計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考前復(fù)習(xí)整理第一頁，共65頁。第一章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)1.網(wǎng)絡(luò)的邊緣系統(tǒng)組成2.網(wǎng)絡(luò)的接入方式一共有6種3.怎么來理解網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議4.網(wǎng)絡(luò)所提供的服務(wù)C/S客戶及服務(wù)器的工作模式5.網(wǎng)絡(luò)的核心6.網(wǎng)絡(luò)中間設(shè)備-路由7.延遲8.OSI/RM標(biāo)準(zhǔn)9.網(wǎng)絡(luò)分層第二頁，共65頁。institutionalnetwork機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)ISPInternet服務(wù)的供應(yīng)商兩級ISP：

globalISP主干網(wǎng) regionalISP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)終端：主機(jī)=終端系統(tǒng)（終端：直接供用戶操作的設(shè)備）

主機(jī)：客戶端（clients)和服務(wù)器(server)對協(xié)議的理解（protocol協(xié)議）

協(xié)議是規(guī)定，規(guī)則，控制信息的發(fā)送接收

協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)中最重要的軟件

先有協(xié)議，才有網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)接入：

住宅接入3機(jī)構(gòu)接入1無線接入2第三頁，共65頁。網(wǎng)絡(luò)所提供的服務(wù)： C/S客戶及服務(wù)器的工作模式

C-客戶端S-服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的核心：

1.信息交換的方式電路交換circuitswitching（中間沒有干擾，專一安全，效率低）分組交換packet（線路利用效率高，干擾多，管理難）2.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)—分層（layers分層）IP數(shù)據(jù)報（IP協(xié)議-網(wǎng)際協(xié)議）TCP（傳輸控制協(xié)議）第四頁，共65頁。網(wǎng)絡(luò)的分層：應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層路由器兩大功能：

1.存儲轉(zhuǎn)發(fā) 2.選擇路徑：選擇最佳路徑（時間最短）所有的網(wǎng)絡(luò)都離不開路由器路由器是網(wǎng)絡(luò)中非常重要的中間設(shè)備

第五頁，共65頁。丟失：緩沖區(qū)的隊(duì)列鏈接能力有限，隊(duì)列滿時到

達(dá)的數(shù)據(jù)包會丟失

通過“三次握手”的方式減少丟失，由協(xié)議

控制實(shí)現(xiàn)延遲：

路由延遲：處理延遲processing隊(duì)列延遲queueing

傳送延遲：傳輸延遲transmission傳播延遲propagation dnodal=dproc(處理延遲)+dqueue（隊(duì)列延遲） +dtrans（傳輸延遲）+dprop（傳播延遲）

=L/R+d/s+dproc（1M=10^6）吞吐量：發(fā)送器/接收器之間傳輸?shù)乃俾?/p>

（評價網(wǎng)絡(luò)性能好壞）瞬時速率：在給定時間點(diǎn)的速率平均速率：在更長的一段時間內(nèi)的速率第六頁，共65頁。internet的協(xié)議分層：application應(yīng)用層transport傳輸層network網(wǎng)絡(luò)層link聯(lián)絡(luò)層physical物理層網(wǎng)絡(luò)分層協(xié)議由IOS公布，ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織OSI/RM協(xié)議：（名叫OSI/RM的，網(wǎng)絡(luò)必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)）

應(yīng)用層上（信息包消息message）M傳輸層上(段segment)M劃分若干段，每段頭部加一個H網(wǎng)絡(luò)層上（數(shù)據(jù)報datagram）再分，再加一個H鏈路層上（幀frame）再分，再加到路由器從下往上合并（先去掉頭部，再合并），再從上往下分組（處理延遲）（多個幀等待處理，排隊(duì)延遲）到信息接收方，合并第七頁，共65頁。應(yīng)用層：支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序HTTP超文本傳輸協(xié)議（超過一個文本范圍，把兩個文件連接在一起）FTP文件傳輸協(xié)議SMTP簡單的郵件傳輸協(xié)議運(yùn)輸層：處理過程的數(shù)據(jù)傳輸TCP傳輸控制協(xié)議（可靠的傳輸）UDP用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（不可靠的傳輸）網(wǎng)絡(luò)層：路由數(shù)據(jù)報從源到目的地IP路由協(xié)議鏈路層：相鄰網(wǎng)絡(luò)元素之間的數(shù)據(jù)傳輸以太網(wǎng)ppp點(diǎn)到點(diǎn)的協(xié)議物理層：在線路上的二進(jìn)制位第八頁，共65頁?？s寫字TCP傳輸控制協(xié)議IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議FTP文件傳輸協(xié)議UDP用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議HTTP超文本傳輸協(xié)議SMTP簡單的郵件傳輸協(xié)議IEEE國際的電子電器工程師協(xié)會ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織OSI/RM網(wǎng)絡(luò)必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)IETFInternet工程任務(wù)組DSL數(shù)字用戶專線HFC混合光纖同軸電纜網(wǎng)ISPInternet服務(wù)供應(yīng)商FDM頻分復(fù)用TDM時分復(fù)用LAN局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork)DNS域名解析系統(tǒng)第九頁，共65頁。第二章應(yīng)用層1.應(yīng)用層特點(diǎn)2.C/S工作模式3.消息與進(jìn)程4.套接字5.HTTP協(xié)議6.FTP協(xié)議7.郵件傳輸協(xié)議8.DNS9.TCP套接字與UDP套接字第十頁，共65頁。應(yīng)用層的特點(diǎn)：1.到現(xiàn)在為止還沒有真正的標(biāo)準(zhǔn)化，有大大的擴(kuò)展的余地2.在應(yīng)用層上是分組的，分組叫massage消息，里面包含的是程序的進(jìn)程3.在應(yīng)用層上的模式有兩種工作模式：C/S（客戶-服務(wù)器的工作模式）P2P（對等模式）C/S：客戶端/服務(wù)器模式

