计算机网络复习

计算机网络复习

第一章概述

1.计算机网络向用户提供的最重要的功能：（1）连通性一一计算机网络使上网用户之间都

可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。（2）共享一一即资源

共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。

2.I网络发展的三个阶段：因特网发展的三个阶段：⑴从单个I阿络ARPANET向互联网发展

的过程（2）建成了三级结构的因特网⑶逐渐形成了多层次ISP结构的因特网

3.因特网由核心部分和边缘部分构成。

（1）边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进

行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。交换节点的任务：进行分组交换；

交换节点的工作方式：存储转发

（2）核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服

务的（提供连通性和交换）。计算机上的进程之间的通信：端一端通信方式：客户/

服务器，对等方式

4.客户服务器方式：客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。

客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务的请求方，服务

器是服务的提供方。

5.对等方式：对等连接是指两个主机在通信时并不区分哪一个足服务请求方还足服务提供

方。只要两个主机都运行了对等连接软件，它们就可以进行平等的、对等连接通信。双

方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。

6.在网络核心部分起特殊作用的是路由器。路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是

转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。

7.电路交换：电路交换必定是面向连接的。电路交换的三个阶段：建立连接、通信、释

放连接

特点：计算机数据具有突发性。这导致通信线路的利用率很低。

8.分组交换：在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。每一个数据

段前面添加上首部构成分组。分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组

发送到接收端。分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分

组转发到下一个结点交换机。用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。

接收端收到分组后剥去首部还原成报文。最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的

报文。

高效动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。

灵活以分组为传送单位和查找路由。

迅速不必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；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性

缺点：分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。分组必须携带的

首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。

9.报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在报文交换已经很少有人使用了。

10.计算机网络性能指标：（1）数据传输率：每秒传输的二匕特数（2）带宽：网络的最大数据

传输率，是体现网络性能的一个指标；允许通过的信号频带范围叫线路的带宽（3）吞吐量：

单位时间通过网络的数据量，受带宽或网络额定速率的限制（4）时延：数据从源端到FI的

端所需要的时间。包括发送、传播、处理、排队时延（5）时延带宽枳：通道所能容纳的比

特数（6）利用率：被利用的时间。信道利用率、网络利用率

11•时延的组成：（1）发送时延：主机或路由器发送数据帧所需要的时间，从发送数据帧的

第一个比特算起到最后一个比特发送完得时间。（2）传播时延：电磁波在信道中传播一

定的距离需要花费的时间（3）处理时延：主机或者路由器在收到分组时要花费一定的时

间进行处理，如分析分组的首部，从分组中提取数据部分，进行差错检验或查找适当的

路由等，产生了处理时延（4）排队时延：分组在进入路由器后先在输入队中排队等待处

理，在路由器确定转发接口后在输出队列中排队等待转发，产生排队时延。

10.网络体系结构就是对网络系统层次的划分（分层模型），以及各层功能的精确定义。存

在两种网络体系结构：OSI模型详细地描述了一个计算机网络模型，用这个模型可以很

好地讨论计算机网络。OSI模型太细、太复杂，执行效率低，不实用。OSI模型并未流行

起来。TCP/IP协议事先并没有描述模型，只是在对实际应用的协议进行总结归纳后提出

了一个模型。TCP/IP模型层次不分明，允许用户应用层直接调用底层，不符合分层精神。

但效率高，实用。TCP/IP模型被广泛应用。TCP/IP协议从未宣称自己是标准，但成为事

实上的国际标准

11.网络协议的组成要素：语法，数据与控制信息的结构或格式。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。同步，事件实现顺序的详细说明。

14.计算机网络的体系结构（architecture）是计算机网络的各层及其协议的集合。体系结构就

是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。

15.实体（entity）表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。协议是控制两个对等实

体进行通信的规则的集合。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，还需要使用卜层所提供的服务。本层的服务用户只能看见服

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。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"，即服务是由下层向上层通过层间

