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  • 计算机网络谢希仁第七版 课后答案

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    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。
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    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。
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    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)
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  • 计算机网络谢希仁第七版课后习题答案

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    谢希仁计算机网络第七版课后答案 第一章 概述 最下方有谢希仁计算机网络第七版课后所有答案的下载方式,不用下载券,不用积分,免费下载。 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...

    谢希仁计算机网络第七版课后答案

    第一章 概述

    最下方有谢希仁计算机网络第七版课后所有答案的下载方式,不用下载券,不用积分,免费下载。

    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。
    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)

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    千次阅读 多人点赞 2018-05-24 16:18:42
    阅读目录1. 网络层次划分2. OSI七层网络模型3. IP地址4. 子网掩码及网络划分5. ARP/RARP协议6....网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或者说是约定的集合。因为不同用户的数...

      计算机网络学习的核心内容就是网络协议的学习。网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或者说是约定的集合。因为不同用户的数据终端可能采取的字符集是不同的,两者需要进行通信,必须要在一定的标准上进行。一个很形象地比喻就是我们的语言,我们大天朝地广人多,地方性语言也非常丰富,而且方言之间差距巨大。A地区的方言可能B地区的人根本无法接受,所以我们要为全国人名进行沟通建立一个语言标准,这就是我们的普通话的作用。同样,放眼全球,我们与外国友人沟通的标准语言是英语,所以我们才要苦逼的学习英语。

      计算机网络协议同我们的语言一样,多种多样。而ARPA公司与1977年到1979年推出了一种名为ARPANET的网络协议受到了广泛的热捧,其中最主要的原因就是它推出了人尽皆知的TCP/IP标准网络协议。目前TCP/IP协议已经成为Internet中的“通用语言”,下图为不同计算机群之间利用TCP/IP进行通信的示意图。


    1. 网络层次划分

      为了使不同计算机厂家生产的计算机能够相互通信,以便在更大的范围内建立计算机网络,国际标准化组织(ISO)在1978年提出了“开放系统互联参考模型”,即著名的OSI/RM模型(Open System Interconnection/Reference Model)。它将计算机网络体系结构的通信协议划分为七层,自下而上依次为:物理层(Physics Layer)、数据链路层(Data Link Layer)、网络层(Network Layer)、传输层(Transport Layer)、会话层(Session Layer)、表示层(Presentation Layer)、应用层(Application Layer)。 其中第四层完成数据传送服务,上面三层面向用户。
      除了标准的OSI七层模型以外,常见的网络层次划分还有TCP/IP四层协议以及TCP/IP五层协议,它们之间的对应关系如下图所示:
     
     

    2. OSI七层网络模型

      TCP/IP协议毫无疑问是互联网的基础协议,没有它就根本不可能上网,任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。不管是OSI七层模型还是TCP/IP的四层、五层模型,每一层中都要自己的专属协议,完成自己相应的工作以及与上下层级之间进行沟通。由于OSI七层模型为网络的标准层次划分,所以我们以OSI七层模型为例从下向上进行一一介绍。
     
      1)物理层(Physical Layer)

      激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说,物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。物理层记住两个重要的设备名称,中继器(Repeater,也叫放大器)和集线器。

      2)数据链路层(Data Link Layer)

      数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。为达到这一目的,数据链路必须具备一系列相应的功能,主要有:如何将数据组合成数据块,在数据链路层中称这种数据块为帧(frame),帧是数据链路层的传送单位;如何控制帧在物理信道上的传输,包括如何处理传输差错,如何调节发送速率以使与接收方相匹配;以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

      有关数据链路层的重要知识点:

      1> 数据链路层为网络层提供可靠的数据传输;

      2> 基本数据单位为帧;

      3> 主要的协议:以太网协议;

      4> 两个重要设备名称:网桥和交换机。

      3)网络层(Network Layer)

      网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送,具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。如果您想用尽量少的词来记住网络层,那就是“路径选择、路由及逻辑寻址”。

      网络层中涉及众多的协议,其中包括最重要的协议,也是TCP/IP的核心协议——IP协议。IP协议非常简单,仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有:无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。具体的协议我们会在接下来的部分进行总结,有关网络层的重点为:

      1> 网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外,网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能;

      2> 基本数据单位为IP数据报;

      3> 包含的主要协议:

      IP协议(Internet Protocol,因特网互联协议);

      ICMP协议(Internet Control Message Protocol,因特网控制报文协议);

      ARP协议(Address Resolution Protocol,地址解析协议);

      RARP协议(Reverse Address Resolution Protocol,逆地址解析协议)。

      4> 重要的设备:路由器。

      4)传输层(Transport Layer)

      第一个端到端,即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外,传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

      传输层的任务是根据通信子网的特性,最佳的利用网络资源,为两个端系统的会话层之间,提供建立、维护和取消传输连接的功能,负责端到端的可靠数据传输。在这一层,信息传送的协议数据单元称为段或报文。
      网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点,而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。
      有关网络层的重点:
      1> 传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输以及端到端的差错控制和流量控制问题;
      2> 包含的主要协议:TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议)、UDP协议(User Datagram Protocol,用户数据报协议);
      3> 重要设备:网关。

      5)会话层

      会话层管理主机之间的会话进程,即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

      6)表示层

      表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。

      7)应用层

      为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

      会话层、表示层和应用层重点:

      1> 数据传输基本单位为报文;

      2> 包含的主要协议:FTP(文件传送协议)、Telnet(远程登录协议)、DNS(域名解析协议)、SMTP(邮件传送协议),POP3协议(邮局协议),HTTP协议(Hyper Text Transfer Protocol)。


    3. IP地址

      1)网络地址

      IP地址由网络号(包括子网号)和主机号组成,网络地址的主机号为全0,网络地址代表着整个网络。

      2)广播地址

      广播地址通常称为直接广播地址,是为了区分受限广播地址。

      广播地址与网络地址的主机号正好相反,广播地址中,主机号为全1。当向某个网络的广播地址发送消息时,该网络内的所有主机都能收到该广播消息。

      3)组播地址

      D类地址就是组播地址。

      先回忆下A,B,C,D类地址吧:

      A类地址以0开头,第一个字节作为网络号,地址范围为:0.0.0.0~127.255.255.255;(modified @2016.05.31)

      B类地址以10开头,前两个字节作为网络号,地址范围是:128.0.0.0~191.255.255.255;

      C类地址以110开头,前三个字节作为网络号,地址范围是:192.0.0.0~223.255.255.255。

      D类地址以1110开头,地址范围是224.0.0.0~239.255.255.255,D类地址作为组播地址(一对多的通信);

      E类地址以1111开头,地址范围是240.0.0.0~255.255.255.255,E类地址为保留地址,供以后使用。

      注:只有A,B,C有网络号和主机号之分,D类地址和E类地址没有划分网络号和主机号。

      4)255.255.255.255

      该IP地址指的是受限的广播地址。受限广播地址与一般广播地址(直接广播地址)的区别在于,受限广播地址只能用于本地网络,路由器不会转发以受限广播地址为目的地址的分组;一般广播地址既可在本地广播,也可跨网段广播。例如:主机192.168.1.1/30上的直接广播数据包后,另外一个网段192.168.1.5/30也能收到该数据报;若发送受限广播数据报,则不能收到。

