计算机网络复习笔记

1、第一章 概论Internet：指目前全球最大的、开放的、有众多网络互相连接而成的特定计算机网路，它采用TCP/IP合同族。因特网：从硬件和软件方面来说：数以百万计的互联的计算设备（主机=端系统，通信链路communication link，运营网络应用）；从分布式应用提供服务的联网基本设施：通信基本设施使能分布式应用，提供应应用通信服务。合同：定义了在两个或多种通信实体之间互换的报文格式和顺序，以及在报文传播和/或接受或其她事件方面所采用的动作。一组控制数据通信的规则。网络构成：网络边沿（应用与主机）、网络核心（路由器，网络的网络），接入网。网络边沿：面向连接服务TCP（transmissio

2、n Control protocol）：可靠的，有序的字节流数据传送（丢包：确认和重传），采用流控制（发送方不能过载接受方），拥塞控制（当网络拥塞时发送方“减少发送速率”）。网络边沿：无连接服务UDP（User Data protocol）顾客数据报合同，无连接，不可靠的数据传送，无流控，无拥塞控制。网络核心：电路互换（circuit switching）和分组互换（packet switching）。电路互换：为“呼喊”预留端到端资源，在电路互换网络中，沿着端系统通信途径，为端系统之间通信所提供的资源在（缓存、链路传播速率）在通信会话期间会被预留。（非共享）。将链路带宽划分为“片”，FDM和

3、TDM。FDM（frequency-division multiplexing）频分多路复用，该链路在连接期间为每条连接专用一种频段。TDM（time-division multiplexing）时分多路复用，时间被划分为固定区间的帧，并且每帧又被划分为固定数量的时隙，一种时隙可用于传播该连接。分组互换（记录多路复用 statistical multiplexing）：每个端到端数据划分为分组，分组互换使用按需的方式分派链路。分组互换与电路互换的对比：分组互换容许更多的顾客使用网络；对突发数据极为有效，资源共享，较简朴，无呼喊建立。但是分组互换需要可靠数据传送、拥塞控制合同。分组互换存储转发：

4、从源到目的地通过路由器移动分组，几种途径选择算法（数据报网络，虚电路网络）。数据报网络：分组中的目的地址决定下一跳，在会话中路由可以变化。不是面向连接的，而是无连接的。虚电路网络：每个分组携带标签（虚电路ID），标签决定下一跳，固定的途径在呼喊建立时决定，在呼喊期间保持不变，路由器保持呼喊状态。分组互换中丢包和时延浮现的因素：分组达到链路的速率超过输出链路能力，分组排队，等待互换，如果无空闲缓存则达到的分组丢失，浮现丢包现象。分组时延的4种来源：（1）、节点解决（检查比特差错）；（2）、排队（等待输出链路传播的时间，取决于路由器拥塞的级别）；（3）、传播时延：R=链路宽带（bps），L=分组长

5、度（比特），发送比特进入链路的时间=L/R；（4）、传播时延：d=物理链路的长度，s=在媒体中传播的速度（2*108 m/sec），传播时延=d/s。合同分层：每一层实现一种服务，经她自己的层内动作，依赖由下面层次提供的服务。分层是为理解决复杂系统，明确的构造使得可以标记复杂构件的关系，模块化易于维护、系统的更新。因特网合同栈：应用（支持网络应用，FTP，SMTP，HTTP）；运送（主机到主机数据传播，TCP，UDP）；网络（从源目的地数据报的选路，IP，选路合同）；链路（在邻近网元之间传播数据，PPP，以太网）；物理（“在线上”的比特）。第二章 应用层1、应用体系构造：客户机/服务器，对等（

6、P2P），客户机/服务器与P2P的混合。2、客户机/服务器体系构造：服务器（总是打开的主机，永久的IP地址，可扩展为服务器池）；客户机（与服务器通信，可以间歇地连接，可以具有动态的IP地址，彼此不直接地通信）。3、纯P2P体系构造：无总是打开的服务器，任意的端系统直接通信，对等方间歇地连接，变化IP地址。4、混合：例Napster（文献传送P2P，集中式文献搜索：对等方在中心服务器上注册内容对等方查询相似的中心服务器以定位内容）。5、进程通信进程：在一台主机上运营的程序。客户机进程（发起通信的进程），服务器进程（等待联系的进程）。进程通过一种称为套接字的软件接口在网络上发送和接受报文。套接字是

