第三章底層技術——《網絡協(xié)議分析》計算機與通信工程學院熊坤學習內容有線局域網無線局域網點到點廣域網交換廣域網連接設備連接設備轉發(fā)器（或集線器）網橋（或兩層交換機）路由器（或三層交換機）轉發(fā)器（repeater）工作在物理層轉發(fā)每一個比特，沒有過濾功能網橋（bridge）工作在物理層和鏈路層具有過濾功能，能檢查幀的目的地址，然后決定應當從哪個出端口將這個幀發(fā)送出去。不改變轉發(fā)幀中的MAC地址透明網橋靜態(tài)轉發(fā)表動態(tài)轉發(fā)表：如何生成？洪泛、記錄路由器工作在物理層、數據鏈路層和網絡層網際互聯(lián)設備，可以連接多個局域網和廣域網特點：每個接口都有一個物理地址和IP地址，只有分組到達時才發(fā)揮作用，轉發(fā)分組時會改變分組的物理地址。有線局域網以太網令牌環(huán)令牌總線FDDIATM局域網IEEE標準802項目是用來指明局域網協(xié)議中物理層和數據鏈路層功能的一種途徑；IEEE將數據鏈路層劃分為兩個子層：LLC(LogicalLinkControl)MAC(MediaAccessControl)以太網幀格式幀的有效載荷的最小和最大長度是多少？（64,1518）編址以太網地址：6字節(jié)，48比特，又稱數據鏈路地址，物理地址或MAC地址，常寫成16進制記法，如:4A:30:10:21:10:1A單播、多播和廣播地址幀的源地址總是單播地址目的地址是什么類型？看接收者是一個、多個，還是全部？如何判斷一個MAC地址的類型？查看左手第二個十六進制數是偶數，單播地址是奇數，多播地址所有數字是F，是廣播地址舉例指出以下地址類型4A:30:10:21:10:1A47:20:1B:2E:08:EEFF:FF:FF:FF:FF:FF在發(fā)送線路上，如何發(fā)送物理地址？從左到右，逐個字節(jié)發(fā)送，對每個字節(jié)來說，從右到左，逐位發(fā)送。以太網發(fā)展歷程標準以太網10Mbps接入方法：CSMA/CD(IEEE802.3)邏輯結構是總線型，即所有站共享媒體，并且一次只能由一個站使用這個媒體。（廣播方式）類比：在課堂上講話如何避免碰撞（即同時使用媒體）？傳送前先偵聽，或先聽后講能否完全解決碰撞？標準以太網（續(xù)）由于傳播時延的存在，仍可能存在碰撞。如何解決？幀發(fā)送出去后，繼續(xù)偵聽信道，以確定此次傳輸是否成功;如果成功，則任務結束，如果碰撞，要再次發(fā)送這個幀。最小幀長為了保持CSMA/CD正常工作，為什么要限制幀長？幀的傳輸時間至少是最大傳播時間的兩倍例：在標準以太網中，如果最大傳播時間是25.6us，那么幀的最小長度是多少？CSMA/CD工作流程碰撞后發(fā)干擾信號，加強碰撞效果快速以太網設計目的：為了和其他局域網協(xié)議進行競爭802.3u，傳輸速率達到100Mbps星形拓撲，半雙工和全雙工實現新增自動協(xié)商特性：允許兩個設備對操作的模式或數據率進行協(xié)商。在物理層的實現劃分為二線和四線兩大類。吉比特以太網標準802.3Z，數據率達到1Gbps媒體接入方式：半雙工和全雙工，主要按全雙工實現10G以太網標準802.3ae，數據率達到10Gbps只能以全雙工模式操作無線局域網IEEE802.11藍牙IEEE802.11定義了兩種服務：基本服務集和擴展服務集站的類型根據各站在無線局域網中的移動性，定義了三種類型的站：無切換BSS切換ESS切換CSMA/CA無線局域網為什么不能采用CSMA/CD?要檢測碰撞需要能同時發(fā)送和接收，這需要更多的帶寬和費用；隱藏站使碰撞不可檢測；信號衰減可能使一端的站無法聽到另一端的碰撞。幀交換時序如何避免碰撞？所有的站在檢測物理媒體是否空閑之前，首先檢查自己的NAV是否到期。隱藏站問題暴露站問題藍牙（Bluetooth）一種自組織網絡，由IEEE802.15標準定義定義了兩種類型的網絡：微微網和分散網點到點廣域網56K調制解調器DSL技術電纜調制解調器T線SONETPPP56K調制解調器上傳方向的最高數據率是33.6kbps下載方向數據率可達56kbpsDSL技術ADSL：下行速率高于上行速率，非對稱技術，不適用于企業(yè)。上行：64kbps~1Mbps；下行:500kbps~8Mbps電纜調制解調器可解決DSL技術中數據率上限受限制的缺點傳統(tǒng)有線電視網：單向的HFC網絡：為了把有線電視網變成雙向的其它點到點廣域網技術T線：標準的數字電話線路T-1線：數據率是：1.544MbpsT-3線：數據率是：44.736Mbps，等效于28個T-1線SONETPPP：點到點協(xié)議網絡鏈路有幾種類型？兩類“鏈路”：點對點鏈路，如：用于撥號接入的PPP在以太網交換機和主機之間的點對點鏈路廣播

