計算機網絡(第5版)16章期末重點知識復習提綱

1、計算機網絡（第五版）復習提綱計算機網絡（第五版）復習提綱 第一章第一章 概述概述 一、現(xiàn)在最主要的三種網絡一、現(xiàn)在最主要的三種網絡 電信網絡（電話網） 有線電視網絡 計算機網絡 (發(fā)展最快，信息時代的核心技術) 2、internet 和和 internet internet 是普通名詞 泛指一般的互連網（互聯(lián)網） internet 是專有名詞,標準翻譯是“因特網” 世界范圍的互連網（互聯(lián)網） 使用 tcp/ip 協(xié)議族 前身是美國的阿帕網 arpanet 3、計算機網絡的帶寬計算機網絡的帶寬 計算機網絡的帶寬是指網絡可通過的最高數據率，即每秒多少比特。 描述帶寬也常常把“比特/秒”省略。 例如

2、，帶寬是 10 m，實際上是 10 mb/s。注意：這里的 m 是 106。 4、對寬帶傳輸的錯誤概念對寬帶傳輸的錯誤概念 在網絡中有兩種不同的速率：在網絡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） 計算機向網絡發(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：寬帶傳輸：計算機向網絡發(fā)送比特的速率較高。 寬帶線路：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。 早期的計算機網絡采用電路交換，新型的計算機網絡采用分組交換的、基于存儲轉發(fā)的方式。 分組交換： 在發(fā)送端把要發(fā)送的

3、報文分隔為較短的數據塊 每個塊增加帶有控制信息的首部構成分組（包） 依次把各分組發(fā)送到接收端 接收端剝去首部，抽出數據部分，還原成報文 ip 網絡的重要特點網絡的重要特點 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） 。 當網絡中的通信量過大時，路由器就來不及處理分組，于是要丟棄一些分組。 因此， ip 網絡不保證分組的可靠地交付。 ip 網絡提供的服務被稱為： 盡最大努力服務(best effort service) 5、最重要的兩個協(xié)議：最重要的兩個協(xié)議：ip 和和 tcp tcp 協(xié)議保證了應用程序之間的可靠通信 ip 協(xié)議控制分組在因特網

4、的傳輸,但因特網不保證可靠交付. 在 tcp/ip 的應用層協(xié)議使用的是客戶服務器方式。 客戶客戶(client)和服務器服務器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程。 客戶服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系。 當 a 進程需要 b 進程的服務時就主動呼叫 b 進程，在這種情況下，a 是客戶而 b 是服務器。 可能在下一次通信中，b 需要 a 的服務，此時，b 是客戶而 a 是服務器。 注意： 使用計算機的人是“用戶”(user)而不是“客戶”(client)。 客戶和服務器都指的是進程，即計算機軟件。 由于運行服務器進程的機器往往有許多特殊的要求，因此人們經常將主要運行

5、服務器進程的機器（硬件）不嚴格地稱 為服務器。 例如， “這臺機器是服務器。 ” 意思是：“這臺機器（硬件）主要是用來運行服務器進程（軟件） 。 ” 因此，服務器(server)一詞有時指的是軟件，但也有時指的是硬件。 六、總結六、總結 因特網(internet)是世界范圍的、互連起來的計算機網絡，它使用 tcp/ip 協(xié)議族，并且它的前身是美 國阿帕網 arpanet。 計算機網絡的帶寬是網絡可通過的最高數據率。 因特網使用基于存儲轉發(fā)的分組交換，并使用 ip 協(xié)議傳送 ip 分組。 路由器把許多網絡互連起來，構成了互連網。路由器收到分組后，根據路由表查找出下一跳路由器的 地址，然后轉發(fā)分組

6、。 路由器根據與其他路由器交換的路由信息構造出自己的路由表。 ip 網絡提供盡最大努力服務，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 的應用層協(xié)議使用的是客戶服務器方式。 客戶和服務器都是進程（即軟件） ?？蛻羰欠照埱蠓剑掌魇欠仗峁┓?。 服務器有時也指“運行服務器軟件”的機器。 = 一、一、ip 網絡是虛擬網絡網絡是虛擬網絡 ip 網絡是虛擬的。在 ip 網絡上傳送的是 ip 數據報（ip 分組） 。 實際上在網絡鏈路上傳送的是“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）轉換為硬

7、件地址（物理地址） 。 2、ip 地址的表示方法地址的表示方法 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 位二進制數字，為方便閱讀和從鍵盤上輸入，可把每 8 位二進制數字轉換成一個十進 制數字，并用小數點隔開，這就是點分十進制。 三、因特網的域名三、因特網的域名 因特網的域名分為： 頂級域名 二級域名 三級域名 四級域名 4、域名服務器域名服務器 dns (domain name server) 因特網中設有很多的域名服務器 dns，用來把域名轉換為 ip 地址。 5、電子郵件電子郵件 發(fā)送郵件使用的協(xié)議簡單郵件傳送協(xié)議 smtp (simple mail tran

