目錄

計算機網(wǎng)絡（第8版）

第一章、概述

一、計算機網(wǎng)絡在信息時代的作用：

二、互聯(lián)網(wǎng)概述：

三、互聯(lián)網(wǎng)的組成：

四、計算機網(wǎng)絡的類別：

五、計算機網(wǎng)絡的性能：

六、計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)

第二章、物理層

一、物理層的基本概念：

二、數(shù)據(jù)通信的基礎知識

三、物理層下面的傳輸媒體

四、信道復用技術(shù)

第三章、數(shù)據(jù)鏈路層

一、數(shù)據(jù)鏈路層的幾個共同的問題：

二、點對點協(xié)議PPP

三、使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層：

四、擴展的以太網(wǎng)

第四章、網(wǎng)絡層

一、網(wǎng)絡層的幾個重要概念

二、網(wǎng)際協(xié)議IP

三、IP層轉(zhuǎn)發(fā)分組過程：

四、網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP

五、IPV6

六、互聯(lián)網(wǎng)的路由選擇協(xié)議

第五章、運輸層

一、運輸層協(xié)議概述

二、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP

三、傳輸控制協(xié)議TCP概述

四、可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?/p>

五、TCP可靠傳輸?shù)膶崿F(xiàn)：

六、TCP的擁塞控制

第六章、應用層

一、域名系統(tǒng)DNS

二、 文件傳送協(xié)議：

三、遠程終端協(xié)議TELNET

四、萬維網(wǎng)WWW

五、電子郵件

六、動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP

計算機網(wǎng)絡（第8版）

第一章、概述

一、計算機網(wǎng)絡在信息時代的作用：

1、三大類網(wǎng)絡：

電信網(wǎng)絡、有線電視網(wǎng)絡、計算機網(wǎng)絡。（其中，計算機網(wǎng)絡發(fā)展最快，起到了核心作用。）

2、Internet譯名：

因特網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)

3、互連網(wǎng)：

對于僅在局部范圍互連起來的計算機網(wǎng)絡。

4、互聯(lián)網(wǎng)的兩大重要基本特點：

連通性：互聯(lián)網(wǎng)使上網(wǎng)用戶之間不管相距多遠，都可以便捷經(jīng)濟的交換各種信息

共享：資源共享。信息共享、軟件共享、硬件共享。

二、互聯(lián)網(wǎng)概述：

1、計算機網(wǎng)絡：

是由若干節(jié)點和連接這些節(jié)點的鏈路組成。網(wǎng)絡中的節(jié)點可以是計算機、集線器、交換機或者是路由器。

2、互連網(wǎng)：

由多個網(wǎng)絡通過一些路由器相互連接起來，構(gòu)成一個覆蓋范圍更大的計算機網(wǎng)絡?；ミB網(wǎng)是網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡。

3、網(wǎng)絡：

網(wǎng)絡把許多計算機連接在一起，而互連網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡通過一些路由器連接在一起。與網(wǎng)絡相連的計算機常稱為主機。

4、internet和Internet區(qū)別：

internet（互連網(wǎng)）：是一個通用名次，泛指由多個計算機網(wǎng)絡互連而成的計算機網(wǎng)絡。

Internet（互聯(lián)網(wǎng)）：是一個專用名詞，指當前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡相互連接而成的特定的互連網(wǎng)，它是由TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則，且其前身是美國的ARPANET。

5、ISP：互聯(lián)網(wǎng)服務提供者（互聯(lián)網(wǎng)服務提供商）：中國電信、中國移動、中國聯(lián)通

ISP分類：主干ISP、地區(qū)ISP、本地ISP

6、互聯(lián)網(wǎng)交換點IXP主要作用：

允許兩個網(wǎng)絡直接相連并交換分組，而不需要在通過第三個網(wǎng)絡來轉(zhuǎn)發(fā)分組。

三、互聯(lián)網(wǎng)的組成：

1、互聯(lián)網(wǎng)可以分為兩大類：

邊緣部分：由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機組成。這部分用戶直接使用的，用來進行通信和資源共享。

核心部分：由大量網(wǎng)絡和連接這些網(wǎng)絡的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。

2、計算機之間通信：

主機A的某個進程和主機B上的另一個進程進行通信。

3、在網(wǎng)絡邊緣的端系統(tǒng)之間的通信方式可以分為兩大類：

客戶-服務器方式（C/S方式）

客戶是服務請求方，服務器是服務提供方

客戶程序：

（1）被用戶調(diào)用后運行，在通信時主動向遠地服務器發(fā)起通信（請求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。

（2）不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統(tǒng)

服務器程序：

（1）是一種專門用來提供某種服務的程序，可同時處理多個原地或本地客戶的請求。

（2）系統(tǒng)啟動后即一直不斷的運行著，被動地等待并接收來自各地的客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。

（3）一班需要有強大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。

對等連接方式（P2P方式）

對等連接：不區(qū)分服務方和請求方，既能提供服務，也能請求服務。

4、互聯(lián)網(wǎng)的核心部分：

在網(wǎng)絡核心部分起特殊作用的是路由器。

路由器是實現(xiàn)分組交換的關鍵構(gòu)件，其任務是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組。這是網(wǎng)絡核心部分最重要的功能。

