計網小筆記

這個筆記怎么說呢，有部分未完成，不完全。。大家隨便看看就行。
腦圖，這個確實是我用心畫的。。求點贊。。
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第一章 緒論

計算機網絡在信息時代的作用

互聯網概述

網絡的網絡

計算機網絡由若干節點和鏈接這些節點的鏈路組成

互聯網基礎結構發展的三個階段

• 單個網絡ARPANET向互聯網發展的過程
• 建成了三級結構的互聯網
• 逐漸形成了多層ISP結構的互聯網

互聯網的標准化工作

• 互聯網工程部IETF
• 互聯網研究部IRTF
  • 互聯網草案
  • 建議標准
  • 互聯網標准

互聯網的組成

• 邊緣部分 用戶使用

  • 服務器，客戶
  • 對等連接

• 核心部分 提供服務

  • 路由器 實現分組交換的關鍵構建
    • 電路交換 在通話的全部時間內，通話的兩個用戶始終占用端到端的通信資源
    • 分組交換 分組轉發

計算機網絡在我國的發展

計算機網絡的類別

計算機網絡的定義

    * 硬件 
    * 應用 

幾種不通類別的計算機網絡

1. 按照網絡的作用范圍
   1. 廣域
   2. 城域
   3. 局域
2. 按照使用着分類
   1. 公用
   2. 專用
3. 用來把用戶接入到互聯網的網絡

計算機網絡的性能

性能指標

速率

帶寬

吞吐量

時延

時延帶寬積

往返時間RTT

利用率

計算機網絡的非性能特征

計算機網絡體系結構

計算機網絡體系結構的構成

互相通信的兩個計算機系統必須高度協調，而這種協調相當復雜。“分層”可將龐大而復雜的問題，轉化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題易於研究和處理

