計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(謝希仁版)復(fù)習(xí)資料整理(期末考試必備)第一章 概述 1、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的兩大功能：連通性和共享； 2、 因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)階段：從單個(gè)網(wǎng)絡(luò) ARPANET 向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。建成了三級(jí) 結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。逐漸形成了多層次 ISP（Internet service provider） 結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。3、 NAP（或稱為IXP)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)：用來交換因特網(wǎng)上流量；向各ISP提供交換設(shè)施，使他們能夠互相平等通信 4、 因特網(wǎng)的組成： 邊緣部分：用戶利用核心部分提供的服務(wù)直接使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信并交換或共享信息；主機(jī)稱為端系統(tǒng)，（是進(jìn)程之間的通信） 兩類通信方式： 1) 客戶服務(wù)器方式：客戶是服務(wù)的請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方；客戶程序：一對(duì)多，必須知道服務(wù)器程序的地址；服務(wù)程序：可同時(shí)處理多個(gè)遠(yuǎn)地或本地客戶的請(qǐng)求（被動(dòng)等待）； 2) 對(duì)等連接方式（p2p)：平等的、對(duì)等連接通信。既是客戶端又是服務(wù)端； 核心部分：為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）（主要由路由器和網(wǎng)絡(luò)組成）；核心中的核心：路由器（轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，實(shí)現(xiàn)分組交換） 交換按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源： 1) 電路交換：建立連接（占用通信資源）通話（一直占用通信資源）釋放資源（歸還通信資源）始終占用資源； 2) 報(bào)文交換：基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理（時(shí)延較長）； 3) 分組交換：報(bào)文（message）切割加上首部（包頭header）形成分組（包packet）；優(yōu)點(diǎn)：高效（逐段占用鏈路，動(dòng)態(tài)分配帶寬），靈活（獨(dú)立選擇轉(zhuǎn)發(fā)路由），迅速（不建立連接就發(fā)送分組），可靠（保證可靠性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）；存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)造成時(shí)延； 后兩者不需要預(yù)先分配傳輸帶寬； 路由器處理分組過程：緩存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到合適端口； 5、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 l 按作用范圍：WAN(廣），MAN（城），LAN（局），PAN（個(gè)人）； l 按使用者：公用網(wǎng)，專用網(wǎng)； l 按介質(zhì)：有線網(wǎng)，光纖網(wǎng)，無線網(wǎng)絡(luò)； l 按無線上網(wǎng)方式：WLAN，WWAN（手機(jī)）； l 按通信性能：資源共享，分布式計(jì)算機(jī)，遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)。6、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能 1) 速率（比特每秒b/s）：數(shù)據(jù)量/信息量的單位； 2) 帶寬（兩種）：頻域稱謂，赫茲Hz，信號(hào)具有的頻帶寬度；時(shí)域稱謂，比特每秒（b/s），通信線路的最高數(shù)據(jù)率；兩者本質(zhì)一樣，寬度越大，傳輸速率自然越高； 3) 吞吐量：單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。4) 時(shí)延： l 發(fā)送時(shí)延（傳輸時(shí)延）：；發(fā)生在及其內(nèi)部的發(fā)送器中； l 傳播時(shí)延：；發(fā)生在及其外部的傳輸信道媒體上； l 處理時(shí)延：交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。l 排隊(duì)時(shí)延：結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。（取決于當(dāng)時(shí)的通信量）； n 數(shù)據(jù)的發(fā)送速率不是比特在鏈路上的傳播速率。 5) 時(shí)延帶寬積：時(shí)延帶寬積（體積）=傳播時(shí)延（長）X帶寬（截面積），以比特為單位的鏈路長度； 6) 往返時(shí)間（RTT)：簡單來說，就是兩倍傳播時(shí)延（實(shí)際上還包括處理時(shí)延，排隊(duì)時(shí)延，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的發(fā)送時(shí)延）； 7) 利用率：信道利用率網(wǎng)絡(luò)利用率（全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值），U為利用率，D為時(shí)延，因此利用率不是越高越好。減少方法：增大線路的帶寬。 