1、第一章交換：對信道使用權的分配1. 電路交換的主要特點：面向連接建立連接通話釋放連接 建立了一條專用的物理通路傳送前首先建立連接，在通話的全部時間內，通話的兩個用戶始終占有端到端的通信資源適用的場合：打電話2. 分組交換的主要特點：報文分組、加首部經路由器存儲轉發在目的地合并把一個報文劃分為幾個分組 發送的整塊數據稱為報文eg.切片，在每一個數據段之前加上首部（包含目的地址、源地址等控制信息），構成分組，分組是在因特網上傳送的數據單元分組的首部包含了目的地址、源地址等重要的控制信息適用場合：網絡中的數據傳輸、郵政通信主機：為用戶信息進行處理 路由器：轉發分組、即進行分組交換 路由器之間必須經常

2、交換彼此掌握的路由信息，以便創建和維持路由中的轉發表，使其更新分組在哪一段鏈路上傳送時，才占用這段鏈路的通信資源提高了通信線路的利用率，但增加了冗余信息（報頭）和時延（路由器中排隊）高效、靈活、迅速、可靠（相對而言）3.報文交換的主要特點：時延較長、存儲空間、出錯總結電路交換：整個報文的數據流連續從源點直達終點，好像在一個管道中傳送報文交換：整個報文傳送到相鄰結點，全部存儲下來后查找轉發表，轉發到下一個結點分組交換：單個分組（報文的一部分）傳送到相鄰結點、存儲下來后查找轉發表，轉發到 下一個結點若連續傳送大量數據、傳送時間遠大于建立連接的時間電路交換突發的傳送數據分組交換電路交換所需時間：T報

3、文發送+TK段鏈路傳播時延+T建立連接分組交換所需時間：T一個分組傳送*分組個數+TK段鏈路傳播時延+T最后一個分組經過的路由存儲轉發時延報文交換所需時間：n*Tn個報文發送+n*Tn個報文的路由選擇存儲轉發時延4. 通信子網：核心部分。由大量網絡和連接這些網絡的路由器組成，為邊緣網絡部分提供服務（連通性和交換）5. 資源子網：邊緣部分。由所有連接在因特網上的主機組成，這部分是用戶直接使用的，用來進行通信和資源共享。6. 帶寬：原意指某個信號具有的頻帶寬度（高頻-低頻），現指網絡的通信線路傳送數據的能力，表示單位時間內從網絡中的某一點到另一點所能通過的“最高數據率”，b/s7. 吞吐量：單位時

4、間內通過某個網絡的數據量（最短的那個數據量）8. 總時延=發送（傳輸）時延+傳播時延+處理時延+排隊時延eg.車隊過收費站-發送時延。車隊的行車時間-傳播時延 要注意哪一個時延占主導地位9. 發送速率 b/s 傳播速率 m/s10. 時延帶寬積=傳播時延*帶寬 用bit來表示長度，又稱以bit為單位的鏈路長度11. 利用率=T有效數據/T總，利用率過高會導致非常大的時延（堵車）12. 往返時間=2*傳播時延（發送方發送數據、接受方發送確認）13. OSI：應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層TCP/IP體系結構：應用層、傳輸層、網際層、網絡接口層五層體系結構：應用層、傳輸

5、層、網絡層、數據鏈路層、物理層14. 網絡協議：為進行網絡中的數據交換而建立的規則、標準或約定。由以下三個要素組成： （1）語法：即數據與控制信息的結構或格式。 （2）語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。（3）同步：即事件實現順序的詳細說明。15.協議與服務的區別與聯系協議是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。在協議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務，而要實現本層協議，還需要使用下面一層提供服務。 協議和服務的概念的區分： 協議的實現保證了能夠向上一層提供服務。本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協

6、議。下面的協議對上面的服務用戶是透明的。 協議是“水平的”，即協議是控制兩個對等實體進行通信的規則。但服務是“垂直的”，即服務是由下層通過層間接口向上層提供的。上層使用所提供的服務必須與下層交換一些命令，這些命令在OSI中稱為服務原語。16. 物理層：比特流的透明傳輸。（注意：傳遞信息的物理媒體，如雙絞 線、同軸電纜、光纜等，是在物理層的下面，當做第0 層。） 物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接法。 數據鏈路層：相鄰節點的無差錯傳輸幀（frame）為單位的數據。每一幀包括數據和必要的控制信息。 網絡層：網絡層的任務就是要

7、選擇合適的路由，使發送站的傳輸層所傳下來的分組能夠正確無誤地按照地址找到目的站，并交付給目的站的傳輸層。 傳輸層：運輸層的任務是向上一層的進行通信的兩個應用進程之間提供一個可靠的端到端服務，使它們看不見運輸層以下的數據通信的細節。應用層：應用層直接為用戶的應用進程提供服務。第二章1. 數據通信系統三大部分：源系統包括兩個部分源點、發送器傳輸系統可能是簡單的傳輸線，也可能是連接在源系統和目的系統之間復雜的網絡系統目的系統包括兩個部分接收器、終點（噪聲是第六部分）2. 模擬信號（連續信號）：消息的參數取值是連續的 eg.電話3. 數字信號（離散信號）：消息的參數取值是離散的4. 信道電路

