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第一章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.協(xié)議是指在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合,如交換數(shù)據(jù)的格式、編碼方式、同步方式等。協(xié)議定義了通信的方式和進(jìn)行通信的時(shí)間,主要包括語法、語義和同步3個(gè)關(guān)鍵要素。語法:定義了所交換數(shù)據(jù)的格式和結(jié)構(gòu),以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的順序。語義:定義了發(fā)送者或接受者所要完成的操作,包括對(duì)協(xié)議控制報(bào)文組成成分含義的約定。同步:定義了事件實(shí)現(xiàn)順序以及速度匹配。體現(xiàn)在當(dāng)兩個(gè)實(shí)體進(jìn)行通信時(shí),數(shù)據(jù)發(fā)送的事件以及發(fā)送的速率。2.OSI參考模型OS]參考模型TCW1P協(xié)議族應(yīng)用層應(yīng)用層表示層應(yīng)用程序1.協(xié)議是指在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合,如交換數(shù)據(jù)的格式、編碼方式、同步方式等。協(xié)議定義了通信的方式和進(jìn)行通信的時(shí)間,主要包括語法、語義和同步3個(gè)關(guān)鍵要素。語法:定義了所交換數(shù)據(jù)的格式和結(jié)構(gòu),以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的順序。語義:定義了發(fā)送者或接受者所要完成的操作,包括對(duì)協(xié)議控制報(bào)文組成成分含義的約定。同步:定義了事件實(shí)現(xiàn)順序以及速度匹配。體現(xiàn)在當(dāng)兩個(gè)實(shí)體進(jìn)行通信時(shí),數(shù)據(jù)發(fā)送的事件以及發(fā)送的速率。2.OSI參考模型OS]參考模型TCW1P協(xié)議族應(yīng)用層應(yīng)用層表示層應(yīng)用程序HP
TELNET
SMTP
[[TTP
SNMP應(yīng)用程序I11PDNSNFSXDRRPC應(yīng)用程序ARPRARPIGMP會(huì)話層侍輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層TCP/IP協(xié)議族Tcp表示傳輸控制協(xié)議,ip表示網(wǎng)際協(xié)議,tcp/ip實(shí)際上是一系列協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層也稱為互聯(lián)網(wǎng)層,由于該層的主要協(xié)議為IP,通常也簡(jiǎn)稱為IP層。該層主要負(fù)責(zé)相鄰計(jì)算機(jī)之間的通信,把某主機(jī)(信源)上的數(shù)據(jù)包發(fā)送到因特網(wǎng)中的任何一臺(tái)目標(biāo)主機(jī)(信宿)上,即點(diǎn)到點(diǎn)通信。其包括三方面功能。處理來自傳輸層的數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送請(qǐng)求處理輸入數(shù)據(jù)報(bào)處理路徑、流控、擁塞等問題。數(shù)據(jù)傳輸過程在信源上利用所需的應(yīng)用層協(xié)議(FTP)將數(shù)據(jù)流傳送給信源上的傳輸層。在傳輸層將應(yīng)用層的數(shù)據(jù)流截成若干分組,加上tcp首部生成tcp段,送交網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層給tcp報(bào)文段封裝上源、目的主機(jī)IP的ip首部生成ip數(shù)據(jù)報(bào),送交鏈路層。信源的鏈路層封裝上源、主機(jī)mac幀的mac幀頭和幀尾,根據(jù)目的mac地址,將mac幀發(fā)往中間路由器。
路由器根據(jù)目的ip地址進(jìn)行選擇傳輸路徑,轉(zhuǎn)發(fā)ip數(shù)據(jù)報(bào)。數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫潘?,鏈路層去掉mac幀的mac幀頭和幀尾,送交信宿的網(wǎng)絡(luò)層。信宿網(wǎng)絡(luò)層檢查ip數(shù)據(jù)報(bào)首部,如果與計(jì)算結(jié)果不一致則丟棄,一致則去掉ip首部送交信宿傳輸層。傳輸層檢查tcp報(bào)文段的順序號(hào),若正確,則向信源發(fā)送確認(rèn)信息。信宿傳輸層去掉tcp首部,將排好順序的分組組成的應(yīng)用數(shù)據(jù)流傳給信宿上的相應(yīng)程序。主機(jī)人匚客戶卜路由囂n客戶機(jī)、服務(wù)器模式基本工作流程客戶機(jī)程序首先發(fā)起連接請(qǐng)求,而服務(wù)器程序響應(yīng)請(qǐng)求,通過確認(rèn)與客戶機(jī)程序建立通信連接。一旦客戶機(jī)與服務(wù)器建立起連接關(guān)系,通信便是雙向的,客戶機(jī)和服務(wù)器都可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。主機(jī)人匚客戶卜路由囂n第二章IP地址給ip,子網(wǎng)掩碼進(jìn)行與運(yùn)算確定網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩倆:2J5.25524O.OIP地址:131.12X21I乂I〉與運(yùn)算二二二奸:B1.12B.8.0IP地址:LKJlKHJOOO.UOOlOlGI00000001子網(wǎng)掩碼:1111111IJ1I1H1L1H1000000000000子I可地址:111.10CK)0(KJ0.UCHJ1000000000000無類地址的表示法?與子網(wǎng)和超網(wǎng)類似,無類地址也是利用掩碼來劃分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址的分界點(diǎn)。無類地址常常采用斜線表示法,將地址和掩碼一起表示出來,其格式為:W.X.YZ/n。