計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)筆記

1、第一章 概論Internet：指目前全球最大的、開放的、有眾多網(wǎng)絡(luò)互相連接而成的特定計算機(jī)網(wǎng)路，它采用TCP/IP合同族。因特網(wǎng)：從硬件和軟件方面來說：數(shù)以百萬計的互聯(lián)的計算設(shè)備（主機(jī)=端系統(tǒng)，通信鏈路communication link，運營網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用）；從分布式應(yīng)用提供服務(wù)的聯(lián)網(wǎng)基本設(shè)施：通信基本設(shè)施使能分布式應(yīng)用，提供應(yīng)應(yīng)用通信服務(wù)。合同：定義了在兩個或多種通信實體之間互換的報文格式和順序，以及在報文傳播和/或接受或其她事件方面所采用的動作。一組控制數(shù)據(jù)通信的規(guī)則。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：網(wǎng)絡(luò)邊沿（應(yīng)用與主機(jī)）、網(wǎng)絡(luò)核心（路由器，網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)），接入網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)邊沿：面向連接服務(wù)TCP（transmissio

2、n Control protocol）：可靠的，有序的字節(jié)流數(shù)據(jù)傳送（丟包：確認(rèn)和重傳），采用流控制（發(fā)送方不能過載接受方），擁塞控制（當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時發(fā)送方“減少發(fā)送速率”）。網(wǎng)絡(luò)邊沿：無連接服務(wù)UDP（User Data protocol）顧客數(shù)據(jù)報合同，無連接，不可靠的數(shù)據(jù)傳送，無流控，無擁塞控制。網(wǎng)絡(luò)核心：電路互換（circuit switching）和分組互換（packet switching）。電路互換：為“呼喊”預(yù)留端到端資源，在電路互換網(wǎng)絡(luò)中，沿著端系統(tǒng)通信途徑，為端系統(tǒng)之間通信所提供的資源在（緩存、鏈路傳播速率）在通信會話期間會被預(yù)留。（非共享）。將鏈路帶寬劃分為“片”，F(xiàn)DM和

3、TDM。FDM（frequency-division multiplexing）頻分多路復(fù)用，該鏈路在連接期間為每條連接專用一種頻段。TDM（time-division multiplexing）時分多路復(fù)用，時間被劃分為固定區(qū)間的幀，并且每幀又被劃分為固定數(shù)量的時隙，一種時隙可用于傳播該連接。分組互換（記錄多路復(fù)用 statistical multiplexing）：每個端到端數(shù)據(jù)劃分為分組，分組互換使用按需的方式分派鏈路。分組互換與電路互換的對比：分組互換容許更多的顧客使用網(wǎng)絡(luò)；對突發(fā)數(shù)據(jù)極為有效，資源共享，較簡樸，無呼喊建立。但是分組互換需要可靠數(shù)據(jù)傳送、擁塞控制合同。分組互換存儲轉(zhuǎn)發(fā)：

4、從源到目的地通過路由器移動分組，幾種途徑選擇算法（數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)，虛電路網(wǎng)絡(luò)）。數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)：分組中的目的地址決定下一跳，在會話中路由可以變化。不是面向連接的，而是無連接的。虛電路網(wǎng)絡(luò)：每個分組攜帶標(biāo)簽（虛電路ID），標(biāo)簽決定下一跳，固定的途徑在呼喊建立時決定，在呼喊期間保持不變，路由器保持呼喊狀態(tài)。分組互換中丟包和時延浮現(xiàn)的因素：分組達(dá)到鏈路的速率超過輸出鏈路能力，分組排隊，等待互換，如果無空閑緩存則達(dá)到的分組丟失，浮現(xiàn)丟包現(xiàn)象。分組時延的4種來源：（1）、節(jié)點解決（檢查比特差錯）；（2）、排隊（等待輸出鏈路傳播的時間，取決于路由器擁塞的級別）；（3）、傳播時延：R=鏈路寬帶（bps），L=分組長