7、 非特征性能：費(fèi)用，質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)化，可靠性，可擴(kuò)展性和可升級(jí)性，易于管理和維護(hù)。8、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) OSI/RM開放系統(tǒng)互連參考模型（法律上的國際標(biāo)準(zhǔn)）； TCP/IP事實(shí)上的國際標(biāo)準(zhǔn)； 協(xié)議為進(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。 三要素：語法（結(jié)構(gòu)和格式），語義（動(dòng)作），同步（順序）； 分層的好處：各層之間是獨(dú)立的；靈活性好；結(jié)構(gòu)上可分割開；易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)；能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。 五層體系結(jié)構(gòu)： l 應(yīng)用層：為用戶正在運(yùn)行的程序提供服務(wù)；（HTTP,SMTP,FTP)； l 運(yùn)輸層：負(fù)責(zé)進(jìn)程之間的通信提供服務(wù)(TCP報(bào)文段，UDP用戶數(shù)據(jù)包)（復(fù)用和分用）； l 網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)分組交換網(wǎng)上的不同主句提供通信服務(wù)（IP）； l 數(shù)據(jù)鏈路層：將網(wǎng)絡(luò)層交下來的IP數(shù)據(jù)報(bào)組裝成幀，在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)（主機(jī)和路由器之間或路由器之間）間的鏈路上“透明”地傳送幀中的數(shù)據(jù)； l 物理層：透明地傳送比特流（雙絞線、同軸電纜等不在物理層）。9、 實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)之間的關(guān)系 實(shí)體任何可發(fā)送或接受信息的硬件或軟件進(jìn)程； 協(xié)議控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體（或多個(gè)實(shí)體）進(jìn)行通信的規(guī)則的集合；（水平的） 在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)（垂直的）。 要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。 同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互的地方，稱為服務(wù)訪問點(diǎn) SAP (Service Access Point)。 下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是透明的。 IP over Everything Everythin over IP 第二章 物理層 1、 基本概念 機(jī)械特性（接口）；電氣特性（電壓范圍）；功能特性（電壓的意義）；過程特性（順序） 2、 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)（源系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)目的系統(tǒng)） l 數(shù)據(jù)(data)運(yùn)送消息的實(shí)體。 l 信號(hào)(signal)數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。 l “模擬的”(analogous)代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。l “數(shù)字的”(digital)代表消息的參數(shù)的取值是離散的。l 碼元(code)在使用時(shí)間域（或簡稱為時(shí)域）的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí)，代表不同離散數(shù)值的基本波形。3、 信道 l 單向通信（單工通信）只能有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。 l 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(shí)發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時(shí)接收)。 l 雙向同時(shí)通信（全雙工通信）通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。 l 基帶信號(hào)來自信源的信號(hào)，為使信道能夠傳輸?shù)皖l分量和直流分量，需要進(jìn)行調(diào)制 l 基帶調(diào)制（僅對(duì)波形進(jìn)行變換）； l 帶通調(diào)制（使用載波調(diào)制）：調(diào)幅；調(diào)頻；調(diào)相； 4、 信道的極限容量 兩因素： l 信道能夠通過的頻率范圍（碼間串?dāng)_）加寬頻帶； l 信噪比信號(hào)的平均功率和噪聲的平均功率之比； 極限信息傳輸速率C = W log2(1+S/N) b/s ；低于C即可實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)傳輸 讓每個(gè)碼元攜帶更多比特的信息量； 5、 傳輸媒體 導(dǎo)向型傳輸媒體: l 雙絞線（衰減隨著頻率的升高而增大） 屏蔽雙絞線 STP (Shielded Twisted Pair)（加強(qiáng)抗電磁干擾能力） 無屏蔽雙絞線 UTP (Unshielded Twisted Pair) l 同軸電纜（用于傳輸較高速率的數(shù)據(jù)） 50 同軸電纜 75 同軸電纜 l 光纜 多模光纖 單模光纖（光纖直徑下只有一個(gè)光的波長） 非導(dǎo)向型傳輸媒體： l 短波通信（靠電離層的反射）； l 微波通信：地面微波接力通信（中繼站）；衛(wèi)星通信（較大的傳播時(shí)延）； 6、 信道復(fù)用技術(shù) l 頻分復(fù)用：所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的資源； l 時(shí)分復(fù)用（同步）：所有用戶在不同的時(shí)間用同樣的頻帶寬度；（更有利于數(shù)字信號(hào)的傳輸）； l 統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（異步）：動(dòng)態(tài)分配時(shí)隙； l 波分復(fù)用：光的頻分復(fù)用； l 碼分復(fù)用（碼分多址CDMA）：不同的碼型；每個(gè)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)（相乘為0，0為-1）。