8、，一條通信電路包括一條發送信道和一條接收信道單向通信（單工通信） 無線廣播或電視廣播雙向交替通信（半雙工通信） 對講機雙向同時通信（全雙工） 電腦ps：單向通信只要一條信道，其余需要兩條信道5. 來自信源的信號稱為：基帶信號（未經調試的信號） 帶通信號（經過載波調試后的信號） 6. 曼切斯特編碼：波特率翻倍（高電平跳變到低電平=1或者也可以反過來定義）7. 碼元：信號的狀態（一個碼元攜帶的信息量是不固定的）8. 信噪比（dB）=10log10（S/N）（dB） S：信號的平均功率 N：噪聲的平均功率9. 香農公式（有噪聲） C=Wlog2（1+S/N） C：信道的極限信息傳輸速率 W：帶寬 （

9、無噪聲） C=2Wlog2N N：調制狀態數10. 奈氏準則 C=B*log2N B：波特率 N：調制狀態數信道的傳輸速率已達上限如何提高信息的傳輸速率？ 讓一個碼元攜帶更多比特的信息11. 頻分復用：所有用戶在同一時間占用不同的帶寬資源（同一時間，多個用戶共享帶寬）12. 時分復用：所有用戶在不同時間占用同樣的頻帶寬度（每一個用戶周期性出現）13. 統計時分復用：輪詢14. 雙絞線：絞合可以減少相鄰導線的電磁干擾，用于電話線，10-BASE-T快速以太網屏蔽雙絞線（STP）：提高雙絞線的抗電磁干擾能力eg.10BASE-T 10-10M傳輸速率 Base-基帶傳輸 T-雙絞線15. 同軸電纜

10、：具有很好的抗干擾性，有線電視的小區16. 光纖：石英玻璃拉成細絲，光在光纖中折射，中間有支撐物，防止彎曲，傳輸距離遠，信號好17. 無線通信傳輸距離遠 微波通信沿直線傳播，便宜，帶寬寬 衛星通信和微波接力通信類似，通信容量很大，帶寬寬，信號干擾小，但是時延長第三章1. 數據鏈路層：相鄰結點無差錯傳輸（虛通信）傳遞的是數據幀（具有一定長度的數據單位）2. 鏈路就是相鄰結點的一段物理鏈路，中間沒有其他任何交換結點（物理鏈路） 數據鏈路是（邏輯鏈路）通信協議的硬件和軟件加到鏈路上構成了數據鏈路3. 數據鏈路層的三個基本問題：組幀、透明傳輸、差錯校驗 組幀：在一段數據的前后加首部和尾部SOH（000

11、0 0001）IP數據報EOT（0000 0100） ps：SOH、EOT為幀定界符代表01,04而并非E、O、T三個字符 透明傳輸：若數據中出現“EOT”時，無法傳輸該數據 如何解決？ 字節填充：若數據中出現控制字符，在“SOH”或“EOT”之前加入轉移字符“ESC”（0x1B， 即0001 1011）若出現“ESC”，則在其之前也加一個“ESC”。字符填充：連續的五個1之后插入“0” 差錯校驗：誤碼率BER（Bit Error Rate）=傳輸錯誤的bit/所傳輸的總bit 循環冗余檢驗CRC（數據鏈路層廣泛使用的檢測技術）計算題要會做 M(x)*xr%P(x) M(x)：發送的數據 P(

12、x)：生成多項式 得到的余數作為FCS（冗余碼） ps：余數FCS比P(X)少一位 FCS是幀檢測序列（冗余碼） CRC是循環冗余檢測（檢錯方法） 例題：要發送的數據為1101011011。采用CRC的生成多項式是P(X)=X4+X+1。試求應 添加在數據后面的余數。數據在傳輸過程中最后一個1變成了0，問接收端能否發現？若數據在傳輸過程中最后兩個1都變成了0，問接收端能否發現？采用CRC檢驗后，數據鏈路層的傳輸是否就變成了可靠的傳輸？ 余數1110，1101011010_1110/100110，接收端能發現 切記：數據鏈路層使用CRC檢測，能夠保證無比特差錯傳輸，但不能保證可靠傳輸，有可能有幀

13、的丟失、重復和失序。 可以增加幀的編號（區分新舊幀）、確認和重傳機制（時鐘），但并非有了這些傳輸數據就可靠了。 故對于通信質量良好的有線傳輸鏈路，數據鏈路層不適用確認和重傳機制，即不提供可靠性，由上層的協議（例如傳輸層的TCP協議）來完成。 而對于通信質量較差的無線傳輸鏈路，數據鏈路層使用確認和重傳機制。但是：PPP和802.3都是不可靠的。4. PPP協議 用戶計算機和ISP進行通信時使用的數據鏈路層協議 不糾錯、不做流量控制、不確認不保證可靠性 特點：簡單，每收到一個幀，做CRC檢驗，若正確，收下，若錯誤，丟掉 封裝成幀，PPP協議規定了特殊的幀定界符 透明性 多種網絡層協議，PPP協議在