      注:一般的广播地址(直接广播地址)能够通过某些路由器(当然不是所有的路由器),而受限的广播地址不能通过路由器。

      5)0.0.0.0

      常用于寻找自己的IP地址,例如在我们的RARP,BOOTP和DHCP协议中,若某个未知IP地址的无盘机想要知道自己的IP地址,它就以255.255.255.255为目的地址,向本地范围(具体而言是被各个路由器屏蔽的范围内)的服务器发送IP请求分组。

      6)回环地址

      127.0.0.0/8被用作回环地址,回环地址表示本机的地址,常用于对本机的测试,用的最多的是127.0.0.1。

      7)A、B、C类私有地址

      私有地址(private address)也叫专用地址,它们不会在全球使用,只具有本地意义。

      A类私有地址:10.0.0.0/8,范围是:10.0.0.0~10.255.255.255

      B类私有地址:172.16.0.0/12,范围是:172.16.0.0~172.31.255.255

      C类私有地址:192.168.0.0/16,范围是:192.168.0.0~192.168.255.255


    4. 子网掩码及网络划分

      随着互连网应用的不断扩大,原先的IPv4的弊端也逐渐暴露出来,即网络号占位太多,而主机号位太少,所以其能提供的主机地址也越来越稀缺,目前除了使用NAT在企业内部利用保留地址自行分配以外,通常都对一个高类别的IP地址进行再划分,以形成多个子网,提供给不同规模的用户群使用。

      这里主要是为了在网络分段情况下有效地利用IP地址,通过对主机号的高位部分取作为子网号,从通常的网络位界限中扩展或压缩子网掩码,用来创建某类地址的更多子网。但创建更多的子网时,在每个子网上的可用主机地址数目会比原先减少。

      什么是子网掩码?

      子网掩码是标志两个IP地址是否同属于一个子网的,也是32位二进制地址,其每一个为1代表该位是网络位,为0代表主机位。它和IP地址一样也是使用点式十进制来表示的。如果两个IP地址在子网掩码的按位与的计算下所得结果相同,即表明它们共属于同一子网中。

      在计算子网掩码时,我们要注意IP地址中的保留地址,即“ 0”地址和广播地址,它们是指主机地址或网络地址全为“ 0”或“ 1”时的IP地址,它们代表着本网络地址和广播地址,一般是不能被计算在内的。

      子网掩码的计算:

      对于无须再划分成子网的IP地址来说,其子网掩码非常简单,即按照其定义即可写出:如某B类IP地址为 10.12.3.0,无须再分割子网,则该IP地址的子网掩码255.255.0.0。如果它是一个C类地址,则其子网掩码为 255.255.255.0。其它类推,不再详述。下面我们关键要介绍的是一个IP地址,还需要将其高位主机位再作为划分出的子网网络号,剩下的是每个子网的主机号,这时该如何进行每个子网的掩码计算。

      下面总结一下有关子网掩码和网络划分常见的面试考题:

      1)利用子网数来计算

      在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目,以及每个子网内的所需主机数目。

      (1) 将子网数目转化为二进制来表示;

      如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网:27=11011;

      (2) 取得该二进制的位数,为N;

      该二进制为五位数,N = 5

      (3) 取得该IP地址的类子网掩码,将其主机地址部分的的前N位置1即得出该IP地址划分子网的子网掩码。

      将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置 1,得到 255.255.248.0

      2)利用主机数来计算

      如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网,每个子网内有主机700台:

      (1) 将主机数目转化为二进制来表示;

      700=1010111100;

      (2) 如果主机数小于或等于254(注意去掉保留的两个IP地址),则取得该主机的二进制位数,为N,这里肯定 N<8。如果大于254,则 N>8,这就是说主机地址将占据不止8位;

      该二进制为十位数,N=10;

      (3) 使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1,然后从后向前的将N位全部置为 0,即为子网掩码值。

      将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1,得到255.255.255.255,然后再从后向前将后 10位置0,即为:11111111.11111111.11111100.00000000,即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。

      3)还有一种题型,要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。这也可按上述原则进行计算。

      比如一个子网有10台主机,那么对于这个子网需要的IP地址是:

      10+1+1+1=13

      注意:加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址,接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。

      因为13小于16(16等于2的4次方),所以主机位为4位。而256-16=240,所以该子网掩码为255.255.255.240。

      如果一个子网有14台主机,不少人常犯的错误是:依然分配具有16个地址空间的子网,而忘记了给网关分配地址。这样就错误了,因为14+1+1+1=1717大于16,所以我们只能分配具有32个地址(32等于2的5次方)空间的子网。这时子网掩码为:255.255.255.224。


    5. ARP/RARP协议

      地址解析协议,即ARP(Address Resolution Protocol),是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机,并接收返回消息,以此确定目标的物理地址;收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间,下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的,网络上的主机可以自主发送ARP应答消息,其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存;由此攻击者就可以向某一主机发送伪ARP应答报文,使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机,这就构成了一个ARP欺骗。ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。

      ARP工作流程举例:

      主机A的IP地址为192.168.1.1,MAC地址为0A-11-22-33-44-01;
      主机B的IP地址为192.168.1.2,MAC地址为0A-11-22-33-44-02;
      当主机A要与主机B通信时,地址解析协议可以将主机B的IP地址(192.168.1.2)解析成主机B的MAC地址,以下为工作流程:
      (1)根据主机A上的路由表内容,IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。
      (2)如果主机A在ARP缓存中没有找到映射,它将询问192.168.1.2的硬件地址,从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配,它将丢弃ARP请求。
      (3)主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配,则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。
      (4)主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
      (5)当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时,会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。本机缓存是有生存期的,生存期结束后,将再次重复上面的过程。主机B的MAC地址一旦确定,主机A就能向主机B发送IP通信了。

      逆地址解析协议,即RARP,功能和ARP协议相对,其将局域网中某个主机的物理地址转换为IP地址,比如局域网中有一台主机只知道物理地址而不知道IP地址,那么可以通过RARP协议发出征求自身IP地址的广播请求,然后由RARP服务器负责回答。

      RARP协议工作流程:

      (1)给主机发送一个本地的RARP广播,在此广播包中,声明自己的MAC地址并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址;

      (2)本地网段上的RARP服务器收到此请求后,检查其RARP列表,查找该MAC地址对应的IP地址;

      (3)如果存在,RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供给对方主机使用;
      (4)如果不存在,RARP服务器对此不做任何的响应;
      (5)源主机收到从RARP服务器的响应信息,就利用得到的IP地址进行通讯;如果一直没有收到RARP服务器的响应信息,表示初始化失败。

    6. 路由选择协议

      常见的路由选择协议有:RIP协议、OSPF协议。

      RIP协议 :底层是贝尔曼福特算法,它选择路由的度量标准(metric)是跳数,最大跳数是15跳,如果大于15跳,它就会丢弃数据包。

      OSPF协议 :Open Shortest Path First开放式最短路径优先,底层是迪杰斯特拉算法,是链路状态路由选择协议,它选择路由的度量标准是带宽,延迟。