S固定IP，是數(shù)據(jù)中心，先到服務(wù)器，再轉(zhuǎn)發(fā)

C活動IP，間斷連接，不直接與對方通信應(yīng)用層協(xié)議：

SMTPFTPHTTP第十一頁，共65頁。進(jìn)程是消息的內(nèi)容，消息是在進(jìn)程的基礎(chǔ)上加標(biāo)識符構(gòu)成標(biāo)識符包括：信息發(fā)出方IP地址服務(wù)器端口號http服務(wù)器端口號是80郵件服務(wù)器的端口號25下層協(xié)議向上層協(xié)議提供服務(wù)上層協(xié)議向下層協(xié)議提出請求套接字：

sockets進(jìn)程通過套接字發(fā)送/接收消息，套接字起過度的作用套接字能實(shí)現(xiàn)從傳輸層向應(yīng)用層的四個服務(wù)：可靠不可靠(TCP可靠)定時不定時吞吐量方面安全性的問題第十二頁，共65頁。TCP和UDP：1.可靠數(shù)據(jù)傳輸，TCP提供了可靠的端到端數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，而UDP沒有。2.吞吐量，TCP和UDP均為提供此服務(wù)。3.定時，TCP和UDP均為提供此服務(wù)。4.安全性，TCP在應(yīng)用層可以很容易地通過SSL來提供安全服務(wù),而UDP沒有。SSL：應(yīng)用層中安全套接字層

提供加密的TCP連接數(shù)據(jù)的完整性，標(biāo)準(zhǔn)加

密，易破解，在應(yīng)用層，包含在套接字中

彌補(bǔ)強(qiáng)化TCP、UDP安全URL：統(tǒng)一資源定位器；格式要求RTT：數(shù)據(jù)包從客戶端到服務(wù)器的傳輸和返回一次的往返時間第十三頁，共65頁。HTTP協(xié)議：WEB的應(yīng)用層協(xié)議

1.持久HTTP：連接，保持連接發(fā)送多個文件

（在單一的TCP連接上，發(fā)送多個對象）

2.非持久HTTP：一次連接傳輸一個對象

非持久HTTP響應(yīng)時間=2RTT文件傳輸時間

缺點(diǎn)：時間長開銷大多對象連接要多次連接不同的協(xié)議對于標(biāo)識符有不同的格式要求協(xié)議決定了功能協(xié)議決定了格式請求行（1.0不同的命令/方法：GET，POST，HEAD1.1加put）\r(請求連接)\n(換行)version:版本第十四頁，共65頁。HTTP響應(yīng)狀態(tài)碼：200Ok301MovedPermanently移動的性能（不確切）400BadRequest錯誤的請求404NotFound沒有找到505HTTPVersionNotSupportedHTTP的版本不支持狀態(tài)碼出現(xiàn)在服務(wù)器到客戶端響應(yīng)消息第一行知名端口號：

一些重要的協(xié)議對服務(wù)器傳輸?shù)亩丝谔柕囊?guī)定，也稱之為

固定的端口號

優(yōu)點(diǎn)：提高效率，不需要查找cookies緩沖區(qū)==收藏夾proxyserver代理服務(wù)器：

相當(dāng)于是一種軟件，中介（轉(zhuǎn)發(fā)），類似路由器，

但通過軟件的方式放在客戶端的高速緩存里第十五頁，共65頁。FTP協(xié)議：文件傳輸協(xié)議（需要TCP協(xié)議的服務(wù)）

工作原理：

第一次由客戶端提出連接的請求21端口

使用TCP控制連接的客戶端授權(quán)

