《信息通信網(wǎng)絡(luò)概論》總復(fù)習(xí)201506

《信息通信網(wǎng)絡(luò)概論》總復(fù)習(xí)201506第一頁(yè)，共98頁(yè)。教學(xué)要求本課程是高校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。其作用和任務(wù)是：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)的介紹信息通信網(wǎng)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本工作原理，掌握局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)的基本組網(wǎng)技術(shù)，了解信息通信網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。第二頁(yè)，共98頁(yè)。第一章信息通信網(wǎng)絡(luò)介紹

信息通信網(wǎng)的構(gòu)成信息通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)信息通信網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵因素第三頁(yè)，共98頁(yè)。信息通信網(wǎng)的構(gòu)成信息通信網(wǎng)的組成：用戶(hù)終端設(shè)備（計(jì)算機(jī)、電話(huà)機(jī)等）傳輸線(xiàn)路交換系統(tǒng)（路由器，交換機(jī)等）通信協(xié)議

將眾多信息通信系統(tǒng)通過(guò)交換系統(tǒng)按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合在一起稱(chēng)為信息通信網(wǎng)。信息通信網(wǎng)提供話(huà)音、圖像、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)。第四頁(yè)，共98頁(yè)。信息通信網(wǎng)絡(luò)主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型網(wǎng)樹(shù)型網(wǎng)分布式網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)型網(wǎng)環(huán)型網(wǎng)復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)第五頁(yè)，共98頁(yè)。信息通信網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵因素技術(shù)，政府規(guī)范，市場(chǎng)和標(biāo)準(zhǔn)第六頁(yè)，共98頁(yè)。第二章信息通信網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)信息通信網(wǎng)分層協(xié)議棧結(jié)構(gòu)OSI/RM參考模型TCP/IP協(xié)議棧結(jié)構(gòu)IEEE802局域網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)通信協(xié)議、實(shí)體、服務(wù)和服務(wù)原語(yǔ)服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)SAP服務(wù)類(lèi)型面向連接服務(wù)無(wú)連接服務(wù)第七頁(yè)，共98頁(yè)。OSI/RM、IEEE802和TCP/IP協(xié)議棧模型第八頁(yè)，共98頁(yè)。協(xié)議協(xié)議（Protocol）：通信網(wǎng)中控制對(duì)等通信實(shí)體進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換（通信）而建立的共同遵守的通信規(guī)則的集合。三個(gè)基本要素：Syntax（語(yǔ)法）：定義用戶(hù)數(shù)據(jù)與控制信息交換格式--確定通信雙方"如何講",定義了數(shù)據(jù)格式,編碼和信號(hào)電平等.Semantic（語(yǔ)義）：發(fā)送者和接收者所要完成的操作--確定通信雙方"講什么",定義了用于協(xié)調(diào)同步,差錯(cuò)處理和響應(yīng)等控制信息.Synchronization（同步）：對(duì)事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明--確定通信雙方"講話(huà)的次序",定義了速度匹配和排序等.

第九頁(yè)，共98頁(yè)。實(shí)體實(shí)體：任何可以發(fā)送或接收信息的硬件/軟件進(jìn)程，每一層中的活躍元素。對(duì)等實(shí)體：位于不同系統(tǒng)內(nèi)同一層次的兩個(gè)執(zhí)行對(duì)等協(xié)議的實(shí)體。。第十頁(yè)，共98頁(yè)。服務(wù)和服務(wù)原語(yǔ)服務(wù)：某一層及其以下各層的一種能力，通過(guò)接口提供給其相鄰上層。服務(wù)原語(yǔ)：服務(wù)用戶(hù)（N+1實(shí)體）與服務(wù)提供者（N實(shí)體）之間進(jìn)行交互時(shí)，所交換的必要信息，用以通知服務(wù)用戶(hù)采取某種行動(dòng)，或向服務(wù)用戶(hù)報(bào)告其服務(wù)提供者的對(duì)等實(shí)體以采取的行動(dòng)。Request請(qǐng)求Indication指示 Response響應(yīng) Confirm證實(shí)

第十一頁(yè)，共98頁(yè)。協(xié)議與服務(wù)關(guān)系在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)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，還需要使用下層所提供的服務(wù)。本層的服務(wù)用戶(hù)只能看見(jiàn)服務(wù)而無(wú)法看見(jiàn)下面的協(xié)議；下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶(hù)是透明的。協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則；服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過(guò)層間接口提供的，由服務(wù)原語(yǔ)完成操作。同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互的地方，稱(chēng)為服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)SAP(ServiceAccessPoint)。第十二頁(yè)，共98頁(yè)。服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)SAP第十三頁(yè)，共98頁(yè)。信息通信網(wǎng)的服務(wù)類(lèi)型面向連接服務(wù)(connection-oriented)

