计算机网络期末复习【改】

1、计算机网络期末复习 _by 大剑第一章、概述计算机网络概述 网络：由若干结点和连接这些结点的链路组成互联网：网络与网络通过路由器互连起来，构成覆盖范围更大的网络，即“网络的网络”因特网：世界上最大的互联网计算机网络：通过通信线路和通信设备，将地理位置上分散的、具有独立处理能力的计算机系统互连起来，为了实现数据通信和资源共享。因特网的发展阶段：第一阶段是从单个网络 ARPANET向互联网发展的过程第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网,主干网、地区网、校园网（企业网）第三阶段逐渐形成了多层次 ISP (Internet Service Provider)ISP:因特网服务提供商 结构的因特网分组

2、交换的优点： 优点 所采用的手段高效在分组传输的过程中动态的分配传输宽带，对通信链路是逐段占用灵活为每一个分组独立地选择转发路由迅速以分组作为传送单元，可以不先建立连接就能向其他主机发送分组可靠保证可靠性的网络协议；分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性三种交换方式在数据传送阶段的主要特点：电路交换整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送。报文交换整个报文先传送到相邻结点，全部储存下来后查找转发表，转发到下一个结点。分组交换由单个分组传送到相邻节点，储存下来后查找转发表，转达到下一个节点。计算机网络的分类不同作用范围的分类广域网WAN (Wide Area Netwo

3、rk)城域网 MAN (Metropolitan Area Network)局域网 LAN (Local Area Network) 个人区域网 PAN (Personal Area Network) 从网络的使用者进行分类公用网 (public network) 专用网 (private network) 计算机网络的性能特征 速率 带宽 吞吐量 时延 时延带宽积 往返时间 利用率时延（delay或者latency）是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。时延有时也称为延迟或迟延。1.发送时延 发送时延（transmission delay）是主机或

4、路由器发送数据帧所需要的时间。 计算公式：发送时延=数据帧长度（b)/发送速率(b/s)2. 传播时延 传播时延（propagation delay）是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。 计算公式：传播时延=信道长度（m）/电磁波在信道上的传播速率（m/s)3. 处理时延4. 排队时延利用率：D=D0 /1-U D0 ：表示网络空闲的时延 D：表示当前网络的时延 U：网络的利用率协议与划分层次实体：每一层中，表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 对等实体：不同机器上位于同一层次、完成相同功能的实体。协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合。 为进行网络中的数据交换而建立的规则

5、，标准或约定称为网络协议（network protocol）。网络协议也可以简称为协议。网络协议主要由以下三个要素组成：1.语法 数据与控制信息的结构或格式2.语义 需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应 3.同步 事件实现顺序的详细说明服务：在网络的分层模型中，每一层为相邻的上一层所提供的功能服务原语：上层使用下层所提供的服务，必须通过与下层交换命令服务访问点：同一系统相邻两层的实体进行交互的地方服务数据单元：层与层之间交换的数据单元协议与服务协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。服务是“垂直的”a) 服务源语b) 服务访问点（SAP）c) 服务数据单元（SDU）

6、，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。 本层的用户只能看见服务而无法看见下面的协议，下面的协议对上面的服务用户是透明的。 分层的优点各层之间是独立的-结构上可分割-开灵活性好-易于实现和维护-能促进标准化工作三种体系结构OSI的七层体系结构 物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层TCP/IP四层体系结构 网络接口层、网际层IP、运输层、应用层五层协议的体系结构 物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层五层协议的体系结构1.应用层：位于体系的最高层，直接为用户的

7、应用进程提供服务。（比如：HTTP协议，SMTP协议，FTP协议等等）2.运输层：负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）提供面向连接、可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段（segment）。用户数据报协议UDP（User Datagram Protocol）提供无连接的、尽最大努力的数据传输服务（不保证数据传输的可靠性），其数据传输的单位是用户数据报。3.网络层：负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。4.数据链路层：将网络层交付下来的IP数据报，组装成帧，在两个相邻结点间的链路上“透明”地传送帧中的数

8、据。5.物理层：透明地传送比特流。第2章 、物理层物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，因此主要任务描述为确定与传输媒体接口有关的一些特性，即：机械特性 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围功能特性 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义过程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序单向通信：又称单工通信，只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。只需一条通信信道。双向交替通信：又称半双工通信，即通信的双方都可以发送和接收信息，但不能双方同时发送或者同时接收。需两条通信信道。双向