5、分組交換采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。

報文：一個報文劃分為幾個分組后再進行傳送。通常我們把要發(fā)送的整塊數(shù)據(jù)稱為一個報文。

分組（或者稱為包）：在每一個數(shù)據(jù)段前面，加上一些必要的控制信息組成的首部。分組的首部也可以稱為包頭。

6、在討論互聯(lián)網(wǎng)的核心部分是，往往把單個的網(wǎng)絡簡化成一條鏈路。而路由器稱為核心部分的節(jié)點。

7、分組交換的優(yōu)點：

高效：在分組傳輸?shù)倪^程中動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路逐段占用。

靈活：為每一個分組獨立的選擇最合適的轉(zhuǎn)發(fā)路由

迅速：以分組作為傳送單位，不先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組。

可靠：保證可靠性的網(wǎng)絡協(xié)議：分布式多路由的分組交換網(wǎng)，使網(wǎng)絡有很好的生存性。

8、分組交換的問題：

時延：分組在各路由器存儲轉(zhuǎn)發(fā)時需要排隊。

不保證帶寬

開銷：各分組必須攜帶的控制信息也造成了一定的開銷。

9、電報通信采用了基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理的報文交換。

10、三種交換方式在數(shù)據(jù)傳送階段的主要特點：

電路交換：整個報文的比特流連續(xù)地從源點直達終點，好像在一個管道中傳送。

報文交換：整個報文先傳送到相鄰節(jié)點，全部存儲下來后查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點。

分組交換：單個分組（這只是整個報文的一部分）傳送到相鄰節(jié)點，存儲下來后查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點。

四、計算機網(wǎng)絡的類別：

1、按照網(wǎng)絡的作用范圍分類：

廣域網(wǎng)WAN：作用范圍通常為幾十到幾千公里，因而有時也稱為遠程網(wǎng)。廣域網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的核心部分。

城域網(wǎng)MAN：作用范圍一般是一個城市，可以跨越幾個街區(qū)甚至整個城市。其作用距離約為5-50km。

局域網(wǎng)LAN：作用范圍很小，一般在1km左右。

個人區(qū)域網(wǎng)PAN：就是在個人工作的地方把屬于個人使用的電子設備用無線技術(shù)連接起來的網(wǎng)絡，范圍很小，一般在10m左右。

2、按照網(wǎng)絡的使用者分類：

公用網(wǎng)

專用網(wǎng)

3、用來把用戶接入到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡：

接入網(wǎng)AN（本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)）：實際上是本地ISP所擁有的網(wǎng)絡，它既不是互聯(lián)網(wǎng)的核心部分，也不是互聯(lián)網(wǎng)的邊緣部分。

五、計算機網(wǎng)絡的性能：

1、性能指標：

速率：一般指的是數(shù)據(jù)傳送速率，又稱為數(shù)據(jù)率或者比特率。單位bit/s

帶寬：本來指某個信號具有的頻帶寬度（這種意義的帶寬單位為赫茲（千赫、兆赫、吉赫）），在計算機網(wǎng)絡中用來表示網(wǎng)絡中某通道傳送數(shù)據(jù)的能力（這種意義的帶寬戴維是bit/s）。

吞吐量：單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡（或信道、接口）的實際數(shù)據(jù)量

時延：指數(shù)據(jù)（一個報文或分組，甚至比特）從網(wǎng)絡（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間。有時也稱為延遲或遲延

發(fā)送時延：是主機或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需要的時間

傳播時延：是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費的時間。

處理時延：主機或路由器在收到分組時要花費一定時間進行處理

排隊時延：分組在經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸時，要經(jīng)過許多的路由器。但分組在進入路由器后要先在輸入隊列中排隊等待處理。

$$
總時延=發(fā)送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延
$$

時延帶寬積：

$$
時延帶寬積 = 傳播時延 * 帶寬
$$

往返時間RTT

利用率：

信道利用率：某信道百分之幾的時間是被利用的

網(wǎng)絡利用率：全網(wǎng)絡的信道利用率的加權(quán)平均值

2、非性能特征：

費用

質(zhì)量

標準化

可靠性

可擴展性和可升級性

易于管理和維護

六、計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)

1、網(wǎng)絡協(xié)議的三個要素：

語法、語義、同步

2、五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)：

物理層->數(shù)據(jù)鏈路層->網(wǎng)絡層->運輸層->應用層

應用層：是最高層。

任務是通過應用進程間的交互來完成特定網(wǎng)絡應用。

定義的是應用進程間通信和交互的規(guī)則。

應用層協(xié)議：DNS域名系統(tǒng)、支持萬維網(wǎng)的HTTP協(xié)議、支持電子郵件的SMTP協(xié)議

運輸層：向兩臺主機中進程之間的通信提供通用的數(shù)據(jù)傳輸服務

兩種協(xié)議：傳輸控制協(xié)議TCP協(xié)議、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP

網(wǎng)絡層：為分組交換網(wǎng)上的不同主機提供通信服務

數(shù)據(jù)鏈路層：

物理層：

第二章、物理層

一、物理層的基本概念：

1、物理層的主要任務描述為確定與傳輸媒體的接口有關的一些特性：

機械特性：指明接口所用接線器的形狀和尺寸

電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓和范圍

功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓的意義

過程特性：指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序

二、數(shù)據(jù)通信的基礎知識

1、一個通信系統(tǒng)可以分為三大部分：

源系統(tǒng)（或發(fā)送端、發(fā)送方）、傳輸系統(tǒng)（或傳輸網(wǎng)絡）和目的系統(tǒng)（或接收端、接收方）

2、通信的目的是傳送消息。

話音、文字、圖像、視頻等都是消息。

數(shù)據(jù)是運送消息的實體。

信號則是數(shù)據(jù)的電氣或電磁表現(xiàn)

模擬信號（連續(xù)信號）

數(shù)字信號（離散信號）：代表不同離散數(shù)值的基本波形就稱為碼元

3、信道：

一般都是用來表示向某一個方向傳送信息的媒體

一條通信電路往往包含一條發(fā)送信道和一條接收信道。

三種基本方式：

單向通信（單工通信）：只能有一個方向的通信。

無線電廣播、有線電廣播、電視廣播

雙向交替通信（半雙工通信）：通信雙方都可以發(fā)送信息、但不能雙方同時發(fā)生（當然不能同時接收）

雙向同時通信（全雙工通信）：通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。

4、調(diào)制：

基帶調(diào)制：僅僅對基帶信號的波形進行交換，使他能夠與信道特性相適應。

這種基帶調(diào)制是把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為另一種形式的數(shù)字信號，把這種過程稱為編碼。

帶通調(diào)制：使用載波進行調(diào)制，把基帶信號的頻率范圍搬移到較高的頻段，并轉(zhuǎn)換為模擬信號，這樣就能夠更好地在模擬信道中傳輸。經(jīng)過載波調(diào)制后的信號稱為帶通信號，而使用載波的調(diào)制稱為帶通調(diào)制。

5、常用的編碼方式：

不歸零制：正點平代表1，負電平代表0

歸零制：正脈沖代表1，負脈沖代表0

曼徹斯特編碼：位周期中心的向上跳變代表0，位周期中心的向下跳變代表1.也可以反過來定義。

差分曼徹斯特編碼：在每一位的中心處始終都有跳變。位開始邊界有跳變代表0，而位開始邊界沒有跳變代表1.

6、基本的帶通調(diào)制方法：

調(diào)幅（AM）：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。

調(diào)頻（FM）：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。

調(diào)相（PM）：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。

7、碼間串擾：

在接收端收到的信號波形就失去了碼元之間的清晰界限。

8、奈氏準則：

在帶寬為 W (Hz) 的低通信道中，若不考慮噪聲影響，則碼元傳輸?shù)淖罡咚俾适?2W (碼元/秒)。傳輸速率超過此上限，就會出現(xiàn)嚴重的碼間串擾的問題，使接收端對碼元的判決（即識別）成為不可能。

9、信噪比：

信號的平均功率和噪聲的平均功率之比。記為：S/N。度量單位：分貝（dB）

$$
信噪比（dB）=10 log10(S/N)（dB）
$$

例如：當S/N=10時，信噪比為10dB，而當S/N=1000時，信噪比為30dB.

10、香農(nóng)公式：

信道的極限信息傳輸速率C：

$$
C = W log2(1+S/N) (bit/s)
$$

香農(nóng)公式表明：信道的帶寬或信道中的信噪比越大，信息的極限傳輸速率就越高。

三、物理層下面的傳輸媒體

1、傳輸媒體可以分為兩大類：導引型傳輸媒體和非導引型傳輸媒體

四、信道復用技術(shù)

1、波分復用：光的頻分復用

2、碼分復用：是另一種共享信道的方法。

碼分多址（CDMA）：碼分復用信道為多個不同地址的用戶所共享

碼片序列：在CDMA中，每一個比特時間在劃分為m個短的間隔。

使用CDMA的每一個站被指派一個唯一的 m bit碼片序列

碼片序列的正交關系：向量 S 和 T 的規(guī)格化內(nèi)積等于0

任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1。

一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是-1。

課后練習：2-16:共有四個站進行碼分多址CDMA通信。四個站的碼片序列為：
?
A:(-1-1-1+1+1-1+1+1)
?
B:(-1-1+1-1+1+1+1-1)
?
C:(-1+1-1+1+1+1-1-1)
?
D:(-1+1-1-1-1-1+1-1)
?
現(xiàn)搜到這樣的碼片序列：（-1+1-3+1-1-3+1+1）。問哪個站發(fā)送了數(shù)據(jù)？發(fā)送數(shù)據(jù)的站是1還是0？
?
A和D發(fā)送1，B發(fā)送0，C未發(fā)送數(shù)據(jù)。

第三章、數(shù)據(jù)鏈路層

1、數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道：點對點信道、廣播信道

一、數(shù)據(jù)鏈路層的幾個共同的問題：

1、鏈路：

就是從一個節(jié)點到相鄰節(jié)點的一段物理路線（有線或無線），而中間沒有任何其他的交換節(jié)點。

2、數(shù)據(jù)鏈路：

在一條線路上傳輸數(shù)據(jù)時，除了物理線路外，還有一些必要的通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。把這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。

