計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)概念

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)概念第一章：概述1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時代中的作用三網(wǎng)：電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程1. 電路交換（基于位置）：1) 空分交換是交換比特流所經(jīng)過的端口號2) 時分交換時交換比特所在的時隙3) 波分交換則是交換荷載比特的光的波長面向連接的聯(lián)網(wǎng)方式：在通信時間內(nèi)始終占用端到端的固定傳輸帶寬2. 分組交換（存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)）：由結(jié)點(diǎn)交換機(jī)和鏈路組成，又稱通信子網(wǎng)報(bào)文 數(shù)據(jù)段 首部 分組（包） 節(jié)點(diǎn)交換機(jī) 緩沖區(qū) 查找路由表 轉(zhuǎn)發(fā)3. 報(bào)文交換（延時較長）4. 混合交換Internet的主要文件形式RFC1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位

2、置不同且具有獨(dú)立功能的多個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用通信設(shè)備和線路將其連接起來，通過功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式、控制程序、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享和協(xié)同處理的系統(tǒng)，一個計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該包括主機(jī)、通信子網(wǎng)、協(xié)議，一般說來，分布式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個特例。按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可劃分為(1)集中式網(wǎng)絡(luò)(2)分散式網(wǎng)絡(luò)(3)分布式網(wǎng)絡(luò)；從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍可劃分為（1）廣域網(wǎng)WAN（長距離、較低速率、高成本）（2）局域網(wǎng)LAN（短距離、高速率、低成本）（3）城域網(wǎng)MAN；從網(wǎng)絡(luò)的使用范圍分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最主要的兩個性能指標(biāo)是帶寬（H

3、Z）和時延。 一般習(xí)慣將“帶寬”作為數(shù)字信道所能傳輸?shù)摹白罡邤?shù)據(jù)傳輸率”。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)帶寬的單位和數(shù)據(jù)傳輸率的單位相同，都是“比特每秒”，記為bps或b/s或bit/s。 時延由發(fā)送時延、傳播時延和處理時延組成（發(fā)送時延數(shù)據(jù)塊長度÷信道帶寬、傳播時延信道長度÷電磁波在信道上的速率）鏈路的時延帶寬積（以比特為單位的鏈路長度）傳播時延×帶寬，一條鏈路的時延帶寬積表明此鏈路上可容納的比特?cái)?shù)往返時延RTT表示從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送端收到來自接收端的確認(rèn)總共經(jīng)歷的時間。1.5 協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（Network Protocol）為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立

4、的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定，由語法、語義和同步三要素組成網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)：1) 物理層：透明地傳送比特流2) 數(shù)據(jù)鏈路層：在兩個相鄰結(jié)點(diǎn)間的線路上以幀(frame)為單位的數(shù)據(jù)傳送3) 網(wǎng)絡(luò)層：為分組交換網(wǎng)上的不同主機(jī)提供通信，數(shù)據(jù)的傳送單位是分組或包4) 運(yùn)輸層：負(fù)責(zé)主機(jī)中兩個進(jìn)程之間的通信，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇菆?bào)文段或分段（segment）5) 會話層：不參與具體的數(shù)據(jù)傳輸，在兩個互相通信的進(jìn)程之間，建立組織和協(xié)調(diào)其交互6) 表示層：主要解決用戶信息的語法表示7) 應(yīng)用層：直接為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)，數(shù)據(jù)傳輸單位是報(bào)文（message）分層的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系模型中（無論是OSI/RM或TCP/IP）數(shù)據(jù)

5、的流動就是一個封裝與解封裝的過程，封裝的五步：Massage（報(bào)文）Segment（分段）Packet（分組）Frame（幀）Bit在許多情況下，實(shí)體就是個特定的軟件模塊；協(xié)議是控制兩個對等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合（在協(xié)議的控制下，兩個對等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所提供的服務(wù)），本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議，下面的協(xié)議對上面的服務(wù)用戶是透明的。協(xié)議是“水平的”，服務(wù)是“垂直的”。面向連接（Connectionoriented）服務(wù)（連接建立、數(shù)據(jù)傳輸、連接釋放）：面向連接服務(wù)不一定是可靠服務(wù)，它只是可靠服務(wù)的必要條件而不是充

6、分條件TCP/IP的優(yōu)點(diǎn)：考慮到多種異構(gòu)網(wǎng)，對面向連接服務(wù)和原連接服務(wù)并重，有較好的網(wǎng)絡(luò)管理功能1.6 網(wǎng)絡(luò)的C/S模式網(wǎng)絡(luò)的三種模式：對等(Peer-to-peer)模式、文件服務(wù)器模式以及C/S模式（客戶機(jī)/服務(wù)器模式）C/S模式的一般工作步驟為：客戶端先向服務(wù)器發(fā)服務(wù)請求；服務(wù)器響應(yīng)此請求。注意：服務(wù)器的響應(yīng)可以是返回一定的數(shù)據(jù)，或者是執(zhí)行一定的操作（例如網(wǎng)絡(luò)重定向、網(wǎng)絡(luò)打印等），或者是拒絕。1.7 補(bǔ)充OSI/RM中通信子網(wǎng)部分由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層組成；OSI/RM結(jié)構(gòu)既復(fù)雜又不實(shí)用；能完成OSI/RM物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能的任何LAN或WAN協(xié)議都可以作為TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接

7、口；TCP/IP是四層模型；在C/S模式中網(wǎng)絡(luò)處理被分為兩部份客戶端和服務(wù)器端兩個部分；除了物理層，其他對等層之間的通信都是虛擬通信，OSI/RM的七層模型中，從第一層到第七層各層的PDU分別為：比特、幀、分組、分段、報(bào)文、報(bào)文、報(bào)文第二章：物理層2.1 物理層的基本概念物理層的主要任務(wù)：機(jī)械特性（規(guī)格）、電氣特性（電壓范圍）、功能特性、規(guī)程特性2.2 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：源系統(tǒng)（或發(fā)送端）、傳輸系統(tǒng)（或傳輸網(wǎng)絡(luò)）、目的系統(tǒng)（或接收端）源點(diǎn)、發(fā)送器、信道、接收器、終點(diǎn)數(shù)據(jù)（Data）：運(yùn)載信息的實(shí)體信號（Signal）：數(shù)據(jù)的電磁表現(xiàn)模擬信號（Analog Signal）：信號的幅

