計算機網(wǎng)絡(luò)知識點

一、現(xiàn)在最主要的三種網(wǎng)絡(luò)電信網(wǎng)絡(luò)（電話網(wǎng)）、有線電視網(wǎng)絡(luò)、計算機網(wǎng)絡(luò)二、計算機網(wǎng)絡(luò)的帶寬計算機網(wǎng)絡(luò)的帶寬是指網(wǎng)絡(luò)可通過的最高數(shù)據(jù)率，即每秒多少比特。描述帶寬也常常把“比特/秒”省略。例如，帶寬是10M，實際上是10Mb/s。注意：這里的M是106。對寬帶傳輸?shù)腻e誤概念在網(wǎng)絡(luò)中有兩種不同的速率：信號（即電磁波）在傳輸媒體上的傳播速率（米/秒，或公里/秒）計算機向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率（比特/秒）,也叫傳輸速率。這兩種速率的意義和單位完全不同。寬帶傳輸：計算機向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率較高。寬帶線路：每秒有更多比特從計算機注入到線路。寬帶線路和窄帶線路上比特的傳播速率是一樣的。早期的計算機網(wǎng)絡(luò)采用電路交換，新型的計算機網(wǎng)絡(luò)采用分組交換的、基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式。分組交換：在發(fā)送端把要發(fā)送的報文分隔為較短的數(shù)據(jù)塊每個塊增加帶有控制信息的首部構(gòu)成分組（包）依次把各分組發(fā)送到接收端接收端剝?nèi)ナ撞?，抽出?shù)據(jù)部分，還原成報文IP網(wǎng)絡(luò)的重要特點每一個分組獨立選擇路由。發(fā)往同一個目的地的分組，后發(fā)送的有可能先收到（即可能不按順序接收）。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的通信量過大時，路由器就來不及處理分組，于是要丟棄一些分組。因此，IP網(wǎng)絡(luò)不保證分組的可靠地交付。IP網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)被稱為：盡最大努力服務(wù)最重要的兩個協(xié)議：IP和TCPTCP協(xié)議保證了應(yīng)用程序之間的可靠通信,IP協(xié)議控制分組在因特網(wǎng)的傳輸,但因特網(wǎng)不保證可靠交付.在TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議使用的是客戶服務(wù)器方式。客戶(client)和服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個應(yīng)用進程。客戶服務(wù)器方式所描述的是進程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。當(dāng)A進程需要B進程的服務(wù)時就主動呼叫B進程，在這種情況下，A是客戶而B是服務(wù)器?？赡茉谙乱淮瓮ㄐ胖?，B需要A的服務(wù)，此時，B是客戶而A是服務(wù)器。六、總結(jié)因特網(wǎng)(Internet)是世界范圍的、互連起來的計算機網(wǎng)絡(luò)，它使用TCP/IP協(xié)議族，并且它的前身是美國阿帕網(wǎng)ARPANET。計算機網(wǎng)絡(luò)的帶寬是網(wǎng)絡(luò)可通過的最高數(shù)據(jù)率。因特網(wǎng)使用基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換，并使用IP協(xié)議傳送IP分組。路由器把許多網(wǎng)絡(luò)互連起來，構(gòu)成了互連網(wǎng)。路由器收到分組后，根據(jù)路由表查找出下一跳路由器的地址，然后轉(zhuǎn)發(fā)分組。路由器根據(jù)與其他路由器交換的路由信息構(gòu)造出自己的路由表。IP網(wǎng)絡(luò)提供盡最大努力服務(wù)，不保證可靠交付。TCP協(xié)議保證計算機程序之間的、端到端的可靠交付。在TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議使用的是客戶服務(wù)器方式。客戶和服務(wù)器都是進程（即軟件）?？蛻羰欠?wù)請求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。服務(wù)器有時也指“運行服務(wù)器軟件”的機器。========================================================================一、IP網(wǎng)絡(luò)是虛擬網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)是虛擬的。在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送的是IP數(shù)據(jù)報（IP分組）。實際上在網(wǎng)絡(luò)鏈路上傳送的是“幀”，使用的是幀的硬件地址（MAC地址）。地址解析協(xié)議ARP用來把IP地址（虛擬地址）轉(zhuǎn)換為硬件地址（物理地址）。IP地址的表示方法IP地址的表示方法有兩種：二進制和點分十進制。IP地址是32位二進制數(shù)字，為方便閱讀和從鍵盤上輸入，可把每8位二進制數(shù)字轉(zhuǎn)換成一個十進制數(shù)字，并用小數(shù)點隔開，這就是點分十進制。三、因特網(wǎng)的域名因特網(wǎng)的域名分為：頂級域名二級域名三級域名四級域名域名服務(wù)器DNS(DomainNameServer)因特網(wǎng)中設(shè)有很多的域名服務(wù)器DNS，用來把域名轉(zhuǎn)換為IP地址。電子郵件發(fā)送郵件使用的協(xié)議——簡單郵件傳送協(xié)議SMTP(SimpleMailTransferProtocol)接收郵件使用的協(xié)議——郵局協(xié)議版本3POP3(PostOfficeProtocolversion3)注：郵件的傳送仍然要使用IP和TCP協(xié)議統(tǒng)一資源定位符URL(UniformResourceLocator)URL用來標識萬維網(wǎng)上的各種文檔。因特網(wǎng)上的每一個文檔，在整個因特網(wǎng)的范圍內(nèi)具有惟一的標識符URL。URL實際上就是文檔在因特網(wǎng)中的地址。超文本傳送協(xié)議HTTP(HyperTextTransferProtocol)萬維網(wǎng)客戶程序與服務(wù)器程序之間的交互遵守超文本傳送協(xié)議HTTP。結(jié)束語IP地址是32位二進制數(shù)字。為便于閱讀和鍵入，也常使用點分十進制記法。個人用戶上網(wǎng)可向本地ISP租用臨時的IP地址。域名服務(wù)器DNS把計算機域名轉(zhuǎn)換為計算機使用的32位二進制IP地址。