8、sfer protocol) 接收郵件使用的協(xié)議郵局協(xié)議版本 3 pop3 (post office protocol version 3) 注：郵件的傳送仍然要使用 ip 和 tcp 協(xié)議 6、統(tǒng)一資源定位符統(tǒng)一資源定位符 url (uniform resource locator) url 用來標識萬維網上的各種文檔。 因特網上的每一個文檔，在整個因特網的范圍內具有惟一的標識符 url。 url 實際上就是文檔在因特網中的地址。 7、超文本傳送協(xié)議超文本傳送協(xié)議 http (hypertext transfer protocol) 萬維網客戶程序與服務器程序之間的交互遵守超文本傳送協(xié)議 h

9、ttp。 8、結束語結束語 ip 地址是 32 位二進制數字。為便于閱讀和鍵入，也常使用點分十進制記法。 個人用戶上網可向本地 isp 租用臨時的 ip 地址。 域名服務器 dns 把計算機域名轉換為計算機使用的 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上文檔的地址。 超文本傳送協(xié)議 http 用于萬維網瀏覽器程序和服務器程序的信息交互。 超文本標記語言 html 使萬維網文檔有了統(tǒng)一的格式。 ip 電話不使用 tcp 協(xié)議。利用 ip 電話網關使得在普通電話之間可以打 ip 電話。 1、因特

10、網服務提供者因特網服務提供者 isp (internet service provider) 根據提供服務的覆蓋面積大小以及所擁有的 ip 地址數目的不同，isp 也分成為不同的層次。 2、兩種通信方式兩種通信方式 在網絡邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢悾篶/s 方式 和 p2p 方式 （peer-to-peer，對等方式） 。 3、因特網的核心部分因特網的核心部分 網絡核心部分是因特網中最復雜的部分。 網絡中的核心部分要向網絡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據） 。 因特網的核心部分是由許多網絡和把

11、它們互連起來的路由器組成，而主機處在因特網的邊緣部分。 在因特網核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連接，而在網絡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絡交換信息。路由器的用途則是 用來轉發(fā)分組的，即進行分組交換的。 在網絡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(packet switching)的關鍵構件，其任務是轉發(fā)收到的分組，這是網絡核心部分 最重要的功能。 4、電路交換電路交換 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。 5、網絡的分類網絡的

12、分類 不同作用范圍的網絡 廣域網廣域網 wan (wide area network) 局域網局域網 lan (local area network) 城域網城域網 man (metropolitan area network) 個人區(qū)域網個人區(qū)域網 pan (personal area network) 從網絡的使用者進行分類 公用網公用網 (public network) 專用網專用網 (private network) 用來把用戶接入到因特網的網絡 接入網 an (access network)，它又稱為本地接入網或居民接入網。 注：由 isp 提供的接入網只是起到讓用戶能夠與因特網連接

13、的“橋梁”作用。 6、計算機網絡的性能指標計算機網絡的性能指標 p21 1. 速率速率 2. 帶寬帶寬 3. 吞吐量吞吐量 4. 時延時延(delay 或 latency) 發(fā)送時延 從發(fā)送數據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。 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不同的概念。 處理時延 交換結點為存儲轉發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時間。 排隊時延 結點緩存隊列中分組排隊所經歷的時延。 總時延 = 發(fā)送時延+傳播時延+處理時延+處理時延 5. 時延帶寬積時延帶寬積 6. 往返時間往返時

14、間 rtt 7. 利用率利用率 分為信道利用率和網絡利用率。 信道利用率某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數據通過） 。 網絡利用率全網絡的信道利用率的加權平均值。 注：信道利用率并非越高越好。 7、網絡協(xié)議網絡協(xié)議(network protocol) p25 簡稱為協(xié)議，是為進行網絡中的數據交換而建立的規(guī)則、標準或約定。其組成要素有以下三點： 語法 數據與控制信息的結構或格式 。 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。 同步 事件實現(xiàn)順序的詳細說明。 八、實體、協(xié)議、服務和服務訪問點八、實體、協(xié)議、服務和服務訪問點 p30 實體(entity)表示任何可發(fā)送或接收信息的

15、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。 要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務。 本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協(xié)議。 下面的協(xié)議對上面的服務用戶是透明的。 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。 服務是“垂直的” ，即服務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，稱為服務訪問點 sap (service access point)。 9、tcp/ip 的體系結構的體系結構 p32 路由器在轉發(fā)分組時最高只用到網絡層，而沒有使用運輸層和應