服務(wù)器收到一個反應(yīng)的消息

服務(wù)器打開第二個TCP數(shù)據(jù)連接（文件）到客戶端

通過服務(wù)器端口：20

需要兩個往返時間，第二個是持久的

特點(diǎn)：可靠的連接、可靠的傳輸

樣品的返回代碼：狀態(tài)碼和短語（如HTTP）331名確定，需要密碼125數(shù)據(jù)連接已經(jīng)打開，開始傳送425無法打開數(shù)據(jù)連接452錯誤寫文件第十六頁，共65頁。SMTP協(xié)議：簡單郵件傳輸協(xié)議

特點(diǎn)：使用TCP可靠的傳輸電子郵件，端口：25

使用持久連接，需要消息（頭部和實(shí)體）7位ASCII

功能：不同服務(wù)器中間郵件的傳輸與HTTP的比較：

HTTP：拉

SMTP：推

都有ASCII命令/響應(yīng)交互，狀態(tài)碼

HTTP：每個對象封裝在其自己的回應(yīng)訊息

SMTP：發(fā)送多個對象在多重訊息email協(xié)議：SMTP、IMAP、POP3POP郵局協(xié)議（實(shí)現(xiàn)郵件的下載）：

客戶端到郵件服務(wù)器，郵件服務(wù)器到其他IMAP郵件訪問協(xié)議（實(shí)現(xiàn)郵件的管理）：

（更多功能，包括操縱服務(wù)器上存儲的訊息）

保持服務(wù)器組織，保持會話第十七頁，共65頁。DNS協(xié)議：域名系統(tǒng)協(xié)議

作用：通過此協(xié)議把DSN內(nèi)輸入的網(wǎng)名轉(zhuǎn)換成IP地址

（要求傳輸層的UDP支撐，使用UDP協(xié)議，允許丟失）

域名從右到左，是一個有層次結(jié)構(gòu)分布式的數(shù)據(jù)庫

從右到左：頂級->二級->附加->主機(jī)

TLD：頂級域名P2P：對等網(wǎng)絡(luò)

無專用服務(wù)器，在局域網(wǎng)中

（既是客戶端又是服務(wù)器，只需一個交換機(jī)來信息交換）防止位洪流方法之一：DHT（分布式哈希表）套接字Socket：=====屬于傳輸層

應(yīng)用層與門之間的端到端傳輸協(xié)議（包括端口號，IP地址）

作用：實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層到傳輸層的過度（雙向的）

兩個種類：UDP（不可靠的數(shù)據(jù)報）TCP（可靠地，面向字

節(jié)流）第十八頁，共65頁。UDP套接字編程特點(diǎn)：無連接；面對數(shù)據(jù)包TCP套接字編程特點(diǎn)：先連接；面對字節(jié)流UDP：無客戶端和服務(wù)器之間的“連接”在發(fā)送數(shù)據(jù)之前沒有握手創(chuàng)建數(shù)據(jù)報發(fā)送到UDP套接字時須指定：目的IP地址，目的端口號接收端從接收到的數(shù)據(jù)包提取發(fā)送者的IP地址和端口直接報UDP段加入到含該端口號的套接字中TCP：客戶端必須聯(lián)系服務(wù)器服務(wù)器進(jìn)程必須首先運(yùn)行服務(wù)器必須已創(chuàng)建的套接字（門），歡迎客戶的接觸創(chuàng)建TCP套接字，指定IP地址，端口號，服務(wù)器進(jìn)程當(dāng)客戶端創(chuàng)建套接字時，客戶端TCP建立連接到服務(wù)器的TCP第十九頁，共65頁。縮寫字POP郵局協(xié)議RTT往返時延IMAPInternet的郵件接入?yún)f(xié)議TTL生存時間P2P對等網(wǎng)絡(luò)DHT分布式哈希API應(yīng)用程序RTP是由IETF開發(fā)的實(shí)時傳輸協(xié)議SIP計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用層的信令控制協(xié)議SSL安全套接層協(xié)議HTML超文本標(biāo)記語言URL統(tǒng)一資源定位器第二十頁，共65頁。第三章傳輸層1.TCP與UDP套接字2.RDT3.流量控制與擁塞控制4.三次握手第二十一頁，共65頁。TCP、UDP套接字共同點(diǎn)：

都是傳輸層服務(wù)為應(yīng)用層提供服務(wù)

為應(yīng)用層提供復(fù)用、解復(fù)用的服務(wù)（分段，加段頭）

使用套接字IP數(shù)據(jù)報分為源IP地址、目的IP地址每個數(shù)據(jù)報攜帶一個傳輸層段，每個段都有源、目的端口號主機(jī)使用的IP地址和端口號直接包含到合適的套接字中復(fù)用解復(fù)用區(qū)別：

