計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)整理(四章九章)

1、第4章網(wǎng)絡(luò)層：IP路由原理4.1 路由、路由表與靜態(tài)路由1. 路由：分組在因特網(wǎng)上從一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳輸?shù)搅硪慌_(tái)計(jì)算機(jī)的實(shí)際路徑。2. 路由表：因特網(wǎng)上為每個(gè)路由器都存儲(chǔ)了一張表，稱為路由表3. 路由表通常包含以下五個(gè)屬性ü 目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的IP地址：一個(gè)32位數(shù)ü 目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼：一個(gè)32位數(shù)ü 下一站IP地址：一個(gè)32位數(shù)ü 發(fā)送接口名字：一個(gè)設(shè)備名字。在路由器上，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口都是一個(gè)有唯一名稱的設(shè)備，發(fā)送接口指示IP分組的下一站IP地址，應(yīng)該從本機(jī)的哪一個(gè)接口發(fā)送出去。注意接口名字只是對(duì)本路由有意義，沒(méi)有任何全局含義。ü 本路由器到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路

2、由度量：這個(gè)屬性反映該路由的優(yōu)劣，屬性值隨路由協(xié)議不同而不同。要求掌握根據(jù)路由表畫(huà)出IP網(wǎng)絡(luò)的布局和根據(jù)網(wǎng)絡(luò)IP的分配寫(xiě)出某個(gè)路由器的路由表：1.目標(biāo)IP：要到達(dá)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)目標(biāo)IP與子網(wǎng)掩碼相與(& :與 a&1=a,a&0=0)2.子網(wǎng)掩碼：如：202.202.0.0/16，其中16表示子網(wǎng)掩碼的位數(shù)，即255.255.0.03.下一站IP地址：直接相連為C，不直接相連為下一個(gè)路由器與此網(wǎng)段相連的接口的IP4.發(fā)送接口：此路由器發(fā)送的端口的名字5.距離：直接相連為0，否則經(jīng)過(guò)的路由器的個(gè)數(shù)即為到達(dá)該網(wǎng)段的距離。6.默認(rèn)路由項(xiàng)：當(dāng)知道此網(wǎng)段與其他網(wǎng)絡(luò)相接處RX的I

3、P才可計(jì)算，默認(rèn)路由項(xiàng)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址為：0.0.0.0；子網(wǎng)掩碼：0.0.0.0 下一站IP，發(fā)送接口：與到達(dá)RX項(xiàng)的下一站IP同，距離：未知。202.101.0.0/16 109.101.0.0/16 lan1 202.101.0.1 109.101.0.1 elan1 lan2 202.102.0.1 202.102.0.0/16 vlan1 202.102.0.2 elan2 202.103.0.2 vlan2 202.103.0.1 202.103.0.0/16R1R2R3R1的路由表：目標(biāo)IP地址子網(wǎng)掩碼下一站的IP地址RIP-距離發(fā)送接口202.101.0.0255.255.0.0

4、C0Lan1202.102.0.0255.255.0.0C0Lan2202.103.0.0255.255.0.0202.102.0.21Lan2109.101.0.0255.255.0.0202.102.0.22Lan2R2的路由表：目標(biāo)IP地址子網(wǎng)掩碼下一站的IP地址RIP-距離發(fā)送接口202.101.0.0255.255.0.0202.102.0.11Vlan1202.102.0.0255.255.0.0C0Vlan1202.103.0.0255.255.0.0C0Vlan2109.101.0.0255.255.0.0202.103.0.21Vlan2R3的路由表目標(biāo)IP地址子網(wǎng)掩碼下一站

5、的IP地址RIP-距離發(fā)送接口202.101.0.0255.255.0.0202.103.0.12eLan2202.102.0.0255.255.0.0202.103.0.11eLan2202.103.0.0255.255.0.0C0eLan2109.101.0.0255.255.0.0C0elan14.2 路由器與IP分組轉(zhuǎn)發(fā)算法4.3 動(dòng)態(tài)路由的基本概念1.動(dòng)態(tài)路由表 依靠各個(gè)路由器上運(yùn)行的特殊進(jìn)程在路由器-路由器之間不斷的交換路由信息來(lái)推斷，學(xué)習(xí)出網(wǎng)絡(luò)的全局路由。2.第7章傳輸層：UDP與TCP協(xié)議7.1 傳輸層概述7.1.1 端口的概述傳輸層將IP分組中的信息提交給目的主機(jī)的進(jìn)程。傳輸