發(fā)送電子郵件使用SMTP協(xié)議，接收電子郵件使用POP3協(xié)議。統(tǒng)一資源定位符URL惟一地確定了萬維網(wǎng)上文檔的地址。超文本傳送協(xié)議HTTP用于萬維網(wǎng)瀏覽器程序和服務(wù)器程序的信息交互。超文本標記語言HTML使萬維網(wǎng)文檔有了統(tǒng)一的格式。IP電話不使用TCP協(xié)議。利用IP電話網(wǎng)關(guān)使得在普通電話之間可以打IP電話。==========================================================================因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP根據(jù)提供服務(wù)的覆蓋面積大小以及所擁有的IP地址數(shù)目的不同，ISP也分成為不同的層次。兩種通信方式在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢悾篊/S方式和對等方式因特網(wǎng)的核心部分網(wǎng)絡(luò)核心部分是因特網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(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)）。因特網(wǎng)的核心部分是由許多網(wǎng)絡(luò)和把它們互連起來的路由器組成，而主機處在因特網(wǎng)的邊緣部分。在因特網(wǎng)核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連接，而在網(wǎng)絡(luò)邊緣的主機接入到核心部分則通常以相對較低速率的鏈路相連接。主機的用途是為用戶進行信息處理的，并且可以和其他主機通過網(wǎng)絡(luò)交換信息。路由器的用途則是用來轉(zhuǎn)發(fā)分組的，即進行分組交換的。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(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。電路交換電路交換必定是面向連接的。電路交換的三個階段：建立連接、通信、釋放連接。網(wǎng)絡(luò)的分類不同作用范圍的網(wǎng)絡(luò)：廣域網(wǎng)局域網(wǎng)城域網(wǎng)個人區(qū)域網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)的使用者進行分類：公用網(wǎng)專用網(wǎng)用來把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)：接入網(wǎng)，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。計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標速率、帶寬、吞吐量、時延時延：傳輸時延（發(fā)送時延)——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。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。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。總時延=發(fā)送時延+傳播時延+處理時延+處理時延時延帶寬積=傳播時延*帶寬利用率——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間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。網(wǎng)絡(luò)利用率——全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。注：信道利用率并非越高越好。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡稱為協(xié)議，是為進行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定。其組成要素有以下三點：語法數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。語義需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應(yīng)。同步事件實現(xiàn)順序的詳細說明。八、實體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點實體——表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。協(xié)議——是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合。在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對上面的服務(wù)用戶是透明的。協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實體之間通信的規(guī)則。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。同一系統(tǒng)相鄰兩層的實體進行交互的地方，稱為服務(wù)訪問點SAP(ServiceAccessPoint)。TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時最高只用到網(wǎng)絡(luò)層，而沒有使用運輸層和應(yīng)用層。===============================================================================物理層一、物理層的基本概念物理層的主要任務(wù)是確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：機械特性電氣特性功能特性過程特性二、幾個術(shù)語數(shù)據(jù)——運送消息的實體。信號——數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)?！澳M的”——代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的?！皵?shù)字的”——代表消息的參數(shù)的取值是離散的。碼元——在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基本波形。三、有關(guān)信號的幾個基本概念單向通信（單工通信）——只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。