計算機網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)重點

1、1第一章 計算機網(wǎng)絡(luò) 概述計算機網(wǎng)絡(luò)：利用通訊設(shè)備和線路，將地理位置不同的獨立的計算機互連起來，以實現(xiàn)信息傳遞和資源共享的系統(tǒng)2一、分組交換 面向連接和無連接 面向連接：必須通過“建立連接通信釋放連接”的過程。復(fù)雜、可靠、要較大的實現(xiàn)代價 無連接：簡單、快速、不可靠 連接 確認對方存在；協(xié)商參數(shù)；分配運輸實體單元(緩存、帶寬、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)) 分組交換的特點 高效。逐段占用通信鏈路、動態(tài)分配傳輸帶寬 靈活。每一個分組獨立選擇路由 迅速?？梢圆捎脽o連接的通信方式 可靠。分布式多路由的分組交換網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)生存性很好3比較電路交換，分組交換，報文交換 電路交換傳輸突發(fā)式數(shù)據(jù)時效率很低，若要連續(xù)傳輸大量的數(shù)據(jù)，

2、且其傳送時間遠大于連接建立時間，則電路交換具有傳輸速率較快的特點 分組交換與報文交換不需要預(yù)先分配傳輸帶寬，傳送突發(fā)數(shù)據(jù)時可以提高整個網(wǎng)絡(luò)的信道利用率。 分組交換比報文交換的時延少，但控制更復(fù)雜。4P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報文報文報文A B C D A B C DA B C D報文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報文P2P1連接釋放5資源子網(wǎng) 通信子網(wǎng) 分組交換網(wǎng)以網(wǎng)絡(luò)為中心，主機處于網(wǎng)絡(luò)的外圍。 分組交換網(wǎng)又稱為通信子網(wǎng) 主機的集合又稱為資源子網(wǎng)主機分組交換網(wǎng)6計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標 帶寬 模擬信號的帶寬指允許通過的頻率范圍 數(shù)字信號的帶寬指數(shù)字信道的“最高數(shù)據(jù)率”,

3、數(shù)字信道的帶寬有時又稱為吞吐量 發(fā)送速率、數(shù)據(jù)率、比特率 (bit/s) 時延：一個報文或分組從一個網(wǎng)絡(luò)(或一條鏈路)的一端傳送到另一端所需的時間（各種時延的計算） 發(fā)送時延：又稱為傳輸時延。指數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進入到傳輸媒體所需的時間 發(fā)送時延=數(shù)據(jù)塊長度/信道帶寬 傳播時延：電磁波在信道中傳播一段距離而花費的時間 傳播時延=信道長度/電磁波在信道上的傳播速率 處理時延：數(shù)據(jù)在交換結(jié)點為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進行處理花費的時間7 高速鏈路，指的是發(fā)送速率高而不是比特在鏈路上的傳播速率高(光纖信道的傳輸速率高) 比特的傳播時延與帶寬無關(guān)，提高鏈路帶寬只是減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延 往返時延(RTT)：是網(wǎng)絡(luò)性能的一個

4、重要指標，表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到接收到來自接收方的確認(接收方收到第1個比特就開始發(fā)出確認)。RTT包括發(fā)送方的發(fā)送時延與中間結(jié)點的處理時延和發(fā)送時延 運輸層的往返時延RTT包括發(fā)送方的發(fā)送時延與中間結(jié)點的處理時延和發(fā)送時延 數(shù)據(jù)鏈路層的往返時延為傳播時延的兩倍8計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(network protocol)：為進行網(wǎng)絡(luò)通信而建立的規(guī)則、標準或約定 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素 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。 計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計算機網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議

5、的集合。 TCP/IP并不一定單指TCP和IP兩個協(xié)議，而往往是指因特網(wǎng)所使用的體系結(jié)構(gòu)或是指整個的TCP/IP協(xié)議族。 TCP/IP 常被稱為事實上的( de facto ) 國際標準。9五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)(總綱) 應(yīng)用層：規(guī)定進程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶需要，主要為用戶提供訪問網(wǎng)絡(luò)的接口。應(yīng)用層數(shù)據(jù)傳送的單位(協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU)稱為報文(message) 運輸層：負責(zé)進程間的通信。運輸層的PDU為報文段(segment)或用戶數(shù)據(jù)報(user datagram) 網(wǎng)絡(luò)層：實現(xiàn)分組交換網(wǎng)上不同主機間的通信。其PDU為IP數(shù)據(jù)報(IP datagram) 數(shù)據(jù)鏈路層：實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上兩個相鄰結(jié)點間

6、的通信，其PDU為幀(frame) 物理層：透明的傳輸比特流，其PDU為bit10分層體系結(jié)構(gòu)的好處 各層之間是獨立的，便于將一個復(fù)雜的功能分解稱為幾個子功能來實現(xiàn) 靈活性好。任何一層發(fā)生變化時，只要接口保持不變就不會影響到其它層。 結(jié)構(gòu)上可分割開。各層都可以采用最合適的技術(shù)來實現(xiàn)。 易于實現(xiàn)和維護。 能促進標準化工作。每一層的功能及其所提供的服務(wù)都已有了精確的說明。11常見的英文縮寫 PDU; TCP/IP; WAN; LAN; MAN12第二章 物理層 物理層的主要任務(wù)為確定與傳輸媒體的接口的一些特性 機械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。 電氣特性

7、 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。 規(guī)程特性 指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。13數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)：信息在計算機世界的表現(xiàn) 信號：信息在通信世界的表現(xiàn) 調(diào)制與解調(diào)：數(shù)字數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為模擬信號的過程叫調(diào)制，反之叫解調(diào)。 通信雙方的三種交互方式： 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。14數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)(續(xù)) 碼元：數(shù)字通信中的一個基本的信號單元

8、?？赡鼙硎?bit,也可能若干個bit 波特(baud)是碼元傳輸速率的單位，1波特 為 1碼元/秒 香農(nóng)(Shannon)用信息論的理論推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯的信息傳輸速率。 信道的極限信息傳輸速率 C 可表達為（P38 信噪比） C = W log2(1+S/N) bit/s（相關(guān)計算） 采用撥號上網(wǎng)，最大的噪聲來源于模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。 傳輸基帶信號的兩種常見編碼 曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼（參看練習(xí)）15例題 例1 在話音信道上，設(shè)帶寬為3100Hz，話音信道上的信噪比為30分貝，則信道的最大容量是多少？ 解答 30=10*log（S/N），S

