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期末网络原理复习（前六章）

作者：互联网

第一章

1.计算机网络的定义，主要功能？

通过通信线路和网络设备将地理位置不同、具有自主处理能力的多台计算机互联起来，以功能完善的通信协议和其它网络软件实现资源共享和信息传递的系统集合。

计算机网络的基本功能是资源共享和数据通信。

  1. 计算机网络的4个发展阶段
  1. 以单台主机为中心的远程联机阶段
  2. 计算机之间的联机阶段
  3. 标准化体系结构的计算机网络阶段
  4. 高速网络和Internet高速发展与应用阶段
  1. 计算机网络的基本构件：结点与链路
  2. 网络互连与网络云的基本概念

网络通过路由器以及其它网络互连设备连成一个更大的网络，这种连接方式称为网络互连，更大的网络就称为互联网。

网络抽象地用一朵云来表示，这就是网络云，一个网络云通常采用同一种技术，并属于某一个组织和企业事业单位。

  1. 计算机网络的分类：PAN（个人区域网）、LAN （局域网）、MAN（城域网）、WAN（广域网）。
  2. Internet的组成，各组成部分的主要任务。

Internet分成两个部分：边缘部分和核心部分。

  1. Internet边缘：主要任务是进行数据处理并提供资源共享。
  2. Internet核心：主要任务是提供连通性并实现信息传递。

Internet边缘

两个端系统之间的通信通常可以划分为客户/服务器工作方式（C/S）【一方请求服务，一方提供服务】和对等工作方式（P2P）【具有相同的功能，运行对等的程序的计算机之间的通信。】两类。

Internet核心

核心部件是路由器，常用的交换技术有电路交换和分组交换。【路由器采用的是分组交换技术。】

电路交换：存在于电话网中。电路交换的优点是一旦电路建立后，可实现可靠通信。缺点：电路交换不适合传输计算机数据。

分组交换：分组交换技术主要用于计算机网络，这种方式在通信之间不需要建立连接，也不需要预先分配资源。

优点：分组交换可以有效应对发送数据的突发性和随机性，提高线路利用率。

缺点：分组在各路由器存储转发时需要被存储和排队，造成一定的时延，对实时通信有一定的影响。

  1. 端和端的通信方式：C/S和P2P；
  2. 数据交换技术：电路交换和分组交换。
  3. Internet的结构：ISP,IXP,IETF,IRTF,ITU,IEEE;Internet的标准化过程。

ISP按照覆盖面积可以分为主干ISP、区域ISP【区域ISP之间还可以通过IXP’互网络交换点’实现互连】和本地ISP三个层次。

IETF：Internet工程任务组是由许多工作组组成的论坛，具体工作由Internet工程指导小组管理。

IRTF：Internet研究任务组是一个对一些长期的互联网问题进行讨论研究的组织。

ITU：国际电信联盟是联合国的一个重要专门机构，简称“国际电联”或“电联”。

IEEE：电气和电子工程师协会是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，是目前全球最大的非盈利专业技术学会。