8、度取值連續(xù)變化，沒有幅度突變的情況數(shù)字信號（Digital Signal）：信號的幅度取值是離散的基帶信號（Baseband Signal）：由信源發(fā)出的處于發(fā)送端調(diào)制之前和接收端解調(diào)之后的信號頻帶信號（Brodband Signal）：調(diào)制之后的信號調(diào)制（Modulation）：按照基帶信號的變化規(guī)律去改變載波（Carrier）某些參數(shù)的過程解調(diào)（Demodulation）：調(diào)制的逆過程按信息交互的方式劃分信道：單向通信（單工（Simplex）通信）、雙向交替通信（半雙工（HalfDuplex）通信）、雙向同時通信（全雙工（FullDuplex）通信）按通信的發(fā)送端所產(chǎn)生的信號形式劃分信道：

9、模擬信道、數(shù)字信道1) 奈氏準(zhǔn)則：每赫茲帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒2個碼元理想低通信道的最高碼元傳輸速率=2 W Baud（W：理想低通信道的帶寬，單位HZ，Baud（波特）：碼元傳輸速率的單位）2) 香農(nóng)公式：信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高C=Wlog2（1+s/N）(b/s)（C：信道的極限信息傳輸速率，W：信道帶寬，S：信道內(nèi)信號的平均功率，N：信道內(nèi)的高斯噪聲功率）2.3 物理層下面的傳輸媒體傳輸媒體：導(dǎo)向傳輸媒體和非導(dǎo)向傳輸媒體導(dǎo)向傳輸媒體：1) 雙絞線（Twisted Pair）：屏蔽雙絞線（STP），抗干擾能力差，性價比高，價格低，常用

10、于市話和LAN綜合布線，最大長度100米2) 同軸電纜（Coaxial Cable）：抗干擾能力強(qiáng)，高帶寬，布線困難，價格高，分為基帶同軸電纜（50歐姆）和寬帶同軸電纜（75歐姆），最大長度500米計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用的兩種基帶編碼方法是：曼徹斯特(Manchester)編碼和差分曼徹斯特編碼(Differential Manchester)Cn（差分曼徹斯特編碼信號）=An（基帶數(shù)字信號）C(n-1)3) 光纜（Optical Fiber）：傳輸損耗小，中繼距離長，抗雷電和電磁干擾性能好，無串音干擾，保密性好，不易被截取，體積小，重量輕a) 單模光纖：直線傳播，無折射b) 多模光纖：多條不同角度入

11、射的光線在一條光纖中傳輸c) 光纖的連接方式：使用T型接頭連接（有源和無源），機(jī)械結(jié)合，光纖熔接非導(dǎo)向傳輸媒體：1) 無線傳輸（Radio Wave）2) 地面微波（Microwave）接力通信:信道容量大,傳輸質(zhì)量高,投資較少,相鄰站之間必須直視，不能有障礙物，受氣候的影響，隱蔽性和保密性較差，使用和維護(hù)要耗費(fèi)一定的人力和物力，微波傳輸一般用于做網(wǎng)絡(luò)的主干線路備份3) 紅外線（Infrared）：視線范圍內(nèi)點(diǎn)到點(diǎn)通信4) 衛(wèi)星通信：適用于超長距離通信，傳輸延遲大，費(fèi)用較高，傳送數(shù)據(jù)的總延時=傳播時延+發(fā)送時延+重發(fā)時延2.4 模擬傳輸和數(shù)字傳輸1) 調(diào)制解調(diào)器的應(yīng)用：解決數(shù)字信號在模擬信道中

12、傳輸產(chǎn)生的失真問題，調(diào)制器（波形變換器），調(diào)解器（波形識別器）2) 幾種最基本的調(diào)制方法：調(diào)幅(AM、ASK)，調(diào)頻(FM、FSK)，調(diào)相(PM、PSK)3) 高速調(diào)制解調(diào)器4) 調(diào)制解調(diào)器分類：用于轉(zhuǎn)換數(shù)字基帶信號為數(shù)字頻帶信號，Modem是一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備（DCE）5) 調(diào)制解調(diào)器使用的異步通信方式：Modem一般使用一般串行通信，異步通信按字節(jié)同步，每發(fā)10比特就有2比特的額外開銷，信號本身就攜帶同步時鐘信息6) 數(shù)字傳輸系統(tǒng)采用脈碼調(diào)制PCM，每一路PCM數(shù)字話音碼速率為8kHz×8ibits64Kbps2.5 信道復(fù)用頻分復(fù)用FDM：按頻率劃分不同的信道，所有用戶

13、在同樣的時間占用不同的帶寬資源；時分復(fù)用TDM：按時間劃分不同的信道，所有用戶在不同的時間占用同樣的頻帶寬度；統(tǒng)計(jì)時分復(fù)用STDM（集中器）：幀不是固定分配時隙，而是按需動態(tài)分配時隙；波分復(fù)用（光的頻分復(fù)用）；密集波分復(fù)用DWDM；碼分復(fù)用（碼分多址CDMA）：實(shí)用的系統(tǒng)中碼片序列是一個偽隨機(jī)碼序列2.6 同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字系列SDH2.7 物理層標(biāo)準(zhǔn)舉例DTE（Data Terminal Equipment)：數(shù)據(jù)終端設(shè)備，處理數(shù)據(jù)輸入輸出，如計(jì)算機(jī)DCE(Data Circuit-terminating Equipment)：數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備，提供信號編碼和交換，使其適宜在信道

14、中傳輸，如ModemEIA232是DTE與DCE之間的接口標(biāo)準(zhǔn)，使用電路交換，一般用于標(biāo)準(zhǔn)電話線路(一個話路)的物理層接口IA-232 規(guī)定了DTE端（計(jì)算機(jī)一端）機(jī)械接口必須為插頭（針），DCE端（Modem）機(jī)械接口必須為插口（孔）RS-449接口標(biāo)準(zhǔn)：用于寬帶電路(一般是租用電路)DTE功能： TX TX- RX+ 空 空 RX- 空 空568A線色：白綠 綠 白橙 藍(lán) 白藍(lán) 橙 白棕 棕568B線色：白橙 橙 白綠 藍(lán) 白藍(lán) 綠 白棕 棕2.8 寬帶接入技術(shù)xDSL數(shù)字用戶線（Digital Subscriber Line）技術(shù)：使用數(shù)字用戶線技術(shù)對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進(jìn)行改造，使之能