    7. TCP/IP协议

      TCP/IP协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础,由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。通俗而言:TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。
      IP层接收由更低层(网络接口层例如以太网设备驱动程序)发来的数据包,并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任何事情来确认数据包是否按顺序发送的或者有没有被破坏,IP数据包中含有发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。

       TCP是面向连接的通信协议,通过三次握手建立连接,通讯完成时要拆除连接,由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯。TCP提供的是一种可靠的数据流服务,采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制,所谓窗口实际表示接收能力,用以限制发送方的发送速度。

      TCP报文首部格式:

      TCP协议的三次握手和四次挥手:

     

      注:seq:"sequance"序列号;ack:"acknowledge"确认号;SYN:"synchronize"请求同步标志;;ACK:"acknowledge"确认标志";FIN:"Finally"结束标志。

      TCP连接建立过程:首先Client端发送连接请求报文,Server段接受连接后回复ACK报文,并为这次连接分配资源。Client端接收到ACK报文后也向Server段发生ACK报文,并分配资源,这样TCP连接就建立了。

      TCP连接断开过程:假设Client端发起中断连接请求,也就是发送FIN报文。Server端接到FIN报文后,意思是说"我Client端没有数据要发给你了",但是如果你还有数据没有发送完成,则不必急着关闭Socket,可以继续发送数据。所以你先发送ACK,"告诉Client端,你的请求我收到了,但是我还没准备好,请继续你等我的消息"。这个时候Client端就进入FIN_WAIT状态,继续等待Server端的FIN报文。当Server端确定数据已发送完成,则向Client端发送FIN报文,"告诉Client端,好了,我这边数据发完了,准备好关闭连接了"。Client端收到FIN报文后,"就知道可以关闭连接了,但是他还是不相信网络,怕Server端不知道要关闭,所以发送ACK后进入TIME_WAIT状态,如果Server端没有收到ACK则可以重传。“,Server端收到ACK后,"就知道可以断开连接了"。Client端等待了2MSL后依然没有收到回复,则证明Server端已正常关闭,那好,我Client端也可以关闭连接了。Ok,TCP连接就这样关闭了!

      为什么要三次挥手?

      在只有两次“握手”的情形下,假设Client想跟Server建立连接,但是却因为中途连接请求的数据报丢失了,故Client端不得不重新发送一遍;这个时候Server端仅收到一个连接请求,因此可以正常的建立连接。但是,有时候Client端重新发送请求不是因为数据报丢失了,而是有可能数据传输过程因为网络并发量很大在某结点被阻塞了,这种情形下Server端将先后收到2次请求,并持续等待两个Client请求向他发送数据...问题就在这里,Cient端实际上只有一次请求,而Server端却有2个响应,极端的情况可能由于Client端多次重新发送请求数据而导致Server端最后建立了N多个响应在等待,因而造成极大的资源浪费!所以,“三次握手”很有必要!

      为什么要四次挥手?

      试想一下,假如现在你是客户端你想断开跟Server的所有连接该怎么做?第一步,你自己先停止向Server端发送数据,并等待Server的回复。但事情还没有完,虽然你自身不往Server发送数据了,但是因为你们之前已经建立好平等的连接了,所以此时他也有主动权向你发送数据;故Server端还得终止主动向你发送数据,并等待你的确认。其实,说白了就是保证双方的一个合约的完整执行!

      使用TCP的协议:FTP(文件传输协议)、Telnet(远程登录协议)、SMTP(简单邮件传输协议)、POP3(和SMTP相对,用于接收邮件)、HTTP协议等。


    8. UDP协议 

      UDP用户数据报协议,是面向无连接的通讯协议,UDP数据包括目的端口号和源端口号信息,由于通讯不需要连接,所以可以实现广播发送。 UDP通讯时不需要接收方确认,属于不可靠的传输,可能会出现丢包现象,实际应用中要求程序员编程验证。
       UDP与TCP位于同一层,但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此,UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务,UDP主要用于那些面向查询---应答的服务,例如NFS。相对于FTP或Telnet,这些服务需要交换的信息量较小。
      每个UDP报文分UDP报头和UDP数据区两部分。报头由四个16位长(2字节)字段组成,分别说明该报文的源端口、目的端口、报文长度以及校验值。UDP报头由4个域组成,其中每个域各占用2个字节,具体如下:
      (1)源端口号;
      (2)目标端口号;
      (3)数据报长度;
      (4)校验值。
      使用UDP协议包括:TFTP(简单文件传输协议)、SNMP(简单网络管理协议)、DNS(域名解析协议) NFS、 BOOTP。
       TCP 与 UDP 的区别:TCP是面向连接的,可靠的字节流服务;UDP是面向无连接的,不可靠的数据报服务。

    9. DNS协议

      DNS是域名系统(DomainNameSystem)的缩写,该系统用于命名组织到域层次结构中的计算机和网络服务,可以简单地理解为将URL转换为IP地址。域名是由圆点分开一串单词或缩写组成的,每一个域名都对应一个惟一的IP地址,在Internet上域名与IP地址之间是一一对应的,DNS就是进行域名解析的服务器。DNS命名用于Internet等TCP/IP网络中,通过用户友好的名称查找计算机和服务。

    10. NAT协议

      NAT网络地址转换(Network Address Translation)属接入广域网(WAN)技术,是一种将私有(保留)地址转化为合法IP地址的转换技术,它被广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。原因很简单,NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题,而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击,隐藏并保护网络内部的计算机。


    11. DHCP协议

      DHCP动态主机设置协议(Dynamic Host Configuration Protocol)是一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,主要有两个用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。


    12. HTTP协议

      超文本传输协议(HTTP,HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。

      HTTP 协议包括哪些请求?

      GET:请求读取由URL所标志的信息。

      POST:给服务器添加信息(如注释)。

      PUT:在给定的URL下存储一个文档。

      DELETE:删除给定的URL所标志的资源。

      HTTP 中, POST 与 GET 的区别

      1)Get是从服务器上获取数据,Post是向服务器传送数据。

      2)Get是把参数数据队列加到提交表单的Action属性所指向的URL中,值和表单内各个字段一一对应,在URL中可以看到。

      3)Get传送的数据量小,不能大于2KB;Post传送的数据量较大,一般被默认为不受限制。

      4)根据HTTP规范,GET用于信息获取,而且应该是安全的和幂等的。

      I. 所谓 安全的 意味着该操作用于获取信息而非修改信息。换句话说,GET请求一般不应产生副作用。就是说,它仅仅是获取资源信息,就像数据库查询一样,不会修改,增加数据,不会影响资源的状态。

      II. 幂等 的意味着对同一URL的多个请求应该返回同样的结果。


    13. 一个举例

      在浏览器中输入 www.baidu.com  后执行的全部过程

      现在假设如果我们在客户端(客户端)浏览器中输入http://www.baidu.com,而baidu.com为要访问的服务器(服务器),下面详细分析客户端为了访问服务器而执行的一系列关于协议的操作:

      1)客户端浏览器通过DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48,通过这个IP地址找到客户端到服务器的路径。客户端浏览器发起一个HTTP会话到220.161.27.48,然后通过TCP进行封装数据包,输入到网络层。