9、/N1031000 C3100*log2（1+1000）30894 b/s 例2 假定信道帶寬為1kHz，最大信息傳輸率為35kb/s,求該信道的信噪比為多少分貝。 解答 35kb/s=1kHz*log2(1+S/N) b/s 即 35= log2(1+S/N) S/N = 235 - 1=? 則信噪比為10lg(235 - 1) =? dB16 曼徹斯特編碼：將一個碼元分成兩個相等的時間間隔，碼元1是前一個時間間隔為高電平，后一個時間間隔為低電平。碼元0剛好相反。 差分曼徹斯特編碼：碼元1前半個碼元的電平與上一個碼元后半個碼元的電平相同，碼元0前半個碼元的電平與上一個碼元后半個碼元的電平相反

10、。 17信道復(fù)用技術(shù) 頻分復(fù)用FDM(Frequency-division multiplexing) 所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源。 時分復(fù)用TDM(Time-division multiplexing) 所有用戶在不同的時間占用同樣的頻帶寬度。 碼分復(fù)用CDM或更常用碼分多址CDMA( Code Division Multiple Access) 各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，多個用戶同一時間用同樣的頻帶通信彼此不會造成干擾。18常用的英文縮寫 FDM; TDM; CDMA19第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路：一條物理線路以及必要的通信協(xié)議 數(shù)據(jù)鏈路層通信協(xié)議常用適配器來實現(xiàn)(例

11、如常見的網(wǎng)卡) 一般的適配器都包括了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的內(nèi)容 停止等待ARQ協(xié)議：提供可靠傳輸服務(wù)的一個簡單協(xié)議（理解） 接收方發(fā)送確認幀實現(xiàn)對發(fā)送方的流量控制 接收方校驗數(shù)據(jù),丟棄錯誤幀，發(fā)送否認幀，發(fā)送方重傳，由此解決錯誤幀的問題 超時重傳解決丟失幀的問題 給發(fā)送的幀編號(只需0,1兩個編號)，解決了幀重復(fù)的問題 循環(huán)冗余校驗CRC(參看練習(xí)、第三章課件) CRC可以檢測錯誤，不能糾錯。檢測不到差錯的概率很低。20連續(xù)ARQ協(xié)議原理（理解） 連續(xù)ARQ協(xié)議、GBN協(xié)議 在發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀后，不是停下來等待確認幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個數(shù)據(jù)幀。(可以連續(xù)發(fā)送多少個數(shù)據(jù)幀由發(fā)送窗口的大小決定

12、) 如果這時收到了接收端發(fā)來的確認幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 接收端只按序接收數(shù)據(jù)幀。假設(shè)在有差錯的 2號幀之后接著又收到了正確的 3 個數(shù)據(jù)幀，接收端都必須將這些幀(2,3,4,5)丟棄，因為在這些幀前面有一個 2 號幀還沒有收到。雖然丟棄了這些不按序的無差錯幀，但應(yīng)重復(fù)發(fā)送已發(fā)送過的最后一個確認幀ACK2（防止確認幀丟失）。 ACK2 表示確認 1 號幀 DATA1，并期望下次收到 2 號幀。依此類推。21連續(xù)ARQ協(xié)議原理(理解) 超時重傳機制。結(jié)點 A 在每發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀時都要設(shè)置該幀的超時計時器。如果在所設(shè)置的超時時間內(nèi)收到確認幀，就立即將超時計時器清零。但若在所設(shè)置的超時時間

13、到了而未收到確認幀，就要重傳相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，并重新設(shè)置超時計時器。 GBN(第N個分組重發(fā))。在等不到 2 號幀的確認而重傳 2 號數(shù)據(jù)幀時，雖然結(jié)點 A 已經(jīng)發(fā)完了 5 號幀，但仍必須向回走，將 2號幀及其以后的各幀全部進行重傳。連續(xù) ARQ 又稱為Go-back-N ARQ，意思是當(dāng)出現(xiàn)差錯必須重傳時，要向回走 N 個幀，然后再開始重傳。22連續(xù)ARQ協(xié)議原理(理解) 滑動窗口 發(fā)送端的發(fā)送窗口：發(fā)送窗口的大小 WT 代表在還沒有收到對方確認信息的情況下發(fā)送端最多可以發(fā)送多少個數(shù)據(jù)幀。 發(fā)送窗口用來對發(fā)送端進行流量控制。 接收端的接收窗口：決定可以接收那些數(shù)據(jù)幀。在只有當(dāng)收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序

14、號落入接收窗口內(nèi)才允許將該數(shù)據(jù)幀收下。 連續(xù)ARQ協(xié)議中，接收窗口WR = 1。 停止等待ARQ協(xié)議可以看成發(fā)送窗口大小為1的連續(xù)ARQ協(xié)議的特例。 只有在接收窗口向前滑動時（與此同時也發(fā)送了確認），發(fā)送窗口才有可能向前滑動。 連續(xù)ARQ協(xié)議可以在連續(xù)收到幾個正確的數(shù)據(jù)幀才發(fā)送對最后那個數(shù)據(jù)幀的確認，這就是累積確認。或者在自己的數(shù)據(jù)幀中捎帶對通信對方的確認。累積確認和捎帶確認可以減少開銷23 可靠傳輸機制 確認、校驗、順序號、超時/重傳24選擇重傳ARQ協(xié)議（理解） 連續(xù)ARQ協(xié)議的擴充，接收窗口大于1。接收窗口顯然不應(yīng)該大于發(fā)送窗口(太大是一種浪費)。接收窗口小于等于序號范圍的一半(超過這個

15、范圍會出現(xiàn)問題，了解)25HDLC和PPP HDLC：高級數(shù)據(jù)鏈路控制，HDLC是面向比特的，可傳輸任意比特流 零比特填充法(參看練習(xí)) HDLC 采用零比特填充法使一幀中兩個 F 字段之間不會出現(xiàn) 6 個連續(xù) 1。 在發(fā)送端，當(dāng)一串比特流數(shù)據(jù)中有 5 個連續(xù) 1 時，就立即填入一個 0。 在接收幀時，先找到 F 字段以確定幀的邊界。接著再對比特流進行掃描。每當(dāng)發(fā)現(xiàn) 5 個連續(xù) 1 時，就將其后的一個 0 刪除，以還原成原來的比特流。 PPP：點對點協(xié)議(Point-to-Point Protocol) PPP是面向字節(jié)的，PPP幀的長度是整數(shù)個字節(jié) PPP不提供序號和確認的可靠傳輸機制，但是