15、承載寬帶業(yè)務(wù)基于ADSL非對稱數(shù)字用戶線的接入網(wǎng)絡(luò)的三大部分：數(shù)字用戶線接入復(fù)用器DSLAM（DSL Access Multiplexer），用戶線，用戶端接入設(shè)備光纖同軸混合網(wǎng)（HFC網(wǎng)絡(luò)）：使用光纖作為主干線路，HFC網(wǎng)絡(luò)采用結(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)，用戶使用用戶接口盒UIB2.9補(bǔ)充光纖同軸混合網(wǎng)（HFC）：HFC網(wǎng)絡(luò)可以在CATV網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上提供CATV、電話、數(shù)據(jù)和其它寬帶交互型業(yè)務(wù)，HFC網(wǎng)絡(luò)采用結(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)，使用光纖作為主干線路在各種寬帶接入技術(shù)中，性價比最高的是：ADSL；基帶信號是指由信源發(fā)出的處于發(fā)送端調(diào)制之前和接收端解調(diào)之后的信號；千兆以太網(wǎng)不使用3類UTP，UTP的性價比很高，超5類

16、UTP可以適用于100Base-Tx的以太網(wǎng)中；EIA-232的電氣性能中規(guī)定了EIA-232采用負(fù)邏輯電平，F(xiàn)TTx技術(shù)中，主干網(wǎng)絡(luò)使用的通信介質(zhì)是：光纖；利用了有線電視網(wǎng)絡(luò)的是：HFC第三章 點(diǎn)對點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的作用是對物理層傳輸原始比特流的功能的加強(qiáng)，將物理層提供的可能出錯的物理連接改造成為邏輯上無差錯的數(shù)據(jù)鏈路，使之對網(wǎng)絡(luò)層表現(xiàn)為一條無差錯的鏈路數(shù)據(jù)鏈路層的功能：(1)鏈路管理（數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放） (2)幀同步 (3)流量控制（flow control）(4)差錯控制（前向糾錯、檢錯重發(fā)）(5)持?jǐn)?shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開 (6)透明傳輸

17、(7)尋址采用復(fù)用技術(shù)時， 一條鏈路上可以有多條數(shù)據(jù)鏈路（物理鏈路和邏輯鏈路）幀格式隨數(shù)據(jù)鏈路層的具體協(xié)議不同而不同，但無論哪種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，其幀結(jié)構(gòu)一般都是分字段表示（最大傳輸單元MTU）實(shí)現(xiàn)透明傳輸?shù)姆椒ㄒ话阌修D(zhuǎn)義符號法和0比特插入刪除技術(shù)循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC的差錯控制技術(shù)：差錯控制再加上確認(rèn)和重傳機(jī)制即可實(shí)現(xiàn)可靠傳輸3.2 停止等待協(xié)議停止等待協(xié)議（半雙工通信模型）（自動重傳請求ARQ）（理想的傳輸信道）：由收方控制發(fā)方的數(shù)據(jù)流量實(shí)用的停止等待協(xié)議：通過確認(rèn)幀ACK實(shí)現(xiàn)收方對發(fā)方的流量控制；通過CRC校驗(yàn)檢驗(yàn)出收到的數(shù)據(jù)幀是否有差錯（否認(rèn)幀NAK）；數(shù)據(jù)幀丟失或確認(rèn)幀丟失都將可能導(dǎo)致死鎖

18、現(xiàn)象；使用超時重傳技術(shù)可以解決可能出現(xiàn)的死鎖問題；通過發(fā)送序號可以有效解決重復(fù)幀問題3.3 連續(xù)ARQ協(xié)議工作原理：（1）接收端只按序接收數(shù)據(jù)幀（2）結(jié)點(diǎn)A在每發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀的時候都要設(shè)置超時計(jì)算器發(fā)送窗口用來對發(fā)送端進(jìn)行流量控制；在接收端只有當(dāng)收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號落入接收窗口內(nèi)才允許將該數(shù)據(jù)幀收下（捎帶確認(rèn)）只有在發(fā)送窗口大小滿足條件：WT<=2N-1時，連續(xù)ARQ協(xié)議才能正確運(yùn)行。發(fā)送窗口越大，發(fā)送端所需要的緩存越大U=D/C（U:信道利用率，D：平均有效數(shù)據(jù)率，C:ARQ的歸一化吞吐量）3.4 選擇重傳ARQ協(xié)議接收窗口的最大值WR<=2N/2，當(dāng)接收窗口WR為最大值時，

19、發(fā)送窗口的大小WTWR<=2N/23.5 面向比特的鏈路控制協(xié)議HDLC兩種配置和三種方式：1) 非平衡配置（點(diǎn)對點(diǎn)工作和多點(diǎn)工作）：主站命令，次站響應(yīng)，兩種數(shù)據(jù)傳送方式：正常響應(yīng)方式NRM和異步響應(yīng)方ARM2) 平衡配置（點(diǎn)對點(diǎn)工作）：鏈路兩端的兩個站都是復(fù)合站標(biāo)志字段F、地址A、控制C、信息、幀驗(yàn)序列FCS、標(biāo)志F（比特：8、8、8、可變、16、8，分為檢驗(yàn)區(qū)間和透明傳輸區(qū)間）HDLC幀劃分為三類：息幀、監(jiān)督幀和無編號幀1) 信息幀（I幀）：用于傳輸數(shù)據(jù)，全雙工通信，發(fā)送序號N(S)，接收序號N(R)，詢問終止P/F2) 監(jiān)督幀（S幀）：用于數(shù)據(jù)鏈路監(jiān)控，沒有信息字段，長固定為48B

20、its，不需要有發(fā)送序號N(S)，共有四種，取決于第3、4比特的取值3) 無編號幀（U幀）：用于附加的數(shù)據(jù)鏈路控制：例如建立或拆除鏈路，沒有信息字段，長固定為48BitsHDLC的通信過程由三個階段組成：建立數(shù)據(jù)鏈路階段、數(shù)據(jù)傳輸階段、釋放數(shù)據(jù)鏈路階段3.6 因特網(wǎng)的點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議PPPPPP協(xié)議由三個部分組成：(1)PPP使用HDLC作為點(diǎn)對點(diǎn)連接數(shù)據(jù)鏈路封裝的基礎(chǔ)(2)PPP提供鏈路控制協(xié)議LCP(3)PPP提供一套網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCPPPP不是面向比特的，因而所有的PPP幀的長度都是整數(shù)個字節(jié)，PPP不提供使用序號和確認(rèn)的可靠傳輸，PPP幀格式中地址、控制字段固定，不使用，以備以后再定義，在P