3、幀：點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。

4、IP數(shù)據(jù)報（簡稱：數(shù)據(jù)報、分組或包）：網(wǎng)絡層協(xié)議數(shù)據(jù)單元。

5、三大基本問題：

封裝成幀、透明傳輸和差錯檢測

6、封裝成幀：

在一段數(shù)據(jù)前后分別添加首部和尾部，這樣就構(gòu)成了一個幀。

首部和尾部的一個重要作用就是進行幀定界（確定幀的界限）

最大傳送單元MTU：所能傳送幀的數(shù)據(jù)部分長度

幀定界可以使用幀定界符：

控制字符SOH放在一幀的最前面，表示幀的首部開始

控制字符EOT放在幀的結(jié)束

7、透明傳輸：

不管從鍵盤上輸入什么字符都可以放在這樣的幀中傳輸過去。

透明：某一個實際存在的事物開起來卻好像不存在一樣

字節(jié)填充（或字符填充）：為了解決透明傳輸問題，就必須設法使數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的控制字符“SOH”和“EOT”在接收端不被解釋為控制字符，具體方法：發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一個轉(zhuǎn)義字符“ESC”

8、差錯檢測：

比特差錯：比特在傳輸過程中可能會產(chǎn)生差錯：1可能會變成0，而0可能會變成1。

誤碼率BER：在一段時間內(nèi)，傳輸錯誤的比特占所傳輸比特總數(shù)的比率。

循環(huán)冗余檢驗CRC：(這是一種檢錯方法)

 ? 在發(fā)送端，先把數(shù)據(jù)劃分為組。假定每組 k 個比特。 CRC 運算在每組 M 后面再添加供差錯檢測用的 n 位冗余碼，然后構(gòu)成一個幀發(fā)送出去。一共發(fā)送 (k + n) 位。

幀檢驗序列：

1，用二進制的模 2 運算進行 2n 乘 M 的運算，這相當于在 M 后面添加 n個0。
2，得到的(k+n)位的數(shù)除以事先選定好的長度為(n+1)位的除數(shù)P,得出商是Q，余數(shù)是R，余數(shù)R比除數(shù)P少1位,即R是n位。 
3，將余數(shù) R 作為冗余碼拼接在數(shù)據(jù) M 后面，一起發(fā)送出去。

在接收端對收到的每一幀經(jīng)過CRC檢驗后，有兩種情況：

（1）若得出的余數(shù)R=0，則判定這個幀并沒有差錯，就接受

（2）若余數(shù)不等于0，則判定這個幀有差錯（但無法確定究竟是哪一位或哪幾位出現(xiàn)了差錯），就丟棄。

可靠傳輸：數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送端發(fā)送什么，在接收端就收到什么。

傳輸差錯可以分為兩大類：

（1）比特差錯。

（2）沒有出現(xiàn)比特差錯，但卻出現(xiàn)了幀丟失、幀重復、幀失序

二、點對點協(xié)議PPP

1、字節(jié)填充：

當PPP使用異步傳輸時，他把轉(zhuǎn)義符定義為0x7D（01111101）并使用字節(jié)填充。

填充方法：

（1）把信息字段中出現(xiàn)的每一個0x7E字節(jié)轉(zhuǎn)變成為2字節(jié)序列（0x7D，0x5E）

（2）若信息字段中出現(xiàn)一個0x7D的字節(jié)（即出現(xiàn)了和轉(zhuǎn)義字符一樣的比特組合），則把0x7D轉(zhuǎn)變成2字節(jié)序列（0x7D，0x5D）。

（3）若信息字段中出現(xiàn)ASCII碼的控制字符（即數(shù)值小于0x20的字符），則在該字符前面要加入一個0x7D字節(jié)，同時將該字符的編碼加以改變。

2、零比特填充：

在發(fā)送端，先掃描整個信息字段（通常用硬件實現(xiàn)，也可以用軟件）。只要發(fā)現(xiàn)有5個連續(xù)1就立即填入一個0.因此經(jīng)過這種零比特填充后的數(shù)據(jù)，就可以保證在信息字段中不會出現(xiàn)6個連續(xù)1.

三、使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層：

1、局域網(wǎng)特點：

網(wǎng)絡為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數(shù)目均有限。

2、局域網(wǎng)的優(yōu)點：

（1）具有廣播功能，從一個站點可很方便的訪問全網(wǎng)。局域網(wǎng)上的主機可以共享連接在局域網(wǎng)上的各種硬件和軟件資源。

（2）便于系統(tǒng)的擴展和逐漸的演變，各設備的位置可以靈活調(diào)整和改變。

（3）提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性、生存性。

3、共享信道方法：

（1）靜態(tài)劃分信道：頻分復用、時分復用、波分復用、碼分復用

（2）動態(tài)媒體接入控制（多點接入）：

隨機接入：所有的用戶可隨機的發(fā)送信息

受控接入：用戶不能隨機的發(fā)送信息而必須服從一定的控制。

4、適配器（網(wǎng)卡）：

計算機與外界局域網(wǎng)的連接是通過適配器

5、CSMA/CD協(xié)議要點：

多點接入：說明這是總線型網(wǎng)絡。許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。協(xié)議實質(zhì)就是：“載波監(jiān)聽”和“碰撞測試”

載波監(jiān)聽：即“邊發(fā)送邊監(jiān)聽”。不管在想要發(fā)送數(shù)據(jù)之前，還是在發(fā)送數(shù)據(jù)之中，每個站都必須不停地檢測信道。

