計算機網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)課課件

計算機網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)課計算機網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)課1Internet—因特網(wǎng)Internet是專有名詞世界范圍的互連網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）使用TCP/IP協(xié)議族前身是美國的阿帕網(wǎng)ARPANETInternet—因特網(wǎng)Internet是專有名詞2第一章概述發(fā)展組成分類性能指標(biāo)五層體系結(jié)構(gòu)第一章概述發(fā)展3因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段單個網(wǎng)絡(luò)ARPANET→互聯(lián)網(wǎng)研究用→商用形成多層次ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

ISP(InternetServiceProvider)因特網(wǎng)服務(wù)提供者，即向廣大用戶綜合提供互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)、信息業(yè)務(wù)、和增值業(yè)務(wù)的電信運營商，通俗的講就是為用戶提供接入因特網(wǎng)必需的IP地址。因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段單個網(wǎng)絡(luò)ARPANET→互聯(lián)網(wǎng)4因特網(wǎng)的組成邊緣部分：主機

最終是主機上的進(jìn)程之間的通信，通信方式有兩種：客戶服務(wù)器（C/S）方式和對等方式（P2P）核心部分：網(wǎng)絡(luò)和路由器路由器：實現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關(guān)鍵構(gòu)件。（計算機數(shù)據(jù)具有很大的突發(fā)性。，通信時如果一直占用通信資源，太浪費）因特網(wǎng)的組成邊緣部分：主機5網(wǎng)絡(luò)分類按技術(shù)分廣播式網(wǎng)絡(luò)點到點網(wǎng)絡(luò)按規(guī)模分局域網(wǎng)LAN城域網(wǎng)MAN

廣域網(wǎng)WAN

互聯(lián)網(wǎng)

按傳輸介質(zhì)分有線網(wǎng)無線網(wǎng)按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分總線環(huán)形網(wǎng)狀星形

按適用范圍分專用網(wǎng)公用網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分類按技術(shù)分廣播式網(wǎng)絡(luò)按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分總6計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.速率，即數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate)單位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等2.帶寬(bandwidth)

“帶寬”本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是Hz。現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，b/s(bit/s)3.吞吐量：在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量4.時延5.往返時間RTT計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.速率，即數(shù)據(jù)率(datarate)7應(yīng)用層表示層會話層運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層運輸層網(wǎng)際層應(yīng)用層（各種應(yīng)用層協(xié)議HTTP,FTP,SMTP）網(wǎng)絡(luò)接口層運輸層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層(a)OSI的七層協(xié)議(b)TCP/IP的四層協(xié)議(c)五層協(xié)議具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

PDU和SDU

協(xié)議和服務(wù)應(yīng)用層表示層會話層運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層運輸層網(wǎng)際層應(yīng)8第二章物理層實現(xiàn)比特流的傳輸，PDU是數(shù)據(jù)位（bit）導(dǎo)向傳輸媒體：雙絞線（屏蔽，無屏蔽）；同軸電纜；光纜（單模光纖，多模光纖）無線電微波紅外線可見光紫外線X射線射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波調(diào)幅無線電調(diào)頻無線電海事無線電光纖電視(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024移動無線電由香農(nóng)公式知，信道的頻帶寬度(Hz)越大，可以傳輸?shù)臉O限數(shù)據(jù)率(b/s)也越高，所以光纖是更佳的傳輸媒體。第二章物理層實現(xiàn)比特流的傳輸，PDU是數(shù)據(jù)位（bit）無9寬帶接入技術(shù)寬帶傳輸：計算機向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率較高。（不是指信號的傳輸速率高）xDSL數(shù)字用戶線

ADSL（非對稱數(shù)字用戶線），HDSL，SDSL，VDSL光纖同軸混合網(wǎng)（HFC網(wǎng)）FTTx光纖到。。FTTH（光纖到戶），F(xiàn)TTB，F(xiàn)TTC，等寬帶接入技術(shù)寬帶傳輸：計算機向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率較高。（不是10第三章數(shù)據(jù)鏈路層把數(shù)據(jù)裝成幀，并實現(xiàn)透明傳輸和差錯檢測協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）：幀點對點信道和廣播信道封裝成幀：添加幀定界字符（首部和尾部）透明傳輸：添加轉(zhuǎn)義字符差錯檢測：CRC第三章數(shù)據(jù)鏈路層把數(shù)據(jù)裝成幀，并實現(xiàn)透明傳輸和差錯檢測11PPP協(xié)議三個組成部分一個將IP數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法。既支持異步鏈路，也支持同步鏈路。鏈路控制協(xié)議LCP(LinkControlProtocol)。用來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路連接。網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP(NetworkControlProtocol)。