Internet的标准化过程：（1）Internet草案 （2）建议标准 （3）Internet标准

带宽：指的是信道所支持的最高频率与最低频率之差，单位为赫兹（HZ）。

吞吐量：吞吐量表示单位时间内通过某个信道或接口的实际数据量，单位是b/s或frame/s或者packet/s。

时延：时延是指一个数据块从网络的一端传送到另一端所需要的时间。时延由发送时延，传播时延，转发时延三个部分组成。

发送时延：发送时延=数据块长度（b）/数据传输速率（b/s）

传播时延：传播时延=信道长度（m）/电磁波在信道中的传播速率（m/s）

转发时延：转发时延可能产生1.排队时延  2.处理时延   总时延=转发时延+传播时延+发送时延。

时延带宽积：时延带宽积=传播时延*带宽

误码率：误码率表示计算机网络和数据通信系统的可靠性，它是统计指标，指传输比特出错的概率，即一段时间内，传输出错的比特数与传输的总比特数的比值，即：

误码率=出错的比特数/传输的总比特数

丢包率：丢包率=丢失的分组数/传输的总分组数

协议：数据总的数据交换而建立的规则、标准或规约称为网络协议，简称协议。

协议由语法，语义，和定时三个要素组成。

分层：将一件复杂的事情分解给不同的人或部门共同完成的方法称为分层。

分层的优点：（1）各层次之间相互独立，每一层次不需要知道下一层是如何实现的，只需知道下一层提供了什么服务。

（2）灵活性好，由于各层独立，则各层功能的实现就可以非常灵活。

（3）易于实现、维护和升级，还是因为各层的独立性，每一层的实现与升级不影响其他层，有利于模块化实现和维护。

（4）有利于标准化工作，由于每层只需要完成它该负责的工作，而且这些工作是具体的，因此就可以将这些工作内容和流程标准化。

三种体系结构

  1. OSI体系结构（由低到高）：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。
  2. TCP/IP体系结构：网络接口层，网际层，运输层，应用层。
  3. 5层体系结构：物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层。

5层体系结构各层的功能：

应用层：提供面向用户的网络服务，负责管理和执行应用程序，为用户提供各种服务，管理和分配网络资源，提供一致和方便的服务。

运输层：负责进程间的通信，为两个应用进程之间提供端到端的数据传输服务。

网络层：网络层的功能属于网络核心部分，其任务是实现网络互连与互通。

数据链路层：数据链路层负责建立、维护和释放两节点之间的数据链路，检测和校正物理层可能发生的差错。

物理层：为数据链路层提供透明的比特流传输服务。

第二章【码分复用一道题】

  1. 物理层考虑的是怎样才能在传输媒体上传输数据比特流

物理层协议定义了一些与传输媒体接口有关的特性，主要包括以下几个方面。

  1. 机械特性 （2）电气特性 （3）功能特性 （4）过程特性
  1. 基带信息经过编码和调制后才可以在传输媒体上传输

无论是数据还是信号，都可以是模拟的，也可以是数字的。所谓‘模拟的’就是随机连续变化的。而‘数字的’表示取值仅允许为有限的几个离散数值。

数字信号的基本单元称为码元，传播码元的速率为码元传输速率，也称波特率。

利用数字信号传输信息的通信系统称为数字通信系统。数字通信具有抗干扰能力强，传输差错可控，便于处理、变换和存储等优点。

信号分为基带信号和频带信号。

将数字数据通过数字信道传输称为基带传输。

数字数据通过模拟信道的传输称为频带传输。

  1. 香农定理：C=Wlog2（1+S/N）b/s

W为带宽，S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率。S/N称为信噪比，单位为分贝（dB），关系如下：信噪比=10log(10) S/N

例如S/N=1000，则10log(10)S/N=10log(10)1000=30dB

C为信道极限信息传输速率。一般就是计算C的结果【S/N已知，带宽已知】

香农公式的意义在于：只要信息传输速率低于信道的极限传输速率，就一定在某种办法来实现无差别的传输。

  1. 信道复用技术：FDM（Frequency频分复用）,TDM（Time时分复用）,WDM（wavelength波分复用）,CDMA（Code码分复用）。
  2. 数字传输系统SONET【同步光纤网】/SDH【同步数字序列】，STM-1（第一级同步传输模块，注：这里的-不是减号）=155.52Mbps
  3. 宽带接入技术：ADSL,HFC,FTTx

ADSL：非对称数字用户线路是使用电话线和ADSL modem连接到电话网，并通过电话网接入到Internet的一种宽带接入技术。

HFC：光纤同轴混合网是在目前覆盖面很广的CATV的基础上开发的一种居民宽带接入网，除可传送电视节目外，还能提供电话、数据和其它宽带交互型业务。

FTTx：光纤接入可以分为几种不同类型，统称为FTTx

  1. FTTH:（home）光纤到户
  2. FTTC：（curb）光纤到路边
  3. FTTB：（building）光纤到大楼
  4. FTTO：（office）光纤到办公室
  5. FTTF：（floor）光纤到楼层
  6. FTTZ：（zone）光纤到小区
  7. FTTD：（desk）光纤到桌面