在實(shí)用的系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列。任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1 ； 任何一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是-1 ； 任何一個(gè)碼片向量和其他碼片向量的規(guī)格化內(nèi)積都是0； 7、 寬帶接入技術(shù) l ADSL 把 04 kHz 低端頻譜留給傳統(tǒng)電話使用，而把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網(wǎng)使用。 上行和下行帶寬不對(duì)稱； 極限傳輸距離與數(shù)據(jù)率以及用戶線的線徑都有很大的關(guān)系； 離散多音調(diào) DMT 頻分復(fù)用； 組成：數(shù)字用戶線接入復(fù)用器（DSLAM）、用戶線和用戶家中的一些設(shè)施； l 光纖同軸混合網(wǎng)HFC 基于CATV網(wǎng)（樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，模擬技術(shù)的頻分復(fù)用）改造的； 使用光纖模擬技術(shù)，采用光的振幅調(diào)制AM； 節(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)模擬光纖連接，構(gòu)成星形網(wǎng)；提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，簡化了上行信道的設(shè)計(jì)； 比CATV網(wǎng)更寬的頻譜，且具有雙向傳輸功能； 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層 1、兩種信道：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道；廣播信道。 2、鏈路（物理鏈路）之間沒有任何節(jié)點(diǎn)。3、數(shù)據(jù)鏈路（邏輯鏈路）與鏈路不一樣，數(shù)據(jù)鏈路還加上實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議的硬件（網(wǎng)絡(luò)適配器）和軟件。4、幀協(xié)議數(shù)據(jù)單元。5、三個(gè)基本問題： l 封裝成幀加上首部和尾部進(jìn)行幀定界； l 透明傳輸字節(jié)填充，加上轉(zhuǎn)義字符ESC（1B）； l 差錯(cuò)檢測循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC。進(jìn)行模二運(yùn)算得到的余數(shù)（比除數(shù)少一位）作為冗余碼，數(shù)據(jù)加上冗余碼在除以除數(shù)P，得到的余數(shù)為0即為無差錯(cuò)。 凡是接收端數(shù)據(jù)鏈路層接受的幀均無差錯(cuò)（無比特差錯(cuò)）； 要做到“可靠傳輸”（即發(fā)送什么就收到什么）就必須再加上幀編號(hào)、確認(rèn)和重傳機(jī)制。 6、 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP l 特點(diǎn)： 簡單（這是首要的要求） 封裝成幀 （幀界定符） 透明性 多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（IP、IPX） 多種類型鏈路（串并，同異，高低，電光，動(dòng)靜） 差錯(cuò)檢測（立即丟棄） 檢測連接狀態(tài)（短時(shí)間自動(dòng)檢測） 最大傳送單元（數(shù)據(jù)部分的最大長度） 網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商 數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商（不要求標(biāo)準(zhǔn)化） l 不需要的功能 糾錯(cuò)（不可靠傳輸） 流量控制（由TCP負(fù)責(zé)） 序號(hào)（不是可靠傳輸，在無線時(shí)可用） 多點(diǎn)線路（不支持一主對(duì)多從） 半雙工或單工鏈路（只支持全雙工） l 組成： 一個(gè)將 IP 數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法。 鏈路控制協(xié)議 LCP (Link Control Protocol)。（數(shù)據(jù)鏈路） 網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議 NCP (Network Control Protocol)。用于支持不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 l 幀格式 字節(jié)填充轉(zhuǎn)義字符（0x7D）； 零比特填充5個(gè)1后加0； l 建立過程 物理鏈路LCP鏈路鑒別的LCP鏈路（PAP）NCP鏈路（IP協(xié)議對(duì)應(yīng)IPCP） 7、 局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層 l 局域網(wǎng)的特點(diǎn)： 網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)單位所擁有，且地理范圍和站點(diǎn)范圍均有限，具有廣播功能，便于擴(kuò)展，提高系統(tǒng)的R（可靠）A（可用）S（生存）。 