碰撞檢測：適配器邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓的變化情況。電壓擺動值超過一定的門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了碰撞（或沖突）。

在使用CSMA/CD協(xié)議時，一個站不可能同時進行發(fā)送和接收（但必須邊發(fā)送邊監(jiān)聽信道），因此必須時雙向交替通信（半雙工通信）。

6、集線器：

以太網(wǎng)采用星形拓撲，在星形的中心則增加了一種可靠性非常高的設備，叫做集線器。

集線器本身必須非?？煽俊，F(xiàn)在的堆疊式集線器由4-8個集線器堆疊起來使用。

7、集線器的特點：

（1）使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個總線網(wǎng)，各站共享邏輯上的總線，使用的還是CSMA/CD協(xié)議，并且在同一時刻至多只允許一個站發(fā)送數(shù)據(jù)。

（2）一個集線器有許多端口。

（3）集線器工作在物理層，每個端口僅僅簡單的轉(zhuǎn)發(fā)比特，不進行碰撞檢測。

（4）集線器采用了專門的芯片，進行自適應串音回波抵消。

8、以太網(wǎng)的信道利用率：

以太網(wǎng)單程端到端時延t與幀的發(fā)送時間T之比

$$
a=t/T
$$

極限信道利用率：

$$
Smax=T/（T+t）=1/（1+a）
$$

9、硬件地址：

又稱mac地址或物理地址

固化在適配器的ROM中的地址

四、擴展的以太網(wǎng)

1、碰撞域（沖突域）：

在任一時刻，在每一個碰撞域中只能有一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)

2、網(wǎng)橋：

拓展以太網(wǎng)最初人們使用的是網(wǎng)橋。

1990年問世了交換式集線器，淘汰了網(wǎng)橋。

交換式集線器常稱為以太網(wǎng)交換機或第二層交換機，工作在數(shù)據(jù)鏈路層。

第四章、網(wǎng)絡層

一、網(wǎng)絡層的幾個重要概念

1、虛電路服務、數(shù)據(jù)報服務：

虛電路服務：所有的數(shù)據(jù)都在此虛電路上傳送

數(shù)據(jù)報服務：數(shù)據(jù)傳送的路徑是不確定的

虛電路服務和數(shù)據(jù)報服務的對比：

二、網(wǎng)際協(xié)議IP

1、與協(xié)議IP配套使用的有：

地址解析協(xié)議ARP

網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP

網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP

2、中間設備：

將網(wǎng)絡互相連接起來要使用一些中間設備

物理層使用：轉(zhuǎn)發(fā)器

數(shù)據(jù)鏈路層使用：網(wǎng)橋或橋接器

網(wǎng)絡層使用：路由器

在網(wǎng)絡層以上使用的設備：網(wǎng)關

3、直接交付和間接交付：

4、IP地址

IP地址就是給連接到互聯(lián)網(wǎng)上的每一臺主機的每一個接口分配一個在全世界范圍內(nèi)是唯一的32位標識符。

分類的IP地址：

A類（n=8）、B類（n=16）和C類（n=24）都屬于單播地址

一般不指派的特殊IP地址：

5、無分類編址CIDR（無分類域間路由選擇）

網(wǎng)絡前綴：用來指明網(wǎng)絡

CIDR記法：IP 地址 ::= { <網(wǎng)絡前綴>, <主機號>}

CIDR采用斜線記法或稱為CIDR記法，即在IP地址后面加上斜線“/”，斜線后面就是網(wǎng)絡前綴所占的位數(shù)。

CIDR表示的一個IP地址128.14.35.7/20，二進制IP地址的前20位就是網(wǎng)絡前綴（相當于原來的網(wǎng)絡號），剩下后面12位是主機號
128.14.35.7/20=10000000 00001110 00100011 00000111
前20位：10000000 00001110 0010 是網(wǎng)絡前綴
后12位：0011 00000111 是主機號

地址塊：CIDR把網(wǎng)絡前綴都相同的所有連續(xù)的IP地址組成一個“CIDR”地址塊

128.14.35.7/20=10000000 00001110 00100011 00000111
最小地址：10000000 00001110 00100000 00000000  = 128.14.32.0
最大地址：10000000 00001110 00100011 11111111  = 128.14.47.255

地址掩碼（32位）：由一連串1和接著一連串0組成，而1的個數(shù)就是網(wǎng)絡前綴的長度。

'/20'地址塊的地址掩碼：11111111 11111111 11110000 00000000 
用CIDR記法表示為：255.255.240.0/20

常用的CIDR地址塊：

CIDR地址中三個特殊地址塊：

（1）n=32 都是前綴，沒有主機號，這個特殊的地址塊用于主機路由。

（2）n=31 只有兩個IP地址，其主機號分別為0或1 這個地址塊用于點對點鏈路

（3）n=0 同時IP地址全是 0 即 0.0.0.0/0 這個地址塊用于默認路由

6、IP地址的特點：

（1）每一個IP地址都是由網(wǎng)絡前綴和主機號兩部分組成。

（2）實際上IP地址是標志一臺主機（或路由器）和一條鏈路的接口。

（3）轉(zhuǎn)發(fā)器或交換機連接起來的若干個局域網(wǎng)仍為一個網(wǎng)絡。

（4）在 IP 地址中，所有分配到網(wǎng)絡前綴的網(wǎng)絡都是平等的。

7、IP地址和MAC地址

MAC地址是數(shù)據(jù)鏈路層使用的地址，而IP地址是網(wǎng)絡層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址