第三章（PPP,CSMA/CD）

  1. 计算机主要性能指标：数据率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，误码率和丢包率。

数据率：数据传输速率是计算机网络中最重要的一个性能指标，简称数据率或者比特率，也就是人们常说的网速，是指每秒传输二进制数据的位数，单位为b/s，也常写成bps。

带宽：指的是信道所支持的最高频率与最低频率之差，单位为赫兹（HZ）。

吞吐量：吞吐量表示单位时间内通过某个信道或接口的实际数据量，单位是b/s或frame/s或者packet/s。

时延：时延是指一个数据块从网络的一端传送到另一端所需要的时间。时延由发送时延，传播时延，转发时延三个部分组成。

发送时延：发送时延=数据块长度（b）/数据传输速率（b/s）

传播时延：传播时延=信道长度（m）/电磁波在信道中的传播速率（m/s）

转发时延：转发时延可能产生1.排队时延  2.处理时延   总时延=转发时延+传播时延+发送时延。

时延带宽积：时延带宽积=传播时延*带宽

误码率：误码率表示计算机网络和数据通信系统的可靠性，它是统计指标，指传输比特出错的概率，即一段时间内，传输出错的比特数与传输的总比特数的比值，即：

误码率=出错的比特数/传输的总比特数

丢包率：丢包率=丢失的分组数/传输的总分组数

  1. 计算机网络的体系结构：协议，协议三要素，分层，分层的体系结构，OSI/RM和TCP/IP以及五层模型中各层的主要功能。

协议：数据总的数据交换而建立的规则、标准或规约称为网络协议，简称协议。

协议由语法，语义，和定时三个要素组成。

分层：将一件复杂的事情分解给不同的人或部门共同完成的方法称为分层。

分层的优点：（1）各层次之间相互独立，每一层次不需要知道下一层是如何实现的，只需知道下一层提供了什么服务。

（2）灵活性好，由于各层独立，则各层功能的实现就可以非常灵活。

（3）易于实现、维护和升级，还是因为各层的独立性，每一层的实现与升级不影响其他层，有利于模块化实现和维护。

（4）有利于标准化工作，由于每层只需要完成它该负责的工作，而且这些工作是具体的，因此就可以将这些工作内容和流程标准化。

三种体系结构

（1）OSI体系结构（由低到高）：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。

（2）TCP/IP体系结构：网络接口层，网际层，运输层，应用层。

（3）5层体系结构：物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层。

5层体系结构各层的功能：

应用层：提供面向用户的网络服务，负责管理和执行应用程序，为用户提供各种服务，管理和分配网络资源，提供一致和方便的服务。

运输层：负责进程间的通信，为两个应用进程之间提供端到端的数据传输服务。

网络层：网络层的功能属于网络核心部分，其任务是实现网络互连与互通。

数据链路层：数据链路层负责建立、维护和释放两节点之间的数据链路，检测和校正物理层可能发生的差错。

物理层：为数据链路层提供透明的比特流传输服务。

  1. 有导向传输媒体：双绞线，同轴电缆和光纤，各自的特点和应用

双绞线：它由两条相互绝缘的铜导线按照一定的密度绞合而成，绞合的目的是减少相邻导线之间的电磁干扰。

常用的双绞线分为5类，超5类和6类线三种，其中5类线用于家用局域网，传输速率100Mb/s.双绞线可分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。标准有（T568A和T568B）。