一套NCP，支持不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。PPP協(xié)議三個組成部分12PPP協(xié)議的幀格式PPP有一個2個字節(jié)的協(xié)議字段。當(dāng)協(xié)議字段為0x0021時，PPP幀的信息字段就是IP數(shù)據(jù)報。若為0xC021,則信息字段是PPP鏈路控制數(shù)據(jù)。若為0x8021，則表示這是網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)。

IP數(shù)據(jù)報1211字節(jié)12不超過1500字節(jié)PPP幀先發(fā)送7EFF03FACFCSF7E協(xié)議信息部分首部尾部PPP協(xié)議的幀格式PPP有一個2個字節(jié)的協(xié)議字段。I13幀界定符：F

=0x7E（一個字節(jié)01111110）透明傳輸?shù)膶崿F(xiàn)@異步傳輸：字符填充法將信息字段中出現(xiàn)的每一個0x7E字節(jié)轉(zhuǎn)變成為2字節(jié)序列(0x7D,0x5E)。若信息字段中出現(xiàn)一個0x7D的字節(jié),則將其轉(zhuǎn)變成為2字節(jié)序列(0x7D,0x5D)。若信息字段中出現(xiàn)ASCII碼的控制字符（即數(shù)值小于0x20的字符），則在該字符前面要加入一個0x7D字節(jié)，同時將該字符的編碼加以改變（第六個比特取反）。0x03變?yōu)椋?x7D,0x23）@同步傳輸：0比特填充法在發(fā)送端，只要發(fā)現(xiàn)有5個連續(xù)1，則立即填入一個0。接收端對幀中的比特流進(jìn)行掃描。每當(dāng)發(fā)現(xiàn)5個連續(xù)1時，就把這5個連續(xù)1后的一個0刪除。幀界定符：F=0x7E（一個字節(jié)01111110）143-10PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串0110111111111100。試問經(jīng)過零比特填充后變成怎樣的比特串？若接受方收到的PPP幀的數(shù)據(jù)部分是0001110111110111110110，問刪除發(fā)送方加入的零比特后變成怎樣的比特串？0110111111111100011011111011111000000111011111011111011000011101111111111110計算機網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)課課件15循環(huán)冗余檢測碼CRC3-08要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。采用CRC的生成多項式是P(X)=X3+1。試求應(yīng)添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。n=3，除數(shù)1001，被除數(shù)101110000

101011

←

Q

(商)P(除數(shù))→

1001101110000

←

2rM(被除數(shù))

1001

0101

0000

1010

1001

0110

0000

1100

1001

1010

1001

011←R(余數(shù))，作為FCS

循環(huán)冗余檢測碼CRC3-08要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。16以太網(wǎng)技術(shù)采用曼徹斯特編碼基帶數(shù)字信號曼徹斯特編碼碼元1111100000出現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換解決一長串連1或連0時接收端無法提取位同步的問題波特率=2比特率（數(shù)據(jù)速率）以太網(wǎng)技術(shù)采用曼徹斯特編碼基帶數(shù)曼徹斯碼元1111100017載波監(jiān)聽碰撞檢測以太網(wǎng)的端到端往返時延2稱為爭用期，或碰撞窗口。經(jīng)過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法確定重傳等待的時延最短有效幀長以太網(wǎng)取51.2s為爭用期的長度。對于10Mb/s以太網(wǎng)，在爭用期內(nèi)可發(fā)送512bit，即64字節(jié)。以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時，若前64字節(jié)沒有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會發(fā)生沖突。以太網(wǎng)技術(shù)-CSMA/CD協(xié)議半雙工通信載波監(jiān)聽以太網(wǎng)技術(shù)-CSMA/CD協(xié)議半雙工通信18以太網(wǎng)的

MAC

層硬件地址：48位，網(wǎng)卡的標(biāo)識符。最常用的MAC幀是以太網(wǎng)V2的格式以太網(wǎng)MAC幀物理層MAC層1010101010101010101010101010101011前同步碼7字節(jié)1字節(jié)…8字節(jié)插入IP層目的地址源地址類型數(shù)據(jù)FCS6624字節(jié)46~1500IP數(shù)據(jù)報MAC幀以太網(wǎng)的MAC層硬件地址：48位，網(wǎng)卡的標(biāo)識符。以太網(wǎng)19擴展的以太網(wǎng)在物理層擴展：中繼器，集線器（hub）（增大了碰撞域）在數(shù)據(jù)鏈路層擴展：網(wǎng)橋，以太網(wǎng)交換機（每個端口連接的網(wǎng)段形成一個碰撞域，端口之間幀的傳輸不受CSMA/CD限制）擴展的以太網(wǎng)在物理層擴展：中繼器，集線器（hub）20第4章網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報服務(wù)。各種應(yīng)用層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)接口層(HTTP,FTP,SMTP等)物理硬件運輸層TCP,UDP應(yīng)用層ICMPIPRARPARP與各種網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)際層）IGMP第4章網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努21IP地址給每個連接在因特網(wǎng)上的主機（或路由器）分配一個在全世界范圍是唯一的32位的標(biāo)識符。傳統(tǒng)的IP地址分類：兩級（網(wǎng)絡(luò)號&主機號）net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位0A類地址host-id16位B類地址C類地址01101D類地址，E類地址IP地址給每個連接在因特網(wǎng)上的主機（或路由器）分配一個在全世222.常用的三種類別的IP地址IP地址的使用范圍

