計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)期末重點(diǎn)總結(jié)

第一章概述

【1】計(jì)算機(jī)網(wǎng)路提供的最重要的兩個(gè)功能：連通性和共享�！�2-3】網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、因特網(wǎng)的區(qū)別�！�3-6】因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)階段（了解）；第一個(gè)階段APRANET的特點(diǎn)（分組交換；里程碑等）

【8-15】因特網(wǎng)的組成：邊緣部分（如主機(jī)、服務(wù)器、打印機(jī)等）和核心部分（網(wǎng)絡(luò)、路由器、集線器等）；邊緣部分的通信方式（P2P和客戶服務(wù)器）；核心部分的三種通信方式（電路交換、報(bào)文交換、分組交換）；

【17-18】幾種不同類別的網(wǎng)絡(luò)：不同作用范圍的網(wǎng)絡(luò)、不同使用者的網(wǎng)絡(luò)、用來把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)（這三種參考書中17-18頁）；不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)：總線網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)（令牌網(wǎng)）、星形網(wǎng)（集中式；以太網(wǎng)）、樹形網(wǎng)等；（參考PPT）；【25】網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念以及三要素（語法、語義、同步）；【27-31】體系結(jié)構(gòu)（層、接口、服務(wù)）；正確理解協(xié)議（水平的）、服務(wù)（垂直的）、接口的概念；

第二章物理層

【36】物理層的基本概念、四大特性（機(jī)械特性、電氣特性、功能特性、過程特性）；【37】數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型（圖2-1），核心部分是傳輸系統(tǒng)【47-53】復(fù)用技術(shù)的種類，各種類的特點(diǎn)；書上的2.3\\2.5\\2.6節(jié)不做要求，只要了解即可。

第三章數(shù)據(jù)鏈路層

【64】數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有兩種類型：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道；廣播信道。【65-70】三個(gè)基本問題：封裝成幀（SOH\\EOT）、透明傳輸(字符填充)和差錯(cuò)檢測(cè)（CRC）差錯(cuò)檢驗(yàn)步驟：發(fā)送方：1.根據(jù)給定的函數(shù)，確定除數(shù)以及位數(shù)(n);2.被除數(shù)（即發(fā)送的數(shù)據(jù)后加上n-1個(gè)0）；3.被除數(shù)和除數(shù)”模2”運(yùn)算（模2運(yùn)算：不進(jìn)位不退位如1+1=00-1=1）得到余數(shù)和商;4.得發(fā)送數(shù)據(jù)：原發(fā)送的數(shù)據(jù)后補(bǔ)上余數(shù)）見書上68頁的例子；接收方：根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)同上述方法得到余數(shù)；如果余數(shù)為0，則表示傳送過程中沒有差錯(cuò)（幀無差錯(cuò)）；否則有錯(cuò)。

【73-74】字節(jié)填充/字符填充；零比特填充；

以下的各部分為了解，考試中不涉及（適配器、集線器、網(wǎng)橋、路由器）

【78-83】適配器的作用；CSMA/CD協(xié)議（曼徹斯特編碼；截?cái)喽�進(jìn)制指數(shù)退避等）；【84】集線器的特點(diǎn)（工作在物理層）；

【92-100】網(wǎng)橋的特點(diǎn)（工作在數(shù)據(jù)鏈路層）；VLAN（虛擬局域網(wǎng)）；路由器：工作在網(wǎng)絡(luò)層；子網(wǎng)間的路徑選擇問題；局域網(wǎng)中最重要的兩個(gè)層：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。課后習(xí)題：7、8、9、10

第四章網(wǎng)絡(luò)層

【108-117】網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)（虛電路服務(wù)與數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的對(duì)比）；分類的IP地址（ABCDE五類，每類的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)字段各為幾位，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址的范圍）根據(jù)這些可判斷出給定的IP地址屬于哪一類、是否是有效的IP地址等。