21、PP中協(xié)議字段為0x0021時，PPP幀的信息字段就是數(shù)據(jù)報(bào)（例如IP分組或IPX分組）。若為0xC021，則信息字段是PPP鏈路控制（LCP）數(shù)據(jù) ，而0x8021表示這是網(wǎng)絡(luò)控制（NCP）數(shù)據(jù)PPP通信：PPP鏈路建立>鏈路品質(zhì)決定和身份認(rèn)證>網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議狀態(tài)協(xié)商>數(shù)據(jù)傳輸>鏈路終止PPP協(xié)議支持兩種身份認(rèn)證方式：PAP密碼驗(yàn)證協(xié)議和CHAP挑戰(zhàn)回應(yīng)式握手驗(yàn)證協(xié)議，口令為明文和密令3.9補(bǔ)充PPP協(xié)議可以用于動態(tài)IP地址分配，幀格式隨數(shù)據(jù)鏈路層的具體協(xié)議不同而不同，幀起始標(biāo)記表明一個幀開始了，CRC校驗(yàn)的檢錯能力比奇偶校驗(yàn)的要強(qiáng)，CRC校驗(yàn)的性能與生成多項(xiàng)式有關(guān)，HD

22、LC的幀起始標(biāo)記是01111110，HDLC的幀校驗(yàn)使用CRC-CCITT校驗(yàn)，PPP協(xié)議的地址字段和控制字段都是固定不變的，采用CHAP認(rèn)證時，PPP的身份認(rèn)證是可靠的第四章 局域網(wǎng)4.1 局域網(wǎng)概述計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)三要素：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)、介質(zhì)訪問控制方式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：1) 總線型拓?fù)洌核杈€纜長度最少，所有節(jié)點(diǎn)連接在一個單一的物理線路上2) 環(huán)型拓?fù)洌簡蜗騻鬏?，用于工業(yè)控制環(huán)境Token Ring3) 雙環(huán)型拓?fù)洌河秒p環(huán)來提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，用于工業(yè)控制環(huán)境FDDI4) 星型拓?fù)洌阂子趯?shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的綜合布線，作為以太網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?) 擴(kuò)展星型拓?fù)洌哼m于作大型或較大規(guī)模的LAN的拓?fù)?) 樹型拓?fù)?)

23、 不規(guī)則型拓?fù)洌焊鞴?jié)點(diǎn)之間沒有明顯的邏輯模式8) 全網(wǎng)狀拓?fù)洌河糜趯煽啃砸髽O高的網(wǎng)絡(luò)（核電站的控制系統(tǒng)）LAN的介質(zhì)訪問控制方式（MAC方式）：信道共享技術(shù)（信道復(fù)用、隨機(jī)接入、受控接入）信道復(fù)用（靜態(tài)劃分信道）：使用于無線通信、光纖通信、特別是移動通信中隨機(jī)接入（動態(tài)接入技術(shù)）（爭用接入）：共享信道上的所有用戶都可以根據(jù)自己的意愿隨意地發(fā)送信息，沖突將導(dǎo)致發(fā)生沖突的用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)都失敗，碰撞領(lǐng)域范圍越大，越容易發(fā)生通信介質(zhì)爭用的沖突，用于以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)受控接入（動態(tài)）：用于令牌環(huán)、FDDI等LAN系統(tǒng)隨機(jī)接入：1) 純ALOHA：S=G·P發(fā)送成功=G·e-2G（

24、P發(fā)送成功：一個幀發(fā)送成功的概率，吞吐量S，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載G），純ALOHA的吞吐量S不應(yīng)超過10%，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載G增大時，幀的重傳次數(shù)將按指數(shù)規(guī)律增長，NR=e（2G）-1（NR：重傳次數(shù)），純ALOHA的吞吐量的極限值是0.184，發(fā)一個幀所需平均時間：D=T01+R+NRR+(K+1)/22) 時隙ALOHA（S-ALOHA）：S= Ge-G，D=T01.5+R+NRR+0.5+(K+1)/2,NR=e（G）-13) 載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入CSMA（以太網(wǎng)）：提供了無連接的不可靠的（不做幀編號，也不要求對方確認(rèn)）的服務(wù)，即盡最大努力的交付，分為1）ALOHA（2）非堅(jiān)持CSMA（3）p堅(jiān)持CSMA，在

25、各種CSMA中，發(fā)送幀之后都要等待2t才能判斷發(fā)送成功還是應(yīng)該重發(fā)（2t為2倍的總線端到端的傳播時延，t=信道最大長度/0.65c）4) 載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測CSMA/CD（強(qiáng)化沖突，爭用期）：堅(jiān)持退避算法（不堅(jiān)持：1，堅(jiān)持：p），截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)退避算法，產(chǎn)生沖突時對信道占用的時間為爭用期= TB+TJ+ t（節(jié)點(diǎn)開始發(fā)出幀到檢測到有沖突所用時間TB，廣播阻塞信號所用時間TJ，阻塞信號傳播到共享介質(zhì)上最遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)所用時間t），爭用期最小值為2tTJ，最大值為3tTJ，以太網(wǎng)取51.2s為爭用期的長度，以太網(wǎng)規(guī)定最小有效幀長為64字節(jié)，長度小于64字節(jié)的以太網(wǎng)幀都是由于沖突異常終止的無效幀，爭

26、用期越是小于一個幀的發(fā)送時間，CSMA/CD的優(yōu)越性越顯著；歸一化傳播時延：端到端的傳播時延與一個數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時間T0之比，用表示/T0，遠(yuǎn)小于1時，CSMA/CD的性能最好，CSMA其次，ALOHA最差，只有當(dāng)總線較短即值較?。┗驇^長或總線的數(shù)據(jù)率較低時（即T0大），才可獲得較小的值；成功發(fā)送一個幀需要的時間為：TAV=2NR+T0+；當(dāng)共享介質(zhì)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)N不太小時，Smax與N的數(shù)值基本無關(guān)，幀越短（T0越?。?，通信介質(zhì)越長（越大），歸一化傳播時延就越大，CSMA/CD的最大網(wǎng)絡(luò)吞吐量S就越小，CSMA/CD性能就越差受控接入：屬于集中式控制的有多點(diǎn)線路輪詢，屬于分散式控制的有令牌（一個

27、特殊的幀）環(huán)形網(wǎng)4.2 局域網(wǎng)的參考模型局域網(wǎng)不存在路由選擇問題，因此局域網(wǎng)可以不要網(wǎng)絡(luò)層局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層：媒體接入控制或媒體訪問控制MAC子層和邏輯鏈路LLC子層MAC子層：將上層交下來的數(shù)據(jù)封裝成幀進(jìn)行發(fā)送，實(shí)現(xiàn)和維護(hù)MAC協(xié)議，比特差錯檢測，尋址LLC子層的：建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接，提供與高層的接口，差錯控制，給幀加上序號，局域網(wǎng)對LLC子層是透明，只有到MAC子層才能看見鏈接所采用的是什么標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)IEEE 802.2 邏輯鏈路控制LLC子層：多個SAP（進(jìn)程在某一個DTE中的地址）可以復(fù)用一條數(shù)據(jù)鏈路，一個用戶可以同時使用多個服務(wù)訪問點(diǎn)（在同一個LAN中同時承載多種網(wǎng)絡(luò)層