網(wǎng)絡(luò)最大第一個最后一個每個網(wǎng)絡(luò)類別網(wǎng)絡(luò)數(shù)可用的可用的中最大的網(wǎng)絡(luò)號網(wǎng)絡(luò)號主機數(shù)A126(27–2)112616,777,214B16,383(214

1)128.1191.25565,534C2,097,151(2211)192.0.1223.255.2552542.常用的三種類別的IP地址IP地址的使用范圍網(wǎng)23劃分子網(wǎng)允許在內(nèi)部將一個網(wǎng)絡(luò)分成幾個子網(wǎng)，而對外仍像一個網(wǎng)絡(luò)。從主機號借用若干個位作為子網(wǎng)號，IP地址：網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號主機號使用子網(wǎng)掩碼(subnetmask)可以找出IP地址中的子網(wǎng)部分。確定網(wǎng)絡(luò)號的真正長度習(xí)題4-29劃分子網(wǎng)允許在內(nèi)部將一個網(wǎng)絡(luò)分成幾個子網(wǎng)，而對外仍像一個網(wǎng)絡(luò)24構(gòu)造超網(wǎng)CIDR使用各種長度的“網(wǎng)絡(luò)前綴”(network-prefix)來代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號。使用“斜線記法”(slashnotation)，它又稱為CIDR記法，即在IP地址后面加上一個斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的位數(shù)（這個數(shù)值對應(yīng)于三級編址中子網(wǎng)掩碼中1的個數(shù)）。前綴長度不超過23位的CIDR地址塊都包含了多個C類地址。這些C類地址合起來就構(gòu)成了超網(wǎng)。構(gòu)造超網(wǎng)CIDR使用各種長度的“網(wǎng)絡(luò)前綴”(network-25需要注意在同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號必須是一樣的。路由器總是具有兩個或兩個以上的IP地址。路由器的每一個接口都有一個不同網(wǎng)絡(luò)號的IP地址。需要注意在同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號26ARP和RARPIP地址物理地址ARP物理地址IP地址RARPARP和RARPIP地址物理地址ARP物理地址IP地27ARP只要主機或路由器要和本網(wǎng)絡(luò)上的另一個已知IP地址的主機或路由器進(jìn)行通信，ARP協(xié)議就會自動地將該

IP

地址解析為鏈路層所需要的硬件地址。如果所要找的主機和源主機不在同一個局域網(wǎng)上，那么就要通過

ARP

找到一個位于本局域網(wǎng)上的某個路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個路由器，讓這個路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個網(wǎng)絡(luò)。剩下的工作就由下一個網(wǎng)絡(luò)來做。ARP只要主機或路由器要和本網(wǎng)絡(luò)上的另一個已知IP地址的28IP協(xié)議-數(shù)據(jù)報格式固定部分可變部分04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識區(qū)分服務(wù)總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段（長度可變）位首部長度數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分首部IP數(shù)據(jù)報首部發(fā)送在前IP協(xié)議-數(shù)據(jù)報格式固可變04816192431版本標(biāo)志生29路由選擇協(xié)議自治系統(tǒng)AS（AutonomousSystem)在單一的技術(shù)管理下的一組路由器，而這些路由器使用一種AS內(nèi)部的路由選擇協(xié)議和共同的度量以確定分組在該AS內(nèi)的路由，同時還使用一種AS之間的路由選擇協(xié)議用以確定分組在AS之間的路由。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP：具體的協(xié)議有多種，如RIP和OSPF等。外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP：目前使用的協(xié)議就是BGP。路由選擇協(xié)議自治系統(tǒng)AS（AutonomousSyste30路由選擇協(xié)議路由選擇協(xié)議31收到相鄰路由器（其地址為X）的一個RIP報文：(1)先修改此RIP報文中的所有項目：把“下一跳”字段中的地址都改為X，并把所有的“距離”字段的值加1。(2)對修改后的RIP報文中的每一個項目，重復(fù)以下步驟：若項目中的目的網(wǎng)絡(luò)不在路由表中，則把該項目加到路由表中。否則若下一跳字段給出的路由器地址是同樣的，則把收到的項 目 替換原路由表中的項目。否則若收到項目中的距離小于路由表中的距離，則進(jìn)行更新， 否則，什么也不做。(3)若3分鐘還沒有收到相鄰路由器的更新路由表，則把此相鄰路由器記為不可達(dá)路由器，即將距離置為16（距離為16表示不可達(dá)）。(4)返回。距離向量算法習(xí)題4-41收到相鄰路由器（其地址為X）的一個RIP報文：距離向量32路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法(1)從收到的分組的首部提取目的IP地址D。(2)先用各網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼和D逐位相“與”，看是否和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址匹配。若匹配，則將分組直接交付。否則就是間接交付，執(zhí)行(3)。(3)若路由表中有目的地址為D的特定主機路由，則將分組傳送給指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(4)。(4)對路由表中的每一行的子網(wǎng)掩碼和

