MTU時，采取的策略是將該分組分片。28.IP地址應用程序PING發(fā)出的是ICMP請求報文。主機地址101?11?100?100/255.255.252?0的廣播地址是101?11?103?255；10?1?0?1/17的廣播地址是55。某公司申請到一個C類IP地址，但要連接6個的子公司，最大的一個子公司有26臺計算機，每個子公司在一個網(wǎng)段中，則子網(wǎng)掩碼應設(shè)為255?255?255?224。國際上負責分配IP地址的專業(yè)組織劃分了幾個網(wǎng)段作為私有網(wǎng)段，可以供人們在私有網(wǎng)絡(luò)自由分配使用，包括10?0?0?0/8、172?16?0?0/12、192?168?0?0/16。交換機表中的表項包含MAC地址、通向MAC地址的交換機接口、表項放置在表中的時間。因特網(wǎng)協(xié)議中，A類地址第一個字節(jié)的范圍是1~126。一個B類IP地址最多可用來劃分子網(wǎng)的位數(shù)是14。一個B類網(wǎng)絡(luò)，有5位掩碼加入缺省掩碼用來劃分子網(wǎng)，每個子網(wǎng)最多可分配的主機數(shù)是2046。一臺主機可以分配多個IP地址。一個子網(wǎng)中的主機都有相同的網(wǎng)絡(luò)號。在C類地址下,默認主機比特位數(shù)為8位，但該類地址可支持的主機數(shù)為254臺。目前因特網(wǎng)的地址分配策略稱為無類別域間路由選擇（CIDR）。它將子網(wǎng)尋址的概念一般化了，將32比特的IP地址劃分成兩部分，a?b?c?d/x,其中x指示了地址的x最高比特構(gòu)成了IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分。比如/21和255?255?248?0表示同一個含義。29?學院要新建3個實驗室，每個實驗室有25臺主機，已申請了一個C類地址192?168?10?0。請對該C類地址進行子網(wǎng)劃分，寫出子網(wǎng)掩碼及每個實驗室的網(wǎng)絡(luò)號、主機IP地址范圍、廣播地址（不使用全0子網(wǎng)和全1子網(wǎng)）。（1）確認子網(wǎng)掩碼，2X>3+2（3個子網(wǎng)，1個全0子網(wǎng)，1個全1子網(wǎng)），得到x=3。所以，子網(wǎng)掩碼為255?255?255?11100000，即為255?255?255?224。（2）每個實驗室的網(wǎng)絡(luò)號、主機IP地址范圍、廣播地址：1）第一個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號為：0100000，即為2；主機IP地址范圍為0100001~0111110，即3~2；廣播地址為0111111，即為3。2）第二個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號為：1000000，即為4；主機IP地址范圍為1000001~1011110，即5~4；廣播地址為1011111，即為5。3）第三個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號為：192.168?10?01100000,即為192.168?10?96；主機IP地址范圍為1100001~1111110，即7~26；廣播地址為192?168?10?01111111,即為192?168?10?127。30?學校實驗中心,包含6個小機房,每個機房不超過30臺計算機。該實驗中心申請使用教育網(wǎng)C類IP地址，網(wǎng)絡(luò)ID為202.196?8?0/24，為了更好管理機房網(wǎng)絡(luò)，避免機房之間的廣播流量,各個小機房網(wǎng)絡(luò)通過單臺路由器實現(xiàn)互聯(lián)互通。請列出每個機房對應的子網(wǎng)地址、可用IP地址范圍、廣播地址、子網(wǎng)掩碼。要求有解題思路；提示：對C類IP地址202.196.8?0/24講行子網(wǎng)劃分，允許子網(wǎng)ID為全0、全1，每個機房使用一個子網(wǎng)。