面向連接服務(wù)具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放這三個(gè)階段。

TCP,虛電路,電話(huà)無(wú)連接服務(wù)(connectionless)

兩個(gè)實(shí)體之間的通信不需要先建立好連接。是一種不可靠的服務(wù)。這種服務(wù)常被描述為“盡最大努力交付”(besteffortdelivery)或“盡力而為”。

UDP,數(shù)據(jù)報(bào)第十四頁(yè)，共98頁(yè)。第三章信息通信網(wǎng)的交換技術(shù)報(bào)文交換電路交換分組交換：虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)電路交換、虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)交換時(shí)延第十五頁(yè)，共98頁(yè)。信息通信網(wǎng)中三大交換技術(shù)報(bào)文交換電路交換：前者基于位置，面向連接，即在通信的兩個(gè)站點(diǎn)間需要建立一個(gè)物理通信通路;一旦電路建立對(duì)用戶(hù)是透明的，信息以固定的數(shù)率傳輸。電路交換獨(dú)占資源。分組交換：后者采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，無(wú)需建立一條專(zhuān)用物理通信通路；數(shù)據(jù)以分組形式傳輸，每個(gè)分組包括控制信息和用戶(hù)數(shù)據(jù)兩部分。分組交換根據(jù)向端點(diǎn)提供的服務(wù)可以進(jìn)一步分成數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路兩種。分組交換共享資源。第十六頁(yè)，共98頁(yè)。虛電路交換和數(shù)據(jù)報(bào)虛電路:虛電路是面向連接的服務(wù)，在數(shù)據(jù)傳輸之前需要先建立一條邏輯鏈路，數(shù)據(jù)交換后，必須釋放這個(gè)連接。報(bào)文只需標(biāo)識(shí)邏輯電路號(hào)，并沿著虛電路按序傳輸。數(shù)據(jù)報(bào):數(shù)據(jù)報(bào)是無(wú)連接的服務(wù)，無(wú)需建立連接，網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)接受主機(jī)發(fā)送的分組；每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)文需要標(biāo)識(shí)出完整的目標(biāo)地址；每個(gè)分組獨(dú)立的選擇路由，因此不能防止報(bào)文的丟失、重復(fù)或失序，它提供“盡最大努力交付”的服務(wù)。第十七頁(yè)，共98頁(yè)。電路交換時(shí)延DATACircuit

Establishment

Data

TransmissionCircuit

Termination

propagationdelaybetweenHost1andNode1propagationdelaybetweenHost2andNode1processingdelayatNode1Host1Host2Node1Node2第十八頁(yè)，共98頁(yè)。Packet1Packet2Packet3transmissiontimeVirtualCircuit

EstablishmentPacket1Packet2Packet3Packet1Packet2Packet3虛電路時(shí)延Host1Host2Node1Node2第十九頁(yè)，共98頁(yè)。數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)延Packet1Packet2Packet3Packet1Packet2Packet3Packet1Packet2Packet3processing

delayofPacket1atNode2propagationdelaybetweenHost1andNode2transmissiontimeofPacket1atHost1Host1Host2Node1Node2第二十頁(yè)，共98頁(yè)。第四章物理層和傳輸技術(shù)基礎(chǔ)1、傳輸介質(zhì)：導(dǎo)向傳輸媒體:雙絞線(xiàn)(UTP和

STP)

、同軸電纜(50和75)、光纖非導(dǎo)向傳輸媒體：無(wú)線(xiàn)電波、紅外、微波等2、模擬和數(shù)字傳輸技術(shù)：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型信道基本概念:帶寬，時(shí)延、信道、基帶、寬帶、調(diào)制、率波特（baudrate）碼元率、比特率(bitrate)信道最高碼元傳輸數(shù)率－奈氏(Nyquist)準(zhǔn)則信道極限信息傳輸數(shù)率－香農(nóng)公式第二十一頁(yè)，共98頁(yè)。信道傳輸數(shù)率--Noiseless理想信道最高碼元傳輸數(shù)率－奈氏(Nyquist)準(zhǔn)則每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒2

個(gè)碼元。每赫帶寬的理想帶通信道的最高碼元傳輸速率是每秒1

個(gè)碼元。

NoiselessLowpassChannel:Maximumtransmissionrate=2WBaud=2Wlog2VbpsNoiselessBandpassChannel:

Maximumtransmissionrate=WBaud=Wlog2Vbps第二十二頁(yè)，共98頁(yè)。信道傳輸數(shù)率--Noisy噪聲信道極限信息傳輸數(shù)率－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。只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)的傳輸。（只是理論上，現(xiàn)實(shí)是不行的）PathofimprovementchannelcapacityGreaterbandwidthHighersignal-to-noiseratioMaximumtransmissionrateC:

=Wlog2(1+S/N)

b/sWhere：10log10(S/N)=?dB第二十三頁(yè)，共98頁(yè)。3、編碼不歸零制碼（NRZ：Non-ReturntoZero）曼徹斯特碼（Manchester）差分曼徹斯特碼（DifferentialManchester）001010110ClockManchester001010110ClockDifferentialManchester第二十四頁(yè)，共98頁(yè)。4、媒體復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用時(shí)分復(fù)用（TDM：TimeDivisionMultiplexing)同步時(shí)分復(fù)用（STDM:SynchronizationTime-DivisionMultiplexing）異步時(shí)分復(fù)用（ATDM：AsynchronismTime-DivisionMultiplexing）也叫統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（STDM：StatisticTimeDivisionMultiplexing）頻分復(fù)用（FDM：FrequencyDivisionMultiplexing）和正交頻分復(fù)用(OFDM)碼分復(fù)用（

CDM：

CodeDivisionMultiplexing)第二十五頁(yè)，共98頁(yè)。5、調(diào)制調(diào)制主要作用是：IncreasingTransmissionRates；ThreeBasicModulationMethods：1.Changetheamplitude(strength)ofthesignal--AmplitudeShiftKeying,ASK2.Usetwofrequenciestoencodeyourbits–FrequencyShiftKeying,FSK3.Changethephaseofthesinewavetodosignalencoding--PhaseShiftKeying,PSK脈碼調(diào)制三步曲：采樣，量化和編碼第二十六頁(yè)，共98頁(yè)。第五章數(shù)據(jù)鏈路層3.1數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念和功能：鏈路和數(shù)據(jù)鏈路基本功能：幀定界、差錯(cuò)控制、流量控制－滑動(dòng)窗口3.2檢錯(cuò)和糾錯(cuò) 處理差錯(cuò)的兩種基本策略使用糾錯(cuò)碼：發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，并能糾正錯(cuò)誤。使用檢錯(cuò)碼：發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，但不能判斷哪里有錯(cuò)。第二十七頁(yè)，共98頁(yè)。常用校驗(yàn)方法常用校驗(yàn)方法:奇偶校驗(yàn)ChecksumCRC循環(huán)校驗(yàn)

CRC校驗(yàn)例題：信息序列1101001010，生成多項(xiàng)式為x3+x2+x+1，則發(fā)送序列為什么？第二十八頁(yè)，共98頁(yè)。重傳協(xié)議

滑動(dòng)窗口

3.3停止等待協(xié)議SWP3.4GoBackN（窗口大小）3.5選擇重傳ARQ協(xié)議第二十九頁(yè)，共98頁(yè)。SWP(Stop-Wait–Protocol)第三十頁(yè)，共98頁(yè)。SWP例題信道速率為4kb/s，傳播時(shí)延為tp=20ms，確認(rèn)幀長(zhǎng)度和處理時(shí)間均可忽略不記。若采用停止等待協(xié)議，問(wèn)幀長(zhǎng)為多少才能使信道利用率達(dá)到至少60％？停等協(xié)議中信息幀和確認(rèn)幀是否都需要序號(hào)？第三十一頁(yè)，共98頁(yè)。GBN(Go-Back-N)第三十二頁(yè)，共98頁(yè)。SR-ARQ(SelectiveRepeatARQ)第三十三頁(yè)，共98頁(yè)。高級(jí)鏈路控制規(guī)程HDLC

3.6面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC:三種幀:信息幀,監(jiān)控幀和無(wú)編號(hào)幀透明傳輸技術(shù):面向比特的透明傳輸:0比特插入和刪除技術(shù)面向字節(jié)的透明傳輸:例如，7E8E經(jīng)0位插入生成什么？

第三十四頁(yè)，共98頁(yè)。第六章媒體接入控制與局域網(wǎng)信道共享技術(shù)–靜態(tài)和動(dòng)態(tài)靜態(tài)多路訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議:TDMA、FDMA、WDMA、CDMA動(dòng)態(tài)多路訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議:隨機(jī)接入技術(shù)：ALOHA、SlottedALOHA、CSMA、CSMA/CD、CSMA/CA等受控接入技術(shù)：Token-PassingRing