同轴电缆：同轴电缆具有很好的抗干扰性，广泛用于传输较高速率的数据。

同轴电缆可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。

光纤：光纤可分为单模和多模光纤两类。

多模光纤纤芯较粗，有多种角度入射光线，以全反射的方式传输。多模光纤比较便宜，传输距离在500m以内。

单模光纤纤芯较细，直线传播。单模光纤比较贵，传输距离远，性能更好。

光纤具有带宽高，传输远的特点，具有很强的抗干扰能力，不受电磁干扰或电源泄露的影响。

  1. 无导向传输媒体？应用？无线电，微波，卫星，红外线通信各自特点。

无线传输是靠电磁波穿过自由空间运载数据。

4种无线传输通信技术

  1. 无线电传输

无线电波位于电磁波频谱的1GHz以下，它易于产生，容易穿过建筑物，传播距离可以很远。

无线电波的发送和接收通过天线进行。无线电波的传输是全方向传播的。发射和接收装置无需对准。

无线电的特性与频率有关。无线电波易受到电磁的干扰。

  1. 微波通信

微波是沿着直线传播的，发射天线和接收天线必须精确对准。

地面微波通信是在地球表面建造微波塔进行中继的通信。传输距离短，需要用中继器放大信号。

微波通信由于基带宽，容量大，可用于各种电信业务的传送。

  1. 卫星通信

卫星通信的最大特点是覆盖范围大，通信距离远。全球赤道上分布3颗卫星，就能实现全球通信。

  1. 红外线通信

红外线由于相对有方向性，便宜，易制造，且不能穿透坚实物体等特性，被广泛应用于短距离通信。

  1. 数据链路层的三个任务：封装成帧，透明传输，差错检测

数据链路层提供的服务：（1）无确认的无连接服务 （2）有确认的无连接服务 （3）有确认的面向连接服务。

封装成帧主要有字节填充法（两端放置标志字节）和位填充法（两端用01111110作为开始和结束分解符）两种方法。

透明传输对应的是字节填充的透明传输【在标志字节前插入转义字符ESC】和位填充法的透明传输【每遇到5个连续的1，就自动填充一个0】

差错检测分为数据比特错误，帧丢失，帧重复，帧失序4种情形。

数据比特错误可分为单比特错误和突发性错误。

常用的冗余检错类型有奇偶校验，循环冗余校验和校验和三种类型。

 

  1. 数据链路层的两种信道
  1. 点到点的信道：采用PPP协议

PPP协议帧格式：如何封装成帧和差错检测

标志：当PPP用于异步传输时，采用字节填充法。

当PPP用于SONET/SDH链路的同步传输时，采用位填充法。

FCS：使用CRC（循环冗余校验）得到的CRC码。

PPP协议透明传输：字节填充和零比特填充

  1. 广播信道：采用CSMA/CD协议

局域网的两个标准：IEEE 802.3，DIX Ethernet V2

CSMA/CD协议的工作原理，退避算法

CSMA/CD（带冲突检测的载波监听多路访问）分为4个步骤：

  1. 任意结点在发送帧之前，必须先检测信道是否空闲
  2. 若信道忙，则按一定的策略监听。若信道空闲，则按照一定策略发送帧。
  3. 在发送过程中还要保持边发送边监听，如果在规定时间内未监测到错误，则表明发送成功。
  4. 如果监测到冲突，就立即停止发送。然后等待一段时间后重新发送帧。

二进制指数退避算法：当结点监测到冲突后，需要等待一段时间后再重新发送。等待时间的多少对网络的稳定工作有很大影响。特别是在负载很重的情况下，为了避免很多结点连续发生冲突，CSMA/CD采用二进制指数退避算法。当一个结点监测到冲突后，就执行该算法。

CSMA/CD网络的特点：（1）半双工传输方式 （2）共享信道带宽 （3）传输的不确定性 （4）无确认无连接服务。

以太网MAC帧格式：如何成帧，透明传输和差错检测

以太网的Mac帧结构：前同步码，flag，帧头，数据，帧尾【CRC校验】

Mac地址：在局域网中，硬件地址又称为物理地址，由于这种地址被封装在Mac帧中，所以人们习惯上称之为Mac地址。Mac地址固化在网络适配器的ROM中，用来标识该网络适配器。

Mac地址的类型：（1）单播地址 （2）多播地址 （3）广播地址

互联网互联（共享式与交换式以太网，高速以太网）

共享式以太网和交换式以太网的区别：中继器和集线器连接起来的局域网由于采用CSMA/CD协议，共享同一条信道。因此称为共享式以太网，这种网络安全性差，且网络带宽有限。

交换式以太网采用星状拓扑结构，不使用CSMA/CD协议，没有争用期，以全双工方式工作，但仍然采用以太网帧结构，保留最小帧长和最大帧长。

快速以太网：IEEE802.3u定为100BASE-T快速以太网的正式标准。100BASE-T使用集线器（半双工模式）或者交换机（全双工模式）形成星状结构，保持了与10Mb/s以太网同样的Mac子层。

