精华内容
下载资源
问答
  • 计算机网络》复习笔记

    万次阅读 多人点赞 2018-01-05 21:20:48
    计算机网络》复习笔记 本复习笔记基于谢希仁的《计算机网络》第五版教材整理。 计算机网络复习笔记 绪论 1 计算机网络 2 因特网概述 3 互联网的组成 P8 4 计算机网络的类别 P17 5 计算机网络的体系结构 P25 ...

    《计算机网络》复习笔记

    本文同时发布在我的个人博客: https://wiki.hushhw.cn/posts/415999f5.html

    说明:

    • 本复习笔记基于谢希仁的《计算机网络》第五版教材整理。
    • 由于这篇复习笔记只是我本科考试前做的总结,所以水平非常有限,并且因为时间不够所以后面并没有继续整理。
    • 编辑这篇文章时是我第一次直接使用 markdown 编辑文章,所以导致排版语法有一些错误,见谅。
    • 我也没想到,这篇复习笔记忽然就热度起来了。。。

    后来考研复习时的复习PPT可以作为补充计算机网络笔记
    后来考研复习时的复习PPT可以作为补充计算机网络笔记
    后来考研复习时的复习PPT可以作为补充计算机网络笔记

    绪论

    1.1 计算机网络

    1. 计算机网络向用户提供的两个最重要的功能:
    • 连通性
    • 共享

    1.2 因特网概述

    1. 因特网发展的三个阶段:
    • 第一阶段:从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议。
    • 第二阶段:建成三级结构的因特网:主干网、地区网和校园网(或企业网)。
    • 第三阶段:形成多层次的ISP(Internet Service Provider 因特网服务提供者)结构的因特网
    1. Internet 和 Internet 的区别:
    • internet:通用名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
    • Internet:专用名词,它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络,它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则,且其前身是美国的 ARPANET。

    1.3 互联网的组成 P8

    • 边缘部分:有所有连接在因特网上的主机组成。这部分由用户直接使用,用来进行通信和资源共享。
    • 核心部分 : 由大量的网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)。
    1. 处于边缘部分的用户通信方式 P9-P10
    • 客户服务器方式(C/S方式):即Client/Server方式。(客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方)

    • 对等方式(P2P方式):即Peer-to-Peer方式。(对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器)

    1. 核心部分的交换技术 P11-15
    • 电路交换 的三个阶段:建立连接——通话——释放连接
      在通话时,两用户之间占用端到端的资源,而由于绝大部分时间线路都是空闲的,所以线路的传输速率往往很低。
    • 分组交换 的组成:报文、首部、分组。采用存储转发技术,即收到分组——存储分组——查询路由(路由选择协议)——转发分组。优点:高效、灵活、迅速、可靠。缺点:时延、开销。关键构件:路由器。
    • 报文交换 整个报文传送到相邻结点,全部存储下来之后查询转发表,转发到下一个结点。
      图片来源:blog.csdn.net/hcbbt/article/details/18271491
      这里写图片描述

    1.4 计算机网络的类别 P17

    1. 分类
    • 按通信距离分:广域网、局域网、城域网

    • 按信息交换方式分:电路交换网、分组交换网、总和交换网

    • 按网络拓扑结构分:星型网、树型网、环型网、总线网

    • 按通信介质分:双绞线网、同轴电缆网、光纤网、卫星网

    • 按传输带宽分:基带网、宽带网

    • 按使用范围分:公用网、专用网

    • 按速率分:高速网、中速网、低速网

    • 按通信传播方式分:广播式、点到点式

    1. 性能指标(P18):速率、带宽、时延
    • 速率:指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。b/s(bps) 如100M以太网,实际是指100Mb/s。往往是指额定速率或标称速率。

    • 带宽:数字信道所能传送的最高速率。b/s(bps)

    • 吞吐量:单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的实际数据量。其绝对上限值等于带宽。

    • 时延:数据(一个报文或分组、甚至比特)从网络(或链路)的一段传送到另一端的时间,也称延迟。
        ① 发送时延:主机或路由器发送数据帧所需的时间,也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。也成传输时延。
      发送时延 = 数据帧长度(b) / 信道带宽(b/s)
       ② 传播时延:电磁波在信道中传输一定距离所需划分的时间。
      传播时间 = 信道长度(m) / 传输速率(m/s)
       ③ 处理时延:主机或路由器处理收到的分组所花费的时间。
       ④ 排队时延:分组在输入队列中等待处理的时间加上其在输出队列中等待转发的时间。
      综上:总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延。
      注:对于高速网络链路,提高的是发送速率而不是传播速率。

    • 时延带宽积:传播时延 * 带宽。表示链路的容量。

    • 往返时间RTT:从发送方发送数据开始,到发送发收到接收方的确认为止,所花费的时间。

    • 利用率:某信道有百分之几是被利用的(有数据通过)。而信道或网络利用率过高会产生非常大的时延。
      当前时延=空闲时时延/(1-利用率)

    1.5 计算机网络的体系结构 P25

    1. 网络协议:简称协议,是为了进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
    2. 网络协议的三要素
    • 语法:数据与控制信息的结构或格式
    • 语义:需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应
    • 同步:事件实现顺序的详细说明
    1. 体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合
    2. 五层协议的体系结构
    • 物理层:物理层的任务就是透明地传送比特流。(注意:传递信息的物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆等,是在物理层的下面,当做第0 层。)物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
    • 数据链路层:将网络层交下来的IP数据报组装成帧,在两个相邻结点间的链路上”透明“的传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。在收到数据时,控制信息使收到端直到哪个帧从哪个比特开始和结束。
    • 网络层:选择合适的路由,使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站,并交付给目的站的运输层。网络层将运输层产生的报文或用户数据报封装成分组(IP数据报)或包进行传送。
    • 运输层:向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端对端服务,使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。(TCP、UDP)
    • 应用层:直接为用户的应用进程提供服务(HTTP、FTP等)
    1. OSI体系结构:物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层
    2. TCP/IP体系结构:网络接口层、网际层IP、运输层、应用层
      图片来源网络

    物理层

    2.1 物理层下的传输媒体

    图片来源网络

    1. 导向传输媒体
      1.1. 双绞线
      双绞线已成为局域网中的主流传输媒体
    • 屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)
    • 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)

    1.2. 同轴电缆

    • 细缆(适合短距离,安装容易,造价低)
    • 粗缆(适合较大局域网,布线距离长,可靠性好)

    1.3. 光纤
    光纤有很好的抗电磁干扰特性和很宽的频带,主要用在环形网中

    • 多模光纤(用发光二极管,便宜,定向性较差)
    • 单模光纤(注入激光二极管,定向性好)
    1. 非导向传输媒体
      微波、红外线、激光、卫星通信

    2.2 关于信道的几个基本概念

    1. 通信方式
    • 单向通信(单工)
    • 双向交替通信(半双工)
    • 双向同时通信(全双工)
    1. 基带信号:来自信源的信号。 带通信号:经过载波条之后的信号。基本带通调制方法:调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)

    2.3 信道复用技术

    这部分掌握码分复用计算即可

    • 频分复用FDM (Frequency Division Multiplexing):所有用户在同样的时间占用不同的频率带宽资源。
    • 时分复用TDM(Time Division Multiplexing)则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM 帧)。
    • 统计时分复用 STDM(Statistic TDM)是改进的时分复用,明显地提高信道的利用率。
    • 波分复用 WDM (Wavelength Division Multiplexing):光的频分复用
    • 码分复用 CDM (Code Division Multiplexing)常用的名词是码分多址 CDMA:有很强的抗干扰能力。

    码分多址的计算靠一个例题就基本会了:
    课后习题

    数据链路层

    数据链路层使用的信道主要有以下两种类型:

    • 点对点信道
    • 广播信道

    3.1 使用点对点信道的数据链路层

    1. 链路 :从一个结点到相邻结点的一段物理线路

    2. 数据链路 :把实现这些协议的硬件和软件加载链路上
      现在最常用的方法是使用适配器(即网卡)来实现这些协议的硬件和软件。一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。

    3. 三个基本问题:

    • 封装成帧
      就是在一段数据的前后分别添加首部(帧开始符SOH 01)和尾部(帧结束符EOT 04),然后就构成了一个帧。(数据部分<=长度限制MTU)首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
      帧定界是分组交换的必然要求
    • 透明传输
      为了达到透明传输(即传输的数据部分不会因为包含SOH和EOT而出错),在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(十六进制1B)
      透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆
    • 差错检测
      现实通信链路中比特在传输中会产生差错,传输错误的比特占比称为误码率BER,为了保证可靠性,通常通过循环冗余检验CRC来做差错检测。
      差错检测防止无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源

    CRC校验在计算机组成与结构中学过不做解释
    会做课后习题7、8题即可

    3.2点对点协议 PPP P70

    1. PPP协议的组成部分
    • 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法
    • 链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)
    • 网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)
    1. PPP协议的帧格式
      图片来源:blog.csdn.net/cainv89/article/details/50614218
      首部:
    • 首部中的标志字段F(Flag),规定为0x7E(符号0x表示它后面的字符是用十六进制表示的。十六进制的7E的二进制表示是01111110),标志字段表示一个帧的开始。
    • 首部中的地址字段A规定为0xFF(即11111111)。
    • 首部中的控制字段C规定为0x03(即00000011)。
    • 首部中的2字节的协议字段:
      (1)当协议字段为0x0021时,PPP帧的信息字段就是IP数据报。
      (2)当协议字段为0xC021时,PPP帧的信息字段就是PPP链路控制协议LCP的数据。
      (3)当协议字段为0x8021时,PPP帧的信息字段就是网络层的控制数据。

    尾部:

    • 尾部中的第一个字段(2个字节)是使用CRC的帧检验序列FCS。
    • 尾部中的标志字段F(Flag),规定为0x7E(符号0x表示它后面的字符是用十六进制表示的。十六进制的7E的二进制表示是01111110),标志字段表示一个帧的结束。
    1. 透明传输的实现方法
      当信息字段中出现和标志字段一样的比特(0x7E)组合时,就必须采取一些措施使这种形式上和标志字段一样的比特组合不出现在信息字段中。
    • 字节填充——PPP使用异步传输
      当 PPP 用在异步传输时,就使用一种特殊的字符填充法:将每一个 0x7E字节变为(0x7D, 0x5E),0x7D转变成为(0x7D, 0x5D)。ASCII 码的控制字符(即数值小于 0x20 的字符),则在前面要加入0x7D,同时将该字符的编码加以改变。

    • 零比特填充——PPP使用同步传输
      只要发现有5个连续的1,则立即填入一个0
      图片来源:blog.csdn.net/cainv89/article/details/50614218