雙向交替通信（半雙工通信）——通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時接收)。雙向同時通信（全雙工通信）——通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。四、基帶信號和調(diào)制基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。為了解決這一問題，就必須對基帶信號進行調(diào)制。最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種：調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。調(diào)相(PM):載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。導(dǎo)向傳輸媒體雙絞線、同軸電纜、光纜、無線信道。六、信道復(fù)用技術(shù)復(fù)用(multiplexing)是通信技術(shù)中的基本概念。

復(fù)用技術(shù)的分類：頻分復(fù)用FDM時分復(fù)用TDM波分復(fù)用WDM碼分復(fù)用CDM常用的名詞是碼分多址CDMA。各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。每一個比特時間劃分為m個短的間隔，稱為碼片(chip)。碼片序列每個站被指派一個唯一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的mbit碼片序列。如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進制反碼。例如，S站的8bit碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時，就發(fā)送序列00011011，發(fā)送比特0時，就發(fā)送序列11100100。每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交。 兩個不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規(guī)格化內(nèi)積都是0： 任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1：一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是–1。CDMA的工作原理：略第3章數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道分類數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：點對點信道：這種信道使用一對一的點對點通信方式。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。各層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位網(wǎng)絡(luò)層：IP數(shù)據(jù)報（或IP分組）數(shù)據(jù)鏈路層：幀物理層：比特三、數(shù)據(jù)鏈路層傳輸數(shù)據(jù)時的三個基本問題(1)封裝成幀(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)成了一個幀。首部和尾部的一個重要作用就是進行幀定界。(2)透明傳輸(3)差錯控制四、點對點協(xié)議PPP(Point-to-PointProtocol)現(xiàn)在全世界使用得最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是點對點協(xié)議PPP。用戶使用撥號電話線接入因特網(wǎng)時，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，流量控制，序號，多點線路，半雙工或單工鏈路3.PPP協(xié)議有三個組成部分（1）一個將IP數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法（2）鏈路控制協(xié)議LCP（3）網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP。4.PPP協(xié)議之不使用序號和確認機制.媒體共享技術(shù)靜態(tài)劃分信道（1）頻分復(fù)用（2）時分復(fù)用（3）波分復(fù)用（4）碼分復(fù)用動態(tài)媒體接入控制（多點接入）（1）隨機接入（2）受控接入，如多點線路探詢，或輪詢。 以太網(wǎng)的兩個標準DIXEthernetV2標準與IEEE的802.3標準只有很小的差別，因此可以將802.3局域網(wǎng)簡稱為“以太網(wǎng)”。數(shù)據(jù)鏈路層的兩個子層（1）邏輯鏈路控制LLC子層（2）媒體接入控制MAC子層。與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對LLC子層來說都是透明的,如下圖所示：局域網(wǎng)對LLC子層是透明的以太網(wǎng)提供的服務(wù)以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。當(dāng)目的站收到有差錯的數(shù)據(jù)幀時就丟棄此幀，其他什么也不做。差錯的糾正由高層來決定。如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了一些數(shù)據(jù)而進行重傳，但以太網(wǎng)并不知道這是一個重傳的幀，而是當(dāng)作一個新的數(shù)據(jù)幀來發(fā)送。以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用曼徹斯特編碼。載波監(jiān)聽多點接入/沖突檢測（CSMA/CD）CSMA/CD“多點接入”表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上?！拜d波監(jiān)聽”是指每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞?？偩€上并沒有什么“載波”。因此，“載波監(jiān)聽”就是用電子技術(shù)檢測總線上有沒有其他計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)信號?！皼_突檢測”就是計算機邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓大小。當(dāng)幾個站同時在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。