5、度（比特），發(fā)送比特進(jìn)入鏈路的時間=L/R；（4）、傳播時延：d=物理鏈路的長度，s=在媒體中傳播的速度（2*108 m/sec），傳播時延=d/s。合同分層：每一層實現(xiàn)一種服務(wù)，經(jīng)她自己的層內(nèi)動作，依賴由下面層次提供的服務(wù)。分層是為理解決復(fù)雜系統(tǒng)，明確的構(gòu)造使得可以標(biāo)記復(fù)雜構(gòu)件的關(guān)系，模塊化易于維護(hù)、系統(tǒng)的更新。因特網(wǎng)合同棧：應(yīng)用（支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，F(xiàn)TP，SMTP，HTTP）；運送（主機(jī)到主機(jī)數(shù)據(jù)傳播，TCP，UDP）；網(wǎng)絡(luò)（從源目的地數(shù)據(jù)報的選路，IP，選路合同）；鏈路（在鄰近網(wǎng)元之間傳播數(shù)據(jù)，PPP，以太網(wǎng)）；物理（“在線上”的比特）。第二章 應(yīng)用層1、應(yīng)用體系構(gòu)造：客戶機(jī)/服務(wù)器，對等（

6、P2P），客戶機(jī)/服務(wù)器與P2P的混合。2、客戶機(jī)/服務(wù)器體系構(gòu)造：服務(wù)器（總是打開的主機(jī)，永久的IP地址，可擴(kuò)展為服務(wù)器池）；客戶機(jī)（與服務(wù)器通信，可以間歇地連接，可以具有動態(tài)的IP地址，彼此不直接地通信）。3、純P2P體系構(gòu)造：無總是打開的服務(wù)器，任意的端系統(tǒng)直接通信，對等方間歇地連接，變化IP地址。4、混合：例Napster（文獻(xiàn)傳送P2P，集中式文獻(xiàn)搜索：對等方在中心服務(wù)器上注冊內(nèi)容對等方查詢相似的中心服務(wù)器以定位內(nèi)容）。5、進(jìn)程通信進(jìn)程：在一臺主機(jī)上運營的程序。客戶機(jī)進(jìn)程（發(fā)起通信的進(jìn)程），服務(wù)器進(jìn)程（等待聯(lián)系的進(jìn)程）。進(jìn)程通過一種稱為套接字的軟件接口在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送和接受報文。套接字是

7、同一臺主機(jī)內(nèi)應(yīng)用層與運送層之間的接口。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用從運送層合同獲得的服務(wù)：TCP和UDP6、TCP：面向連接（客戶機(jī)和服務(wù)器之間所需的建立）；可靠傳播（在發(fā)送和接受進(jìn)程之間）；流控制（發(fā)送方不會沉沒接受方）；擁塞控制（當(dāng)網(wǎng)絡(luò)過載時克制發(fā)送方）；并不提供定期，最小帶寬保證。7、UDP：在發(fā)送進(jìn)程及接受進(jìn)程之間的不可靠數(shù)據(jù)傳播，不提供建立連接建立、可靠性流控制、擁塞控制、定期或帶寬保證。8、HTTP（超文本傳播合同）和Web應(yīng)用：使用TCP，進(jìn)程端口為80。HTTP連接分為：非持久連接（每個祈求/響應(yīng)是經(jīng)一種單獨的TCP連接發(fā)送）和持久連接（所有的祈求及相應(yīng)的響應(yīng)經(jīng)相似的TCP連接發(fā)送）。RTT（來回

8、時延）：從客戶機(jī)到服務(wù)器發(fā)送一種小分組并返回所經(jīng)歷的時間。9、HTTP祈求報文格式：祈求行、首部行和實體主體。措施類型：GET、POST、HEAD。GET和POST的區(qū)別在于：使用GET措施時實體主體為空，使用POST措施時實體主體看到顧客在表單中所填的內(nèi)容。10、HTTP響應(yīng)報文格式：11、WEB緩存：滿足客戶機(jī)祈求而不波及起始服務(wù)器。12、FTP（文獻(xiàn)傳播合同）：使用兩個并行的TCP連接來傳播文獻(xiàn)，一種是控制連接（帶外傳送），端標(biāo)語為21；一種是數(shù)據(jù)連接（帶內(nèi)連接），端標(biāo)語為20。13、電子郵件：三個重要部分（顧客代理、郵件服務(wù)器和SMTP（簡樸郵件傳播合同）。14、電子郵件：SMTP（簡

9、樸郵件傳播合同），端標(biāo)語25，使用持久連接，規(guī)定報文以7bitASCII格式，交付/存儲到接受方服務(wù)器。15、HTTP與SMTP比較：HTTP：拉，每個對象封裝在其自己的響應(yīng)報文中；SMTP：推，多種對象在多方報文中發(fā)送。兩者均有ASCII命令/響應(yīng)交互，狀態(tài)碼。MIME（multipurpose Internet mail extension）多用途因特網(wǎng)郵件擴(kuò)展：為發(fā)送非ASCII文本的內(nèi)容，發(fā)送方的顧客代理必須在報文中使用附加的首部行。在報文首部的附加行聲明MIME內(nèi)容類型。郵件訪問合同：從服務(wù)器獲取郵件。POP3：郵局合同；IMAP：互聯(lián)網(wǎng)郵件訪問合同?；赪eb的電子郵件使用的是HT