>斜線前面是IP地址,斜線后面是IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址部分的長(zhǎng)度,也稱為前綴長(zhǎng)度,即掩碼中連續(xù)“1”的位數(shù)。例如,“/24”所對(duì)應(yīng)的掩碼是“”。3.ARP(地址解析協(xié)議)流程圖地址解析協(xié)議(ARP)是根據(jù)給定的IP地址獲取對(duì)應(yīng)的物理地址引入了ARP高速緩存技術(shù),即將某臺(tái)主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上經(jīng)常使用的目的主機(jī)的IP地址和物理地址直接記錄在本機(jī)的內(nèi)存中,以減少?gòu)V播ARP請(qǐng)求幀的次數(shù),進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)工作
效率。源忙機(jī)將源主機(jī)的牛片地址一物咫地ML綁定#公蔚速株存官的主機(jī)應(yīng)答4.ARP實(shí)例分析Ffffffffffff00e04c4f10900806000108000604000100e04c4f1090c0a80014000000000000c0a80001000000000000000000000000000000效率。源忙機(jī)將源主機(jī)的牛片地址一物咫地ML綁定#公蔚速株存官的主機(jī)應(yīng)答捕捉數(shù)據(jù)描述Ffffffffffff00e04c4f10900806目標(biāo)mac地址源mac地址協(xié)議類型ARP請(qǐng)求數(shù)據(jù)報(bào)000108000604000100e04c4f1090c0a80014000000000000c0a80001硬件類型協(xié)議類型硬件地址長(zhǎng)度協(xié)議地址長(zhǎng)度操作信源mac信源ip(0)信宿mac信宿ip()00000000000000000000000000000000000012345&78910LL126TU峪字節(jié)2字有2Ti;-2字育4字5T1T4T7日的枷C硬件酬Sift題橄和投收程收者IT
第三章網(wǎng)際協(xié)議1.ip協(xié)議特點(diǎn)IP是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議,雖然IP數(shù)據(jù)報(bào)攜帶源IP地址和目的IP地址,但進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的對(duì)等實(shí)體一定是同一物理網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)等實(shí)體。IP不保證傳輸?shù)目煽啃裕粚?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)和跟蹤,當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)生損壞時(shí)不向發(fā)送方通告,如果要求數(shù)據(jù)傳輸具有可靠性,則要在IP層的上面使用其他協(xié)議加以保證。IP提供無連接數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù),各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)獨(dú)立傳輸,可能沿著不同的路徑到達(dá)目的地,也可能不會(huì)按序到達(dá)目的地。2.ip地址變化過程Ip首部的目的地址并不是信宿地址,是數(shù)據(jù)傳送的下一跳地址1571941折1981371912137源IP:70.64.372目的IP:源]P:7D64372目的IP:3IP:目的IP;209.45.]0.24源IP:70.6437.2目的IP:1547.38.51632㈤.43.1D241卻7.撲.5137.21V431547擁.570.0.0070.6437.2——4^370,55415/137.2172納45.ID.0門7.WI.7.2渺一4W10.24154738.520945.IQ.24/1567.4S10137.2L9.43/137.2]7.2209.45,10.6156.7.瘟1571941折1981371912137源IP:70.64.372目的IP:源]P:7D64372目的IP:3IP:目的IP;209.45.]0.24源IP:70.6437.2目的IP:1547.38.51632㈤.43.1D241卻7.撲.5137.21V431547擁.570.0.0070.6437.2——4^370,55415/137.2172納45.ID.0門7.WI.7.2渺一4W10.24154738.520945.IQ.24/1567.4S10137.2L9.43/137.2]7.2209.45,10.6156.7.瘟10154.73K5說明:路由器中前面中入口地址,后而為出口地址網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議為什么引入ICMPIP是一種不可靠的,無連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸協(xié)議,提供了一種盡力而為的點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),但不能保證所有數(shù)據(jù)報(bào)都可以成功地從信源到達(dá)信宿。為此人們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)層(也稱為IP層)引入了另外一種協(xié)議網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議(InternetControlMessageProtocol,ICMP)來實(shí)現(xiàn)IP層數(shù)據(jù)報(bào)傳輸過程中的差錯(cuò)控制。通過ICMP配合IP的使用,提高了數(shù)據(jù)報(bào)傳遞的成功率。ICMP報(bào)文分為兩大類,即ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文和ICMP查詢報(bào)告報(bào)文?;鹞枭窀L件?信尚可述?<豈敷易旦超為程豈甑抵暮的桓嘗臺(tái)詢報(bào)零與應(yīng)善呵告』回與底參快告〉艇的討站座答熱備段宣*詢反與通苦一ICMP與IP什么關(guān)系?1碰雖然是TP層的協(xié)議,但其報(bào)文是以IP數(shù)據(jù)報(bào)形式進(jìn)行傳遞的,即ICMP報(bào)文本身被封裝在IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)區(qū)中口包含ICMP報(bào)文的IP數(shù)據(jù)報(bào)首部的協(xié)議類型字段被設(shè)置為L(zhǎng)ICMP報(bào)文1了山首部IP數(shù)據(jù)7帔首邢偵散據(jù)當(dāng)請(qǐng)求報(bào)告和應(yīng)答報(bào)告中標(biāo)示、序號(hào)和數(shù)據(jù)字段都是一致的則肯定是一個(gè)報(bào)文對(duì)。