14、同一條物理鏈路上同時支持多種網絡層協議（IP，IPX）的運行。通過2B的協議字段來區分 差錯校驗，CRC檢測，立即丟棄有差錯的幀5. PPP協議的組成網絡層NCP（網絡控制協議）LCP（鏈路控制協議）數據鏈路層每一個協議支持不同的網絡層協議建立、配置和測試數據鏈路層的連接6.PPP協議的幀的格式 0x7E表示一個幀的開始和結束（幀定界符），信息部分不能超過1500個字節 2B作為協議字段（比如IP數據報或者LCP的數據）7.字節填充 轉義字符0x7D （1）信息字段中出現0x7E轉變成（0x7D,0x5E） （2）信息字段中出現0x7D轉變成（0x7D,0x5D） （3）信息字段中出現小于0x

15、20，例如0x03轉變成（0x7D,0x23）8. 零比特填充：出現連續的5個1，在之后加一個09. 局域網：廣播通信、共享信道 一般采用隨機接入，會產生碰撞網絡層LLC（邏輯鏈路控制）MAC（媒體接入控制）物理層和傳輸介質無關和傳輸介質有關（光纖、Wi-FI）計算機通過適配器（網卡）連接到局域網上的10.以太網V2的MAC幀（現在也稱為IEEE 802.3標準的MAC幀） 使用的是MAC幀，也是數據幀的一種，MAC地址是48位（6個字節）以太網規定最小幀長是64字節（512位），故減去6（目的地址）+6（源地址）+2（類型）+4（FCS，即用CRC得到的余數）=46字節。數據字段46B150

16、0B問題：MAC幀中并沒有一個幀長度的字段，那MAC子層如何知道從接收到的以太網幀中提取多少位數據傳給上一層的協議呢？利用曼切斯特編碼，每一個碼元都有一個電壓變換，從沒有變化的那一位往前推4位，就能確定數據字段的結束位置。當數據字段小于46B，MAC子層會在數據字段后面填充，保證整個MAC幀不小于64字節，那此時上層協議如何知道數據字段的長度呢？上層使用IP協議的時候，會有一個“總長度”字段，總長度字段+填充字段的長度=MAC幀的長度從MAC子層下傳到物理層時，還需要加8個字節，前七個為前同步碼，后一個是幀開始定界符，其實幀開始定界符的前6位和前同步碼一樣，最后兩個1告訴接收端：MAC幀的信息

17、要來了，請適配器接收ps：以太網不需要幀結束定界符（只有幀開始定界符），也不需要字節插入保證透明傳輸（因為以太網在傳輸幀時，各幀之間必須還有一定的間隔）數據字段46B1500B，故MAC幀長度64B1518B11.802.3和V2的區別在于第三個字段：類型802.3是長度/類型，當小于0x0600（1536）時，表示長度12.計算機通過適配器和局域網進行連接，適配器是在主機箱內插入的網卡，網卡實現了數據鏈路層的基本功能適配器的主要功能：進行數據串行傳輸和并行傳輸的轉換 實現的功能包括數據鏈路層和物理層兩個層次的功能13.802.3 局域網一般稱為以太網 局域網：網絡為一個單位所擁有，地理范圍和

18、站點數目均有限，具有較高的數據率，較低的誤碼率和較低的時延14.CSMA/CD 載波監聽多點接入/碰撞檢測 以太網為了通信簡便，采取以下兩種方式： 無連接（不可靠的）適配器對于發送的數據幀不進行編號也不要求對方發回確認，以太網提供的是不可靠的交付，即盡最大努力交付，對有差錯的幀是否需要重傳由高層決定（TCP）使用CSMA/CD協議 以太網發送的數據都是使用曼切斯特編碼（電壓轉換，頻帶寬度比原始基帶信號增加一倍） CSMA/CD協議的要點： CSMA：先聽后說 CD：邊說邊聽，一旦沖突立即停說 多點接入：說明是總線型網絡 載波監聽：實質就是信道檢測，不管在發送前還是發送中，每個站持續不停的檢測信

19、道 發送前是為了獲得發送權，發送中是為了避免碰撞 碰撞檢測：即邊發送邊監聽，也稱沖突檢測 電磁波在1km電纜的傳播時延約為5s 單程端到端的傳播時延記為： 要聽多久？ 最遲要2的時間 （爭用期）爭用期的時間是51.2s 因為使用CSMA/CD協議時，一個站必須邊發送變監聽信道，故不可能同時發送和接收， 因此使用CSMA/CD的以太網是雙向交替通信（半雙工通信） 以太網使用截斷二進制退避算法 0,1,.,(2K-1) ，K如果大于10，則一直為10，當重傳次數大于16仍未成功，丟棄該幀，報告上層。 以太網規定最短幀長 64B（512bit），對于10Mb/s的以太網，發送512bit需要51.2

20、s，這就是爭用期的由來。 小于64B的幀都是由于沖突而異常中止的無效幀，直接丟棄 強化碰撞：在發現碰撞后，發送32bit或48bit（3.2s或4.8s）的人為干擾信號 以太網還規定了幀間最小間隔9.6s，即96比特時間 9.6s*10M/s（以太網不需要幀結束定界符（只有幀開始定界符），也不需要字節插入保證透明傳輸） A站發數據到B站，A站發現碰撞并停止發送時TB，A站發送干擾的信號時間間隔是TJ總線被占用時間TB+TJ+（單程的傳播時延） 歸納： 準備發送：適配器從網絡層獲得一個分組，加上以太網的首部和尾部，組成以太網的幀，保存到適配器的緩存中，發送前必須監聽信道 檢測信道：若信道忙，則持