、

Polling、預(yù)約等第三十五頁(yè)，共98頁(yè)。局域網(wǎng)IEEE802協(xié)議：以太網(wǎng)(802.3)、令牌總線(xiàn)(802.4)、令牌環(huán)(802.5)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(802.11)和無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)網(wǎng)(802.16)IEEE802協(xié)議棧：LLC子層、MA子層C和物理層第三十六頁(yè)，共98頁(yè)。IEEE802SerialStandards第三十七頁(yè)，共98頁(yè)。傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)表示：10Base5、10BaseT拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸介質(zhì)帶寬—最大傳輸數(shù)率最大網(wǎng)段長(zhǎng)編碼方式以太網(wǎng)的信道利用率以太網(wǎng)的

MAC

層48比特的物理（硬件）地址競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙問(wèn)題：為什么2τ

為什么規(guī)定最小幀長(zhǎng)64字節(jié)

第三十八頁(yè)，共98頁(yè)。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)IEEE802.11無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)協(xié)議問(wèn)題：發(fā)送端信號(hào)功率強(qiáng)淹沒(méi)了其它站點(diǎn)信號(hào)隱藏站點(diǎn)問(wèn)題帶預(yù)約的CSMA/CA隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)：CSMA/CA原理信道預(yù)約技術(shù)：RTS和CTS解決了暴露站點(diǎn)和隱藏站點(diǎn)問(wèn)題第三十九頁(yè)，共98頁(yè)。Atransmitsdataframe(a)DataFrameDataFrameABCCtransmitsdataframe&collideswithAatB(b)Csensesmedium,stationAishiddenfromCDataFrameBCAHiddenTerminalProblemNewMACthatmayincludeRTS/CTS第四十頁(yè)，共98頁(yè)。ReservationsBACDERTSRTSStationAsentRTS(RequestToSend)，第四十一頁(yè)，共98頁(yè)。Reservations(Cont.)CTSBACDECTSIfidle,BsentCTS(ClearToSend)AtransmitsdataifreceivedCTSCTS第四十二頁(yè)，共98頁(yè)。ExposedTerminalProblemADCB？第四十三頁(yè)，共98頁(yè)。Reservations(Cont.)BACDERTSRTSStationBsentRTS(RequestToSend)，第四十四頁(yè)，共98頁(yè)。Reservations(Cont.)CTSBACDECTSIfidle,AsentCTS(ClearToSend)BtransmitsdataifreceivedCTSRTSRTS第四十五頁(yè)，共98頁(yè)。Reservations(Cont.)BACDECTSIfidle,DsentCTS(ClearToSend)CtransmitsdataifreceivedCTS第四十六頁(yè)，共98頁(yè)。局域網(wǎng)的擴(kuò)展轉(zhuǎn)發(fā)器（repeater

）物理層設(shè)備，在電纜段之間拷貝比特；對(duì)弱信號(hào)進(jìn)行放大或再生，以便延長(zhǎng)傳輸距離。

集線(xiàn)器HUB物理層設(shè)備采用爭(zhēng)用方式，擴(kuò)大沖突域以太網(wǎng)交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，在局域網(wǎng)之間轉(zhuǎn)發(fā)幀；擴(kuò)大傳輸數(shù)率（帶寬）網(wǎng)橋（bridge）數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，在局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)幀；網(wǎng)橋可以改變幀格式。第四十七頁(yè)，共98頁(yè)。網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋-建立轉(zhuǎn)發(fā)表的自主學(xué)習(xí)方法源路徑選擇網(wǎng)橋第四十八頁(yè)，共98頁(yè)。例題節(jié)點(diǎn)間長(zhǎng)度為1.5公里，數(shù)據(jù)傳輸率為10.24Mbps的以太網(wǎng)，電信號(hào)在網(wǎng)上的傳播速度是200m/us,假設(shè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度為128字節(jié)（其中包括64字節(jié)幀頭、校驗(yàn)和及其它開(kāi)銷(xiāo)）。數(shù)據(jù)幀發(fā)送成功后的第一個(gè)時(shí)間片保留給接收方用于發(fā)送一個(gè)32字節(jié)的確認(rèn)幀，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載非常輕（即不考慮沖突的任何情形）問(wèn)該以太網(wǎng)的有效數(shù)據(jù)傳輸率是多少？第四十九頁(yè)，共98頁(yè)。第七章分組交換網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)5.1網(wǎng)絡(luò)層的基本概念和功能網(wǎng)絡(luò)層的主要功能：路由選擇、流量和擁塞控制數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路服務(wù)*5.2路由選擇算法Ⅰ基于鏈接狀態(tài)的最短路徑算法（Dijkstra算法）Ⅱ距離向量算法（Bellman-Ford算法）