D逐位相“與”，若其結(jié)果與該行的目的網(wǎng)絡(luò)地址匹配，則將分組傳送給該行指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(5)。(5)若路由表中有一個默認(rèn)路由，則將分組傳送給路由表中所指明的默認(rèn)路由器；否則，執(zhí)行(6)。(6)報告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯。習(xí)題4-20路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法(1)從收到的分組的首部提取目的IP33端到端的通信不可靠UDP實現(xiàn)：應(yīng)用進(jìn)程的標(biāo)識；檢錯可靠TCP實現(xiàn)：應(yīng)用進(jìn)程的標(biāo)識；檢錯可靠傳輸：不丟失；不失序。流量控制擁塞控制連接的建立和連接的釋放第五章運輸層端到端的通信應(yīng)用進(jìn)程的標(biāo)識；檢錯第五章運輸層34偽首部源端口目的端口長度檢驗和數(shù)據(jù)首部UDP長度源IP地址目的IP地址017IP數(shù)據(jù)報字節(jié)44112122222字節(jié)發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)報用戶數(shù)據(jù)報UDP有兩個字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段有8個字節(jié)，由4個字段組成，每個字段都是兩個字節(jié)。

偽首部源端口目的端口長度檢驗和數(shù)據(jù)首35TCP首部20字節(jié)的固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留FIN32位SYNRSTPSHACKURG位08162431填充TCP數(shù)據(jù)部分TCP首部TCP報文段IP數(shù)據(jù)部分IP首部發(fā)送在前5.5TCP報文段的首部格式

TCP報文段的首部格式

TCP20字節(jié)的目的端口數(shù)據(jù)檢驗和36TCP可靠通信的具體實現(xiàn)：滑動窗口TCP連接的每一端都必須設(shè)有兩個窗口——一個發(fā)送窗口和一個接收窗口。TCP的可靠傳輸機制用字節(jié)的序號進(jìn)行控制。TCP所有的確認(rèn)都是基于序號而不是基于報文段。TCP兩端的四個窗口經(jīng)常處于動態(tài)變化之中。TCP連接的往返時間RTT也不是固定不變的。需要使用特定的算法估算較為合理的重傳時間。習(xí)題5-23

TCP可靠通信的具體實現(xiàn)：滑動窗口TCP連接的每一端都37流量控制：窗口公告發(fā)送方事件接收方事件通告窗口=2500發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)1~1000發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)1001~2000發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)2001~2500收到1000的確認(rèn)收到2000的確認(rèn)收到2500的確認(rèn)確認(rèn)1000，窗口=1500確認(rèn)2000，窗口=500確認(rèn)2500，窗口=0應(yīng)用讀出2000字節(jié)確認(rèn)2500，窗口=2000發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)2501~3500發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)3501~4500確認(rèn)3500，窗口=1000確認(rèn)4500，窗口=0應(yīng)用讀出1000字節(jié)確認(rèn)4500，窗口=1000收到3500的確認(rèn)收到4500的確認(rèn)收到4500的確認(rèn)發(fā)送方等待發(fā)送方等待發(fā)送方等待丟失流量控制：窗口公告發(fā)送方事件接收方事件通告窗口=2500發(fā)送38擁塞控制：動態(tài)的開始：慢開始重發(fā)定時器到時：慢開始（加倍）+擁塞避免（+1）連續(xù)收到三個重復(fù)確認(rèn)：擁塞避免慢開始門限ssthresh==出現(xiàn)擁塞時的發(fā)送方窗口值的一半習(xí)題5-39擁塞控制：動態(tài)的開始：慢開始39TCP的連接建立：三次握手SYN-SENTESTAB-LISHEDSYN-RCVDLISTENESTAB-LISHEDSYN=1,seq=xACK=1,seq=x+1,ack=y1CLOSEDCLOSED數(shù)據(jù)傳送主動打開被動打開ABSYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x1TCP的連接建立：三次握手SYN-ESTAB-SYN-LI40TCP