10、TP合同，例如：Hotmail，Yahoo等。DNS（Domain Name System）域名系統(tǒng)：一種由分層的DNS服務(wù)器實現(xiàn)的分布式數(shù)據(jù)庫，一種容許主機(jī)查詢分布式數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用層合同，重要任務(wù)是實現(xiàn)主機(jī)名到IP地址轉(zhuǎn)換的目錄服務(wù)。辨認(rèn)主機(jī)的方式：通過主機(jī)名或者IP地址。DNS合同運營在UDP上，使用53號端口。頂級域(TLD)服務(wù)器：負(fù)責(zé)com,org,net,edu等，以及所有頂級國家域uk,fr,ca,jp。權(quán)威DNS服務(wù)器：組織的DNS服務(wù)器為組織的服務(wù)器提供對IP的權(quán)威主機(jī)名。查詢過程分為遞歸查詢和迭代查詢。從祈求主機(jī)到本地DNS服務(wù)器的查詢是遞歸的，其他的查詢是迭代的。P2P文獻(xiàn)

11、共享，在對等方區(qū)域中組織和搜索索引的3種措施：集中式索引（當(dāng)顧客啟動P2P文獻(xiàn)共享應(yīng)用程序時，該應(yīng)用程序?qū)⑺腎P地址以及可供共享的文獻(xiàn)名稱告知索引服務(wù)器，該索引服務(wù)器從每個活動的對等方那里收集這些信息，從而建立一種集中式的動態(tài)索引，將每個文獻(xiàn)拷貝映射到一種IP地址集合。缺陷是：單點故障，如果索引服務(wù)器崩潰，則整個P2P應(yīng)用也就隨之崩潰；性能瓶頸和基本設(shè)施費用）；查詢洪泛（查詢報文經(jīng)既有的TCP連接，對等方轉(zhuǎn)發(fā)查詢報文，查詢命中經(jīng)反向途徑發(fā)送）；層次覆蓋（結(jié)合前兩者的長處，與洪泛查詢類似，不使用專門的服務(wù)器來跟蹤和索引文獻(xiàn)，但不同的是，在層次覆蓋設(shè)計中并非所有對等方都是平等的）。第三章 運送層

12、運送層合同為運營在不同主機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)程之間提供了邏輯通信（logic communication），進(jìn)程間的邏輯通信，端到端傳播。運送層合同是在端系統(tǒng)中而不是在網(wǎng)絡(luò)路由器中實現(xiàn)的。在發(fā)送方，運送層將接受到的來自發(fā)送應(yīng)用進(jìn)程的報文轉(zhuǎn)換成運送層分組，用因特網(wǎng)術(shù)語稱其為運送層報文段（segment），也許的措施是，將應(yīng)用報文劃分為較小的塊，并為每塊加上一種運送層首部來創(chuàng)立運送層報文段。然后，在發(fā)送方端系統(tǒng)中，運送層將這些報文段傳遞給網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層將其封裝成網(wǎng)絡(luò)層分組并向目的地發(fā)送。注意：網(wǎng)絡(luò)路由器僅作用于該數(shù)據(jù)報的網(wǎng)絡(luò)層字段，即她們不會檢查封裝在該數(shù)據(jù)報的運送層報文段的字段。在接受方，網(wǎng)絡(luò)層從數(shù)據(jù)報

13、中提取運送層報文段，并將該報文段向上交給運送層。2、運送層 VS 網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層是主機(jī)間的邏輯通信；運送層是進(jìn)程間的邏輯通信，依賴、強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)。3、將主機(jī)間交付擴(kuò)展到進(jìn)程間交付，成為運送層的多路復(fù)用（multiplexing）和多路分解（demultiplexing）。多路復(fù)用（multiplexing）：從源主機(jī)的不同套接字中收集數(shù)據(jù)塊，并為每個數(shù)據(jù)塊封裝上首部信息從而生成報文段，然后將報文段傳遞到網(wǎng)絡(luò)層的工作。多路分解（demultiplexing）：將運送層報文段中的數(shù)據(jù)交付到對的的套接字的工作。4、無連接分解：UDP套接字由二元組標(biāo)記（目的地IP地址，目的地端標(biāo)語）；當(dāng)主機(jī)接受UD