子網(wǎng)掩碼：202?196?8?224廣播地址：202?196?8?255子網(wǎng)地址：0、32、64、96、128、224、160、192可用IP范圍：202?196?8?1~202?196?8?30202?196?8?33~202?196?8?62202?196?8?192~202?196?8?25431?最短路徑Djkstra算法以圖E-1的網(wǎng)絡(luò)為例來討論算法，即尋找從源結(jié)點到網(wǎng)絡(luò)中其他各結(jié)點的最短路徑。為方便起見，設(shè)源結(jié)點為結(jié)點1。然后一步一步地尋找，每次找一個結(jié)點到源結(jié)點的最短路徑，直到把所有的點都找到為止。圖E-1求最短路徑算法的網(wǎng)絡(luò)舉例令D（v）為源結(jié)點（記為結(jié)點1）到某個結(jié)點v的距離，它就是從結(jié)點1沿某一路徑到結(jié)點卩的所有鏈路的長度之和。再令血，力為結(jié)點i至結(jié)點/之間的距離。整個算法只有以下兩個部分：(1)初始化令N表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的集合。先令N={1}。對所有不在N中的結(jié)點卩，寫出D(v)=l(1,v),若結(jié)點v與結(jié)點1直接相連D(v)=8,若結(jié)點v與結(jié)點1不直接相連在用計算機進行求解時，可以用一個比任何路徑長度大得多的數(shù)值代替8。對于上述例子，可以使D(v)=99。(2)尋找一個不在N中的結(jié)點w，其D(w)值為最小。把w加入到N中。然后對所有不在N中的結(jié)點v,用[D(y),D(w)+l(w,v)]中的較小的值去更新原有的D(v)值，即：D(v)jMin[D(v),D(w)+l(w,v)](E-1)⑶重復步驟(2),直到所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點都在N中為止。表E-1是對圖E-1的網(wǎng)絡(luò)進行求解的詳細步驟?？梢钥闯?，上述的步驟(2)共執(zhí)行了5次。表中帶圓圈的數(shù)字是在每一次執(zhí)行步驟(2)時所尋找的具有最小值的D(w)值。當?shù)?次執(zhí)行步驟(2)并得出了結(jié)果后，所有網(wǎng)絡(luò)結(jié)點都已包含在N之中，整個算法即告結(jié)束。龍1一1計算圖1口的網(wǎng)貉的最短路徑歩驟D⑵D⑶n⑸門⑹初始化{11?51OO8]{1.4}24①2C3O2{1,4.5}231②43{1,2,4,5}②31442③124511,2,3,475,6}2312現(xiàn)在我們對以上的最短路徑樹的找出過程進行一些解釋。因為選擇了結(jié)點1為源結(jié)點，因此一開始在集合N中只有結(jié)點1。結(jié)點1只和結(jié)點2,3和4直接相連，因此在初始化時，在D(2),D(3)和D(4)下面就填入結(jié)點1到這些結(jié)點相應的距離，而在D(5)和D(6)下面填入8。下面執(zhí)行步驟1。在結(jié)點1以外的結(jié)點中，找出一個距結(jié)點1最近的結(jié)點w,這應當是w=4，因為在D⑵，D(3)和D(4)中，D(4)=1,它的之值最小。于是將結(jié)點4加入到結(jié)點集合N中。這時，我們在步驟1這一行和D(4)這一列下面寫入①，數(shù)字1表示結(jié)點4到結(jié)點1的距離，數(shù)字1的圓圈表示結(jié)點4在這個步驟加入到結(jié)點集合N中了。接著就要對所有不在集合N中的結(jié)點(即結(jié)點2,3,5和6)逐個執(zhí)行(E-1)式。對于結(jié)點2,原來的D⑵=2?，F(xiàn)在D(w)+l(w,v)=D(4)+1(4,2)=1+2=3>D⑵。因此結(jié)點2到結(jié)點1距離不變，仍為2。對于結(jié)點3,原來的D⑶=5?，F(xiàn)在D(w)+l(w,v)=D(4)+1(4,3)=1+3=4<D(3)。因