28、協(xié)議），但一個服務(wù)訪問點(diǎn)在一個時間只能為一個用戶使用；LLC用的是HDLC的子集，其控制字段與HDLC的一樣媒體接入控制MAC（DTE A在網(wǎng)絡(luò)中的站地址或物理地址）子層：全球任意兩塊網(wǎng)卡的MAC地址都不同；在LAN中，MAC地址的作用就是用來找到我們所要進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)，所有網(wǎng)卡都可以識別單播幀和廣播幀，而對多播幀的識別需要專門軟件編程支持4.3 IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)：CSMA/CDIEEEE802.3局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）：一種使用CSMA/CD協(xié)議的基帶總線局域網(wǎng)，以太網(wǎng)的MTU=1500，MAC幀長最大為1514字節(jié)網(wǎng)卡NIC：數(shù)據(jù)的封裝與解封，鏈路管理，編碼和譯碼，MAC地址是固化在網(wǎng)

29、卡中的；物理層再分為物理信令PLS子層和物理媒體連接件PMA子層，網(wǎng)卡屬于數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備中繼器是一種物理層設(shè)備，以太網(wǎng)的擴(kuò)展必須滿足54321規(guī)則（或稱為4中繼器規(guī)則）：以太網(wǎng)中任何兩臺主機(jī)之間不能超過四個中繼設(shè)備集線器Hub：稱為多口中繼器，工作于物理層，使用Hub連接的以太網(wǎng)中物理拓?fù)錇樾切突驍U(kuò)展星型，但邏輯拓?fù)淙匀粸榭偩€型，來自于Hub任意端口的幀都會被同時轉(zhuǎn)發(fā)給其它所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)器只有最低的一個物理層4.4 IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)：令牌環(huán)令牌環(huán)的一個站通過電纜和媒體接口連接器MIC與干線耦合器TCU（轉(zhuǎn)發(fā)器）相連，=數(shù)據(jù)發(fā)送時延線路傳輸時延N個節(jié)點(diǎn)的1bit時延D/CL/0.65cN

30、/C；令牌環(huán)控制和管理復(fù)雜，不存在沖突，可用于重負(fù)載環(huán)境，可計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的最大等待時延，故十分適用于工業(yè)控制環(huán)境4.5 IEEE 802.4標(biāo)準(zhǔn)：令牌總線局域網(wǎng)令牌總線局域網(wǎng)在物理上是一個總線網(wǎng)，而在邏輯上卻是一個令牌網(wǎng)，優(yōu)點(diǎn)：接入方便、可靠性較高、無沖突、發(fā)送時延有確定的上限值802.4的MAC子層主要功能：接入控制機(jī)、接口機(jī)、發(fā)送機(jī)、接收機(jī)802.3：適用于負(fù)載較輕的數(shù)據(jù)突發(fā)環(huán)境且網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不太大的情況802.4：同802.5，但不宜推廣802.5：適于負(fù)載大，網(wǎng)絡(luò)通信量大，對實(shí)時性一要求高的數(shù)據(jù)突發(fā)情況，也適于工業(yè)控制環(huán)境4.6 局域網(wǎng)擴(kuò)展1) 用集線器（Hub）擴(kuò)展LAN: 在重負(fù)

31、載下，由于帶寬限制，將使得共享式的以太網(wǎng)性能急劇下降； 在共享式以太網(wǎng)中，各個節(jié)點(diǎn)網(wǎng)卡、各個Hub的速率必須匹配，如果有速率不匹配的設(shè)備，則設(shè)備無法正常工作2) 用交換機(jī)（Switch）擴(kuò)展LAN：屬于數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，分割了碰撞領(lǐng)域，擴(kuò)展了廣播領(lǐng)域，交換機(jī)可以高速地同時支持多條物理鏈路點(diǎn)對點(diǎn)通信；交換式以太網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)最大速率等于交換機(jī)以太網(wǎng)端口速率；交換式以太網(wǎng)中可以方便地使用不同速率的設(shè)備，交換機(jī)將自動進(jìn)行速率匹配交換機(jī)的工作模式：平衡式交換（各設(shè)備與交換機(jī)的速率相同）和非平衡式交換（速率不同）交換機(jī)的交換方法：存儲轉(zhuǎn)發(fā)式交換（有一定時延可檢測出有差錯的幀，存儲完整的一幀，要做幀校驗(yàn)）和

32、穿透式交換（時延小，速度快，不能檢測出有差錯的幀，只讀取到幀地址，不做幀校驗(yàn)）3) 虛擬局域網(wǎng)VLAN：VLAN是一種服務(wù)，而不是一種新型的局域網(wǎng)，在具有VLAN劃分的交換式以太網(wǎng)中，具有相同VLAN ID的設(shè)備同屬于一個VLAN，而不同VLAN間物理層不通。對于兩個不同的VLAN之間的連接應(yīng)該使用路由器，使用者可按需任意指定一個VLAN所含的端口，VLAN管理容易、有效率，可增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性，可減小廣播領(lǐng)域，抑制廣播風(fēng)暴，多用于大樓、機(jī)構(gòu)等以太網(wǎng)端口擴(kuò)展方法：級連和堆疊（菊花鏈?zhǔn)蕉询B和星型堆疊）4.7 網(wǎng)橋網(wǎng)橋（橋接器）：工作在數(shù)據(jù)鏈路層，分割了碰撞領(lǐng)域，擴(kuò)展了廣播領(lǐng)域，可以減少碰撞，優(yōu)點(diǎn)：過

33、濾通信量，擴(kuò)大了物理范圍，可使用不同的物理層，可互連不同類型的局域網(wǎng)，提高了可靠性，缺點(diǎn)：增加了時延，沒有流量控制功能，耗費(fèi)時間，廣播風(fēng)暴透明網(wǎng)橋（無連接的）：使路由選擇由網(wǎng)橋自己來決定，一種即插即用（PnP）設(shè)備，使用生成樹協(xié)議工作，不一定使用最優(yōu)的路由，使用透明網(wǎng)橋完全不需要管理源站選路網(wǎng)橋（面向連接的）：由發(fā)送幀的源站負(fù)責(zé)路由選擇，用源站選路網(wǎng)橋可以利用最佳路由，透明網(wǎng)橋比源站選路網(wǎng)橋復(fù)雜得多生成樹協(xié)議使得以太網(wǎng)中的物理回路邏輯上是斷開的，在設(shè)備失敗或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時將自動重新計(jì)算并生成新的生成樹4.8 光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDIFDDI（主環(huán)、次環(huán)）：使用光纖作為傳輸介質(zhì)的雙環(huán)型拓?fù)?/p>