使用IP地址的IP數(shù)據(jù)報一旦交給數(shù)據(jù)鏈路層，就被封裝成MAC幀。MAC幀在傳送時使用的源地址和目的地址都是MAC地址，這兩個都要寫在MAC幀的首部中。

三、IP層轉(zhuǎn)發(fā)分組過程：

1、基于終點的轉(zhuǎn)發(fā)：

P141例4-2

2、最長前綴匹配：

P142例4-3

四、網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP

1、ICMP報文的種類：

幾種常用的ICMP報文類型：

五、IPV6

1、IPV6變化：

1.更大的地址空間。 將地址從 IPv4 的 32 位 增大到了 128 位。

2.擴展的地址層次結(jié)構(gòu)。可以劃分為更多的層次。

3.靈活的首部格式。定義了許多可選的擴展首部。

4.改進的選項。允許數(shù)據(jù)報包含有選項的控制信息，其選項放在有效載荷中。

5.允許協(xié)議繼續(xù)擴充。更好地適應新的應用。

6.支持即插即用（即自動配置）。不需要使用 DHCP。

7.支持資源的預分配。支持實時視像等要求保證一定的帶寬和時延的應用。

8.IPv6 首部改為 8 字節(jié)對齊。首部長度必須是 8 字節(jié)的整數(shù)倍。

2、IPv6的常用地址分類

六、互聯(lián)網(wǎng)的路由選擇協(xié)議

1、分層次路由選擇協(xié)議：

內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議IGP（使用最多的是RIP協(xié)議和OSPF協(xié)議）

外部網(wǎng)關協(xié)議EGP（BGP-4）

自治系統(tǒng)之間的路由選擇也叫做域間路由選擇 (interdomain routing)。

自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由選擇叫做域內(nèi)路由選擇 (intradomain routing) 。

2、內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議RIP：

距離：從一路由器到直接連接的網(wǎng)絡的距離定義為1。從一主機到非直接連接的網(wǎng)絡的距離定義為所經(jīng)過的路由器數(shù)加1.

RIP只適用于小型互聯(lián)網(wǎng)。

特點：好消息傳播得快，壞消息傳播的慢。

3、距離向量算法

P161 例4-4

4、內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議OSPF

鏈路狀態(tài)：說明本路由器都和哪些路由器相鄰，以及該鏈路的“度量”。OSPF將這個度量用來表示費用、距離、時延、帶寬等等。

OSPF時延層次結(jié)構(gòu)的區(qū)域劃分：P165圖4-42

主干區(qū)域

區(qū)域邊界路由器

主干路由器

自治系統(tǒng)邊界路由器

5、路由器：

路由器是有一種具有多個輸入和多個輸出端口的專用計算機，其任務就是轉(zhuǎn)發(fā)分組。

整個路由器可以分為兩大部分：路由選擇部分和分組轉(zhuǎn)發(fā)部分。

分組轉(zhuǎn)發(fā)：（數(shù)據(jù)層面）

三部分組成：交換結(jié)構(gòu)，一組輸入端口，一組輸出端口

分組轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇的區(qū)別：

轉(zhuǎn)發(fā)：路由器根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表把收到的IP數(shù)據(jù)報從路由器合適的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。僅僅只涉及一個路由器

路由選擇：涉及很多路由器，路由表則是許多路由器協(xié)同工作的結(jié)果。

第五章、運輸層

一、運輸層協(xié)議概述

1、運輸層兩大協(xié)議：

面向連接的TCP和無連接的UDP

使用TCP或UDP協(xié)議的各種應用和應用層協(xié)議：

2、端口

把應用層和運輸層的界面上這些“門”設為通信的抽象終點。這些抽象終點的正式名稱就是協(xié)議端口（簡稱端口）

在協(xié)議棧層間的抽象的協(xié)議端口就是軟件端口。

3、運輸層使用的端口號分為兩大類：

（1）服務器端使用的端口號：

（2）客戶端使用的端口號：

二、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP

1、UDP的主要特點：

（1）UDP是無連接的

（2）UDP使用盡最大努力交付

（3）UDP是面向報文的

（4）UDP沒有擁塞控制

（5）UDP支持一對一、一對多、多對一、多對多的交互通信

（6）UDP的首部開發(fā)小

三、傳輸控制協(xié)議TCP概述

1、TCP的主要特點：

（1）TCP 是面向連接的運輸層協(xié)議。

（2）每一條 TCP 連接只能有兩個端點 (endpoint)，每一條 TCP 連接只能是點對點的（一對一）。

（3）TCP 提供可靠交付的服務。

（4）TCP 提供全雙工通信。

（5）面向字節(jié)流

2、TCP連接

TCP連接的端口叫做套接字或插口

套接字 = （IP地址：端口號）

四、可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?/h4>

1、信道利用率P224

TD：A發(fā)送分組需要的時間 TD=分組長度除以數(shù)據(jù)率

TA：B發(fā)送確認分組需要的時間

RTT：往返時間

五、TCP可靠傳輸?shù)膶崿F(xiàn)：

1、以字節(jié)為單位的滑動窗口

TCP的滑動窗口以字節(jié)為單位的。

發(fā)送方 A 和接收方 B 分別維持一個發(fā)送窗口和一個接收窗口。

發(fā)送窗口：在沒有收到確認的情況下，發(fā)送方可以連續(xù)把窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)全部發(fā)送出去。凡是已經(jīng)發(fā)送過的數(shù)據(jù)，在未收到確認之前都必須暫時保留，以便在超時重傳時使用。