第五章IP路由1?路由表-從理論上講,路由表應(yīng)該描述其所在的主機(jī)或路由器能夠到達(dá)的因特網(wǎng)上的任何一臺(tái)主機(jī)的完整路徑信息。-但是為了減小路由表的規(guī)模,減輕路由表維護(hù)和路由選擇的開銷,在單個(gè)路由表中并不存放完整的路徑信息,只是存放去往信宿的路徑中下一跳路由器的地址。-因此,單個(gè)路由表只反映了因特網(wǎng)局部的拓?fù)湫畔?,而所有的路由表的集合才能反映因特網(wǎng)的整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。*從結(jié)構(gòu)F?*從結(jié)構(gòu)F?一看七路巾表中每個(gè)表項(xiàng)〕:.要-何指目的網(wǎng)絡(luò)地址.子網(wǎng)掩碼一F一跳地址.輸出接曰和度量笞字段構(gòu)成目m予g下-冊(cè)5tmifti毓Hiwm]?屁L叫&■?■,rr■>目的網(wǎng)懷,用丁定.義目的i?:機(jī)(書定卜:機(jī))I也址.目的網(wǎng)藉〔特定網(wǎng)絡(luò))地虹或軟認(rèn)躇由“>T制虹用于定義觥報(bào)在通在倍宿的過程中當(dāng)前齡甜下-邸地虻》輸日接門,用于定煩據(jù)報(bào)傳酬所對(duì)應(yīng)接麗IP地址。,度量,用于定義路由的度量值,度量從本節(jié)點(diǎn)城去柱信宿宿睇'A子網(wǎng)掩皿川于定義網(wǎng)路掩碼值,誦討將子子掩袒和LP數(shù)據(jù)赧的目的LP他址進(jìn)行透耦與躁作,可以獲取目的主?機(jī)所在的網(wǎng)綁地址或f?網(wǎng)地址“路由選擇流程職批忡世帙用W,l■推罩!■的的技怔砰將『闖Sh'rSUS*j-j聽刊II的將『闖Sh'rSUS*j-j聽刊II的H陸建JiE-路由選擇算法,即路由表建立與更新策略。路由選擇算法分為靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由兩大類-靜態(tài)路由是指由網(wǎng)絡(luò)管理員以手工方式配置路由信息的路由選擇算法。簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn),一般適用于比較簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。-動(dòng)態(tài)路由方式工作的路由器則以動(dòng)態(tài)方式建立和維護(hù)路由表,通過路由協(xié)議在路由器之間建立通信聯(lián)系,進(jìn)而路由器之間可以相互通告彼此路由表中的變化。在動(dòng)態(tài)路由方式中,路由表的更新不需要管理員的參與,一般大型網(wǎng)絡(luò)都采用動(dòng)態(tài)路由方式。在動(dòng)態(tài)路由選擇中常用的算法包括距離向量路由算法和鏈路狀態(tài)路由算法。-距離向量路由算法>通過判斷距離來查找到達(dá)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。即每個(gè)路由器都構(gòu)造一個(gè)包含從本路由器出發(fā)去往目的網(wǎng)絡(luò)的最短距離路由信息(V,D),其中V代表可到達(dá)的信宿,D代表距離;路由器周期性地將自己的最短距離路由信息發(fā)送給與它直接相連的所有鄰居;相鄰的路由器收到該信息后,將它與自己原來已有的最短距離路由信息進(jìn)行組合,進(jìn)而得到完整的連接到所有可能到達(dá)的目的網(wǎng)絡(luò)的路由信息。宿ABcDEFGH值宿度量值下一跳BLA0111co88coBIQ1g]K38C]CC110g38\D1I)D1?■031TOEBEg18g0QQ038I-2DFwa8g30I1GrcGIIgR81ooRW■■■■■■■■■mJoc10I1〔,H3c<[>)距離向量初始表(b)節(jié)點(diǎn)A的最蔑路由表?鏈路狀態(tài)路由算法>系統(tǒng)中的每個(gè)路由器通過從其他路由器獲得的信息,構(gòu)造出當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。并根據(jù)這一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),利用Dijkstra算法形成一棵以本路由器為根節(jié)點(diǎn)的最短路徑優(yōu)先樹,該樹反映了從本路由器出發(fā)去往當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中其他路由器節(jié)點(diǎn)的最短路徑。a:是現(xiàn)鄰居、粉測(cè)刊廈由mi胳拜蜻1TB:根據(jù)檢狷飴果構(gòu)造,略狀態(tài)信息.并以擴(kuò)散法發(fā)送1FC:根排得到的備節(jié)點(diǎn),胳狀態(tài)信息計(jì)算新跳由鏈路狀態(tài)路由算法>最短路徑優(yōu)先樹生成過程堆痢路衽優(yōu)先樹鏈路狀態(tài)算法的收斂速度相對(duì)較快,并且要比距離向量算法能更有效地避免路由回路的出現(xiàn)。但是其需要占用更多的CPU處理時(shí)間和系統(tǒng)資源,因此比距離向量算法的實(shí)現(xiàn)成本更高。?路由信息協(xié)議路由信息協(xié)議(RIP)是一個(gè)廣泛使用的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議,采用距離向量算法。RIP最初在RFC1058中制定。目前,其有兩個(gè)版本:RIP-1和RIP-2。