34、的令牌環(huán)網(wǎng)，正常情況下主環(huán)工作次環(huán)備用，鏈路故障時，F(xiàn)DDI通過DAS（雙連接站）使主次環(huán)連接成一個環(huán)工作，節(jié)點(diǎn)故障時，F(xiàn)DDI通過SAS（單連接站）使主次環(huán)連接成一個環(huán)工作4.9 無線局域網(wǎng)802.11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其物理層的三種實(shí)現(xiàn)方法：跳頻擴(kuò)頻FHSS，直接序列擴(kuò)頻DSSS，紅外技術(shù)IR，802.11不能使用CSMA/CD，它使用CSMA/CA（載波監(jiān)聽多路訪問沖突避免），這種CA協(xié)議實(shí)際上是發(fā)幀之前對信道進(jìn)行預(yù)約一段時間802.11標(biāo)準(zhǔn)的MAC子層：分布協(xié)調(diào)功能DCF，點(diǎn)協(xié)調(diào)功能PCF4.10補(bǔ)充設(shè)為總線端到端傳播時延，Tj為廣播阻塞信號所用時間，則以太網(wǎng)取51.2s為爭用期的長度，在CSM

35、A/CD協(xié)議中，爭用期最大值為3Tj，最小值為2Tj在IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)中，描述了CSMA/CD總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范的是802.3必須使用具有VLAN劃分功能的交換機(jī)才能實(shí)現(xiàn)VALN的服務(wù)802.11中的BSS可以構(gòu)成孤立的基本服務(wù)集，可以與主干分配系統(tǒng)DS構(gòu)成擴(kuò)展服務(wù)集ESS關(guān)于802.11協(xié)議，短幀間間隔SIFS用于RTS幀、CTS幀或ACK幀作幀間間隔，802.11的幀類型包含RTS幀、CTS幀、ACK幀、數(shù)據(jù)幀等，802.11的MAC子層又分為分布協(xié)調(diào)功能和點(diǎn)協(xié)調(diào)功能兩個子層第五章 廣域網(wǎng)（單個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層）5.1 廣域網(wǎng)的構(gòu)成廣域網(wǎng)WAN：長距離、較低速率、高成本，由一

36、些結(jié)點(diǎn)交換機(jī)（分組交換）及點(diǎn)對點(diǎn)的高速鏈路組成，廣域網(wǎng)結(jié)點(diǎn)之間都是點(diǎn)到點(diǎn)連接，等效為OSI/RM的通信子網(wǎng)，低三層（物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層）網(wǎng)絡(luò)層所提供的服務(wù)：虛電路服務(wù)（虛呼叫VC）和數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)（沒有呼叫建立過程），虛電路服務(wù)對通信的服務(wù)質(zhì)量QoS有較好的保證，數(shù)據(jù)報(bào)不能保證按發(fā)送順序交付目的站，它實(shí)際上是作“最大努力交付”5.2 廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)默認(rèn)路由比其它項(xiàng)目的優(yōu)先級低。只有當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)表（路由表）中找不到明確的對應(yīng)項(xiàng)目時，才使用默認(rèn)路由5.3 擁塞控制出現(xiàn)資源擁塞的條件：對資源的總需求>可用資源若網(wǎng)絡(luò)中有許多資源同時產(chǎn)生擁塞，網(wǎng)絡(luò)的性能就要明顯變差，整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量將隨輸入負(fù)荷

37、的增大而下降，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載達(dá)到某一數(shù)值時，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量隨網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的增大而下降，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入擁塞狀態(tài)死鎖的兩種情況：1、直接死鎖2、重裝死鎖解決擁塞和死鎖的有效方式是進(jìn)行擁塞控制（全局的流量控制）（開環(huán)控制、閉環(huán)控制）5.4 X.25 建議書X.25：是一個對公用分組交換網(wǎng)的接口的規(guī)范，整個X.25以虛電路服務(wù)為基礎(chǔ)，DCE屬于通信環(huán)境，X.25分為物理層（比特），數(shù)據(jù)鏈路層（幀），分組層（分組），X.25是較老式的面向線路質(zhì)量不可靠的模擬線路的數(shù)據(jù)通信服務(wù)，提供可靠的虛電路分組交換，接口十分復(fù)雜，通信過程可分為三個階段：建立階段、數(shù)據(jù)傳送階段和虛擬電路釋放階段X.25的分組：控制分組與數(shù)據(jù)分組（第三

38、個字節(jié)的比特1總是0）X.25把分組層的所有虛電路復(fù)用到一條數(shù)據(jù)鏈路層的鏈路上5.5 幀中繼（FR）幀中繼（快速分組交換）的層次結(jié)構(gòu)中只有物理層和鏈路層,它向高層提供面向連接的虛電路服務(wù)（包括交換虛電路SVC和永久虛電路PVC），但是不提供差錯控制和流量控制，數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識符DLCI，幀中繼交換機(jī)將一對路由器之間的DLCI對應(yīng)起來，以建立永久虛電路 PVC幀中繼的幀結(jié)構(gòu)類似于HDLC的幀格式，但沒有控制字段，幀格式中的地址字段的主要作用是路由尋址，也兼管擁塞控制5.6 異步傳輸方式（ATM）異步傳輸模式ATM：采用定長分組為傳輸和交換的單位（信元Cell），ATM網(wǎng)絡(luò)不參與任何數(shù)據(jù)鏈路層功能

39、，將差錯控制與流量控制工作都交給終端去做，除了物理層的功能之外，交換節(jié)點(diǎn)不參與任何工作ATM的協(xié)議參考模型共有三層：物理層（物理媒體相關(guān)PMD子層和傳輸匯聚TC子層）、ATM層（交換和復(fù)用，使用虛通路標(biāo)示符VCI和虛通道標(biāo)示符VPI共同確定和識別一條虛電路VC）、ATM適配層，AAL層（拆裝子層SAR和匯聚子層CS）ATM通過統(tǒng)計(jì)時分復(fù)用方式把ATM信元插入TDM幀中，高速率的服務(wù)占用較多的TDM時隙，低速率的服務(wù)占用較少的TDM時隙ATM的信元具有固定的長度，共53個字節(jié)，其中5個字節(jié)是信頭，48個字節(jié)是信息段，ATM的信頭有兩種格式，為用戶到網(wǎng)絡(luò)接口UNI和網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)接口NNI5.7補(bǔ)充路