接口提供的。同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点SAP

16.分层的好处：各层之间是独立的；灵活性好；结构上可分割开；易于实现和维护；能促

进标准化工作。

17.各层的作用：应用层：直接为用户的应用进程提供服务。运输层：负责向两个主机中进

程之间的通信提供服务。网络层：负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。数据链路

层：将网络层叫下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上透明的传送帧中的

数据。物理层：透明的传输比特流。

第二章物理层

1.机械特性：说明接口所用接线器的形式、尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。

电气特性：说明在接口线缆的哪条线上出现的电压应在何种范围之内，即什么样的电压表示

1，什么样的电压表示0。主要考虑信号的大小和参数、电压和阻抗的大小、编码方式等。

功能特性：主要考虑每一条信号线的作用和操作要求，说明某条线上出现的某一电平的电压

表示何种意义。

规程特性:主要考虑利用接口传送比特流的整个过程中，各种可能事件的执行和出现的顺序。

2.数据一一运送消息的实体。信号一一数据的电气的或电磁的表现。“模拟的〃一一代表消

息的参数的取值是连续的。"数字的"一一代表消息的参数的取值是离散的。码元一一在使

用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。

3.单向通信（单工通信）一一只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。双向交替通

信（半双工通信）一一通常的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也就不能同

时接收）。双向同时通信（全双工通信）一一通信的双方可以同时发送和接收信息。

4.基带信号（即基本频带信号）一一来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图

像文件的数据信号都属于基带信号。带通信号一一把基带信号经过载波调制后，把信号的频

率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。

5.基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种

低频分量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行调制（modulation）。

最基本的二元制调制方法有以下几种：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而变化。调相（PM）：载波的初始相位随基带数字信号

而变化。

6.香农（Shannon）用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯自噪声干扰的信道的极限、

无差错的信息传输速率。信道的极限信息传输速率C兀表达为。=卬1十2（1+5削）b/s

W为信道的带宽（以Hz为单位）；S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内部的高斯

噪声功率。

7.导向传输媒体：电磁波被导向沿着固定媒体传播

（1）双绞线：（分屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线）。两条线扭绞在一起，可以减少对邻近线对

的电气干扰。双绞线既可以传输模拟信号，又可传输数字信号。用双绞线传输数字信号时,

其数据传输率与电缆的长度有关。相对廉价。导线粗，距离远，衰减小。是用于电话系统

（2）同轴电缆：当频率升高时，外导体的屏蔽作用加强，因而特别适用于高频传输。当用

于数据传输时，数传率可达每秒几百兆比特。由于同轴电缆具有寿命长、频带宽、质量稳定、

外界干扰小、可靠性高、维护便利、技术成熟等优点，而且其费用又介于双绞线与光纤之间。

同轴电缆。在闭路电视传输系统中一直占主导地位。

（3）光纤；光纤通信的优点是传输损耗小，中继距离长，抗雷电和电磁干扰小，无串音下

扰，保密性好，体积小，重量轻。因而，由多条光纤构成的光缆已成为当前主要发展和应用

的传输介质。但将两根光纤精确地连接需要专•用设备，目前光电接口较贵。单模光纤（光

纤的直径减小到一个光的波长，这光纤想一根波导，使光线一直向前传播，不会产生多次反

射）和多模光纤（许多条不同角度入射的光线在同一条光纤中传输）

8.频分复用：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。所有

用户在同样的时间占用不同的带宽资源。

时分复用：则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧。每一个时分复用的用户在每一个

TDM帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现。

统计时分复用：使用SIDM帧来传送复用的数据。各用户有了数据就随时发往集中器的输入

缓存，然后集中器按顺序依次扫描输入缓存，把缓存中的输入数据放入STDM帧中。对没有

数据的缓存就跳过去，当一个真的数据放满了，就发送出去。

波分复用：波分复用就是光的频分复用。

码分复用：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。每一个比特时间划分

为m个短的间隔，称为码片。

第三章数据链路层

1.数据链路层信道有两种类型:点对点信道:节点到节点的一对一通信方式，是传统网络模型

考虑的方式。广播信道:使用共享的信道广播通信方式，是局域网出现后的新方式

2.三个基本问题：封装成帧（就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成

了一个帧。确定帧的界限。首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界）透明传输（发送

端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH〃或“EOT〃的前面插入一个转义字符“ESC”（其

十六进制编码是1B）。字节填充或字符填充一一接收端的数据链路层在将数据送往网络层之

前删除插入的转义字符。如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转

义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。差错检测（在传输

过程中可能会产生比特差错：1可能会变成0而0也可能变成lo在一段时间内，传输错

误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率BER（BitErrorRate）。误码率与信噪比有很大