作為基于距離向量算法的路由選擇協(xié)議,RIP把到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的“距離”作為選擇路由的度量,而“距離”一般指跳數(shù),也就是所經(jīng)過的路由器數(shù)量。每經(jīng)過一個(gè)路由器,跳數(shù)就增加1,也就是“距離”增加1。RIP認(rèn)為一條好的路由就是它所經(jīng)過的路由器數(shù)量最少的路由。>RIP特點(diǎn)是一種基于距離向量算法的路由協(xié)議,使用跳數(shù)作為度量標(biāo)準(zhǔn),因此可以獲取從源主機(jī)到目的主機(jī)中具有最少跳數(shù)的傳輸路徑,但不能保證一定是最快的傳輸路徑。實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,適用于小型網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)報(bào)傳送路徑上的跳數(shù)不大于15。路由表定期更新,一般每30秒更新一次,并且每臺(tái)路由器都將自己的路由表廣播到網(wǎng)絡(luò)中,因此產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量較大。目前包括RIP-1和RIP-2兩個(gè)版本,其中RIP-1是一個(gè)有類別的路由協(xié)議,在RIP-1報(bào)文中不傳送掩碼,而RIP-2是一個(gè)無類別的路由協(xié)議。開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF特點(diǎn)支持服務(wù)類型路由,允許網(wǎng)絡(luò)管理人員為同一目的地址指定多個(gè)不同服務(wù)類型的路由,當(dāng)路由一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)時(shí),OSPF根據(jù)目的IP地址和該數(shù)據(jù)所要求的服務(wù)類型進(jìn)行路由選擇。能夠給每個(gè)接口指派度量標(biāo)準(zhǔn),并可以根據(jù)吞吐量、傳輸延時(shí)、可靠性等性能進(jìn)行指派??梢越o每個(gè)IP服務(wù)類型指派單獨(dú)的度量標(biāo)準(zhǔn)。能夠提供負(fù)載均衡,當(dāng)同一個(gè)目的地址存在多個(gè)度量值相同的路由時(shí),OSPF可以在這些路由上平均分配流量。支持?jǐn)U展,易于管理。OSPF的層次管理結(jié)構(gòu)將自治系統(tǒng)分為多個(gè)區(qū)域,這些區(qū)域可以對(duì)外隱藏拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。第六章傳輸層協(xié)議1.端到端通信概念在TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)層中,通過引入IP地址和IP數(shù)據(jù)報(bào),屏蔽了不同通信網(wǎng)絡(luò)之間的差異,有效地解決了信源機(jī)到信宿機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸,即實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到點(diǎn)的通信。人們需求的數(shù)據(jù)傳輸不僅是信源機(jī)到信宿機(jī)之間點(diǎn)到點(diǎn)通信,而往往是兩個(gè)不同應(yīng)用進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)傳輸。在TCP/IP的傳輸層中,引入了端口的概念,每個(gè)端口都有一個(gè)端口號(hào),利用不同的端口號(hào)來標(biāo)識(shí)不同的應(yīng)用進(jìn)程,從而能夠把數(shù)據(jù)分送給不用的應(yīng)用進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用進(jìn)程之間的通信。度用程!芥冉1|應(yīng)用程序明|成朋程序弟計(jì)算機(jī)A計(jì)算機(jī)B**1,略由群I躋由鑿z,--卜揣到株通信——*盅到點(diǎn)辿陸端口是一種抽象的軟件結(jié)構(gòu),它既是通信進(jìn)程的標(biāo)識(shí),也是進(jìn)程訪問傳輸服務(wù)的入口點(diǎn)。每個(gè)端口都有一個(gè)16bit的端口號(hào),其分配方式有兩種統(tǒng)一分配:采用集中控制方式由權(quán)威機(jī)構(gòu)IANA分給特定應(yīng)用程序端口號(hào)并公開發(fā)布出來,所有協(xié)議軟件都遵守這種分配,因此又稱為熟知端口。其分配的范圍為0?1023。其缺點(diǎn)是不能適用大量且變化迅速的端口使用環(huán)境。本地分配:根據(jù)應(yīng)用軟件的需要?jiǎng)討B(tài)分配端口號(hào)。如當(dāng)某個(gè)應(yīng)用進(jìn)程需要與遠(yuǎn)程的某個(gè)已知端口服務(wù)器進(jìn)行通信時(shí),向本地操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)提出申請(qǐng),操作系統(tǒng)返回一個(gè)本地唯一的端口號(hào)。所申請(qǐng)的端口號(hào)又稱為臨時(shí)端口號(hào)。當(dāng)通信完成后,該端口號(hào)就釋放掉。這種分配方式的特點(diǎn)是靈活方便,而缺點(diǎn)是其他主機(jī)難于得知其端口號(hào)。大多數(shù)TCP/IP應(yīng)用中,臨時(shí)端口號(hào)的分配范圍為1024?5000,大于5000的端口號(hào)一般為其他服務(wù)預(yù)留。在傳輸層中有傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP這兩種通信協(xié)議,每一種協(xié)議各有一套屬于自己的端口號(hào),且相互獨(dú)立。在因特網(wǎng)中要全局地標(biāo)識(shí)一個(gè)進(jìn)程,需要采用三元組(協(xié)議,主機(jī)IP地址,端口號(hào))。