9、同时通信：又称全双工通信，即通信的双方可以同时发送和接收信息。需两条通信信道。极性编码：使用两种电压电平（正值和负值 ）。其中常见的有四种：不归零编码、归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码。基带信号：来自信源的信号基带调制：仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应带通信号：利用载波进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。经过载波调制后的信号称为带通信号带通调制:使用载波的调制基本的带通调制方法：调幅（AM）：载波的振幅随基带数字信号而变化调频（FM）：载波的频率随基带数字信号的而变化调相（PM）：载波的初始相位随数字信号而变化双绞线屏蔽双绞线 STP (

10、Shielded Twisted Pair)无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)信道复用技术：复用是通信技术中的基本概念。最基本的复用就是频分复用FDM和时分复用TDM。统计时分复用STDM是一种改进的时分复用，它能明显地提高信道的利用率。波分复用WDM就是光的频分复用。1.频分复用FDM定义：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。特点用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。2时分复用TDM定义：将线路传输时间分成一个个互不重叠的时隙，并按一定规则将这些时隙分配给多路信号，每一路

11、信号在分配给自己的时隙内独占信道进行传输。分类：同步时分多路复用STDM异步时分多路复用ATDM3. 波分复用WDM=V*T ->波长->3*108m/s4. 码分复用CDM(码分多址 CDMA系统特点：每个站分配的麻片序列不仅必须各不相同，而且还必须互相正交) P-55特点每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现采用CDMA可提高通信的话音质量和数据传输的可靠性，减少干扰对通信的影响，增大通信系统的容量，降低手机的平均发射功率等等码片序列每一个比特

12、时间划分为 m 个短的间隔称为码片，通常m是64或128每个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列如发送比特 1，则发送自己的 m bit 码片序列如发送比特 0，则发送该码片序列的二进制反码每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交在实用的系统中是使用伪随机码序列第3章 、数据链路层数据链路层的功能 帧同步（Frame Synchronous） 寻址（Addressing） 流量控制（Flow Control） 差错控制（Error Control） 帧类型的识别（Edentification） 透明传输 （Transparent Transmission） 链路管理（Lin

13、k Management）基本概念链路：是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，中间没有任何其他的交换结点。数据链路： 除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。帧：数据链路层的协议数据单元。数据链路层把网络层交下来的数据构成帧发送到链路上，以及把接收到的帧中的数据取出来上交给网络层。数据链路层的通信信道点对点信道：这种信道使用一对一的点对点通信方式广播信道：这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。

14、广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。数据链路层协议有很多种，他们的基本问题是：封装成帧、透明传输、差错检测封装成帧定义：在发送方，数据链路层必须提供将从网络层接收的分组封装成帧的功能，即为来自上层的分组加上必要的帧头和帧尾首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界拆帧定义：在接收方，数据链路层必须提供将所接收到的帧重新拆装成网络层分组的功能，即去掉发送端数据链路层所加的帧头和帧尾，从中分离出网络层所需的分组透明传输不管所传输的数据是什么样的比特组合，都应当能够在物理链路上传送。当所传的数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，就必须采取措施，使得

15、接收方不会将数据误认为是某种控制信息。差错检测差错的定义接收端收到的数据与发送端实际发出的数据出现不一致的现象衡量差错的严重程度误码率=出错的比特数/总的比特数*100%差错控制的必要性信道中的噪声是客观存在的，不管信道质量多高，误码率都不可能是零。因此，无论是通过哪一种传输介质或信道进行数据传输，差错控制都是不可少的。检错码定义：接收方只能判断所接收到的数据块有错，但不能确定出错的位置，也不能纠正错误。如奇偶校验码、CRC码等只能发现错误，不能纠正错误，因此需要反馈重发来纠错。纠错码定义：接收方不仅能够判断所接收到的数据块有错，还能确定出错所在的位置，然后只需将该位置上的错误位求反，便可获得

16、正确的数据信息。 如海明码就是一种能够纠正一位错的编码。检错码循环校验码CRC原理在发送端，先把数据划分为组。待发送的每组数据由两部分组成，前一部分是k个比特的待发送信息，后一部分是r个比特的供差错检测的冗余码，该冗余码又称为帧检验序列FCS。在接收端，对收到的每组数据进行 CRC 检验。若得出的余数 R = 0，则判定该组数据没有差错，就接受。若余数 R ¹ 0，则判定该组数据有差错，就丢弃。检错码反馈重发机制原理：当接收方检验出错误的帧时，首先将该帧丢弃，然后接收方给发送方反馈信息，请求对方重发相应的帧；当接收方检验出帧是正确的，也会发回反馈信息，请求对方继续发送下一个帧。实现方