16、用層。 = 第第 2 章章 物理層物理層 一、物理層的基本概念一、物理層的基本概念 物理層的主要任務是確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即： 機械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置等等。 電氣特性指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。 功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。 過程特性指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。 二、幾個術語 數據(data)運送消息的實體。 信號(signal)數據的電氣的或電磁的表現(xiàn)。 “模擬的”(analogous)代表消息的參數的取值是連續(xù)的。 “數字的”(digital)代表消息的參數的取值是離散的。 碼

17、元(code)在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數字信號時，代表不同離散數值的基本波形。 三、三、 有關信號的幾個基本概念有關信號的幾個基本概念 p38 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、基帶信號和調制四、基帶信號和調制 p38 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制(modulation)。 最基本

18、的二元制調制方法有以下幾種： 調幅(am)：載波的振幅隨基帶數字信號而變化。 調頻(fm)：載波的頻率隨基帶數字信號而變化。 調相(pm): 載波的初始相位隨基帶數字信號而變化。 5、導向傳輸媒體導向傳輸媒體 p40 雙絞線、同軸電纜、光纜 、無線信道。 六、信道復用技術六、信道復用技術 p47 (請翻書查看具體公式請翻書查看具體公式) 復用(multiplexing)是通信技術中的基本概念。 復用技術的分類：復用技術的分類： 頻分復用頻分復用 fdm(frequency division multiplexing) 時分復用時分復用 tdm(time division multiplexin

19、g) 波分復用波分復用 wdm(wavelength division multiplexing) 碼分復用碼分復用 cdm(code division multiplexing) 常用的名詞是碼分多址 cdma (code division multiple access)。 各用戶使用經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)。 碼片序列碼片序列(chip sequence) 每個站被指派一個唯一的 m bit 碼片序列。 如發(fā)送比特 1，則發(fā)送自己的

20、 m bit 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 8 bit 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(orthogonal)。 兩個不同站的碼片序列兩個不同站的碼片序列正交正交，就是向量，就是向量 s 和和 t 的規(guī)格化的規(guī)格化內積內積(inner product)都是都是 0： (p52) 0 1 * 1 m i iit s m ts 任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內積都是任何一個碼片向量和該碼

21、片向量自己的規(guī)格化內積都是 1 ： 一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內積值是一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內積值是 1。 cdma 的工作原理的工作原理 7、重要習題：、重要習題： 01-04-10-13 第第 3 章章 數據鏈路層數據鏈路層 1、數據鏈路層使用的信道分類數據鏈路層使用的信道分類 數據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，因此過程比較復雜。 2、各層傳輸的數據單位各層傳輸的數據單位 p64 網絡層：ip 數據報（或 ip 分組） 數據鏈路層：數據鏈路層：幀 物理層：物理層

22、：比特 三、數據鏈路層傳輸數據時的三個基本問題三、數據鏈路層傳輸數據時的三個基本問題 (1) 封裝成幀封裝成幀(framing)在一段數據的前后分別添加首部和尾部，然后就構成了一個幀。首部 和尾部的一個重要作用就是進行幀定界。 (2) 透明傳輸透明傳輸 (3) 差錯控制差錯控制現(xiàn)實的通信鏈路都不會是理想的。也就是說，比特在傳輸的過程中可能會產生差錯，也 就是比特差錯比特差錯。為了保證數據傳輸的可靠性，在計算機網絡傳輸數據時，就必須采用各種差錯檢測措施。 四、點對點協(xié)議四、點對點協(xié)議 ppp (point-to-point protocol) p70 現(xiàn)在全世界使用得最多的數據鏈路層協(xié)議是點對點

23、協(xié)議 ppp。用戶使用撥號電話線接入因特網時，一 般都是使用 ppp 協(xié)議。 ppp 協(xié)議應滿足的需求 1)簡單簡單這是首要的要求首要的要求 2)封裝成幀 3)透明性 4)多種網絡層協(xié)議 5)多種類型鏈路 6)差錯檢測 7)檢測連接狀態(tài) 8)最大傳送單元 9)網絡層地址協(xié)商 10) 數據壓縮協(xié)商 ppp 協(xié)議不需要的功能協(xié)議不需要的功能 1)糾錯 (只需要檢測有無錯，而不需糾錯) 2)流量控制 3)序號 4)多點線路 5)半雙工或單工鏈路 3.ppp 協(xié)議有三個組成部分協(xié)議有三個組成部分 1)一個將 ip 數據報封裝到串行鏈路的方法。 2)鏈路控制協(xié)議 lcp (link control pr