此結(jié)點3到結(jié)點1的距離要更新，從5減小到4。對于結(jié)點5,原來的D(5)=8?，F(xiàn)在D(w)+l(w,v)=D(4)+1(4,5)=1+1=2<D(5)。因此結(jié)點5到結(jié)點1的距離要更新，從8減小到2。對于結(jié)點6,現(xiàn)在到結(jié)點1的距離仍為8。步驟1的計算到此就結(jié)束了。下面執(zhí)行步驟2。在結(jié)點1和4以外的結(jié)點中，找出一個距結(jié)點1最近的結(jié)點w?，F(xiàn)在有兩個結(jié)點(結(jié)點2和5)到結(jié)點1的距離一樣，都是2。我們選擇結(jié)點5(當然也可以選擇結(jié)點2,最后得出的結(jié)果還是一樣的)。以后的步驟類似。選擇皓點1人I源納山圖E-2用Dijkstra算法求出最短路徑樹的各個步驟和在結(jié)點1的路由表目的緒點卜-嘅結(jié)點距離■722343斗41426圖E-2用Dijkstra算法求出最短路徑樹的各個步驟和在結(jié)點1的路由表目的緒點卜-嘅結(jié)點距離■722343斗4142644熱點1mihZi考慮下面的網(wǎng)絡(luò)：對于標明的鏈路費用，用Djkstra最短路徑算法可以計算出從x到所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的最短路徑，如表所示。

StepN'D(t),p(t)D(u),p(u)D(v),p(v)D(w),p(w)D(y),p(y)D(z),p⑵0x883,x6,x6,x8,x1xv7,v6,v3,x6,x6,x8,x2x^^7,v6,v3,x6,x6,x8,x37,v6,v3,x6,x6,x8,x4xvuwy7,v6,v3,x6,x6,x8,x5xvuwyt7,v6,v3,x6,x6,x8,x6xvuwytz7,v6,v3,x6,x6,x8,x結(jié)點x為源節(jié)點初始化步驟3二步驟4根據(jù)上表，可得到用Dijkstra算法求的每個步驟的最短路徑樹和在結(jié)點x的路由表,結(jié)點x為源節(jié)點初始化步驟3二步驟4如下所示：

步驟5步驟6步驟5步驟6結(jié)點x的路由表：目的結(jié)點下一跳結(jié)點距離tv7uv6vv3ww6yy6zz8差錯檢測和糾正技術(shù)一比特奇偶校驗/rv、*》.發(fā)送方：1）在要發(fā)送的信息D（d位）后面附加一個奇偶校驗位2）使“1”的個數(shù)是奇數(shù)（奇校驗）或偶數(shù)（偶校驗）3）—起傳輸發(fā)送（d+1位）。01110001101010111d位數(shù)據(jù)校驗位接收方：1）檢測收到的信息（d+1位）中“1”的個數(shù)。2）偶校驗：發(fā)現(xiàn)奇數(shù)個“1”，至少有一個比特發(fā)生差錯（奇數(shù)個比特差錯）3）奇校驗：發(fā)現(xiàn)偶數(shù)個“1”，至少有一個比特發(fā)生差錯。特點：1）可以查出任意奇數(shù)個錯誤，但不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)個錯誤。2）若比特差錯概率很小，差錯獨立發(fā)生，一比特奇偶校驗可滿足要求。3）若差錯集中一起“突發(fā)”（突發(fā)差錯），一幀中未檢測到的差錯的概率達到50%因特網(wǎng)校驗和發(fā)送方：/將數(shù)據(jù)的每兩個字節(jié)當作一個16位的整數(shù)，可分成若干整數(shù)；/將所有16位的整數(shù)求和；/對得到的和逐位取反，作為檢査和，放在報文段首部，一起發(fā)送。接收方：/對接收到的信息（包括檢査和）按與發(fā)送方相同的方法求和。/全“1”收到的數(shù)據(jù)無差錯；/其中有“0”收到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯。0110011001100000010101010101010110001111000011001回卷10100101011000001和0100101011000010檢驗和（取反）1011010100111101無差錯，和為：11111111