【128-135】劃分子網(wǎng)（三級(jí)IP地址）的結(jié)構(gòu)（注意，從主機(jī)號(hào)中借若干位來作為子網(wǎng)號(hào)，而不是從網(wǎng)絡(luò)號(hào)）；子網(wǎng)掩碼的作用（給定的IP地址和子網(wǎng)掩碼相與，可求得網(wǎng)絡(luò)地址，用于判斷給定的兩個(gè)或者多個(gè)IP地址是否屬于同一個(gè)網(wǎng)段，進(jìn)而判斷是否可以直接交付）；

【135-137】無分類編址CIDR（構(gòu)造超網(wǎng)）其余的部分作為了解。重點(diǎn)章節(jié)：4.2和4.3

第五章運(yùn)輸層

【205-212】擁塞的概念；幾種擁塞控制方法（慢啟動(dòng)/慢開始、擁塞避免、快重傳、快恢復(fù)）cwnd擁塞窗口、swnd發(fā)送窗口、rwnd接收窗口、ssthresh門限值

swnd=min{cwnd,rwnd}

慢開始：初始值為1，之后以2的倍速增大。如cwnd=124816…x擁塞避免：以1為等差的等差數(shù)列x+1x+2x+3…Cwndssthresh擁塞避免；出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，分為兩種情況：

1）收到ACK超時(shí)：cwnd=1248…ssthresh設(shè)置為原來發(fā)送窗口的一半；

2）收到三次重復(fù)的ACK應(yīng)答：cwnd不設(shè)置為1，而是設(shè)置為慢開始門限ssthresh減半后的數(shù)值，然后開始進(jìn)行擁塞避免算法。

（這部分是本章的重點(diǎn)，務(wù)必認(rèn)真看書研究下具體的算法）

其他需要掌握的部分：TCP和UDP各自的特點(diǎn)以及適用范圍；比如UDP適用于流媒體傳輸、聲頻、音頻（對(duì)速度有較高的要求的）；ACK應(yīng)答機(jī)制；

第六章應(yīng)用層

掌握各種應(yīng)用程序的熟知端口號(hào)：

【FTP】端口號(hào)：21命令（控制連接）20數(shù)據(jù)傳送（數(shù)據(jù)連接）（比較容易混淆，所以我的記憶方式是1（阿拉伯?dāng)?shù)字）可用i（英語字母）instruction指令來記憶）【TFTP】端口號(hào)：69；【TELNET】端口號(hào)：23；【HTTP】端口號(hào)：80；

【SMTP】simpleemailtransferprotocol簡單郵件傳輸協(xié)議，用于傳輸郵件，熟知端口號(hào)是25；

【POP3】郵件讀取協(xié)議，熟知端口號(hào)是110；【IMTP】郵件讀取協(xié)議，熟知端口號(hào)是135；

第七章網(wǎng)絡(luò)安全

【284】四種威脅（截獲、中斷、篡改、偽造）的概念以及屬于主動(dòng)攻擊還是被動(dòng)攻擊；【287】數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES屬于對(duì)稱密鑰密碼體制。對(duì)稱密鑰密碼體制，即加密密鑰與解密密鑰是相同的密碼體制。

【301-302】鏈路加密與端到端加密；【303-304】防火墻的功能（允許和阻止）；

第八章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)

【309】因特網(wǎng)提供的音頻/視頻服務(wù)分為三種類型：流式存儲(chǔ)音頻/視頻；流式實(shí)況音頻/視頻；交互式音頻/視頻；

【314】IP電話的通話質(zhì)量主要有兩個(gè)因素決定：通話雙方端到端的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)；話音分組的丟失率；

【324】服務(wù)質(zhì)量可用若干基本的性能指標(biāo)來描述，包括可用性、差錯(cuò)率、響應(yīng)時(shí)間、吞吐量、分組丟失率、連接建立時(shí)間、故障檢測(cè)和改正時(shí)間等。

擴(kuò)展閱讀：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)知識(shí)總結(jié)

第一章

一、現(xiàn)在最主要的三種網(wǎng)絡(luò)

電信網(wǎng)絡(luò)（電話網(wǎng)）有線電視網(wǎng)絡(luò)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(發(fā)展最快，信息時(shí)代的核心技術(shù))

二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬是指網(wǎng)絡(luò)可通過的最高數(shù)據(jù)率，即每秒多少比特。描述帶寬也常常把“比特/秒”省略。