40、由表中一般不包含源網(wǎng)絡(luò)地址ATM的有效性最高、幀中繼次之、X.25最低第六章 網(wǎng)絡(luò)互連6.1 路由器在網(wǎng)際互連中的作用路由器（Router網(wǎng)絡(luò)層）：路由器由路由選擇部分和分組轉(zhuǎn)發(fā)部分構(gòu)成，連接不同的網(wǎng)絡(luò)（連接異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)）并完成路由轉(zhuǎn)發(fā)，可以作為最基礎(chǔ)的包過濾防火墻應(yīng)用。在同一個網(wǎng)絡(luò)中傳遞數(shù)據(jù)無需路由器的參與，而跨網(wǎng)絡(luò)通信必須通過路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，路由器隔離了廣播領(lǐng)域路由器可以連接異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，通過路由器連接個各種WAN和LAN構(gòu)成互連網(wǎng)絡(luò)（internet），互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中各個網(wǎng)絡(luò)都使用IP協(xié)議，則構(gòu)成IP網(wǎng)（虛擬互連網(wǎng)絡(luò)），虛擬互連網(wǎng)絡(luò)對用戶屏蔽了各種物理網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性6.2 TCP/IP的網(wǎng)際協(xié)議IPT

41、CP/IP的網(wǎng)際互聯(lián)層最主要的協(xié)議是IP協(xié)議，還有多個配合IP的其他協(xié)議IP地址（點(diǎn)分十進(jìn)制記法）：連接在Internet中的每一臺主機(jī)（或路由器）都分配一個32比特的全球唯一的標(biāo)識符，IP由網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號兩部分組成，IP地址:<網(wǎng)絡(luò)號>，<主機(jī)號>點(diǎn)分十進(jìn)制記法：32比特中每8個比特用一個十進(jìn)制數(shù)表示，每兩個十進(jìn)制數(shù)之間用一個英文小數(shù)點(diǎn)分隔A、B、C類被分配用于主機(jī)IP地址，D類用于多播地址，E類保留尚未分配網(wǎng)絡(luò)類別首字節(jié)最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)第一個可用的網(wǎng)絡(luò)最后一個可用的網(wǎng)絡(luò)每個網(wǎng)絡(luò)中的最大主機(jī)數(shù)A11261261.0.0.0126.0.0.016777214B12819116

42、384128.0.0.0191.255.0.065534C1922232097152192.0.0.0223.255.255.0254任意一個IP網(wǎng)絡(luò)中，任意主機(jī)必須擁有一個或一個以上唯一合法的IP地址特殊的IP地址用途含義主機(jī)號全為0作源地址，用于路由表網(wǎng)絡(luò)本身主機(jī)號全為1作目標(biāo)地址本網(wǎng)絡(luò)的廣播地址0.0.0.0作源地址，用于路由表整個TCP/IP網(wǎng)絡(luò)225.225.225.225作目標(biāo)地址整個TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的廣播地址127.0.0.0網(wǎng)絡(luò)可作目標(biāo)地址和源地址環(huán)路自檢地址，任意網(wǎng)絡(luò)本身特殊的IP地址不能作為主機(jī)的IP類別私有IP網(wǎng)段網(wǎng)段數(shù)量A10.0.0.01B172.16.0.0172.

43、31.0.016C192.168.0.0192.168.225.0256私有IP地址不能直接用于Internet，只用于LAN，可被LAN重復(fù)使用IP地址的重要特點(diǎn)：（1）IP地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)，NIC（網(wǎng)絡(luò)信息中心）在分配IP地址時只分配網(wǎng)絡(luò)號（第一級），路由器僅根據(jù)目標(biāo)主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（不考慮目標(biāo)主機(jī)號）（2）當(dāng)一個主機(jī)同時連接到兩個網(wǎng)絡(luò)時，此主機(jī)必須同時具有兩個相應(yīng)的IP地址，每個IP地址的網(wǎng)絡(luò)號必須與所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號相同，且這兩個IP地址的網(wǎng)絡(luò)號不同（3）用轉(zhuǎn)發(fā)器或橋接器（例如Hub、Switch、無線網(wǎng)橋等）連接起來的若干個LAN仍然是同一個網(wǎng)絡(luò)（同一個廣播領(lǐng)域）

44、，因此此網(wǎng)絡(luò)中所有主機(jī)的IP地址網(wǎng)絡(luò)號必須相同，但主機(jī)號必須不同（4）在IP地址中，所有分配到網(wǎng)絡(luò)號的網(wǎng)絡(luò)都是平等的IP地址放在IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部，而MAC地址放在MAC幀的首部，把IP數(shù)據(jù)報(bào)分組封裝為MAC幀之后，數(shù)據(jù)鏈路層看不見數(shù)據(jù)報(bào)分組中的IP地址，在IP網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層只使用IP地址來完成尋址，在跨網(wǎng)通信時，源IP地址和目標(biāo)IP地址永遠(yuǎn)不變，但源MAC地址和MAC目標(biāo)地址在不斷的改變在LAN中，IP地址是不能直接用來通信的每一臺主機(jī)（路由器）上單獨(dú)地存放一個從IP地址到MAC地址的映射表，稱ARP表，使用地址解析協(xié)議AR動態(tài)維此ARP表ARP包分為ARP請求和ARP響應(yīng)兩種，它們的結(jié)構(gòu)相同代

45、理ARP（跨網(wǎng)絡(luò)通信）：當(dāng)目標(biāo)IP主機(jī)與源IP主機(jī)不在同一個網(wǎng)絡(luò)中時，路由器把目標(biāo)IP主機(jī)對源IP主機(jī)的ARP響應(yīng)改為了由與源IP主機(jī)在同一個網(wǎng)絡(luò)的路由器端口來作ARP響應(yīng)，保證了對用戶來說IP通信與數(shù)據(jù)鏈路層的硬件無關(guān)IP數(shù)據(jù)報(bào)分組的格式：版本，首部長度，服務(wù)類型，總長度（一個IP分組的最大總長度為216=65536Bytes64KB），標(biāo)識，標(biāo)志，片偏移，生存時間TTL，協(xié)議，首部檢查和（16bit），源IP地址，目標(biāo)IP地址，可選字段（長度可變），最大傳送單元MTU：如果IP分組總長度>幀的MTU值，則一個幀裝不下一個完整的IP分組，必須對IP分組使用分片和重組的方法以保證無論數(shù)據(jù)