14、P段時：在段中檢查目的地端標(biāo)語，將UDP段定向到具有該端標(biāo)語的套接字。5、面向連接分解：TCP套接字由四元組標(biāo)記（源IP地址，源端標(biāo)語，目的IP地址，目的端標(biāo)語）；接受主機(jī)使用這四個值來將段定向到合適的套接字。6、無連接傳播UDP：“竭力而為”服務(wù)，UDP段也許丟包或者相應(yīng)用程序交付失序。首部只有4個字段，每個字段兩個字節(jié)（即共8個字節(jié)）。UDP檢查和提供了差錯檢測功能，即檢查和用于擬定當(dāng)UDP報文段從源達(dá)到目的時，其中的比特與否發(fā)生了變化。7、可靠數(shù)據(jù)傳播的原理（停等合同和流水線合同）：不可靠信道的特點決定了可靠數(shù)據(jù)傳播合同（rdt）的復(fù)雜性。使用有限狀態(tài)機(jī)（FSM）來定義發(fā)送方和接受方。R

15、dt1.0：經(jīng)可靠信道的可靠傳播（底層信道非?？煽浚簾o比特差錯，無分組丟失）。Rdt2.0：具有比特差錯的信道，該數(shù)據(jù)傳播合同采用了差錯檢測、肯定確認(rèn)與否認(rèn)確認(rèn)。類似于Rdt2.0的合同被稱為停等合同（stop-and-wait）。自動重傳祈求（automatic repeat request，ARQ）合同。Rdt2.1：如果ACK/NAK受損，將會浮現(xiàn)發(fā)送方不懂得在接受方發(fā)生了什么狀況，不能只是重傳，也許導(dǎo)致冗余。解決冗余：發(fā)送發(fā)對每個分組增長序列號，如果ACK/NAK受損，發(fā)送方重傳目前的分組，接受方丟棄冗余分組。Rdt2.2：一種無NAK的合同，替代NAK，接受方對最后對的接受的分組發(fā)送

16、ACK。Rdt3.0：具有差錯和丟包的信道。解決措施：發(fā)送方等待ACK一段“合理的”時間，需要倒計時定期器。其接受方的FSM和Rdt2.2的同樣。8、流水線合同：發(fā)送方容許發(fā)送多種、“傳播中的”、還沒有應(yīng)答的報文段（序號的范疇必須增長，發(fā)送方和/或接受方設(shè)有緩沖）；有兩種形式（回退N幀法go-back-N和選擇重傳S-R）。9、Go-Back-N：對失序的分組（丟棄，不緩存，沒有接受緩沖區(qū)；重新確認(rèn)具有按序的分組）10、SR合同通過讓發(fā)送方僅重傳那些她懷疑在接受方出錯的分組而避免了不必要的重傳。窗口長度必須不不小于或等于序號空間大小的一半。11、TCP報文段構(gòu)造：由首部字段（一般是20字節(jié)）和

17、一種數(shù)據(jù)字段構(gòu)成。MSS（maximum segment size）最大報文段長；MTU（maximum transmission unit）最大傳播單元。MSS一般根據(jù)最初擬定的最大鏈路層幀長度來設(shè)立。12、TCP可靠數(shù)據(jù)傳播：TCP在IP不可靠服務(wù)的基本上創(chuàng)立可靠數(shù)據(jù)傳播服務(wù)，流水線發(fā)送給報文段，合計確認(rèn)，TCP使用單個重傳計時器，重傳超時事件和反復(fù)ACK事件觸發(fā)。迅速重傳：如果對相似數(shù)據(jù)，發(fā)送方收到3個ACK，假定被確認(rèn)的報文段后來的報文段丟失了，在定期器超時之前重傳。13、流量控制：發(fā)送方不能發(fā)送太多、太快的數(shù)據(jù)讓接受方緩沖溢出。14、擁塞控制：擁塞（太多的源發(fā)送太多太快的數(shù)據(jù)，使網(wǎng)絡(luò)