的連接釋放CLOSEDACK=1,seq=u+1,ack=w1FIN=1,seq=uACK=1,seq=v,ack=u1FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u1FIN-WAIT-1CLOSE-WAITFIN-WAIT-2LAST-ACK等待2MSLTIME-WAIT主動關(guān)閉被動關(guān)閉數(shù)據(jù)傳送通知應(yīng)用進(jìn)程ESTAB-LISHEDESTAB-LISHEDAB客戶服務(wù)器數(shù)據(jù)傳送CLOSEDTCP的連接釋放CLOSEDACK=1,seq=41第六章應(yīng)用層域名系統(tǒng)DNS（使用UDP）層次樹狀結(jié)構(gòu)的域名命名方法域名解析過程不是主機做，而是由本地域名服務(wù)器提供。FTP和TELNET（使用TCP）第六章應(yīng)用層域名系統(tǒng)DNS（使用UDP）42萬維網(wǎng)WWW系統(tǒng)分布式超媒體系統(tǒng)1,使用統(tǒng)一資源定位符URL來標(biāo)志萬維網(wǎng)上的各種文檔。2,在萬維網(wǎng)客戶程序與萬維網(wǎng)服務(wù)器程序之間進(jìn)行交互所使用的協(xié)議，是超文本傳送協(xié)議HTTP(使用TCP)3,超文本標(biāo)記語言HTML用來顯示網(wǎng)頁。4,使用搜索引擎在萬維網(wǎng)上方便地查找信息。萬維網(wǎng)WWW系統(tǒng)分布式超媒體系統(tǒng)43電子郵件(使用TCP)發(fā)送郵件的協(xié)議：SMTP讀取郵件的協(xié)議：POP3和IMAPMIME在其郵件首部中說明了郵件的數(shù)據(jù)類型(如文本、聲音、圖像、視像等)，使用MIME可在郵件中同時傳送多種類型的數(shù)據(jù)。電子郵件(使用TCP)發(fā)送郵件的協(xié)議：SMTP44動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP：使用UDPSNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議：使用UDP動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP：使用UDP45計算機網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)課計算機網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)課46Internet—因特網(wǎng)Internet是專有名詞世界范圍的互連網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）使用TCP/IP協(xié)議族前身是美國的阿帕網(wǎng)ARPANETInternet—因特網(wǎng)Internet是專有名詞47第一章概述發(fā)展組成分類性能指標(biāo)五層體系結(jié)構(gòu)第一章概述發(fā)展48因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段單個網(wǎng)絡(luò)ARPANET→互聯(lián)網(wǎng)研究用→商用形成多層次ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

ISP(InternetServiceProvider)因特網(wǎng)服務(wù)提供者，即向廣大用戶綜合提供互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)、信息業(yè)務(wù)、和增值業(yè)務(wù)的電信運營商，通俗的講就是為用戶提供接入因特網(wǎng)必需的IP地址。因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段單個網(wǎng)絡(luò)ARPANET→互聯(lián)網(wǎng)49因特網(wǎng)的組成邊緣部分：主機

最終是主機上的進(jìn)程之間的通信，通信方式有兩種：客戶服務(wù)器（C/S）方式和對等方式（P2P）核心部分：網(wǎng)絡(luò)和路由器路由器：實現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關(guān)鍵構(gòu)件。（計算機數(shù)據(jù)具有很大的突發(fā)性。，通信時如果一直占用通信資源，太浪費）因特網(wǎng)的組成邊緣部分：主機50網(wǎng)絡(luò)分類按技術(shù)分廣播式網(wǎng)絡(luò)點到點網(wǎng)絡(luò)按規(guī)模分局域網(wǎng)LAN城域網(wǎng)MAN

廣域網(wǎng)WAN

互聯(lián)網(wǎng)

按傳輸介質(zhì)分有線網(wǎng)無線網(wǎng)按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分總線環(huán)形網(wǎng)狀星形

按適用范圍分專用網(wǎng)公用網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分類按技術(shù)分廣播式網(wǎng)絡(luò)按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分總51計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.速率，即數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate)單位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等2.帶寬(bandwidth)