21、續監測，一直等到信道空閑。若信道空閑，并且在96個比特時間內信道都是空閑的，就發送這個幀。 在發送過程中持續的監聽信道若爭用期內一直沒有檢測到沖突，這個幀一定發送成功若爭用期內檢測到碰撞，立即停止發送數據，按規定發送人為干擾信號（32或48個比特時間），接著適配器使用退避算法，若使用16次重傳仍不能成功，則停止重傳報告上層以太網幀在發送到信道之前，還要加8字節的前同步碼和幀開始定界符15.例題：假定站點A和B在同一個10Mb/s以太網網段上。這兩個站點之間的傳播時延為225比特時間。現假定A開始發送一幀，并且在A發送結束之前B也發送一幀。如果A發送的是以太網所容許的最短的幀，那么A在檢測到和B

22、發生碰撞之前能否把自己的數據發送完畢？換言之，如果A在發送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么能否肯定A所發送的幀不會和B發送的幀發生碰撞？（提示：在計算時應當考慮到每一個以太網幀在發送到信道上時，在MAC幀前面還要增加若干字節的前同步碼和幀定界符）A站點發送幀長（64+8）*8=576bit，=225比特時間，即B站點在225bit時間后就可以接收到A站發來的數據，只要B在t=224比特時間之前發送數據，則A在t=224+225=449比特時間后會檢測到沖突，而此時A還沒有發完數據，故A在發送完畢之前就一定檢測到碰撞。ps：碰撞時間取決于發送數據的站到本站的距離如果A在發送完畢前沒有檢測到碰撞（爭

23、用期2=450比特時間），則A所發送的幀肯定不會和B發送的幀發送碰撞在上題中的站點A和B在t=0時同時發送了數據幀。當t=255比特時間，A和B同時檢測到發生了碰撞，并且在t=255+48=273比特時間完成了干擾信號的傳輸。A和B在CSMA/CD算法中選擇不同的r值退避。假定A和B選擇的隨機數分別是rA=0和rB=1。試問A和B各在什么時間開始重傳其數據幀？A重傳的數據幀在什么時間到達B？A重傳的數據會不會和B重傳的數據再次發生碰撞？B會不會在預定的重傳時間停止發送數據？  t=0時，A和B開始發送數據 T1=225比特時間,A和B都檢測到碰撞 T2=225+48=273比特時間,

24、A和B結束干擾信號的傳輸 T3=273+225+0*2+96=594比特時間，A開始重傳數據幀（225為傳播時延P85）T4=594+225=819比特時間，A重傳的數據幀到達B（225為傳播時延）T5=273+2=785比特時間，B再次偵聽信道，若空閑，則B在T6=785+96=881比特時間開始重傳數據，若不空閑，則再次退避，由于A的數據在819比特時間達到B，B先監測到信道忙，故B在預定的重傳時間停止發送數據16.假定1km長的CSMA/CD網絡的數據率為1Gb/s。設信號在網絡上的傳播速率為200000km/s。求能夠使用此協議的最短幀長？對于1km電纜，單程傳播時間為1/200000

25、=5s，來回路程傳播時間為10s，為了能夠按照CSMA/CD工作，最小幀的發射時間不能小于10s，以1Gb/s速率工作，10微秒可以發送的比特數等于10-6s*1GB/s=10kb=10000位。17.在物理層擴展以太網 10BASE-T兩臺主機之間距離不超過200m（主機與集線器之間最大距離100m） 使用光纖來擴展主機和集線器之間的距離 使用多個集線器構成多級星型結構的以太網 問題是：擴大了沖突域若不同的系使用不同的以太網技術（數據率不同），不能用集線器連接。18.在數據鏈路層擴展以太網 使用網橋 網橋工作在數據鏈路層，根據MAC幀的的目的地址對收到的幀進行轉發或過濾 沖突域獨立，網橋不會

26、向所有的端口轉發MAC幀，而先檢查此幀的目的MAC地址 網橋：點對點通信依靠轉發表（路由目錄）來轉發幀網橋轉發幀的時候，不改變幀的源地址按照存儲轉發的方式工作 中繼器 廣播域擴展、沖突域擴展、半雙工 網橋 廣播域擴展、沖突域依舊獨立、全雙工 交換機 每個點相互不干擾，沒有沖突問題、沒有最短幀長問題、全雙工19.廣播風暴：傳播過多的廣播信息而產生網絡堵塞20.透明網橋，計算題要會做 P書111圖3-34表示有五個站點分別連接在三個局域網上，并且用網橋1和2連接起來。每一個網橋都有兩個接口（1和2）。在一開 始，兩個網橋中的轉發表都是空的。以后有以下各站向其他的站發送了數據幀：A發送給E，C發送給