10,100,1000,10000bps及以上速率以太网

均采用IEEE802.3的帧格式，最短帧长不变

10BASE-T只支持半双工（CSMA/CD）

100/1000Mbps支持半双工（CSMA/CD）

100/1000Mbps支持半双工（CSMA/CD）和全双工（不使用CSMA/CD）

10000Mbps及以上，仅支持全双工。

熟记PPP帧格式及填充方法

标志

地址

控制

协议

数据部分

FCS

标志

1B          1B         1B         2B          可变        2B          1B

PPP帧格式

当PPP用于异步传输时，采用字节填充法。

当PPP用于SONET/SDH链路的同步传输时，采用位填充法。

熟记MAC帧格式及名字段含义

前同步码

Flag

目的MAC地址

源MAC地址

类型

数据

FCS

7B          1B         6B          6B         2B          46~1500B     4B

MAC帧结构

前同步码：告知接收方有帧要到来，并使其与发送方的时序同步。

Flag：这是一个帧起始分界符

目的Mac地址：表示接收方的物理地址

源MAC地址：发送方物理地址

类型：标识上一层使用的协议类型。

数据：该字段长度可变，其内容是网络层协议分组。

FCS：采用CRC校验出来的CRC码。

在传统共享以太网(Ethernet)中,人们使用CSMA/CD来解决介质访问控制方法的问题,请简单描述CSMA/CD的工作原理

先听后发,边听边发,冲突停止,延迟重发

第四章

【ip地址，（5类），特殊，ip地址格式，子网划分，网际控制报文协议，路由选择协议。Mac地址，ip地址，内部网关协议，外部网关协议，ipv6（概念），ipv6和IPV4的过渡】

 

Internet提供了无连接的网络层服务，ATM网络提供了面向连接的网络层服务。

无连接服务

网络中传递的分组通常称为数据报，实现无连接服务的方法称为数据报方法。

面向连接服务

面向连接服务通过从源节点到目的节点的传输路径中建立一条虚电路实现，沿途路由器将该虚电路的电路号保存在内部表中。面向连接服务的方法称为虚电路方法。

网际协议IPV4

Internet网际层负责将分组从源主机传送到目的主机，提供无连接、不可靠但尽力而为的分组传送服务。

IP数据报格式

  1. 版本号
  2. 头部长度：ip头部最小长度为5*4=20B，最大值为15，就是头部最大长度为15*4=60B。
  3. 区分服务
  4. 总长度：总长度最大值65535B。
  5. 标识
  6. 标志
  7. 片偏移
  8. 生存时间
  9. 协议
  10. 头部校验和
  11. 源IP地址和目的IP地址
  12. 可选字段
  13. 填充
  14. 数据部分

IP地址与Mac地址

Mac地址是数据链路层和物理层使用的地址，是物理地址，或称硬件地址。

IP地址是网络层和以上各层使用的地址，由于IP地址是用软件实现的，因此是逻辑地址。

两种地址之间的区别：发送数据时，数据从应用层往下逐层传到物理层，最后再传送媒体上传输。使用IP地址的IP数据报一旦交给了数据链路层，就被当做数据被封装到MAC帧中。在MAC帧头部包含源节点和目的节点的MAC地址。MAC帧在物理层被转换成无结构的二进制流，最后以电磁或光信号的形式在传输媒体上传输。

连接在通信链路上的设备在收到从传输媒体传过来的电磁或光信号时时，网络适配器就将这些信号转换成二进制并提交给物理层，物理层将根据MAC帧的头部和尾部的定界功能提取出完整的MAC帧，数据链路层则根据MAC帧头部的目的MAC地址来决定收下或舍弃该帧。数据链路层只对帧进行管理，因此看不见封装在Mac帧中的ip地址。只有剥离出MAC帧的头部和尾部后，将剩下的ip数据报提交给网络层，网络层才能在ip数据报的头部找到源ip地址和目标ip地址。