6、層引入端口的概念，通過(guò)端口來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)主機(jī)上的進(jìn)程，在傳輸層協(xié)議的PDU格式當(dāng)中，都有目的端口這樣一個(gè)域，傳輸層會(huì)根據(jù)這個(gè)域的不同值把PDU提交給上層的不同進(jìn)程。7.1.2 UDP和TCPUDP：無(wú)連接的，在通信開(kāi)始或結(jié)束時(shí)不需要維護(hù)與連接有關(guān)的一些參數(shù)。UDP不保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，UDP僅將數(shù)據(jù)傳輸一次，如果在傳輸過(guò)程中出錯(cuò)或丟失，UDP不會(huì)重傳，而TCP采用了檢錯(cuò)和應(yīng)答機(jī)制，如果發(fā)送方收不到來(lái)自接收方的應(yīng)答，則發(fā)送方會(huì)進(jìn)行重傳。UDP使用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高但卻允許一代錯(cuò)誤的應(yīng)用，UDP可以進(jìn)行組播。TCP則適用于需要保證可靠性的應(yīng)用。7.2 UDP7.2.1 UDP概述UDP在IP層之上所增

7、加的功能僅僅是把IP層所提供的主機(jī)到主機(jī)之間通信延伸為進(jìn)程到進(jìn)程的通信。7.2.2 UDP報(bào)文格式IP首部UDP首部UDP負(fù)載源端口號(hào)目的端口號(hào)報(bào)文長(zhǎng)度校驗(yàn)和8字節(jié)比特 0 15|16 318字節(jié)ü 源端口號(hào)：目的主機(jī)的UDP端口號(hào)，占兩個(gè)字節(jié)，取值范圍：065535ü 報(bào)文長(zhǎng)度：整個(gè)UDP報(bào)文長(zhǎng)度，占2個(gè)字節(jié)，取值范圍：865535；至少8字節(jié)，UDP首部占8字節(jié)ü UDP偽首部：源IP地址(32b)，目的IP地址(32b)，UDP協(xié)議號(hào)（為17）(8b)以及UDP報(bào)文長(zhǎng)度(16b)，其中前三個(gè)信息從IP中獲得。偽首部是為了計(jì)算校驗(yàn)和而被考慮的一段信息，不存在U

8、DP報(bào)文中。ü 校驗(yàn)和：2字節(jié)，利用Internet Checksum算法得到，該算法輸入整個(gè)UDP報(bào)文和偽首部，具體如下：² 將輸入劃分為一系列長(zhǎng)度為16b（b ：比特，B：字節(jié)）的正數(shù)。² 按反碼表示法的加法規(guī)則及時(shí)這些整數(shù)的和。² 將按位取反，即得長(zhǎng)度為16b的校驗(yàn)碼源IP地址目的IP地址00000000協(xié)議=17報(bào)文長(zhǎng)度0 7|8 15|16 31UDP偽首部格式7.2.3 多路復(fù)用與分解ü 多路復(fù)用：不同進(jìn)程將數(shù)據(jù)靜傳輸層交付給網(wǎng)絡(luò)層來(lái)傳輸?shù)倪^(guò)程。ü 多路分解：由網(wǎng)絡(luò)層經(jīng)傳輸層向上層不同進(jìn)程提交數(shù)據(jù)的過(guò)程。7.2.4 UDP

9、應(yīng)用ü 多媒體通信：對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，但允許出現(xiàn)一定的差錯(cuò)。有時(shí)為了避免網(wǎng)絡(luò)傳輸所造成不均勻延時(shí)，在聲音。圖像的每個(gè)分組都加一個(gè)時(shí)間戳。后來(lái)形成了一個(gè)協(xié)議來(lái)提供時(shí)間戳，這個(gè)協(xié)議就是RTP協(xié)議。ü IP組播：IP層提供了組播功能，該功能使用的目的IP地址是D類IP地址，其范圍是224.0.0.0239.255.255.255。只有UDP能完成IP組播，因?yàn)閁DP是無(wú)連接的傳輸層通信方式，而TCP是面向連接的傳輸層協(xié)議，只能夠提供一對(duì)一的服務(wù)。ü 具有重復(fù)行為的協(xié)議：要求協(xié)議的行為有較低的開(kāi)銷，而且不需要嚴(yán)格的保障協(xié)議的可靠性。7.3 可靠協(xié)議的一般實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)可靠協(xié)