46、鏈路層的MTU值為多少，一個幀總能裝下一個IP分組的一部分（一個分片），到達(dá)目標(biāo)IP主機(jī)后，又把同屬于一個IP分組的各個分片重組為一個IP分組IP分片從結(jié)構(gòu)上看仍然是IP分組規(guī)定每個IP分組（IP分片）在每經(jīng)過一個路由器時（每經(jīng)過一個網(wǎng)絡(luò)時），其TTL值減1，當(dāng)TTL<=0時，認(rèn)為此IP分組（IP分片）永遠(yuǎn)無法到達(dá)目標(biāo)主機(jī)，拋棄處理，在拋棄此IP分組的路由器上向源主機(jī)返回一個攜帶ICMP數(shù)據(jù)的IP分組報(bào)告出錯6.3 劃分子網(wǎng)和構(gòu)造超網(wǎng)子網(wǎng)劃分的IP地址結(jié)構(gòu)：IP地址:<網(wǎng)絡(luò)號>,<子網(wǎng)號>,<主機(jī)號>，設(shè)從主機(jī)號中借了n位，還剩余m位主機(jī)號，則必須滿足

47、n>=2且m>=2，一個A、B、C類IP網(wǎng)絡(luò)被通過子網(wǎng)劃分為2n個子網(wǎng)，但其中只有2n2 個子網(wǎng)有效，每個子網(wǎng)中最多可以有2m2臺主機(jī)子網(wǎng)掩碼：長32bit，由多個連續(xù)的二進(jìn)制“1”和“0”組成A類IP地址默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼為 255.0.0.0，即0xFF000000B類IP地址默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼為 255.255.0.0，即0xFFFF0000 C類IP地址默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼為 255.255.255.0，即0xFFFFFFF00子網(wǎng)掩碼是一個IP網(wǎng)絡(luò)或一個IP子網(wǎng)的重要屬性，網(wǎng)絡(luò)地址IP地址按位與子網(wǎng)掩碼無類域間路由CIDR：可以在軟件的支持下實(shí)現(xiàn)超網(wǎng)構(gòu)造的一種IP地址的網(wǎng)絡(luò)劃分方法，I

48、P:<網(wǎng)絡(luò)前綴>,<主機(jī)號>或IP地址或網(wǎng)絡(luò)地址/網(wǎng)絡(luò)前綴所占的比特?cái)?shù)6.4 因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP：包括ICMP差錯報(bào)告報(bào)文（終點(diǎn)不可到達(dá)3、源站抑制4、時間超過11、參數(shù)問題12、改變路由（重定向）5）和ICMP詢問報(bào)文（回送請求和回答8.0、時間戳請求和回答13.14、掩碼地址請求和回答17.18、路由器詢問和通告10.9），ICMP差錯報(bào)告報(bào)文用于目標(biāo)主機(jī)或到目標(biāo)主機(jī)路徑上的路由器向源主機(jī)報(bào)告差錯和異常情況6.5 因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議路由協(xié)議：、靜態(tài)路由選擇策略、動態(tài)路由選擇策略（自適應(yīng)性）；內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP（域內(nèi)路由選擇）、外部

49、網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP（域間路由選擇）（因特網(wǎng)）路由協(xié)議的代價：跳步數(shù)，帶寬，延時，可靠性，成本路由信息協(xié)議RIP：一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議，最大優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡單，開銷較小，但只能適用于小型的互連網(wǎng)絡(luò)，使用距離向量（跳數(shù)）來決定路由，RIP通過距離向量算法來完成路由表的更新，一個RIP報(bào)文最多可以攜帶25條路由信息，如果超過這個數(shù)目，則必須再使用1個RIP報(bào)文6.6補(bǔ)充在IP網(wǎng)絡(luò)中，所有分配到網(wǎng)絡(luò)號的網(wǎng)絡(luò)（無論是LAN或WAN）都是平等的，一個IP網(wǎng)絡(luò)中所有主機(jī)的IP地址網(wǎng)絡(luò)號必須相同，但主機(jī)號必須不同已知某主機(jī)IP地址為201.222.5.121，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248

50、，則此主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的廣播地址為201.222.5.127，此主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)中最多能容納4臺主機(jī)，此主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址為201.222.5.120RIP允許一條從源主機(jī)到目標(biāo)主機(jī)的路由最多只能包括15個路由器第七章 運(yùn)輸層7.1 運(yùn)輸層協(xié)議概述運(yùn)輸層：負(fù)責(zé)向高層的應(yīng)用層提供端對端的通信服務(wù)，向高層用戶屏蔽整個通信子網(wǎng)（OSI/RM的低三層）的細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)端到端的通信，向高層提供面向連接的可靠服務(wù)（TCP）和面向無連接的不可靠服務(wù)（UDP）7.2 TCP/IP體系的運(yùn)輸層TCP/IP的運(yùn)輸層的協(xié)議：用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP和傳輸控制協(xié)議TCPTCP向高層提供面向連接的可靠字節(jié)流服務(wù)，UDP向高層提供面

51、向無連接的不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)；TCP以報(bào)文段（Segment）為單位，UDP以報(bào)文（Message）為單位；、TCP和UDP都通過端口（port）（16bit的端口號）向應(yīng)用層提供服務(wù)的復(fù)用和分用通過端口號，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中同一臺主機(jī)上可以同時運(yùn)行多個應(yīng)用層服務(wù)、程序或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程套接字（Socket，“插口”）IP地址端口號7.3 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDPUDP數(shù)據(jù)報(bào)格式：首部共8字節(jié)（源端口，目的端口，長度，檢驗(yàn)和），偽首部是一個臨時的結(jié)構(gòu)，它既不向上也不向下傳遞，僅僅只是為了保證可以校驗(yàn)套接字的正確性7.4 傳輸控制協(xié)議TCPTCP向高層提供面向連接的端到端的可靠的全雙工通信，這種通信是一種字節(jié)流的通信，TCP使用面向連接、發(fā)送序號、預(yù)期確認(rèn)、超時重傳、滑動窗口的流量控制和擁塞控制等多種技術(shù)來保障其可靠性，TCP/IP協(xié)議體系中可靠性的保證主要依靠TCPTCP的全部功能都集中體現(xiàn)在其首部（源端口2，目的端口2，發(fā)送序號SEQ4，確認(rèn)序號ACK4，頭長度4，保留