的关系。为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措

施。

3.现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对点协议PPP。用户使用拨号电话线接

入因特网时，一般都是使用PPP协议。要求如下：

4.简单一一这是首要的要求: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

5.PPP协议不需要的功能：纠错流量控制序号多点线珞半双工或单工链路

6.PPP协议有三个组成部分：一个将IP数据报封装到串行链路的方法。链路控制怖议。

■PPP有一个2个字节的协议字段。

•当协议字段为0x0021时，PPP帧的信息字段就是

IP数据报。

-若为0xC021,则传总字段是PPP培路控制数据.

7・若为0x8021,则表示这是网络控制数据。_________

8.字符填充：将信息字段中出现的每一个0x7E字芋转变成为2字节序列(0X7D,0K5E)。

若信息字段中出现一个Ox7D的字节，则将其转变成为2字节序列(0x7D,0x5D)。若信息字

段中出现ASCII码的控制字符(即数值小于0x20的字符)，则在该字符前面要加入一个

0x7D字节，同时将该字符的编码加以改变。

9.零比特填充：PPP协议用在SONET/SDH链路时，是使用同步传输(一连串的比特连

续传送)。这时PPP协议采用零比特填充方法来实现透明传输。在发送端，只要发现有5个

连续1,则立即填入一个0。接收端对帧中的比特流进吁扫描。每当发现5个连续1时，

就把这5个连续1后的一个U删除，

10.PPP协议的工作状态：当用户拨号接入ISP时，路由器的调制解调器对拨号做出确认，

并建立一条物理连接。PC机向路由器发送一系列的LCP分组。这些分组及其响应选择一些

PPP参数，和进行网络层配置，NCP给新接入的PC机分配一个临时的IP地址，使PC机

成为因特网上的一个主机。通信完毕时，NCP释放网络层连接，收回原来分配出去的IP地

址。接着，LCP释放数据琏路层连接。最后释放的是物理层的连接。

11.局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。

局域网具有如下的一些主要优点：具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。局域网

上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。便于系统的扩展和逐渐地演变，

各设备的位置可灵活调整和改变。提高了系统的可靠性、可用性和残存性。

12.静态划分信道：频分复用、时分复用、波分复用、码分复用、动态媒体接入控机点：

随机接入、受控接入，如多点线路探询

12.数据链路层的两个子层：逻辑链路控制LLC子层、媒体接入控制MAC

与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层则与传输媒体无关，不管采

用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的

13.以太网提供的服务：以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。

当目的站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。

如果高层发现丢失了一些数据而进行重传，但以太网并穴知道这是一个重传的帧，而是当作

一个新的数据帧来发送。

13.集线器的•些特点：寞线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍

然像一个传统的以太网那样运行。使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各

工作站使用的还是CSMA/CD协议，并共享逻辑上的总线。集线器很像一个多接口的

转发器，工作在物理层。

14.网桥：网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。

15.网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先

检查此帧的目的MAC地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口

16.网桥带来的好处：过滤通信量。扩大了物理范围。提高了可靠性。

17.可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率（如10Mb/s和100Mb/s以太网）的

局域网

18.网桥的缺点：存储转发增加了时延。在MAC子层并没有流量控制功能。具有不同MAC

子层的网段桥接在一起时时延更大。网桥只适合于用户数不太多（不超过几百个）和通信

展不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广指信息而产生网络拥塞。这就是所谓

的广播风暴。

19.网桥如何工作：网桥在转发帧之前必须执行CSMA/CD算法。若在发送过程中出现碰撞，

就必须停止发送和进行退避在数据链路层扩展局域网是使用网桥.网桥工作在数据链

路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。网桥具有过滤帧的功能。当网

桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC地址,

然后再确定将该帧转发到哪一个接口

20.透明网桥是一种即插即用设备,其标准是IEEE802.1Do

21.在网桥的转发表中写入的信息除了地址和接口外，还有帧进入该网桥的时间。

22.源路由（sourceroute）网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中。