“帶寬”本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是Hz?，F(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，b/s(bit/s)3.吞吐量：在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量4.時延5.往返時間RTT計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.速率，即數(shù)據(jù)率(datarate)52應(yīng)用層表示層會話層運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層運輸層網(wǎng)際層應(yīng)用層（各種應(yīng)用層協(xié)議HTTP,FTP,SMTP）網(wǎng)絡(luò)接口層運輸層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層(a)OSI的七層協(xié)議(b)TCP/IP的四層協(xié)議(c)五層協(xié)議具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

PDU和SDU

協(xié)議和服務(wù)應(yīng)用層表示層會話層運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層運輸層網(wǎng)際層應(yīng)53第二章物理層實現(xiàn)比特流的傳輸，PDU是數(shù)據(jù)位（bit）導(dǎo)向傳輸媒體：雙絞線（屏蔽，無屏蔽）；同軸電纜；光纜（單模光纖，多模光纖）無線電微波紅外線可見光紫外線X射線射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波調(diào)幅無線電調(diào)頻無線電海事無線電光纖電視(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024移動無線電由香農(nóng)公式知，信道的頻帶寬度(Hz)越大，可以傳輸?shù)臉O限數(shù)據(jù)率(b/s)也越高，所以光纖是更佳的傳輸媒體。第二章物理層實現(xiàn)比特流的傳輸，PDU是數(shù)據(jù)位（bit）無54寬帶接入技術(shù)寬帶傳輸：計算機向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率較高。（不是指信號的傳輸速率高）xDSL數(shù)字用戶線

ADSL（非對稱數(shù)字用戶線），HDSL，SDSL，VDSL光纖同軸混合網(wǎng)（HFC網(wǎng)）FTTx光纖到。。FTTH（光纖到戶），F(xiàn)TTB，F(xiàn)TTC，等寬帶接入技術(shù)寬帶傳輸：計算機向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率較高。（不是55第三章數(shù)據(jù)鏈路層把數(shù)據(jù)裝成幀，并實現(xiàn)透明傳輸和差錯檢測協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）：幀點對點信道和廣播信道封裝成幀：添加幀定界字符（首部和尾部）透明傳輸：添加轉(zhuǎn)義字符差錯檢測：CRC第三章數(shù)據(jù)鏈路層把數(shù)據(jù)裝成幀，并實現(xiàn)透明傳輸和差錯檢測56PPP協(xié)議三個組成部分一個將IP數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法。既支持異步鏈路，也支持同步鏈路。鏈路控制協(xié)議LCP(LinkControlProtocol)。用來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路連接。網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP(NetworkControlProtocol)。

一套NCP，支持不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。PPP協(xié)議三個組成部分57PPP協(xié)議的幀格式PPP有一個2個字節(jié)的協(xié)議字段。當(dāng)協(xié)議字段為0x0021時，PPP幀的信息字段就是IP數(shù)據(jù)報。若為0xC021,則信息字段是PPP鏈路控制數(shù)據(jù)。若為0x8021，則表示這是網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)。

IP數(shù)據(jù)報1211字節(jié)12不超過1500字節(jié)PPP幀先發(fā)送7EFF03FACFCSF7E協(xié)議信息部分首部尾部PPP協(xié)議的幀格式PPP有一個2個字節(jié)的協(xié)議字段。I58幀界定符：F

=0x7E（一個字節(jié)01111110）透明傳輸?shù)膶崿F(xiàn)@異步傳輸：字符填充法將信息字段中出現(xiàn)的每一個0x7E字節(jié)轉(zhuǎn)變成為2字節(jié)序列(0x7D,0x5E)。若信息字段中出現(xiàn)一個0x7D的字節(jié),則將其轉(zhuǎn)變成為2字節(jié)序列(0x7D,0x5D)。若信息字段中出現(xiàn)ASCII碼的控制字符（即數(shù)值小于0x20的字符），則在該字符前面要加入一個0x7D字節(jié)，同時將該字符的編碼加以改變（第六個比特取反）。0x03變?yōu)椋?x7D,0x23）@同步傳輸：0比特填充法在發(fā)送端，只要發(fā)現(xiàn)有5個連續(xù)1，則立即填入一個0。接收端對幀中的比特流進(jìn)行掃描。每當(dāng)發(fā)現(xiàn)5個連續(xù)1時，就把這5個連續(xù)1后的一個0刪除。幀界定符：F=0x7E（一個字節(jié)01111110）593-10PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串0110111111111100。試問經(jīng)過零比特填充后變成怎樣的比特串？若接受方收到的PPP幀的數(shù)據(jù)部分是0001110111110111110110，問刪除發(fā)送方加入的零比特后變成怎樣的比特串？0110111111111100011011111011111000000111011111011111011000011101111111111110計算機網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)課課件60循環(huán)冗余檢測碼CRC3-08要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。采用CRC的生成多項式是P(X)=X3+1。試求應(yīng)添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。n=3，除數(shù)1001，被除數(shù)101110000