由于兩個(gè)相互通信的應(yīng)用進(jìn)程之間的通信協(xié)議肯定是相同的,因此可以采用五元組(協(xié)議,信源機(jī)IP地址,信源應(yīng)用進(jìn)程端口,信宿機(jī)IP地址,信宿應(yīng)用進(jìn)程端口)來描述兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程之間的通信關(guān)聯(lián)。因此端到端之間的一條通信連接就可表示為上述五元組。傳輸控制協(xié)議(TransmissionControlProtocol*TCP)提供一種面向連接的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),保證了端到端數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。主要特點(diǎn)向應(yīng)用進(jìn)程提供面向連接的服務(wù),兩個(gè)需要通過TCP進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用進(jìn)程之間首先必須建立一個(gè)TCP連接,并且在數(shù)據(jù)傳輸完成后要釋放連接。一般將請(qǐng)求連接的應(yīng)用進(jìn)程稱為客戶機(jī)進(jìn)程,而響應(yīng)連接請(qǐng)求的應(yīng)用進(jìn)程稱為服務(wù)器進(jìn)程,即TCP連接的建立采用的是一種客戶機(jī)/服務(wù)器工作模型。提供全雙工數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),只要建立了TCP連接,就能在兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程間進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),但是這種傳輸只是端到端的傳輸,不支持廣播和多播。提供面向字節(jié)流的服務(wù),即TCP的數(shù)據(jù)傳輸是面向字節(jié)流的,兩個(gè)建立了TCP連接的應(yīng)用進(jìn)程之間交換的是字節(jié)流。發(fā)送進(jìn)程以字節(jié)流形式發(fā)送數(shù)據(jù),接收進(jìn)程也把數(shù)據(jù)作為字節(jié)流來接收。端到端之間不保留數(shù)據(jù)記錄的邊界,也就是說在傳輸?shù)膶用嫔喜淮嬖跀?shù)據(jù)記錄的概念。?hrcp連接管理A建立連接IH問線時(shí)回晚TCP擁塞控制中間路由器或物理鏈路的超載勢(shì)必也會(huì)引起數(shù)據(jù)傳輸?shù)膰?yán)重延時(shí),即網(wǎng)絡(luò)擁塞。如何處理?在TCP中引入了慢啟動(dòng)和擁塞避免兩種策略機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對(duì)擁塞窗口大小的控制,進(jìn)而來避免和消除網(wǎng)絡(luò)擁塞。慢啟動(dòng)算法在建立連接時(shí),發(fā)送方將擁塞窗口大小初始化為一個(gè)最大報(bào)文段的大小MSS,然后每收到一個(gè)接收方的對(duì)新報(bào)文段確認(rèn)報(bào)文,擁塞窗口的大小就增加一個(gè)MSS,即對(duì)每一個(gè)發(fā)送方所發(fā)送的新報(bào)文段的確認(rèn)都將使擁塞窗口的大小增加一個(gè)MSS。這樣,接收方的確認(rèn)報(bào)文返回的越快,表明網(wǎng)絡(luò)通信能力越強(qiáng),因此擁塞窗口大小就增長(zhǎng)得越快。而且擁塞窗口大小的增長(zhǎng)實(shí)際上是一種指數(shù)型增長(zhǎng),如果對(duì)其增長(zhǎng)速度不控制,擁塞窗口很快就將變得很大。擁塞避免算法為了避免擁塞窗口過快增長(zhǎng),盡量避免擁塞現(xiàn)象的出現(xiàn)。當(dāng)擁塞窗口大小達(dá)到一個(gè)門限值時(shí),便采取擁塞避免算法來改變擁塞窗口的大小,其方法是每收到一個(gè)確認(rèn)報(bào)文,擁塞窗口大小增加一個(gè)MSS,即使該確認(rèn)報(bào)文是針對(duì)多個(gè)報(bào)文段的,擁塞窗口也只增加一個(gè)MSS。這樣,擁塞窗口大小的增長(zhǎng)就變成了線性增長(zhǎng),增長(zhǎng)速度減緩了。當(dāng)然,由于擁塞窗口依然在增長(zhǎng),最終仍然可能導(dǎo)致?lián)砣?。重傳定時(shí)器由于上述兩種策略都將使擁塞窗口變得很大,進(jìn)而造成網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。為此,TCP/IP中引入了重傳定時(shí)器。當(dāng)由于網(wǎng)絡(luò)擁塞使重傳定時(shí)器超時(shí)的時(shí)候,發(fā)送方則進(jìn)入擁塞解決階段。發(fā)送方在進(jìn)行TCP報(bào)文段重傳的同時(shí),將擁塞窗口的門限值調(diào)整為擁塞窗口的一半,并將擁塞窗口恢復(fù)成一個(gè)MSS,然后進(jìn)入新一輪的調(diào)整。UDP主要特征UDP是一個(gè)無連接協(xié)議,傳輸數(shù)據(jù)之前信源和信宿不建立連接,因此不存在連接建立的時(shí)延。在信源端,UDP傳送數(shù)據(jù)的速度僅僅受應(yīng)用程序生成數(shù)據(jù)的速度、計(jì)算機(jī)的能力和傳輸帶寬的限制;在信宿端,UDP把每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)放在隊(duì)列中,應(yīng)用程序每次從隊(duì)列中讀一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)。>不需要維護(hù)連接狀態(tài),包括收發(fā)狀態(tài)等,這樣一臺(tái)服務(wù)機(jī)可同時(shí)向多個(gè)客戶機(jī)傳輸相同的數(shù)據(jù),如實(shí)現(xiàn)多播。UDP數(shù)據(jù)報(bào)的首部很短,只有8字節(jié),相對(duì)于TCP的20字節(jié)首部的開銷要小很多。>吞吐量不受流量控制算法的調(diào)節(jié),只受應(yīng)用軟件生成數(shù)據(jù)的速率、傳輸帶寬、信源和信宿主機(jī)性能的限制。UDP應(yīng)用場(chǎng)合只需要簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)交換的應(yīng)用如DNS服務(wù)不需要關(guān)心數(shù)據(jù)差錯(cuò)控制和流量控制的應(yīng)用實(shí)時(shí)性要求較高但可吃承受一定數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的應(yīng)用,如實(shí)時(shí)語音實(shí)現(xiàn)一對(duì)多數(shù)據(jù)的發(fā)送,如廣播和多播tcp協(xié)議和udp協(xié)議的差別TCPUDP是否連接面向連接面向非連接傳輸可靠性可靠不可靠應(yīng)用場(chǎng)合傳輸大量數(shù)據(jù)少量數(shù)據(jù)速度慢快