    这部分考题很简单:见课后习题10

    1. PPP 协议的工作状态:
      链路静止-建立物理层-链路建立-pc发LCP-NCP分配IP地址-链路打开,网络层建立。(释放时倒过来)

    3.3 使用广播信道的数据链路层 P76

    广播信道是一种一对多的通信,局域网使用的就是广播信道

    1. 局域网的数据链路层(局域网的数据链路层被拆分为了两个子层)
    • 逻辑链路控制LLC子层:与传输媒体无关
    • 媒体接入控制MAC子层:和局域网都对LLC子层来说是透明的
    1. CSMA/CD 协议
      以太网采用CSMA/CD协议的方式来协调总线上各计算机的工作。在使用CSMA/CD协议的时候,一个站不可能同时进行发送和接收,因此使用CSMA/CD协议的以太网不可能进行全双工通信而只能进行双向交替通信(半双工)。

    CSMA/CD是载波监听多点接入/碰撞检测(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)的缩写,下面是CSMA/CD协议的要点:

    • **“多点接入”**就是计算机以多点接入(动态媒体接入控制)的方式连接在一根总线上。

    • **“载波监听”**就是”发送前先监听”,即每一个站在发送数据前先要检测一下总线是否有其他站在发送数据,如有则暂时不要发送数据,要等到信道为空闲。

    • **“碰撞检测”**就是“边发送边监听”,即适配器边发送数据边检测信道上的信号电压的变化情况。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时,就认为总线上至少有两个站同时在发送数据,表明产生了碰撞,就要立即停止发送,免得继续浪费网络资源,然后等待一段随机时间后再次发送。

      把总线上的单程端到端传播时延记为τ,A 发送数据后,最迟要经过2τ才能知道自己发送的数据和其他站发送的数据有没有发生碰撞。

    3.4 以太网的MAC层

    1. MAC地址
      “MAC地址”又叫做硬件地址或物理地址,实际上就是适配器地址或适配器标识符EUI-48。高位24位:厂家,低位24位由厂家自行指派

    2. MAC帧的格式
      常用的以太网MAC帧格式有两种标准 : DIX Ethernet V2 标准IEEE 的 802.3 标准。V2使用较多,如图:
      图片来源:见水印blog.csdn.net/ftxc_blog/article/details/12811235
      以太网V2的MAC帧较为简单,有五个字段组成。
      前两个字段分别为6字长的目标地址和源地址字段。第三个字段是2字节的类型字段,用来标志上一层使用的是什么协议,以便把收到的MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。后面数据字段46~1500字节,FCS字段4个字节。

    3.5 扩展的以太网

    1. 在物理层扩展—集线器 P91
      现在,双绞线以太网成为以太网的主流类型,扩展主机和集线器之间的距离的一种简单方法就是使用光纤(通常是一对光纤)和一对光纤调制解调器。

    光纤调制解调器的作用,是进行电信号和光信号的转换。

    1. 在数据链路层扩展—网桥(自学习算法)P94
      注:在数据链路层扩展以太网要使用网桥
      网桥工作在数据链路层,它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发或过滤。当网桥收到一个帧时,并不是向所有的接口转发这个帧,而是检查此帧的目的MAC地址,然后再确定将该帧转发到哪一个接口,或者是把它丢弃(即过滤)。

    具体可以参考这篇博客:
    http://blog.csdn.net/cainv89/article/details/50651489

    1. 虚拟局域网-交换机P98
      多接口网桥即交换式集线器常称为以太网交换机。利用以太网交换机可以很方便地 实现虚拟局域网,虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个 4 字节的标识符,称为 VLAN 标记。

    网络层

    4.1 网际协议IP

    网际协议IP是TCP/IP体系中两个最重要的协议之一,也是最重要的因特网标准协议之一。与IP协议配套是用的四个协议:
    1.地址解析协议ARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
    2.逆地址解析协议RARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
    3.网际控制报文协议ICMP:提供差错报告和询问报文,以提高IP数据交付成功的机会
    4.网际组管理协议IGMP::用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。

    图片来源网络

    4.1.1 虚拟互连网络

    因为没有一种单一的网络能够适应所有的用户需求,所以网络互连也变得困难,所以需要一些中间设备:

    • 物理层中间设备:转发器(repeater)
    • 数据链路层中间设备:网桥或桥接器(bridge)
    • 网络层中间设备:路由器(router)
    • 网络层以上的中间设备:网关(gateway)

    具体各层的设备说明可以看这篇博客“网络设备”部分:
    http://blog.csdn.net/hushhw/article/details/78489470

    4.1.2 分类的IP地址 P113

    IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机(或路由器)分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。由因特网名字与号码指派公司ICANN进行分配。

    IP地址编制方法的三个阶段:

    • 分类的IP地址
    • 子网的划分
    • 构成超网

    每一类地址都由 网络号 net-id和 主机号 host-id组成
    主机号中全0表示网络地址,全1表示广播地址

    图片来源网络
    图片来源网络

    • A类
    1. 由1字节的网络地址和3字节主机地址组成
    2. 网络地址的最高位必须是“0“,可指派的网络数为128-2,减2的原因是0.0.0.0对应“本网络”,另外一个是127.0.0.1是本地软件的回环地址,用于测试自己电脑IP地址是否可用。
    3. 地址范围1.0.0.0到126.255.255.255
    4. 最大主机数为2563-2=16777214台,减2的原因是全0的主机号字段代表该IP地址是"本主机“,全1表示”所有的“,表示该网络上的所有主机
    • B类
    1. 由2字节的网络地址和2字节主机地址组成
    2. 网络地址的最高位必须是“10”,可指派的网络数为 214 -1,因为最高位为10,所以不存在全0全1的情况,但是B类网络地址128.0.0.0是不指派的,可指派最小网络地址是128.1.0.0
    3. 地址范围128.0.0.0-191.255.255.255
    4. 最大主机数为2562-2=65534台,减2同样是全0全1情况。
    • C类
    1. 由3字节的网络地址和1字节主机地址组成
    2. 网络地址的最高位必须是“110”,可指派的网络数为221-1,192.0.0.0不指派,最小可指派网络地址是192.0.1.0
    3. 地址范围192.0.0.0-223.255.255.255
    4. 最大主机数为256-2=254台,减2同样是全0全1情况。
    • D类是多播地址,“lll0”开始

    • E类地址保留为今后使用,“llll0”开头

    4.1.3 IP地址与硬件地址

    硬件地址是数据链路层和物理层使用的地址
    IP地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址

    IP地址放在IP数据报的首部,而硬件地址放在MAC帧的首部。当数据报放入数据链路层的MAC帧中后,整个IP数据报就成为MAC帧的数据,因而在数据链路层看不见数据报的IP地址。

    4.1.4 地址解析协议ARP

    ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射问题。

    每一个主机都设有一个ARP高速缓存(ARP cache),里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。
    如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上,那么就要通过 ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址,然后把分组发送给这个路由器,让这个路由器把分组转发给下一个网络。

    4.1.5 IP数据报

    1. IP数据报格式
      一个IP数据报由首部(20 字节+可选字段)和数据两部分组成
      图片来源网络
      图片来源网络

    2. 分组转发
      (1) 从数据报的首部提取目的主机的 IP 地址 D, 得出目的网络地址为 N。
      (2) 若网络 N 与此路由器直接相连,则把数据报直接交付目的主机 D;否则是间接交付,执行(3)。
      (3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(4)。
      (4) 若路由表中有到达网络 N 的路由,则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器;否则,执行(5)。
      (5) 若路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器;否则,执行(6)
      (6) 报告转发分组出错。

    4.2 划分子网 P128

    1. 两级IP地址缺陷:

    2. IP 地址空间的利用率有时很低。

    3. 给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。

    4. 两级的 IP 地址不够灵活

    5. 子网划分的基本思路:

    6. 划分子网纯属一个单位内部的事情,单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。

    7. 划分子网的方法是从主机号借用若干个位作为子网号。

    8. 路由器在收到IP数据报后,按目标网络号和子网号定位目标子网

    9. 子网掩码
      子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性

    这里要会已知IP地址,子网掩码,求网络地址

    4.3 构造超网(无分类编址CIDR)

    1. **CIDR(无分类域间路由选择)**的主要特点:
    • CIDR消除了传统的A、B、C类地址以及划分子网的概念,用网络前缀代替网络号和子网号,后面的部分指明主机。因此,CIDR使IP地址从三级编址(使用子网掩码),又回到了两级编址,但这已是无分类的两级编址。
    • CIDR把网络前缀相同的连续的IP地址组成一个”CIDR地址块”只要知道CIDR地址块中的任何一个地址,就可以知道这地址块的起始地址(即最小地址)和最大地址,以及地址块中的地址数。
    1. 地址掩码:是一连串的1和0组成,而1的个数救赎网络前缀长度。在斜线记法中。斜线后面的数字就是地址掩码中1的个数。

    2. 构成超网:由于一个CIDR地址块中含有很多地址,所以在路由表中就利用CIDR地址块来查找目标网络,这种地址的聚合常称为路由聚合,也称构成超网。

    4.4 网际控制报文协议ICMP

    为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会,在网际层使用了ICMP,ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。

    1. ICMP报文的种类
    • ICMP差错报告报文
    • ICMP询问报文
    1. ICMP 差错报告报文共有 5 种:
    • 终点不可达
    • 源点抑制(Source quench)
    • 时间超过
    • 参数问题
    • 改变路由(重定向)(Redirect)
    1. ICMP 询问报文有两种:
    • 回送请求和回答报文
    • 时间戳请求和回答报文

    4.5 路由选择协议

    1. 两大类路由选择协议:
    • 内部网关协议 IGP:一个自治系统内部使用的路由选择协议。有多种协议,如 RIP 和OSPF 协议。
    • 外部网关协议EGP:一个自治系统的边界,将路由选择信息传递到另一个自治系统中。目前使用的就是BGP

    RIP协议的优缺点:

    • RIP 存在的一个问题是当网络出现故障时,要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器。
    • RIP 协议最大的优点就是实现简单,开销较小。
    • RIP 限制了网络的规模,它能使用的最大距离为 15(16 表示不可达)。
    • 路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表,因而随着网络规模的扩大,开销也就增加。

    书上例题P149 例4-5
    更新路由表

    RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议,其主要特点:
    (1)仅和相邻路由器交换信息。
    (3)按固定的时间间隔交换路由信息,例如,每隔30秒。

    OSPF最主要的特征就是使用分布式的链路状态协议,其主要特点:
    (1)使用洪泛法向本自治系统中所有路由器发送信息。
    (2)发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态。
    (3)只有当链路状态发生变化时,路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。

    BGP是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议,它采用路径向量路由选择协议,其主要特点:
    (2)自治系统AS之间的路由选择必须考虑有关策略。
    (3)BGP只能力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由,而并非要寻找一条最佳路由。