17、法停止-等待方式ARQ连续ARQ方式检错码反馈重发机制停止-等待方式原理：发送方在发出一帧之后必须停下来等待接收方对发送的帧进行确认。若确认对方已经正确收到，则发送方继续发送下一帧；否则发送方就重发该帧。帧的确认有肯定和否定之分：正确接收的帧被称为确认帧（ACK），错误接收的帧被称为否认帧（NAK）。纠错码海明码原理发送方：设信息位为k位，将其分成r组，进行偶校验，能产生r位检错码，总的码长为n=(k+r)位。接收方：对收到的数据再分成r组，每组计算出一个检错位，这些检错位可组成一个出错字，共有2r种状态，其中检错位全为0时，表示无错；其它组合可指出（2r-1）位中的某一位出错。以n=7为例，

18、设有效信息位为4位：I4、I3、I2、I1,附加校验为3位： r2、r1、r0 。有效信息位与校验位的位置为：B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 I4 I3 I2 r2 I1 r1 r0 发送方计算校验位的关系式：r2=I4+I3+I2r1=I4+I3+I1r0=I4+I2+I1发送方采用偶校验方式接收端使用下面的关系式对校验位关系式进行检验，以判断接收到的码字是否正确。此关系式也称为监督关系式：S2=r2+I4+I3+I2S1=r1+I4+I3+I1S0=r0+I4+I2+I1其中S2、S1和S0称为校正因子，S2S1S0=000时，表示无错； S2S1S0 000时，则有错误出现，出

19、错的位置以S2S1S0的编码为准。检错编码的优势在于简单快速，适用于网络条件好的条件；纠错编码能力强，适用于网络条件差的环境以减少重传。流量控制的作用使发送方所发出的数据流量不要超过接收方所能接收的速率流量控制的原理流量控制的关键就是需要有一种反馈机制，使发送方能了解接收方是否具备足够的接收及处理能力流量控制的策略滑动窗口协议将流量控制机制与帧确认机制巧妙地结合在一起滑动窗口协议定义：滑动窗口协议是指一种采用滑动窗口机制进行流量控制的方法。通过限制己经发送但还未确认的数据帧的数量，滑动窗口协议可以调整发送方的发送速度。帧序列号发送窗口接收窗口PPP协议（Point to Point Proto

20、col)概述现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对点协议PPPPPP协议是一种面向字符的协议，提供全双工的电路以实现双向的数据传输。PPP协议灵活的选择配置、多协议的封装机制、良好的选项协议机制以及丰富的认证协议，使得它在远程接入技术中得到了广泛的应用。用户通过某个ISP连接到因特网，一般都是使用 PPP 协议PPP协议基本特点：简单、封装成帧、 透明性、 多种网络层协议、多种类型链路、差错检测、检测连接状态 、最大传送单元 、网络层地址协商、数据压缩协商 特点：帧同步(Frame Synchronous)寻址(Addressing)流量控制(Flow Control)链路管理(Link

21、Management)差错控制(Error Control)帧类型的识别(Eden tification)透明传输(Transparent Transmssion)HDLC协议(High-Level Data Link Control)概述HDLC是一种面向比特的协议，只能用于同步数据链路，它支持全双工通信，采用比特填充的成帧技术，以滑动窗口协议进行流量控制。HDLC及其改进形式被广泛地用于广域网技术中。局域网概述定义：将分散在一个局部地理范围（如一栋大楼等）的多台计算机通过传输介质连接起来的通信网络。传输介质：用于连接网络设备的介质类型目前广泛采用的传输介质是双绞线传输技术：借助传输介质进行

22、数据通信的技术传输技术主要包含信道编码、调制解调以及信道复用技术等网络拓扑：组网时计算机和通信线缆连接的物理结构和形状常见的局域网网络拓扑结构：总线形、星形、环形、树形介质访问控制：为了协调多个站点对共享的传输介质资源的使用，即规定局域网内的站点什么时候能向网络中发送数据常见的介质访问控制方法：信道划分访问控制、随机访问介质访问控制、轮询访问介质控制介质访问控制 CSMA/CD区别：基于随机的访问的介质访问的是 CMSA实质：“载波监听”“碰撞坚挺”基于随机访问的介质访问控制-载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD发送数据前，监听信道是否空闲，如果是空闲的则发送出数据。同时边发送数据边检测数