7、同一台主机内应用层与运送层之间的接口。网络应用从运送层合同获得的服务：TCP和UDP6、TCP：面向连接（客户机和服务器之间所需的建立）；可靠传播（在发送和接受进程之间）；流控制（发送方不会沉没接受方）；拥塞控制（当网络过载时克制发送方）；并不提供定期，最小带宽保证。7、UDP：在发送进程及接受进程之间的不可靠数据传播，不提供建立连接建立、可靠性流控制、拥塞控制、定期或带宽保证。8、HTTP（超文本传播合同）和Web应用：使用TCP，进程端口为80。HTTP连接分为：非持久连接（每个祈求/响应是经一种单独的TCP连接发送）和持久连接（所有的祈求及相应的响应经相似的TCP连接发送）。RTT（来回

8、时延）：从客户机到服务器发送一种小分组并返回所经历的时间。9、HTTP祈求报文格式：祈求行、首部行和实体主体。措施类型：GET、POST、HEAD。GET和POST的区别在于：使用GET措施时实体主体为空，使用POST措施时实体主体看到顾客在表单中所填的内容。10、HTTP响应报文格式：11、WEB缓存：满足客户机祈求而不波及起始服务器。12、FTP（文献传播合同）：使用两个并行的TCP连接来传播文献，一种是控制连接（带外传送），端标语为21；一种是数据连接（带内连接），端标语为20。13、电子邮件：三个重要部分（顾客代理、邮件服务器和SMTP（简朴邮件传播合同）。14、电子邮件：SMTP（简

9、朴邮件传播合同），端标语25，使用持久连接，规定报文以7bitASCII格式，交付/存储到接受方服务器。15、HTTP与SMTP比较：HTTP：拉，每个对象封装在其自己的响应报文中；SMTP：推，多种对象在多方报文中发送。两者均有ASCII命令/响应交互，状态码。MIME（multipurpose Internet mail extension）多用途因特网邮件扩展：为发送非ASCII文本的内容，发送方的顾客代理必须在报文中使用附加的首部行。在报文首部的附加行声明MIME内容类型。邮件访问合同：从服务器获取邮件。POP3：邮局合同；IMAP：互联网邮件访问合同。基于Web的电子邮件使用的是HT

10、TP合同，例如：Hotmail，Yahoo等。DNS（Domain Name System）域名系统：一种由分层的DNS服务器实现的分布式数据库，一种容许主机查询分布式数据库的应用层合同，重要任务是实现主机名到IP地址转换的目录服务。辨认主机的方式：通过主机名或者IP地址。DNS合同运营在UDP上，使用53号端口。顶级域(TLD)服务器：负责com,org,net,edu等，以及所有顶级国家域uk,fr,ca,jp。权威DNS服务器：组织的DNS服务器为组织的服务器提供对IP的权威主机名。查询过程分为递归查询和迭代查询。从祈求主机到本地DNS服务器的查询是递归的，其他的查询是迭代的。P2P文献

11、共享，在对等方区域中组织和搜索索引的3种措施：集中式索引（当顾客启动P2P文献共享应用程序时，该应用程序将她的IP地址以及可供共享的文献名称告知索引服务器，该索引服务器从每个活动的对等方那里收集这些信息，从而建立一种集中式的动态索引，将每个文献拷贝映射到一种IP地址集合。缺陷是：单点故障，如果索引服务器崩溃，则整个P2P应用也就随之崩溃；性能瓶颈和基本设施费用）；查询洪泛（查询报文经既有的TCP连接，对等方转发查询报文，查询命中经反向途径发送）；层次覆盖（结合前两者的长处，与洪泛查询类似，不使用专门的服务器来跟踪和索引文献，但不同的是，在层次覆盖设计中并非所有对等方都是平等的）。第三章 运送层