在对等网络层的虚通信的两端均只能看到IP数据报。

在局域网的数据链路层间的虚通信两端只能看见Mac帧。

地址解析协议

获取目的Mac地址的这一过程称为地址解析，实现这一功能的协议为ARP（地址解析协议）。由于IP使用了ARP，因此，通常就把ARP划归到网络层，且工作在网络层的最下面。

ARP工作过程：（1）主机A查看自己的ARP缓存表中是否存在主机B对应的ARP表项。如果有，则主机A直接利用ARP缓存表项中主机B的Mac地址对IP进行分组进行帧封装。

（2）如果主机A的arp缓存表中没有关于主机B的ARP表项，则缓存该IP数据包，然后以广播方式发送一个ARP请求报文。

  1. 局域网内的所有主机都能收到该广播包，但只有主机B会对该请求作出响应。
  2. 主机A收到该arp响应报文后，将主机B的ip地址和Mac地址更新自己的arp缓存表中，同时将前面缓存的ip分组封装成帧，然后发送出去。

ARP是解决同一局域网内的主机或路由器ip地址到Mac地址的解析问题。

Ip地址的结构与分类

Ip地址分为ABCDE五个类别，ABC类ip地址是单播地址，是最常用的地址。D类地址用于多播，E类地址则保留给将来使用。

A类网络的ip地址范围为：0.0.0.0~127.255.255.255

B类网络的ip地址范围为：128.0.0.0~191.255.255.255

C类网络的ip地址范围为：192.0.0.0~223.255.255.255

D类网络的ip地址范围为：224.0.0.0~239.255.255.255

E类网络的ip地址范围为：240.0.0.0~255.255.255.255

有特殊用途的ip地址

网络号

主机号

用途

全0

全0

DHCP中表示本主机，只做源地址。默认路由中表示“不明确”的网络和主机

全0

Host-id

表示本网络中主机号位host-id的主机，只做源地址

全1

全1

只在本网络上进行有限广播（路由器不转发）

Net-id

全1

向net-id标准的网络中的所有主机进行广播，只做目的地址

127

任意值

只用于主机本地软件回环测试，网络中不会出现该地址

为何要划分子网：（1）ip地址空间的有效利用率低 （2）按类别分配ip地址会使网络性能变坏 （3）两级的ip地址不够灵活

如何划分子网：划分子网就是将本单位的物理网络划分成若干个子网，基本思路就是从ip地址的主机号中借用连续的若干位作为子网号，这样，两级的ip地址就变成了三级结构。

子网掩码：将ip地址中的网络号（包括类别位）和子网号字段全部用1表示，而主机号字段全部用0表示，结果就是子网掩码。

还有一个就是根据地址来判断能划分的子网数的题。

定长子网划分示例

假设某学院新建了2栋学生宿舍楼，现需为每间宿舍铺设网络，并假定将这2栋楼划分成4个子网，每个子网内的计算机数不超过510台，给定网络地址空间为172.16.0.0

  1. 首先可以确定172.16.0.0是一个B类网络地址（网络号16位，主机号16位），对应的默认掩码是255.255.0.0
  2. 确定从主机号中借多少位才能满足需求

使用公式2^n -2>=最大主机数（这里的n为主机号字段的位数）

因2^9 -2=510,于是主机号位数至少为9位，应向主机号借用16-9=7位作为子网号，这样可以划分2^7-2=126个子网，子网数和大主机数同时满足要求。

  1. 确定子网号的二进制取值范围为0000000~1111111

从126个子网中任选4个分配给新建的2栋宿舍楼即可满足要求，然后为每个子网中的主机分配相应的IP地址即可。

例如对子网网络地址为172.16.2.0的子网。可以分配的IP地址为172.16.2.1，

172.16.2.2，172.16.2.3，……172.16.3.1，……172.16.3.254共510个地址。

ICMP（什么是ICMP,ICMP的功能，ICMP的种类）

由于IP提供的是无连接的、不可靠的数据报服务，它没有差错控制和其他辅助机制。现在的问题是，当出现比如网络不通、主机不可达、路由不可用、网络超时等差错时应该如何通知源主机等问题，为了解决这些问题，提出了ICMP（网际控制报文协议），属于网络层协议，工作层次在IP之上。