開放系統互連基本參考模型 OSI/RM

協議與划分層次

這些為進行網絡中的數據交換而建立的規則，標准或約定成為網絡協議

要素：語法 語義 同步

好處

靈活性好

結構上分開

易於實現和維護

能促進標准化工作

功能

差錯控制

流量控制

分段和重裝

復用和轉發

連接建立和釋放

五層協議的體系結構

實體 協議 服務和服務訪問點

實體 表示 任何可以發送或接受的硬件或軟件進程

協議是控制兩個對等實體（多個）進行通信的規則的集合

在協議的控制下，兩個對等實體間的通信使本層能夠向上一層提供服務。要實現本層協議，還需要使用下面一層所提供的服務

TCP/IP的體系結構

課后題

計算機網絡的性能

1.速率

2.帶寬 最高數據率

3.吞吐量 實際數據量

4.時延 發送時延+傳播_+處理+排隊~

時延帶寬雞

利用率 空閑時時延/（1-利用率）

1.計算機網絡向用戶可以提供那些服務？

連通性和共享

2.請簡述分組交換的要點

報文分組，加首部。經路由器儲存轉發，在目的地合並

3.試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優缺點。

電路交換：在通話的全部時間內通話的兩個用戶始終占用端到端的通信資源，整個報文的比特流連續 的從源點直達終點，線路傳輸效率很低。

報文交換：真個報文先傳送到相鄰節點，全部儲存下來后查找轉發表，轉發到下一個節點

分組交換：將整個報文分為單個分組，單個分組傳送到相鄰節點，儲存下來后查找轉發表，轉發到下一節點

4.為什么說因特網是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？

融合其他通信網絡，在信息化過程中起核心作用，提供最好的連通性和信息共享，第一次提供了各種媒體形式的實時交互能力

5.因特網的發展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段的主要特點。

第一階段：最初階段，因特網是從單個網絡ARPANET向互聯網發展的過程。

第二階段：該階段的特點是建成了三級結構的因特網。分為主干網、地區網和校園網（企業網）。

第三階段：這一階段的因特網，逐漸形成了多層次ISP結構的因特網。

6.簡述因特網標准制定的幾個階段？

因特網草案

建議標准， 開始成為RFC文檔

草案標准

因特網標准

7.小寫和大寫開頭的英文名字internet和Internet再意思上有何重要區別

intternet（互聯網）：通用名詞，泛指由多個計算機網絡互聯而成的網絡，協議無特質

Inernet（因特網）：專用名詞，特質采用Tcp/Ip協議的互聯網絡

8.計算機網絡都有哪些類別？各種類別的網絡都有哪些特點？

廣域網WAN 遠程，高速，是internet的核心網

城域網MAN:城市范圍，連接多個局域網

局域網LAN：校園、企業、機關、社區

個域網(pan)：個人電子設備

9.計算機網絡中的主干網和本地接入網的主要區別是什么？

主干網：提供遠程覆蓋、高速傳輸和路由器最優化通信

本地接入網：主要支持用戶的訪問本地，實現散戶接入，速率低。

12因特網的兩大組成部分（邊緣部分與核心部分）的特點是什么？它們的工作方式各有

什么特點

邊緣部分：由各主機構成，用戶直接進行信息處理和信息共享低速連入核心網。

核心部分：由各路由器連網，負責為邊緣部分提供高速遠程分組交換。

13 客戶服務器方式與對等通信方式的主要區別是什么？有沒有相同的地方？

前者嚴格區分服務和被服務者，后者無此區別。后者實際上是前者的雙向應用。

14計算機網絡有哪些常用的性能指標？

速率，帶寬，吞吐量，時延，時延帶寬積，往返時間RTT，利用率

第二章 物理層

物理層的基本概念

物理層考慮怎么樣在各種計算機的傳輸媒體上傳輸數據比特流

* 機械特性 
* 電氣特性 
* 功能特性 
* 過程特性 

數據通信的基礎知識

數據通信系統的模型

源系統 原點 發送器 接受器 終點

傳輸系統

目的系統

• 模擬信號
• 數字信號

有關通信的幾個基本概念

• 常用通信模式

  • 單向通信 （單工通信） A->b

  • 雙向交題通信 （半雙工通信）A->B B<-A

  • 雙向同時通信 （全雙工） A<->B

• 常用編碼模式

  • 不歸0制
  • 歸0制
  • 曼徹斯特編碼
  • 差分曼徹斯特

• 基本的帶通調制方法

信道的極限容量

信號在信道上傳輸會不可避免地產生失真。

帶寬受限 有噪音 干擾和失真

• 信道能夠通過的頻率范圍
  • 奈氏准則
• 信噪比
  • 香農公式

物理層下面的傳輸媒介

• 引導性傳輸媒體
  • 雙絞線
  • 同軸電纜
  • 光纜
• 非導引型傳輸媒體
  • 無線電波

信道復用技術

頻分復用、時分復用和統計時分復用

• 復用 （共享信道）

波分復用

碼分復用

數字傳輸技術

寬帶接入技術

ADSL技術

非對稱數字用戶線

光銜同軸混合網（HFC網）

FTTx技術

課后題

1.物理層要解決什么問題？物理層的主要特點是么？

物理層的主要任務就是確定與傳輸媒體的接口有關的一些特性。

物理層要解決的主要問題：

物理層要盡可能屏蔽掉物理設備、傳輸媒體和通信手段的不同，使上面的數據鏈路層感覺不到這些差異的存在，而專注於完成本曾的協議與服務。

給其服務用戶（數據鏈路層）在一條物理的傳輸媒體上傳送和接收比特流（一般為串行按順序傳的比特流）的能力。為此，物理層應解決物理連接的建立、維持和釋放問題。

在兩個相鄰系統之間唯一地標識數據電路。

物理層的主要特點：

由於在OSI 之前，許多物理規程或協議已經制定出來了，而且在數據通信領域中，這些物理規程已被許多商品化的設備鎖采用。加之，物理層協議涉及的范圍廣泛，所以至今沒有按OSI 的抽象模型制定一套心的物理層協議，而是沿用已存在的物理規程，將物理層確定為描述與傳輸媒體接口的機械、電氣、功能和規程特性。

由於物理連接的方式很多，傳輸媒體的種類也很多，因此，具體的物理協議相當復雜。

2規程與協議有什么區別？

在數據通信的早期，

對通信所使用的各種規則都稱為

“規程”（procedure），后來具有體系結構的計算機網絡開始使用“協議”（protocol）這一名詞，以前的“規程”其實就是“協議”，但由於習慣，對以前制定好的規程有時仍常用舊的名稱“規程”。