    运输层

    5.1 运输层协议概述

    1. 运输层功能
    • 运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信(但网络层是为主机之间提供逻辑通信)
    • 运输层还要对收到的报文进行差错检测
    • 运输层需要有两种不同的运输协议,即面向连接的 TCP 和无连接的 UDP
    1. 运输层的两个主要协议
      TCP/IP 的运输层有两个不同的协议:
    • 用户数据报协议 UDP(User Datagram Protocol)
    • 传输控制协议 TCP(Transmission Control Protocol)

    UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输层在收到 UDP 报文后,不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付,但在某些情况下 UDP 是一种最有效的工作方式。

    TCP 则提供面向连接的服务。TCP 不提供广播或多播服务。由于 TCP 要提供可靠的、面向连接的运输服务,因此不可避免地增加了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多,还要占用许多的处理机资源。

    图片来源网络

    1. 运输层的端口
      TCP/IP的运输层的端口用一个 16 位端口号进行标志
      端口号只具备本地意义,即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程。

    客户发起通讯请求时,必须先知道对方服务器的IP地址和端口号,运输层的端口号分为下面三大类:

    • 熟知端口号,数值一般为 0~1023。
      一些常用的数值端口号:
      FTP 21
      LELNET 23
      SMTP 25
      DNS 53
      TFTP 69
      HTTP 80
      SNMP 161
      SNMP(trap) 162

    • 登记端口号,数值为1024~49151,为没有熟知端口号的应用程序使用的。

    • 客户端口号或短暂端口号,数值为49152~65535,留给客户进程选择暂时使用。

    5.2 用户数据报协议 UDP

    1. UDP的主要特点:
    • UDP 是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接。
    • UDP 使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付,同时也不使用拥塞控制
    • UDP 是面向报文的
    • UDP 没有拥塞控制,很适合多媒体通信的要求。
    • UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信
    • UDP 的首部开销小,只有 8 个字节

    5.3 传输控制协议 TCP

    1. TCP的主要特点:
    • TCP 是面向连接的运输层协议
    • 每一条 TCP 连接只能有两个端点(endpoint),每一条 TCP 连接只能是点对点的(一对一)
    • TCP 提供可靠交付的服务
    • TCP 提供全双工通信
    • 面向字节流

    5.4 可靠运输的工作原理

    展开全文
  • 计算机网络谢希仁第七版 课后答案

    万次阅读 多人点赞 2019-09-03 23:13:25
    谢希仁计算机网络第七版课后答案 第一章 概述 1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务?答: 连通性和共享 1-02 简述分组交换的要点。答:(1)报文分组,加首部(2)经路由器储存转发(3)在目的地合并 1-03 试从多...

    谢希仁计算机网络第七版课后答案

    第一章 概述

    1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务?答: 连通性和共享
    1-02 简述分组交换的要点。答:(1)报文分组,加首部(2)经路由器储存转发(3)在目的地合并
    1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
    在这里插入图片描述
    答: (1)电路交换:端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障,对连续传送大量数据效率高。(2)报文交换:无须预约传输带宽,动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高,通信迅速。(3)分组交换:具有报文交换之高效、迅速的要点,且各分组小,路由灵活,网络生存性能好。
    1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革?谢希仁计算机网络第七版课后答案
    答: 融合其他通信网络,在信息化过程中起核心作用,提供最好的连通性和信息共享,第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
    谢希仁计算机网络第七版课后答案
    1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段?请指出这几个阶段的主要特点。
    答:从单个网络APPANET向互联网发展;TCP/IP协议的初步成型  建成三级结构的Internet;分为主干网、地区网和校园网;形成多层次ISP结构的Internet;ISP首次出现。
    1-06 简述因特网标准制定的几个阶段?
    答:(1)因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。(2)建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。(3)草案标准(Draft Standard)(4) 因特网标准(Internet Standard)
    1-07小写和大写开头的英文名internet 和Internet在意思上有何重要区别?
    答:(1) internet(互联网或互连网):通用名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。;协议无特指(2)Internet(因特网):专用名词,特指采用 TCP/IP 协议的互联网络。区别:后者实际上是前者的双向应用
    1-08 计算机网络都有哪些类别?各种类别的网络都有哪些特点?
    答:按范围:(1)广域网WAN:远程、高速、是Internet的核心网。
    (2)城域网:城市范围,链接多个局域网。
    (3)局域网:校园、企业、机关、社区。
    (4)个域网PAN:个人电子设备
    按用户:公用网:面向公共营运。专用网:面向特定机构。
    谢希仁计算机网络第七版课后答案
    1-09 计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么?
    答:主干网:提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信。本地接入网:主要支持用户的访问本地,实现散户接入,速率低。
    1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x(bit)。从源点到终点共经过k段链路,每段链路的传播时延为d(s),数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit),且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下,分组交换的时延比电路交换的要小?(提示:画一下草图观察k段链路共有几个结点。)
    答:线路交换时延:kd+x/b+s, 分组交换时延:kd+(x/p)(p/b)+ (k-1)(p/b),其中(k-1)(p/b)表示K段传输中,有(k-1)次的储存转发延迟,当s>(k-1)(p/b)时,电路交换的时延比分组交换的时延大,当x>>p,相反。
    1-11 在上题的分组交换网中,设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度,而h为每个分组所带的控制信息固定长度,与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s),但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小,问分组的数据部分长度p应取为多大?(提示:参考图1-12的分组交换部分,观察总的时延是由哪几部分组成。)答:总时延D表达式,分组交换时延为:D= kd+(x/p)((p+h)/b)+ (k-1)(p+h)/b D对p求导后,令其值等于0,求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5
    1-12 因特网的两大组成部分(边缘部分与核心部分)的特点是什么?它们的工作方式各有什么特点?
    答:边缘部分:由各主机构成,用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。核心部分:由各路由器连网,负责为边缘部分提供高速远程分组交换。
    谢希仁计算机网络第七版课后答案
    1-13 客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么?有没有相同的地方?
    答:前者严格区分服务和被服务者,后者无此区别。后者实际上是前者的双向应用。
    1-14 计算机网络有哪些常用的性能指标?
    答:速率,带宽,吞吐量,时延,时延带宽积,往返时间RTT,利用率
    1-15 假定网络利用率达到了90%。试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍?
    解:设网络利用率为U。,网络时延为D,网络时延最小值为D0U=90%;D=D0/(1-U)---->D/ D0=10 现在的网络时延是最小值的10倍
    1-16 计算机通信网有哪些非性能特征?非性能特征与性能特征有什么区别?
    答:征:宏观整体评价网络的外在表现。性能指标:具体定量描述网络的技术性能。
    1-17 收发两端之间的传输距离为1000km,信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延:
    (1) 数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。
    (2) 数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。
    从上面的计算中可以得到什么样的结论?
    解:(1)发送时延:ts=107/105=100s传播时延tp=106/(2×108)=0.005s
    (2)发送时延ts =103/109=1µs传播时延:tp=106/(2×108)=0.005s
    结论:若数据长度大而发送速率低,则在总的时延中,发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高,则传播时延就可能是总时延中的主要成分。
    1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2×108m/s.媒体长度L分别为:
    (1)10cm(网络接口卡)(2)100m(局域网)
    (3)100km(城域网)(4)5000km(广域网)
    试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
    谢希仁计算机网络第七版课后答案
    解:(1)1Mb/s:传播时延=0.1/(2×108)=5×10-10比特数=5×10-10×1×106=5×10-4 1Gb/s: 比特数=5×10-10×1×109=5×10-1
    (2)1Mb/s: 传播时延=100/(2×108)=5×10-7比特数=5×10-7×1×106=5×10-1 1Gb/s: 比特数=5×10-7×1×109=5×102
    (3) 1Mb/s: 传播时延=100000/(2×108)=5×10-4比特数=5×10-4×1×106=5×1021Gb/s: 比特数=5×10-4×1×109=5×105
    (4)1Mb/s: 传播时延=5000000/(2×108)=2.5×10-2比特数=2.5×10-2×1×106=5×1041Gb/s: 比特数=2.5×10-2×1×109=5×107
    1-19 长度为100字节的应用层数据交给传输层传送,需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送,需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送,加上首部和尾部工18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据(即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销)。若应用层数据长度为1000字节,数据的传输效率是多少?
    解:(1)100/(100+20+20+18)=63.3%
    (2)1000/(1000+20+20+18)=94.5%
    1-20 网络体系结构为什么要采用分层次的结构?试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。答:分层的好处:①各层之间是独立的。某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实现的。②灵活性好。当某一层发生变化时,只要其接口关系不变,则这层以上或以下的各层均不受影响。③结构上可分割开。各层可以采用最合适的技术来实现④易于实现和维护。⑤能促进标准化工作。与分层体系结构的思想相似的日常生活有邮政系统,物流系统。
    谢希仁计算机网络第七版课后答案
    1-21 协议与服务有何区别?有何关系?答:网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成:
    (1)语法:即数据与控制信息的结构或格式。
    (2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
    (3)同步:即事件实现顺序的详细说明。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务,而要实现本层协议,还需要使用下面一层提供服务。
    协议和服务的概念的区分:
    1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。
    2、协议是“水平的”,即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”,即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令,这些命令在OSI中称为服务原语。

    1-22 网络协议的三个要素是什么?各有什么含义?谢希仁计算机网络第七版课后答案
    答:网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成:
    (1)语法:即数据与控制信息的结构或格式。
    (2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
    (3)同步:即事件实现顺序的详细说明。
    1-23 为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到?
    答:因为网络协议如果不全面考虑不利情况,当情况发生变化时,协议就会保持理想状况,一直等下去!就如同两个朋友在电话中约会好,下午3点在公园见面,并且约定不见不散。这个协议就是很不科学的,因为任何一方如果有耽搁了而来不了,就无法通知对方,而另一方就必须一直等下去!所以看一个计算机网络是否正确,不能只看在正常情况下是否正确,而且还必须非常仔细的检查协议能否应付各种异常情况。
    1-24 论述具有五层协议的网络体系结构的要点,包括各层的主要功能。谢希仁计算机网络第七版课后答案
    答:综合OSI 和TCP/IP 的优点,采用一种原理体系结构。各层的主要功能:物理层 物理层的任务就是透明地传送比特流。(注意:传递信息的物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆等,是在物理层的下面,当做第0 层。) 物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。数据链路层 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。网络层 网络层的任务就是要选择合适的路由,使 发送站的运输层所传下来的分组能够
    正确无误地按照地址找到目的站,并交付给目的站的运输层。运输层 运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务,使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。应用层 应用层直接为用户的应用进程提供服务。
    1-25 试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。
    答:电视,计算机视窗操作系统、工农业产品
    1-26 试解释以下名词:协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式。
    答:实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。 协议栈:指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构.对等层:在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层.
    协议数据单元:对等层实体进行信息交换的数据单位.服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体进行交互(即交换信息)的地方.服务访问点SAP是一个抽象的概念,它实体上就是一个逻辑接口.
    1-27 试解释everything over IP 和IP over everthing 的含义。谢希仁计算机网络第七版课后答案
    TCP/IP协议可以为各式各样的应用提供服务 (所谓的everything over ip)

    答:允许IP协议在各式各样的网络构成的互联网上运行(所谓的ip over everything)
    在这里插入图片描述

    计算机网络答案 下载地址在这里 https://www.cnblogs.com/leetcodetijie/gallery/image/340363.html

    展开全文
  • 计算机网络知识点汇总(谢希仁 第七版)

    万次阅读 多人点赞 2018-09-18 17:34:34
    三网——电信网络,有线电视网络,计算机网络 网络融合——将三种网络的功能融合在一起 计算机网络:也是一种通信基础设施,与其他两种网络不同的是计算机网络的端设备是功能强大的计算机 计算机网络的两个重要的...