ICMP报文分为差错报告报文和查询报文两大类。

ICMP要处理的差错（5类）：目的不可达，信源抑制，超时，参数问题，重定向。

ICMP查询报文（4种）：回声请求和应答，时间戳请求和应答，地址掩码请求和应答，路由器请求和通告。

IP数据报转发一道大题。

路由选择协议

两类路由选择协议

路由选择协议是分层次的，Internet分成许多较小的称为自治系统（AS）的网络，每个AS就是在统一管理的一组路由器组成的网络，它有一个全局管理的唯一的识别编号，这些路由器使用该AS内部选择协议和共同度量。

AS之间的路由选择称为域间路由选择，AS内部的路由选择称为域内路由选择。

两类路由选择协议：（1）内部网关协议【包括RIP,OSPF,IGRP,IS-IS等】（域内路由选择协议）

                 （2）外部网关协议（域间路由选择协议）【BGP-4】

IPV6：128位，可提供2^128个IP地址，IPV6也不保证数据报的可靠交付。

IPV6采用冒号分隔的十六进制数表示【每4位一组】

IPV6地址分类：（1）单播地址 （2）任意播地址 （3）多播地址

IPV4向IPV6过渡技术：（1）双协议栈技术 （2）隧道技术 （3）NAT-PT

虚拟专用网

  1. 内部网：指在公司内部和其它分支机构之间建立的VPN
  2. 远程访问：公司内部和驻外员工建立的VPN
  3. 外联网：公司和商业伙伴，客户之间的VPN。

 

第六章：域名，端口号【FTP,SMTP,POP3】

人们常用ASCII字符组成的域名来标识和访问网络中的主机。

DNS（domain name system 域名系统）使用UDP传输域名解析请求与相应报文，DNS服务器使用熟知端口53与客户进行通信。

格式：主机名.三级域名.二级域名.顶级域名

域名解析方式：迭代查询，递归查询。

FTP工作机制

FTP使用C/S模式，但他比较复杂，它在客户端和服务器之间建立两条TCP连接，其中一条TCP连接为数据连接，用于数据传输；另一条为控制连接，用于传输控制信息。

使用21端口用于控制连接，20端口用于数据连接。

FTP基本模型：客户端由用户界面，控制进程和数据传输进程三个部分组成。服务器端由控制进程和数据传输进程两个部分组成。控制连接作用于控制进程之间，而数据连接作用于数据传输进程之间。

FTP传输模式：（1）流模式 （2）块模式 （3）压缩模式

MIME（多用途互联网邮件扩展），MIME并没有取代SMTP，而只是对SMTP进行了拓展。

SMTP（简单邮件传输协议）：是一个基于TCP支持的，提供可靠电子邮件传输的应用层协议，主要用于传输系统之间的邮件信息传送。

SMTP监听邮件服务器的25号端口。

POP协议（post office protocol，邮局协议）：pop是TCP/IP协议簇中的一员，它建立在TCP连接之上，使用C/S模式，向用户提供对邮件服务器的远程访问服务，目前最常用的版本是POP3。POP3客户端与POP3服务器的110端口建立TCP连接。

WWW并不等同于Internet，也不是某一类型的计算机网络，它只是Internet所提供的服务之一，其实质是Internet中的一个大规模的提供海量信息存储和交互式超越媒体信息服务的分布式应用系统。

www使用了统一资源定位符（URL），使得每一个资源在Internet范围内都具有唯一的标识。

统一资源定位符（URL）是对Internet资源的位置和访问方法的一种简洁的表示，是Internet上资源的标准地址。

第五章

TCP,UDP（区别和联系）

（拥塞控制，建立连接），三四次握手。

UDP（用户数据报协议）：UDP是一种提供最少服务的轻量级运输层协议。UDP是无连接的，因此在通信之前不需要建立连接。UDP提供了一种不可靠的数据传输服务，它不保证报文一定能达到接收进程，而且报文到达接收进程的顺序也可能与发送时的顺序不同，这一点与IP协议是类似的。