3.試給出數據通信系統的模型並說明其主要組成構件的作用。

三大部分：源系統（或發送端、發送方）、傳輸系統（或傳輸網絡）和目的系統（或接受端、接收方）

源系統：

源點 產生要傳輸的數據

發送器 編碼源點產生的數字比特流編碼

接收器 接受傳送系統傳來的信號，並解碼

重點 接受接收器的數字比特流，並輸出

4.試解釋以下名詞：數據、信號、模擬數據、模擬信

號、基帶信號、帶通信號、數字數據、數字信號、碼元、

單工通信、半雙工通信、全雙工通信、串行傳輸、並行傳

輸。

數據：是運送信息的實體。

信號：則是數據的電氣的或電磁的表現。

模擬數據：運送信息的模擬信號。

模擬信號：連續變化的信號。

基帶信號：來自信源的信號。

帶通信號：經過載波調制后的信號。

數字信號：取值為有限的幾個離散值的信號。

數字數據：取值為不連續數值的數據。

碼元：在使用時間域的波形表示數字信號時代表不同離散數值的基本波形

單工通信：即只有一個方向的通信而沒有反方向的交互。

半雙工通信：即通信和雙方都可以發送信息，但不能雙方同時發送（當然也不能同時接收）。這種通信方式是一發送另一方接收，過一段時間再反過來。

全雙工通信：即通信的雙方可以同時發送和接收信息。

基帶信號（即基本頻帶信號）——來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號都屬於基帶信號。

帶通信號——把基帶信號經過載波調制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道 中傳輸（即僅在一段頻率范圍內能夠通過信道）

。

5物理層的接口有哪幾個特性？各包含什么內容？

機械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸，引腳數目和排列，固定和鎖定裝置，等。平時常見的各種規格的接插件都有嚴格的標准化的規定

電氣特性 指明在接口電纜的各條線上出現的電壓的范圍

功能特性 指明某條線上出現的某一電平的電壓的意義

過程特性 指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序

6數據在信道中的傳輸速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香農公式在數據通信中的意義是什么？ “比特/秒”和“碼元/秒”有何區別？

信道能通過的頻率范圍和信噪比

由於噪聲會使接收端對碼元的判決產生錯誤（1 判決為0 或0判決為1）。所以信噪比要限制在一定范圍內。由香農公式可知，信息傳輸速率由上限。信噪比越大，量化性能越好；均勻量化的輸出信噪比隨量化電平數的增加而提高；非均勻量化的信號量噪比，例如PCM 隨編碼位數N 指數規律增長，DPCM 與頻率有關等。但實際信噪比不能任意提高，都有一定限制。例如增加電平數會導致接收機的成本提高，制作工藝復雜等。

香農公式的意義在於：只要信息傳輸速率低於信 道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種方法來實現無差錯的傳輸。

比特/秒是指信息傳輸速率，每秒鍾傳送的信息量；

碼元/秒是碼元傳輸速率，每秒鍾傳送的碼元個數。

兩者在二進制時相等。在多進制時，信息傳輸速率要乘以log 以2 為底的進制數等於碼元傳輸速率

7 假定某信道受奈氏准則限制的最高碼元速率為2000 碼元/秒。如果采用振幅調制，把碼元的振幅划分為16 個不同等級來傳送，那么可以獲得多高的數據率（b/s）？

80000 b/s

8 假定要用3kHz 貸款的電話信道傳送64kb/s 的數據（無差錯傳輸），試問這個信道應該具有多高的信噪比（分別用比值和分貝來表示），這個結果說明什么問題？

S/N=64.2dB 是個信噪比很高的信道

9用香農公式計算一下：假定信道帶寬為3100Hz，最大信息傳輸速率為35kb/s，那么若想使最大信息傳輸速率增加60%。問信噪比S/N 應增大到多少倍？如果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N 再增大到10 倍，問最大信息傳輸速率能否再增加20%？

奈氏准則：每赫帶寬的理想低通信道是最高碼元傳輸速率是每秒2 個碼元。

香農公式表明了信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。

根據香農公式，計算信道的極限信息傳輸速率C 為：C=log2(1+S/N）b/s;根據公式，可以計算出，信噪比S/N應增大到100 倍。如果在此基礎上將信噪比S/N 再增大10 倍，最大信息速率只能再增加18.5%左右。