      2)在客户端的传输层,把HTTP会话请求分成报文段,添加源和目的端口,如服务器使用80端口监听客户端的请求,客户端由系统随机选择一个端口如5000,与服务器进行交换,服务器把相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址查找目的端。

      3)客户端的网络层不用关系应用层或者传输层的东西,主要做的是通过查找路由表确定如何到达服务器,期间可能经过多个路由器,这些都是由路由器来完成的工作,不作过多的描述,无非就是通过查找路由表决定通过那个路径到达服务器。

      4)客户端的链路层,包通过链路层发送到路由器,通过邻居协议查找给定IP地址的MAC地址,然后发送ARP请求查找目的地址,如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包现在就可以传输了,然后发送IP数据包到达服务器的地址。

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  • 计算机网络技术期末个人总结

    千次阅读 多人点赞 2019-04-26 14:56:43
    计算机网络技术复习 一、 计算机网络基础知识 了解: 计算机网络(Internet)的发展 面向终端的计算机网络(单个计算机,直接连接主机) 分组交换网络(实现了不同计算机之间的通信。此时广域网从逻辑上...

     

    计算机网络技术复习

     

    一、 计算机网络基础知识

    了解:

    计算机网络(Internet)的发展

       面向终端的计算机网络(单个计算机,直接连接主机)

       分组交换网络(实现了不同计算机之间的通信。此时广域网从逻辑上分为资源子网与通信子网) ARPANET出现,是INTERNET前身

                     资源子网:负责数据距离的主计算机或终端

                     通信子网:负责通信处理的通信控制处理机和通信线路

       开放式标准化网络(IBM的SNA体系标准、OSI开放系统互联参考模型)

       高速网络和Internet(全面互联、宽带化、高速化、智能化发展)

    掌握:

    计算机网络的定义:自主计算机的互联集合

    计算机网络的功能:数据通信、资源共享、分布式数据距离和负荷均衡、提高可靠性

       计算机网络的硬件:计算机、数据通信链路、网络连接设备

       计算机网络软件:网络协议、网络操作系统、网络应用软件

    计算机网络的拓扑结构

    总线形 •1.简单灵活2.可靠性高,网络响应速度快3设备量少、价格低、安装使用方便

    4. 信道利用率高,便于广播式工作5.总线的故障对系统是毁灭性的。

    环形 •1结构简单,传输延时确定。2环中结点间的通信线路会成为网络可靠性的瓶颈。环中任何一个结点出现线路故障,都可能造成网络瘫痪。3为保证环的正常工作,需要较复杂的环维护处理。环结点的加入和撤出过程比较复杂。

    星形 •1.目前多采用集线器或交换机作为中心结点。2.结构简单,易于实现和管理。3.中心结点是全网可靠性的瓶颈,中心结点的故障可能造成全网瘫痪。

    树形 •1.为星型结构的扩展,是一种分层网。不同层次的结点可是一台主机或一个网络。2.结构简单,成本低,结点扩充灵活,寻找链路路径方便。

    3.不同层次的网络可采用不同技术来实现。

    4除叶结点外,任何结点或链路产生的故障会影响到整个网络。

    网形 •1可靠性高,任意两个结点间存在两条或以上的通信路径

    2扩充性好,易形成更大的网。

    3系统配置灵活,不同链路可使用不同介质、传输速率和方式。

    4结构和控制复杂,管理难度大,成本高,需使用路由选择算法。

    5常用于广域网。

    混合型 •混合型拓扑结构比较灵活,广域网中通常采用混合型拓扑结构。

     计算机网络的分类:

    1. 通信介质:有线与无线
    2. 传输技术:点到点式、广播式
    3. 覆盖范围:局域网、城域网、广域网
    4. 拓扑结构:总环星树网混
    5. 交换方式:电路交换网、分组交换网、帧中继交换网、信元交换网
    6. 网络协议:TCP/IP、SNA、SPX
    7. 应用规模:Intranet内部网、Extranet外部网、Internet因特网

    计算机网络的性能指标:

    带宽(网络信道能传送的“最高数据率 ”)

    时延

    传播延时: 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间

    传输延时: 发送数据时,数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间

    排队延时: 在交换结点缓存队列中分组排队所花费的时间

    时延带宽积

    往返延时RTT:从发送端发送数据开始,到发送端收到来自接收端的确认(接收端收到数据后立即发送确认),总共经历的延时。

    计算机网络的工作方式:

    客户机/服务器模式: 维护和升级的成本非常高.

    浏览器/服务器模式:(降低了开发和维护的成本.B/S对安全的控制能力相对弱)

    了解:

    数据通信基本概念:两台或两台以上的计算机之间以二进制的形式进行信息传输与交

    换的过程。

    比特率与波特率关系:

        码元速率表示每秒传输多少个电信号单元 (或码元),即单位时间内信号波形变换的次数,单位为波特(Baud),又称波特率

    数据速率又称信息速率,是指每秒传送的信息量,单位为比特/ 秒。

    数据传输率计算:若1个码元携带 n bit  的信息量 ,则M Baud  的码元传输速率所对应的信息传输速率为 为 M × n b/s。

    码元传输的速率越高,或信号传输的距离越远,在信道的输出端的波形的失真就越严重。

    奈氏(Nyquist) 准则

    • 理想低通(无噪)信道的最高码元传输率 速率 = 2W Baud

    • W是理想低通信道的带宽,单位为赫兹Hz

    香农公式:

    常用的传输介质(双绞线、同轴电缆和光纤)

     • 双绞线

    – 屏蔽双绞线  STP (Shielded Twisted Pair)

    – 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded TwistedPair)

    • 同轴电缆

    – 50 Ω 同轴电缆(常用于传输数字信号,根据电缆直径的不同又可分为粗同轴电缆和细同轴电缆)

    – 75 Ω 同轴电缆(常用于模拟信号)

    • 光纤

    – 多模光纤

    – 单模光纤

        无线介质(微波通信、红外线、激光)

    数据传输方式

    •  串行通信与并行通信

    •  单工通信、半双工或全双工通信

    •  基带、频带和宽带传输

    •  模拟传输与数字传输

    •  同步传输与异步传输

    掌握:

    数据编码技术(能写编码)

            非归零编码:无电压0,有电压1

    曼彻斯特编码:从低到高表示1,从高到低表示0(01,10)

    差分曼彻斯特编码: 有电平跳变表示0,无电平跳变表示1(也是01、10交替,区别是差分编码)

     模拟信号数字化

            采用脉码调制 PCM (Pulse CodeModulation) 体制,采样量化编码001 010 101….