27、B，D發送給C，B發送給A。試把有關數據填寫在表3-2中。發送的幀網橋1的轉發表網橋1的處理網橋2的轉發表網橋2的處理地址接口地址接口AEA1轉發、寫入轉發表A1轉發、寫入轉發表CBC2轉發、寫入轉發表C1轉發、寫入轉發表DCD2寫入轉發表、丟棄D2轉發、寫入轉發表BAB1寫入轉發表、丟棄接收不到該幀網橋自學習，查看轉發表中和源地址是否有匹配的，如果沒有，寫入轉發表，如有，更新該項目轉發幀，查看轉發表中與目的地址匹配的，如果沒有，則通過其他接口轉發，如有，則按照轉發表中給出的接口轉發。ps：若轉發表中給出的接口就是該幀進入網橋的接口，則丟棄該幀。21.多接口網橋以太網交換機 以太網交換機實質就

28、是一個多接口的網橋，每個接口都直接與主機或另一個集線器相連（普通網橋接口往往是連接到一個網段），全雙工 優點：用戶在通信時獨占帶寬，以太網交換機一般具有多種速率接口22.利用以太網交換機可以很方便的實現虛擬局域網VLAN虛擬局域網是由一些局域網的網段構成的與物理位置無關的邏輯組。每一個VLAN的幀都具有一個標識符指明這個幀的工作站eg.各個年級的語文組長、數學組長、英語組長分別構成一個VLAN在虛擬局域網上的每一個站都可以收到同一個虛擬局域網上其他站的廣播信息，雖然他們沒有連接到同一個以太網交換機上。23.802.3ac增加了4字節VLAN標記位24.802.3u 即100BASE-T的高速以

29、太網 使用交換式集線器提供很好的服務，在全雙工方式下工作無沖突發生 對比10BASE-T，速率提高了10倍，故要么距離縮短10倍，要么最短幀長擴大10倍 而在100Mb/s的以太網中，現在采用的是保持最短幀長不變，則爭用期變為5.12s（512bit/100M=5.12s）,幀間最小間隔0.96s（96比特時間），都是10M以太網的1/1025.802.3z 即1000BASE-T的千兆以太網第四章1. 兩種連接無連接分組交換 Internet面向連接電路交換（物理連接） 電信2. 虛電路是邏輯上的一種連接，分組沿著這條邏輯連接存儲轉發，但并非真正建立了物理連接。（通信前先建立連接）3. 網絡

30、層只提供簡單靈活、無連接、盡最大可能交付的數據報服務、不保證可靠性（無連接）4. 網絡協議IP由路由器實現 802.3協議由適配器（網卡）實現5. 與IP協議配套的協議 ARP地址解析協議 ICMP網際控制報文協議 IGMP 網際組管理協議6. 將互聯網連接起來需要一些中間設備： 物理層用轉發器、數據鏈路層用網橋、網絡層用路由器、網絡層以上的中間設備叫網關7. 互聯網可以由多種異構網絡互連而成8. IP地址32位 A類 1126 B類 128191 C類 192223 A類地址第一位固定為0，可指派的網絡號27-2（0為“本網絡”，127為“環回測試”）主機數224-2，全0為網絡號，全1為廣

31、播地址 B類地址前兩位固定為10，可指派的網絡號214-1（不指派），最小主機數216-2，全0為網絡號，全1為廣播地址 C類地址前三位固定為110，可指派的網絡號221-1（不指派），最小主機數28-2，全0為網絡號，全1為廣播地址9. IP地址與MAC地址的區別 IP地址是網絡層和以上各層使用的地址，是邏輯地址（因為IP地址是依靠軟件實現的） MAC地址是數據鏈路層和物理層使用的地址，是物理地址 MAC幀使用的目的地址、源地址都是硬件地址，都放在了幀的首部 只有網絡層才可以看見封裝在IP數據報中首部里的源IP地址和目的

32、IP地址 總之，IP地址放在IP數據報的首部；MAC地址放在MAC幀的首部10. ARP將IP地址轉換成MAC地址 用途是為了將網絡層的IP地址（32位）解析出在數據鏈路層使用的MAC地址（48位） 但IP協議使用了ARP協議，故將它歸為網絡層（數據鏈路層用不到IP地址，所以ARP不在數據鏈路層） ARP高速緩存中存放了一張IP地址到硬件地址的映射表11. IP數據報格式4B4B4B4B4B版本：IPV4，IPV6首部長度：4bit，20B的固定長度首部，40B的可選部分 由于需要用4位來表示最大可能達到60B的首部長度 故1位代表4位，即0101代表5*4=20B字節 1111代表15*4=

33、60字節（最長首部） 當IP分組的首部不足4字節的整數倍時，補足 因此IP數據報的數據部分永遠都是4字節的整數倍開始區分服務：一般不用總長度：字段長度16位，單位字節，故IP數據報的最大長度216-1=65535字節 由于數據鏈路層中數據幀的數據字段最大長度（最大傳送單元MTU）=1500字節 故IP數據報（首部+數據）不可以大于1500字節 若數據報太大，則分片，那“總長度”字段則是該分片的首部長度+數據部分標識：每產生一個數據報，計數器加一并將改值賦給標識字段，但是這并不是序號，因為IP數據報并不是順序接收。具有相同標識的數據報片在目的站組裝成原來的數據報。標志：MF=1表示后面還有分片；

