計算機網(wǎng)絡(luò)重點知識總結(jié)

PAGE第一章一、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)(發(fā)展最快，信息時代的核心技術(shù))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)(besteffortservice)四、最重要的兩個協(xié)議：IP和TCPTCP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(wǎng)的傳輸,但因特網(wǎng)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(wù)器方式?？蛻?client)和服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程?？蛻舴?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。注意：使用計算機的人是“用戶”(user)而不是“客戶”(client)。客戶和服務(wù)器都指的是進程，即計算機軟件。由于運行服務(wù)器進程的機器往往有許多特殊的要求，因此人們經(jīng)常將主要運行服務(wù)器進程的 機器（硬件）不嚴格地稱為服務(wù)器。例如，“這臺機器是服務(wù)器。”意思是：“這臺機器（硬件）主要是用來運行服務(wù)器進程（軟件）。”因此，服務(wù)器(server)一詞有時指的是軟件，但也有時指的是硬件。五、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的應用層協(xié)議使用的是客戶服務(wù)器方式?？蛻艉头?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。==========================================================================因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP(InternetServiceProvider)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P2P方式（Peer-to-Peer，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)WAN(WideAreaNetwork)局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)個人區(qū)域網(wǎng)PAN(PersonalAreaNetwork)從網(wǎng)絡(luò)的使用者進行分類公用網(wǎng)(publicnetwork)專用網(wǎng)(privatenetwork)用來把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)AN(AccessNetwork)，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(delay或latency)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。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(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?？倳r延=發(fā)送時延+傳播時延+處理時延+處理時延時延帶寬積利用率——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(networkprotocol)(必考)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。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(必考)實體(entity)——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用層。=================================================================================第一章習題p333、10、19、20、21、22、24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——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——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。幾個術(shù)語數(shù)據(jù)(data)——運送消息的實體。信號(signal)——數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)?！澳M的”(analogous)——代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。“數(shù)字的”(digital)——代表消息的參數(shù)的取值是離散的。碼元(code)——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(modulation)。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。導向傳輸媒體雙絞線、同軸電纜、光纜。六、信道復用技術(shù)復用(multiplexing)是通信技術(shù)中的基本概念。

復用技術(shù)的分類：頻分復用FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)時分復用TDM(TimeDivisionMultiplexing)波分復用WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)碼分復用CDM(CodeDivisionMultiplexing)常用的名詞是碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。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(chipsequence)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(orthogonal)。 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(innerproduct)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(必考)第2章習題P611、2、7、8、14、16============================================================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(只需要檢測有無錯，而不需糾錯)流量控制序號多點線路半雙工或單工鏈路3.PPP協(xié)議有三個組成部分一個將IP數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法。鏈路控制協(xié)議LCP(LinkControlProtocol)。網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP(NetworkControlProtocol)。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）隨機接入受控接入，如多點線路探詢(polling)，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)鏈路層的兩個子層邏輯鏈路控制LLC(LogicalLinkControl)子層媒體接入控制MAC(MediumAccessControl)子層。