23、据，一旦它检测到有数据冲突，就放弃当前的传送任务，然后等待一个随机的时间后，重新尝试发送。因此，可以快速地终止被损坏的帧，以节省时间和带宽。 CSMA/CD是局域网中的一个重要协议。若检测到信道忙，则继续监听，直到信道转为空闲，但由于CSMA/CA没有CSMA/CD的冲突检测机制，因此各发送站点要等待一个DIFS时间，还必须执行二进制指数退避算法以进一步减少冲突。二进制指数退避算法第 i 次退避就在 22 + i 个时隙中随机地选择一个，即：第 i 次退避是在时隙 0, 1, , 22 + i 1 中随机地选择一个。 第 1 次退避是在 8 个时隙（而不是 2 个）中随机选择一个。第 2 次退

24、避是在 16 个时隙（而不是 4 个）中随机选择一个。 当时隙编号达到255就不再增加了。进制指数退避算法使用情况仅在下面的情况下才不使用退避算法：检测到信道是空闲的，并且这个数据帧是要发送的第一个数据帧。除此以外的所有情况，都必须使用退避算法。即：在发送第一个帧之前检测到信道处于忙态。在每一次的重传后。在每一次的成功发送后再要发送下一帧站点在退避时间选定后，就相当于设置了一个退避计时器。站点每经历一个时隙就检测一次信道。若检测到信道空闲，退避计时器就继续倒计时。若检测到信道忙，就冻结退避计时器的剩余时间，重新等待信道变为空闲并再经过时间DIFS 后，从剩余时间开始继续倒计时。如果退避计时器的

25、时间减小到零时，就开始发送整个数据帧。 MAC子层MAC：负责访问控制和分组拆装MAC管理：负责ESS漫游、电源管理和登记过程中的关联管理LLC子层：负责屏蔽MAC子层的不同实现机制，将其变成统一的LLC界面，从而向上层提供一致的服务在局域网中，硬件地址又称为物理地址或MAC地址（因为这种地址用在MAC帧中）。MAC帧802.11 帧共有三种类型，即控制帧、数据帧和管理帧MAC帧格式IEEE802.3标准字段PSFDDASALDATAPADFCS字节712或62或62015000464前导符字段（P）：格式为“10101010”,前导符的目的是使接收方进入同步状态，以便做好接收数据的准备。帧开

26、始标志（SFD）：值为“10101011”DA：目的地址SA：源地址L：DATA字段的实际长度DATA：用户数据，存放高层LLC的协议数据单元填充字段（PAD）：采用填充无用字符的方式保证整个帧的长度不小于64字符。FCS：循环校验码帧间最小间隔帧间最小间隔为 9.6 ms，在 10M 以太网下，相当于 96 bit 的发送时间。这样做是为了使得接收方知道当前帧己发送结束，同时其接收缓存来得及清理，做好接收下一帧的准备。网桥网桥也叫桥接器，是工作在数据链路层的一种网络互连设备，它可以实现两个或多个局域网LAN的互联。功能：物理上扩展网络数据过滤逻辑上划分网络数据推进帧格式转换使用网桥的优点：过

27、滤通信量，提高吞吐量扩大了物理范围提高了可靠性可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的局域网第4章 、网络层网络层的功能网络层涉及到将源主机发出的分组经由各种网络路径发送到目的主机。网络层利用了数据链路层所提供的相邻结点之间的帧传输服务，向传输层提供了从源结点到目标结点的分组传输服务。面向连接的通信方式建立虚电路(Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。虚电路表示这只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力

28、交付的数据报服务。网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。 虚电路服务与数据报服务的对比对比的方面虚电路服务数据报服务思路可靠通信应当由网络来保证可靠通信应当由用户主机来保证连接的建立必须有不需要终点地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号每个分组都有终点的完整地址分组的转发属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发每个分组独立选择路由进行转发当结点出故障时所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作出故障

29、的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化分组的顺序总是按发送顺序到达终点到达终点时不一定按发送顺序端到端的差错处理和流量控制可以由网络负责，也可以由用户主机负责由用户主机负责IP协议（网际协议）的作用与特点IP协议是TCP/IP网络层的核心协议，也是整个TCP/IP模型中的核心协议之一。IP协议是一个不可靠的，无连接的数据报传输协议。IP协议是一个支持异构网络互连的网络层协议。IP分组IP分组由IP协议来定义，由于IP协议实现的是面向无连接的数据报服务，因此IP分组又称为IP数据报。一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须