24、otocol)。 3)網絡控制協(xié)議 ncp (network control protocol)。 4.ppp 協(xié)議之協(xié)議之不使用序號和確認機制不使用序號和確認機制. 5、媒體共享技術媒體共享技術 p77 靜態(tài)劃分信道靜態(tài)劃分信道 頻分復用 時分復用 波分復用 碼分復用 動態(tài)媒體接入控制（多點接入）動態(tài)媒體接入控制（多點接入） 隨機接入 受控接入 ，如多點線路探詢(polling)，或輪詢輪詢。 6、以太網的兩個標準以太網的兩個標準 dix ethernet v2 標準與 ieee 的 802.3 標準只有很小的差別，因此可以將 802.3 局域網簡稱為 “以太網” 。 7、數據鏈路層的兩個子

25、層數據鏈路層的兩個子層 邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制 llc (logical link control)子層 媒體接入控制媒體接入控制 mac (medium access control)子層。 與接入到傳輸媒體有關的內容都放在 mac 子層，而 llc 子層則與傳輸媒體無關，不管采用何種協(xié) 議的局域網對 llc 子層來說都是透明的,如下圖所示： 圖 局域網對 llc 子層是透明的 注意： 由于 tcp/ip 體系經常使用的局域網是 dix ethernet v2 而不是 802.3 標準中的幾種局域網，因此 現(xiàn)在 802 委員會制定的邏輯鏈路控制子層 llc（即 802.2 標準）的作用已經

26、不大了。 很多廠商生產的適配器上就僅裝有 mac 協(xié)議而沒有 llc 協(xié)議。 所以我們以后一般不考慮 llc 子層 。 8、以太網提供的服務以太網提供的服務 以太網提供的服務是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。 當目的站收到有差錯的數據幀時就丟棄此幀，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)丟失了一些數據而進行重傳，但以太網并不知道這是一個重傳的幀，而是當作一個新的數 據幀來發(fā)送。 以太網發(fā)送的數據都使用曼徹斯特(manchester)編碼。 圖 曼徹斯特編碼方式 9、載波監(jiān)聽多點接入載波監(jiān)聽多點接入/沖突檢測（沖突檢測（csma/cd） p81 csma/cd 它是載波監(jiān)聽多點

27、接入碰撞檢測它是載波監(jiān)聽多點接入碰撞檢測 (carrier sense multiple access with collision detection.) “多點接入多點接入”表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。 “載波監(jiān)聽載波監(jiān)聽”是指每一個站在發(fā)送數據之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數據，如果有， 則暫時不要發(fā)送數據，以免發(fā)生碰撞。 總線上并沒有什么“載波” 。因此， “載波監(jiān)聽”就是用電子技 術檢測總線上有沒有其他計算機發(fā)送的數據信號。 “沖突檢測沖突檢測”就是計算機邊發(fā)送數據邊檢測信道上的信號電壓大小。 當幾個站同時在總線上發(fā)送數據時，總線上的信號電壓擺動值將

28、會增大（互相疊加） 。 當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 據，表明產生了沖突。 檢測到碰撞后 在發(fā)生碰撞時，總線上傳輸的信號產生了嚴重的失真，無法從中恢復出有用的信息來。 每一個正在發(fā)送數據的站，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)浪費網絡 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)送數據之后的一小段時間內，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的平均通信量遠小于以太網的最高數據率。 10、以太網

29、的以太網的 mac 層層 p86 1、48 位的位的 mac 地址地址 在局域網中，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 于標識不同的生產廠家，后 3 個字節(jié)（即低 24 位）由廠家自行指派，用于標識產品號。 2、從網絡上發(fā)往本站的幀分為以下、從網絡上發(fā)往本站的幀分為以下 3 種種: 單播(unicast)幀（一對一） 廣播(broadcast)幀（一對全體） 多播(multicast)幀（一對多） 3、 mac 幀的格式幀的格式 p89 常用的以太網 mac 幀格式有兩種標準 ： dix ethernet v2 標準 ieee 的 80

30、2.3 標準 最常用的 mac 幀是以太網 v2 的格式,如下： 4、幀間最小間隔、幀間最小間隔 幀間最小間隔為 9.6 s，相當于 96 bit 的發(fā)送時間。 一個站在檢測到總線開始空閑后，還要等待 9.6 s 才能再次發(fā)送數據。 這樣做是為了使剛剛收到數據幀的站的接收緩存來得及清理，做好接收下一幀的準備。 多接口網橋多接口網橋以太網交換機以太網交換機 p97 以太網交換機通常都有十幾個接口。因此，以太網交換機實質上就是一個多接口的網橋，可見交換 機工作在數據鏈路層。 以太網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