第五十頁(yè)，共98頁(yè)。Ⅰ.Dijkstra算法每個(gè)結(jié)點(diǎn)用從源結(jié)點(diǎn)沿已知最佳路徑到本結(jié)點(diǎn)的距離來(lái)標(biāo)注，標(biāo)注分為臨時(shí)性標(biāo)注和永久性標(biāo)注；初始時(shí)，所有結(jié)點(diǎn)都為臨時(shí)性標(biāo)注，標(biāo)注為無(wú)窮大；將源結(jié)點(diǎn)標(biāo)注為0，且為永久性標(biāo)注，并令其為工作結(jié)點(diǎn)；檢查與工作結(jié)點(diǎn)相鄰的臨時(shí)性結(jié)點(diǎn)，若該結(jié)點(diǎn)到工作結(jié)點(diǎn)的距離與工作結(jié)點(diǎn)的標(biāo)注之和小于該結(jié)點(diǎn)的標(biāo)注，則用新計(jì)算得到的和重新標(biāo)注該結(jié)點(diǎn)；在整個(gè)圖中查找具有最小值的臨時(shí)性標(biāo)注結(jié)點(diǎn)，將其變?yōu)橛谰眯越Y(jié)點(diǎn)，并成為下一輪檢查的工作結(jié)點(diǎn)；重復(fù)第四、五步，直到目的結(jié)點(diǎn)成為工作結(jié)點(diǎn)；第五十一頁(yè)，共98頁(yè)。Dijkstra’salgorithm:exampleStep012345startNAADADEADEBADEBCADEBCFD(B),p(B)2,A2,A2,AD(C),p(C)5,A4,D3,E3,ED(D),p(D)1,AD(E),p(E)infinity2,DD(F),p(F)infinityinfinity4,E4,E4,EAEDCBF2213112535第五十二頁(yè)，共98頁(yè)。最短路徑例題

根據(jù)Dijkstra最短通路搜索算法，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中路由器A的路由表，并詳細(xì)寫(xiě)出結(jié)點(diǎn)A到結(jié)點(diǎn)D的計(jì)算過(guò)程。每個(gè)圓圈代表一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由，線(xiàn)上的標(biāo)注表示相鄰路由結(jié)點(diǎn)間的代價(jià)。第五十三頁(yè)，共98頁(yè)。最短路徑例題網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相連如下表所示第五十四頁(yè)，共98頁(yè)。Ⅱ.距離向量路由算法（DistanceVectorRouting）屬于動(dòng)態(tài)路由算法，也稱(chēng)Bellman-Ford路由算法和Ford-Fulkerson算法，最初用于A(yíng)RPANET，被RIP協(xié)議采用。第五十五頁(yè)，共98頁(yè)。IterationNode1Node2Node3Node4Node5Initial(-1,)(-1,)(-1,)(-1,)(-1,)123315462234211235SanJoseTableentry@node1fordestSJTableentry@node3fordestSJ(Next,Distance)第五十六頁(yè)，共98頁(yè)。IterationNode1Node2Node3Node4Node5Initial(-1,)(-1,)(-1,)(-1,)(-1,)1(-1,)(-1,)(6,1)(-1,)(6,2)23SanJoseD6=0D3=D6+1n3=6315462234211235D6=0D5=D6+2n5=6021(Next,Distance)第五十七頁(yè)，共98頁(yè)。IterationNode1Node2Node3Node4Node5Initial(-1,)(-1,)(-1,)(-1,)(-1,)1(-1,)(-1,)(6,1)(-1,)(6,2)2(3,3)(5,6)(6,1)(3,3)(6,2)3SanJose315462234211235012336(Next,Distance)第五十八頁(yè)，共98頁(yè)。IterationNode1Node2Node3Node4Node5Initial(-1,)(-1,)(-1,)(-1,)(-1,)1(-1,)(-1,)(6,1)(-1,)(6,2)2(3,3)(5,6)(6,1)(3,3)(6,2)3(3,3)(4,4)(6,1)(3,3)(6,2)SanJose3154622342112350126334ObtainshortestpathtreerootedatdestinationIflinklengthsaresymmetric,arrowscanbereversedtoobtainshortestpathsfrom6toeveryothernode.Obtainroutingtablefornode6.(Next,Distance)第五十九頁(yè)，共98頁(yè)。IterationNode1Node2Node3Node4Node5Initial(3,3)(4,4)(6,1)(3,3)(6,2)1(3,3)(4,4)(4,5)(3,3)(6,2)23SanJose315462234211235012334Networkdisconnected;Loopcreatedbetweennodes3and45(Next,Distance)60第六十頁(yè)，共98頁(yè)。IterationNode1Node2Node3Node4Node5Initial(3,3)(4,4)(6,1)(3,3)(6,2)1(3,3)(4,4)(4,5)(3,3)(6,2)2(3,7)(4,4)(4,5)(5,5)(6,2)3SanJose31546223421123502533475Node4couldhavechosen2asnextnodebecauseoftie(Next,Distance)61第六十一頁(yè)，共98頁(yè)。IterationNode1Node2Node3Node4Node5Initial(3,3)(4,4)(6,1)(3,3)(6,2)1(3,3)(4,4)(4,5)(3,3)(6,2)2(3,7)(4,4)(4,5)(5,5)(6,2)3(3,7)(4,6)(4,7)(5,5)(6,2)SanJose31546223421123502557476Node2couldhavechosen5asnextnodebecauseoftie(Next,Distance)62第六十二頁(yè)，共98頁(yè)。354622342112351IterationNode1Node2Node3Node4Node51(3,3)(4,4)(4,5)(3,3)(6,2)2(3,7)(4,4)(4,5)(2,5)(6,2)3(3,7)(4,6)(4,7)(5,5)(6,2)4(2,9)(4,6)(4,7)(5,5)(6,2)SanJose0775692Node1couldhavechose3asnextnodebecauseoftie(Next,Distance)63第六十三頁(yè)，共98頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)互連