       数字信号模拟化编码方法

    •  振幅调制( (amplitude shift keying, ASK) )

    载波的振幅随基带数字信号而变化。

    •  频率调制( (frequency shift keying, FSK) )

    载波的频率随基带数字信号而变化。

    •  相位调制( (phase shift keying, PSK) )

    载波的初始相位随基带数字信号而变化。

    信道复用技术

     频分复用(适合模拟信号)、

    时分复用(适合数字信号,同步时分复用)可能会造成线路资源的浪费

    统计时分复用:(异步传输模式ATM)

    波分复用、将不同波长的光载波信号在同一根光纤中同时传输。使用棱镜来复合和分离不同波长的光。

    码分复用:所有用户使用同一频率,占用相同的带宽,各个用户可以同时发送或接收信号。各个用户的信号由不同的地址码序列来区分,即靠信号的不同波形来区分。

    系统给每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同,而且还必须相互正交 ,以此来区分不同用户的信号。

    数据交换技术

    电路交换(– 电路建立阶段– 数据传输阶段– 电路拆除阶段)

             建立一条临时的专用线路,然后独占这条线路,直到通信一方释放这条专用线路。

             特点:电路交换必定是面向连接的。

    • 优点:除了线路延迟外无延迟,数据中不需要包含目的地址,适合大量数据的传输。

    • 缺点:建立连接的时间长,一旦某个结点有障故障,必须重新建立连接,而且 线路利用率低

    报文交换(信息以报文为单位传送,报文上有目的地址,达到某结点时,先暂存,然后根据地址和线路情况向下一结点发送,直到目的地, 即存储转发)

             •  优点: 线路利用率高 ,报文可以发到多个目的地。

    •  缺点: 适合传输文本型数据, 不适于实时通信或交互式通信,网络的延迟比较长,波动范围比较大, 要求中间结点必须有路径选择以及较大的缓存。

    分组交换(数据报和虚电路)

    把长的报文分为若干个小的分组, 以分组为单位进行与报文交换相同的方法进行传输。

    •  分组是规定了最大长度的数据单元 ,较小的分组使得对中间结点的存储容量要求不高,具有转发延时小、传输差错小等优点。

    •  分组头部包含分组编号 ,在目的结点需要根据编号重组报文,增加了目的结点的处理时间和复杂度。

    数据报和虚电路 区别及优缺点

    •  数据报: : 一个报文的各分组独立( ( 经过不同的路径) ) 传送到目的地,然后再组装起来。

    优点:不需要建立连接和拆除连接的过程,因此具有 传输效率高、通信开销较小 等优点,并且由于对每个分组独立进行路由选择,使其对网络故障有较强的适应能力。

    缺点:分组传输时延较大,容易由于网络阻塞而丢失分组以及不能保证分组按序到达

     虚电路: 与电路交换方式类似,分成三个阶段(建立连接、数据传输和拆除连接)。一个报文的不同分组沿预定的路径( ( 非专用线路) ) 传送到目的地,中途结点要暂存分组并可能排队等待。

    特点:将分组交换方式与电路交换方式结合起来;

    在分组发送之前,需在发送方和接收方建立一条逻辑连接的虚电路;

    一次通信的 所有分组都通过这条虚电路顺序传送,因此报文分组不必带目的地址等辅助信息.分组到达目的结点时不会出现丢失、 重复与乱序现象;

    分组通过虚电路上的每个结点时,结点只需做差错检测,而不需做路径选择,根据虚电路号决定转发端口 ;

    通信子网中每个结点可和任何结点建立多条虚电路连接。

    分组交换

    优点:高效 动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占用,线路利用率高,

    并且能够限制分组的大小,不会长时间占用线路 。

    灵活 以分组为传送单位和查找路由

    迅速 数据报方式 不必先建立连接就能向其他主机发送分组;

    充分使用链路的带宽

    可靠 完善的网络协议;自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性。

         缺点:1分组在各结点存储转发时需要排队 ,这就会造成一定的时延 。

    2分组必须携带的首部(里面有必不可少的控制信息,例如目的地址 )也造成了一定的开销 。

    3报文需要进行分组和重组,有时也会造成分组的丢失与失序

     

    二、 网络 模型与协议

    理解:计算机分层工作的思想

    为什么采取分层模型?

    相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行,而这种“协调”是相当复杂的。 采用分层模型可以将庞大而复杂的问题转化为若干较小的易于研究和处理的局部问题来解决。

         分层结构优点:各层之间功能独立

                       灵活性好

                       结构上可分割开

                       能促进标准化工作

    掌握:

    实体、协议、服务和服务访问点、协议数据单元、封装

     实体:每一层中的活动元素称为实体,表示任何可发送或接收信息的软件进程或硬件。

    •  对等实体(peer entity ):位于不同系统上同一层中的实体。

    •  协议: 控制两个对等实体进行通信的规则的集合

    网络协议组成元素:

    – 语法 :数据与控制信息的结构或格式 , 即规定通信双方彼此之间“如何讲”;

    – 语义 :对协议元素含义的解释,即规定通信双方彼此之间“讲什么”;

    – 同步 :事件实现顺序的详细说明, 即规定通信双方彼此之间的“应答关系”。

    •  服务:不同系统中的对等实体没有直接通信能力,它们之间的通信必须 通过其下各层的通信间接完成.第N层实体向第(N+1)层实体提供的在第N层上的通信能力称为第N层的服务。

    •  服务访问点:同一系统相邻两层的实体进行交互的地方,称点为服务访问点 SAP (Service Access Point)。

     协议数据单元:每层协议所传送的数据单元成为协议数据单元PDU

     封装:数据+PCI协议控制信息=本层的PDU协议数据单元=下一层SDU服务数据单元

             以此类推直到物理层传送的是比特流,不加控制信息。

             发送方进行,在OSI模型的每一层,根据该层的协议在数据前面(或后面)加上适当的控制信息 PCI,即(首部)报头( header )。

     解封装:在接收方进行,在发送方添加的协议控制信息(报头)是额外的信息,需要在接收方接收到数据信息之后再将其去掉,这个过程就称为解封装。

    •  接口:相邻实体间的通信通过它们的边界进行,该边界称为相邻层间的接口(interface)

    •  服务原语:上下层实体请求 ( 提供)  服务所使用的形式规范语句称为 服务原语 。

    •  计算机网络的体系结构:计算机网络的各层及其协议和层间接口构成的集合

     计算机网络的体系结构(两种模型的对应关系)

    OSI 七层结构中每层的功能

    物理层:向上层屏蔽物理设备和传输介质的差异,实现比特流的透明传输

    数据链路层:增强物理层的传送比特的功能,通过检验、确认、反馈重发等手段实现结点到结点的可靠传输。(所传的数据单位是帧)

    网络层:提供不直接相连的源站和目标站间的数据传输服务

    (所传的数据单位是分组或包)。

    传输层:提供可靠的、透明的、端到端的数据传输、连接管理、错误恢复和流量控制等

    会话层:提供两个进程间建立、管理和结束会话连接的功能, , 对数据的传送提供控制和管理。(所传的数据单位是报文)

    表示层:对不同语法表示进行转换管理 来保证不同计算机能相互“ 理解 ”。

    应用层:确定进程间通信的性质来满足用户不同的网络通信需求,提供面向最终网络用户的大量通信服务

    在 OSI 模型中,在对等层之间进行虚通信时,所传输的PDU 如下:

     物理层:特 比特

     数据链路层:帧 帧

     网络层:组 分组

     传输层:段 数据段

     高层:文 报文

    物理层规定了:机械特性、电气特性、功能特性、规程特性

    DTE数据终端设备

    DCE数据电路端接设备

    重点是数据链路层的功能

     数据链路层使用的信道:点对点信道、广播信道

       根据网络规模的不同,数据链路层的协议可分为两类:

    – 广域网的数据链路层协议如 :如HDLC 、PPP、 帧中继  。

    – 局域网的数据链路层协议如 :如MAC 子层协议 和 LLC 子层协议

    数据链路层主要功能

    •  链路管理:  数据链路的建立、维持和释放。

    •  帧定界:  接收方能准确区分一帧的开始和结束。

    •  透明传输: 能在链路上传输任意的比特流  。

    •  寻址: 保证每一帧都能送到目的站,接收方也知道发送方是哪个站。

    •  流量控制: 保证发送方发送数据的速率必须使接收方来得及接收  。

    •  差错控制:  负责 重传 丢弃的帧

    帧定界和透明传输:零比特填充(数据中五个1后面插一个0,原因是与01111110定界符进行区分)透明传输指的是帧中包含的信息可以使任意的比特流。

    差错检测:循环冗余校验码

    流量控制:滑动窗口流量控制、停-等流量控制

    流量控制用于 确保发送实体不会使接收实体发生数据溢出

     停等流量控制:发送端发送一帧后,必须等待收到对方的确认帧ACK后才能发送下一帧

    滑动窗口流量控制:同一时刻允许多个帧在传输 ,大大提高链路利用率。

    •  其方法是在发送端和接收端分别设定了 发送窗口和接收窗口

    •  发送窗口用来对发送端进行流量控制.发送窗口的大小WT表示还没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧。

    •  接收窗口代表了期望收到的数据帧的范围.若接收到的数据帧落在接收窗口之外,则一律将其丢弃

    原理: 发送方每接收到一个确认,窗口就 向前(即向右)滑动 。接收方通过控制发送窗口的滑动来对发送端进行流量控制。只有在接收窗口向前滑动时(与此同时也发送了确认),发送窗口才有可能向前滑动。

    差错控制:超时重发、编号(区分重复帧01)、(捎带、累积)确认、发送窗口状态(连续 ARQ 协议)

        – 停-等ARQ

    – 退回n (Go-Back-N )ARQ

    – 选择重发( (Selective-Reject )ARQ

    选择重传 ARQ  协议可避免重复传送那些本来已经正确到达接收端的数据帧。

    需要加大接收窗口,先收下发送序号不连续但仍处在接收窗口中的那些数据帧。等到所缺序号的数据帧收到后再一并送交主机。

    付出的代价是在接收端要设置具有相当容量的缓存空间,并且能把重传的帧插入到正确位置;发送站也需要复杂的逻辑功能使得可以不按顺序发送帧。

    选择

    •  如果链路传播延迟较小,可以采用 停止等待ARQ 协议  ;

    •  否则,如果链路错误率较低,可以采用 退回n ARQ  协议 ;

    •  反之,则应采用传 选择重传ARQ 协议

     主要协议:高级链路控制HDLC 协议(可以不用看)和 点对点PPP 协议(了解大概)

    PPP协议:将IP数据报封装成帧,并提供帧同步。提供链路控制协议,负责创建维护终止物理连接。提供网络控制协议,可支持不同的网络协议。

    阶段:连接建立、数据传输、连接释放

        创建PPP链路、用户验证、调用网络层协议

      TCP/IP 体系结构中每层的协议

     

    •  网络终端协议 Telnet   •  文件传输协议 FTP       •  简单邮件传输协议 SMTP

    •  域名系统 DNS        •  简单网络管理协议 SNMP •  超文本传输协议 HTTP

    三 、 局域网 技术

    了解:局域网的特点:

          网络为一个单位所拥有,且地理范围和站点数目均有限。

    局域网优点:

    1.传输速率高

    2.误码率低

    3.共享传输信道

    4.管理方便

    5.价格低廉

    掌握:

     局域网参考模型(LLC 和 MAC)

    LLC功能:

    •  建立和释放数据链路层的逻辑连接 。

    •  向高层提供一个或多个服务访问点 SAP的 的逻辑接口 。

    •  具有帧接收 、 发送及差错控制功能 。

    •  给 LLC 帧加上序号 。

    MAC 子层的主要功能

    •  与各种传输介质有关的问题都在 MAC 层处理 。

    •  实现数据帧的封装和解封装以及帧的差错检测 ,把 发送信息时负责把 LLC 帧组装成带有地址和差的 校验段的 MAC帧,接收数据时,对MAC 帧进行拆卸,执行地址识别和差错校验 。

    •  实现和维护MAC协议,以控制各站点对传输介质的访问 。

    •  介质访问控制协议主要分为两类:竞争型和确定型

     局域网拓扑结构(物理拓扑和逻辑拓扑)

    – 物理拓扑结构 :各个组成部分的物理连接关系。

    – 逻辑拓扑结构 :网络中信息流动的逻辑关系。

    局域网拓扑结构:总线型、环形、星型

    传统以太网的工作原理 CSMA/CD 协议(802.3)

       基本含义:多点接入、载波监听、碰撞检测

    多点接入:表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上,即共享信道,以广播的方式发送数据。

    载波监听:是指每个站在 发送数据前先检测总线上是否有其他计算机在发送数据 ,如果有,则暂时不要发送数据,以免发生冲突。反之就立即发送数据。

    碰撞检测:因此, , 各个站在开始发送数据之后还要不断地检测自己所发送的数据,看是否与其他站点产生冲突 ,即 冲突检测。(自己发的信号出现的波动是否超过门限)

       帧发送工作原理:

    发前先听(检测介质是否空闲)

    边发边听(在发送数据帧的同时,还要继续检测介质)

    冲突停止(检测到冲突发生,立即停止发送数据,并向介质发出阻塞脉冲信号加强冲突强化碰撞,以便让介质上的其他节点都知道冲突)

    延迟重发(随机延迟一个时间量、再去争用介质。)

    (二进制指数退避算法 基本退避时间2τ乘以r,对于第n次重传,令k=Min[ n,10],从整数集合[0,1,……,2^k-1]随机取出一个数记为r。)

    帧接收工作原理:

              判断帧长:最短有效帧长

              检查地址:是否与结点匹配

              CRC校验:有错丢弃

    帧长度校验:必须为8的整数倍

    提交上层:保留有效的数据帧提交

        计算:争用期、最短有效帧长等

    争用期:以太网的端到端往返传播延时2 τ 称为争用期

    以太网取 51.2 µs为争用期的长度。对于10Mb/s  以太网,在争用期内可发送512 bit ,即 64字节。

    最短有效帧长:以太网规定最短为 有效帧长为64 字节

     以太网也规定 帧 的数据字段 最大长度为1500 字节

    帧间最小间隔为 9.6 µ µs ,相当于 96 bit 的 的发送时间

     

    为什么要设置帧间最小间隔?