    写在前

    这篇博客是当时在大二的时候为了学习计网总结的一篇学习笔记,其实当时的做法和抄书差不多,但是时隔两年的时间没想到有这么多的
    同学会来关注学习,实在受宠若惊;
    现在我已经大四,而且刚刚经历过秋招(2019/12),并且签约了一家薪资待遇不错的Java开发岗,所以在闲下来的时候准备将这篇博客
    重新整理一下,主要为了几方面:
    一·将之前没有整理到的内容补充详细;
    二·为重难点的部分加上详细解释和扩扩展内容——为了方便大家继续学习(很多同学翻这篇博客的目的可能仅仅是为了备考,所以不需要
    扩展和解释),所以这次扩展的部分我将写在代码框里,方便区分;
    三·为大家标识出面试中常常会问到的计算机网络的知识,同时做扩展补充,方便部分同学应对面试;

    目录

    第一章 概述

    重要内容

    计算机网络的一些相关知识

    互联网概述

    因特网的标准化工作

    互联网的组成

    计算机网络的类别

    计算机网络的性能指标

    计算机网络的体系结构——-分层次的体系结构

    第二章 物理层

    重要内容

    物理层的基本概念

    数据通信的基本知识

    信道复用技术

    数字传输系统

    宽带接入技术

    第三章 数据链路层

    重要内容

    使用点对点信道的数据链路层

    封装成帧

    透明传输

    差错检测

    点对点协议PPP

    字节填充

    PPP协议的工作状态

    使用广播通信的数据链路层

    适配器的作用

    CSMA/CD协议

    使用集线器的星形拓扑结构

    MAC层的硬件地址

    MAC帧的格式

    以太网的扩展

    第四章 网络层

    重要内容

    网络层提供的两种服务

    网际协议IP

    分类的IP地址

    地址解析协议ARP

    IP数据报的格式

    划分子网

    构造超网

    网际控制报文协议ICMP

    互联网的路由选择协议

    1,内部网关协议RIP

    内部网关协议OSPF

    外部网关协议BGP

    路由器的构成

    IPv6

    从IPv4向IP v6的过渡

    IP多播

    虚拟专用网VPN

    网络地址转换NAT

    第五层 运输层

    重要内容

    运输层协议概述

    运输层的端口

    用户数据报协议UDP

    传输控制协议TCP

    可靠传输的原理

    TCP可靠传输的实现

    TCP的流量控制

    TCP的拥塞控制

    TCP的运输连接管理

    第六章 应用层

    本章概述

    重要内容

    域名系统DNS

    文件传送协议FTP

    远程终端协议TELNET

    万维网WWW

    万维网的文档

    万维网的信息检索

    动态主机配置协议

    应用进程跨网络的通信

    P2P应用

    第七章 网络安全

    重要内容

    网络攻击

    密码体制

    数字签名

    鉴别

    密匙分配

    互联网使用的安全协议

    系统安全:防火墙与入侵检测

    第八章 互联网上的音视频服务

    重要内容

    第九章 无线网络和移动网络


    第一章 概述

    重要内容

      互联网边缘部分和核心部分的作用,以及分组交换的概念

      计算机网络的性能指标

      计算机网络的分层次的体系结构的概念,协议和服务的概念,

    计算机网络的一些相关知识

    三网——电信网络,有线电视网络,计算机网络

    网络融合——将三种网络的功能融合在一起

    计算机网络:也是一种通信基础设施,与其他两种网络不同的是计算机网络的端设备是功能强大的计算机

    计算机网络的两个重要的功能:连通和共享

    互联网概述

    网络,互连(非“联”)网,因特网的概念

    起源于美国的因特网现在是世界上最大的国际性计算机网络

    网络由若干节点和连接这些节点的链路组成(节点可以是计算机,集线器,交换机,路由器等)

    网络和网络之间通过路由器连接起来,构成了互连网——即网络的网络

    因此,网络把许多计算机连接在一起,互连网将许多网络连接在一起

    因特网发展的三个阶段——

    第一阶段:单网络ARANET——1969年美国国防部建立的第一个分组交换网

    第二阶段:三级结构的因特网——主干网,地区网,校园网

    第三阶段: 多层次IPS(因特网服务提供者)结构的因特网

    因特网交换点IXP——(更快的转发分组,更有效地利用网络资源)允许两个网络直接相连并交换分组,不需要其他网络来转发分组,IXP常采用工作在数据链路层的网络交换机,这些网络交换机都用局域网互连起来(典型的IXP由一个或多个网络交换机组成,)

    因特网的标准化工作

    所有的互联网标准都是以RFC的形式在互联网上发表的

    ISOC——因特网协会

    IAB——因特网体系结构委员会

    IETF

    IRTF

    互联网的组成

      边缘部分(用户直接使用的主机),

      核心部分(路由器,为边缘部分提供服务)

    边缘部分:端系统之间的通信可以分为两种方式——客户/服务器方式(CS方式),对等方式(P2P方式)(第六章 6.9节)               

    核心部分:向网络边缘部分的主机提供连通性服务,其核心部件是实现分组交换的路由器(用来转发分组)

    两个概念:电路交换与分组交换

    电路交换:建立连接——通话——释放连接(两个用户在连接期间始终占用端到端的通信资源)(连接指专用的物理通道)

    分组交换:存储转发,将报文(要发送的整块数据)划分为几个分组,利用相关控制信息进行分装为数据单元 ,然后进行转发

    计算机网络的类别

    1,按作用范围分

         广域网   

         城域网

         局域网

         个人区域网

    2,按网络的使用者

         公用网

         专用网

    3,用来把端主机接入因特网的网络

         接入网

    计算机网络的性能指标

      速率:数据率

      带宽:单位时间内信道能通过的最高数据率

      吞吐量:单位时间内通过某网络(信道或者接口)的实际数据量

      时延

          发送时延:发送端发送一个完整的数据帧所需要的时延

          传播时延:电磁波在信道中传播所需要的时间

          处理时延:主机或路由器处理数据分组时花费的时间

          排队时延:在路由器中等待分组时间

      时延带宽积——以比特为单位的链路长度

      往返时间RTT

      利用率:包括信道利用率和网络利用

      其他非性能特征

    计算机网络的体系结构——-分层次的体系结构

    SNA系统网络体系结构

    OSI标准——由国际标准化组织制定的网络标准,但在实际应用中被TCP/IP协议替代

    TCP/IP协议

    协议与划分层次——

    网络协议:(明确规定交换数据的格式和有关同步问题)为进行网络中的数据交换而采取建立的规则,标准或约定

        三要素:语法   语义   同步

    具有五层协议的体系结构(结合OSI的七层协议体系结构和TCP/IP的四层结构)

      应用层——通过应用进程间的交互来完成特定网络应用

      运输层——向两个主机进程之间的通信提供通用的数据传输服务具有复用和分用的功能

                     (两种协议——TCP协议UDP协议)

      网络层——分装成数据包——IP数据报使用IP协议

      数据连接层——分装成帧

      物理层——考虑的是比特流的传输问题,屏蔽传输媒体的差异性

    相关概念:

      协议数据单元PDU:OSI参考模型为对等层次之间传送的数据单位的命名

      实体:任何可以接受或者发送信息的软件进程或者硬件

      协议:控制两个对等实体进行通信的规则的集合

      在协议控制下,下层向上层提供服务,所以协议是水平的,服务是垂直的

    TCP/IP协议族示意图

    第二章 物理层

    重要内容

      物理层的任务
      几种常用的信道复用技术
      几种常用的宽带接入技术,主要是ADSL,FTTx

    物理层的基本概念

    物理层的作用是屏蔽掉传输媒体和通信手段(即物理设备)的差异,
    物理层的主要任务
      确定与传输媒体的接口有关的一些特性,
        1)机械特性
        2)电气特性
        3)功能特性
        4)过程特性
    完成数据在计算机内部(并行传输)与通信线路上(串行传输)之间的串并传输方式的转换

    数据通信的基本知识

    1)数据通信系统的模型

     源系统(源点,发送器)——通信系统(传输线或者网络)——目的系统(接收器,终点)
    常用术语:
      消息:传送的信息
      数据:消息的实体,即用特定方式表示的信息
      信号:数据的电气或者电磁表现
        信号可以分为两类:模拟信号和数字信号
      信道:向某一个方向传送信息的媒体,包括
        单向信道:一方发送,一方接收
        双向交替信道:双方都可发送消息,但不能同时进行
        双向同时信道:双方可同时发送信息
    调制:将来自源信号的低频甚至直流信号进行变换,使得这种低频直流信号可以便于在信道内传输
      两种调制方法:
        基带调制: 把数字信号转换为另一种形式的数字信号,即仅对信号的波形进行变换,可称之为编码调制


        带通调制:使用载波进行调制,将基带信号的频率般到高频段,并将之转换为模拟信号


    传输媒体:
     
    引导性传输媒体:

      双绞线,同轴电缆,光缆,

    非引导型传输媒体:
      即无线传输

    信道复用技术

    复用,即信道共享,几种常见的信道复用技术:频分复用,时分复用,统计时分复用

    通过复用器和分用器进行信号的复用和分用

    频分复用FDM

    用户在同样的时间内占用不同的频率带宽而复用同一个信道   

    时分复用TDM

    将时间划分为相同的时分复用帧TDM,在不同的时间占用相同的频带宽度,

    统计时分复用STDM 

    改进的时分复用,按需动态分配时隙,而不是固定分配时隙 (时隙数小于连接在集中器上的用户数,使得每次传送的STDM帧中的分组都是满的

    波分复用WDM

    光的频分复用,利用在光线技术通信中;

    码分复用CDM

    每个用户在相同的时间使用相同的频带进行通信,但各用户使用经过挑选的不同码型,从而使得个用户之间可以进行独立的通信

    数字传输系统

    宽带接入技术

    有线宽带接入——ADSL技术和FTTX技术

    非对称数字用户线ASDL技术是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造,使其能够承载宽带业务的一种技术;