網(wǎng)絡(luò)層以上的互聯(lián)設(shè)備：多協(xié)議路由器（multiprotocolrouter）網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)包；必要時(shí)，做網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議轉(zhuǎn)換。傳輸網(wǎng)關(guān)（transportgateway）傳輸層設(shè)備，在傳輸層轉(zhuǎn)發(fā)字節(jié)流。應(yīng)用網(wǎng)關(guān)（applicationgateway）應(yīng)用層設(shè)備，在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)互連；第六十四頁(yè)，共98頁(yè)。中間設(shè)備又稱(chēng)為中間系統(tǒng)或中繼(relay)系統(tǒng)。物理層中繼系統(tǒng)：轉(zhuǎn)發(fā)器(repeater)和集線(xiàn)器（HUB）。數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋或橋接器(bridge)和交換機(jī)（Switching）。網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)：路由器(router)。網(wǎng)橋和路由器的混合物：橋路器(brouter)。網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān)(gateway)。

網(wǎng)絡(luò)互相連接起來(lái)要使用一些中間設(shè)備

第六十五頁(yè)，共98頁(yè)。第八章Internet互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)TCP/IP協(xié)議簇IP層技術(shù)：IP地址子網(wǎng)與掩碼CIDR路由技術(shù)傳輸層技術(shù)TCPUDP應(yīng)用層技術(shù)第六十六頁(yè)，共98頁(yè)。TCP/IP協(xié)議簇各種應(yīng)用層協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)接口層(TELNET,FTP,SMTP等)物理硬件運(yùn)輸層TCPUDP應(yīng)用層ICMPIPRARPARP與各種網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層IGMP第六十七頁(yè)，共98頁(yè)。ApacketistobeforwardedtoanetworkwithMTUof576bytes.ThepackethasanIPheaderof

20bytesandadatapartof1484

bytes.andofeachfragment.Maximumdatalengthperfragment=576-20=556bytes.Wesetmaximumdatalengthto552bytestogetmultipleof8.

TotalLengthIdMFFragmentOffsetOriginalpacket1504x00Fragment1572x10Fragment2572x169=552/8Fragment3400x0138=552*2/8Example

[FragmentingaPacket]第六十八頁(yè)，共98頁(yè)。Example

[fragmentationofafragment]第六十九頁(yè)，共98頁(yè)。IP地址分類(lèi)的IP地址：IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)字段特殊的IP地址：主機(jī)號(hào)字段全0和全1部分給主機(jī)；前者用于網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，后者只能作為目標(biāo)地址用于廣播。127.*.*.*用于環(huán)路測(cè)試劃分子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼：同一子網(wǎng)的判定無(wú)分類(lèi)域間路由CIDR與超網(wǎng)構(gòu)成IP地址與硬件地址的解析（ARP&RARP）路由器的結(jié)構(gòu)和路由表（目的、下一跳、掩碼、距離）第七十頁(yè)，共98頁(yè)。網(wǎng)際協(xié)議IP

網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP/IP體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一。與IP協(xié)議配套使用的還有四個(gè)協(xié)議：地址解析協(xié)議ARP(AddressResolutionProtocol)逆地址解析協(xié)議RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP(InternetControlMessageProtocol)因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP(InternetGroupManagementProtocol)