16、PPP由差錯檢測功能，可以保證無差錯接收。26零比特填充法27常用的英文縮寫 ARQ; GBN; CRC; HDLC; PPP28第四章 局域網(wǎng) 以太網(wǎng)在局域網(wǎng)市場中占有絕對優(yōu)勢。 嚴格說來，“以太網(wǎng)”應(yīng)當(dāng)是指符合 DIX Ethernet V2 標準的局域網(wǎng) 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(wǎng)簡稱為“以太網(wǎng)”。 802委員會將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個子層，即邏輯鏈路控制LLC子層和媒體接入控制MAC子層?，F(xiàn)在LLC作用已經(jīng)不大，很多廠商生產(chǎn)的網(wǎng)卡就只有MAC協(xié)議。 以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的服務(wù)，數(shù)據(jù)幀沒有編

17、號，也不要求對方確認。網(wǎng)卡收到一個正確的幀時，通過中斷將其交付給計算機的網(wǎng)絡(luò)層，收到錯誤的幀時，就直接把它丟棄。 29CSMA/CD 總線上同一時間只允許一臺計算機發(fā)送信息，否則各計算機之間會互相干擾。CSMA/CD是一種協(xié)調(diào)共享總線計算機通信的一種協(xié)議。 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）。 CSMA/CD通過檢測信號電壓的擺動值判斷是否發(fā)生沖突。 最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過時間 2 （兩倍的端到端傳播時延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。 以太網(wǎng)的端到端往返時延 2 稱為爭用期，或碰撞窗口。 經(jīng)過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才

18、能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。 無效的幀長度小于爭用期時延帶寬積，所以以太網(wǎng)最小有效幀長定義大于等于爭用期時延帶寬積301 kmABt碰撞t = 2 A 檢測到發(fā)生碰撞 t = B 發(fā)送數(shù)據(jù)B 檢測到發(fā)生碰撞 t = t = 0單程端到端傳播時延記為 t = B 檢測到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)t = / 2發(fā)生碰撞ABABAB t = 0 A 檢測到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)ABt = B 檢測到發(fā)生碰撞停止發(fā)送STOPt = 2 A 檢測到發(fā)生碰撞STOPAB31指數(shù)退避算法 發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，要推遲（退避）一個隨機時間才能再發(fā)送數(shù)據(jù)。 確定基本退避時間，一般是取為爭用期 2。 定義重傳次數(shù) k ，

19、k 10，即 k = min重傳次數(shù), 10 從整數(shù)集合0,1, 2k 1中隨機地取出一個數(shù)，記為 r。重傳所需的時延就是 r 倍的基本退避時間。 當(dāng)重傳達 16 次仍不能成功時即丟棄該幀，并向高層報告。 參看練習(xí) 指數(shù)退避算法的“捕獲效應(yīng)”，引起某些站不能公平的“捕獲”到總線32局域網(wǎng)中的主要設(shè)備 轉(zhuǎn)發(fā)器(中繼器)：物理層設(shè)備，消除信號的失真和衰減。 集線器(hub) ：是多接口的轉(zhuǎn)發(fā)器 物理上是星形網(wǎng)，邏輯上是總線網(wǎng)。 網(wǎng)卡：數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，包括了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層的功能。功能主要有三 數(shù)據(jù)的封裝與解封 鏈路管理 曼徹斯特編碼與譯碼33以太網(wǎng)MAC層 局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址或MA

20、C地址?，F(xiàn)在局域網(wǎng)上使用的是六個字節(jié)的MAC地址。34集線器與以太網(wǎng)交換機的區(qū)別 采用集線器在物理層擴展局域網(wǎng) 集線器是物理層設(shè)備，采用集線器連接的局域網(wǎng)屬于同一個碰撞域，同一時刻只能有一個站發(fā)送數(shù)據(jù)，所有的站共享帶寬。 不同以太網(wǎng)技術(shù)的局域網(wǎng)不能用集線器互連 采用網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng) 以太網(wǎng)交換機是多端口的網(wǎng)橋，是數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。以太網(wǎng)交換機的每一個端口連接的網(wǎng)段都屬于不同的碰撞域，端口之間可以無碰撞的傳輸數(shù)據(jù)，獨占帶寬。 透明網(wǎng)橋?qū)τ诟鱾€站點是不可見的。透明網(wǎng)橋采用支撐樹算法避免產(chǎn)生轉(zhuǎn)發(fā)的幀在網(wǎng)絡(luò)中一直兜圈子。35網(wǎng)橋應(yīng)當(dāng)按照以下算法處理收到的幀和建立轉(zhuǎn)發(fā)表(2)從端口 x 收到無差

21、錯的幀（如有差錯即丟棄），在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找目的站 MAC 地址。 (2) 如有，則查找出到此 MAC 地址應(yīng)當(dāng)走的端口 d，然后進行(3)，否則轉(zhuǎn)到(5)。(3) 如到這個 MAC 地址去的端口 d = x，則丟棄此幀（因為這表示不需要經(jīng)過網(wǎng)橋進行轉(zhuǎn)發(fā)）。否則從端口 d 轉(zhuǎn)發(fā)此幀。(4) 轉(zhuǎn)到(6)。(5) 向網(wǎng)橋除 x 以外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀（這樣做可保證找到目的站）。(6) 如源站不在轉(zhuǎn)發(fā)表中，則將源站 MAC 地址加入到轉(zhuǎn)發(fā)表，登記該幀進入網(wǎng)橋的端口號，設(shè)置計時器。然后轉(zhuǎn)到(8)。如源站在轉(zhuǎn)發(fā)表中，則執(zhí)行(7)。(7) 更新計時器。(8) 等待新的數(shù)據(jù)幀。轉(zhuǎn)到(1)。36用以太網(wǎng)交換機擴展