TCP（传输控制协议）：TCP提供面向连接的，可靠数据传输和拥塞控制等服务。

常用保留端口

端口号

应用协议

使用tcp/udp

描述

20

Ftp,data

tcp

文件传输协议（数据连接）

21

Ftp,control

tcp

文件传输协议（控制连接）

23

telnet

tcp

终端网络

25

SMTP

TCP

简单邮件传输协议

53

NameServer

TCP/UDP

域名服务器端口

69

Tftp

Udp

简单文件传输协议

80

HTTP

Tcp

超文本传输协议

0~1023的端口为保留端口

1024~65536的端口为自由端口

TCP三次握手

第一次握手：客户端发送SYN置位的TCP报文请求建立连接，序号字段seq=X。Tcp规定，syn置位的TCP报文不能携带数据，要消耗一个序号。客户端TCP进程从CLOSED到SYN_SENT。

第二次握手：服务器端收到请求后，若同意连接，选择序号seq=Y，向客户端返回SYN和ACK均置位的确认报文，确认号ACK=X+1.服务器进入到SYN_RCVD状态。

第三次握手：客户端收到确认报文后表明TCP连接建立，TCP进程进入ESTABLISHED状态。客户端可以向服务器发送数据，但需要向服务器发出确认报文，报文可捎带在用户数据报文中发送给服务器端，序号seq=X+1，ACK=Y+1,标志位ACK置1。TCP规定，ACK置1的TCP确认报文可以携带数据，不携带数据的不消耗序号。

服务器端收到确认报文后，进入ESTABLISH状态，通知上层应用进程，TCP连接建立成功。

三次握手：第一次，客户端发送SYN置位的请求报文给服务器，seq=X。TCP规定，SYN置位的报文不能携带数据，要消耗一个序列。客户端由CLOSED到SYN_SENT.

第二次：服务器收到报文后，如确认接收，则SEQ=Y，返回SYN和ACK置位1的确认报文。ACK=X+1.服务器进入SYN_RCVD.

第三次：客户端收到确认报文后表明连接建立，客户端可以向服务器发送数据，但需要放确认报文，报文可以同数据一起发送，seq=x+1,ack=y+1,ACK置1.TCP规定，ACK置1的报文可以携带数据，不带数据不消耗序号。服务器和客户端都进入established状态，TCP连接成功。

TCP四次挥手

第一次挥手：客户端向其TCP进程发出释放报文，关闭TCP连接。TCP进程发送FIN报文给服务器，报文头部FIN置1，SEQ=u，TCP进程由ESTABLISH转为FIN_WAIT_1,并等待确认。

第二次挥手：服务器收到请求后，发送ACK置1，seq=v，确认号ack=u+1的确认报文给客户端，TCP进程由ESTABLISH转为CLOSE_WAIT。通知高层进程，TCP连接已经关闭。若还有数据要发给客户端，服务器可以继续发送，客户端也继续接收。

第三次挥手：服务器没有数据要发送了，通知TCP进程关闭TCP连接。服务器进程发送TCP报文给客户端，报文FIN和ACK均置位1，序号seq=w，确认号ack=u+1.服务器进程进入LAST_ACK状态。

第四次挥手：客户端发送ACK置1，seq=u+1，ack=w+1的报文后进入到TIME_WAIT状态，等待一段时间后自动关闭TCP连接，TCP进程状态转为CLOSED。服务器收到报文后关闭连接，状态也转入CLOSED.

第一次：（seq=u,等待确认） 第二次：（seq=v,ack=u+1）第三次：（seq=w,ack=u+1）

第四次：（seq=u+1,ack=w+1）

TCP拥塞控制

拥塞控制就是防止过多的数据注入网络，这样可以使网络中的路由器或链路不至于过载，从而减少拥塞的产生概率。拥塞控制是一个全局性的过程，它涉及网络中的所有路由器和主机，以及与降低网络传输性能有关的所有因素，拥塞控制所要做的就是使网络负载与网络承受能力相适应。

TCP拥塞控制策略：（1）慢启动与拥塞避免 （2）快重传和快恢复

 

 

 

 

 

 

 

 

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