l 局域網(wǎng)的拓?fù)洌盒切尉W(wǎng)，環(huán)形網(wǎng)（令牌環(huán)形），總線網(wǎng)（CSMA/CD和令牌傳遞），樹形網(wǎng)（頻分復(fù)用的寬帶局域網(wǎng)）； l 共享信道： 靜態(tài)劃分信道 頻分復(fù)用 時(shí)分復(fù)用 波分復(fù)用 碼分復(fù)用 動(dòng)態(tài)媒體接入控制（多點(diǎn)接入） 隨機(jī)接入 受控接入 ，如多點(diǎn)線路探詢(polling)，或輪詢。 l 以太網(wǎng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)DIX Ethernet V2和IEEE 802.3 l 適配器的作用 進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換。 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。 在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。 實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。 l CSMA/CD（載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測）協(xié)議 實(shí)施通信簡便的兩個(gè)措施： 采用無連接的工作方式（不編號(hào)，不確認(rèn)）； 曼切斯特編碼（一分為二）； 對(duì)點(diǎn)接入總線型網(wǎng)絡(luò)； 載波監(jiān)聽發(fā)送前先監(jiān)聽； 碰撞檢測（沖突檢測）邊發(fā)送邊監(jiān)聽，發(fā)送的不確定性； 半雙工通信 爭用期（碰撞窗口）截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)退避（動(dòng)態(tài)退避） 最短有效幀長度為64字節(jié)； 強(qiáng)化碰撞人為干擾信號(hào)； 幀間最小間隔為9.6微秒； 8、 使用廣播信道的以太網(wǎng) l 集線器的星形拓?fù)?物理上星形網(wǎng)，邏輯上總線網(wǎng)； 多接口； 工作在物理層，簡單地轉(zhuǎn)發(fā)比特，不進(jìn)行碰撞檢測； l 以太網(wǎng)的信道利用率 成功發(fā)送一個(gè)幀占用信道的時(shí)間=T（幀長除以發(fā)送速率）+； 參數(shù)a：，越小越好，幀長度要夠長； 極限信道利用率； l 以太網(wǎng)的MAC層 名字指出我們所要尋找的那個(gè)資源，地址指出那個(gè)資源在何處，路由告訴我們?nèi)绾蔚竭_(dá)該處； RA注冊(cè)管理機(jī)構(gòu)； OUI組織唯一標(biāo)識(shí)符（公司的）； EUI擴(kuò)展唯一標(biāo)識(shí)符； 適配器檢測MAC幀中的目的地址是否發(fā)往本幀單播，廣播，多播； 最常用的 MAC 幀是以太網(wǎng) V2 的格式。 利用曼切斯特編碼來確定長度； 幀間最小間隔導(dǎo)致不需要幀結(jié)束定界符； 以太網(wǎng)不負(fù)責(zé)重傳丟棄的MAC幀；9、 在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng) l 光纖擴(kuò)展； l 集線器擴(kuò)展 優(yōu)點(diǎn)： 使原來屬于不同碰撞域的局域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行跨碰撞域的通信。 擴(kuò)大了局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍。 缺點(diǎn)： 碰撞域增大了，但總的吞吐量并未提高。 如果不同的碰撞域使用不同的數(shù)據(jù)率，那么就不能用集線器將它們互連起來。 10、 在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展以太網(wǎng)（網(wǎng)橋） l 網(wǎng)橋作用（過濾）根據(jù) MAC 幀的目的地址對(duì)收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)（存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)）。 l 好處： 過濾通信量。 （隔離開碰撞域） 擴(kuò)大了物理范圍。（增大工作站的數(shù)目） 提高了可靠性。（出現(xiàn)故障只影響個(gè)別網(wǎng)段） 可互連不同物理層、不同 MAC 子層和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太網(wǎng)）的局域網(wǎng)。 l 缺點(diǎn)： 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)增加了時(shí)延。 在MAC 子層并沒有流量控制功能。 （緩存空間不夠造成溢出導(dǎo)致幀丟失） 具有不同 MAC 子層的網(wǎng)段橋接在一起時(shí)時(shí)延更大。 廣播風(fēng)暴。 （網(wǎng)絡(luò)擁塞） l 在轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí)，不改變幀的源地址； l 透明網(wǎng)橋 自學(xué)習(xí)，即插即用（IEEE 802.1D） 組成：地址（源地址）+接口+時(shí)間（更新用的）； 生成樹算法任何兩個(gè)站之間只有一條路徑。 l 源路由網(wǎng)橋 發(fā)現(xiàn)幀記錄所有可能的路由傳送； 廣播； 最佳路由； l 多接口網(wǎng)橋以太網(wǎng)交換機(jī) 全雙工； 獨(dú)占通信媒體，無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)； 有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，也有直通（不檢查差錯(cuò)，但提高速率減少時(shí)延）； l 虛擬局域網(wǎng)（VLAN） 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。 