30、具有的。在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。 版本占 4 位，指 IP 协议的版本。目前的 IP 协议版本号为 4 (即 IPv4)首部长度占 4 位，可表示的最大数值是 15 个单位(一个单位为 4 字节)，因此 IP的首部长度的最大值是 60 字节。区分服务占 8 位，用来获得更好的服务在旧标准中叫做服务类型，但实际上一直未被使用过。总长度占 16 位，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为 65535 字节。标识(identification)占 16 位，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。标志(flag) 占 3 位，目前只有前两位有意义。标志

31、字段的最低位是 MF ，MF 1 表示后面“还有分片”，MF 0 表示最后一个分片；标志字段中间的一位是DF，只有当 DF 0 时才允许分片。片偏移(13 位)指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。片偏移以 8 个字节为偏移单位。生存时间(8 位)记为 TTL (Time To Live)，数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。协议(8 位)字段指出此数据报携带的数据使用何种协议，以便目的主机的 IP 层将数据部分上交给哪个处理过程。首部检验和(16 位)字段只检验数据报的首部不检验数据部分。这里不采用 CRC 检验码而采用简单的计算方法。 源地址和目的地址都各占 4 字节IP地

32、址IP协议把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配。物理地址和逻辑地址物理地址数据链路层与物理层使用的地址，硬件地址放在MAC帧的首部。采用静态的编址模式，因此MAC地址是一种平面化的地址，不能提供主机所处的网络位置或结构信息。逻辑地址网络层及以上各层使用的地址，IP地址放在IP数据报首部。采用可配置的编址模式，地址信息随着主机设

33、备所处网络位置不同而变化。IP地址采用了层次化的编址模式，在这种层次结构中可以提供主机所在网络位置或结构信息。IP地址编址方法的三个历史阶段：分类的 IP 地址：这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议。子网的划分：这是对最基本的编址方法的改进，其标准在1985 年通过。构成超网：这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出后很快就得到推广应用。分类的IP地址每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。两级的 IP 地址可以记为：在IPv4中

34、，私有地址的范围分别是：A类地址范围：55B类地址范围：-55C类地址范围：-55变长子网掩码 VLSM (Variable Length Subnet Mask)可进一步提高 IP 地址资源的利用率。在 VLSM 的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。 无分类编址CIDR（构造超网）CIDR最主要的特点CIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址

35、以及划分子网的概念，把32位的IP地址划分为两个部分，前面的部分是“网络前缀”用来指明网络，后面的部分用来表示主机。IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。无分类编址CIDR（构造超网）例：假定某个ISP已拥有地址块/18。现在某大学需要800个IP地址。 1、该大学需要申请多大的CIDR地址块？ /22 2、假设该校有四个系，第一个系需要400个IP地址，第二个系需要200个IP地址，第三个系和第四个系各需要100个IP地址，试问如何分配？ 一系：/23 二系：/24 三系：/2

36、5 四系：28/25ARP协议（地址解析协议）与RARP协议ICMP协议（网际控制报文协议）为了提高 IP 数据报交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议ICMP。ICMP 允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。ICMP 不是高层协议，而是 IP 层的协议。ICMP 报文作为 IP 层数据报的数据，加上数据报的首部，组成 IP 数据报发送出去。ICMP 差错报告报文共有五种：1.终点不可达 ：当路由器或主机不能交付数据报时就向源点发送终点不可达报文。2.源点抑制：当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，就向发送源点抑制报文，使源点知道应当把数据报的发送速

37、率放慢。 3.时间超过：当路由器收到生存时间为零的数据报时，除丢弃该数据报外，还要向源点发送时间时间超过报文。当终点在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部数据片时，就把已收到的数据报片都丢弃，并向源点发送时间超过报文。4.参数问题 ：当路由器或目的主机收到的数据报的首部中有的字段的值不正确时，就丢弃该数据报，并向源点发送参数问题报文。5.改变路由（重定向）：路由器把改变路由报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发送给另外的路由器（可通过更好的路由）。理想的路由算法算法必须是正确和完整的算法在计算上是简单的算法应能适应通信量和网络拓扑的变化算法应具有稳定性算法应是公平的算法应是最佳的网络地

38、址转换NAT引入NAT技术，当使用私有地址的内部网络结点要与外部网络进行通信时，就要实现将私有地址转换为可以在公网上被路由的公有IP地址。内部网关协议IGP外部网关协议EGP内部网关协议RIP：RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。内部网关协议OSPF外部网关协议BGP解决IP地址耗尽的措施从计算机本身发展以及从因特网规模和网络传输速率来看，现在 IPv4 已很不适用。最主要的问题就是 32 位的 IP 地址不够用。要解决 IP 地址耗尽的问题的措施：采用无类别编址 CIDR，使 IP 地址的分配更加合理。采用网络地址转换 NAT 方法以节省全球 IP 地址。采用具有更大地址空间的