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(Manchester)編碼。載波監(jiān)聽多點接入/沖突檢測（CSMA/CD）(必考)CSMA/CD表示CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection?！岸帱c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”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。“沖突檢測”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: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)。習題P1057、9、10、20、22、32網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)（必考）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。圖示虛電路服務(wù)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(AddressResolutionProtocol)逆地址解析協(xié)議RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP(InternetControlMessageProtocol)注：ICMP不是高層協(xié)議，而是IP層的協(xié)議。網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP(InternetGroupManagementProtocol)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(repeater)、中繼器。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)。十六、網(wǎng)絡(luò)互連使用路由器當中繼系統(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)由于比較復雜，目前使用得較少。互聯(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（必考）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(multihomedhost)。由于一個路由器至少應當連接到兩個網(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當有兩個不同的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RARP（必考）1、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)(subnetting)（必考）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。IP地址的各字段和子網(wǎng)掩碼默認子網(wǎng)掩碼二十二、因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議（必考——與該部分內(nèi)容相關(guān)的習題）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。算法在計算上應簡單。算法應能適應通信量和網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化，這就是說，要有自適應性。算法應具有穩(wěn)定性。算法應是公平的。算法應是最佳的。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(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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)中的兩大類路由選擇協(xié)議：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP(InteriorGatewayProtocol)——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:RoutingInformationProtocol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：OpenShortestPathFirst開放最短路徑優(yōu)先外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP(ExternalGatewayProtocol)——若源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng) 中，當數(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：BorderGatewayProtocol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。第4章習題P1751、3、4、30、41、42、37、20======================================================================第5章運輸層一、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(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)?！斑\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(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：TCP是面向連接的運輸層協(xié)議。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）。TCP提供可靠交付的服務(wù)。TCP提供全雙工通信。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前網(wǎng)絡(luò)擁塞的程度來決定一個報文段應包含多少個字節(jié)（UDP發(fā)送的報文長度是應用進程給出的）。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對應用層交 下來的報文，既不合并， 也不拆分，而是保留這些報文的邊界。應用層交給UDP多長的報文，UDP就照樣發(fā)送，即一次發(fā)送一個報文。接收方UDP對IP層交上來的UDP用戶數(shù)據(jù)報，在去除首部后就原封不動地交付上層的應用進程，一次交付一個完整 的報文。應用程序必須選擇合適大小的報文。TCP的端口端口用一個16位端口號進行標志。端口號只具有本地意義，即端口號只是為了標志本計算機應用層中的各進程。在因特網(wǎng)中不同計算機的相同端口號是沒有聯(lián)系的。TCP的連接TCP把連接作為最基本的抽象。每一條TCP連接有兩個端點。TCP連接的端點不是主機，不是主機的IP地址，不是應用進程，也不是運輸層的協(xié)議端口。TCP 連接的端點叫做套接字(socket)或插口。端口號拼接到(contatenatedwith)IP地址即構(gòu)成了套接字。 套接字socket=(IP地址:端口號)每一條TCP連接唯一地被通信兩端的兩個端點（即兩個套接字）所確定。即： TCP連接::={socket1,socket2}={(IP1:port1),(IP2:port2)}可靠傳輸?shù)墓ぷ髟恚ū乜迹┩Ｖ沟却齾f(xié)議請注意：在發(fā)送完一個分組后，必須暫時保留已發(fā)送的分組的副本。分組和確認分組都必須進行編號。超時計時器的重傳時間應當比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r間更長一些?？煽客ㄐ诺膶崿F(xiàn):使用上述的確認和重傳機制，我們就可以在不可靠的傳輸網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)可靠的通信。這種可靠傳輸協(xié)議常稱為自動重傳請求ARQ(AutomaticRepeatreQuest)。ARQ表明重傳的請求是自動進行的。接收方不需要請求發(fā)送方重傳某個出錯的分組。流水線傳輸發(fā)送方可連續(xù)發(fā)送多個分組，不必每發(fā)完一個分組就停頓下來等待對方的確認。由于信道上一直有數(shù)據(jù)不間斷地傳送，這種傳輸方式可獲得很高的信道利用率。TCP的流量控制——利用滑動窗口實現(xiàn)（必考——與該部分內(nèi)容相關(guān)的習題）流量控制(flowcontrol)就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快，既要讓接收方來得及接收，也不要使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。利用滑動窗口機制可以很方便地在TCP連接上實現(xiàn)流量控制。擁塞控制實現(xiàn)七、TCP的運輸連接管理