10、議的一種最常用的解決方案是APQ機(jī)制。ü 停等協(xié)議：發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)分組后就等待一個(gè)等待應(yīng)答分組，收到應(yīng)答分組后，才會(huì)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)分組。ü 滑動(dòng)窗口協(xié)議：無(wú)需等待應(yīng)答就可以發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)分組，用滑動(dòng)窗口來(lái)限制允許發(fā)送的、但不需要等待應(yīng)答的時(shí)間分組的數(shù)量。下面介紹兩個(gè)滑動(dòng)窗口協(xié)議：² 回退N：接收方只按順序解釋數(shù)據(jù)分組，即接收方會(huì)拋棄出錯(cuò)分組后面所有的分組（盡管這些分組可能正確到達(dá)）。當(dāng)某個(gè)分組發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，要重傳該分組后面的所有分組。此處接收窗口為1。² 選擇重傳：讓接收方接收并且應(yīng)答每一個(gè)正確收到的分組，這樣發(fā)送方只需超時(shí)重傳沒(méi)有收到應(yīng)答的分組就可以了。此

11、協(xié)議要求接收窗口大于1。7.4 TCP協(xié)議7.4.1 TCP概述：TCP協(xié)議具有面向連接、可靠以及提供流量控制和擁塞控制等特性。7.4.2 TCP段格式源端口 目的端口序列號(hào)應(yīng)答號(hào)首部長(zhǎng)度 保留 窗口大小檢驗(yàn)和 緊急指針選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）填充URGACKPSHRSTSYNFINTCP首部TCP負(fù)載20字節(jié)ü 源/目的端口號(hào)：源或目的IP端口號(hào)，各占用2個(gè)字節(jié)。ü 序列號(hào)：接收方所傳輸?shù)腡CP負(fù)載中的第一個(gè)字節(jié)的序列號(hào)，占用4字節(jié)，在TCP傳輸超過(guò)4G后序列號(hào)被重復(fù)使用。ü 應(yīng)答號(hào)：接收方期待收到的下一個(gè)字節(jié)的序列號(hào)。占用4字節(jié)。ü 首部長(zhǎng)度：段首部長(zhǎng)度，占

12、用4比特?？杀硎镜淖畲髷?shù)位15（1111），每個(gè)代表4字節(jié)。所以TCP首部最大可為4*15=60字節(jié)。ü 標(biāo)志比特：² URG:為1數(shù)模該段中含有緊急數(shù)據(jù)² ACK:為1時(shí)說(shuō)明應(yīng)答號(hào)有效，除申請(qǐng)建立連接之外，每次都為1。² PSH:為1時(shí)，要求接收方TCP實(shí)體將該段中的負(fù)載立即提交給應(yīng)用層。² RST:為1時(shí)，發(fā)送方要求重置連接。² SYN:在TCP建立連接時(shí)使用，為1時(shí)，表示要求建立連接，后均為0。² FIN:在TCP連接關(guān)閉的時(shí)候使用，為1時(shí)，說(shuō)明發(fā)送方要求單方面斷開(kāi)連接，即發(fā)送數(shù)據(jù)完成。ü 窗口大小：發(fā)送方搜

13、剩余的介紹緩沖區(qū)的大小。ü 校驗(yàn)和：與UDP類似。ü建立連接：（三次握手）數(shù)據(jù)傳輸：關(guān)閉連接：看一道題：一個(gè)TCP連接由哪幾個(gè)屬性完全標(biāo)識(shí)?答: 源IP地址、源IP端口號(hào)、目標(biāo)IP地址、目標(biāo)IP端口號(hào)TCP客戶端當(dāng)前已被確認(rèn)的最高序列號(hào)是20000, 服務(wù)器端當(dāng)前已被確認(rèn)的最高序列號(hào)是3000, 畫(huà)出關(guān)閉從服務(wù)器到客戶端方向的TCP連接的過(guò)程, 并在圖上標(biāo)出正確的序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)。 答： 客戶端 服務(wù)器 FIN，起始序列號(hào)=3001 ACK, 確認(rèn)號(hào)=3002 （錯(cuò)一個(gè)標(biāo)記減1分，關(guān)閉的方向錯(cuò)誤減2分）（3）按從低到高的順序指出OSI七層參考模型包含哪七層。答：物理層、數(shù)據(jù)鏈