23.以太网交换机的每个接口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。

24.虚拟局域网VLAN是由•些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。

第四章网络层

1.网络层提供的两种服务：

电信网的成功经验让网络实现可靠交付：面向连接的通信方式，先在分组交换中建立一条

虚电路，以保证双方通信所需的一切网络资源，再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送

的分组无差错按序到达终点。

因特网的尽最大努力交付：网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数

据报服务。网络在发送分组时不需要先建立连接。每•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。

尽最大努力交付的特点：由F传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网络中的路由

器可以做得比较简单，而且价格低廉（与电信网的交换双相比较）。如果主机（即端系统）

中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主矶中的运输层负责（包括差错处理、

流量控制等）。采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适

应多种应用。因特网能够发展到今口的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。

2.网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。与IP协议配套使用的还有四

个协议：地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、网际控制报文协议ICMP、网际组管

理协议IGMP

3.中间设备乂称为中间系统或中继系统。物理层中维系统：转发器。数据链路层中继系

统：网桥或桥接器。网络层中继系统：路由器。网桥和路由器的混合物：桥路器。网络层以

上的中继系统：网关

4.IP网：使用IP协议的虚拟互连网络

■虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构

性本来是客观存在的，但是我们利用IP协议就可以使这些性能各异的网络从用户

看起来好像是一个统一的网络。

■使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上

通信一样，而看不见互连的各具体的网络异构细节。

5.IP地址：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。

6.IP地址的编址方法：分类的IP地址，子网的划分，构成超网。

7.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：IP地址=｛〈网络号〉，〈主机号〉｝

点分十进制记法

机器中存放的IP地址

是32位二进制代%----10000000000010110000001100011111

每隔8位插入一个空格

------10000000000010110000001100011111

能够提高可读性

将每8位的二进制数

转换为十进制数

采用点分十进制记法

则进一步提高可读性

8.

9.IP地址的特点：（1）IP地址是一种分等级的地址结构，分两个等级的好处是：第一，IP地

址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行

分配。这样就方便了IP地址的管理。第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发

分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路

由表所占的存储空间。（2）实际上IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接

口。当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的IP地址，

其网络号net-id必须是不同的。这种主机称为多归属主机。由于一个路由器至少应当连接

到两个网络，因此一个路由器至少应当有两个不同的IP地址。（3）用转发器或网桥连接起

来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号net-ido（4）所有分

配到网络号net-id的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都

是平等的。

10.IP地址与硬件地址的区别：Ip地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的

首部，在网络层和网络层以上使用的是IP地址，而数据链路层及以下使用硬件地址。

11.需要强调的是：（1）在IP层抽象的互联网上只能看到Ip数据报。（2）虽然在IP数据报

首部有源站IP地址，但路由器只根据目的站的IP地址的网络号进行路由选择。（3）在局域

网的链路层，只能看见MAC帧（4）尽管互连在一起的网络的硬件地址体系各不相同，但IP

层抽象的互联网却屏蔽了卜层这些很兔杂的细节，只要我们在网络层上讨论的问题，就能够

使用统一的、抽象的IP地址研究主机和主机或路由器之间的通信。

4.2.4地址解析协议ARP和

逆地址解析协议RARP

IP地址ARP物理地址

物理地址RARPIP地址

12.