UDP：套接字定向到同一個套接字（合并）

具有相同目的端口號，但源IP地址或源端口號

不同的IP數(shù)據(jù)報將被定向到同一個套接字

主機(jī)通過提取從客戶機(jī)發(fā)來的報文段上的源IP

地址和源端口號來區(qū)分源于不同主機(jī)的報文段的第二十二頁，共65頁。TCP：

套接字不合并

TCP套接字確定的4元組（頭部必須包含）：源IP地址源端口號目的IP地址目的端口號

服務(wù)器主機(jī)可以同時支持多種TCP的連接，由他們

每個套接字自己的4元組來確定UDP優(yōu)缺點(diǎn)：

沒有建立連接（可增加延遲），很簡單（沒有發(fā)

件人和接收器的連接狀態(tài)），頭尺寸小，沒有擁

塞控制（速度快）

缺點(diǎn)：不可靠校驗(yàn)和checksum：盡可能保證可靠性，在UDP下作用

目標(biāo)：檢測傳輸段的“錯誤”第二十三頁，共65頁。RDT：可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議（起輔助作用）

可靠信道的特性將決定復(fù)雜的可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議RDT1.0是理想狀態(tài)，很難實(shí)現(xiàn)RDT2.0曾加錯誤檢測

校驗(yàn)和檢測位錯誤

如何從錯誤中恢復(fù)：

應(yīng)答信號（ACK）：

接收機(jī)明確告訴發(fā)件人封包已接收完成

接收確認(rèn)（NAKS）：

接收機(jī)明確告訴發(fā)件人封包有錯誤

發(fā)送方重傳的封包收到NAKrdt2.0的致命缺陷：如果ACK/NAK損壞，發(fā)送方不知道接收端發(fā)生了什么不能只重發(fā)：可以復(fù)制處理重傳：如果ACK/NAK損壞發(fā)送方重傳當(dāng)前PKT

發(fā)送方序列號添加到每個封包，接收機(jī)丟棄（不提供）重復(fù)PKT第二十四頁，共65頁。RDT3.0：ACK+計時器

提供4個機(jī)制： 1.發(fā)出放重發(fā)，緩沖區(qū) 2.超時的機(jī)制，計時器，RTT 3.接收方，ACK應(yīng)答的機(jī)制 4.刪除重復(fù)的段的機(jī)制

缺點(diǎn)：效率低下改進(jìn)：RDT3.0基礎(chǔ)上+GBN

用窗口方式，一次同時發(fā)送n個段（PKT）， n個段同時處理，還需要GBN協(xié)議的協(xié)助ACK僅僅：

總是針對正確接收最高順序編號的pkt發(fā)送ACK

無接收緩沖第二十五頁，共65頁。流水線：GBN(PKT編號，窗口N，丟棄)選重發(fā)：BUFFER（緩沖區(qū)），DELIVER（交付）RTT的確定：典型值125msTCP功能：全雙工MSS，連接，流量控制全雙工：任何一個站點(diǎn)在任何一個瞬時，可以既發(fā)送，又接收信息TCP段結(jié)構(gòu)：頭部24字節(jié)，ACK編號，PKT編號，

6標(biāo)志位UAPRSF（ACK（應(yīng)答），SYN（同步序號，

建立連接），F(xiàn)IN（響應(yīng)此數(shù)據(jù)則沒有打開端口））擁塞：多源發(fā)送的數(shù)據(jù)太多，太快，網(wǎng)絡(luò)來不及處理

表現(xiàn)為：丟包（路由器緩沖溢出）

長延時（路由器緩沖區(qū)排隊(duì)）流量控制：RWND（接收方窗口尺寸）放入TCP報頭，端端控制，控制發(fā)送方速度流量控制：防止在端口阻塞的情況下丟幀第二十六頁，共65頁。擁塞控制和流量控制區(qū)別：

擁塞控制:防止過多的數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)中

這樣可以使網(wǎng)絡(luò)中的路由器或鏈路不致過載。

擁塞控制是一個全局性的過程，涉及到所有的主機(jī)、

路由器，以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳輸性能有關(guān)的所有因素。

重點(diǎn)是路由器的控制

流量控制:點(diǎn)對點(diǎn)通信量的控制

防止在端口阻塞的情況下丟幀

當(dāng)發(fā)送或接收緩沖區(qū)開始溢出時通過將阻塞信號發(fā)

送回源地址

抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以便使接收端來得及

接收

和路由器沒有關(guān)系第二十七頁，共65頁。TCP控制發(fā)送速率=CWND/RTT擁塞控制方法：

緩慢啟動，成倍增加；給CWND初始值=一個MSS（最大段的尺寸），一個臨界值（沒有丟包）網(wǎng)絡(luò)正常，擁塞窗口尺寸加倍（臨界值后，+1）網(wǎng)絡(luò)擁塞，尺寸立即減半（損失事件之后閥值設(shè)置為1/2cwnd）（臨界值變?yōu)槌跏寂c最后發(fā)生擁塞位置的中值）（加法增大乘法減?。?/p>