第七章套接字編程?客戶機(jī)/服務(wù)器模型的工作流程,服易器程序特點(diǎn)*一傲啟動(dòng)后就一苴處于宓行狀玄,以等帝客戶機(jī)進(jìn)程mm求;尸使用的端,服易器程序特點(diǎn)*一傲啟動(dòng)后就一苴處于宓行狀玄,以等帝客戶機(jī)進(jìn)程mm求;尸使用的端口往往是熟知端【】,使于客戶瞞程建贛請(qǐng)汞;-般擁有敢多的系藐賀浦;,以使及I目向應(yīng)各個(gè)客戶機(jī)進(jìn)程的席肉“c■以并行處理多個(gè)客戶艦程的諾求,值數(shù)月是有?定的限制;k在通信時(shí)-般燭于被動(dòng)的一方「不需要知道零戶機(jī)的ip地址和端H信息“?酬ft?序耕,在做務(wù)器進(jìn)程的蹣將向服務(wù)器蛭請(qǐng)求服務(wù),井站通睡抵閣滿足并完成姍后就斜止通信連的,MS系耕?mi礎(chǔ)端11與在務(wù)黜程旌流樽郵完成后將釋放該端i【;頊有棚對(duì)較少的系挽資菌〃SB時(shí)屬于主衲-方鋼事制囹甥器郵地址瞞口信島套接字梅念/,在網(wǎng)絡(luò)中翌全局地穌識(shí)一個(gè)廖與逝倍的進(jìn)田能要果用三元覲:協(xié)詼、主機(jī)[P地址、端口號(hào)*?要描述兩個(gè)應(yīng)朋地租之間的埸到咄的通信美聯(lián)則需要一個(gè)五元組:防議、信源機(jī)『地址、信源應(yīng)用進(jìn)程踹口、信宿機(jī)宙地址、信宿應(yīng)用進(jìn)程端口V?套接字可以理耕為迥信連接的--端,其主費(fèi)包括協(xié)議、主機(jī)IF地址和湍口號(hào).?將兩個(gè)套接字連接到-起便可以在不同應(yīng)用進(jìn)程之間輯通數(shù)據(jù)?套接字實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)和傳輸層協(xié)議的封裝,為瓶用進(jìn)程之間的通侑巷接的建立、教據(jù)傳輸?shù)韧ò垡贿^程提供了編程界面』套接字概念*使用套接字通信示意圖?基于套接字的通信過程可以描述為:創(chuàng)建/打開
套接字、向套接字收發(fā)數(shù)據(jù),關(guān)閉套接字。套接字概念?套按字概念?釬對(duì)不同的通信需覽在TCP/IP中提供了3料不同套接宇類型,流套普字C9OCK_9TREAM);用于提俳1標(biāo)向連接,町靠的數(shù)據(jù)做輸服務(wù)=被服務(wù)將保狂數(shù)撕旭璃邳現(xiàn)無差惜、無匝蒞發(fā)送,井接順序接收「漆套援字之所以能堰實(shí)現(xiàn)可麻的數(shù)據(jù)服苗.坤閔在于其使由『傳睥制好議——TCP.這類套按字中,傳暮數(shù)據(jù)上前必須在曲個(gè)應(yīng)用進(jìn)程之間霆立一條通信建接.這就桃鍬r參與通信的14個(gè)應(yīng)用進(jìn)程都足活幼并且響應(yīng)的。者連接建在之扁應(yīng)用避程只要通過套接奪向TCP鼠登送數(shù)據(jù)路而另一個(gè)應(yīng)用進(jìn)檢使訶以接收到相應(yīng)的數(shù)據(jù)施,它們小需妾知道侍輸房是如何對(duì)敏推螂行姓理。特別需要注意仙是施信連接必領(lǐng)匝式建住.■套接字鬢型適合仿輸大鼠國(guó)數(shù)憔,怛不支持廣描和多擢方式。to.釬耐不同的11信需求,在TCP/IP套接字概念?套按字概念?釬對(duì)不同的通信需覽在TCP/IP中提供了3料不同套接宇類型,流套普字C9OCK_9TREAM);用于提俳1標(biāo)向連接,町靠的數(shù)據(jù)做輸服務(wù)=被服務(wù)將??駭?shù)撕旭璃邳現(xiàn)無差惜、無匝蒞發(fā)送,井接順序接收「漆套援字之所以能堰實(shí)現(xiàn)可麻的數(shù)據(jù)服苗.坤閔在于其使由『傳睥制好議——TCP.這類套按字中,傳暮數(shù)據(jù)上前必須在曲個(gè)應(yīng)用進(jìn)程之間霆立一條通信建接.這就桃鍬r參與通信的14個(gè)應(yīng)用進(jìn)程都足活幼并且響應(yīng)的。者連接建在之扁應(yīng)用避程只要通過套接奪向TCP鼠登送數(shù)據(jù)路而另一個(gè)應(yīng)用進(jìn)檢使訶以接收到相應(yīng)的數(shù)據(jù)施,它們小需妾知道侍輸房是如何對(duì)敏推螂行姓理。特別需要注意仙是施信連接必領(lǐng)匝式建住.■套接字鬢型適合仿輸大鼠國(guó)數(shù)憔,怛不支持廣描和多擢方式。to.釬耐不同的11信需求,在TCP/IP中提橫了3種不同套接字類型(續(xù))-數(shù)據(jù)報(bào)套接字(SOCK_DGRAM):提供了一種無逢接的微務(wù).演信戲方不商要枝立任何M式讒接「敖據(jù)可以短送到指定的葛接字,并H可以從指定的套攙字接收數(shù)據(jù)。流服將并不能促證數(shù)據(jù)傳物的W蘇也敬掘有可筮在慚過程中?表失或出現(xiàn)散耕重復(fù)…且無法物征順序地接枚到數(shù)據(jù)‘?dāng)?shù)據(jù)推登接字使用UDP進(jìn)行數(shù)據(jù)的懈機(jī)&「致?lián){包套搖字不能棵證蜘傳輸?shù)目煽啃?,府于有可能山瓏的敝?jù)去失情配*需要在翹.序中做相應(yīng)的處理.與嗾據(jù)報(bào)套接字相比,使用疏式套接字是一個(gè)更為可.卑的方法,但村于某些應(yīng)用,建立--個(gè)顯式連接所導(dǎo)致的殺統(tǒng)開筑是尊人誰以接收的,并且鞍踞抵套接字支持廣播和多播方式,MFC編程類型CAsyncSocket類(創(chuàng)建異步套接字).Csocket類>基于CAsyncSocket類的字節(jié)流型套接字編程模型■基于CAsyncSocket類的數(shù)據(jù)報(bào)型套接字的編程模型UiiKeveiveUiiKeveive多播工作原理多播是一種允許一個(gè)或多個(gè)發(fā)送者(多播源)將單一的數(shù)據(jù)報(bào)同時(shí)發(fā)送至多個(gè)接受者的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。