    帧间最小间隔为9.6 μs,即一个站在检测到总线开始空闲后,还要等待9.6 μs 才

    能再次发送数据。这样做是为了使刚刚收到数据帧的站的接收缓存来得及清理,做好

    接收下一帧的准备。

     

      以太网的实现:双绞线(10BASE-T 的含义)、同轴电缆(10BASE-2的含义)等,网卡(硬件地址),集线器等

    数字“10” 表示数据率是10Mbit/s。“Base” 表示传输媒体上的信号是基带信号 ,采用曼彻斯特编码。 数字“5” 或“2” 表示每段电缆的最大长度为500m或 200m (实际上是185m ),“T” 表示双绞线,“F”表示光缆。

       以太网的特点:共享介质、半双工工作方式

    1. 什么是5-4-3规则,适用于哪些网络?

    5-4-3规则指在网络中可以有5个网段,通过4个中继器连接,但只有3个网段可连接计

    算机,另外两个网段的用途是将网络延伸至更远的距离。其适用于10Base-5/10-

    Base-2/10Base-T。

    1. 冲突域与广播域

    冲突域指连接在同一导线上的所有工作站的集合,或者说是同一物理网段上所有节点

    的集合或以太网上竞争同一带宽的节点集合。 广播域是指接收同样广播消息的节点的

    集合。

     

     

    扩展以太网

     物理层(集线器)、数据链路层(网桥,帧过滤:跨网转发,同网丢弃、找不到广播)

       透明网桥:“透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥, 因为网桥对各站来说是看不见的 。即采用逆向学习的方式建立转发地址表 。

    交换机(交换式集线器)工作原理:交换机根据端口号与MAC 地址映射表 ,将帧转发到目的MAC 对应的端口。

    了解:

    交换式局域网

    传输延迟小 。 以太网交换机由于使用专用的交换结构芯片,其交换速率就较高。

        传输带宽宽 。 以太网交换机的每个端口都直接与主机相连,并且一般都工作在全双工方式用 (不使用CSMA/CD 协议),允许多对站点同时通信 。

      允许不同速率的端口共存 。

     支持虚拟局域网服务

    虚拟局域网

     虚拟局域网 VLAN  是由局域网上若干计算机构成的与物理位置无关的逻辑组。

    高速以太网(帧格式不变)

     无线局域网(CSMA/CA 协议 增加冲突避免 802.11)MAC层分布式协调

    1. 发送数据时,进行信道监听
    2. 使用确认机制
    3. 虚拟载波监听(让源站将它占用信道的时间(包括目的站发回确认帧所需的时间)通知给所有其他站 ,以便使其他站在这一段时间都停止发送数据。)
    4. 退避算法
    5. 信道预约

    有线局域网无连接无确认,无线局域网有连接有确认  

    四 、 网络互联和 广域网技术

    广域网组成:资源子网和通信子网,通信子网通常由结点交换机和链路组成。结点交换机对分组进行存储转发

    掌握:

     四种网络互联的设备和其工作的层次

    集线器(物理层):对弱信号再生,实现长距离传播。安装简单造价低廉

    网桥(数据链路层):用于互联相同或类型不同的局域网。网桥是一个存储转发设备

        具体:•  帧的接收和发送 :分析源站和目的站是否在同段网络,以决定转发还是丢弃该帧。

    •  缓存管理 :通常设置发送和接收两类缓存区。存储空间足够大,以适应峰值通信的需要。

    •  协议转换:网桥的协议转换功能仅限于物理层和MAC 层。

    •  差错控制:执行差错检测,然后对经协议转换的MAC帧的生成新的CRC 码,填入新的MAC 帧的CRC 字段。

    •  路由选择功能

    路由器(网络层):

    •  协议转换: 能对网路层以下各层的协议进行转换。

    •  支持路由协议 :路由器执行路由协议,与其他路由器交换路由信息以决定信息传输的最佳路径。

    •  路由选择 :按照路由表信息,为每个数据包选择下一跳的目的地。

    •  网络流量控制和差错指示 :在收发数据包过程中实现缓冲区管理、拥塞控制和公平性互利,并产生必要的差错报告报文向源站报告。

    •  网络管理 :路由器连接多个网络,网间信息都要通过它,容易实现对网络中信息流的监视和管理。

    交换机(数据链路层)

    网关(传输层)协议转换器,使用网关可实现局域网和广域网互联、局域网和

    Internet 互联等

     网络层提供的两种服务

        数据报、虚电路

    五、 Internet 与 与 TCP/IP  协议

    掌握:

     网络层的主要协议

     ICMP、IGMP、IP、RARP、ARP

    1.  IP 协议:IP 地址是给连接在Internet 上每个主机(或路由器)分配的全世界范围内      唯一的32位的标识符

     IP 地址的类别

    A 类地址网络号:1 ~126

    B 类地址网络号:128.1 ~191.255

    C 类地址网络号:192.0.1 ~223.255.255

    特殊的 IP 地址、

    全0、全1、127本地

    私有地址

    IP地址的一些重要特点

    (1) IP地址是一种 分等级的地址结构 。 分两个等级的好处是:

    •  第一,IP地址管理机构在分配 IP 地址时 只分配网络号,而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了IP 地址的管理 。

    •  第二 , 路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组 ( 而不考虑目的主机号 ) , 这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少,从而减小了路由表所占的存储空间 。

    (2)实际上IP地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口 。

    •  当一个主机同时连接到两个网络上时,该主机就必须同时具有两个相应的IP地址,其网号 络号 net-id  必须是不同的。这种主机称为多归属主机(multihomed host).

    •  由于一个路由器至少应当连接到两个网络(这样它才能将IP 数据报从一个网络转发到另一个网络),因此一个路由器至少应当有两个不同的IP地址 。

    (3)用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络 , 因此这些局域网都具有同样的号 网络号 net-id。 。

    (4)所有分配到网络号net-id的网络,范围很小的局域网,还是可能覆盖很大地理范围的广域网,都是平等的.

     

    IP (Internet protocol )主要有以下重要功能:

    –定义了在TCP/IP 互联网上数据传送的基本单元。为克服数据链路层最大帧长的限制,提供

    数据分段和重组的功能。

    – 提供用于寻址的标志网络中每个主机的网络层( 地址(IP 地址),完成路由选择功能。

    – 包含了不可靠分组传送的规则,指明分组处理、差错信息发生以及分组丢弃等规则

     

    分类 IP  地址结构

    •  每一类地址都由两个固定长度的字段组成,其号中一个字段是网络号 net-id,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,而另一个字段则是主机号 host-id,它标志该主机(或路由器 )

     IP 地址和物理地址的区别

    IP 数据报 在数据传输过程中 ,它首部的源地址和目的地址不变 。

    MAC 帧在不同网络上传送时,其首部中的源地址和目的地址要发生变化

     

     IP 协议的功能(分片、生命期、检验和)

     

     划分子网和子网掩码、网络地址的计算

    在IP地址中又增加了一个“子的 网号字段”,使两级的IP地址变成为三级的IP地址。这种做法叫作划分子网(subnetting)。划分子网已成为因特网的正式标准协议。

    子网掩码和IP 地址一样长,由一串1 和跟随的串 一串0 组成。子网掩码中的1 表示在IP 地址中网络标识和子网标识的对应位 ,而0表示在IP地址中主机标识的对应位

     