當(dāng)一個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定的門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了沖突。檢測到碰撞后在發(fā)生碰撞時，總線上傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生了嚴重的失真，無法從中恢復(fù)出有用的信息來。每一個正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了碰撞，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費網(wǎng)絡(luò) 資源，然后等待一段隨機時間后再次發(fā)送。重要特性使用CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)不能進行全雙工通信而只能進行雙向交替通信（半雙工通信）。每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。這種發(fā)送的不確定性使整個以太網(wǎng)的平均通信量遠小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。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個字節(jié)（即高24位）用于標識不同的生產(chǎn)廠家，后3個字節(jié)（即低24位）由廠家自行指派，用于標識產(chǎn)品號。2、從網(wǎng)絡(luò)上發(fā)往本站的幀分為以下3種:（1）單播幀（一對一）（2）廣播幀（一對全體）（）多播幀（一對多）3、MAC幀的格式常用的以太網(wǎng)MAC幀格式有兩種標準：DIXEthernetV2標準IEEE的802.3標準最常用的MAC幀是以太網(wǎng)V2的格式,如下：4、幀間最小間隔幀間最小間隔為9.6s，相當(dāng)于96bit的發(fā)送時間。一個站在檢測到總線開始空閑后，還要等待9.6s才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據(jù)幀的站的接收緩存來得及清理，做好接收下一幀的準備。多接口網(wǎng)橋——以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機通常都有十幾個接口。因此，以太網(wǎng)交換機實質(zhì)上就是一個多接口的網(wǎng)橋，可見交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層。以太網(wǎng)交換機的每個接口都直接與主機相連，并且一般都工作在全雙工方式。交換機能同時連通許多對的接口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行 無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)交換機由于使用了專用的交換結(jié)構(gòu)芯片，其交換速率就較高。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VLAN的幀都有一個明確的標識符，指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個VLAN。虛擬局域網(wǎng)其實只是局域網(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“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4字節(jié)的標識符，稱為VLAN標記(tag)，用來指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個虛擬局域網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層提供兩種類型的的服務(wù)，即：虛電路服務(wù)和數(shù)據(jù)報服務(wù)。面向連接的通信方式建立虛電路(VirtualCircuit)，以保證雙方通信所需的一切網(wǎng)絡(luò)資源。虛電路表示這只是一條邏輯上的連接，分組都沿著這條邏輯連接按照存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式傳送，而并不是真正建立了一條物理連接。請注意，電路交換的電話通信是先建立了一條真正的連接。因此分組交換的虛連接和電路交換的連接只是類似，但并不完全一樣。如果再使用可靠傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就可使所發(fā)送的分組無差錯按序到達終點。無連接的通信方式網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報服務(wù)。圖示數(shù)據(jù)報服務(wù)網(wǎng)際協(xié)議IP網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP/IP體系中兩個最主要的協(xié)議之一。與IP協(xié)議配套使用的還有四個協(xié)議：地址解析協(xié)議ARP（2）逆地址解析協(xié)議RARP（3）網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP（4）網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP十四、網(wǎng)際層的IP協(xié)議及配套協(xié)議注：ICMP網(wǎng)際控制報文協(xié)議網(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)。物理層中繼系統(tǒng)：轉(zhuǎn)發(fā)器、中繼器。數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋或橋接器。網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)：路由器。網(wǎng)橋和路由器的混合物：橋路器。網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān)。十六、網(wǎng)絡(luò)互連使用路由器當(dāng)中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋時，一般并不稱之為網(wǎng)絡(luò)互連，因為這僅僅是把一個網(wǎng)絡(luò)擴大了，而這仍然是一個網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)由于比較復(fù)雜，目前使用得較少?；ヂ?lián)網(wǎng)都是指用路由器進行互連的網(wǎng)絡(luò)。