例如，帶寬是10M，實(shí)際上是10Mb/s。注意：這里的M是106。

三、對(duì)寬帶傳輸?shù)腻e(cuò)誤概念

在網(wǎng)絡(luò)中有兩種不同的速率：

信號(hào)（即電磁波）在傳輸媒體上的傳播速率（米/秒，或公里/秒）計(jì)算機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率（比特/秒）,也叫傳輸速率。這兩種速率的意義和單位完全不同。

寬帶傳輸：計(jì)算機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率較高。寬帶線路：每秒有更多比特從計(jì)算機(jī)注入到線路。寬帶線路和窄帶線路上比特的傳播速率是一樣的。

早期的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用電路交換，新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用分組交換的、基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式。分組交換：

在發(fā)送端把要發(fā)送的報(bào)文分隔為較短的數(shù)據(jù)塊

每個(gè)塊增加帶有控制信息的首部構(gòu)成分組（包）依次把各分組發(fā)送到接收端

接收端剝?nèi)ナ撞�，抽出�?shù)據(jù)部分，還原成報(bào)文

IP網(wǎng)絡(luò)的重要特點(diǎn)

每一個(gè)分組獨(dú)立選擇路由。

發(fā)往同一個(gè)目的地的分組，后發(fā)送的有可能先收到（即可能不按順序接收）。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的通信量過大時(shí)，路由器就來不及處理分組，于是要丟棄一些分組。因此，IP網(wǎng)絡(luò)不保證分組的可靠地交付。

IP網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)被稱為：

盡最大努力服務(wù)(besteffortservice)

四、最重要的兩個(gè)協(xié)議：IP和TCP

TCP協(xié)議保證了應(yīng)用程序之間的可靠通信,IP協(xié)議控制分組在因特網(wǎng)的傳輸,但因特網(wǎng)不保證可靠交付.

在TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議使用的是客戶服務(wù)器方式。

客戶(client)和服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程。客戶服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。

當(dāng)A進(jìn)程需要B進(jìn)程的服務(wù)時(shí)就主動(dòng)呼叫B進(jìn)程，在這種情況下，A是客戶而B是服務(wù)器。可能在下一次通信中，B需要A的服務(wù)，此時(shí)，B是客戶而A是服務(wù)器。

注意：

1st

使用計(jì)算機(jī)的人是“用戶”(user)而不是“客戶”(client)。客戶和服務(wù)器都指的是進(jìn)程，即計(jì)算機(jī)軟件。

由于運(yùn)行服務(wù)器進(jìn)程的機(jī)器往往有許多特殊的要求，因此人們經(jīng)常將主要運(yùn)行服務(wù)器進(jìn)程的例如，“這臺(tái)機(jī)器是服務(wù)器�！币馑际牵骸斑@臺(tái)機(jī)器（硬件）主要是用來運(yùn)行服務(wù)器進(jìn)程（軟件）。”

機(jī)器（硬件）不嚴(yán)格地稱為服務(wù)器。

因此，服務(wù)器(server)一詞有時(shí)指的是軟件，但也有時(shí)指的是硬件。

五、總結(jié)

因特網(wǎng)(Internet)是世界范圍的、互連起來的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它使用TCP/IP協(xié)議族，并且它的前身是美

國阿帕網(wǎng)ARPANET。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬是網(wǎng)絡(luò)可通過的最高數(shù)據(jù)率。

因特網(wǎng)使用基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換，并使用IP協(xié)議傳送IP分組。

路由器把許多網(wǎng)絡(luò)互連起來，構(gòu)成了互連網(wǎng)。路由器收到分組后，根據(jù)路由表查找出下一跳路由器的地址，然后轉(zhuǎn)發(fā)分組。

路由器根據(jù)與其他路由器交換的路由信息構(gòu)造出自己的路由表。IP網(wǎng)絡(luò)提供盡最大努力服務(wù)，不保證可靠交付。

TCP協(xié)議保證計(jì)算機(jī)程序之間的、端到端的可靠交付。

在TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議使用的是客戶服務(wù)器方式�？蛻艉头�務(wù)器都是進(jìn)程（即軟件）�？蛻羰欠�務(wù)請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。服務(wù)器有時(shí)也指“運(yùn)行服務(wù)器軟件”的機(jī)器。