接收窗口：只允許接收落入窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)。

發(fā)送緩存用來暫時存放：

(1) 發(fā)送應用程序傳送給發(fā)送方 TCP 準備發(fā)送的數(shù)據(jù)；

(2) TCP 已發(fā)送出但尚未收到確認的數(shù)據(jù)。

接受緩存用來暫時存放：

(1) 按序到達的、但尚未被接收應用程序讀取的數(shù)據(jù)；

(2) 未按序到達的數(shù)據(jù)。

2、超時重傳時間的選擇

加權(quán)平均往返時間RTTs

超時重傳時間RTO

加權(quán)平均的RTTd

3、選擇確認SACK

左邊界指出字節(jié)塊的第一個字節(jié)的序號，但右邊界減1才是字節(jié)塊的最后一個序號

六、TCP的擁塞控制

1、TCP的擁塞控制算法：

慢開始

擁塞避免

TCP擁塞窗口cwnd在擁塞控制的變化情況 P243圖5-25

快重傳

快恢復

第六章、應用層

一、域名系統(tǒng)DNS

1、域名系統(tǒng)DNS：

域名系統(tǒng)時互聯(lián)網(wǎng)使用的命名系統(tǒng)，用來把便于人們使用的機器名字轉(zhuǎn)換為IP地址。

2、域名結(jié)構(gòu)：

頂級域名：

（1）國家頂級域名nTLD：（ccTLD）

（2）通用頂級域名gTLD：共20個

最先確定的：

com,net,org,int,edu,gov,mil

后面增加的：

aero,asia,biz,cat,coop,info,jobs,mobi,museum,name,pro,tel,travel

（3）基礎結(jié)構(gòu)域名arpa

二級域名：

我國把二級域名劃分為“類別域名”（7個）和“行政區(qū)域名”（34個）

二、 文件傳送協(xié)議：

1、FTP概述：

文件傳送協(xié)議FTP是互聯(lián)網(wǎng)上使用得最廣泛的文件傳送協(xié)議l提供交互式的訪問，允許客戶指明文件的類型與格式，并允許文件具有存取權(quán)限。

屏蔽了各計算機系統(tǒng)的細節(jié)，因而適合于在異構(gòu)網(wǎng)絡中任意計算機之間傳送文件。

是文件共享協(xié)議的一個大類。

2、文件共享協(xié)議

文件傳送協(xié)議：FTP， TFTP 等。

復制整個文件。對文件副本進行訪問。

若要存取一個文件，就必須先獲得一個本地文件副本。

若要修改文件，只能對文件副本進行修改，然后再將修改后的文件副本傳回到原節(jié)點。

聯(lián)機訪問 (on-line access) 協(xié)議：NFS 等。

允許同時對一個文件進行存取。

遠地共享文件訪問，如同對本地文件的訪問一樣。

透明存取，不需要對該應用程序作明顯的改動。

由操作系統(tǒng)負責。

3、網(wǎng)絡環(huán)境下復制文件的復雜性：

計算機存儲數(shù)據(jù)的格式不同。

文件的目錄結(jié)構(gòu)和文件命名的規(guī)定不同。

對于相同的文件存取功能，操作系統(tǒng)使用的命令不同。

訪問控制方法不同。

4、簡單文件傳送協(xié)議TFTP

TFTP (Trivial File Transfer Protocol) 是一個很小且易于實現(xiàn)的文件傳送協(xié)議。

使用客戶服務器方式和使用 UDP 數(shù)據(jù)報，因此 TFTP 需要有自己的差錯改正措施。

只支持文件傳輸，不支持交互。

沒有龐大的命令集，沒有列目錄的功能，也不能對用戶進行身份鑒別。

優(yōu)點：

（1）可用于 UDP 環(huán)境；

（2）代碼所占的內(nèi)存較小。

特點：

每次傳送的數(shù)據(jù)報文中有 512 字節(jié)的數(shù)據(jù)，但最后一次可不足 512 字節(jié)。

數(shù)據(jù)報文按序編號，從 1 開始。

支持 ASCII 碼或二進制傳送。

可對文件進行讀或?qū)憽?/p>

使用很簡單的首部。

三、遠程終端協(xié)議TELNET

1、TELNTET概述（終端仿真協(xié)議）

是一個簡單的遠程終端協(xié)議，是互聯(lián)網(wǎng)的正式標準。

允許用戶在其所在地通過 TCP 連接注冊（即登錄）到遠地的另一個主機上（使用主機名或 IP 地址）。

能將用戶的擊鍵傳到遠地主機，同時也能將遠地主機的輸出通過 TCP 連接返回到用戶屏幕。

服務是透明的。 客戶服務器模式

四、萬維網(wǎng)WWW

1、萬維網(wǎng)概述

萬維網(wǎng)是一個大規(guī)模的、聯(lián)機式的信息儲藏所。

萬維網(wǎng)用鏈接的方法能非常方便地從互聯(lián)網(wǎng)上的一個站點訪問另一個站點，從而主動地按需獲取豐富的信息。

這種訪問方式稱為“鏈接”。

2、萬維網(wǎng)是分布式超媒體 (hypermedia) 系統(tǒng)