31、能像獨占通信媒體那樣，進行無碰撞地傳 輸數據。 以太網交換機由于使用了專用的交換結構芯片，其交換速率就較高。 11、虛擬局域網虛擬局域網 p98 虛擬局域網 vlan 是由一些局域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組。 這些網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。 虛擬局域網其實只是局域網給用戶提供的一種服務，而并不是一種新型局域網。 虛擬局域網限制了接收廣播信息的工作站數，使得網絡不會因傳播過多的廣播信息(即“廣播風暴”) 而引起性能惡化。 虛擬局域網協(xié)議允許在以太網的幀格式中插入一個 4 字節(jié)的標識符，稱為 vlan

32、 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。 12、重要習題重要習題 04-07-08-18-20-28-31-32 3-073-07、要發(fā)送的數據為、要發(fā)送的數據為 11010110111101011011。采用。采用 crccrc 的生成多項式是的生成多項式是 p(x)=x4+x+1p(x)=x4+x+1 。試求應添加在數據后。試求應添加在數據后 面的余數。面的余數。 數據在傳輸過程中最后一個數據在傳輸過程中最后一個 1 1 變成了變成了 0 0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？ 若數據在傳輸過程中最后兩個若數據在傳輸過程中最后兩個 1 1 都變成了都變成了 0

33、 0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？ 采用采用 crccrc 檢驗后，數據鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸？檢驗后，數據鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸？ 答：添加的檢驗序列為 1110 （11010110110000 除以 10011） 數據在傳輸過程中最后一個 1 變成了 0，11010110101110 除以 10011，余數為 011，不為 0，接 收端可以發(fā)現(xiàn)差錯。 數據在傳輸過程中最后兩個 1 都變成了 0，11010110001110 除以 10011，余數為 101，不為 0， 接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯。 采用 crc 檢驗后，數據鏈路層的傳輸并不是就變成了可靠的傳輸，因

34、為可靠傳輸不僅包括無差錯傳 輸，而且還包括無傳輸差錯，采用 crc 檢驗后，只是實現(xiàn)了無差錯傳輸，而要實現(xiàn)無傳輸差錯則必須增 加糾錯功能。所以并沒有變成可靠的傳輸。 3-083-08、要發(fā)送的數據為、要發(fā)送的數據為 101110101110。采用。采用 crccrc 的生成多項式是的生成多項式是 p p（x x）=x3+1=x3+1。試求應添加在數據后面的余。試求應添加在數據后面的余 數。數。 答：答：數據后面的余數為 011（101110000 除以 1001） 。 00011101111111111110。 3-183-18、試說明、試說明 10base-t10base-t 中的中的“10

35、”“10” 、 “base”“base”和和“t”“t”所代表的意思。所代表的意思。 答：答：“10”代表 10mb/s 的數據率，base 表示連接線上的信號是基帶信號，t 代表雙絞線。 3-323-32、圖、圖 3-353-35 表示有五個站分別連接在三個局域網上，并且用網橋表示有五個站分別連接在三個局域網上，并且用網橋 b1b1 和和 b2b2 連接起來。每一個網橋連接起來。每一個網橋 都有兩個接口（都有兩個接口（1 1 和和 2 2） 。在一開始，兩個網橋中的轉發(fā)表都是空的。以后有以下各站向其他的站發(fā)送了。在一開始，兩個網橋中的轉發(fā)表都是空的。以后有以下各站向其他的站發(fā)送了 數據幀：數

36、據幀：a a 發(fā)送給發(fā)送給 e e，c c 發(fā)送給發(fā)送給 b b，d d 發(fā)送給發(fā)送給 c c，b b 發(fā)送給發(fā)送給 a a。試把有關數據填寫在表。試把有關數據填寫在表 3-23-2 中。中。 圖 3-35 習題 3-32 的圖 答： b1 的轉發(fā)表b2 的轉發(fā)表發(fā)送的幀 地址端口地址端口 b1 的處理的 (轉發(fā)?丟棄?登記?) b2 的處理的 (轉發(fā)?丟棄?登記?) a emac11mac11 轉發(fā)，寫入轉發(fā)表轉發(fā)，寫入轉發(fā)表 cbmac32mac31 轉發(fā)，寫入轉發(fā)表轉發(fā)，寫入轉發(fā)表 b2 abc lan1 接口 1 lan2 1 2 de lan3 2 mac1mac2mac3mac4m

37、ac5 dcmac42mac42 寫入轉發(fā)表，丟棄不轉發(fā)轉發(fā)，寫入轉發(fā)表 bamac21 寫入轉發(fā)表，丟棄不轉發(fā)接收不到這個幀 第第 4 章章 網絡層網絡層 一、一、 網絡層提供的兩種服務網絡層提供的兩種服務 p109 網絡層提供兩種類型的的服務，即：虛電路服務（面向連接）和數據報服務（面向無連接） 。 面向連接的通信方式面向連接的通信方式 建立虛電路建立虛電路(virtual circuit)，以保證雙方通信所需的一切網絡資源。 圖示 虛電路服務 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