34、MF=0表示這是最后一個分片 DF=1表示不能分片；DF=0表示可以分片MF：More Fragment DF：Don't Fragment片偏移：13位，相對于數據字段的起點，該片從何開始，片偏移以8B為單位 故每個分片的長度一定是8B（64位）的整數倍協議：8位，協議字段是為了目的主機的IP層知道將數據上交給哪個處理過程（傳輸層中的TCP，UDP，還是ICMP，IGMP）首部檢驗和：不檢查IP數據報的內容源地址、目的地址都是32位的IP地址12. 路由表（目的網絡地址，下一跳地址） 到達最后一個路由器，直接交付13. 默認路由記作14. IP數據報中并沒有下一跳路由器

35、地址，那么待轉發的數據報怎么找到下一跳路由器？ 當路由器收到一個待轉發的數據報時，查找路由表得到下一跳的IP地址，將其交給數據鏈路層的網絡接口軟件，使用ARP將其轉換成MAC地址并放在鏈路層的MAC幀的首部，然后根據這個硬件地址找到下一跳的路由器。15. 子網劃分 從主機號中借幾位用作子網號，則主機數目減少 IP地址:= <網絡號> ,<子網號> ,<主機號>16. 由于有了子網號，無法區分主機號和網絡號，故使用子網掩碼來解決 網絡號、子網號為1，主機號為0 IP地址&子網掩碼=網絡地址 例題：已知IP地址4，子網掩碼255.2

36、55.192.0，求網絡地址？IP地址 1000_1101.0000_1110.0100_1000.0001_1000子網掩碼 1111_1111.1111_1111.1100_0000.0000_0000二者相與 1000_1101.0000_1110.0100_0000.0000_0000網絡地址 17. 使用子網劃分后，路由表包括：目的網絡地址、子網掩碼、下一跳 從收到的數據報中提取IP地址D 對路由器直接相連的網絡逐個檢查，將IP地址分別與各網絡的子網掩碼做“邏輯與”，看結構是否和相應的網路地址匹配，若匹配，直接交付（把D轉換成物理地址，再把數據報封裝成幀，發送該

37、幀） 若路由表中有目的地址為D的特定主機路由，則把數據報交給路由表中的下一跳路由器 對路由表中的每一行，將子網掩碼和D做“邏輯與”，結果為N，如果N和該行的網絡地址匹配，則把數據傳給路由表中指定的下一跳的路由器 若路由表中有默認路由，將數據報交給默認路由 轉發分組出錯18.無分類編制CIDR（超網） IP地址:= <網絡前綴> ,<主機號> eg.某CIDR地址池中的IP地址 /20 說明了20位作為網絡號，12位作為主機號 斜線后面的數字表示了子網掩碼中有多少個1 CIDR地址池中地址都是2n19. 路由表中包含：網絡前綴、下一跳地址 可能有不止

38、一個的匹配結果，選擇網絡前綴最長的那一個20. ICMP ICMP不是高層協議、它封裝在IP數據報中 ICMP差錯報告報文終點不可達源點抑制（由于擁塞丟棄數據報時，通知源點放慢發送速率）時間超過（路由器收到生存時間為0的數據報，丟棄，并通知源點）參數問題改變路由（重定向）ICMP差錯報文的數據部分是出差錯的IP數據報的首部+TCP/UDP的前8B（目的端口、源端口、序號（對于TCP）21. ICMP的重要應用就是ping，用來測試兩臺主機之間的連通性。ping是應用層直接使用網絡層的ICMP22. 路由算法 衡量的度：cost（跳點數、距離、時延） 算法應能適應網絡的通信量和網絡拓撲的變化（動

39、態），同時 算法應具有穩定性（當通信量和網絡拓撲相對穩定的時候，路由不應該不停變換） 二者對立統一 靜態路由選擇（非自適應路由選擇） 動態路由選擇（自適應路由選擇）23. 自制系統AS（autonomous system） 在單一技術下管理的一組路由器 AS對其他AS表現出一個單一和一致的路由選擇策略 IGP內部網關協議RIP-部分，OSPF-全局：在一個AS內部使用的路由選擇協議 EGP外部網關協議：將路由選擇信息傳遞到另一個AS24. 內部網關協議 RIP 分布式基于距離向量的路由選擇協議：每一個路由都要不停的與其他路由交換信息 RIP允許一條路徑只能包含15個路由器，距離16代表不可達

40、僅和相鄰的路由交換信息 交換的信息是當前本路由器的路由表 按固定時間間隔交換信息 路由表（目的網絡N，距離d，下一跳地址X） RA收到RB發來的路由信息 首先把RB中的所有距離+1，下一跳路由器改為RB 和RA比較每一條記錄（1）如果沒有，加入（2）如果目的網絡一樣，且下一跳路由器一樣，更新（3）如果目的網絡一樣，但下一跳路由器不一樣，比較距離，小的那個填入缺點：好消息傳播快，壞消息傳播慢優點：實現簡單、開銷小25. RIP協議報文格式RIP協議使用傳輸層的用戶數據報UDP進行傳輸，所以RIP是傳輸層的協議地址族標識符：如果采用IP地址，該字段為2路由標記：填入的是自治系統號（ASN）RIP報