13.应当注意的问题：ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的

映射问题。如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么就要通过ARP找到一个

位于本局域网上的某个路由器的硬件地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把

分组转发给下一个网络。剩下的工作就由下一个网络来做。从IP地址到硬件地址的解析是

自动进行的，主机的用户对这种地址解析过程是不知道的。只要主机或路由器要和本网络上

的另一个已知IP地址的主机或路由器进行通信，ARP协议就会自动地将该IP地址解析为

链路层所需要的硬件地址，

14.使用ARP的四种典型情况：（1）发送方是主机，要把IP数据报发送到本网络上的

另一个主机。这时用ARP找到目的主机的硬件地址。（2）发送方是主机，要把IP数据报

发送到另一个网络上的一个主机。这时用ARP找到本网络上的一个路由器的硬件地址。剩

下的工作由这个路由器来完成。（3）发送方是路由器，要把IP数据报转发到本网络上的

一个主机。这时用ARP找到目的主机的硬件地址。（4）发送方是路由器，要把IP数据报

转发到另一个网络上的一个主机。这时用ARP找到本网络上的一个路由器的硬件地址。剩

下的工作由这个路由器来完成。

15.一个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。

IP数据报

发送在前

16.

17.IP层转发分组的流程：有四个A类网络通过三个路由器连接在一起。每一个网络.上都

可能有成千上万个主机。可以想像，若按目的主机号来制作路由表，则所得出的路由表就会

过于庞大。但若按主机所在的网络地址来制作路由表，那么每一个路由器中的路由表就只包

含4个项目。这样就可使路由表大大简化。

18.查找路由表：根据目的网络地址就能确定下一跳路由器，这样做的结果，IP数据报

最终一定可以找到目的主机所在目的网络上的路由器（可能要通过多次的间接交付）。只有

到达最后一个路由器时，才试图向目的主机进行直接交付。

19.这种路由是为特定的FI的主机指明一个路由。采用特定主机路由可使网络管理人员能

更方便地控制网络和测试网络，同时也可在需要考虑某种安全问题时采用这种特定主机路由。

20.路由器还可采用默认路由以减少路由表所占用的空间和搜索路由表所用的时间。这种

转发方式在一个网络只有很少的对外连接时是很有用的。默认路由在主机发送IP数据报时

往往更能显示出它的好处。如果一个主机连接在一个小网络上，而这个网络只用一个路由器

和因特网连接，那么在这种情况下使用默认路由是非常合适的。

21.IP数据报的首部中没有地方可以用来指明“下一跳路由器的IP地址工当路由器收到

待转发的数据报，不是将下一跳路由器的IP地址埴入IP数据报，而是送交下层的回络接

口软件。网络接口软件使用ARP负贡将下一跳路由器的IP地址转换成硬件地址，并将此

硬件地址放在链路层的MAC帧的首部，然后根据这个硬件地址找到下一跳路由器。

22.分组转发算法：(1)从数据报的首部提取目的主机的IP地址D,得出目的网络地址

为N。(2)若网络N与此路由器直接相连，则把数据报直接交付目的主机。；否则是间接

交付，执行(3)。(3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送给路由

表中所指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。(4)若路由表中有到达网络N的路由，则把

数据报传送给路由表指明的下一跳路由器；否则，执行⑸。(5)若路由表中有一个默认路由，

则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。(6)报告转发分组出错。

23.使两级的IP地址变成为二级的IP地址。这种做法叫作划分子网(subnetting)。划分子

网已成为因特网的正式标准协议。

划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。从主机号借

用若干个位作为子网号subnet-id,而主机号host-id也就相应减少了若干个位。

IP地址：:=｛〈网络号〉,〈子网号〉,〈主机号〉｝

24.凡是从其他网络发送给本单位某个主机的IP数据报，仍然是根据IP数据报的目的

网络号net-id,先找到连接在本单位网络上的路由器。然后此路由器在收到IP数据报后，

再按目的网络号net-id和子网号subnet-id找到目的子网。最后就将IP数据报直接交付Fl

的主机。

IP地址的各字段和子网掩码

________ret-id..host-id---------------1

两级IP地址145.133.10

三级IP地址145.13310

--------子网号为3的网络的网络号--------一主机号一

子网海码11111111111111111111111100000000

子网的

145.1330

25.网络地址