38、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的網絡協(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 網絡層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數據報服務。 圖示 數據報服務 二、二、 網際協(xié)議網際協(xié)議 ip 網際協(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)議地址解析協(xié)議 arp (address resolution protocol) 逆地址解析協(xié)議逆地址解析協(xié)議 rarp (reverse address resolution protoco

39、l) 網際控制報文協(xié)議網際控制報文協(xié)議 icmp (internet control message protocol) 注：icmp 不是高層協(xié)議，而是 ip 層的協(xié)議。 網際組管理協(xié)議網際組管理協(xié)議 igmp (internet group management protocol) 三、三、 十四、網際層的十四、網際層的 ip 協(xié)議及配套協(xié)議協(xié)議及配套協(xié)議 注：icmp 網際控制報文協(xié)議 四、四、 網絡互相連接起來要使用一些中間設備網絡互相連接起來要使用一些中間設備 中間設備又稱為中間系統(tǒng)或中繼(relay)系統(tǒng)。 物理層中繼系統(tǒng)：轉發(fā)器(repeater)、中繼器。 數據鏈路層中繼系統(tǒng)：

40、網橋或橋接器(bridge)。 網絡層中繼系統(tǒng)：路由器(router)。 網橋和路由器的混合物：橋路器(brouter)。 網絡層以上的中繼系統(tǒng)：網關(gateway)。 五、五、 十六、網絡互連使用路由器十六、網絡互連使用路由器 當中繼系統(tǒng)是轉發(fā)器或網橋時，一般并不稱之為網絡互連，因為這僅僅是把一個網絡擴大了，而這仍 然是一個網絡。 網關由于比較復雜，目前使用得較少。 互聯(lián)網都是指用路由器進行互連的網絡。 由于歷史的原因，許多有關 tcp/ip 的文獻將網絡層使用的路由器稱為網關。 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絡號的 ip 地址。 六、六、

41、分類分類 ip 地址地址 每一類地址都由兩個固定長度的字段組成，其中一個字段是網絡號 net-id，它標志主機（或路由器） 所連接到的網絡，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 地址地址 := , ，其中 := 代表“定義為定義為” ip 地址中的網絡號字段和主機號字段 常用的三種類別的常用的三種類別的 ip 地址地址 ip 地址的一些重要特點地址的一些重要特點 (1) ip 地址是一種分等級的地址結構 (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。 當一個主機同時連接到兩個網絡上時，該主機就必須同時具有

42、兩個相應的 ip 地址，其網絡號 net-id 必須是不同的。這種主機稱為多歸屬主機(multihomed host)。 由于一個路由器至少應當連接到兩個網絡（這樣它才能將 ip 數據報從一個網絡轉發(fā)到另一個網絡） ， 因此一個路由器至少應當有兩個不同的 ip 地址。 (3) 用轉發(fā)器或網橋連接起來的若干個局域網仍為一個網絡，因此這些局域網都具有同樣的網絡號 net-id。 (4) 所有分配到網絡號 net-id 的網絡，無論是范圍很小的局域網，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域 網，都是平等的。 七、七、 ip 地址與硬件地址地址與硬件地址 p117 網絡層及以上使用 ip 地址 路由器只根據目

43、的站的 ip 地址的網絡號進行路由選擇 鏈路層及以下使用 mac 地址 在具體的物理網絡的鏈路層只能看見 mac 幀而看不見 ip 數據報 八、八、 地址解析協(xié)議地址解析協(xié)議 arp 和逆地址解析協(xié)議和逆地址解析協(xié)議 rarp 1、arp 不管網絡層使用的是什么協(xié)議，在實際網絡的鏈路上傳送數據幀時，最終還是必須使用硬件地址。 每一個主機都設有一個 arp 高速緩存(arp cache)，里面有所在的局域網上的各主機和路由器的 ip 地 址到硬件地址的映射表。 當主機 a 欲向本局域網上的某個主機 b 發(fā)送 ip 數據報時，就先在其 arp 高速緩存中查看有無 主機 b 的 ip 地址。如有，就

44、可查出其對應的硬件地址，再將此硬件地址寫入 mac 幀，然后通過局域 網將該 mac 幀發(fā)往此硬件地址。 arp 是解決同一個局域網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上，那么就要通過 arp 找到一個位于本局域網上的 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發(fā)給下一個網絡。剩下 的工作就由下一個網絡來做。 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。 (補充：請翻開 p122 理解 ip 數據包