1、運輸連接的三個階段

運輸連接就有三個階段，即：連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放。運輸連接的管理就是使運輸連接 的建立和釋放都能正常地進行。連接建立過程中要解決以下三個問題：要使每一方能夠確知對方的存在。要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)（如最大報文段長度，最大窗口大小，服務(wù)質(zhì)量等）。能夠?qū)\輸實體資源（如緩存大小，連接表中的項目等）進行分配。TCP連接的建立都是采用客戶服務(wù)器方式。TCP的連接建立——用三次握手建立TCP鏈接3、用三次握手建立TCP連接的各狀態(tài)：連接的釋放數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，雙方都可釋放連接，但一方(設(shè)為A)釋放連接前需獲得另一方(設(shè)為B)的允許，如果此時B方仍有數(shù)據(jù)要傳輸，則連接不得釋放，A仍要接收B的數(shù)據(jù)，直至B方數(shù)據(jù)傳輸完畢后，B方發(fā)出釋放連接的要求，得到A方的許可確認后，B釋放連接，A等待2SML后釋放連接，此時通信結(jié)束。如下圖所示：===============================================習題P2201、2、8、9、11、18、21、33、34、37、38、39、40、41第六章應用層應用層協(xié)議的特點每個應用層協(xié)議都是為了解決某一類應用問題，而問題的解決又往往是通過位于不同主機中的多 個應用進程之間的通信和協(xié)同工作來完成的。應用層的具體內(nèi)容就是規(guī)定應用進程在通信時所遵循的 協(xié)議。應用層的許多協(xié)議都是基于客戶服務(wù)器方式。域名系統(tǒng)DNS計算機的用戶只是間接而不是直接使用域名系統(tǒng)。因特網(wǎng)采用層次結(jié)構(gòu)的命名樹作為主機的名字，并使用分布式的域名系統(tǒng)DNS。名字到IP地址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。三、層次樹狀結(jié)構(gòu)的命名方法任何一個連接在因特網(wǎng)上的主機或路由器，都有一個唯一的層次結(jié)構(gòu)的名字，即域名。域名的結(jié)構(gòu)由標號序列組成，各標號之間用點隔開：….三級域名.二級域名.頂級域名各標號分別代表不同級別的域名。四、域名只是個邏輯概念域名只是個邏輯概念，并不代表計算機所在的物理地點。變長的域名和使用有助記憶的字符串，是為了便于人來使用。而IP地址是定長的32位二進制數(shù)字則非常便于機器進行處理。域名中的“點”和點分十進制IP地址中的“點”并無一一對應的關(guān)系。點分十進制IP地址中一定是包含三個“點”，但每一個域名中“點”的數(shù)目則不一定正好是三個。頂級域名TLD(TopLevelDomain)(1)國家頂級域名nTLD：如:.cn表示中國，.us表示美國，.uk表示英國，等等。(2)通用頂級域名gTLD：最早的頂級域名是：.com（公司和企業(yè)） .net（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機構(gòu)）.org（非贏利性組織） .edu（美國專用的教育機構(gòu)（）.gov（美國專用的政府部門） .mil（美國專用的軍事部門）.int（國際組織）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)域名(infrastructuredomain)：這種頂級域名只有一個，即arpa，用于反向域名解析，因此又稱為反向域名。六、域名服務(wù)器的四種類型根域名服務(wù)器根域名服務(wù)器是最重要的域名服務(wù)器。所有的根域名服務(wù)器都知道所有的頂級域名服務(wù)器的 域名和IP地址。不管是哪一個本地域名服務(wù)器，若要對因特網(wǎng)上任何一個域名進行解析，只要自己無法解析， 就首先求助于根域名服務(wù)器。在因特網(wǎng)上共有13個不同IP地址的根域名服務(wù)器（注意這里的13是指共有13套裝置， 而不是13個機器），它們的名字是用一個英文字母命名，從a一直到m（前13個字母）。這些 根域名服務(wù)器相應的域名分別是…到2006年底全世界已經(jīng)安裝了一百多個根域名服務(wù)器機器，分布在世界各地。頂級域名服務(wù)器這些域名服務(wù)器負責管理在該頂級域名服務(wù)器注冊的所有二級域名。當收到DNS查詢請求時，就給出相應的回答（可能是最后的結(jié)果，也可能是下一步應當找 的域名服務(wù)器的IP地址）。權(quán)限域名服務(wù)器這就是前面已經(jīng)講過的負責一個區(qū)的域名服務(wù)器。當一個權(quán)限域名服務(wù)器還不能給出最后的查詢回答時，就會告訴發(fā)出查詢請求的DNS客 戶，下一步應當找哪一個權(quán)限域名服務(wù)器。本地域名服務(wù)器本地域名服務(wù)器對域名系統(tǒng)非常重要。當一個主機發(fā)出DNS查詢請求時，這個查詢請求報文就發(fā)送給本地域名服務(wù)器。每一個因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP，或一個大學，甚至一個大學里的系，都可以擁有一個本地域名服務(wù)器，這種域名服務(wù)器有時也稱為默認域名服務(wù)器。七、域名的解析過程主機向本地域名服務(wù)器的查詢一般都是采用遞歸查詢。如果主機所詢問的本地域名服務(wù)器不知道被查詢域名的IP地址，那么本地域名服務(wù)器就以DNS客戶的身份，向其他根域名服務(wù)器繼續(xù)發(fā)出查詢請求報文。本地域名服務(wù)器向根域名服務(wù)器的查詢通常是采用迭代查詢。當根域名服務(wù)器收到本地域名服務(wù)器的迭代查詢請求報文時，要么給出所要查詢的IP地址，要么告訴本地域名服務(wù)器：“你下一步應當向哪一個域名服務(wù)器進行查詢”。然后讓本地域名服務(wù)器進行后續(xù)的查詢。以上兩種方式如下圖所示：文件傳送協(xié)議1、FTP(FileTransferProtocol)概述FTP是因特網(wǎng)上使用得最廣泛的文件傳送協(xié)議。FTP提供交互式的訪問，允許客戶指明文件的類型與格式，并允許文件具有存取權(quán)限。FTP屏蔽了各計算機系統(tǒng)的細節(jié)，因而適合于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中任意計算機之間傳送文件。FTP特點文件傳送協(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。FTP使用客戶服務(wù)器方式。一個FTP服務(wù)器進程可同時為多個客戶進程提供服務(wù)。FTP的服務(wù)器進程由兩大部分組成：一個主進程，負責接受新的請求；另外有若干個從屬進程，負責處理單個請求。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