    光纤同轴混合网HFC在有线电视网的基础上开发的

    光纤到户技术FTTH

    第三章 数据链路层

    重要内容

      数据链路层点对点信道和广播信道的特点以及这两种信道使用的协议的特点

      数据链路层的三个基本问题:封装成帧,透明传输,差错检测

      以太网MAC层的硬件地址

      适配器,转发器,集线器,网桥,以太网交换机的作用以及使用场合

    数据链路层使用的信道主要有以下两种:

      点对点信道:使用一对一的点对点通信方式

      广播信道:使用一对多的广播通信方式

    使用点对点信道的数据链路层

    链路:从一个节点到相邻节点的一段物理线路

    数据链路:通信协议加上物理通道(使用网络适配器实现这些网络协议)

    点对点信道的数据链路层的协议数据单元——

    网络层协议数据单元——IP数据报(数据报,分组或包)

    数据链路层的作用就是将网络层的数据包封装成帧(交给物理层)发送到链路上;或者把(从物理层中)接收到的帧中的IP数据报取出并交给网络层;

    数据链路协议的三个基本共同问题:封装成帧,透明传输,差错检测

    封装成帧

    将IP数据报的前后分别添加首部和尾部构成帧,以便于接收端能够在物理层的比特流中知道帧的开始和结束,即进行帧定界;

    此外,首部和尾部还要添加许多控制信息,链路层协议规定了所能传送的帧的数据部分长度上限,最大传送单元——MTU

    (当传送的数部份是可打印的ASCII码组成的文本文件时,我们可以使用不可打印符来作为帧定界符)

    透明传输

    透明传输的概念是指在数据链路层传输时,所传输的数据在数据链路层没有任何的阻挡,接收方所收到的数据和发送方发送的数据没有任何差别,也就是说,数据链路层对其传输的数据帧是完全透明的;

    字节填充:在传输的过程中,为防止数据部分出现帧定界符,使得接收方误以为收到的数据提前结束,所以采用转义字符的方法,将在数据部分出现的控制字符前插入转义字符,,在接收方的数据链路层将插入的转义字符删除;

    差错检测

    差错检测指的是在传输过程中产生的比特差错;

    误码率:一段时间内,传输错误的比特占传输总数的比率;

    目前在数据链路层采用的差错检验方式是循环冗余检验;

    在数据链路层我们保证的是无比特差错,而并无传输差错,传输差错还包含帧丢失,帧重复,帧失序等;

    点对点协议PPP

    ppp协议是端计算机和ISP惊进行通信时所使用的数据链路层协议

    PPP协议的特点

    IETF认为PPP协议应满足的需求:
    1)简单

    2)封装成帧

    3)透明性

    4)支持多种网络协议

    5)支持多种类型数据链路

    6)具有差错检测功能

    7)能够检测连接状态

    8)定义最大传输单元

    9)网络层地址协商

    10)数据压缩协商

    PPP协议的组成

    1)一个将IP数据报封装到串行链路的方法

    2,一个用来建立,配置和测试数据连路连接的链路控制协议LCP

    3)一套网络控制协议NCP(每个协议用来支持不同的网络层协议)

    PPP协议的帧格式

    各字段的意义

    F为标志字段,表示一个帧的开始或者结束

    A为地址字段,规定为0xFF

    C为控制字段,规定为0x03

    协议字段区分信息部分的内容(为0x0021时表示信息字段时IP数据报,为0xC021时,表示信息字段为PPP链路控制协议LCP的数据,为0x8021 时表示这是网络层的控制数据)

    信息字段的长度可变,不超过1500字节

    FCS字段表示的是帧检验序列

    字节填充

    当信息字段中出现和标志字段相同的比特组合时,则进行字节填充的办法使得数据部分能够完整的传送到接收端

    零比特填充

    PPP协议的工作状态

    用户拨号接入ISP——→端机向ISP发送一系列链路控制协议LCP分组,→进行网络层配置→网络层协议NCP向端机分配IP地址

    使用广播通信的数据链路层

    局域网主要使用的就是广播信道

    局域网的数据链路层

    局域网的特点:网络为一个单位所拥有,地理范围和站点数目有限

    局域网的优点:

    1)具有广播功能

    2)便于系统的扩展和演变

    3)提高了系统的可靠性,可用性。生存性

    局域网的分类:星型网,环形网,总线网(最为著名的以太网就是总线网)

    共享信道的两种技术方法:

    1)静态划分信道

    2)动态媒体解入控制(随机接入,受控接入)

    由于商业竞争关系而未能形成统一的局域网标准,所以鉴于此将局域网的数据链路层划分为了两个子层——逻辑链路控制层LLC和媒体接入控制层MAC层,MAC层用来解决媒体输入相关的问题

    适配器的作用

    1)适配器用来连接计算机与局域网;同时要能够实现以太网协议;

    2)适配器和局域网之间的通信是通过双绞线或者电缆以串行传输的方式进行的;而适配器与计算机之间的通信是并行方式进行的,之所以适配器要能够进行两种数据传送方式之间的串并行转化;

    3)网络上的数据率与计算机总线上的数据率不同,因此适配器要安装内存储器以进行两种速率下的缓存功能

    4)适配器要能够实现以太网协议

    5)计算机的硬件地址就在适配器的ROM中;(计算机的软件地址IP地址,在计算机的存储器中)

    CSMA/CD协议

        基于以太网的广播通信方式采用的具有检测功能的协议

    要点:
      多点接入

      载波监听

      碰撞检测

    多点接入——即总线网络的方式

    载波监听——每个站在发送前和发送的时候都不断的检测信道是否有其他站点在发送信号

    碰撞检测——边发送边监听,若在信道上有至少两个站点同时发送信息便发生碰撞,使得两边发送的信息都作废;

      碰撞检测的相关知识——

    电磁波在1km的电缆传送的传播时延约为5μs

    所以一个站点最长在发送信息之后的一个往返时间(即两倍的端到端的传播时延)内才能收到碰撞信号,所以一个站点在发送信号的一段时间内,是不确定是否会遭遇碰撞的;——即以太网发送的不确定性;而这段不确定是否会发生碰撞的时间称为争用期(或碰撞窗口);

    而在争用期如果发生碰撞则双方都需要进行重传操作,而以太网使用的确定重传时间的方法称为截断二进制指数退避算法;

    这是一种动态退避算法,在争用期(具体为51.2μs)内可传送512bit,即64字节,所以发生碰撞的时间就在站点发送512bit的时间内(也就是说,如果站点在发送一个完整的512字节的过程中没有检测到碰撞信号,则说明以后的发送都不会发生碰撞,可以完整的发送完整个数据帧)

    具体的算法原理在这就不详细说明了,在动态退避的过程中,为了使所有的站点发送的每一个数据帧逗都能保证得到想要的发送结果信息(是否发生碰撞),则规定一个数据帧的最小长度应该为512bit,这样,每个站点在发送所有的数据帧时都能够在发送完之前知道是否发生了碰撞,是否需要重传(如果小于最小帧长64字节,则有可能在完全发送完之后才发生碰撞,这样发送站点就不知道发生了碰撞,即不会重传该帧),因此,在以太网中多点信道中,凡长度小于64 字节的帧都是由于冲突而发生异常终止的无效帧,在接收站点的适配器中即可方便判断出该结果;

    规定帧间最小间隔9.6μs,是为了使刚刚收到数据帧站点能够有时间对手的数据帧作出反应

    强化碰撞

      ——在发生碰撞之后除了立即停止发送数据之外,还要发送32bit或48bit 的人为干扰信号,目的是为了能够让所有站点都知道发生了碰撞

    使用集线器的星形拓扑结构

    双绞线以太网的出现,是局域网发展史上的一个重要的里程碑

    集线器的特点:
    集线器使用电子器件模拟实际电缆线的工作,所以使用集线器的以太网在逻辑上还是一个总线网,各站逻辑上共享总线。而且是用的还是协议;

    集线器的接口通过两对双绞线与计算机上的适配器相连;一个集线器像是一个多接口的转发器;

    集线器工作在物理层,每个接口只简单地转发比特,不进行碰撞检测,

    集线器采用专门的芯片,进行自适应串音回波抵消;(使得同一接口的强信号不会对弱信号产生干扰)

    MAC层的硬件地址

    硬件地址又称为物理地址或MAC地址

    硬件地址其实不算严格意义上的地址,因为并没有指明具体位置,硬件地址是适配器唯一编号,用来唯一的标识每台电脑上的适配器

    硬件地址在适配器生产时固化在适配器的ROM中;

    MAC地址的格式

    总共64位(6字节)前三字节由管理全球硬件地址的机构——注册管理机构RA向适配器制造公司出售称为组织唯一标识符OUI,后三字节由制造公司自行分配,称为扩展标识符,(其中前三字节中有两位是用来标识是否位单播地址和是否属于全球管理的)

    MAC帧的格式

    目的地址和源地址指的是硬件地址

    类型字段用来标志上层使用的是什么协议

    FCS帧检验序列,使用CRC检验

    前同步码是为了使适配器的时钟与比特流达成同步;

    同时我们要注意的是在MAC帧中并没有数据长度的标识,但由于传输时使用的是曼彻斯特编码的方式,所以通过对曼彻斯特编码的信号特点的观察便可确定是否传送完毕;(曼彻斯特编码信号的码元正中间有一次电压转换)

    以太网的扩展

    在物理层扩展以太网

    在数据链路层扩展以太网

    通过网桥扩展以太网

    通过以太网交换机扩展

    虚拟局域网

     

    第四章 网络层

    重要内容

    虚拟互联网的概念

    IP地址与物理地址的关系

    传统的分类的IP地址(包括子网掩码)和无分类域间路由选择CIDR

    路由选择协议的工作方式

    网络层提供的两种服务

     面向连接和无连接的传送服务

    在互联网中,网络层向上只提供简单灵活的,无连接的,尽最大努力交付的数据报服务

    即网络层不提供服务质量的承诺

    网际协议IP

    三个协议

    地址解析协议ARP

    网际报文管理协议ICMP

    网际组织管理协议IGMP

    这三种协议与IP协议的关系___________

    虚拟互联网络的概念

    ___即逻辑互联网络,忽略物理层的客观异构性,在网络层看起来好像是一个统一的网络,即互联网可以有多种异构的网络组成

    网络互联的一些中间设备_

    物理层:转发器

    数据链路层:网桥

    网络层:路由器

    网络层以上:网关

    分类的IP地址

    IP地址的概念:
    用来唯一标识全球连接在互联网上的主机的接口的标识符

    IP地址的划分方式历史:
    分类的IP地址

    划分子网

    构成超网

    分类的IP地址

    IP地址前几位为类位别,标明该IP地址属于哪类

    IP地址的点分十进制表示法——把IP地址的每八位用十进制表示,便于记忆书写

    常用的三类IP地址:
    本网络:A类地址中网络号全为0的IP地址

    环回测试:A类地址中网络号为01111111的IP地址用作本地软件环回测试本主机的进程之间的通道

    路由器仅根据目的主机IP地址中的网络号来转发分组

    实际IP地址是主机与网络链路之间的一条链路的标识(一个主机连接在两个不同的网络上时,该主机对应的就有两个IP地址)