超時后擁塞窗口=cwnd/2（其價值的1/2） TCP設(shè)CWND=1（超時或3個重復(fù)的ACK(三次擁塞)）三次握手：

1.客戶端發(fā)送SYN包(SYN=1)到服務(wù)器，同意

連接請求，PKT=X，ACK=1

（SYN：同步序列編號） 2.服務(wù)器收到SYN，確定SYN=1，反饋一個 SYN，即SYN+ACK，PKT編號Y，ACK=X+1

3.客戶端收到后，發(fā)送ACK=Y+1，完成握手關(guān)閉：發(fā)出請求關(guān)閉，回應(yīng)同意斷開，斷開連接第二十八頁，共65頁?？s寫字SNMP簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議RDT可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議FSM有限狀態(tài)機(jī)ACK確認(rèn)字符PKT單詞packet的縮寫形式,ABR可用比特率MSS最大分段長度RWND接收端窗口CWND擁塞窗口RIP路由信息協(xié)議第二十九頁，共65頁。第四章網(wǎng)絡(luò)層1.路由的功能2.路由器的組成3.IPv4與IPv6數(shù)據(jù)報與計算4.如何得到IP地址5.AS自治系統(tǒng)與BGP6.廣播風(fēng)暴第三十頁，共65頁。網(wǎng)絡(luò)層由多個以IP為核心的協(xié)議構(gòu)成路由器功能：轉(zhuǎn)發(fā)、路由發(fā)出方分組IP數(shù)據(jù)報，接收方合并網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層連接區(qū)別：

網(wǎng)絡(luò)層：兩臺主機(jī)之間（也可能包含VC下的路由器）

傳輸層：兩個進(jìn)程之間（端口到端口）網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)模式：

通道模式，主要是保證交付，保證傳輸延遲小于40ms虛電路網(wǎng)絡(luò)：先建立連接然后處理，允許丟失，轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)容有四項(xiàng)，路由只起轉(zhuǎn)發(fā)作用，用于ATM

VC號：沿路徑的每個連接的一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)：無連接，路由器路由，轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)容只有兩項(xiàng)，用于Internet第三十一頁，共65頁。路由器組成：

輸入端口，路由器處理器，輸出端口輸入端口3種：物理層的協(xié)議鏈路層的協(xié)議一個緩沖區(qū)（擁塞窗口的位置）路由器處理器（轉(zhuǎn)發(fā)方式的選擇）3種存儲器轉(zhuǎn)發(fā)總線轉(zhuǎn)發(fā)（32Gbps的總線）交叉梁轉(zhuǎn)發(fā)（60Gbps）（改善型交叉梁）輸出端口3種數(shù)據(jù)報緩沖區(qū)的隊(duì)列數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議物理層第三十二頁，共65頁。路由器開關(guān)式布局類型，轉(zhuǎn)發(fā)方式的選擇：

存儲器的轉(zhuǎn)發(fā)（慢）

總線的轉(zhuǎn)發(fā)（快）

交叉梁轉(zhuǎn)發(fā)（很快）IP數(shù)據(jù)報首部格式：（見圖）（IPV4）

頭部固定長度20個字節(jié)，最大長度60字節(jié)

版本4位2進(jìn)制，頭部長度4位2進(jìn)制片偏移計算：（見圖）子網(wǎng)掩碼：IP地址與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行2進(jìn)制與運(yùn)算，得到

子網(wǎng)號和網(wǎng)絡(luò)號

子網(wǎng)劃分：簡化路由復(fù)制度 IP地址和子網(wǎng)掩碼之間怎么計算IPV6：（見圖）

頭部位固定長度的40字節(jié)

允許沒有幀

第三十三頁，共65頁。第三十四頁，共65頁。第三十五頁，共65頁。第三十六頁，共65頁。第三十七頁，共65頁。如何得到IP地址：DHCP：動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議

應(yīng)用層協(xié)議，直接影響網(wǎng)絡(luò)層

優(yōu)點(diǎn)：編號隨機(jī)動態(tài)分配，可以重復(fù)利用

(但也有前提要求)，很靈活

缺點(diǎn)：安全性比較差(任何黑客都知道DHCP

工作的原理，很容易猜到IP地址)

需要UDP支撐由ISP分配一部分固定的IP地址：

優(yōu)點(diǎn)：安全性能大大提高

缺點(diǎn)：不靈活，組織規(guī)模比較困難第三十八頁，共65頁。引入另外一個協(xié)議：NAT(networkaddresstranslation)：網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議

安裝在路由器上，通過網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)出的IP數(shù)