多播源把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到特定多播組,只有該多播組成員才能接收到數(shù)據(jù)報(bào)。因特網(wǎng)上的主機(jī)可以通過網(wǎng)際組管理協(xié)議加入到某個(gè)多播組中,也可動(dòng)態(tài)離開該組。相關(guān)路由器將跟蹤這種關(guān)系形成一條到達(dá)多播組每個(gè)成員的無回路路徑,一旦多播數(shù)據(jù)報(bào)傳遞到某個(gè)多播路由器,它將轉(zhuǎn)發(fā)至多播組沒一個(gè)成員。實(shí)現(xiàn)IP多播前提條件需要多多播源與接收者以及兩者之間的網(wǎng)絡(luò)都支持多播。包括:主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口支持多播,同時(shí)主機(jī)上的TCP/IP支持發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報(bào)有一套用于加入離開查詢的組管理協(xié)議,^叮GMP有一套IP地址分配策略,能將IP多播地址映射為MAC地址支持IP多播的應(yīng)用軟件介于播源與接收者間的路由器、集線器、交換機(jī)均支持多播IP/TCP多播優(yōu)點(diǎn)發(fā)送源只需發(fā)送一份數(shù)據(jù)就可以發(fā)送到加入到該組播地址的多個(gè)目的地址,可以減少網(wǎng)絡(luò)流量,提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸速率,減少了主干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞的可能性,較好解決了單點(diǎn)發(fā)送多點(diǎn)接收問題。4類WinInet編程直接使用winsock編程使用信報(bào)接口MAPI開發(fā)郵件傳真程序,方便不同郵件系統(tǒng)間交互用因特網(wǎng)服務(wù)端應(yīng)用程序接口來增強(qiáng)擴(kuò)展HTTP服務(wù)器功能用伊特網(wǎng)客戶端程序接口來開發(fā)HTTP等客戶及程序馮?諾依曼計(jì)算機(jī)中指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制形式存放在存儲(chǔ)器中,CPU區(qū)分它們的依據(jù)是指令操作碼的譯碼結(jié)果B.指令和數(shù)據(jù)的尋址方式C.指令周期的不同階段D.指令和數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元一個(gè)C語言程序在一臺(tái)32位機(jī)器上運(yùn)行。程序中定義了三個(gè)變量xyz,其中x和z是int型,y為short型。當(dāng)x=127,y=-9時(shí),執(zhí)行賦值語句z=x+y后,xyz的值分別是A.X=0000007FH,y=FFF9H,z=00000076HA.X=0000007FH,y=FFF9H,z=FFFF0076HA.X=0000007FH,y=FFF7H,z=FFFF0076HA.X=0000007FH,y=FFF7H,z=00000076H浮點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算過程一般包括對(duì)階、尾數(shù)運(yùn)算、規(guī)格化、舍入和判溢出等步驟。設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的階碼和尾數(shù)均采用補(bǔ)碼表示,且位數(shù)分別為5位和7位(均含2位符號(hào)位)。若有兩個(gè)數(shù)X=27X29/32,Y=25X5/8,則用浮點(diǎn)加法計(jì)算X+Y的最終結(jié)果是A.001111100010B.001110100010C.010000010001D.發(fā)生溢出某計(jì)算機(jī)的Cache共有16塊,采用2路組相聯(lián)映射方式(即每組2塊)。每個(gè)主存塊大小為32字節(jié),按字節(jié)編址。主存129號(hào)單元所在主存塊應(yīng)裝入到的Cache組號(hào)是A.0B.2C.4D.6某計(jì)算機(jī)主存容量為64KB,其中ROM區(qū)為4KB,其余為RAM區(qū),按字節(jié)編址?,F(xiàn)要用2KX8位的ROM芯片和4KX4位的RAM芯片來設(shè)計(jì)該存儲(chǔ)器,則需要上述規(guī)格的ROM芯片數(shù)和RAM芯片數(shù)分別是A.1、15B.2、15C.1、30D.2、30某機(jī)器字長(zhǎng)16位,主存按字節(jié)編址,轉(zhuǎn)移指令采用相對(duì)尋址,由兩個(gè)字節(jié)組成,第一字節(jié)為操作碼字段,第二字節(jié)為相對(duì)位移量字段。假定取指令時(shí),每取一個(gè)字節(jié)PC自動(dòng)加1。若某轉(zhuǎn)移指令所在主存地址為2000H,相對(duì)位移量字段的內(nèi)容為06H,則該轉(zhuǎn)移指令成功轉(zhuǎn)以后的目標(biāo)地址是A.2006HB.2007HC.2008HD.2009H下列關(guān)于RISC的敘述中,錯(cuò)誤的是RISC普遍采用微程序控制器RISC大多數(shù)指令在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成RISC的內(nèi)部通用寄存器數(shù)量相對(duì)CISC多RISC的指令數(shù)、尋址方式和指令格式種類相對(duì)CISC少某計(jì)算機(jī)的指令流水線由四個(gè)功能段組成,指令流經(jīng)各功能段的時(shí)間(忽略各功能段之間的緩存時(shí)間)分別是90ns、80ns、70ns和60ns,則該計(jì)算機(jī)的CPU時(shí)鐘周期至少是A.90nsB.80nsC.70nsD.60ns19.相對(duì)于微程序控制器,硬布線控制器的特點(diǎn)是A?指令執(zhí)行速度慢,指令功能的修改和擴(kuò)展容易B?