22、局域網(wǎng)集線器集線器集線器一系三系二系10BASE-T至因特網(wǎng)100 Mb/s100 Mb/s100 Mb/s萬維網(wǎng)服務(wù)器電子郵件 服務(wù)器以太網(wǎng)交換機路由器37無線局域網(wǎng) 無線局域網(wǎng)的組成： 802.11規(guī)定，無線局域網(wǎng)的最小構(gòu)件是基本服務(wù)集BSS，一個基本服務(wù)集BSS包括一個基站和若干個移動站。一個基本服務(wù)集所覆蓋的地理范圍叫做基本服務(wù)區(qū)BSA 便攜站與移動站 兩大類無線局域網(wǎng)： 有固定基礎(chǔ)設(shè)施的；無固定基礎(chǔ)設(shè)施的38常用的英文縮寫 CSMA/CD; MAC39廣域網(wǎng)一、廣域網(wǎng)基本概念 局域網(wǎng)使用的協(xié)議主要在數(shù)據(jù)鏈路層，廣域網(wǎng)使用的協(xié)議主要在網(wǎng)絡(luò)層，所以廣域網(wǎng)中一個重要的問題就是路由選擇和分組

23、轉(zhuǎn)發(fā)。 廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的一個共同點 網(wǎng)內(nèi)通信，只需要使用其網(wǎng)絡(luò)的物理地址 即使是覆蓋范圍很廣的互聯(lián)網(wǎng)，也不稱為是廣域網(wǎng)，因為在這種網(wǎng)絡(luò)中，不同網(wǎng)絡(luò)的“互連”才是其最主要的特征。 廣域網(wǎng)提供的兩種服務(wù)：虛電路服務(wù)、數(shù)據(jù)報服務(wù) 虛電路服務(wù)、數(shù)據(jù)報服務(wù)的區(qū)別 虛電路服務(wù)、電路交換服務(wù)的區(qū)別40數(shù)據(jù)報服務(wù)與虛電路服務(wù)的區(qū)別 數(shù)據(jù)報服務(wù)：網(wǎng)絡(luò)隨時可以接收主機發(fā)送的分組，網(wǎng)絡(luò)為每個分組獨立的選擇路由。網(wǎng)絡(luò)只是盡最大努力地將分組交付給目的主機，但網(wǎng)絡(luò)對主機沒有任何承諾。 虛電路服務(wù)：網(wǎng)絡(luò)上的兩個主機通信前先建立虛電路，然后所有的分組都必須沿著這條虛電路傳送，數(shù)據(jù)傳送完畢后，將這條虛電路釋放掉。虛電路不是物理

24、電路，占用虛電路進行通信時，采用的是存儲轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換，所以是斷續(xù)的占用一段一段的鏈路。建立虛電路的好處是可以在數(shù)據(jù)傳輸路徑上的各交換結(jié)點預(yù)先保留一定的資源(緩存、帶寬)，作為分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)之用。虛電路服務(wù)對通信的質(zhì)量QoS有較好的保證。41(理解)42電路交換服務(wù)和虛電路服務(wù)的區(qū)別 電路交換服務(wù)的通信雙方通信時自始至終都占用一條物理信道 虛電路服務(wù)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，所謂虛電路實際是斷續(xù)的占用一段又一段的鏈路43網(wǎng)際互連 最重要的內(nèi)容 IP協(xié)議、路由選擇協(xié)議 路由器：連接不同網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備，一種專用的計算機，任務(wù)是路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)分組。 路由器結(jié)構(gòu)可以劃分為兩大部分：路由選擇部分和分組轉(zhuǎn)發(fā)部分。

25、路由選擇部分：路由選擇處理機。構(gòu)造和維護路由表 分組轉(zhuǎn)發(fā)部分：交換結(jié)構(gòu)、輸入端口、輸出端口 交換結(jié)構(gòu)： 通過存儲器進行交換、通過總線進行交換、通過互連網(wǎng)絡(luò)進行交換44 路由器、網(wǎng)橋、集線器的區(qū)別 集線器是物理層設(shè)備，用集線器連接的局域網(wǎng)屬于同一個碰撞域，共享帶寬。 網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，用網(wǎng)橋連接的局域網(wǎng)獨占帶寬，不屬于同一個碰撞域，但屬于同一個廣播域。 路由器是網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，用于實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的互連。連接在路由器上的網(wǎng)絡(luò)不屬于同一個廣播域 若路由器處理分組的速率趕不上分組進入隊列的速率，則隊列的存儲空間最終必定減少到零，這就使后面再進入隊列的分組由于沒有存儲空間而只能被丟棄。 路由器中的輸入或輸

26、出隊列產(chǎn)生溢出是造成分組丟失的重要原因。45中繼系統(tǒng) 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(repeater)。 數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋或橋接器(bridge)。 網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)：路由器(router)。 網(wǎng)橋和路由器的混合物：橋路器(brouter)。 網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān)(gateway)。46網(wǎng)際協(xié)議IP 所謂虛擬互連網(wǎng)絡(luò)也就是邏輯互連網(wǎng)絡(luò)，它的意思就是互連起來的各種物理網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性本來是客觀存在的，但是我們利用 IP 協(xié)議就可以使這些性能各異的網(wǎng)絡(luò)從用戶看起來好像是一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。 IP協(xié)議用來是互連起來的網(wǎng)絡(luò)能夠進行通信。使用 IP 協(xié)議的

27、虛擬互連網(wǎng)絡(luò)可簡稱為 IP 網(wǎng)。TCP/IP體系中的網(wǎng)絡(luò)層常常稱為網(wǎng)際層或IP層 internet(互連網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng))，泛指多個計算機網(wǎng)絡(luò)互連而成的虛擬網(wǎng)絡(luò) Internet(因特網(wǎng))是一個專用名詞，是指目前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定網(wǎng)絡(luò)。47網(wǎng)際協(xié)議IP(續(xù))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 (Address Resolution Protocol) 逆地址解析協(xié)議 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 因特網(wǎng)控制報文協(xié)議 ICMP

28、(Internet Control Message Protocol) 因特網(wǎng)組管理協(xié)議 IGMP (Internet Group Management Protocol)48IP地址分類IP地址 IP 地址就是給每個連接在因特網(wǎng)上的主機（或路由器）分配一個在全世界范圍是惟一的 32 bit 的標識符。 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 : = , 常用的A類、B類、C類地址深入討論 每一類地址的范圍、網(wǎng)絡(luò)數(shù)