同一VLAN的成員可以收到其他成員的廣播信息； 11、 高速以太網(wǎng)（大于100Mb/s） l 100BASE-T以太網(wǎng) 雙絞線；星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；IEEE 802.3的CSMA/CD; l 吉比特以太網(wǎng) 全雙工和半雙工都可以；1Gb/s； 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 1、 虛電路服務(wù)和數(shù)據(jù)包服務(wù)的對(duì)比 對(duì)比的方面 虛電路服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) 思路 可靠通信應(yīng)當(dāng)由網(wǎng)絡(luò)來保證 可靠通信應(yīng)當(dāng)由用戶主機(jī)來保證（盡最大努力交付） 連接的建立 必須有 不需要 終點(diǎn)地址 僅在連接建立階段使用，每個(gè)分組使用段的虛電路號(hào) 每個(gè)分組都有終點(diǎn)的完整地址 分組的轉(zhuǎn)發(fā) 屬于同一條虛電路的分組均按照同一路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 每個(gè)分組獨(dú)立選擇路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)（獨(dú)立發(fā)送） 當(dāng)節(jié)點(diǎn)出故障時(shí) 所有通過出故障的結(jié)點(diǎn)的虛電路均不能工作 出故障的結(jié)點(diǎn)可能會(huì)丟失分組，一些路由可能會(huì)發(fā)生變化 分組的順序 總是按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn) 到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不一定按發(fā)送順序 端到端的差錯(cuò)處理和流量控制 可以由網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，也可以由用戶主機(jī)負(fù)責(zé) 由用戶主機(jī)負(fù)責(zé) 2、虛擬互連網(wǎng)絡(luò)（IP網(wǎng)） 使用路由器解決各種異構(gòu)的物理網(wǎng)絡(luò)連接在一起的問題； 3、 分類的IP地址 IP地址由ICANN進(jìn)行分配（中國向APINC）；分類的IP地址（已成歷史） l A類地址（50%） 網(wǎng)絡(luò)號(hào)全0表示本機(jī)，全1表示環(huán)回測試； 主機(jī)號(hào)全0表示本主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址，全1表示所有主機(jī)； l B類地址（25%） 網(wǎng)絡(luò)號(hào)（128.0.0.0不可用）； 主機(jī)號(hào)跟A類一樣 l C類地址（12.5%） 網(wǎng)絡(luò)號(hào)（192.0.0.0不可用）； 主機(jī)號(hào)（同上） l 特點(diǎn) 路由器僅根據(jù)網(wǎng)絡(luò)號(hào)來轉(zhuǎn)發(fā)分組； 多歸屬主機(jī)一個(gè)路由器至少要有兩個(gè)不同的IP地址（每個(gè)接口一個(gè)）； 用網(wǎng)橋或轉(zhuǎn)發(fā)器連接的局域網(wǎng)仍屬于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（相同網(wǎng)絡(luò)號(hào)），用路由器才能連接不同網(wǎng)絡(luò)； 4、 IP地址與硬件地址 使用IP地址是為了隱蔽各種底層網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性而便于分析和研究問題； 數(shù)據(jù)鏈路層看不到數(shù)據(jù)包的IP地址； 路由器只根據(jù)目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)進(jìn)行路由選擇； 5、 ARP（地址解析協(xié)議）和RARP ARPIP地址轉(zhuǎn)為MAC地址； ARP cache本局域網(wǎng)的主機(jī)和路由表的IP地址到MAC地址的映射表； 請(qǐng)求是廣播，響應(yīng)是單播，一次請(qǐng)求響應(yīng)，兩邊同時(shí)把雙方的信息寫進(jìn)ARP cache； 不同局域網(wǎng)的主機(jī)，要通過路由器進(jìn)行ARP查詢； 6、 IP數(shù)據(jù)包的格式（首部20字節(jié)，固定的） 0 4 8 16 19 24 31 版本 首部長度 區(qū)分服務(wù) 總長度 標(biāo)識(shí) 標(biāo)志 片偏移 生存時(shí)間 協(xié)議 首部檢驗(yàn)和 源地址 目的地址 可選字段（長度可變） 填充 數(shù)據(jù)部分 總長度不少于576字節(jié)； 標(biāo)識(shí)，標(biāo)志，片偏移用于分片； TTL（現(xiàn)為跳數(shù)限制）在經(jīng)過路由器時(shí)才減1； 協(xié)議： 協(xié)議名 ICMP IGMP TCP UDP 協(xié)議字段值 1 2 6 17 首部檢驗(yàn)和只檢驗(yàn)首部，16位反碼運(yùn)算相加再求反碼，檢驗(yàn)時(shí)一樣，得到為0即無差錯(cuò)； IP 首部的可變部分就是一個(gè)選項(xiàng)字段，用來支持排錯(cuò)、測量以及安全等措施。7、 IP層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程 從一個(gè)路由器轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)路由器（信息：目的網(wǎng)絡(luò)地址，下一跳地址）； 特定主機(jī)路由對(duì)特定的目的主機(jī)指明一個(gè)路由，方便控制網(wǎng)絡(luò)和測試網(wǎng)絡(luò)； 默認(rèn)路由（0.0.0.0）下一跳路由器的地址不在IP數(shù)據(jù)包里，而在MAC幀里（轉(zhuǎn)為MAC地址）； 分組轉(zhuǎn)發(fā)算法：直接交付特定主機(jī)路由下一跳路由器默認(rèn)路由。