14、路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層（或會(huì)晤層）、表示層、應(yīng)用層(4) 就以上七層中的任意五層, 分別舉出一個(gè)實(shí)際協(xié)議的例子。答：物理層：任何一種調(diào)制解調(diào)體制 數(shù)據(jù)鏈路層：ALOHA、CSMA或CSMA/CD、TDMA、FDMA、CDMA、FDDI等之一網(wǎng)絡(luò)層：ARP、IP、ICMP、RIP、OSPF、BGP等之一傳輸層：TCP、UDP之一會(huì)話層：NetBIOS等表示層：XML、HTML、MIME、XDR等之一應(yīng)用層：、DNS、ODBC、RPC等之一（每個(gè)正確的例子1分）填空題（每空2.5分，共15分）以下是一個(gè)TCP傳輸過(guò)程, 假設(shè)每次接收方都全部接受到達(dá)的數(shù)據(jù), 請(qǐng)正確填寫(xiě)圖中括號(hào)中的數(shù)字。 A

15、B 200字節(jié)數(shù)據(jù), 序列號(hào)=10240 ACK, 確認(rèn)號(hào)= ( 10440 ) 500字節(jié)數(shù)據(jù), 序列號(hào)= ( 10440 ) ACK, 確認(rèn)號(hào)= ( 10940 ) 4450字節(jié)數(shù)據(jù), 序列號(hào)=90000 ACK, 確認(rèn)號(hào)= ( 94450 ) 400字節(jié)數(shù)據(jù), 序列號(hào)= ( 94450 ) ACK, 確認(rèn)序列號(hào)= ( 94850 )第9章 網(wǎng)絡(luò)編程概要針對(duì)傳輸服務(wù)抽象出了一個(gè)普遍適用的，統(tǒng)一的抽象模型是基于socket的，端-端的字節(jié)流。socket API 函數(shù)：ü int bind(int sock , struct sockaddr* localaddr, int add

16、rlen)為socket對(duì)象指定地址即傳輸層端口號(hào)，這個(gè)函數(shù)對(duì)服務(wù)器程序最有用。ü int connect(int sock , struct sockaddr* remoteaddr, int addrlen)建立描述sock所標(biāo)識(shí)的本地socket對(duì)象到remoteaddr所指示的遠(yuǎn)程對(duì)象之間的連接。主要被用戶進(jìn)程調(diào)用。ü int listen(int sock , int queuelen)listen使TCP-socket對(duì)象sock準(zhǔn)備接收到達(dá)的連接請(qǐng)求。ü int accept(int sock , struct sockaddr* remoteadd

17、r, int* paddrlen)等待完整的連接建立起來(lái)，這是任何一個(gè)基于TCP的服務(wù)器進(jìn)程都必須調(diào)用的，調(diào)用accept的函數(shù)的進(jìn)程或線程進(jìn)入睡眠，直到有TCP連接請(qǐng)求到達(dá)并且正確建立連接后函數(shù)才被喚起，此時(shí)TCP的三次握手已完成，把新建立起來(lái)的連接返回，把原來(lái)的socket復(fù)制。ü int read(int sock, char* buff, int size)ü int write(int sock, char* buff, int size)這兩個(gè)函數(shù)是阻塞式的，即他們使用進(jìn)程或線程知道其操作完成后返回。在UDP和TCP上都可以調(diào)用這兩個(gè)函數(shù)，但是UDP-socket對(duì)象上操作系統(tǒng)在發(fā)送后便使write正常返回，否則write返回錯(cuò)誤，只有當(dāng)TCP字節(jié)總數(shù)超過(guò)該臨界水平read函數(shù)才返回，否則一直阻塞。ü int close(int so