    一个网络是指具有相同网络号的主机的集合,因此用网桥或转发器连接起来的若干局域网属于同一个网络

    互联网上的网络号都是平等的,与其范围大小没有关系

    无名网络:两个路由器直接相连时并不分配IP地址,这两个路由器之间的网络称为无名网络,或无编号网络

    IP地址与硬件地址

    硬件地址时物理层和数据链路层使用的地址

    IP地址是IP数据报在网络层及以上各层使用的一种逻辑地址

    MAC帧中的源地址和目的地址都是硬件地址,整个IP数据报在物理层被封装在数据部分,IP地址对数据链路层不可见

    数据报在路由其之间传送时,途径的路由器地址不出现在IP数据报中,当前路由器根据目的IP地址自主路由出下一路由器地址

    分组每次经过路由器转发时都要将MAC的首部和尾部丢弃重新封装——变换MAC帧中的目的地址和源地址

    地址解析协议ARP

    ARP协议:根据已知的IP地址解析出该主机的硬件地址;

    RARP协议:根据硬件地址解析出该主机对应的IP地址

    主机ARP高速缓存:用来存放从IP地址映射硬件地址的映射表,并且动态更新(方法:新增或超时删除)这个映射表;

    新增的方法:

    通过向本局域网内所有的主机发送ARP请求分组,在得到响应分组后便将这个目的主机的硬件地址写入ARP高速缓存中

    同时,ARP高速缓存中对每个硬件地址都设置了生存时间,超过生存时间的硬件地址便进行删除操作,便于进行动态更新,防止出现发送到错误(过时的)硬件地址处;

    注意:地址解析协议ARP只能用来解决同一个局域网(包括该网络和与该网络相连的路由器)内的地址映射,网络之间的路由并能不能做到;

    从硬件地址到IP地址的解析每次转发分组时都要重复进行,但这种开销是不可避免的,是为方便的在各种异构网络之间进行转发工作而屏蔽网络硬件之间的异构性,从而体现出虚拟网络的含义;

    IP数据报的格式

    其中,

    首部检验和

    首部检验和的作用:用于检验数据报在传送的过程中其首部是否出错;

    检验方法:在发送方将IP数据报的首部划分为许多16位的字序列;并把检验和字段置零,用反码运算术将字相加之后,将得到的和的反码写入检验和位置;在接受方接收到数据报之后,使用相同的方法将首部所有的字(包括检验和)相加一次,若没有出错则,得到的结果必然为零,最后的结果便可作为是否出错的判断标志;

    反码求和:0+0=0;0+1=1;1+1=0,同时产生进位;最高位产生进位时最后的结果加+1;

    划分子网

    构造超网

    网际控制报文协议ICMP

    为更有效的转发IP数据报并提高交付成功的机会

    ICMP数据报装在IP数据报中,作为其数据部分出现

    ICMP数据报有两种:ICMP差错报告报文ICMP询问报文

    改变路由报文:(重定向)——互联网主机中也存在路由表,但主机中的路由表并不实时更新,(不和路由器定期交换路由信息),所以主机中的路由表更新的方法就是主机通过接收这种来自路由器的改变路由报文来更新其路由表;

    ICMP的应用——PING(分组网间探测):用来测试两台主机之间的连通性

                               用在UNIX操作系统中用来跟踪一个分组从源点到终点的路径

    互联网的路由选择协议

    1,理想的路由算法

    2,分层次的路由选择协议:减少路由器之间的路由信息量;保密

    3,自治系统AS:在单一技术管理下的一组路由器(一个AS对其他AS表现出的是一个单一的和一致的路由选择策略

    4,两种路由选择协议——

      内部网关协议IGP:在自治系统内部使用的路由选择协议,域间路由选择,有多种,如RIP,OSPF

      外部网关协议EGP:在自治系统之间使用的路由选择协议,域内路由选择,目前使用的是BGP协议

    1,内部网关协议RIP

    1)工作原理

    是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议

    分布式:每个路由器不断地和相邻路由器交换信息;(所交换的式当前路由器知道的所有路由信息)

    距离向量:从当前路由器每经过一个路由器则距离加一;记录到达每个路由器的距离,以找出最小距离;

    2)距离向量算法

    3)RIP协议的报文格式

    RIP2可以支持变长子网掩码和无分类域间路由选择CIDR

    RIP2的报文格式

    (RIP报文通过运输层的用户数据报UDP传送,使用UDP端口520)

    特点:好消息传播的快。坏消息传播的慢

    内部网关协议OSPF

    1,OSPF的基本特点

    开放最短路径优先——为克服RIP协议制定的协议

    使用了Dijkstra的最短路径算法;(最短路径算法详见博文:)

    特征:并不表示其他的路由选择协议不是最短路径优先;(实际上所有在自治系统内的路由选择协议都是要找一条最短路径)

    使用分布式的链路状态协议,

    2,洪范法:

    路由器通过所有的端口向所有的相邻路由器发送信息,而所有的相邻路由器也是同样的做法,(但发送的对象不包括之前向他发送信息的那个路由器),从而最终使得整个局域网都得到该信息的一个副本,

    而发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态(链路状态是指相邻路由器及到达该路由器的代价

    只有链路状态发生变化时,才使用洪范法发送信息,(不是定期交换)

    外部网关协议BGP

    外部网关协议用来解决不同自治系统之间的路由选择策略;

    边界网关协议不追求寻找最佳路径,而是在可到达的基础上找到一条相对较好的路径;

    BGP发言人:在BGP协议中,一个自治系统中用来与其他自治系统(通过TCP连接)交换路由信息的路由器;

    交换信息的两个BGP发言人彼此成为临站或对等站

    所交换的信息是可达性信息、

    每个发言人除了要运行BGP协议外,还要运行本自治系统内部的协议;

    路由器的构成

    路由器的结构

    两部分——路由选择部分 和 分组转发部分

    路由选择部分:

    控制部分,核心是路由选择处理机,路由选择处理机的作用是构造路由表,同时定期更新维护路由表路由表;

    分组转发部分:

    由三部分组成——输入输出端口,交换结构

    交换结构的工作是将收到的分组根据路由表从输入端口转发到输出端口;

    三种转发方法:

    1)通过存储器进行交换

    2)通过总线进行交换

    3)通过纵横交换结构(总线网)进行交换

    IPv6

    从IPv4向IP v6的过渡

    双栈协议

    隧道技术

    IP多播

    基本概念:
    多播即一对多的通信

    多播组的IP地址为D类IP地址;(多播地址只能用来当作目的地址,不能用作源地址)

     

    1,在局域网上进行硬件多播

    多播组的MAC地址:

    是由MAC地址和D类IP地址的后23位拼接起来的;

    IGMP协议

    网际组管理协议

    是让连接在本地局域网上的多播路由器知道在本局域网上有多少主机接入或退出了多播组

    多播组协议的特点:

    多播转发必须动态地适应多播组成员的变化

    多播路由器在转发多播数据报时,不能进根据数据包中的目的地址来转发数据报,还要知道数据报的来源(多播组内的成员发送信息时,就不用再向该成员转发数据报)

    多播成员或非多播成员均可发送多播数据报

     

    IGMP协议的功能:
     

    2,网际组管理协议IGMP

    3,多播路由选择协议

    虚拟专用网VPN

    网络地址转换NAT

     

    第五层 运输层

    重要内容

    运输层的作用

    端口和套接字的意义

    无连接的UDP的特点

    面向连接的TCP的特点

    在不可靠网络上时先可靠传输的原理

    TCP的滑动窗口,流量控制,拥塞控制和连接管理

    运输层协议概述

    运输层用来解决进程之间的通信问题,属于面向通信部分的最高层

    运输层向用户屏蔽了下面网络核心的细节;

    为了能够满足同一主机的不同进程间的通信要求,运输层需要一个很重要的功能——分用与复用(分用指发送方不同进程可以使用同一运输协议进行发送数据报。分用指接收方的运输层可以将接收到的数据报正确交付给不同的进程)

    运输层还要对从网络层收到的数据报进行差错检测,(IP数据包中的首部中的检验和字段只是对首部进行检查,并不对数据部分进行检查)

     

    运输层的两个主要协议: 用户数据报协议UDP——无连接

                传输控制协议TCP——面向连接

    运输层的端口

    端口是指软件端口,是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址

    (数据报在网络上运输的终点),主机通过端口将数据报分发给不同的进程;

    端口号只具有本地意义,是为了标志本计算机中各个进程在和运输层交互时的层间接口(不同计算机中相同的端口是没有任何关联的)

    TCP/IP协议中,在运输层用16位端口号来标志一个端口,一个主机总共有65535个端口,

    服务器使用的端口号

    客户端使用的端口号

    用户数据报协议UDP

    UDP概述

    特点:

    无连接,

    尽最大努力交付;

    面向报文

    没有拥塞控制

    支持一对一,多对多,多对一,一对多的交互通信

    首部开销小

    UDP的首部格式

     

    传输控制协议TCP

    特点:

    面向连接的运输层协议

    点对点连接

    可靠交付

    提供全双工通信

    面向字节流(UDP面向数据报)

    TCP的面向连接

    每一条TCP连接只有两个端点_套接字

    套接字=(IP地址:端口号)

    (同一个端口号和同一个IP地址均可有多个TCP连接)

    可靠传输的原理

    TCP在不可靠传输的网络层之上提供可靠传输的服务,必须采取相关的措施

    1.停止等待协议

    分组发送之后必须暂时保留该分组的副本

    每个分组进行编号

    发送确认

    超时重传

    TCP报文段的首部格式

    TCP传送的数据单元是报文段

    检验和字段检验的包括首部和数据部两部分

    窗口指的是发送方的接收窗口,窗口值的意义:从本报文段首部中的确认号算起,接收方目前允许对方发送的数据量;(窗口值是不断动态变化的)(动态确认机制

    TCP可靠传输的实现

     1,以字节为单位的滑动窗口——连续ARQ协议

    发送窗口:发送窗口内的数据的可连续的发送出去,而不需要等待对方的确认(从而提高信道利用率)

    滑动窗口:发送方每收到一个接受确认,就将发送窗口的向前滑动一个字节的位置;

    接收方采用积累确认的方式(对有序的几个分组只确认最后一个分组)

    TCP的滑动窗口是以字节为单位的;

     

    2,超时重传的时间选择

    3,选择确认SACK

    TCP的流量控制

     