8、劃分子網(wǎng) IP地址：=網(wǎng)絡(luò)號(hào)，子網(wǎng)號(hào)，主機(jī)號(hào)； 不改變網(wǎng)絡(luò)號(hào)； 子網(wǎng)掩碼：沒必要是連續(xù)的1； 增加了靈活性，減少了連接在網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)總數(shù)； 同樣的IP地址和不同的子網(wǎng)掩碼可以得出相同的網(wǎng)絡(luò)地址； 使用子網(wǎng)時(shí)分組的轉(zhuǎn)發(fā)，增加了子網(wǎng)掩碼 能解釋下面這幅圖：9、 CIDR（無分類編址） IP地址：=網(wǎng)絡(luò)前綴，主機(jī)號(hào)；/后表示網(wǎng)絡(luò)前綴的位數(shù)； 最小地址（全0），最大地址（全1）； 路由聚合構(gòu)成超網(wǎng)； 能解釋下面的這幅圖： 10、 ICMP（網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議） l 差錯(cuò)報(bào)文 3終點(diǎn)不可達(dá) 4源點(diǎn)抑制(Source quench)，放慢發(fā)送速率 11時(shí)間超過，TTL=0 12參數(shù)問題，首部參數(shù)有問題 5改變路由（重定向）(Redirect) l 以下情況不發(fā)送差錯(cuò)報(bào)文 對(duì) ICMP 差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文不再發(fā)送 ICMP 差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。 對(duì)第一個(gè)分片的數(shù)據(jù)報(bào)片的所有后續(xù)數(shù)據(jù)報(bào)片都不發(fā)送 ICMP 差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。 對(duì)具有多播地址的數(shù)據(jù)報(bào)都不發(fā)送 ICMP 差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。 對(duì)具有特殊地址（如127.0.0.0 或 0.0.0.0）的數(shù)據(jù)報(bào)不發(fā)送 ICMP 差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。 l 詢問報(bào)文 8或0回送請(qǐng)求和回答報(bào)文，測試目的站是否可達(dá)； 13或14時(shí)間戳請(qǐng)求和回答報(bào)文，時(shí)鐘同步和測量時(shí)間； l 應(yīng)用 Ping回送請(qǐng)求和回答報(bào)文；沒有經(jīng)過TCP和UDP Tracert時(shí)間差錯(cuò)報(bào)文和終點(diǎn)不可達(dá)報(bào)文（最后）； 11、 路由選擇協(xié)議 l 兩類 靜態(tài)路由選擇策略（非自適應(yīng)路由選擇）； 動(dòng)態(tài)路由選擇策略（自適應(yīng)路由選擇）； l 分層次的路由選擇協(xié)議 AS： IGB（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）RIP（基于距離向量的路由選擇）和OSPF；域內(nèi)路由選擇 EGB（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）BGP-4；域間路由選擇 12、 路由器的構(gòu)成 l 路由選擇 核心路由選擇處理機(jī)； l 分組轉(zhuǎn)發(fā) 組成交換結(jié)構(gòu)，輸入端口，輸出端口； 路由選擇 涉及到多個(gè)路由器 總是用軟件 轉(zhuǎn)發(fā) 只涉及到一個(gè)路由器 可用特殊硬件實(shí)現(xiàn) 路由器中的輸入或輸出隊(duì)列產(chǎn)生溢出是造成分組丟失的重要原因。 交換結(jié)構(gòu)三種方法：通過存儲(chǔ)器；通過縱向；通過互連網(wǎng)絡(luò)； 13、 IP多播（了解即可） IP多播所傳送的分組需要使用多播IP地址； 多播數(shù)據(jù)包使用D類地址作為目的地址； 14、 VPN 專用地址（可重用地址）：10/8，172.16/12，192.168/16； 利用隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)VPN； 15、 NAT 安裝在路由器上； 將本地地址轉(zhuǎn)為全球IP地址； 第五章 運(yùn)輸層 1、 進(jìn)程之間的通信 面向通信部分的最高層； 用戶功能中的最低層； 提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信； 2、 運(yùn)輸層的端口 識(shí)別各應(yīng)用層進(jìn)程； 只具有本地意義； 端口范圍：熟知端口（11023）；注冊(cè)（或登記）端口（102449151）；動(dòng)態(tài)（或客戶、短暫）端口號(hào)（4915265535）； 3、 UDP l 特點(diǎn) 無連接；（減少開銷和發(fā)送時(shí)延） 盡最大努力交付； 面向報(bào)文；（對(duì)報(bào)文不分拆，不合并） 沒有擁塞控制； 支持一對(duì)一，一對(duì)多，多對(duì)一，多對(duì)多的交互通信； 首部開銷小。（八個(gè)字節(jié)） 無編號(hào)； l 首部格式 檢驗(yàn)和加上偽首部和數(shù)據(jù)部分； 4、 TCP l 特點(diǎn) 進(jìn)程到進(jìn)程的通信；（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，每個(gè)進(jìn)程都需要一個(gè)連接） 流交付服務(wù)；（無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流） 全雙工通信；（發(fā)送、接收緩存） 復(fù)用和分用；（發(fā)送復(fù)用，接收分用） 面向連接的服務(wù)； 可靠的服務(wù)。