41、文的最大長度 4+20*25=504B26.內部網關協議OSPF（開放最短路徑優先） 最主要的特征：使用分布式鏈路狀態協議，而不是像RIP使用距離向量協議 全局：收集全網的鏈路狀態信息，一致性好，收斂性好 和本自治系統的所有路由交換信息洪泛法 發送的信息是與本路由相鄰的所有路由的鏈路狀態（鏈路狀態說明本路由和哪些路由相鄰，以及“度量”費用、距離、時延） 只有當鏈路狀態發生改變的時候，才使用洪泛法，而RIP是定期交換路由表信息 每一個路由器都知道全網的拓撲結構 OSPF優點：更新快，收斂快，適用于規模很大的網絡 OSPF將AS劃分成“區域”，將洪泛法使用的范圍局限在“區域”內 區域邊界路由器：R

42、3，R4，R7主干路由器：R3，R4，R5，R6，R7自治系統邊界路由器：R6OSFP沒有使用傳輸層的UDP而是使用IP數據報傳送（RIP協議用UDP傳送）OSPF使用的是可靠的洪泛法用seq（序列號），age（壽命）解決洪泛法的數據膨脹問題27. 外部網關協議BGP（了解即可）28. 物理層集線器 數據鏈路層交換機 MAC地址48位 網絡層路由器 IP地址 轉發端口 路由算法29. NAT路由器：不同的私網訪問同一個外網IP 使用一臺路由器在你的專用網絡中的PC之間實現互聯網介入共享的技術題目：1.網絡層向上提供的服務有哪兩種？是比較其優缺點。  網絡層向傳輸層提供

43、60;“面向連接”虛電路（Virtual Circuit）服務或“無連接”數據報服務 前者預約了雙方通信所需的一切網絡資源。優點是能提供服務質量的承諾。即所傳送的分組不出錯、丟失、重復和失序（不按序列到達終點），也保證分組傳送的時限，缺點是路由器復雜，網絡成本高； 后者無網絡資源障礙，盡力而為，優缺點與前者互易2.作為中間設備，轉發器、網橋、路由器和網關有何區別？  物理層中繼系統：轉發器 數據鏈路層中繼系統：網橋或橋接器網絡層中繼系統：路由器。 網橋和路由器的混合物：橋路器網絡層以上的中繼系統：網關3. 試簡述RIP，OS

44、PF路由選擇協議的主要特點。 主要特點RIPOSPF網關協議內部內部路由表內容目的網，下一站，距離目的網，下一站，距離最優通路依據跳數費用算法距離矢量鏈路狀態傳送方式運輸層UDPIP數據報其他簡單、效率低、跳數為16不可達 、好消息傳的快，壞消息傳的慢效率高、路由器頻繁交換信息規模大、統一度量為可達性第五章1. 傳輸層 提供端到端的之間的傳輸屏蔽通信子網的差異（可靠/不可靠）區分應用進程 提供了面向連接（TCP）/無連接（UDP）服務 但是無連接一定不可靠嗎？非也，但是如果是不可靠的服務，則選擇無連接，追求速度 可靠性指不丟不錯不亂2. 網絡層是主機與主機之間的邏輯通信（虛通信）IP協議作用范

45、圍 傳輸層是應用進程與應用進程之間的邏輯通信 傳輸層協議作用范圍3. 傳輸層重要的功能：復用、分用 復用：不同的應用進程可以使用同一個傳輸層協議傳輸數據（加上適當的首部） 分用：傳輸層在剝去報文的首部之后可以把這些數據正確地交給目的應用進程分用復用網絡層傳輸層通信子網資源子網傳輸層面向用戶，用戶通過傳輸層調用通信子網傳輸層需要對收到的報文進行差錯檢驗，在網絡層，IP數據報的檢驗和字段只檢驗首部不檢驗數據部分4. 當傳輸層使用TCP協議時，雖然下面的網絡層是不可靠的（盡力交付），但是這條邏輯通信信道相當于一條全雙工的可靠信道 當傳輸層使用UDP協議時，這條邏輯通信信道仍然是一條不可靠的信道5.

46、UDP用戶數據報協議 UDP用戶數據報 不提供可靠交付，不作出任何確認 TCP 傳輸控制協議 TCP報文段 提供可靠的、面向連接的服務，增加許多的開銷（確認、流量控制、計時器等）使用TCP協議的應用和應用進程電子郵件SMTPTCP遠程終端接入TELNET（遠程終端協議）TCP萬維網HTTPTCP文件傳輸FTPTCP使用UDP協議的應用和應用進程名字轉換DNSUDP文件傳送TFTP（簡單文件傳送協議）UDP路由選擇協議RIP（路由信息協議）UDPIP地址配置DHCPUDP網絡管理SNMP（簡單網絡管理協議）UDP遠程文件服務器NFS（網絡文件系統）UDPIP電話專用協議UDP流式多媒體通信專用協

47、議UDP多播IGMP（網際組管理協議）UDPps：IP層就是網絡層6. 端口號：只是標志本計算機應用層中的各個進程在和傳輸層交互時的層間接口，在不同的計算機中，相同的端口號沒有關聯7.兩臺計算機通信，需要知道對方的IP地址（找對方的計算機），還要知道端口號（找對方計算機中的應用進程） 常用熟知端口號FTPTELNETSMTPDNSTFTPHTTPSNMPSNMP(trap)212325536980161162服務器的端口號010238. UDP在IP數據報服務之上增加了很少的一點功能：復用、分用和差錯檢驗 UDP的主要特點： 無連接 盡最大努力交付，不保證可靠性 面向報文，即UDP對應用層交下