29、、主機數(shù)、默認子網(wǎng)掩碼 (參看書中表5-2，注意訂正印刷錯誤！)49IP地址的重要特點(1) IP 地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)。分兩個等級的好處是：第一，IP 地址管理機構(gòu)在分配 IP 地址時只分配網(wǎng)絡(luò)號，而剩下的主機號則由得到該網(wǎng)絡(luò)號的單位自行分配。這樣就方便了 IP 地址的管理。第二，路由器僅根據(jù)目的主機所連接的網(wǎng)絡(luò)號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機號），這樣就可以使路由表中的項目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲空間。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。(2)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

30、必須是不同的。這種主機稱為多接口主機(multihomed host)。50IP地址的重要特點(續(xù)) 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)，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。 51IP地址和硬件地址 網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)層以上使用IP地址，數(shù)據(jù)鏈路層及其以下使用硬件地址 為什么轉(zhuǎn)發(fā)分組不使用物理地址？ 由于全世界存在著

31、各式各樣的網(wǎng)絡(luò)，它們使用不同的硬件地址。要使這些異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠互相通信就必須進行非常復(fù)雜的硬件地址轉(zhuǎn)換工作，因此幾乎是不可能的事。 地址解析協(xié)議ARP和逆地址解析協(xié)議RARP ARP的功能：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 ARP的工作原理 RARP的功能:由硬件地址得到IP地址52 IP數(shù)據(jù)報的格式 首部，可選字段 報文分片：例題。 分組轉(zhuǎn)發(fā) 練習(xí) 路由表中，最重要的是兩項 目的網(wǎng)絡(luò)地址、下一跳偏移 = 0/8 = 0偏移 = 0/8= 0偏移 = 1400/8 = 175偏移 = 2800/8 = 350140028003799279913993799需分片的數(shù)據(jù)報

32、數(shù)據(jù)報片 1首部數(shù)據(jù)部分共 3800 字節(jié)首部 1首部 2首部 3字節(jié) 0數(shù)據(jù)報片 2數(shù)據(jù)報片 314002800字節(jié) 0IP 數(shù)據(jù)報分片的舉例例例 一個一個IP數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)部分為數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)部分為3800字節(jié)，使用固定首部，字節(jié)，使用固定首部，需要分片為不超過需要分片為不超過1420字節(jié)的數(shù)據(jù)報片。則求每一個分片的字節(jié)的數(shù)據(jù)報片。則求每一個分片的長度，片偏移和長度，片偏移和MF位的值。位的值。54劃分子網(wǎng) 從主機號中借用若干個比特作為子網(wǎng)號 IP地址:=, 其中網(wǎng)絡(luò)號與子網(wǎng)號合稱為網(wǎng)絡(luò)地址或子網(wǎng)地址 子網(wǎng)號不能是全0或全1 子網(wǎng)掩碼: 32bit長，由一串1和一串0組成。1對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號

33、，0對應(yīng)主機號。RFC文檔極力推薦在子網(wǎng)掩碼中選用連續(xù)的1。 網(wǎng)絡(luò)地址 = (IP 地址) AND (子網(wǎng)掩碼)55 固定分類的IP地址及其默認的子網(wǎng)掩碼 A類 B類 C類 固定分類的IP地址使用默認的子網(wǎng)掩碼可以很快的分離出網(wǎng)絡(luò)地址（練習(xí)） 劃分子網(wǎng)的分組轉(zhuǎn)發(fā)（練習(xí)）56無分類編址CIDR CIDR 消除了傳統(tǒng)的 A 類、B 類和 C 類地址以及劃分子網(wǎng)的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空間。 無分類的兩級編址的記法是： IP地址 := , 在CIDR的路由表中，用CIDR地址塊來查找路由表 路由聚合：練習(xí)

34、 最長前綴匹配： 練習(xí)57因特網(wǎng)報文控制協(xié)議ICMP 為了提高 IP 數(shù)據(jù)報交付成功的機會，在網(wǎng)際層使用了因特網(wǎng)控制報文協(xié)議 ICMP (Internet Control Message Protocol)。 ICMP 允許主機或路由器報告差錯情況和提供有關(guān)異常情況的報告。 ICMP 不是高層協(xié)議，而是 IP 層的協(xié)議。 ICMP 報文作為 IP 層數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)，加上IP數(shù)據(jù)報的首部，組成 IP 數(shù)據(jù)報發(fā)送出去。58路由選擇協(xié)議 靜態(tài)路由選擇策略和動態(tài)路由選擇策略。因特網(wǎng)主要采用動態(tài)路由選擇策略 因特網(wǎng)將整個互聯(lián)網(wǎng)劃分為許多較小的自治系統(tǒng) AS。自治系統(tǒng)有權(quán)自主地決定在本系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)采用何種路由選

35、擇協(xié)議。 兩類路由選擇協(xié)議 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP，AS內(nèi)部使用，如RIP,OSPF 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP，AS域間使用，如BGP 域間路由選擇和域內(nèi)路由選擇59路由信息協(xié)議RIP 基于距離向量的協(xié)議 距離向量：自己到每一個目的網(wǎng)絡(luò)的距離構(gòu)成的向量 RIP距離或”跳數(shù)“的定義 從一路由器到直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為 1。 從一個路由器到非直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為所經(jīng)過的路由器數(shù)加 1。RIP 允許一條路徑最多只能包含 15 個路由器。 RIP協(xié)議路由器之間交換信息的三個要點：和那些路由器交換信息？交換什么信息？什么時候交換信息？ 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，

36、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。60路由信息協(xié)議RIP(續(xù)) 距離向量算法(練習(xí)) RIP是應(yīng)用層協(xié)議，用UDP傳送距離向量。 RIP協(xié)議的特點：好消息傳播得快，壞消息傳播得慢。 RIP協(xié)議的優(yōu)缺點 優(yōu)點是：實現(xiàn)簡單，開銷小 缺點是：路由器交換的信息是完整的路由表，隨著網(wǎng)絡(luò)的增大，開銷也增加，不適合規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)。61練習(xí) 假定網(wǎng)絡(luò)中的路由器B的路由表有如下項目 (目的網(wǎng)絡(luò)，距離，下一跳) 現(xiàn)在B收到從C發(fā)來的路由信息 (目的網(wǎng)絡(luò)，距離)如下 求出路由表B更新后的路由表。 F2NE3NF7NC3NA7N986215N4N4N6N4N9863262解答 B把