101011

←

Q

(商)P(除數(shù))→

1001101110000

←

2rM(被除數(shù))

1001

0101

0000

1010

1001

0110

0000

1100

1001

1010

1001

011←R(余數(shù))，作為FCS

循環(huán)冗余檢測碼CRC3-08要發(fā)送的數(shù)據(jù)為101110。61以太網(wǎng)技術(shù)采用曼徹斯特編碼基帶數(shù)字信號曼徹斯特編碼碼元1111100000出現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換解決一長串連1或連0時接收端無法提取位同步的問題波特率=2比特率（數(shù)據(jù)速率）以太網(wǎng)技術(shù)采用曼徹斯特編碼基帶數(shù)曼徹斯碼元1111100062載波監(jiān)聽碰撞檢測以太網(wǎng)的端到端往返時延2稱為爭用期，或碰撞窗口。經(jīng)過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法確定重傳等待的時延最短有效幀長以太網(wǎng)取51.2s為爭用期的長度。對于10Mb/s以太網(wǎng)，在爭用期內(nèi)可發(fā)送512bit，即64字節(jié)。以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時，若前64字節(jié)沒有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會發(fā)生沖突。以太網(wǎng)技術(shù)-CSMA/CD協(xié)議半雙工通信載波監(jiān)聽以太網(wǎng)技術(shù)-CSMA/CD協(xié)議半雙工通信63以太網(wǎng)的

MAC

層硬件地址：48位，網(wǎng)卡的標(biāo)識符。最常用的MAC幀是以太網(wǎng)V2的格式以太網(wǎng)MAC幀物理層MAC層1010101010101010101010101010101011前同步碼7字節(jié)1字節(jié)…8字節(jié)插入IP層目的地址源地址類型數(shù)據(jù)FCS6624字節(jié)46~1500IP數(shù)據(jù)報MAC幀以太網(wǎng)的MAC層硬件地址：48位，網(wǎng)卡的標(biāo)識符。以太網(wǎng)64擴展的以太網(wǎng)在物理層擴展：中繼器，集線器（hub）（增大了碰撞域）在數(shù)據(jù)鏈路層擴展：網(wǎng)橋，以太網(wǎng)交換機（每個端口連接的網(wǎng)段形成一個碰撞域，端口之間幀的傳輸不受CSMA/CD限制）擴展的以太網(wǎng)在物理層擴展：中繼器，集線器（hub）65第4章網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報服務(wù)。各種應(yīng)用層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)接口層(HTTP,FTP,SMTP等)物理硬件運輸層TCP,UDP應(yīng)用層ICMPIPRARPARP與各種網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)際層）IGMP第4章網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努66IP地址給每個連接在因特網(wǎng)上的主機（或路由器）分配一個在全世界范圍是唯一的32位的標(biāo)識符。傳統(tǒng)的IP地址分類：兩級（網(wǎng)絡(luò)號&主機號）net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位0A類地址host-id16位B類地址C類地址01101D類地址，E類地址IP地址給每個連接在因特網(wǎng)上的主機（或路由器）分配一個在全世672.常用的三種類別的IP地址IP地址的使用范圍

網(wǎng)絡(luò)最大第一個最后一個每個網(wǎng)絡(luò)類別網(wǎng)絡(luò)數(shù)可用的可用的中最大的網(wǎng)絡(luò)號網(wǎng)絡(luò)號主機數(shù)A126(27–2)112616,777,214B16,383(214

1)128.1191.25565,534C2,097,151(2211)192.0.1223.255.2552542.常用的三種類別的IP地址IP地址的使用范圍網(wǎng)68劃分子網(wǎng)允許在內(nèi)部將一個網(wǎng)絡(luò)分成幾個子網(wǎng)，而對外仍像一個網(wǎng)絡(luò)。從主機號借用若干個位作為子網(wǎng)號，IP地址：網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號主機號使用子網(wǎng)掩碼(subnetmask)可以找出IP地址中的子網(wǎng)部分。確定網(wǎng)絡(luò)號的真正長度習(xí)題4-29劃分子網(wǎng)允許在內(nèi)部將一個網(wǎng)絡(luò)分成幾個子網(wǎng)，而對外仍像一個網(wǎng)絡(luò)69構(gòu)造超網(wǎng)CIDR使用各種長度的“網(wǎng)絡(luò)前綴”(network-prefix)來代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號。使用“斜線記法”(slashnotation)，它又稱為CIDR記法，即在IP地址后面加上一個斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的位數(shù)（這個數(shù)值對應(yīng)于三級編址中子網(wǎng)掩碼中1的個數(shù)）。前綴長度不超過23位的CIDR地址塊都包含了多個C類地址。這些C類地址合起來就構(gòu)成了超網(wǎng)。構(gòu)造超網(wǎng)CIDR使用各種長度的“網(wǎng)絡(luò)前綴”(network-70需要注意在同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號必須是一樣的。路由器總是具有兩個或兩個以上的IP地址。路由器的每一個接口都有一個不同網(wǎng)絡(luò)號的IP地址。需要注意在同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號71ARP和RARPIP地址物理地址ARP物理地址IP地址RARPARP和RARPIP地址物理地址ARP物理地址IP地72ARP只要主機或路由器要和本網(wǎng)絡(luò)上的另一個已知IP地址的主機或路由器進(jìn)行通信，ARP協(xié)議就會自動地將該