（無差錯(cuò)，不丟失，不重復(fù)，按序到達(dá)） l 套接字（socket） IP地址加端口號(hào)； TCP連接：=socket1，socket2；5、 可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?l 停止等待協(xié)議（等待確認(rèn)后在發(fā)送） 在發(fā)送完一個(gè)分組后，必須暫時(shí)保留已發(fā)送的分組的副本。 分組和確認(rèn)分組都必須進(jìn)行編號(hào)。 超時(shí)計(jì)時(shí)器的重傳時(shí)間應(yīng)當(dāng)比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r(shí)間更長一些。 自動(dòng)重傳請(qǐng)求 ARQ； 簡單，但信道利用率太低； l 連續(xù)ARQ協(xié)議 發(fā)送窗口，累積確認(rèn)（對(duì)按序到達(dá)的最后一個(gè)分組發(fā)送確認(rèn)） 6、 TCP首部格式 0 8 16 24 31 源端口 目的端口 序號(hào) 確認(rèn)號(hào) 數(shù)據(jù)偏移 保留 URG ACK PSH RST SYN FIN 窗口 檢驗(yàn)和 緊急指針 選項(xiàng)（長度可變） 填充 數(shù)據(jù)偏移首部長度（最大60字節(jié)）； ACK確認(rèn)號(hào)有效； PSH立即收到響應(yīng)； RST釋放鏈接； SYN連接請(qǐng)求和連接接受； FIN釋放運(yùn)輸連接； 窗口現(xiàn)在允許對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù)量，窗口值是經(jīng)常在動(dòng)態(tài)變化著；（以字節(jié)為單位） 檢驗(yàn)和也要加上偽首部； 緊急指針窗口為0也可以發(fā)送緊急數(shù)據(jù)； 選項(xiàng)：MSS（556字節(jié)）；窗口擴(kuò)大（通過左移來擴(kuò)大）；時(shí)間戳（計(jì)算RTT）； 7、 TCP可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn) l 以字節(jié)為單位的滑動(dòng)窗口 窗口位置由后沿和前沿決定； 必須按序確認(rèn)； 發(fā)送（接收）緩存>發(fā)送（接收）窗口>已發(fā)送（按序到達(dá)）； 接收方要有累計(jì)確認(rèn)的功能； l 超時(shí)重傳時(shí)間的選擇 RTT往返時(shí)間； 加權(quán)平均往返時(shí)間，來一個(gè)算一個(gè)，一個(gè)一個(gè)來算；對(duì)應(yīng)新樣本； RTO超時(shí)重傳時(shí)間略大于RTT； 重傳的報(bào)文段不采用其往返時(shí)間樣本，但每次重傳會(huì)增加RTO； l 選擇確認(rèn)SACK 首部選項(xiàng)加上SACK；（所需信息過多，可以忽略，選擇重傳未確認(rèn)的數(shù)據(jù)塊） 8、 TCP的流量控制 l 利用滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)流量控制 發(fā)送方的發(fā)送窗口不能超過接收方給出的接受窗口的數(shù)值； 設(shè)置持續(xù)計(jì)時(shí)器來防止窗口由零變?yōu)榉橇銓?dǎo)致的僵局。 l 傳輸?shù)男剩ㄈN機(jī)制） 維持一個(gè)等于MSS的變量來控制緩存； 發(fā)送方的推送push操作； 計(jì)時(shí)器期限到了就將緩存數(shù)據(jù)裝入報(bào)文段。 9、 TCP的擁塞控制 擁塞控制是全局的控制，以網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷為前提； 流量控制是端口的控制； l 擁塞控制方法 慢開始和擁塞避免： 慢開始：以MSS作為發(fā)送窗口大小的初始值（擁塞窗口），每經(jīng)過一個(gè)傳輸輪次（從發(fā)送到確認(rèn)），cwnd就加倍；慢開始門限作為慢開始和擁塞避免的轉(zhuǎn)換點(diǎn)； 擁塞避免：每一個(gè)RTT，cwnd只加1，（線性增長，加法增大）； 出現(xiàn)擁塞時(shí)，慢開始門限設(shè)置為當(dāng)前窗口值的一半（乘法減?。琧wnd設(shè)為1； 快重傳和快恢復(fù)： 快重傳：收到三個(gè)重復(fù)確認(rèn)立即發(fā)送未被確認(rèn)的報(bào)文段； 快恢復(fù)：乘法減小后執(zhí)行加法增大； l RED隨機(jī)早期檢測 避免全局同步（多個(gè)TCP復(fù)用）； 三個(gè)參數(shù)：最小門限；最大門限（最小門限的兩倍）；概率p； P的計(jì)算方法： ； ； 。10、 TCP的運(yùn)輸連接管理 采用客戶服務(wù)器的連接方式； 三個(gè)階段： 連接建立； 三次握手，SYN報(bào)文不攜帶數(shù)據(jù)，但消耗序號(hào)；ACK報(bào)文不攜帶數(shù)據(jù)，不消耗序號(hào)； 數(shù)據(jù)傳輸； 連接釋放； FIN段不攜帶數(shù)據(jù)，但消耗掉一個(gè)序號(hào)； 第六章 應(yīng)用層 1、 DNS l 計(jì)算機(jī)用戶間接使用DNS； l 使用UDP向域名服務(wù)器傳輸DNS請(qǐng)求報(bào)文； l 結(jié)構(gòu)：采用層次樹狀結(jié)構(gòu)；域名只是邏輯概念； l 域名服務(wù)器： 以區(qū)為管轄單位； 根域名服務(wù)器頂級(jí)域名服務(wù)器（TLD）權(quán)限域名服務(wù)器本地域名服務(wù)器； 域名解析過程： 主機(jī)向本地域名服務(wù)器的查詢采用遞歸查詢；（請(qǐng)求者身份向上遞歸） 本地域名服務(wù)器向根域名服務(wù)器的查詢采用迭代查詢；（常用） l 高速緩存： 本地域名服務(wù)器和主機(jī)都會(huì)有； 有計(jì)時(shí)器（增加時(shí)間減少網(wǎng)絡(luò)開銷，減少時(shí)間提高域名轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性）； 2、 FTP l 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。 