據(jù)報到路由器，把原來地址修改為NAT路由

地址(目的地址)且保留一個表，再通過保留

的表，把轉(zhuǎn)換后的目的地址替換為之前的源

地址(接收到的是IP地址和端口號)作用：把源地址隱藏起來了

是對DHCP協(xié)議的一個補(bǔ)充，路由器產(chǎn)生一個

NAT的轉(zhuǎn)換表第三十九頁，共65頁。ICMP：網(wǎng)際控制報文協(xié)議

功能：（1）報告錯誤的報告終點(diǎn)不可達(dá)源點(diǎn)抑制超時（TTL）參數(shù)錯誤路由重新選擇

（2）查詢信息的報告

主機(jī)，路由器的查詢IPV4和IPV6轉(zhuǎn)換：網(wǎng)絡(luò)上設(shè)置的很多設(shè)好的路由器，都使用IPv4 IPv6數(shù)據(jù)報能攜帶IPv4路由器之間的在Ipv 4數(shù)據(jù)報中的payload，在IPv6前加上IPv4的

頭部(頭部字段、地址、目的地址)第四十頁，共65頁。成本：從源點(diǎn)到目的點(diǎn)之間，需要經(jīng)過的路由器

的數(shù)量，稱之為成本距離：距離的初始值是1，每經(jīng)過一個路由器，距

離+1，用數(shù)字衡量節(jié)點(diǎn)：主機(jī)，服務(wù)器，整個小網(wǎng)絡(luò)路由算法：

洪泛迭代算法OSPF（Dijkstra）

距離向量RIP（Bellman-Ford）

第四十一頁，共65頁。兩種算法比較：復(fù)雜度：洪泛（LS）遠(yuǎn)>距離向量（DV） LS：有n個節(jié)點(diǎn)，E鏈接，O（NE）封郵件發(fā)送 DV：只在鄰居之間交換收斂速度：（網(wǎng)絡(luò)越大，LS速度越快） LS：O（n2）的算法需要O（NE）封郵件，可能有

振蕩 DV：收斂時間變化，可能的路由環(huán)路，計數(shù)到無窮

大的問題糾錯性：（LS糾錯性好） LS：節(jié)點(diǎn)可以做廣告不正確的鏈路開銷，每個節(jié)點(diǎn)

只計算它自己的表 DV：DV節(jié)點(diǎn)可能會發(fā)布不正確的路徑成本，每個節(jié)

點(diǎn)的表中所使用的其他，錯誤傳播到網(wǎng)絡(luò)第四十二頁，共65頁。分層路由： AS(autonomoussystem):自治系統(tǒng)

聚合成區(qū)域的路由器，“自治系統(tǒng)”（AS）

把整個網(wǎng)絡(luò)分成若干個自治系統(tǒng)

用intraAS對內(nèi)部目標(biāo)來配置轉(zhuǎn)發(fā)表

（AS內(nèi)部選擇）

用intra-AS＆inter-AS對外部目標(biāo)來配置轉(zhuǎn)發(fā)表

（AS之間路由的選擇）最常見的AS內(nèi)部路由協(xié)議： RIP：路由信息協(xié)議（使用DV） OSPF：開放最短路徑優(yōu)先（使用LS） IGRP：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議（Cisco專有的）第四十三頁，共65頁。RIP(RoutingInformationProtocol路由信息協(xié)議)： 1.距離度量：＃跳數(shù)（最大值=15跳），每次

鏈接都有消耗1（跳數(shù)hop）初始值是一，最

大通過14個路由器如經(jīng)過15個路由器，跳數(shù)

為16，則目的不可達(dá)180秒后，沒有收到信息，

則不可達(dá) 2.動態(tài)路由，每隔30S路由更新一次 3.路由更新的信息，相鄰的節(jié)點(diǎn)之間交換信息 4.數(shù)據(jù)報的格式（最多25個節(jié)點(diǎn)）

路由表3部分：目的子網(wǎng)的名稱相鄰的下一跳

的路由器的編號達(dá)到目的地的跳數(shù)數(shù)據(jù)報加上

一個UDP的首部第四十四頁，共65頁。OSPF(OpenShortestPathFirst開放式最短路徑優(yōu)先)：

（LS鏈路狀態(tài)算法）

路由表既和TCP無關(guān)，又和UDP無關(guān)

引入?yún)^(qū)域：把一個自治系統(tǒng)劃分成更小的區(qū)域，

區(qū)域分為主干區(qū)域和普通區(qū)域

安全性：所有的OSPF訊息都需要認(rèn)證（防止

惡意入侵）

糾錯性好

允許多個相同的成本路徑（RIP只有一個路徑）

特點(diǎn)： 1、復(fù)雜度高(克服方法：分層)，收斂速度快，糾錯

性能好 2、路由表是和RIP的情況差不多安全，多路徑，支持單多播第四十五頁，共65頁。BGP邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議：