45、的格式) 九、九、 查找路由表查找路由表 p126 在路由表中，對每一條路由，最主要的是（目的網絡地址，下一跳地址）. 根據目的網絡地址就能確定下一跳路由器，這樣做的結果是： ip 數據報最終一定可以找到目的主機所在目的網絡上的路由器（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。 十、十、 劃分子網劃分子網(subnetting) p128 從 1985 年起在 ip 地址中又增加了一個“子網號字段” ，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(subnetting) 。劃分子網已成為因特網的正式標準協(xié)議。 劃分子網純屬一個

46、單位內部的事情。單位對外仍然表現(xiàn)為沒有劃分子網的網絡。 從主機號借用若干個位作為子網號 subnet-id，而主機號 host-id 也就相應減少了若干個位。 ip 地址 := , , 凡是從其他網絡發(fā)送給本單位某個主機的 ip 數據報，仍然是根據 ip 數據報的目的網絡 號 net-id，先找到連接在本單位網絡上的路由器。然后此路由器在收到 ip 數據報后，再按目的網絡 號 net-id 和子網號 subnet-id 找到目的子網。最后就將 ip 數據報直接交付目的主機。 子網掩碼子網掩碼 從一個 ip 數據報的首部并無法判斷源主機或目的主機所連接的網絡是否進行了子網劃分。 使用子網掩碼(s

47、ubnet mask)可以找出 ip 地址中的子網部分。 ip 地址的各字段和子網掩碼 默認子網掩碼 十一、十一、因特網的路由選擇協(xié)議因特網的路由選擇協(xié)議 p144 有關路由選擇協(xié)議的幾個基本概念有關路由選擇協(xié)議的幾個基本概念: 1) 理想的路由算法理想的路由算法 1.算法必須是正確的和完整的。 2.算法在計算上應簡單。 3.算法應能適應通信量和網絡拓撲的變化，這就是說，要有自適應性。 4.算法應具有穩(wěn)定性。 5.算法應是公平的。 6.算法應是最佳的。 2、關于、關于“最佳路由最佳路由” 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

48、路由選擇算法，應盡可能接近于理想的算法。 路由選擇是個非常復雜的問題 它是網絡中的所有結點共同協(xié)調工作的結果。 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性考慮：從路由算法的自適應性考慮： 靜態(tài)路由選擇策略即非自適應路由選擇，其特點是簡單和開銷較小，但不能及時適應網絡狀態(tài)的 變化。 動態(tài)路由選擇策略即自適應路由選擇，其特點是能較好地適應網絡狀態(tài)的變化，但實現(xiàn)起來較為 復雜，開銷也比較大。 因特網中的兩大類路由選擇協(xié)議：因特網中的兩大類路由選擇協(xié)議： 內部網關協(xié)議 igp (interior gateway protocol)即在一個自治系統(tǒng)內部使用的路

49、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: routing information protocol 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：open shortest path first 開放最短路徑優(yōu)先 外部網關協(xié)議 egp (external gateway protocol) 若源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng)中，當 數據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

50、選擇信息傳遞到另一個自治系統(tǒng)中。 這樣的協(xié)議就是外部網關協(xié)議 egp。在外部網關協(xié)議中目前使用最多的是 bgp-4。 bgp：border gateway protocol 邊界網關協(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。 邊界網關協(xié)議 bgp 只能是力求尋找一條能夠到達目的網絡且比較好的路由（不能兜圈子） ，而并非 要尋找一條最佳路由。 十二、十二、ip 多播多播 p164 ip 多播的基本概念多播的基本概念 ip 多播的一些特點多播的一些特點 (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

51、號碼指派管理局 iana 負責指派。 (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)議多播需要兩種協(xié)議 網際組管理協(xié)議 igmp 為了使路由器知道多播組成員的信息，需要利用網際組管理協(xié)議 igmp (internet group management protocol)。 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）多播路由選擇協(xié)議 連接在局域網上的多播路由器還必須和因特網上的其他多播路由器協(xié)同工作，以便把多播數據報用最小 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。 十三、十三、專用地址（本地地址）和全球地址專用地址（本地地址）和

52、全球地址 本地地址僅在機構內部使用的 ip 地址，可以由本機構自行分配，而不需要向因特網的管理機構 申請。 全球地址全球唯一的 ip 地址，必須向因特網的管理機構申請。 專用地址（專用地址（private address） 到 55 到 55 到 55 這些地址只能用于一個機構的內部通信，而不能用于和因特網上的主機通信。 專用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在因特網中的所有路由器對目的地址是專用地址的 數據報一律不進行轉發(fā)。 十四、十四、重要習題重要