10 常用的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點？

雙絞線

雙絞線分屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線。由兩根相互絕緣的導線組成。可以傳輸模擬信號，可以傳輸數字信號，有效帶寬達250kHz，通常距離一般為幾道十幾公里。導線越粗其通信距離越遠在數字傳輸時，若傳輸速率為每秒幾兆比特，則傳輸距離可達幾公里。一般用作電話線傳輸聲音信號。雖然雙絞線容易受到外部高頻電磁波的干擾，誤碼率高，但因為其價格便宜，且安裝方便，既適於點到點連接，又可用於多點連接，故仍被廣泛應用。

同軸電纜

同軸電纜分基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜，其結構是在一個包有絕緣的實心導線外，再套上一層外面也有一層絕緣的空心圓形導線。由於其高帶寬（高達300~400Hz）、低誤碼率、性能價格比高，所以用作LAN 中。同軸電纜的最大傳輸距離隨電纜型號和傳輸信號的不同而不同，由於易受低頻干擾，在使用時多將信號調制在高頻載波上。

光導纖維

光導纖維以光纖維載體，利用光的全反向原理傳播光信號。其優點是直徑小、質量輕：傳播頻帶款通信容量大：抗雷電和電磁干擾性能好，五串音干擾、保密性好、誤碼率低。但光電接口的價格較昂貴。光纖被廣泛用於電信系統鋪設主干線。

無線電微波通信

無線電微波通信分為地面微波接力通信和衛星通信。其主優點是頻率高、頻帶范圍寬、通信信道的容量大；信號所受工業干擾較小、傳播質量高、通信比較穩定；不受地理環境的影響，建設投資少、見效快。缺點是地面微波接力通信在空間是直線傳播，傳輸距離受到限制，一般只有50km，隱蔽性和保密性較差；衛星通信雖然通信距離遠且通信費用與通信距離無關，但傳播時延較大，技術較復雜，價格較貴。

13 為什么要使用信道復用技術？常用的信道復用技術有哪些？

信道復用的目的是讓不同的計算機連接到相同的信道上,以共享信道資源。在一條傳輸介質上傳輸多個信號,提線路的利用率，降低網絡的成本。這種共享技術就是多路復技術。

頻分復用 時分復用 統計時分復用 波分復用 碼分復用

14 試寫出下列英文縮寫的全文，並進行簡單的解釋。 FDM，TDM，STDM，WDM，DWDM，CDMA，SONET，SDH，STM-1，OC-48

FDM(frequency division multiplexing)頻分復用

TDM(Time Division Multiplexing)時分復用

STDM(Statistic Time Division Multiplexing)統計時分復用，

WDM(Wave Division Multiplexing)波分復用，

DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)密集波分復用，

CDMA(Code Wave Division Multiplexing)碼分多址

SONET(Synchronous Optical Network)同步光纖網，

SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步數字系列

STM-1(Synchronous Transfer Module)第1 級同步傳遞模塊

OC-48 （Optical Carrier）第48級光載波，是SONET體系中的速率表示，對應於SDH的STM-16速率，常用近似值2.5Gb/s

第三章 數據鏈路層

點對點信道

數據鏈路和幀

三個基本問題

封裝成幀

透明傳輸

差錯校驗

廣播信道

點對點協議PPP

ppp協議是用戶和ISP通信所使用的數據鏈路層協議

• 需求
• 組成

幀格式

• 字段意義
• 字節填充
  • 當PPP異步傳輸時，把轉義符定義威0x7d，並使用字節填充
    • 把信息字段中每個0x7E字節轉變成為2字節序列（0x7D,0X5E）
    • 若信息字段中出現一個0X7D的字節，則把0x7D轉變成為2字節序列（0x7D，0x5D）
    • 出現小於0x20的字符，在字符錢加入0x7d字節，同時該字符的編碼加以改變。
• 零比特填充
  • 在發送端，掃描信息字段，只要發現5個連續1，填入一個0，這樣就不會出現6個連續1.接收端在收到一個幀事，找到標志字段F以確定一個幀的邊界，再把添加0刪掉