26.子网掩码的属性：子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性路由器在和相邻路由器交

换路由信息时，必须把自己所在网络(或子网)的子网掩码告诉相邻路由器。路由器的路由

表中的每一个项目，除了要给出FI的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。若一

个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码。

27.使用子网掩码的分组转发过程：在不划分子网的两级IP地址下，从IP地址得出网

络地址是个很简单的事。但在划分子网的情况下，从IP地址却不能唯一地得出网络地址来,

这是因为网络地址取决于那个网络所采用的子网掩码，但数据报的首部并没有提供子画掩码

的信息。因此分组转发的算法也必须做相应的改动。

28.在划分子网的情况下路由器转发分组的算法：⑴从收到的分组的首部提取目的IP

地址(2)先用各网络的子网掩码和D逐位相“与”，看是否和相应的网络地址匹配。若

匹配，则将分组直接交付，否则就是间接交付，执行(3)。(3)若路由表中有目的地址为。的

特定主机路由，则将分组传送给指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。(4)对路由表中的每

一行的子网掩码和。逐位相“与。若其结果与该行的目的网络地址匹配，则将分组传送

给该行指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。(5)若路由表中有一个默认路由，则将分组传

送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。(6)报告转发分组出错。

29.划分子网面临的问题：B类地址在1992年已分配了近一半，眼看就要在1994年3

月全部分配完毕！因特网主干网上的路由表中的项目数急剧增长(从几千个增长到几万个)。

整个IPv4的地址空间最终将全部耗尽。

30.CIDR使用各种长度的“网络前缀〃无分类的两级编址的记法是：

IP地址：:={<网络前缀〉,〈主机号〉}(4-3)

CIDR还使用“斜线记法”(slashnotation),它又称为QDR记法,即在IP地址面加上一个斜

线”/〃，然后写上网络前缀所占的位数(这个数值对应于三级编址中子网掩码中1的个数)。

CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成“QDR地址块”。

31.一个CIDR地址块可以表示很多地址，这种地址的聚合常称为路由聚合，它使得路由

表中的一个项目可以表示很多个(例如上千个)原来传统分类地址的路由。路由聚合也称为

构成超网(superneKing)。CIDR虽然不使用子网了，但仍然使用“掩码”这一名词(但不叫子

网掩码)。对于/20地址块，它的掩码是20个连续的1。斜线记法中的数字就是掩码中

1的个数。

32.前缀长度不超过23位的CIDR地址块都包含了多个C类地址。这些C类地址合起

来就构成了超网。CIDR地址块中的地址数一定是2的整数次基。网络前缀越短，其地址块

所包含的地址数就越多。而在三级结构的IP地址中，划分子网是使网络前缓变长。

33.使用CIDR时，路由表中的每个项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成。在查找

路由表时可能会得到不止一个匹配结果。应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由：

最长前缀匹配。网络前缀越长，其地址块就越小，因而路由就越具体。最长前缀匹配又称为

最长匹配或最佳匹配。

最长前缀匹配举例

收到的分组的目的地址D=28

路由表中的项目：206068.0/22(ISP)

28/25(四系)

查找路由表中的第1个项目

第1个项目206068022的掩码"有22个连续的1。

M=11111111111111111111110000000000

因此只需把°的第3个字节转换成二进制;

M=hl1111111111111111111100<)0000000

ANDD=206.0.01000100.0

206.0.010001)0.0

与/22匹配

34.

最长前缀匹配举例

收到的分组的目的地址。=206071.128

路由表中的项目：/22(ISP)

28/25(四系)

再查找路由表中的第2个项目

第2个项目206.0.71.128/25的掩码M有25个连续的1<

M=11111111111111111111111110000000

因此只需把。的第4个字节转换成二进制。

A4=1111111111111111111111111000)000

AND。二206.0.71.13000C00

206.0.71.1)000C00

35,与206.0.71.128/25匹配

最长前缀匹配

(11111111111111111111110000000009)

=206.0.68.0/22匹配

DAND(11111111111111111111111110000009)