12、运送层合同为运营在不同主机上的应用进程之间提供了逻辑通信（logic communication），进程间的逻辑通信，端到端传播。运送层合同是在端系统中而不是在网络路由器中实现的。在发送方，运送层将接受到的来自发送应用进程的报文转换成运送层分组，用因特网术语称其为运送层报文段（segment），也许的措施是，将应用报文划分为较小的块，并为每块加上一种运送层首部来创立运送层报文段。然后，在发送方端系统中，运送层将这些报文段传递给网络层，网络层将其封装成网络层分组并向目的地发送。注意：网络路由器仅作用于该数据报的网络层字段，即她们不会检查封装在该数据报的运送层报文段的字段。在接受方，网络层从数据报

13、中提取运送层报文段，并将该报文段向上交给运送层。2、运送层 VS 网络层：网络层是主机间的逻辑通信；运送层是进程间的逻辑通信，依赖、强化网络层服务。3、将主机间交付扩展到进程间交付，成为运送层的多路复用（multiplexing）和多路分解（demultiplexing）。多路复用（multiplexing）：从源主机的不同套接字中收集数据块，并为每个数据块封装上首部信息从而生成报文段，然后将报文段传递到网络层的工作。多路分解（demultiplexing）：将运送层报文段中的数据交付到对的的套接字的工作。4、无连接分解：UDP套接字由二元组标记（目的地IP地址，目的地端标语）；当主机接受UD

14、P段时：在段中检查目的地端标语，将UDP段定向到具有该端标语的套接字。5、面向连接分解：TCP套接字由四元组标记（源IP地址，源端标语，目的IP地址，目的端标语）；接受主机使用这四个值来将段定向到合适的套接字。6、无连接传播UDP：“竭力而为”服务，UDP段也许丢包或者相应用程序交付失序。首部只有4个字段，每个字段两个字节（即共8个字节）。UDP检查和提供了差错检测功能，即检查和用于拟定当UDP报文段从源达到目的时，其中的比特与否发生了变化。7、可靠数据传播的原理（停等合同和流水线合同）：不可靠信道的特点决定了可靠数据传播合同（rdt）的复杂性。使用有限状态机（FSM）来定义发送方和接受方。R

15、dt1.0：经可靠信道的可靠传播（底层信道非常可靠：无比特差错，无分组丢失）。Rdt2.0：具有比特差错的信道，该数据传播合同采用了差错检测、肯定确认与否认确认。类似于Rdt2.0的合同被称为停等合同（stop-and-wait）。自动重传祈求（automatic repeat request，ARQ）合同。Rdt2.1：如果ACK/NAK受损，将会浮现发送方不懂得在接受方发生了什么状况，不能只是重传，也许导致冗余。解决冗余：发送发对每个分组增长序列号，如果ACK/NAK受损，发送方重传目前的分组，接受方丢弃冗余分组。Rdt2.2：一种无NAK的合同，替代NAK，接受方对最后对的接受的分组发送

16、ACK。Rdt3.0：具有差错和丢包的信道。解决措施：发送方等待ACK一段“合理的”时间，需要倒计时定期器。其接受方的FSM和Rdt2.2的同样。8、流水线合同：发送方容许发送多种、“传播中的”、还没有应答的报文段（序号的范畴必须增长，发送方和/或接受方设有缓冲）；有两种形式（回退N帧法go-back-N和选择重传S-R）。9、Go-Back-N：对失序的分组（丢弃，不缓存，没有接受缓冲区；重新确认具有按序的分组）10、SR合同通过让发送方仅重传那些她怀疑在接受方出错的分组而避免了不必要的重传。窗口长度必须不不小于或等于序号空间大小的一半。11、TCP报文段构造：由首部字段（一般是20字节）和