PPP協議工作狀態

使用廣播信道的數據鏈路層

局域網的數據鏈路層

局域網廣播信道

• 以太網的兩個標准
• 適配器的作用
  • 幀通過網卡發出

CSMA/CD協議

• 要點
  • 多點接入
  • 載波監聽
  • 碰撞檢測（邊發邊監聽）

使用集線器的星形拓撲

以太網的信道利用率

a = 單程端到端時延 / 幀的發送時間

利用率 = 真的發送時間/（單程端到端時延+幀的發送時間）= 1/1+a

以太網的MAC層

1. MAC層的硬件地址
   1. MAC地址稱為硬件地址或物理地址 實際上就是適配器地址或適配器標識符。
2. MAC幀的格式
   1. DIX Ethernet V2
   2. IEEE 802.3

擴展的以太網

在物理層擴展以太網

連個光纖

在數據鏈路層擴展以太網

• 以太網交換機的特點
• 以太網交換機的自學習功能
  • 記錄路由表
• 從總線以太網到星形以太網

虛擬局域網

• 划VLAN

高速以太網

課后題

1.數據鏈路（即邏輯鏈路）與鏈路（即物理鏈路）有何區別？“電路接通了”與“數據鏈路接通了”的區別何在？

數據鏈路與鏈路的區別在於數據鏈路除鏈路外，還必須有一些必要的規程來控制數據的傳輸。因此，數據鏈路比鏈路多了實現通信規程所需要的硬件和軟件。

2.數據鏈路層的鏈路控制包括哪些功能？討論數據鏈路層做成可靠的鏈路層有哪些優缺點？

數據鏈路層的主要功能是在物理層提供的比特服務基礎上，在相鄰結點之間提供簡單的通信鏈路，傳輸以幀為單位的數據，同時它還負責數據鏈路的流量控制、差錯控制。具體地：鏈路管理；幀同步；流量控制；差錯控制；將數據和控制信息分開；透明傳輸；尋址等。

3。網絡適配器的作用是什么？網絡適配器工作在哪一層？

它使得用戶可以通過電纜或無線相互連接。工作在數據鏈路層

4.數據鏈路層的三個基本問題為什么都必須加以解決？？？

都和數據的傳輸密切相關，不解決無法傳輸

5.如果在數據鏈路層不進行封裝成幀，會發生什么問題？

封裝目的ip、源ip、類型、數據報、FCS，不知道幀發送去哪，接收時無法分辨幀的尾部，無法校驗幀的正確性。

6.ppp協議的主要特點是什么？為什么ppp不適用幀的編號？ppp適用於什么情況，為什么ppp不能使數據鏈路層實現可靠傳輸？

ppp只提供了檢錯功能，當出現幀錯誤時，只是將其丟棄

PPP幀沒有使用序號，接收端不能通過序號確認幀的順序和是否完全到達。

7.要發送的數據為1101011011。采用CRC的生成多項式是P（X）=X4+X+1。試求應添加在數據后面的余數。數據在傳輸過程中最后一個1變成了0，問接收端能否發現？若數據在傳輸過程中最后兩個1都變成了0，問接收端能否發現？采用CRC檢驗后，數據鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸？

不可靠傳輸

8要發送的數據為101110。采用CRC的生成多項式是P（X）=X3+1。試求應添加在數據后面的余數。

101110除1001 = 011

9.一個PPP幀的數據部分（用十六進制寫出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E試問真正的數據是什么（用十六進制寫出）？ （這個不會）

10   PPP協議使用同步傳輸技術傳送比特串0110111111111100。試問經過零比特填充后變成怎樣的比特串？若接收端收到的PPP幀的數據部分是0001110111110111110110，問刪除發送端加入的零比特后變成怎樣的比特串？ （這個也不會）