IP

地址解析為鏈路層所需要的硬件地址。如果所要找的主機和源主機不在同一個局域網(wǎng)上，那么就要通過

ARP

找到一個位于本局域網(wǎng)上的某個路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個路由器，讓這個路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個網(wǎng)絡(luò)。剩下的工作就由下一個網(wǎng)絡(luò)來做。ARP只要主機或路由器要和本網(wǎng)絡(luò)上的另一個已知IP地址的73IP協(xié)議-數(shù)據(jù)報格式固定部分可變部分04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識區(qū)分服務(wù)總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段（長度可變）位首部長度數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分首部IP數(shù)據(jù)報首部發(fā)送在前IP協(xié)議-數(shù)據(jù)報格式固可變04816192431版本標(biāo)志生74路由選擇協(xié)議自治系統(tǒng)AS（AutonomousSystem)在單一的技術(shù)管理下的一組路由器，而這些路由器使用一種AS內(nèi)部的路由選擇協(xié)議和共同的度量以確定分組在該AS內(nèi)的路由，同時還使用一種AS之間的路由選擇協(xié)議用以確定分組在AS之間的路由。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP：具體的協(xié)議有多種，如RIP和OSPF等。外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP：目前使用的協(xié)議就是BGP。路由選擇協(xié)議自治系統(tǒng)AS（AutonomousSyste75路由選擇協(xié)議路由選擇協(xié)議76收到相鄰路由器（其地址為X）的一個RIP報文：(1)先修改此RIP報文中的所有項目：把“下一跳”字段中的地址都改為X，并把所有的“距離”字段的值加1。(2)對修改后的RIP報文中的每一個項目，重復(fù)以下步驟：若項目中的目的網(wǎng)絡(luò)不在路由表中，則把該項目加到路由表中。否則若下一跳字段給出的路由器地址是同樣的，則把收到的項 目 替換原路由表中的項目。否則若收到項目中的距離小于路由表中的距離，則進(jìn)行更新， 否則，什么也不做。(3)若3分鐘還沒有收到相鄰路由器的更新路由表，則把此相鄰路由器記為不可達(dá)路由器，即將距離置為16（距離為16表示不可達(dá)）。(4)返回。距離向量算法習(xí)題4-41收到相鄰路由器（其地址為X）的一個RIP報文：距離向量77路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法(1)從收到的分組的首部提取目的IP地址D。(2)先用各網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼和D逐位相“與”，看是否和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址匹配。若匹配，則將分組直接交付。否則就是間接交付，執(zhí)行(3)。(3)若路由表中有目的地址為D的特定主機路由，則將分組傳送給指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(4)。(4)對路由表中的每一行的子網(wǎng)掩碼和

D逐位相“與”，若其結(jié)果與該行的目的網(wǎng)絡(luò)地址匹配，則將分組傳送給該行指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(5)。(5)若路由表中有一個默認(rèn)路由，則將分組傳送給路由表中所指明的默認(rèn)路由器；否則，執(zhí)行(6)。(6)報告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯。習(xí)題4-20路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法(1)從收到的分組的首部提取目的IP78端到端的通信不可靠UDP實現(xiàn)：應(yīng)用進(jìn)程的標(biāo)識；檢錯可靠TCP實現(xiàn)：應(yīng)用進(jìn)程的標(biāo)識；檢錯可靠傳輸：不丟失；不失序。流量控制擁塞控制連接的建立和連接的釋放第五章運輸層端到端的通信應(yīng)用進(jìn)程的標(biāo)識；檢錯第五章運輸層79偽首部源端口目的端口長度檢驗和數(shù)據(jù)首部UDP長度源IP地址目的IP地址017IP數(shù)據(jù)報字節(jié)44112122222字節(jié)發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)報用戶數(shù)據(jù)報UDP有兩個字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段有8個字節(jié)，由4個字段組成，每個字段都是兩個字節(jié)。

偽首部源端口目的端口長度檢