37、收到的C的路由信息的距離加1，把下一跳改為C，得到 與原先的路由表合并后得到更新后的路由表為CCCCC6N5N5N7N5N98632F2NE3NC5NC8NC5NA7N98632163OSPF OSPF的三個要點： 向本自治系統(tǒng)中所有路由器發(fā)送信息，這里使用的方法是洪泛法。 發(fā)送的信息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)，但這只是路由器所知道的部分信息。 “鏈路狀態(tài)”就是說明本路由器都和哪些路由器相鄰，以及該鏈路的“度量”(metric)。 只有當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，路由器才用洪泛法向所有路由器發(fā)送此信息。 OSPF先構(gòu)造一個完整的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(即全網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖)，然后采用Dijkst

38、ra提出的最短路徑算法尋找路由 OSPF直接用IP數(shù)據(jù)報傳送信息。64OSPF特點 OSPF 的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫能較快地進行更新，使各個路由器能及時更新其路由表。OSPF 的更新過程收斂得快是其重要優(yōu)點。 為了使 OSPF 能夠用于規(guī)模很大的網(wǎng)絡(luò)，OSPF 將一個自治系統(tǒng)再劃分為若干個更小的范圍，叫作區(qū)域。 劃分區(qū)域的好處就是將利用洪泛法交換鏈路狀態(tài)信息的范圍局限于每一個區(qū)域而不是整個的自治系統(tǒng)，這就減少了整個網(wǎng)絡(luò)上的通信量。 在一個區(qū)域內(nèi)部的路由器只知道本區(qū)域的完整網(wǎng)絡(luò)拓撲，而不知道其他區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)拓撲的情況。 OSPF 使用層次結(jié)構(gòu)的區(qū)域劃分。在上層的區(qū)域叫作主干區(qū)域(backbone are

39、a)。 所以O(shè)SPF可以作用于很大的網(wǎng)絡(luò)65IP多播和因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP 了解多播的概念和IGMP基本功能66虛擬專用網(wǎng)VPN和網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT 了解67邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 BGP (Border Gateway Protocol) BGP是外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 BGP 的較新版本是 1995 年發(fā)表的 BGP-4（BGP 的第 4 個版本）。 因特網(wǎng)的規(guī)模太大，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。 BGP采用路徑向量路由協(xié)議，與距離向量協(xié)議和鏈路狀態(tài)協(xié)議有很大的區(qū)別。68常見的英文縮寫 IP; CIDR; VPN; ARP

40、; RARP;ICMP;IGMP; AS;EGP;BGP; RIP; OSPF; 69第六章 運輸層 運輸層功能 1. 運輸層的復(fù)用和分用功能為應(yīng)用進程之間提供端到端的邏輯通信。 2. 其次運輸層還要對收到的報文進行差錯檢測。在網(wǎng)絡(luò)層，IP數(shù)據(jù)報首部中的檢驗和字段，只檢驗首部是否出現(xiàn)差錯而不檢查數(shù)據(jù)部分。 3. 再次，根據(jù)應(yīng)用的不同，運輸層需要有兩種不同的傳輸協(xié)議，即面向連接的TCP和無連接的UDP，而網(wǎng)絡(luò)層無法同時實現(xiàn)這兩種協(xié)議 運輸層的兩個不同的運輸協(xié)議： 面向連接的TCP和無連接的UDP(兩個協(xié)議最大的區(qū)別) 盡管網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)是不可靠的，但TCP采用了順序號、累積確認、校驗、超時/重

41、傳的可靠傳輸?shù)臋C制，提供了全雙工可靠傳輸服務(wù)。70運輸層的兩個重要協(xié)議TCP和UDP 可靠傳輸：無差錯、按序、無丟失、無重復(fù) 不可靠傳輸：不按序、可能會丟失和重復(fù) UDP協(xié)議是不可靠的，因為應(yīng)用進程通過UDP協(xié)議接收的數(shù)據(jù)可能會有差錯 ? (這個說法是錯誤的！) 傳輸控制協(xié)議TCP(Transmission Control Protocol) 面向連接的可靠傳輸，實現(xiàn)較復(fù)雜。 協(xié)議數(shù)據(jù)單元為TCP報文段(segment) 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP(User Datagram Protocol) 無連接的可靠傳輸，實現(xiàn)簡單。 協(xié)議數(shù)據(jù)單元為用戶數(shù)據(jù)報(UDP報文)71端口(port) 應(yīng)用層的進程通

42、過端口與運輸層實體進行交互，運輸層通過端口號找到具體的應(yīng)用進程，因此在TCP報文段和用戶數(shù)據(jù)報首部要寫入源端口號和目的端口號。 端口用16位的端口號進行標識 例如：HTTP(80)、FTP(21) 網(wǎng)絡(luò)上進程通信所用到的地址：IP地址端口號 IP地址端口號可以抽象為插口(socket,套接字)72用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP UDP只在IP數(shù)據(jù)報服務(wù)的基礎(chǔ)上增加了很少的功能，即端口功能(分用、復(fù)用功能)和差錯檢測功能。 UDP的優(yōu)點：簡單、開銷小 發(fā)送數(shù)據(jù)不需要建立連接 不使用擁塞控制，也不保證可靠交付，減少了很多開銷 UDP用戶數(shù)據(jù)報只有8字節(jié)首部開銷，比TCP的20個字節(jié)首部開銷小 沒有擁塞控制，

43、網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞不會使源主機發(fā)送速率降低，很多實時應(yīng)用(IP電話、實時視頻會議等)要求源主機以恒定的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并且允許丟失一些數(shù)據(jù)，UDP適合這種要求。 UDP有廣泛的應(yīng)用 IP電話、流媒體通信、 DNS、TFTP、RIP、 SNMP、BOOTP/DHCP 、NFS73傳輸控制協(xié)議TCP（理解） TCP概述 應(yīng)用進程不斷的將數(shù)據(jù)塊通過端口寫到TCP發(fā)送緩存中，TCP每次從緩存中取出一定數(shù)量的數(shù)據(jù)，將其組成TCP報文段 TCP報文段的首部 源端口、目的端口 序號。指的是本報文段數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的編號 確認號。期望收到的下一個字節(jié)的編號，即下一個報文段的序號。 確認比特ACK。ACK=1時確認號才