11  試分別討論一下各種情況在什么條件下是透明傳輸，在什么條件下不是透明傳輸。（提示：請弄清么是“透明傳輸”，然后考慮能否滿足其條件。）

普通的電話通信

互聯網提供的電子郵件服務。

12   PPP協議的工作狀態有哪幾種？當用戶要使用PPP協議和ISP建立連接進行通信需要建立哪幾種連接？每一種連接解決什么問題？

鏈路靜止，鏈路建立，鑒別，網絡層協議，鏈路打開，鏈路終止

建立和鑒別兩種連接

鏈路靜止：鏈路沒有被使用，物理層無活動載體，鏈路處於靜默狀態。

鏈路建立：當其中一端要進行通信時，將進入建立連接段，建立鏈路層的

LCP

連接；雙方進行協商。如果協商成功，系統將進入認證階段或直接進入聯網階段。

鑒別：雙方發送一些包進行認證。如果認證通過則進入聯網階段，否則終止連接。

網絡層協議：協商網絡層協議。PPP規定雙方在進行網絡層數據交換之前要達成一致，因為PPP支持網絡層運行多個協議，接收方需要知道用哪個協議來接收數據。

鏈路打開：開始交換用戶數據和控制包。鏈路一直保持連接直到其中一方希望終止為止。

鏈路終止：通信雙方交換一些分組以消除和終止連接。

13 局域網的主要特點是什么？為什么局域網采用廣播通信方式而廣域網不采用呢？

局域網是指在較小的地理范圍內，將有限的通信設備互聯起來的計算機通信網絡

覆蓋的地理范圍較小，一般為10m～10km（如一幢辦公樓，一個企業內等），通常為一個單位所擁有。

具有較高的數據傳輸率（通常為1～20Mbps，高速局域網可達100Mbps）。

具有較低的誤碼率，一般在10-8到10-11之間。

具有較低的時延。

通常多個站共享一個傳輸媒體（同軸電纜，雙絞線，光纖）。

在局域網中各站通常進行一對多訪問，隨機使用信道，共享通信媒體，采用廣播通信

方式是最合適的，且LAN中站點較少，帶寬相對較大，也適宜於使用廣播方式通信。

在廣域網中用戶數較多，若采取廣播通信，會造成混亂，校率低。

14常用的局域網的網絡拓撲有哪些種類？現在最流行的是哪種結構？為什么早期的以

太網選擇總線拓撲結構而不是星形拓撲結構，但現在卻改為使用星形拓撲結構？

星形網，總線網，環形網，樹形網

當時星形拓撲結構較貴，人們都認為總線結構更加可靠，但是實踐證明總線結構容易出問題。

15.什么叫做傳統以太網？以太網有哪兩個主要標准？

DIX Ethernet V2 標准的局域網

DIX Ethernet V2 標准與 IEEE 的802.3 標准

16.數據率為10Mb/s的以太網在物理媒體上的碼元傳輸速率是多少碼元/秒？

20

17.為什么LLC子層的標准已制定出來了但現在卻很少使用？

由於 TCP/IP 體系經常使用的局域網是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 標准中的幾種局域網，因此現在 802 委員會制定的邏輯鏈路控制子層 LLC（即 802.2 標准）的作用已經不大了，且多生產商生產的適配器上也僅裝有MAC協議而沒有LLC

18。試說明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。

10代表信號在電纜上的傳輸速率位10Mps，“base”比表示電纜上的信號是基帶信號。“T”代表雙絞線星星網

19  以太網使用的CSMA/CD協議是以爭用方式接入到共享信道。這與傳統的時分復用TDM相比優缺點如何？

傳統的時分復用TDM是靜態時隙分配，均勻高負荷時信道利用率高，低負荷或符合不均勻時資源浪費較大，CSMA/CD采用發送前先監聽信道，當信道空閑時再分配資源的方式進行工作，低負荷時信道利用率高，但控制復雜，高負荷時信道沖突大。

第四章 網絡層

網絡層提供的兩種服務

• 虛電路
• 數據包

網絡協議IP

虛擬互聯網絡

• 中間設備
  • 物理層 轉發器
  • 數據鏈路層 網橋 or 橋接器
  • 網絡層 路由器
  • 網絡層以上 網關

分類的IP地址

• IP地址及其表示方法
  • 分類的IP地址
    • ABCDE
  • 子網的划分
  • 構成超網

IP地址與硬件地址

物理地址是數據鏈路層和物理層使用的地址，而IP地址是網絡層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址。

在IP層抽象的互聯網上只能看到IP數據報

路由器只根據目的站的IP網絡地址進行路由選擇

在局域網的鏈路層，只能看見MAC幀

地址解析協議ARP

ARP廣播

IP數據報的格式

IP層轉發分組的流程

划分子網和構造超網

划分子網

• 從兩級IP地址到三級IP地址
  • IP地址空間利用率有時很低
  • 路由表過大損害網絡性能
  • 兩級IP地址不夠靈活
  • <網絡號><子網號><主機號>
• 子網掩碼