=206.0.71.128/25匹配

-选择两个匹配的地址中更具体的一个，即选择最长

36.前缀的地址。

第五章：运输层

地位：运输层向它上面的应用层提供通信服务，它属于面向通信部分的最高层，同时也是用

户功能中的最低层。

运输层网络层区别：

1.传输层为应用进程提供端到端的逻辑通信，网络层为主机之间提供点到点的逻辑通信；

2.传输层对报文数据进行差错检验，网络层只对报文头进行差错检验；

3.传输层提供面向连接的TCP服务和无连接的UDP服务，网络层只能提供无连接的IP数据

报服务。

软件端口：应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址

运输层的重要功能：

复用：在发送方不同的应用进程都可以使用同一个运输层协议传送数据

分用：接收方的运输层在剥去报文的首部后能够把这些数据正确交付到目的应用进程

运输层采用TCP协议时，逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道

采用UDP协议时，这种逻辑通信信道仍然是一条不可靠信道

端口：操作系统分配的数据流通道，16位端口号进行标以，端口号只具有本地意义。

TCP/IP运输层的两个主要协议：

用户数据报协议UDP；传输控制协议TCP

UDP在传送数据之前不用建立连接，远地主机的运输层在收到UDP报文后不用确认

TCP提供面向连接的，可靠的运输服务

UDP协议特点：

1、UDP是无连接的，减少了开销和发送数据之前的时延

2、UDP使用尽最人努力交付

3、UDP是面向报文的，对应用层交下来的报文，既不合并也不拆分

4、UDP没有拥塞控制

5、UDP支持一对一，一对多，多对一，多对多的交互通信

6、UDP首部开销小，只有8字节

伪首部：在计算检验和时，临时添加在UDP用户数据报前面的12个字节的伪首部

TCP协议特点：

1、TCP服务是面向连接的，即有建立TCP连接、传输数据、拆除TCP连接三步。

2、每一条TCP连接只能有两个端点，即是端点对端点连接。

3、TCP服务是可靠的，即无差错、无错序、不丢失、不重复:。

4、TCP提供全双工通信。

5、TCP传输是面向字节流的。即把数据块看成无结构的字节流，并将字节流以报文段为单

位传输。

TCP连接的端点是套接字（IP地址+端口号）

运输层端口号分两大类：

（1）服务器端使用的端口号：熟知端口号系统端口号

（2）客户端使用的端口号：短暂端口号

伪首部：12个字节。在计算检验和时，临时添加在UDP用户数据报前面，得到一个检时的

UDP用户数据报。不向下传送也不向上递交，仅仅为了计算检验和。

停止等待协议：每发送完一个分组就停止发送，等待对方的确认，收到确认再发送下个分组

连续ARQ协议：发送方每收到一个确认，就把发送窗口向前滑动一个分组的位置。接收方

采取累积确认。累积确认容易实现，但不能向发送方反映出接收方已经正确收到的所有分组

信息

TCP首部最小长度20字节

TCP可靠传输的实现：

1、以字节为单位的滑动窗口

2、超市重传的时间选择：TCP保留了RTT的一个加权平均往返时间RTTS,确认超时重传时

间RTO应该大于KITS

3、选择确认SACK：接收方收到的数据字节流不连续，接收方先收下数据，但把情况告诉发

送方，使发送方不要重复发送以收到的数据

TCP的流量控制：（目的，让发送方的发送速度不要太快，要让接收方来得及接受）

利用滑动窗口实现流量控制。中间要利用持续计时器和探测报文段打破死锁僵局

拥塞：对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分

TCP拥塞控制：防止过多的数据注入到网络中。是全局过程，而流量控制是端到端的

拥塞控制的四种算法：慢开始，拥塞避免，快重传，快恢复

慢开始：开始时，cwnd=l,每经过一个轮次传输，cwnd加倍。设置一个慢开始门限ssthresh,

当cwnd=ssthresh时，即可使用慢开始也可使用拥塞避免，但超过了就不能用慢开始

拥塞避免：每经过一个往返时间就让cwnd加