指令執(zhí)行速度慢,指令功能的修改和擴(kuò)展難指令執(zhí)行速度快,指令功能的修改和擴(kuò)展容易指令執(zhí)行速度快,指令功能的修改和擴(kuò)展難假設(shè)某系統(tǒng)總線在一個(gè)總線周期中并行傳輸4字節(jié)信息,一個(gè)總線周期占用2個(gè)時(shí)鐘周期,總線時(shí)鐘頻率為10MHz,則總線帶寬是A.10MB/sB.20MB/SC.40MB/SD.80MB/S假設(shè)某計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由Cache和主存組成,某程序執(zhí)行過程中訪存1000次,其中訪問Cache缺失(未命中)50次,則Cache的命中率是A.5%B.9.5%C.50%D.95%下列選項(xiàng)中,能引起外部中斷的事件是A.鍵盤輸入B.除數(shù)為0C.浮點(diǎn)運(yùn)算下溢D.訪存缺頁(8分)某計(jì)算機(jī)的CPU主頻為500MHz,CPI為5(即執(zhí)行每條指令平均需5個(gè)時(shí)鐘周期)。假定某外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸率為0.5MB/s,采用中斷方式與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,以32位為傳輸單位,對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序包含18條指令,中斷服務(wù)的其他開銷相當(dāng)于2條指令的執(zhí)行時(shí)間。請(qǐng)回答下列問題,要求給出計(jì)算過程。(1)在中斷方式下,CPU用于該外設(shè)I/O的時(shí)間占整個(gè)CPU時(shí)間的百分比是多少?(2)當(dāng)該外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到5MB/s時(shí),改用DMA方式傳送數(shù)據(jù)。假設(shè)每次DMA傳送大小為5000B,且DMA預(yù)處理和后處理的總開銷為500個(gè)時(shí)鐘周期,則CPU用于該外設(shè)I/O的時(shí)間占整個(gè)CPU時(shí)間的百分比是多少?(假設(shè)DMA與CPU之間沒有訪存沖突)(13分)某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)16位,采用16位定長(zhǎng)指令字結(jié)構(gòu),部分?jǐn)?shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中所有控制信號(hào)為1時(shí)表示有效、為0時(shí)表示無效。例如控制信號(hào)MDRinE為1表示允許數(shù)據(jù)從DB打入MDR,MDRin為1表示允許數(shù)據(jù)從內(nèi)總線打入MDR。假設(shè)MAR的輸出一直處于使能狀態(tài)。加法指令“ADD(R1),R0”的功能為(R0)+((R1))—(R1),即將R0中的數(shù)據(jù)與R1的內(nèi)容所指主存單元的數(shù)據(jù)相加,并將結(jié)果送入R1的內(nèi)容所指主存單元中保存。12、下列選項(xiàng)中,能縮短程序執(zhí)行時(shí)間的措施是D)I提高CPU時(shí)鐘頻率,II優(yōu)化數(shù)據(jù)通過結(jié)構(gòu),III對(duì)程序進(jìn)行編譯優(yōu)化A:僅I和IIB:僅I和IIIC:僅II和IIID:I,II,III13、假定有4個(gè)整數(shù)用8位補(bǔ)碼分別表示r1=FEH,r2=F2H,r3=90H,r4=F8H若將運(yùn)算結(jié)果存放在一個(gè)8位的寄存器中,則下列運(yùn)算會(huì)發(fā)生溢出的是C)A:r1*r2B:r2*r3C:r1*r4D:r2*r414、假定變量I,f,d數(shù)據(jù)類型分別為int,float和double(int用補(bǔ)碼表示,float和double分別用IEEE754單精度和雙精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式表示,已知i=785,f=1.5678,d=1.5若在32位機(jī)器中執(zhí)行下列關(guān)系表達(dá)式,則結(jié)果為真是C)
f=(int)(float)I(II)f=(float)(int)f(III)f=(float)(double)(IV)=(d+f)-d=fA:僅I和IIB:僅I和IIIC:僅II和IIID:僅III和IV15、假定用若干個(gè)2k*4位芯片組成一個(gè)8*8位存儲(chǔ)器,則地址0B1FH所在芯片的最小地址是(D)A:0000HB:0600HC:0700HD:0800H16、下列有關(guān)RAM和ROM的敘述中,正確的是(A)I、RAM是易失性存儲(chǔ)器,ROM是非易失性存儲(chǔ)器II、RAM和ROM都是采用隨機(jī)存取的方式進(jìn)行信息訪問III、RAM和ROM都可用作CacheIV、RAM和ROM都需要進(jìn)行刷新A:僅I和IIB:僅II和IIIC:僅I,II,IIID:僅II,III,IV17、下列命令組合情況中,一次訪存過程中,不可能發(fā)生的是D)A:TLB未命中,Cache未命中,Page未命中B:TLB未命中,Cache命中,Page命中C:TLB命中,Cache未命中,Page命中D:TLB命中,Cache命中,Page未命中18、下列存儲(chǔ)器中,匯編語言程序員可見的是B)A:存儲(chǔ)器地址寄存器(MAR)B程序計(jì)數(shù)器(PC)C:存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器(MDR)D指令寄存器(IR)19、下列不會(huì)引起指令流水阻塞的是A)A:數(shù)據(jù)旁路B:數(shù)據(jù)相關(guān)C:條件轉(zhuǎn)移D:資源沖突20、下列選項(xiàng)中的英文縮寫均為總線標(biāo)準(zhǔn)的是D)A:PCI、CRT、USB、EISAB:ISA、CPI、VESA、EISAC:ISA、SCSI、RAM、MIPSD:ISA、EISA、PCI、PCI-Express21、單
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