（實(shí)現(xiàn)自治系統(tǒng)和自治系統(tǒng)之間的路由）

分類：

eBGP路由：相鄰自治系統(tǒng)間傳遞信息（發(fā)言人到發(fā)言人）

iBGP路由：信息傳播到所有AS內(nèi)部路由器

特點(diǎn)：

1、與TCP有關(guān) 2、自治系統(tǒng)之間的交流

要規(guī)定每一個AS的發(fā)言人，至少有一個發(fā)言人兩個重要的屬性： AS-PATH：包含自治系統(tǒng)已通過前綴廣告

下一跳：表示特定的內(nèi)部下一跳路由器第四十六頁，共65頁。單播：從源到目的之間，意義對應(yīng)，效率低廣播：源點(diǎn)只有一個，多個目的點(diǎn)，提高效率，

容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴多播：根據(jù)洪泛原理提出+剪切（去掉重復(fù)元）廣播風(fēng)暴：當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到廣播報文，向所有的鄰居

發(fā)送副本節(jié)點(diǎn)樹：

以源點(diǎn)作為根結(jié)點(diǎn)，利用洪泛的原理向外傳

播，構(gòu)成生成樹

節(jié)點(diǎn)只能向前(副)節(jié)點(diǎn)沿著生成樹

每個節(jié)點(diǎn)單播發(fā)送加入消息中心節(jié)點(diǎn)

消息轉(zhuǎn)發(fā)，直到它到達(dá)一個節(jié)點(diǎn)已經(jīng)屬于生成樹

沒有多余的任何節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)包DVMRP：距離向量組播路由協(xié)議PIM：協(xié)議依賴組播第四十七頁，共65頁?？s寫字VC虛電路MTU最大傳輸單元CIDR無分類域間選路DHCP動態(tài)主機(jī)設(shè)置協(xié)議ICMPInternet控制報文協(xié)議NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換DV距離向量算法AS自治系統(tǒng)IGP內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議RIP路由選擇信息協(xié)議OSPF開放式最短路徑優(yōu)先IGRP動態(tài)距離向量路由協(xié)議PIM個人信息管理器BGP邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議ATM異步傳輸模式第四十八頁，共65頁。第五章鏈路層1.MAC2.錯誤檢測3.鏈路分類與MAC協(xié)議分類4.通道分區(qū)5.隨機(jī)接入6.CSMA/CD7.ARP協(xié)議8.以太網(wǎng)9.交換機(jī)第四十九頁，共65頁。數(shù)據(jù)鏈路層提供服務(wù)：

1.建立連接

2.錯誤檢測 3.封裝成幀

4.流量控制 5.多址接入 6.碰撞后重傳網(wǎng)卡（NIC）：包含物理層、MAC層地址：

IP地址：邏輯地址

MAC地址：物理地址，固化在網(wǎng)卡，路由器MAC地址：48位2進(jìn)制

分為：

高24位（廠家的名字編號）

低24位（廠家工廠自己進(jìn)行的編號）第五十頁，共65頁。802.3協(xié)議：

包含： 許多不同的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 常見的MAC協(xié)議和幀格式 不同的速度：2Mbps的，為10Mbps， 100Mbps的，1Gbps的，10G基點(diǎn) 不同的物理層介質(zhì)：光纖，光纜將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個子層： LLC：邏輯鏈路控制層 MAC：媒介接入(訪問)控制層

與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在MAC子層，

而LLC子層則與傳輸媒體無關(guān)，

不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對LLC子層來說都是透明的第五十一頁，共65頁。錯誤檢測： EDC(錯誤檢測碼)=錯誤檢測和校正位（冗余）

數(shù)據(jù)報尾部加EDC，正確就恢復(fù)數(shù)據(jù)，錯誤就

丟棄信息并向上報告（基本方式）方法：

1：奇偶校驗(yàn)Paritychecking（奇校驗(yàn)，偶

校驗(yàn)）實(shí)用價值不大，一般不用

2：Internetchecksum校驗(yàn)碼

在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包里檢測“錯誤”（僅在傳輸層使用）CRC循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼Cyclicredundancycheck：

優(yōu)點(diǎn)：對錯誤檢測的功能強(qiáng)大。 r：加入的crc編碼

（見圖）第五十二頁，共65頁。第五十三頁，共65頁。鏈路分類： 1、點(diǎn)到點(diǎn)：用于intnet網(wǎng)絡(luò)連接

點(diǎn)到點(diǎn)：PPP撥號接入(所要的協(xié)議：PPP協(xié)議) 2、廣播：用于局域網(wǎng)、以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)MAC協(xié)議分類（廣播方式）：

1.通道分區(qū)