39、新版本的 IP 协议 IPv6。IPv6的特点巨大的地址空间，IPv6地址长度为128位，具有2128的地址容量。简化的头部格式，以提高网络设备对IP数据报的处理效率。协议的灵活性。允许地对网络资源进行预分配。更高的安全性。更高的可管理性。IPv6 将首部长度变为固定的 40 字节，称为基本首部(base header)。第五章、运输层运输层的主要功能运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。运输层对收到的报文进行差错检测。端口定义：用来标识网络进程的标识被称为端口号，简称端口。端口用一个 16 位端口号进行标志。端口号只具有本地意义，即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程。在因特网中不

40、同计算机的相同端口号是没有联系的。服务器端使用的端口号熟知端口，数值一般为 01023。比如：WWW、FTP、DNS等等。登记端口号，数值为102449151，为没有熟知端口号的应用程序使用的。使用这个范围的端口号必须在 IANA 登记，以防止重复。客户端使用的端口号短暂端口号，数值为4915265535，留给客户进程选择暂时使用。当服务器进程收到客户进程的报文时，就知道了客户进程所使用的动态端口号。通信结束后，这个端口号可供其他客户进程以后使用。用户数据报协议UDP当运输层采用无连接的 UDP 协议时，这种逻辑通信信道是一条不可靠信道。UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数据报。

41、 传输控制协议TCP当运输层采用面向连接的 TCP 协议时，尽管下面的网络是不可靠的（只提供尽最大努力服务），但这种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道。TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报文段。UDP特点：UDP 是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。UDP 使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付。UDP 是面向报文的。UDP 没有拥塞控制，很适合多媒体通信的要求。 UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。UDP 的首部开销小，只有 8 个字节。 TCP特点TCP 是面向连接的运输层协议。每一条 TCP 连接只能有两个端点，每一条 TCP 连接只能是点对点的（一对一）

42、。 TCP 提供可靠交付的服务。TCP 提供全双工通信。面向字节流。 TCP的连接TCP 把连接作为最基本的抽象。每一条 TCP 连接有两个端点。TCP 连接的端点不是主机，不是主机的IP地址，不是应用进程，也不是运输层的协议端口。TCP 连接的端点叫做套接字(socket)或插口。端口号拼接到IP 地址即构成了套接字。每一条 TCP 连接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所确定。TCP报文：TCP连接的建立都是采用客户服务器方式。主动发起连接建立的应用进程叫做客户(client)。被动等待连接建立的应用进程叫做服务器(server)。 用三次握手建立 TCP 连接的各状态 ：用四次握

43、手释放TCP 连接的各状态:TCP可靠传输机制理想的传输条件传输信道不产生差错不管发送方以多快的速度发送数据，接收方总是来得及处理收到的数据。停止等待协议ARQ连续 ARQ 协议 工作原理发送方(a) 发送方维持发送窗口(b) 收到一个确认后发送窗口向前滑动工作原理接收方接收方一般采用累积确认的方式。即不必对收到的分组逐个发送确认，而是对按序到达的最后一个分组发送确认，这样就表示：到这个分组为止的所有分组都已正确收到了。累积确认优点是：容易实现，即使确认丢失也不必重传缺点是：不能向发送方反映出接收方已经正确收到的所有分组的信息工作原理如果发送方发送了前 5 个分组，而中间的第 3 个分组丢失了

44、。这时接收方只能对前两个分组发出确认。发送方无法知道后面三个分组的下落，而只好把后面的三个分组都再重传一次。这就叫做 Go-back-N（回退 N），表示需要再退回来重传已发送过的 N 个分组。可见当通信线路质量不好时，连续 ARQ 协议会带来负面的影响。 具体实现TCP 连接的每一端都必须设有两个窗口一个发送窗口和一个接收窗口。TCP 的可靠传输机制用字节的序号进行控制。TCP 所有的确认都是基于序号而不是基于报文段。TCP 两端的四个窗口经常处于动态变化之中.利用滑动窗口实现流量控制1. 慢开始和拥塞避免2. 快重传和快恢复一般说来，我们总是希望数据传输得更快一些。但如果发送方把数据发送得过快，接收方就可能来不及接收，这就会造成数据的丢失。流量控制(flow control)就是让发送方的发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收，也不要使网