第七十一頁(yè)，共98頁(yè)。Aexampleofaninternet__Ethernetandp2plink

Forexample:Figure:aserver,aworkstation,arouter,EthernetLAN,aremotePCwithap2plinkNOTE:fromtheviewofIP,theEthernetLANandthep2plinkconstitutetwodifferentnetworks第七十二頁(yè)，共98頁(yè)。ExampleinternetnetidhostidPhysicaladdressserver11sworkstation12wrouter13rrouter21-PC22-(1,1)s(1,2)w(2,1)(1,3)r(2,2)PPPNetid=2Ethernet(netid=1)PCServerRouterWorkstation*PPPdoesnotuseaddresses第七十三頁(yè)，共98頁(yè)。IPADDRESSESandPHYSICALADDRESSESIntheInterneteachhostisidentifiedbyagloballyuniqueIPaddress,whichidentifiesthehost’snetworkinterface.Router:twoIPaddresses,twonetworkinterfacesIPaddress:anetworkIDandahostID,(1,1),(1,3)InaLAN:Physicaladdress:Ethernet,NIC,48-bitaddress.r,s,w第七十四頁(yè)，共98頁(yè)。Aexampleofaninternet__Ethernetandp2plink

ALLIPsubnetmaskis75第七十五頁(yè)，共98頁(yè)。Exampleinternet()s(1.1.1,2)w()()r()PPP(netid=1.1.2)Ethernet(netid=1.1.1)PCServerRouterWorkstationnetidhostidPhysicaladdressserver1.1.11s=004c223fab45workstation1.1.12w=002a92103489router1.1.13r=005d392e5feerouter1.1.21-PC1.1.22-*PPPdoesnotuseaddresses76第七十六頁(yè)，共98頁(yè)。IPpacketfromworkstationtoserverIPpackethas()IPaddressforsourceand()IPaddressfordestinationIPtableatworkstationindicates(1,1)connectedtosamenetwork(orbysubnetmask),sothisIPpacketshouldsendtoisdestinationdirectly.Iftheworkstationdonothavetheserver’sMACaddress,itsendARPrequestfirst.WhenithastheMACaddress,thepacketisencapsulatedinEthernetframewithaddresseswands.EthernetframeissendintotheethernetbyworkstationNICandcapturedbyserverNICNICexaminesprotocoltypefieldandthendeliverspackettoitsIPlayer()s()w()()r()PPPEthernetPCServerRouterWorkstation(),()w,s77第七十七頁(yè)，共98頁(yè)。Furthermoreifswitchisused…Iftheworkstationandserverisconnectedbyanether-netswitch,whentheworkstationsendsARPrequest,theswitchknowswhichporttheworkstationisconnected,andfloodsthearprequesttoallotherports;whentheserversendsARPresponse,theswitchknowswhichporttheserverisconnectedtoo,andforwardsthispackettotheworkstation!PPPPCServerRouterWorkstationswitch78第七十八頁(yè)，共98頁(yè)。IPpacketfromservertoPC()s()w()()r(2,2)PCServerRouterWorkstation(),(1.1.2,2)s,r(),(1.1.2,2)IPpackethas()and()asIPsourceanddestinationaddressesIPtableatserverindicatespacketshouldbesenttorouter,soIPpacketisencapsulatedinEthernetframewithaddressessandr.If.Iftheserverdonothavetherouter’sMACaddress,itsendARPrequestfirst.Whenithas…EthernetframeissnedintotheethernetbyserverNICandcapturedbyrouterNICNICexaminesprotocoltypefieldandthendeliverspackettoitsIPlayerIPlayerexaminesIPpacketdestinationaddressanddeterminesIPpacketshouldberoutedto()Router’stableindicates()isdirectlyconnectedviaPPPlinkIPpacketisencapsulatedinPPPframeanddeliveredtoPCPPPatPCexaminesprotocoltypefieldanddeliverspackettoPCIPlayer79第七十九頁(yè)，共98頁(yè)。EncapsulationIPheader:sourceanddestinationIPaddress,otherinfoEthernetheadercontains:sourceanddestinationphysicaladdressesnetworkprotocoltype(e.g.IP)IPheaderIPPayloadEthernetheaderFCSIPheaderIPPayload第八十頁(yè)，共98頁(yè)。IPpacketfromworkstationtoserverIPpackethas(1,2)IPaddressforsourceand(1,1)IPaddressfordestinationIPtableatworkstationindicates(1,1)connectedtosamenetwork,soIPpacketisencapsulatedinEthernetframewithaddresseswandsEthernetframeisbroadcastbyworkstationNICandcapturedbyserverNICNICexaminesprotocoltypefieldandthendeliverspackettoitsIPlayer(1,1)s(1,2)w(2,1)(1,3)r(2,2)PPPEthernetPCServerRouterWorkstation(1,2),(1,1)w,s第八十一頁(yè)，共98頁(yè)。IPpacketfromservertoPC(1,1)s(1,2)w(2,1)(1,3)r(2,2)PCServerRouterWorkstationIPpackethas(1,1)and(2,2)asIPsourceanddestinationaddressesIPtableatserverindicatespacketshouldbesenttorouter,soIPpacketisencapsulatedinEthernetframewithaddressessandrEthernetframeisbroadcastbyserverNICandcapturedbyrouterNICNICexaminesprotocoltypefieldandthendeliverspackettoitsIPlayerIPlayerexaminesIPpacketdestinationaddressanddeterminesIPpacketshouldberoutedto(2,2)Router’stableindicates(2,2)isdirectlyconnectedviaPPPlinkIPpacketisencapsulatedinPPPframeanddeliveredtoPCPPPatPCexaminesprotocoltypefieldanddeliverspackettoPCIPlayer(1,1),(2,2)s,r(1,1),(2,2)第八十二頁(yè)，共98頁(yè)。HowthelayersworktogetherNetworkinterfaceIPTCPHTTPNetworkinterfaceIPNetworkinterfaceIPTCPHTTPEthernetPPPRouter(1,1)s(2,1)(1,3)r(2,2)PPPEthernet(a)(b)ServerPCPCServerRouterTCPusesnode-to-nodeUnreliablepackettransferofIPServerIPaddress&PCIPaddressInternetHTTPusesprocess-to-processReliablebytestreamtransferofTCPconnection:Serversocket:(IPAddress,80)PCsocket(IPAddress,Eph.#)第八十三頁(yè)，共98頁(yè)。EncapsulationTCPHeadercontainssource&destinationportnumbersIPHeadercontainssourceanddestinationIPaddresses;transportprotocoltypeEthernetHeadercontainssource&destinationMACaddresses;networkprotocoltypeHTTPRequestTCPheaderHTTPRequestIPheaderTCPheaderHTTPRequestEthernetheaderIPheaderTCPheaderHTTPRequestFCS第八十四頁(yè)，共98頁(yè)。傳輸層技術(shù)1傳輸層功能，點(diǎn)到點(diǎn)與端到端概念2TCP/IP體系中的運(yùn)輸層