劃分成更小的“件”（時隙，頻率，碼信道）分配

片到專用的節(jié)點(diǎn) 2.隨機(jī)接入

通道不劃分，允許碰撞，碰撞的“恢復(fù)” 3.輪流接入

節(jié)點(diǎn)輪流，但多送節(jié)點(diǎn)可能需要較長時間的輪流兩個或兩個以上的節(jié)點(diǎn)同時傳輸會造成碰撞用廣播就要解決碰撞問題多地址接入?yún)f(xié)議：需要共享信道第五十四頁，共65頁。通道分區(qū)：TDMA：時分多址接入（效率低）

將幀劃分為若干片，每個信號只在幀的某個片時傳輸

在每個幀里固定時間片里，傳輸固定的內(nèi)容FDMA：頻分多址（正交頻分）

信道頻譜分成頻段，每個站分配固定的頻帶，未使用

的頻段在傳輸時間中閑置

效率高，兩個頻帶之間需要很到空間，

頻帶利用率低，需要有足夠的空閑頻帶STDMA：統(tǒng)計時分多址

在時分多址的基礎(chǔ)上，提高利用率CDMA：碼分多址（用的最多，效率高）

用一個或兩個字節(jié)為單位，進(jìn)行編號，每個信息固定

占用某二進(jìn)制編碼WDMA：波分多址第五十五頁，共65頁。隨機(jī)接入（RAP）：會發(fā)生碰撞，適用低負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)

協(xié)議：CSMA/CD

當(dāng)有數(shù)據(jù)包發(fā)送，全通道數(shù)據(jù)R速率傳輸，

節(jié)點(diǎn)之間沒有事先協(xié)調(diào)隨機(jī)訪問MAC協(xié)議規(guī)定(怎么做)：

1、如何檢測碰撞

2、如何從沖突恢復(fù)（例如，通過延遲重發(fā)）隨機(jī)接入的MAC協(xié)議的例子：

時間片ALOHA、ALOHA、CSMA(沖突檢測)、

CSMA/CD(帶有碰撞檢測的載波監(jiān)聽，多址

接入)、CSMA/CA第五十六頁，共65頁。CSMA/CD：帶有碰撞檢測的載波監(jiān)聽多址接入?yún)f(xié)議 CSMA：

要向外發(fā)送之前先監(jiān)聽，如果遇到通道是空閑的就

發(fā)送，反之通道忙的就繼續(xù)監(jiān)聽。但兩個同時空閑

時，都會發(fā)生，于是同樣會發(fā)生碰撞傳播延遲：兩個節(jié)點(diǎn)可能無法聽到對方的傳輸碰撞：整個數(shù)據(jù)包的傳輸時間浪費(fèi) CSMA/CD：

要向外發(fā)送之前先監(jiān)聽，一旦幀發(fā)送了之后再馬上

就檢測是否有碰撞，如有就立馬終止，（此時產(chǎn)生

一個人為的干擾信號，讓所有的工作停滯發(fā)送）第五十七頁，共65頁。CSMA/CD工作原理： 1：網(wǎng)卡接收到從網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報，創(chuàng)建幀。 2：立即監(jiān)聽，如果網(wǎng)卡檢測到信道空閑，

發(fā)送幀。如果NIC檢測到信道忙，等待，直

到信道空閑，然后發(fā)送。 3：如果NIC（網(wǎng)卡）發(fā)送整個幀沒有檢測到

別的傳輸，網(wǎng)卡傳輸完幀！ 4：如果NIC檢測到另一個傳輸，而傳輸中止

并發(fā)送警告信號（人為的干擾信號）。 5：中止后，NIC進(jìn)入二進(jìn)制指數(shù)退避：二進(jìn)制指數(shù)的退避算法（規(guī)定）：{表示一暫停的時間}

m次碰撞后，同一個幀重新發(fā)送，網(wǎng)卡就選擇

{0,1,2，...，2的（m-1）次方}范圍的隨機(jī)數(shù)K：

NIC等待(K*512)位時間，就暫停，然后就返回到步驟2。

（m最多為16）第五十八頁，共65頁。ARP協(xié)議：地址解析協(xié)議（在鏈路層上起作用）

實(shí)現(xiàn)鏈絡(luò)，獲得對方的(目的)MAC地址的協(xié)議

工作在網(wǎng)絡(luò)層

建立IP地址和MAC地址的一個映射表，

最多存活20分鐘左右ARP表：每個IP節(jié)點(diǎn)（主機(jī)，路由器）IP/MAC地址映射：<IP地址，MAC地址，TTL>TTL（生存時間）：（通常為20分鐘）

地址映射后一段時間，就會被人遺忘工作原理：

A向B發(fā)送數(shù)據(jù)報(但是B的MAC地址不在A的ARP表)，A采用

廣播的方式通過ARP協(xié)議,請求數(shù)據(jù)包，包含B的IP地址(目的

地址)，目的MAC地址=FF-FF-FF-FF