由于歷史的原因，許多有關(guān)TCP/IP的文獻將網(wǎng)絡(luò)層使用的路由器稱為網(wǎng)關(guān)。路由器總是具有兩個或兩個以上的IP地址。路由器的每一個接口都有一個不同網(wǎng)絡(luò)號的IP地址。分類IP地址每一類地址都由兩個固定長度的字段組成，其中一個字段是網(wǎng)絡(luò)號net-id，它標志主機（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)，而另一個字段則是主機號host-id，它標志該主機（或路由器）。兩級的IP地址可以記為：IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)號>,<主機號>}，::=代表“定義為”IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段常用的三種類別的IP地址IP地址的一些重要特點(1)IP地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)(2)實際上IP地址是標志一個主機（或路由器）和一條鏈路的接口。當(dāng)一個主機同時連接到兩個網(wǎng)絡(luò)上時，該主機就必須同時具有兩個相應(yīng)的IP地址，其網(wǎng)絡(luò) 號net-id必須是不同的。這種主機稱為多歸屬主機。由于一個路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個網(wǎng)絡(luò)（這樣它才能將IP數(shù)據(jù)報從一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)），因此一個路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個不同的IP地址。(3)用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個局域網(wǎng)仍為一個網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號net-id。(4)所有分配到網(wǎng)絡(luò)號net-id的網(wǎng)絡(luò)，無論是范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。十八、IP地址與硬件地址網(wǎng)絡(luò)層及以上使用IP地址路由器只根據(jù)目的站的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號進行路由選擇鏈路層及以下使用MAC地址在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路層只能看見MAC幀而看不見IP數(shù)據(jù)報地址解析協(xié)議ARP和逆地址解析協(xié)議RARP1、ARP不管網(wǎng)絡(luò)層使用的是什么協(xié)議，在實際網(wǎng)絡(luò)的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時，最終還是必須使用硬件地址。每一個主機都設(shè)有一個ARP高速緩存(ARPcache)，里面有所在的局域網(wǎng)上的各主機和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。當(dāng)主機A欲向本局域網(wǎng)上的某個主機B發(fā)送IP數(shù)據(jù)報時，就先在其ARP高速緩存中查看有無主機B的IP地址。如有，就可查出其對應(yīng)的硬件地址，再將此硬件地址寫入MAC幀，然后通過局域網(wǎng)將該MAC幀發(fā)往此硬件地址。ARP是解決同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題。如果所要找的主機和源主機不在同一個局域網(wǎng)上，那么就要通過ARP找到一個位于本局域網(wǎng)上的某個路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個路由器，讓這個路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個網(wǎng)絡(luò)。剩下的工作就由下一個網(wǎng)絡(luò)來做。2、RARP逆地址解析協(xié)議RARP使只知道自己硬件地址的主機能夠知道其IP地址。這種主機往往是無盤工作站。因此RARP協(xié)議目前已很少使用。二十、查找路由表在路由表中，對每一條路由，最主要的是（目的網(wǎng)絡(luò)地址，下一跳地址）.根據(jù)目的網(wǎng)絡(luò)地址就能確定下一跳路由器，這樣做的結(jié)果是：IP數(shù)據(jù)報最終一定可以找到目的主機所在目的網(wǎng)絡(luò)上的路由器（可能要通過多次的間接交付）。只有到達最后一個路由器時，才試圖向目的主機進行直接交付。二十一、劃分子網(wǎng)從1985年起在IP地址中又增加了一個“子網(wǎng)號字段”，使兩級的IP地址變成為三級的IP地址。這種做法叫作劃分子網(wǎng)(subnetting)。劃分子網(wǎng)已成為因特網(wǎng)的正式標準協(xié)議。劃分子網(wǎng)純屬一個單位內(nèi)部的事情。單位對外仍然表現(xiàn)為沒有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。從主機號借用若干個位作為子網(wǎng)號subnet-id，而主機號host-id也就相應(yīng)減少了若干個 位。IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)號>,<子網(wǎng)號>,<主機號>}凡是從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給本單位某個主機的IP數(shù)據(jù)報，仍然是根據(jù)IP數(shù)據(jù)報的目的網(wǎng) 絡(luò)號net-id，先找到連接在本單位網(wǎng)絡(luò)上的路由器。然后此路由器在收到IP數(shù)據(jù)報后，再按目的網(wǎng)絡(luò)號net-id和子網(wǎng)號subnet-id找到目 的子網(wǎng)。最后就將IP數(shù)據(jù)報直接交付目的主機。子網(wǎng)掩碼從一個IP數(shù)據(jù)報的首部并無法判斷源主機或目的主機所連接的網(wǎng)絡(luò)是否進行了子網(wǎng)劃分。使用子網(wǎng)掩碼(subnetmask)可以找出IP地址中的子網(wǎng)部分。詳見課本二十二、因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議有關(guān)路由選擇協(xié)議的幾個基本概念:1)理想的路由算法算法必須是正確的和完整的；算法在計算上應(yīng)簡單。