44、有效 同步比特。連接建立時用來同步序號。SYS置為1時表示這是一個連接請求或連接接受報文。 終止比特FIN。用來釋放連接。當(dāng)FIN=1表示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，要求釋放連接。74 窗口。確定對方發(fā)送窗口的上限 檢驗和。檢驗整個報文段(首部和數(shù)據(jù))75TCP如何決定發(fā)送一個報文段的時機 三種基本機制 發(fā)送緩存中的數(shù)據(jù)達到MSS字節(jié)，就組裝成一個報文段發(fā)送出去 發(fā)送端應(yīng)用進程指明要求發(fā)送報文段，即推送(push)操作 設(shè)置計時器，時間到則發(fā)送報文段 Nagle算法：發(fā)送端不發(fā)送很小的報文段 糊涂窗口綜合癥(silly window syndrome) 解決的方法：接收端不要在緩存剛有了一點小的空位置就急忙

45、把一個很小的窗口大小通知給發(fā)送端 收到亂序的報文段，TCP未明確規(guī)定要如何處理 可以將亂序的報文段丟棄，也可以將其暫存于接收緩存中(連續(xù)ARQ協(xié)議或稱為GBN協(xié)議、滑動窗口協(xié)議，選擇重傳ARQ協(xié)議或稱為SR協(xié)議)76流量控制（理解） 流量控制的實現(xiàn)：接受端設(shè)置發(fā)送端發(fā)送窗口的上限，限制發(fā)送端的發(fā)送速率。 通知窗口 一個變量。接收端根據(jù)其應(yīng)用進程接收緩存的大小確定一個變量rwnd(接收端窗口)的大小,將這個值放到TCP報文段的首部窗口字段中，傳給發(fā)送端。 接收窗口： 允許接收的區(qū)間(即第一個字節(jié)與最后一個字節(jié)的編號) 發(fā)送窗口： 允許發(fā)送的未確認區(qū)間77擁塞控制78 擁塞控制是廣域網(wǎng)和互連網(wǎng)的一

46、個重要問題 擁塞(congestion)：對網(wǎng)絡(luò)中某一資源的需求超過了該資源的可用部分，網(wǎng)絡(luò)的性能就要變壞，這種情況叫作擁塞。 ”只要增加一些資源，例如增加結(jié)點的緩存，或提高鏈路帶寬，或提高結(jié)點處理機的速度，就可以解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問題?！?這是不對的。為什么？ 增加資源并不能保證一定解決擁塞問題。擁塞控制是一個全局過程，涉及到所有的主機、所有的路由器以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳輸性能有關(guān)的所有因素。擁塞的實質(zhì)往往是整個系統(tǒng)的各個部分不匹配。只有所有的部分都平衡了，問題才會解決。 例如當(dāng)某個結(jié)點緩存容量太小時，分組將因無緩存空間而被丟棄。如果將緩存容量擴展到非常大，所有分組都能在這個緩存隊列上排隊，這樣會出現(xiàn)很

47、長的排隊等待時間，結(jié)果將因為超時而重傳分組，重傳的分組繼續(xù)排隊，使情況更加惡化。這個例子也說明增加資源并不能保證一定解決擁塞問題。 79擁塞控制過程（理解） 發(fā)送端有一個擁塞窗口變量cwnd，發(fā)送窗口的大小不超過cwnd。 發(fā)送窗口的上限=min(擁塞窗口,接收端窗口) 發(fā)送端沒有按時收到確認信息，就認為網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞。 擁塞控制算法：(1)慢開始。 cwnd=1； 每收到一個新報文段的確認cwnd加1個MSS，這是一個指數(shù)增長的過程； cwnd達到慢開始門限值ssthresh時慢開始階段結(jié)束；(2)擁塞避免階段。 每經(jīng)過一個往返時延RTT cwnd 就增加1個MSS，這是一個線性增長的過程80

48、(3)無論何時，只要發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞(出現(xiàn)超時)，慢開始門限降為當(dāng)前擁塞窗口的一半，然后擁塞窗口降為1個MSS 擁塞控制兩個改進算法 快重傳：收到三個重復(fù)的ack(4個相等的ack)則認為有報文段丟失，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞。此時立即重傳丟失的報文段 快恢復(fù)：收到三個重復(fù)的ack判斷出現(xiàn)擁塞，此時不是將擁塞窗口降為1，而是降為ssthreash+3*MSS,收到n個重復(fù)的ack則降為ssthreash+n*MSS81TCP的重傳機制 TCP每發(fā)送一個報文段，就對這個報文段設(shè)置一次計時器，超時則重傳。 超時重傳時間RTO(Retransmission Time-Out)一般設(shè)為比平均往返時延(RTT,往返

49、時延P19)稍長一點 RTO=*RTT(原先推薦為2)82TCP的運輸連接管理 運輸連接的三個階段 連接釋放、數(shù)據(jù)傳送、連接釋放 連接建立要解決的問題(理解) 每一方確知對方的存在 允許雙方協(xié)商一些參數(shù)(如最大報文段長度MSS、最大窗口大小、服務(wù)質(zhì)量) 能夠?qū)\輸實體資源(緩存大小、連接表項目、其它管理連接的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))進行分配 發(fā)起TCP連接的進程叫作客戶，響應(yīng)連接申請的進程叫作服務(wù)器83連接建立的三次握手 主機A的TCP向主機B的TCP發(fā)出連接請求報文段，其首部同步比特SYS置1，選擇一個序號x 主機B收到連接請求報文段后，如同意，則發(fā)回確認。確認報文段中SYS和ACK置1 ，確認號為x1，

50、同時選擇自己的序號y 主機A收到B的確認后，給B再發(fā)一個確認，其ACK置1，確認號y1，自己的序號為x1。并且A通知自己上層的應(yīng)用進程，連接已經(jīng)建立。B收到A的確認后，也通知自己上層的應(yīng)用進程，連接已經(jīng)建立。 (了解)主機A發(fā)送的第一個報文段其序號仍為x1 為什么要發(fā)送第三個報文段(第三次握手)？P272-27384連接釋放過程FIN, SEQ = xACK, SEQ = y, ACK= x 1ACK, SEQ = x + 1, ACK = y 1應(yīng)用進程釋放連接A 不再發(fā)送報文FIN, ACK, SEQ = y, ACK = x + 1主機 B主機 A通知主機應(yīng)用進程應(yīng)用進程釋放連接B 不再