    TCP的拥塞控制

    拥塞:在某段时间,若对网络中的资源需求超过了该资源所能提供的可用部分,使得网络的性能变坏;(资源包括——链路容量,交换节点中的缓存,处理机)

    TCP的拥塞控制方法

    慢开始

    拥塞避免

    快重传

    快恢复

    TCP的运输连接管理

    运输连接管理的目的是为了使运输连接的建立和释放都能够正常的进行

     

    第六章 应用层

    本章概述

    数据传输的终点是主机进程,而网络通信的目的是为了给应用提供服务;本章中的各应用层协议主要讲述了各应用的进程是如何在主机中完成通信工作的;

    重要内容

    域名系统DNS

    万维网和HTTP协议,万维网两种不同的搜索引擎

    电子邮件的传送过程

    动态主机配置协议DCHP

    网络管理的三个组成部分

    P2P文件系统

    域名系统DNS

    概述

    域名系统是为了使对用户来说32位的IP地址更加容易记忆和使用而选择的一种映射方式;

    应用层软件一般直接使用的是域名而非IP地址,在网络层进行数据传输时才将域名转化为路由中使用的IP地址;

    互联网的域名结构是层次结构的,用户通过域名服务器将域名转化为IP地址供网络层使用

    DNS被设计成一个联机分布式的数据库系统,并采用客户服务器方式;

    DNS中大部分域名都在本地进行解析,只有少数域名需要在互联网上进行解析;

    互联网的域名结构

    采用层次树状命名结构;域名由标号组成;

    每一个标号不超过63个字符;标号不区分大小写;完整的域名不超过255个字符;

    域名的等级结构:

    顶级域名:

    1)国家顶级域名

    2)通用顶级域名

    3)基础结构域名

    二级域名由顶级域名组织自行划分

    域名服务器

    域名管理范围采用划分的方法;一个域名服务器所管辖的范围叫做区;

    一个区中的界点必须连通;每个区设置相应的权限域名服务器;

    域名服务器的层次划分:

    根域名服务器

    顶级域名服务器

    权限域名服务器‘

    本地域名服务器

    主机向本地域名服务器采用递归查询的方法

    本地域名服务器向根域名服务器采用迭代查询的方法;

    同时,为了提高查询效率,减少查询时的网络开销,在每级域名服务器中都采用的高速缓存来存储经常或最近被查询的到的域名对应的IP地址

     

    文件传送协议FTP

    基于TCP的FTP协议

    主要功能:减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性,(包括文件的控制方式,命名方式等)

    特点:属于文件共享协议;联机访问;

    基本原理:

    使用客户服务启方式;服务器中分为两大进程:主进程用来接收请求消息;接收到文件传送消息之后启动若干从属进程处理消息;主进程仍然处于等待状态;

    主进程和从属进程并发进行的;

    在数据传送过程中,启动两个从属进程:控制进程和数据传送进程;其中控制进程用来传送数据传送过程中产生的控制信息;数据传送进程传送数据;同时建立两条连接:控制连接(21号端口)和数据传送连接(20号端口);

    基于UDP的TFTP协议

    简单文件传送协议;使用UDP数据报进行传送;只支持传输不支持交互;

    主要特点:

    1)每次传送的报文大小为512字节,(最后一个报文可不足512字节),并在最后一个字节中设置结束服标志;

    2)数据报文进行编号;(从1开始)

    3)支持ASCII 码或二进制传送

    4)可对文件进行读或写;

    5)使用简单的首部

    6)每次发送完一个UDP之后要进行确认;

    远程终端协议TELNET

    作用:提供远程终端控制与访问操作;即通过互联网对远程终端进行访问控制;能够适应许多计算机和操作系统的差异;

    将不同计算机操作系统上产生的控制信息转化成统一的格式网络上进行传送,然后转化成本地计算机需的格式;

    万维网WWW

    万维网是一个大规模的,联机式的信息储藏所;

    使用的统一资源定位符URL来唯一的标识万维网中的各种文档位置;

    万维网是一个分布式的超媒体系统;(是超文本系统的扩展)

    万维网使用连接的方法进行站点之间的访问;

    万维网以客户服务器的方式工作:客户向服务器发出访问请求,然后服务器将万维网文档发送给客户端;客户端即运行在主机中的浏览器;

    在一个客户程序主窗口中显示的万维网文档称为页面;

    万维网使用超文本传送协议HTTP进行文档传输工作;

    万维网使用超文本标记语言HTML描述万维网页面;

    URL的格式:
    <协议>://<主机(主机的域名)>:<端口>/<路径>

    常用的协议:http协议,ftp协议

    路径:是指文档文件在主机中的位置

    超文本传送协议HTTP

    HTTP是面向事务的应用层协议,规定了浏览器怎样向万维网服务器请求万维网文档;以及服务器怎样将文档传送给浏览器;

    HTTP协议使用面向连接的TCP协议作为运输层协议保证了传输的可靠性;

    代理服务器:又称为万维网高速缓存;将最近的一些请求及其响应存储在代理服务器的本地磁盘中,避免了近期有相同请求时再次访问网络;

    将很大一部分同信活动局限在局域网内部;

    HTTP的保报文结构:

    两类报文:请求报文和响应报文

    在服务器上存放用户的信息______使用cookie

    万维网的文档

    超文本标语言HTML

    动态万维网文档

    活动万维网文档

    当浏览器请求万维网文档时,服务器将返回给浏览器一段活动文档的程序副本,使程序副本在客户端运行,

    万维网的信息检索

    全文检索

    分类目录检索

    动态主机配置协议

    即插即用联网

    应用进程跨网络的通信

    系统调用

    应用程序编程接口

    P2P应用

    没有服务器,主机之间通过对等方式进行交互通信

    第七章 网络安全

    重要内容

    计算机网络面临的安全威胁和一些主要问题

    对称密匙密码体制和公匙密码体制

    数字签名与鉴别

    网络安全协议IPsec协议族和运输安全协议SSl/TSL的要点

    系统安全:防火墙和入侵检测

    网络攻击

    两种:被动攻击和主动攻击

    被动 攻击:从网络上窃听信息,作为第三者不破坏网络原本的通信

    主动攻击:

    几种常见的方式:

    篡改:篡改,中断或伪造报文

    恶意程序:

    计算机病毒

    计算机蠕虫

    木马

    逻辑炸弹

    后门入侵

    流氓软件

    拒绝服务:向服务器不断发送消息使得服务器一直处于繁忙状态;

    密码体制

    对称密匙密码体制:加密密匙与解密密匙使用相同的密码体制;

    公匙密码体制:使用不同的加密密匙与解密密匙;

    数字签名

    数字签名的功能:

    报文鉴别

    报文的完整性

    不可否认(确认报文的发送方)

    鉴别

    鉴别是验证通信对象是否正确,并且检验所传送的报文的完整性;、

    报文鉴别:

     

    密匙分配

    互联网使用的安全协议

    系统安全:防火墙与入侵检测

    防火墙:一种访问控制技术,禁止不必要的同通信;

    入侵检测系统:IDS

    第八章 互联网上的音视频服务

    重要内容

      多媒体信息的特点

      流媒体的概念

      IP电话使用的几种协议

      改经”经最大努力交付“的几种办法


      互联网IP层提供 最大交付 和 分组独立交付

      TCP协议解决IP层不能可靠交付的问题

    多媒体信息在互联网上的传输

    多媒体数据的传输对时延和抖动有较大的要求——边传输边播放

    音视频传输的特点:

      容忍丢失

    互联网提供的三类音频视频服务——

      流式存储音视频——边下载便播放

      流式实况音视频——边录制边发送(多播)

      交互式音视频——实时交互式通信

    流式存储音视频——

    媒体播放器的主要功能:管理用户界面,解压缩,消除时延抖动,处理传输带来的差错

    具有元文件的万维网服务器

    元文件是用来描述或指明其他文件的一些重要信息的非常小的文件,

    媒体服务器

    媒体播放器向媒体服务器(而不是万维网服务器)请求音视频文件,对流媒体的传输采用TCP协议而不是UDP

    实时流协议RTSP

    流式实况音视频——

    交互式音视频

    IP电话——实况交互式音频  

    IP电话网关——公用电话网和IP网络的接口设

    作用:在呼叫阶段进行电话信令转换

              在通话期间进行话音编码的转换

    IP电话所要使用的几种应用的协议——

      实时运输协议RTP:为实时应用提供端到端的运输,但不保证任何运输质量

      实施运输控制协议RTCP:服务质量的监控与反馈,媒体间的同步以及多播组成员间的标志

      H.323:(信令标准)在互联网的端系统之间进行实时声音和视频会议的标

      会话发起协议SIP

    改进最大努力交付的几种方法:

      为使多媒体信息能够在互联网上得到更好的运输体条件,改变方法就是改变之前平等对待所有运输分组

    的协议,使得多媒体数据分组在互联网上运输时能够得到相应的优先级(获得更好的服务质量)

    服务质量:服务性能的总效果,此效果决定用户对服务的满意程度(可用性,差错率,响应时间,吞吐量

    ,分组丢失率,连接建立时间等性能指标)

    几种方法——使互联网提供服务质量:

      即分组的分类,标记,管制,调度,呼叫接纳

    1)调度机制

      调度即排队的规则,按优先级排队;借助分类程序对于分组按照权重分类,形成不同权重的队列进行传输

    2)管制机制

      1,控制数据流的平均速率
      2,限制峰值速率
      3,限制突发分组数
                         ————漏桶管制器
    3)漏桶机制与加权公平排队相结合
      

    综合服务IntServ和资源预留协议RSVP——最初试图将互联网提供的服务划分为不同的类别
    IntServ可对单个的应用会话提供服务质量的保证——
      资源预留

      呼叫接纳

    IntServ定义两类服务:

      有保证的服务

      受控负载的服务

    IntServ的四个组成部分

      资源预留协议

      接纳控

      分类

      调度器
     

    第九章 无线网络和移动网络

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    展开全文
  • 计算机网络体系结构——各层的功能

    万次阅读 多人点赞 2018-07-09 13:18:21
    网络层: 路径的选择、数据的转发。源主机到目的主机之间分组的透明传输(之间可能经过很多节点)传输层:端(口)到端(口)的报文【如果基于UDP如何实现可靠传输。说了一遍网上有教程,然后UDP一般...