算法應(yīng)能適應(yīng)通信量和網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化，這就是說，要有自適應(yīng)性。算法應(yīng)具有穩(wěn)定性；算法應(yīng)是公平的；算法應(yīng)是最佳的。2、關(guān)于“最佳路由”不存在一種絕對的最佳路由算法。所謂“最佳”只能是相對于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。實際的路由選擇算法，應(yīng)盡可能接近于理想的算法。路由選擇是個非常復(fù)雜的問題它是網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點共同協(xié)調(diào)工作的結(jié)果。路由選擇的環(huán)境往往是不斷變化的，而這種變化有時無法事先知道。3、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，其特點是簡單和開銷較小，但不能及時適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。動態(tài)路由選擇策略——即自適應(yīng)路由選擇，其特點是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，但實現(xiàn)起來較為復(fù)雜，開銷也比較大。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——即在一個自治系統(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：RIP:路由信息協(xié)議RIP協(xié)議的三個要點：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，即自己的路由表。按固定的時間間隔交換路由信息，例如，每隔30秒。OSPF：開放最短路徑優(yōu)先外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP——若源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng) 中，當(dāng)數(shù)據(jù)報傳到一個自治系統(tǒng)的邊界時，就需要使用一種協(xié)議將路由選擇信息傳遞到另一 個自治系統(tǒng)中。這樣的協(xié)議就是外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP。在外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議中目前使用最多的是BGP-4。BGP：邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP是不同自治系統(tǒng)的路由器之間交換路由信息的協(xié)議。邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP只能是力求尋找一條能夠到達目的網(wǎng)絡(luò)且比較好的路由（不能兜圈子），而并非要尋找一條最佳路由。二十三、IP多播IP多播的基本概念P169IP多播的一些特點(1)多播使用組地址——IP使用D類地址支持多播。多播地址只能用于目的地址，而不能用于源地址。(2)永久組地址——由因特網(wǎng)號碼指派管理局IANA負責(zé)指派。(3)動態(tài)的組成員(4)使用硬件進行多播3、IP多播需要兩種協(xié)議網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP 為了使路由器知道多播組成員的信息，需要利用網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP。圖示IGMP使多播路由器知道多播組成員信息2）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)報用最小代價傳送給所有的組成員。這就需要使用多播路由選擇協(xié)議。二十四、專用地址（本地地址）和全球地址本地地址——僅在機構(gòu)內(nèi)部使用的IP地址，可以由本機構(gòu)自行分配，而不需要向因特網(wǎng)的管理機構(gòu)申請。全球地址——全球唯一的IP地址，必須向因特網(wǎng)的管理機構(gòu)申請。專用地址到55到55到55這些地址只能用于一個機構(gòu)的內(nèi)部通信，而不能用于和因特網(wǎng)上的主機通信。專用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在因特網(wǎng)中的所有路由器對目的地址是專用地址的數(shù)據(jù)報一律不進行轉(zhuǎn)發(fā)。第5章運輸層一、應(yīng)用進程之間的通信兩個主機進行通信實際上就是兩個主機中的應(yīng)用進程互相通信。應(yīng)用進程之間的通信又稱為端到端的通信。運輸層的一個很重要的功能就是復(fù)用和分用。應(yīng)用層不同進程的報文通過不同的端口向下交到運輸層，再往下就共用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)?！斑\輸層提供應(yīng)用進程間的邏輯通信”?！斑壿嬐ㄐ拧钡囊馑际牵哼\輸層之間的通信好像是沿水平方向傳送數(shù)據(jù)。但事實上這兩個運輸層之間并沒有一條水平方向的物理連接。運輸層的主要功能運輸層為應(yīng)用進程之間提供端到端的邏輯通信（但網(wǎng)絡(luò)層是為主機之間提供邏輯通信）。圖示運輸層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的主要區(qū)別運輸層還要對收到的報文進行差錯檢測。運輸層需要有兩種不同的運輸協(xié)議，即面向連接的TCP和無連接的UDP。TCP的特點：（1）TCP是面向連接的運輸層協(xié)議。（2）每一條TCP連接只能有兩個端點(endpoint)，每一條TCP連接只能是點對點的（一對一）。（3）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)用進程一次把多長的報文發(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報文段應(yīng)包含多少個字節(jié)（UDP發(fā)送的報文長度是應(yīng)用進程給出的）。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)成報文段發(fā)送出去。UDP是面向報文的:發(fā)送方UDP對應(yīng)用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付IP層。UDP對應(yīng)用層交 下來的報文，既不合并， 也不拆分，而是保留這些