    IP 数据报的转发

      在一个分组交换系统中,路由选择是指选择一条路径发送分组的过程。它分成直接传送和间接传送

    路由选择表

    •  当IP 数据报进行间接传送时,为了进行路由选择,需要路由选择表。该表存储各个目的站点的信息。

    •  路由选择表包含一系列成对的信息,用N 和R分别表示,N 是目的网络的IP 地址,R 是到网络N的路径上的下一个路由器的IP 地址。

    •  路由器中的路由选择表仅指定从该路由器到目的网络路径上的下一步,路由器并不知道目的站点的完整路径。

     

     

    分组转发算法

    (1) 从数据报首部提取目的主机IP地址D,得到目的网络地址N 。

    (2) 若网络N与此路由器直接相连,  则把数据报直接传送目的主机D;否则是间接传送, 执行(3)。

    (3) 若路由表中有目的地址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,数据报向源地址发送ICMP不可达消息 。

    传统首部20字节

    划分子网基本思路:

    •  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 。

    •  从主机号借用若干个位作为子网号subnet-id,而主机号host-id也就相应减少了若干个位 。

    子网掩码中的1 表示在IP 地址中网络标识和子网标识的对应位 ,而0 表示在IP地址中主机标识的对应位

    1. ARP 地址解析协议(IP到mac地址,实现方法广播回馈)

      原理:在每一个主机都设有一个高速缓存 ,里面有所在的局域网上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的转换表 。该转换表还应能够经常动态更新

    实现方法:

    当主机A欲向本局域网上的主机B发送IP数据报时,就先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址。如有,就可查出其对应的硬件地址,然后通过局域网将该MAC  帧发往此硬件地址。

      若无,主机 A 发送一个ARP 请求消息 放入一个帧中, 广播与 给网上所有计算机,与IP 地址匹配的主机 B向A 发送一个ARP 应答消息,而其他计算机则丢弃收到的请求,不发任何应答消息。

    1. 逆地址解析协议RARP使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP地址。
    2. ICMP 的功能和应用(原因:IP协议不可靠)ICMP  允许主机或路由器向源发主机报告差错情况和提供有关异常情况的报告 ,是为了当网络出现问题时返回控制信息。

    类型:

    ICMP 差错报告和控制报文 :是单向的 , 用来报告导致不能发送的问题 。有 5 种 , 分别为目的站不可达 、 数据报超时 、 参数问题 、 源点抑制 、 重定向报文 。

    ICMP 询问报文 :是双向的,是用请求和回复消息来探测网络 。分4种,分别为

    回送请求和应答、时间戳请求和响应、地址掩码请求和响应、路由器询问和通告报文

     

    PING 的原理和实现方法  用来测试两个主机之间的连通性。PING使用了ICMP回送请求和应答报文

      Tracert 的功能 通过向目标发送不同IP 生存时间值的ICMP数据包,可确定到目标所采用的路由。

     传输层协议:TCP 和 UDP

     常用端口

     两种协议的特点和使用范围

    UDP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,仅对数据进行差错校验,若发生错误,则简单地抛弃该数据报。

    • 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,主要用于高速传输和实时性有较高要求的通信或广播通信

    TCP特点:

    •  TCP 是面向连接的传输层协议。

    •  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,对数据有检验和重传, 支持差错和流量控制以及拥塞控制 。

    •  TCP提供全双工通信 。

     

     两种协议的功能

    TCP功能

      •  TCP 差错检验 : 计算检验和(与 UDP 类似)

    •  TCP 可靠传递:编号、确认、重传、缓存排序

    •  TCP 流量控制:设置滑动窗口

    •  TCP 拥塞控制:设置拥塞窗口

    •  TCP 面向连接:连接的建立和拆除(三次握手)

    •  通过 TCP 报文首部各字段来具体实现 TCP 功能。

     TCP 协议的连接管理:连接建立(三次握手,每次发的东西写出来)、连接释放

     

     

    MSL 称为最长报文段寿命,通常设为2 分钟。

    •  A 要经过2倍 MSL,才能进入关闭状态,才能开始建立下一个连接。

    •  主要是保证A发送的最后一个 ACK 报文能够到达B

    了解:

     网络地址转换:静态网络地址转换、动态网络地址转换、网络地址端口转换

    IPv6 (128地址)

    路由协议(内部网关,外部网关)

    RIP路由选择信息协议(基于距离向量路由选择算法)跳数,下一跳算法

    OSPF开放最短路径优先协议(基于链路状态路由选择路由算法)链路状态通告LSA

        三个表:邻近表,拓扑结构表、路由表

    BGP边界网关协议

    七 、 网络服务与服务器架设

    掌握:

     应用层协议(协议名称,干啥用的)

    DNS域名系统

    域名服务器: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

    域名解析过程:递归查询、迭代查询

     WWW(HTTP)万维网是分布式超媒体(hypermedia) 系统,它是超文本(hypertext) 系统的扩充

    超文本置标语言:静态文档、动态文档、活动文档

    POP3 电子邮件读取协议  

    SMTP 简单邮件传送协议  客户服务器模式  连接建立-邮件传送-连接释放

    FTP 文件传送协议

    八 、 网络安全技术

    了解:

    加密及防火墙

        通过强制实施统一的安全策略,简化安全管理的复杂程度 。

    对称密码体制和公钥密码体制

        对称密码体制

    – 加密和解密的密钥一样 ,或者它们相互容易推出。

    – 通信双方须通过安全途径传递密钥

     公钥密码体制

    – 加密和解密的密钥不同。加密密钥不需要保密,称为公钥,解密的密钥需秘密保存,称为私钥。

    – 给定公钥,要确定出私钥在计算上是不可行的 。

    – 网络中每个用户均有一对密钥。

     

    链路加密和端到端的加密

    链路加密:通常在物理层和数据链路层实施加密机制。每条通信链路上的加密一般用不同的加密密钥

    端到端加密:在源和目的结点中对传送的  PDU  进行加密和解密,报文的安全性不会因中间结点的不可靠而受到影响,且避免了每段链路的开销。

    报文鉴别和数字签名

     报文鉴别(message authentication) 使得通信的接收方能够验证所收到的报文(发送者和报文内容、发送时间、序列等)的真伪。目前,广泛使用散列函数(hash function )来进

    行报文鉴别。 散列函数可以将任意长度的消息压缩成固定长度的报文摘要(message digest,MD) 。

        数字签名也称电子签名,它是一段附加数据或者是数据单元的密码变换结果,能证明信

    息未被篡改,信息确实是由发送者完成的且发送者不能否认,另外接收者不能伪造。采用公开密钥算法容易实现数字签名 。

    防火墙的工作原理

    防火墙是由软件、硬件构成的系统, 用来在两个网络之间实施访问控制策略 。访问控制策略由使用防火墙的单位自行制订来适合本单位的需要。

     防火墙内的网络称为“可信赖的网络”,而外部的因特网称为“不可信赖的网络”。

    防火墙可用来解决内联网和外联网的安全问题。

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    图片转侵删,本人整理仅作为个人学习使用

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    After exam

    三次握手一定要看

    还有了解动态分配IP的PPP协议

    交换式局域网

    OSI七层结构对应的功能

    CSMA/CD的工作原理(眼神暗示.jpg)

    祝复习愉快

     

     

     

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