    OSI七层架构

    物理层主要功能:实现比特流的透明传输。基本单位:比特。

    数据链路层主要功能 :封装成帧 。把帧从原MAC传到目的MAC(相邻节点之间帧的透明传输)

    差错检测 循环冗余检测法。只检测有没有比特错误,若有则丢弃。

    网络层: 路径的选择、数据的转发。 源主机到目的主机之间分组的透明传输(之间可能经过很多节点)

    传输层:端(口)到端(口)的报文 

    会话层的功能
           会话层的主要功能是在两个节点间建立、维护和释放面向用户的连接,并对会话进行管理和控制,保证会话数据可靠传送。
           会话层,表示层,应用层在会话层和传输层我们都提到了连接,那么会话连接和传输连接到底有什么区别呢?
           假设你对你的秘书说,给琼斯先生打个电话,这时你相当于会话层,而秘书相当于传输层。你的请求就相当于请求一个会话。你提出建立连接的要求,但不必自己动手查找电话号码、拨号等。秘书着手打电话,开始建立传输连接。当拨号成功,对方拎起话筒,传输连接就建立起来了。然后,你接过电话,此时会话层(连接)建立成功。

           会话连接和传输连接之间有三种关系:一对一关系,即一个会话连接对应一个传输连接;一对多关系,一个会话连接对应多个传输连接;多对一关系,多个会话连接对应一个传输关系,好比打电话,一个人讲完后可以换另一个人讲话,而不必让电信局知道换了人讲话。会话过程中,会话层需要决定到底使用全双工通信还是半双工通信。如果采用全双工通信,则会话层在对话管理中要做的工作就很少;如果采用半双工通信,会话层则通过一计算机网络技术2个数据令牌来协调会话,保证每次只有一个用户能够传输数据。当会话层建立一个会话时,先让一个用户得到令牌。只有获得令牌的用户才有权进行发送。如果接收方想要发送数据,可以请求获得令牌。由发送方决定何时放弃。一旦得到令牌,接收方就转变为发送方。当我们进行大量的数据传输时,例如你正在下载一个100M 的文件,当下载到95M 时,网络断线了,这时怎么办?是否需要重头再传?为了解决这个问题,会话层提供了同步服务,通过在数据流中定义检查点(Checkpoint)来把会话分割成明显的会话单元。当网络故障出现时,从最后一个检查点开始重传数据。常见的会话层协议有:结构化查询语言(SQL);远程进程呼叫(RPC);X-windows 系统;AppleTalk 会话协议;数字网络结构会话控制协议(DNA SCP)等。
    表示层的功能
           表示层主要是负责数据格式的转换,压缩与解压缩,加密与解密。
          OSI 模型中,表示层以下的各层主要负责数据在网络中传输时不要出错。但数据的传输没有出错,并不代表数据所表示的信息不会出错。例如你想下午两点从杭州出发去上海,于是你对上海的朋友说,“我下午两点来”,可是你的朋友却理解为两点钟到达上海。所以这句话虽然没有听错,却因为不同的理解,产生了完成不同的结果。
           表示层就专门负责这些有关网络中计算机信息表示方式的问题。表示层负责在不同的数据格式之间进行转换操作,以实现不同计算机系统间的信息交换。 两台计算机之间的信息交换除了编码外,还包括数组、浮点数、记录、图像、声音等多种数据结构,表示层用抽象的方式来定义交换中使用的数据结构,并且在计算机内部表示法和网络的标准表示法之间进行转换。
           示层还负责数据的加密,以在数据的传输过程对其进行保护。数据在发送端被加密,在接收端解密。使用加密密钥来对数据进行加密和解密。表示层还负责文件的压缩,通过算法来压缩文件的大小,降低传输费用。
    应用层
           应用层是网络体系中最高的一层,也是唯一面向用户的一层,应用层将为用户提供常用的应用程序,并实现网络服务的各种功能。常用的电子邮件、上网浏览等网络服务,都是应用层的程序。

    应用层主要是面对用户访问网络的。主要有一些应用程序,会话层,表示层,应用层如:DNS,FTP,E-mail,Telnet,HTTP。

    TCP/IP五层架构

    物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。

     

     

     

    R1、R2为路由器。

    两个路由器相连,用交叉线/直连线 连以太口。(使用PPP协议)

    用串口线连server口(两排扁针的口)。 

    R1左边为集线器。(集线器共享带宽,接口收发信息会相互影响。工作在物理层。没有包过滤的功能,收到数据后向除接收端口外的所有接口转发)

    R2右边为交换机。(交换机每个接口独占带宽,每个接口收发信息互不影响。工作在数据链路层。有包过滤的功能,根据表向指定端口转发数据。)

     

    工作过程 

     

    wireshark抓包工具

     

     

     

    展开全文
  • 计算机网络五层结构功能汇总

    千次阅读 多人点赞 2020-03-29 19:59:19
    网上有很多博客介绍过计算机网络五层结构,但专门汇总五层结构功能的博文非常少; 本文从纵向的角度,清晰概述计算机网络五层结构的功能和特点; 本文总结了计算机网络五层结构的协议名和专用术语,并对一些结构性...
  • 计算机网络知识汇总(超详细整理)

    万次阅读 多人点赞 2021-06-22 15:44:13
    为了准备期末考试,同时也是为了之后复习方便,特对计算机网络的知识进行了整理。本篇内容大部分是来源于我们老师上课的ppt。而我根据自己的理解,将老师的PPT整理成博文的形式以便大家复习查阅,同时对于一些不是很...
  • 本视频主要包括以下内容: 1 计算机网络的定义 2 计算机网络功能 3 计算机网络的分类 4 计算机网络的组成
  • 计算机网络的便件功能

    千次阅读 2007-05-18 00:13:00
    计算机网络功能计算机网络功能主要体现在三个方面:信息交换、资源共享、分布式处理。⑴信息交换 这是计算机网络最基本的功能,主要完成计算机网络中各个节点之间的系统通信。用户可以在网上传送电子邮件、发布...
  • 计算机网络计算机网络概述

    千次阅读 2019-09-25 16:52:10
    计算机网络概述 计算机网路(简称网络)由若干结点和连接这些结点的链路组成。 网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机或者路由器等。 通过路由器,网络之间也能相互连接,形成更大的网络。 多层次ISP结构的...
  • 计算机网络

    万次阅读 2018-10-14 09:36:22
    计算机网络体系结构 二、物理层 通信方式 带通调制 三、数据链路层 基本问题 信道分类 信道复用技术 CSMA/CD 协议 PPP 协议 MAC 地址 局域网 以太网 交换机 虚拟局域网 四、网络层 ...
  • 计算机网络体系结构

    千次阅读 多人点赞 2019-08-30 14:55:53
    计算机网络的概念、组成与功能2.计算机网络的分类3.计算机网络的标准化工作及相关组织成与功能(二)计算机网络体系结构与参考模型1.计算机网络分层结构2.计算机网络协议、接口、服务等概念3.ISO/OSI参考模型和TCP/IP...
  • 各位客官库早上好,自今日起小店将陆续推出OSI网络七层的相关套餐,前面已经大致介绍了OSI网络七层中的相关概念,所以接下来几天的时间我会带大家详细了解OSI七层中的每一层,希望能够更深刻的了解每一层的运转,...
  • 网络各层功能职责——计算机网络

    千次阅读 2015-05-25 10:22:13
    OSI的七层网络协议体系结构的概念清楚,理论也较为完整,但是它既复杂也不实用。 OSI七层协议,由底向上依次是:物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。TCP/IP体系结构则不同,得到非常广泛...
  • 计算机网络协议(三)——UDP、TCP、Socket

    万次阅读 多人点赞 2019-09-04 08:39:53
    这个专栏的计算机网络协议,我是在极客时间上学习 已经有三万多人购买的刘超老师的趣谈网络协议专栏,讲的特别好,像看小说一样学习到了平时很枯燥的知识点,计算机网络的书籍太枯燥,感兴趣的同学可以去付费购买,...
  • 正在学习计算机网络课程,以下是学习的一些笔记,知识点分类摘录自mooc网哈尔滨工业大学计算机网络课程:计算机网络mooc网,部分定义摘录自《计算机网络-自顶向下方法》 计算机网络基本概念 计算机网络 计算机网络...
  • 计算机网络的概念、组成与功能计算机网络的分类 计算机网络的标准化工作及相关组织 (二)、计算机网络体系结构与参考模型 计算机网络分层结构;计算机网络协议、结构、服务等概念 ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型 ...
  • 计算机网络分层协议及各层功能

    千次阅读 2020-08-23 01:43:00
    目录什么是协议协议分层协议分层模型TCP/IP协议各层功能报文,报文段,数据报,帧 什么是协议 我们先以人类活动来进行类比 例如,当你想要向某人询问一天的时间时,将怎样做? 图1-2中显示了一种典型的交互过程。...
  • 计算机网络绪论

    千次阅读 2016-07-12 21:55:40
    介绍计算机网络的一些基本概念、诞生与发展历程,以及计算机网络的组成和发展趋势等。计算机网络的诞生与发展 面向终端的通信网络第一代 ...计算机网络的主要功能 计算机网络的分类 按地理覆盖范围分类 按传输
  • 计算机网络知识

    千次阅读 2017-06-16 23:57:16
    计算机网络体系结构 1物理层 2数据链路层 3网络层 4运输层 5应用层 6其他概念计算机网络体系结构什么是计算机网络体系结构?——简单来说就是计算机网络的各层及其协议的集合。网络协议:网络协议为计算机网络中进行...
  • 计算机网络复习题

    万次阅读 2020-12-16 21:40:29
    1.计算机网络从逻辑功能上可分成(通信子网)和(资源子网)。 2.网络的低层模块向高层提供功能性的支持称之为(服务)。 3.TCP/1P标准模型从高到低分别是(应用层)、(运输层)、(网络层)、(链路层)和(物理层)。 4.在一...
  • 计算机网络》谢希仁第七版课后答案完整版

    万次阅读 多人点赞 2020-07-07 15:16:35
    计算机网络》谢希仁第七版课后答案完整版
  • 计算机网络概述

    千次阅读 2020-04-13 02:22:48
    本章内容(内容主要源于谢希仁第七版计算机网络,图片来源郑宏/宿红毅的讲解视频) 计算机网络在在信息时代的作用 互联网概述及组成 计算机网络 一、计算机网络在在信息时代的作用 ...
  • 计算机网络重要功能: 连通性:彼此连通,交换信息 共享性:信息共享、软(远程服务器连接)硬(打印机远程打印文件)件共享 网络、互联网、因特网 网络:许多计算机连在一起(计算机通过集线器或者交换机组建一个...
  • 计算机网络 HTTP协议

    千次阅读 2018-08-28 09:24:08
    前言 关于计算机网络,HTTP网络通信协议在任何的开发工作中都非常重要 ...目录 1. 储备知识 讲解HTPP协议前,先了解一些基础的... 定义该计算机网络的所能完成的功能 结构介绍  计算机网络体系结构分为3...
  • 计算机网络高分笔记】第一章:计算机网络体系结构 标签(空格分隔):...1.1.3 计算机网络功能 1.1.4 计算机网络的分类 1.1.5 计算机网络的标准化工作及相关组织 1.2 计算机网络体系结构与参考模型 1.2.1...

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 272,945
精华内容 109,178
关键字:

以下不是计算机网络的功能