18、來不及解決），體現(xiàn)為丟包和長延時。擁塞控制的兩類措施（端到端的擁塞控制和網(wǎng)絡(luò)輔助的擁塞控制）。15、TCP擁塞控制：端到端控制。三個機(jī)制（AIMD加增倍減算法、慢啟動和超時事件后的保守機(jī)制）。慢啟動（當(dāng)連接開始的時候，速率呈指數(shù)式上升，直到第一次報文丟失事件發(fā)生為止或達(dá)到閥值Threshold）。第四章 網(wǎng)絡(luò)層1、核心的網(wǎng)絡(luò)層功能：轉(zhuǎn)發(fā)（forwarding）和選路（routing）。轉(zhuǎn)發(fā)：將分組從路由器的輸入移動到合適的路由器輸出。選路：決定分組從源到目的地所采用的路由。網(wǎng)絡(luò)層連接和無連接服務(wù)：數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)提供網(wǎng)絡(luò)層無連接服務(wù)；虛電路網(wǎng)絡(luò)提供網(wǎng)絡(luò)層連接服務(wù)。一條VC的構(gòu)成：從源到目的地的途徑；

19、VC號是標(biāo)志沿途徑每條鏈路的號碼；沿途徑路由器中轉(zhuǎn)刊登中的項。數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)：無呼喊建立，路由器（沒有端到端連接的狀態(tài)），分組使用目的主機(jī)地址轉(zhuǎn)發(fā)（在相似源和目的對也許采用不同的途徑）。采用最長前綴匹配。路由器體系構(gòu)造概述：路由器的兩個核心功能（運營選路算法/合同RIP 、OSPF、BGP；從入鏈路到出鏈路轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報）。IP分片和重新組裝IP編址：IP地址（對主機(jī)、路由器接口的32bit標(biāo)記符）。采用無類型域間選路（CIDR，classless inter-domain routing任意長的地址的子網(wǎng)部分；地址格式: a.b.c.d/x, 其中x是地址子網(wǎng)部分的比特長度）。子網(wǎng)：從主機(jī)或路由器分

20、離每個接口，生成孤立網(wǎng)路的島，每個孤立的網(wǎng)絡(luò)被稱為一種子網(wǎng)。IP地址（子網(wǎng)部分高階比特；主機(jī)部分低階比特）。主機(jī)得到一種IP地址DHCP（動態(tài)主機(jī)配備合同，Dynamic Host Configuration Protocol）：動態(tài)地從服務(wù)器得到地址，“即插即用”。網(wǎng)絡(luò)從她的ISP的地址空間得到IP地址的子網(wǎng)部分；ISP通過ICANN得到地址塊。NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，network address translation）ICMP（互聯(lián)網(wǎng)控制報文合同）：用于主機(jī)和路由器彼此交互網(wǎng)絡(luò)信息。其功能時：差錯報告；回聲祈求/回答IPV6：數(shù)據(jù)報格式（固定長度40字節(jié)首部）。與IPv4的變化：IPv6

21、沒有檢查和、選項，IPv6不容許在中間路由器上進(jìn)行分片與重新組裝。從IPv4到IPv6的遷移，引入了隧道（在IPv路由器之間IPv6數(shù)據(jù)報作為IPv4數(shù)據(jù)報的負(fù)載）。選路算法：選路信息必須在兩個方向流動（從一組參與路由器到一種非參與路由器；非參與路由器必須將隱藏網(wǎng)絡(luò)的信息傳給該組）。全局選路算法（所有路由器具有完全的拓?fù)洹㈡溌焚M用信息，具有全局狀態(tài)信息的算法常被稱作鏈路狀態(tài)（LS）算法；分布式選路算法（以迭代的、分布式的方式計算出最低費用途徑，距離向量（DV）算法）。LS算法也許振蕩。DV算法會增長毒性逆轉(zhuǎn)。RIP（選路信息合同）：距離矢量算法；每30秒在鄰居之間經(jīng)響應(yīng)報文（又稱告示）互換；每

22、個告示在AS中涉及多大24個目的網(wǎng)絡(luò)的列表。OSPF（開放最短路優(yōu)先）：使用鏈路狀態(tài)算法；公共可用；OSPF攜帶每個鄰居路由器一種項；告示散布到整個AS。BGP（邊界網(wǎng)關(guān)合同）：為每個AS提供了一種手段：從相鄰AS獲得子網(wǎng)可達(dá)性信息；向AS內(nèi)部的所有路由器傳播可達(dá)性信息；基于可達(dá)性信息和方略，決定到子網(wǎng)的好路由。廣播選路（broadcast routing）：網(wǎng)絡(luò)層提供了從一種源節(jié)點到網(wǎng)絡(luò)中的所有其她節(jié)點交付分組的服務(wù)。多播選路（multicast routing）：使單個源節(jié)點可以向其她網(wǎng)路節(jié)點的一種子集發(fā)送分組的拷貝。IGMP：Internet組管理合同。第五章 鏈路層1、鏈路層服務(wù)：成幀（將數(shù)據(jù)報封