(共享線路或媒體)鏈路，如：傳統(tǒng)的以太網802.11無線LAN點對點鏈路及其控制協(xié)議一個發(fā)送方、一個接收方、一段鏈路：比廣播鏈路容易處理:無媒體訪問控制不需要明確的MAC編址如：撥號鏈路、ISDN鏈路流行的點對點DLC(DataLinkControl)協(xié)議:PPP(point-to-pointprotocol)HDLC:高級數據鏈路控制什么是PPP?PPP(Pointtopointprotocol),數據鏈路層協(xié)議,用于撥號上網.1992年制訂了PPP協(xié)議。經過1993年和1994年的修訂，現在的PPP協(xié)議已成為因特網的正式標準[RFC1661]。PPP協(xié)議使得兩個通信的對等體交換（包含網絡層數據報的）PPP幀。新的應用形式：PPPoE,PPPoA用戶撥號入網的示意圖

路由器調制解調器調制解調器因特網服務提供者(ISP)用戶家庭撥號電話線

使用TCP/IP的

PPP連接使用TCP/IP的客戶進程路由選擇進程至因特網…PC機用戶撥號成功后,從用戶主機到ISP路由器之間就建立了一條點到點的連接.PPP協(xié)議的組成

PPP協(xié)議有三個組成部分：幀格式和成幀：將IP數據報封裝到串行鏈路的方法。鏈路控制協(xié)議LCP(LinkControlProtocol):用于建立、配置、測試鏈路。網絡控制協(xié)議NCP(NetworkControlProtocol):用于建立和配置網絡層協(xié)議,IPCP。驗證用戶身份時，有兩個認證協(xié)議可供使用:PAPCHAPPPP數據幀標志:

定界符(成幀)地址:

不起作用(值唯一)控制:不起作用;以后可能設置其它控制字段值協(xié)議:

數據字段中攜帶的數據類型信息:

承載的高層數據校驗:

用于差錯檢測的冗余循環(huán)校驗碼可變長度標志標志控制協(xié)議信息校驗地址PPP幀中“協(xié)議”字段的取值及含義字節(jié)填充

“數據透明性”要求:數據字段必須允許包括標志模式<01111110>問題:

收到的<01111110>是數據還是標志？發(fā)送方:增加(“填充”)額外的<01111101>字節(jié)在每個<01111110>數據字節(jié)之前，指示這是數據而非標志接收方:在一排中出現0111110101111110:丟棄第一個字節(jié),繼續(xù)接收數據單個01111110:標志字節(jié)字節(jié)填充flagbytepatternindatatosend在傳輸數據中標志字節(jié)模式加上填充字節(jié)PPP通信過程通過電話網絡呼叫建立物理連接建立PPP鏈路（用LCP）身份驗證(用PAP或CHAP)配置IP層參數(用IPCP)斷開PPP鏈路（用LCP）斷開物理連接PPP鏈路狀態(tài)轉換過程

Dead：初態(tài)和終態(tài)，表明物理層尚未準備好；Establish：使用LCP建立和配置鏈路；Authentication：身份認證階段；Network：使用相應的NCP配置網絡層協(xié)議；Terminate：終止鏈路。DeadUPOPENEDSUCCESS/NONEFAILCLOSINGDOWNFAIL圖PPP鏈路狀態(tài)轉換圖EstablishAuthenticateNetwork

Terminate(1)LCP——鏈路配置報文(1)Configure-Request：發(fā)起方發(fā)送的第一個報文；

P1P2Configure-RequestLCP鏈路建立報文交換圖Configure-NakConfigure-Ack(2)Configure-Ack：如果Confiure-Request中的每個選項都能被接收端識別，而且都被接受；

(3)Configure-Nak：如果每個選項都能識別，但是只有部分能接受；

Configure-Reject(4)Configure-Reject：如果Confiure-Request有部分選項不能被識別，或者不能被接受。功能：用于建立和配置鏈路。(2)LCP——鏈路終止報文(Terminate-Request&Terminate-Ack)Terminate-RequestTerminate-AckP1P2LCP鏈路終止報文交換圖Terminate-RequestTerminat-Request功能：用于終止鏈路。PAP認證過程報文交換過程P1P2PAP認證過程報文交換圖Authenticate-Request……Authenticate-Request1.Authenticate-Request

Authenticate-AckAuthenticate-Nak2.Authenticate-AckAuthenticate-Nak

AuthenticatorPeerCHAP認證過程報文交換圖Challenge(包含隨機數C)1.認證端發(fā)送“challenge”到對等端

ResponseA1=Hash(c,s)2.對等端根據這個“challenge”中的隨機數C和共享密鑰S，利用一個單向散列函數計算一個散列值并發(fā)回給認證端；FailureSuccessA2=Hash(c,s)A1=A2A1≠A23.認證端把這個數字和自己計算出來的數據進行比較，如果匹配，則確認；否則否認；

Chall