是超文本 (hypertext) 系統(tǒng)的擴充。

超文本：由多個信息源鏈接成。是萬維網(wǎng)的基礎。

超媒體與超文本的區(qū)別：

文檔內(nèi)容不同。

超文本文檔僅包含文本信息。

超媒體文檔還包含其他信息，如圖形、圖像、聲音、動畫，甚至活動視頻圖像等。

分布式系統(tǒng)：

信息分布在整個互聯(lián)網(wǎng)上。每臺主機上的文檔都獨立進行管理。

3、萬維網(wǎng)的工作方式

客戶程序向服務器程序發(fā)送請求，服務器程序向客戶程序送回客戶所要的萬維網(wǎng)文檔。

4、萬維網(wǎng)必須解決的問題

(1) 怎樣標志分布在整個互聯(lián)網(wǎng)上的萬維網(wǎng)文檔？

使用統(tǒng)一資源定位符 URL (Uniform Resource Locator) 。

使每一個文檔在整個互聯(lián)網(wǎng)的范圍內(nèi)具有唯一的標識符 URL。

(2) 用什么協(xié)議來實現(xiàn)萬維網(wǎng)上的各種鏈接？

使用超文本傳送協(xié)議 HTTP (HyperText Transfer Protocol)。

HTTP 是一個應用層協(xié)議，使用 TCP 連接進行可靠的傳送。

(3) 怎樣使不同作者創(chuàng)作的不同風格的萬維網(wǎng)文檔都能在互聯(lián)網(wǎng)上的各種主機上顯示出來，同時使用戶清楚地知道在什么地方存在著鏈接？

使用超文本標記語言 HTML (HyperText Markup Language) 。

(4) 怎樣使用戶能夠很方便地找到所需的信息？

使用各種的搜索工具（即搜索引擎）。

5、統(tǒng)一資源定位符URL

URL給資源的位置提供一種抽象的識別方式，并用這種方法給資源定位。

URL實際上就是在互聯(lián)網(wǎng)上的資源的地址

URL相當于一個文件名在網(wǎng)絡范圍擴展

URL的形式：

$$
<協(xié)議>://<主機>:<端口>/<路徑>
$$

6、資源：

資源指在互聯(lián)網(wǎng)上可以被訪問的任何對象，包括文件目錄、文件、文檔、圖像、聲音等

7、超文本傳送協(xié)議HTTP

HTTP是面向事務的應用層協(xié)議。

使用 TCP 連接進行可靠的傳送。

定義了瀏覽器與萬維網(wǎng)服務器通信的格式和規(guī)則。

是萬維網(wǎng)上能夠可靠地交換文件（包括文本、聲音、圖像等各種多媒體文件）的重要基礎。

HTTP 是無狀態(tài)的，簡化了服務器的設計，使服務器更容易支持大量并發(fā)的 HTTP 請求。

8、HTTP報文結(jié)構(gòu)：

兩類報文：

請求報文：從客戶向服務器的請求。

響應報文：從服務器到客戶的回答。

三個組成部分：

開始行：用于區(qū)分是請求報文還是響應報文。

首部行：說明瀏覽器、服務器或報文主體的一些信息。可以有多行，也可以不使用。

實體主體：請求報文中一般不用，響應報文中也可能沒有該字段。

9、萬維網(wǎng)的文檔

超文本標記語言：

靜態(tài)萬維網(wǎng)文檔

動態(tài)萬維網(wǎng)文檔

活動萬維網(wǎng)文檔

10、萬維網(wǎng)的信息檢索系統(tǒng)

兩大類搜索引擎：

全文檢索搜索引擎

分類目錄搜索引擎

五、電子郵件

1、使用協(xié)議：

SMTP郵件發(fā)送協(xié)議

POP3郵件讀取協(xié)議

六、動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP

1、協(xié)議配置

在協(xié)議軟件上給這些參數(shù)賦值的動作叫做協(xié)議配置。

一個協(xié)議軟件在使用之前必須是已經(jīng)正確配置的

2、協(xié)議配置需要配置的項目：

IP地址

子網(wǎng)掩碼

默認路由器IP地址

域名服務器IP地址

3、端口：

DHCP客戶使用的UDP端口是68

DHCP服務器使用的UDP端口是67

4、DHCP 中繼代理

每個網(wǎng)絡上都需要有 DHCP 服務器嗎？

不需要，因為會使 DHCP 服務器的數(shù)量太多。

若沒有 DHCP 服務器，如何自動獲得地址？

每一個網(wǎng)絡至少有一個 DHCP 中繼代理，它配置了 DHCP 服務器的 IP 地址信息。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-492230.html

到了這里，關于計算機網(wǎng)絡（第8版）期末復習的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！