使用子網時分組的轉發

• 路由表包含的三項內容 目的網絡地址，子網掩碼，下一跳地址

無分類編址CIDR（構造超網）

• 網絡前綴

網際控制報文協議ICMP

ICMP報文的種類

• ICMP差錯報告報文
• ICMP詢問報文

ICMP的應用舉例

互聯網的路由選擇協議

有關路由選擇協議的幾個基本概念

1. 立項的路由算法
   1. 完整正確
   2. 計算簡單
   3. 適應通信量和網絡拓撲的變化
   4. 穩定
   5. 公平
   6. 最佳
2. 分層次的路由選擇協議

內部網關協議RIP

1. 工作原理
   1. 基於距離向量的路由選擇協議
2. 距離向量算法
3. RIP協議的報文格式

內部網關協議OSPF

1. 基本特點
   1. 層次結構的區域划分

外部網關協議BGP

路由器的構成

IPV6

IP多播

虛擬專用網VPN和網絡地址轉換NAT

第五章 運輸層

運輸層協議概述

進程之間的通信

運輸層像它上面的應用層提供通信服務

復用和分用 不通的應用進程得到不同的數據

網絡層為主機之間提供邏輯通信，運輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信

運輸層的兩個主要協議

用戶數據報協議UDP 不需要先建立連接

傳輸控制協議TCP 提供面向鏈接的服務

運輸層的端口

用戶數據報協議UDP

概述

1. UDP是無連接的
2. 盡最大努力繳費
3. 面向報文 一次交付一個完整的報文
4. 沒有擁塞控制
5. 支持一對一，一對多，多對一，多對多的交互通信
6. 首部開銷

首部格式

1. 源端口
2. 目的端口
3. 長度
4. 檢驗和 出錯就丟棄

傳輸控制協議TCP概述

主要特點

1. 面向連接的運輸層協議
2. 每一條TCP連接只能由兩個端點，只能一對一
3. 可靠交付 通過tcp的數據，無差錯，不丟失，不重復，按序到達
4. 提供全雙工通信
5. 面向字節流

TCP的連接

ip：端口

可靠傳輸的工作原理

tcp采取措施使兩個傳輸層之間的通信變得可靠

特點：

傳輸信道不產生差錯

不管發送方以多塊的速度發送數據，接收方總是來的及處理收到的數據

停止等待協議

1. 無差錯情況
2. 出現差錯
   1. A在發送完一個分組后，必須暫時保留已發動的分組的副本
   2. 分組和確認分組必循進行編號
   3. 超市計時器設置的重傳時間應當比數據在分組傳輸的平均往返時長長一點
3. 確認丟失和確認遲到
   1. 確認丟失 丟棄這個重復的分組，並重傳確認
   2. 確認遲到 丟棄重復分組，重傳確認 收到確認后什么都不做
   3. 通過以上的確認和重傳機制，可以在不可靠的傳輸網絡上實現可靠的通信，曾為自動重傳請求
4. 信道利用率
   1. 利用率=(分組需要時間)/經過時間
   2. 經過時間=需要時間+往返時間+確認分組需要時間
   3. 流水線傳輸可以提高信道利用率

連續ARQ協議

滑動窗口協議

正常情況 發送方幾個分組連續發送出去，接受方返回確認，並且可以只發送一個確認。接受方收到確認，再發幾個分組出去。如果接受方只接收到部分數據

TCP報文段的首部格式

1. 源端口和目的端口
2. 序號
3. 確認號
4. 數據偏移
5. 保留
6. 緊急URG
7. 確認ACK
8. 推送PSH
9. 復位RST
10. 同步SYN
11. 終止FIN
12. 窗口
13. 檢驗和
14. 緊急指針
15. 選項

TCP可靠傳輸的實現

以字節為單位的滑動窗口

超時重傳時間的選擇

比往返時間RTT長一點

選擇確認SACK

TCP的流量控制

利用滑動窗口實現流量控制

流量控制就是發送方別發的太快，讓接收方來得及接接收

發送方的發送窗口不能超過接受方給出的接收窗口的數值

TCP的傳輸效率

TCP的擁塞控制

擁塞控制的一般原理

對資源的需求總和 > 可用資源

TCP的擁塞控制方法

主動隊列管理AQM

TCP的運輸連接管理

第六章 應用層

網絡應用層模型

DNS系統

文件傳輸協議FTP

電子郵件

萬維網和HTTP協議