l 基本工作原理 主要功能：減少或消除在不同操作系統(tǒng)下處理文件的不兼容性； 使用TCP可靠的運(yùn)輸服務(wù)；使用客戶服務(wù)器方式； 服務(wù)器進(jìn)程：主進(jìn)程：接受新的請(qǐng)求；從屬進(jìn)程：處理單個(gè)請(qǐng)求； 兩個(gè)并行的連接：控制連接（端口21）：會(huì)話期間一直打開；數(shù)據(jù)連接（端口20）：連接客戶端和服務(wù)器端的數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程。 l TFTP(端口號(hào)69） 使用UDP數(shù)據(jù)報(bào)； 只支持文件傳輸，不支持交互； 像停止等待協(xié)議 特點(diǎn)： (1) 每次傳送的數(shù)據(jù) PDU 中有 512 字節(jié)的數(shù)據(jù)，但最后一次可不足 512 字節(jié)（文件結(jié)束的標(biāo)志，若是512的整數(shù)倍則發(fā)一個(gè)只有首部的數(shù)據(jù)報(bào)文）。 (2) 數(shù)據(jù) PDU 也稱為文件塊(block)，每個(gè)塊按序編號(hào)，從 1 開始。 (3) 支持 ASCII 碼或二進(jìn)制傳送。 (4) 可對(duì)文件進(jìn)行讀或?qū)憽?(5) 使用很簡單的首部。 3、 TELNET（終端仿真協(xié)議） 客戶服務(wù)器方式； 傳輸?shù)母袷绞褂肗VT； 4、 萬維網(wǎng) l 信息儲(chǔ)藏所； l 分布式超媒體(hypermedia)系統(tǒng)，它是超文本(hypertext)系統(tǒng)的擴(kuò)充。 l 客戶服務(wù)器方式 l 特點(diǎn)： 利用統(tǒng)一資源定位符URL來標(biāo)志分布在整個(gè)因特網(wǎng)上的萬維網(wǎng)文檔； 利用http來實(shí)現(xiàn)萬維網(wǎng)上的各種鏈接； HTML可以是不同作者創(chuàng)作的不同風(fēng)格的萬維網(wǎng)文檔都能在因特網(wǎng)上的各種主機(jī)上顯示出來； 使用搜索引擎讓用戶能夠很方便地找到所需的信息； l URL 組成： <協(xié)議>:/<主機(jī)>:<端口>/<路徑>； l HTTP超文本傳送協(xié)議 面向事務(wù)的協(xié)議，可靠； 本身是無連接的； http 1.0是無狀態(tài)的，每次請(qǐng)求有兩倍RTT的開銷； http 1.1是持續(xù)連接，兩種工作方式：非流水線方式：收到響應(yīng)后再發(fā)出請(qǐng)求；流 水線方式：連續(xù)發(fā)送，只花費(fèi)一個(gè)RTT時(shí)間； http代理服務(wù)器（高速緩存）存儲(chǔ)請(qǐng)求和響應(yīng)； 報(bào)文結(jié)構(gòu)（ASCII碼）： 請(qǐng)求報(bào)文=請(qǐng)求行（方法，URL，http的版本），首部行，實(shí)體主體； 響應(yīng)報(bào)文；=狀態(tài)行（http版本，狀態(tài)碼，簡單短語），首部行，實(shí)體主體； Cookie在服務(wù)器和客戶之間傳遞的狀態(tài)信息， l Html超文本標(biāo)記語言 制作萬維網(wǎng)網(wǎng)頁的標(biāo)準(zhǔn)語言； 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)文檔：增加另一個(gè)應(yīng)用程序；增加一個(gè)機(jī)制（CGI）； CGI通用網(wǎng)關(guān)接口； Java技術(shù)組成：程序設(shè)計(jì)語言；運(yùn)行環(huán)境；類庫。 l 搜索引擎：全文檢索；分類目錄搜索引擎（人工）；元搜索引擎（多個(gè)引擎聚合）。 5、 電子郵件 發(fā)送郵件的協(xié)議：SMTP 讀取郵件的協(xié)議：POP3 （客戶服務(wù)器）和 IMAP（聯(lián)機(jī)協(xié)議） 用戶代理 UA 就是用戶與電子郵件系統(tǒng)的接口，是電子郵件客戶端軟件。 電子郵件由信封(envelope)和內(nèi)容(content)兩部分組成。 6、 DHCP動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 協(xié)議軟件參數(shù)化；自動(dòng)獲?。?需要配置的項(xiàng)目 (1) IP 地址 (2) 子網(wǎng)掩碼 (3) 默認(rèn)路由器的 IP 地址 (4) 域名服務(wù)器的 IP 地址 7、 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMP 并不是行政上的管理； 本功能包括監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)性能、檢測分析網(wǎng)絡(luò)差錯(cuò)和配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。第七章 網(wǎng)絡(luò)安全 1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的與通信有關(guān)的四種威脅：截獲；中斷；篡改；偽造； 2、主動(dòng)攻擊：更改報(bào)文流；拒絕服務(wù)（DoS，DDoS）；偽造連接初始化； 3、對(duì)稱秘鑰密碼體制 l DES64位（56為實(shí)際秘鑰，8位奇偶校驗(yàn)）； l RSA 設(shè)有公鑰和私鑰；私鑰由公鑰決定，但不能由其推導(dǎo)； 加密方法的安全性取決于秘鑰的長度以及計(jì)算量； 4、 數(shù)字簽名報(bào)文鑒別；報(bào)文的完整性；不可否認(rèn)；先解后加 后面幾章 l 音視頻服務(wù)的分類：流式存儲(chǔ)音視頻；流式實(shí)況音視頻；交互式音視頻。 l 無線以太網(wǎng)協(xié)議IEEE 802.11；使用CSMA/CA協(xié)議（碰撞避免）； l IPV6128字節(jié)（全球48位，子網(wǎng)16位，接口64位）；