53、習題 07-09-20-21-24-27-30-35 4-094-09 （1 1）子網掩碼為）子網掩碼為 代表什么意思？代表什么意思？ （2 2）一網絡的現(xiàn)在掩碼為）一網絡的現(xiàn)在掩碼為 4848，問該網絡能夠連接多少個主機？，問該網絡能夠連接多少個主機？ （3 3）一）一 a a 類網絡和一類網絡和一 b b 類網絡的子網號類網絡的子網號 subnet-idsubnet-id 分別為分別為 1616 個個 1 1 和和 8 8 個個 1 1，問這兩個網絡的子網，問這兩個網絡的子網 掩碼有何

54、不同？掩碼有何不同？ （4 4）一個）一個 b b 類地址的子網掩碼是類地址的子網掩碼是 。試問在其中每一個子網上的主機數最多是多少？。試問在其中每一個子網上的主機數最多是多少？ （5 5）一）一 a a 類網絡的子網掩碼為類網絡的子網掩碼為 5555，它是否為一個有效的子網掩碼？，它是否為一個有效的子網掩碼？ （6 6）某個）某個 ipip 地址的十六進制表示是地址的十六進制表示是 c2.2f.14.81c2.2f.14.81，試將其轉換為點分十進制的形式。這個地址是，試將其轉換為點分十進制的形式

55、。這個地址是 哪一類的哪一類的 ipip 地址？地址？ （7 7）c c 類網絡使用子網掩碼有無實際意義？為什么？類網絡使用子網掩碼有無實際意義？為什么？ 答：答：(1)(1)可以代表 c 類地址對應的子網掩碼默認值；也能表示 a 類和 b 類地址的掩碼,前 24 位決定網 絡號和子網號，后 8 位決定主機號.(用 24bit 表示網絡部分地址，包括網絡號和子網號) (2)(2)48 化成二進制序列為：11111111 11111111 11111111 11111000，根據掩碼的定義， 后三位是主機號，一共可以表示 8 個主機號，除掉全 0 和全 1 的兩個，該網

56、絡能夠接 6 個主機. (3)(3)子網掩碼的形式是一樣的，都是 ；但是子網的數目不一樣，前者為 65534，后者為 254. (4)(4)最多可有 214-2=4094 個（不考慮全 0 和全 1 的主機號） 。 (5)(5)子網掩碼由一連串的 1 和一連串的 0 組成，1 代表網絡號和子網號，0 對應主機號.55 變成二進制形式是：11111111 11111111 00000000 11111111.可見，是一個有效的子網掩碼，但是不 是一個方便使用的解決辦法. (6)(6)用二進制表示成：11000010.00101111.0001010

57、0.10000001。29。從二進制頭 3 位 110 得知是 c 類地址。 (7)(7) 有意義，可以提高網絡利用率。 4-214-21 某單位分配到一個某單位分配到一個 b b 類地址，其類地址，其 net-idnet-id 為為 。該單位有。該單位有 40004000 多臺機器。分布在多臺機器。分布在 1616 個不同的地方。如選用子網掩碼為個不同的地方。如選用子網掩碼為 ，試給每一個地點分配一個子網掩碼，并算出每個，試給每一個地點分配一個子網掩碼，并算出每個 地點主機號

58、碼的最大值和最小值。地點主機號碼的最大值和最小值。 答：答：該單位機器分布在 16 個不同的地方，其子網號為 4 位即可，但題中選用子網掩碼為 ，故子網號為 8 位，則各個子網內主機號由 8 位表示。其最大值為 255，最小值為 0。 根據題中所給信息，可知對于這樣一個 b 類地址，可以有 28 個子網號，每個子網中可以包含 28（256）個主機。題目中要求 4000 多臺機器分布在 16 個不同的地點，故，可以從 256 個子網號中任意 選 16 個作為這 16 個地方的子網號。分配如下： 子網號 子網網絡號 主機號碼最小值 主機號碼最大值 1(00000001)

59、 54 2(00000010) 54 3(00000011) 54 . . . . . . . . 16(00010000) 54 = 第第 5 章章 運輸層運輸層 一一 、應用進程之間的通信、應用進程之間的通信 兩個主機進行通信實際上就是兩個主機中的應用進程互相通信。 應用進程之間的通信又稱為端到端的通信。 運輸

60、層的一個很重要的功能就是復用和分用。應用層不同進程的報文通過不同的端口向下交到運輸層， 再往下就共用網絡層提供的服務。 “運輸層提供應用進程間的邏輯通信” 。 “邏輯通信”的意思是：運輸層之間的通信好像是沿水平方向 傳送數據。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。 2、運輸層的主要功能運輸層的主要功能 p181 運輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信（但網絡層是為主機之間提供邏輯通信） 。 圖示 運輸層協(xié)議和網絡層協(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：的特點： tcp