17、一种数据字段构成。MSS（maximum segment size）最大报文段长；MTU（maximum transmission unit）最大传播单元。MSS一般根据最初拟定的最大链路层帧长度来设立。12、TCP可靠数据传播：TCP在IP不可靠服务的基本上创立可靠数据传播服务，流水线发送给报文段，合计确认，TCP使用单个重传计时器，重传超时事件和反复ACK事件触发。迅速重传：如果对相似数据，发送方收到3个ACK，假定被确认的报文段后来的报文段丢失了，在定期器超时之前重传。13、流量控制：发送方不能发送太多、太快的数据让接受方缓冲溢出。14、拥塞控制：拥塞（太多的源发送太多太快的数据，使网络

18、来不及解决），体现为丢包和长延时。拥塞控制的两类措施（端到端的拥塞控制和网络辅助的拥塞控制）。15、TCP拥塞控制：端到端控制。三个机制（AIMD加增倍减算法、慢启动和超时事件后的保守机制）。慢启动（当连接开始的时候，速率呈指数式上升，直到第一次报文丢失事件发生为止或达到阀值Threshold）。第四章 网络层1、核心的网络层功能：转发（forwarding）和选路（routing）。转发：将分组从路由器的输入移动到合适的路由器输出。选路：决定分组从源到目的地所采用的路由。网络层连接和无连接服务：数据报网络提供网络层无连接服务；虚电路网络提供网络层连接服务。一条VC的构成：从源到目的地的途径；

19、VC号是标志沿途径每条链路的号码；沿途径路由器中转刊登中的项。数据报网络：无呼喊建立，路由器（没有端到端连接的状态），分组使用目的主机地址转发（在相似源和目的对也许采用不同的途径）。采用最长前缀匹配。路由器体系构造概述：路由器的两个核心功能（运营选路算法/合同RIP 、OSPF、BGP；从入链路到出链路转发数据报）。IP分片和重新组装IP编址：IP地址（对主机、路由器接口的32bit标记符）。采用无类型域间选路（CIDR，classless inter-domain routing任意长的地址的子网部分；地址格式: a.b.c.d/x, 其中x是地址子网部分的比特长度）。子网：从主机或路由器分

20、离每个接口，生成孤立网路的岛，每个孤立的网络被称为一种子网。IP地址（子网部分高阶比特；主机部分低阶比特）。主机得到一种IP地址DHCP（动态主机配备合同，Dynamic Host Configuration Protocol）：动态地从服务器得到地址，“即插即用”。网络从她的ISP的地址空间得到IP地址的子网部分；ISP通过ICANN得到地址块。NAT（网络地址转换，network address translation）ICMP（互联网控制报文合同）：用于主机和路由器彼此交互网络信息。其功能时：差错报告；回声祈求/回答IPV6：数据报格式（固定长度40字节首部）。与IPv4的变化：IPv6

21、没有检查和、选项，IPv6不容许在中间路由器上进行分片与重新组装。从IPv4到IPv6的迁移，引入了隧道（在IPv路由器之间IPv6数据报作为IPv4数据报的负载）。选路算法：选路信息必须在两个方向流动（从一组参与路由器到一种非参与路由器；非参与路由器必须将隐藏网络的信息传给该组）。全局选路算法（所有路由器具有完全的拓扑、链路费用信息，具有全局状态信息的算法常被称作链路状态（LS）算法；分布式选路算法（以迭代的、分布式的方式计算出最低费用途径，距离向量（DV）算法）。LS算法也许振荡。DV算法会增长毒性逆转。RIP（选路信息合同）：距离矢量算法；每30秒在邻居之间经响应报文（又称告示）互换；每

22、个告示在AS中涉及多大24个目的网络的列表。OSPF（开放最短路优先）：使用链路状态算法；公共可用；OSPF携带每个邻居路由器一种项；告示散布到整个AS。BGP（边界网关合同）：为每个AS提供了一种手段：从相邻AS获得子网可达性信息；向AS内部的所有路由器传播可达性信息；基于可达性信息和方略，决定到子网的好路由。广播选路（broadcast routing）：网络层提供了从一种源节点到网络中的所有其她节点交付分组的服务。多播选路（multicast routing）：使单个源节点可以向其她网路节点的一种子集发送分组的拷贝。IGMP：Internet组管理合同。第五章 链路层1、链路层服务：成帧（将数据报封