51、發(fā)送報文確認確認85常用英文縮寫 TCP; UDP; MSS86第八章 應(yīng)用層 應(yīng)用層的具體內(nèi)容就是規(guī)定應(yīng)用進程在通信時所遵循的協(xié)議。87DNS 域名系統(tǒng) DNS (Domain Name System)把域名轉(zhuǎn)化為IP地址 名字到域名的解析是由若干個域名服務(wù)器程序完成的。域名服務(wù)器程序在專設(shè)的結(jié)點上運行，運行該程序的機器稱為域名服務(wù)器。 任何一個連接在因特網(wǎng)上的主機或路由器，都有一個惟一的層次結(jié)構(gòu)的名字，即域名。88FTP 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的一項基本應(yīng)用就是將文件從一臺計算機中復(fù)制到另一臺可能相距很遠的計算機中。 文件傳送協(xié)議FTP(File Transfer Protocol)可以實現(xiàn)此功能 文

52、件傳送協(xié)議 FTP 只提供文件傳送的一些基本的服務(wù)，它使用 TCP 可靠的運輸服務(wù)。 FTP 的主要功能是減少或消除在不同操作系統(tǒng)下處理文件的不兼容性。 兩個連接 控制連接在整個會話期間一直保持打開，F(xiàn)TP 客戶發(fā)出的傳送請求通過控制連接發(fā)送給服務(wù)器端的控制進程 實際用于傳輸文件的是“數(shù)據(jù)連接”。89簡單文件傳送協(xié)議 TFTP 簡單文件傳送協(xié)議 TFTP(Trivial File Transfer Protocol)是一個很小且易于實現(xiàn)的文件傳送協(xié)議。 TFTP 使用客戶服務(wù)器方式和使用 UDP 數(shù)據(jù)報，因此 TFTP 需要有自己的差錯改正措施。 TFTP 只支持文件傳輸而不支持交互。90 T

53、ELNET TELNET 是一個簡單的遠程終端協(xié)議，也是因特網(wǎng)的正式標準。 用戶用 TELNET 就可在其所在地通過 TCP 連接注冊（即登錄）到遠地的另一個主機上（使用主機名或IP地址）。 TELNET 能將用戶的擊鍵傳到遠地主機，同時也能將遠地主機的輸出通過 TCP 連接返回到用戶屏幕。這種服務(wù)是透明的，因為用戶感覺到好像鍵盤和顯示器是直接連在遠地主機上。 TELNET 使用網(wǎng)絡(luò)虛擬終端 NVT 格式91電子郵件 在 1982 年制定出簡單郵件傳送協(xié)議 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 和因特網(wǎng)文本報文格式，它們都已成為因特網(wǎng)的正式標準。 1993

54、年提出了通用因特網(wǎng)郵件擴充 MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions)。 SMTP 協(xié)議用于發(fā)送郵件。 郵局協(xié)議 POP (Post Office Protocol) 用于接收郵件。 POP3 IMAP (因特網(wǎng)報文存取協(xié)議)也是按客戶服務(wù)器方式工作，現(xiàn)在較新的版本是 IMAP4。 IMAP最大的好處就是用戶可以在不同的地方使用不同的計算機隨時上網(wǎng)閱讀和處理自己的郵件。92萬維網(wǎng) WWW WWW (World Wide Web)萬維網(wǎng)是一個大規(guī)模的、聯(lián)機式的信息儲藏所。 萬維網(wǎng)是分布式超媒體(hypermedia)系統(tǒng)，它是超文本(hypertex

55、t)系統(tǒng)的擴充。 萬維網(wǎng)以客戶服務(wù)器方式工作。 特殊的Client-Server方式，瀏覽器-服務(wù)器方式Browser-Server 瀏覽器就是在用戶計算機上的萬維網(wǎng)客戶程序。萬維網(wǎng)文檔所駐留的計算機則運行服務(wù)器程序，因此這個計算機也稱為萬維網(wǎng)服務(wù)器。 使用統(tǒng)一資源定位符 URL (Uniform Resource Locator)來唯一的標志萬維網(wǎng)上的各種文檔。93HTTP(續(xù)) 超文本傳送協(xié)議HTTP 是一個應(yīng)用層協(xié)議，它使用 TCP 連接進行可靠的傳送。 萬維網(wǎng)高速緩存代表瀏覽器發(fā)出 HTTP 請求，因此又稱為代理服務(wù)器(proxy server)。萬維網(wǎng)高速緩存將最近的一些請求和響應(yīng)暫

56、存在本地磁盤中。 超文本標記語言HTML94引導(dǎo)程序協(xié)議 BOOTP 與動態(tài)主機配置協(xié)議 DHCP 為了將軟件協(xié)議做成通用的和便于移植，協(xié)議軟件的編寫者把協(xié)議軟件參數(shù)化。這就使得在很多臺計算機上使用同一個經(jīng)過編譯的二進制代碼成為可能。協(xié)議軟件廣播 BOOTP 請求報文，此報文作為 UDP 用戶數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)，UDP 用戶數(shù)據(jù)報再作為 IP 數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)。收到請求報文的 BOOTP 服務(wù)器查找發(fā)出請求的計算機的各項配置信息，把配置信息放入 BOOTP 回答報文中，并把回答報文返回給提出請求的計算機。 動態(tài)主機配置協(xié)議 DHCP 提供了即插即用連網(wǎng)(plug-and-play networking)

57、的機制。這種機制允許一臺計算機加入新的網(wǎng)絡(luò)和獲取IP地址而不用手工參與。95簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMP 網(wǎng)絡(luò)管理包括對硬件、軟件和人力的使用、綜合與協(xié)調(diào)，以便對網(wǎng)絡(luò)資源進行監(jiān)視、測試、配置、分析、評價和控制，這樣就能以合理的價格滿足網(wǎng)絡(luò)的一些需求，如實時運行性能，服務(wù)質(zhì)量等。網(wǎng)絡(luò)管理常簡稱為網(wǎng)管。我們可以看到，網(wǎng)絡(luò)管理并不是指對網(wǎng)絡(luò)進行行政上的管理。 管理站。也常稱為網(wǎng)絡(luò)運行中心 NOC (Network Operations Center)，是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的核心。 管理站的關(guān)鍵構(gòu)件是管理程序，在運行時就成為管理進程。 管理站（硬件）或管理程序（軟件）都可稱為管理者(manager)。Manager 不是指人而是指機器或軟件。 網(wǎng)絡(luò)管理員(administrator) 指的是人。大型網(wǎng)絡(luò)往往實行多級管理，因而有多個管理者，而一個管理者一般只管理本地網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。96 SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理由三部分組成，MIB，SMI，SNMP本身 被管對象必須維