48、來的報文，既不合并，也不拆分，加上UDP首部后交給網絡層，可能太短（至少46B），也可能太長（超過1500B），此時IP層需要切片 沒有擁塞控制，適用于實時應用（IP電話，實時視頻會議） 支持一對一，一對多，多對一的交互通信 首部只有8個字節（TCP首部20個字節）檢驗和：檢查用戶數據報在傳送過程中是否出錯，出錯丟棄偽首部是在計算檢驗和時候臨時增加的，不會向下傳送也不會向上遞交8. TCP特點： TCP是面向連接的傳輸層協議 每一條TCP連接只有兩個端點，每一條TCP連接只能是點對點（一對一） TCP不支持廣播和多播 TCP提供可靠交付，無差錯（差錯校驗）、不丟失（時鐘和重傳機制）、不重復（發

49、送和接受）并且按序到達（面向連接） 全雙工通信，TCP連接的兩端都有發送緩存和接受緩存 面向字節流，TCP不知道應用程序交下來的數據的結構，也不知道字節流的含義。 TCP不保證接收方的應用程序接收到的數據塊數目=發送方的應用程序所發送的數據塊的數目發送方的窗口尺寸接收方的窗口尺寸此處要做流量控制和擁塞控制發送方的窗口尺寸網絡的承載能力10. 停等協議目的：實現可靠性傳送字節的大小由發送緩存決定，可能緩存中同時有幾個應用進程的數據塊超時重傳：A只要超過一定的時間仍然沒有收到B發來的確認，就認為之前發送的分組丟失了，重傳M1（每一個分組都有超時計時器）ps：若ACK丟失，用序號區分是對哪一個M1的

50、確認（分組和確認分組都要編號）重傳時間>數據在分組傳輸中的平均往返時間ACK也需要序號停等協議簡單，但是缺點是信道利用率太低（往返時間RTT遠大于分組發送時間）如何解決？ 流水線傳輸（累計確認） 分組1,2,3,4,5,6 對分組6確認說明之前的分組都已經收到了 ACK=1，ack=7（期待確認，期待之后發送分組7） 但是如果發送中分組3丟掉了，這時接收方發送ack=3，發送方必須重新發送分組3,4,5,6，這叫做回退N協議（第N字節出錯，后面所有的字節全部重傳，但是接收窗口尺寸=1，若收到了分組3的確認，說明分組1,2,3都已近收到了）11. TCP報文的格式TCP雖然是面向字符流的，

51、但是傳輸的數據單元是TCP報文段，TCP首部最小20字節，最大20+4n序號：TCP傳輸的每一個字節都按順序編號，首部中序號字段的值是本報文段發送的數據的第一個字節的序號。eg.序號段301，而攜帶的數據有100B，則該報文數據的第一個字節的序號是301，最后一個字節的序號是400.下一個報文段的數據序號從401開始確認號：期待確認 ack若ack=N，則表明到N-1為止的所有數據都已經確認收到確認ACK：ACK=1時確認號ack才有效（ACK=0，表示只發送數據，不做確認）推送PSH：類似加急件，若PSH=1，則接收方不等到整個緩存填滿了才上交應用進程，而是直接交付復位RST：RST=1時，

52、說明TCP連接中出現嚴重錯誤，必須釋放連接同步SYN：當SYN=1，ACK=0時，表明這是一個連接請求報文段，若對方同意建立連接，則回復SYN=1，ACK=1窗口：窗口值作為接收方讓發送方設置其發送窗口大小的依據（因為發送方的窗口尺寸接收方的窗口尺寸）12.滑動窗口協議（可靠性的保證）（1） 停等協議：發送窗口尺寸=1 接收窗口尺寸=1（2） 回退N協議：發送窗口尺寸>1 接收窗口尺寸=1（3） 選擇重傳協議：發送窗口尺寸>1 接收窗口尺寸>1只重傳出錯序號，等超時計時器時間到了，會直接重傳同一時刻，發送方的發送窗口尺寸并不總是=接收方的接收窗口尺寸對于不按序到達的數據，先存

53、放在接收窗口中，等到缺少數據全部到達后，再一起提交13. 超時重傳時間新的RTTS=（1-）*（舊的RTTS）+*（新的RTT樣本）推薦=1/814. TCP的流量控制（發送方的發送窗口尺寸接收方的處理能力） 可以利用可變窗口（滑動窗口機制）因為此時201還沒到，并且接受窗口里有301,401（一共300）ACK=1，ack=201，rwnd=300ps：只有當ACK=1時，ack才有意義若A一直等不到B發來的（rwnd=xxx）非零窗口尺寸（B已經發了，但是中途丟失了），二者忙等待。持續計時器解決該問題，當有一方收到rwnd=0的通知，就啟動該計時器15. TCP的擁塞控制（發送方的發送窗口不能大于網絡的承載能力） 增加可用資源 減少分組數 慢開始和擁塞避免發送方維持一個擁塞窗口cwnd，動態變化，使發送窗口=擁塞窗口慢開始門限ssthresh（初始16）cwndsst