2.1運(yùn)輸層中的兩個(gè)協(xié)議:TCP和UDP 2.2端口的概念和作用

2.3工作方式：客戶(hù)-服務(wù)器3用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP—偽首4傳輸控制協(xié)議TCP 4.1TCP的鏈路鏈路管理:三次握手過(guò)程的連接建立和“溫和”關(guān)閉

4.2TCP的流量控制：滑動(dòng)窗口（通知窗口，以字節(jié)為單位，窗口尺寸--windowsize）

4.3TCP擁塞控制：慢啟動(dòng),擁塞窗口-cwnd第八十五頁(yè)，共98頁(yè)。TCP與UDPUDP在傳送數(shù)據(jù)之前不需要先建立連接。對(duì)方的運(yùn)輸層在收到UDP報(bào)文后，不需要給出任何確認(rèn)。雖然UDP不提供可靠交付，但在某些情況下UDP是一種最有效的工作方式。運(yùn)輸層的UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)與網(wǎng)際層的IP數(shù)據(jù)報(bào)有很大區(qū)別。IP數(shù)據(jù)報(bào)要經(jīng)過(guò)互連網(wǎng)中許多路由器的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，但UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)是在運(yùn)輸層的端到端抽象的邏輯信道中傳送的。TCP則提供面向連接的服務(wù)。TCP不提供廣播或多播服務(wù)。由于TCP要提供可靠的、面向連接的運(yùn)輸服務(wù)，因此不可避免地增加了許多的開(kāi)銷(xiāo)。這不僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的首部增大很多，還要占用許多的處理機(jī)資源。TCP報(bào)文段是在運(yùn)輸層抽象的端到端邏輯信道中傳送，這種信道是可靠的全雙工信道。但這樣的信道卻不知道究竟經(jīng)過(guò)了哪些路由器，而這些路由器也根本不知道上面的運(yùn)輸層是否建立了TCP連接。第八十六頁(yè)，共98頁(yè)?？蛻?hù)服務(wù)器方式TCP的連接和建立都是采用客戶(hù)服務(wù)器方式。主動(dòng)發(fā)起連接建立的應(yīng)用進(jìn)程叫做客戶(hù)(client)。被動(dòng)等待連接建立的應(yīng)用進(jìn)程叫做服務(wù)器(server)客戶(hù)端在知道服務(wù)器的地址和端口號(hào)后，才能發(fā)起服務(wù)請(qǐng)求。

第八十七頁(yè)，共98頁(yè)。SYN,SEQ=x主機(jī)BSYN,ACK,SEQ=y,ACK=x1ACK,SEQ=x+1,A