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一、因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP(InternetServiceProvider)

根據(jù)提供服務(wù)的覆蓋面積大小以及所擁有的IP地址數(shù)目的不同，ISP也分成為不同的層次。

二、兩種通信方式

在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中運(yùn)行的程序之間的通信方式通�？蓜澐譃閮纱箢悾篊/S方式和P2P方式（Peer-to-Peer，對(duì)等方式）。

三、因特網(wǎng)的核心部分

網(wǎng)絡(luò)核心部分是因特網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。

網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機(jī)提供連通性，使邊緣部分中的任何一個(gè)主機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。

因特網(wǎng)的核心部分是由許多網(wǎng)絡(luò)和把它們互連起來的路由器組成，而主機(jī)處在因特網(wǎng)的邊緣部分。在因特網(wǎng)核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連接，而在網(wǎng)絡(luò)邊緣的主機(jī)接入到核心部分則通常以相對(duì)較低速率的鏈路相連接。

主機(jī)的用途是為用戶進(jìn)行信息處理的，并且可以和其他主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)交換信息。路由器的用途則是用來轉(zhuǎn)發(fā)分組的，即進(jìn)行分組交換的。

在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特殊作用的是路由器(router)。

路由器是實(shí)現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。

2nd

四、電路交換

電路交換必定是面向連接的。

電路交換的三個(gè)階段：建立連接、通信、釋放連接。

五、網(wǎng)絡(luò)的分類

不同作用范圍的網(wǎng)絡(luò)

廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN(PersonalAreaNetwork)

從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類公用網(wǎng)(publicnetwork)專用網(wǎng)(privatenetwork)

用來把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)

接入網(wǎng)AN(AccessNetwork)，它又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。

注：由ISP提供的接入網(wǎng)只是起到讓用戶能夠與因特網(wǎng)連接的“橋梁”作用。

六、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)速率帶寬吞吐量

時(shí)延(delay或latency)

傳輸時(shí)延（發(fā)送時(shí)延)從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起，到該幀的最后一個(gè)比特發(fā)送完

畢所需的時(shí)間。

傳播時(shí)延電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。

注：信號(hào)傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號(hào)在信道上的傳播速率是完全不同的概念。處理時(shí)延交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。排隊(duì)時(shí)延結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延�？倳r(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延+處理時(shí)延

時(shí)延帶寬積

利用率分為信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率。

信道利用率某信道有百分之幾的時(shí)間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。網(wǎng)絡(luò)利用率全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。注：信道利用率并非越高越好。

七、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol)(必考)

3rd

簡稱為協(xié)議，是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。其組成要素有以下三點(diǎn)：

語法數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。

語義需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。同步事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。

八、八、實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點(diǎn)(必考)

實(shí)體(entity)表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。

在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是透明的。

協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則。服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過層間接口提供的。

同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互的地方，稱為服務(wù)訪問點(diǎn)SAP(ServiceAccessPoint)。

九、TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)

路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)最高只用到網(wǎng)絡(luò)層，而沒有使用運(yùn)輸層和應(yīng)用層。

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第一章習(xí)題p333、10、19、20、21、22、24

第二章物理層

一、物理層的基本概念

4th

物理層的主要任務(wù)是確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：

機(jī)械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。電氣特性指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。過程特性指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。

二、幾個(gè)術(shù)語

數(shù)據(jù)(data)運(yùn)送消息的實(shí)體。

信號(hào)(signal)數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。

“模擬的”(analogous)代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的�！皵�(shù)字的”(digital)代表消息的參數(shù)的取值是離散的。

碼元(code)在使用時(shí)間域（或簡稱為時(shí)域）的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí)，代表不同離散數(shù)值的基

本波形。

三、有關(guān)信號(hào)的幾個(gè)基本概念

單向通信（單工通信）只能有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。

雙向交替通信（半雙工通信）通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送(當(dāng)然也

就不能同時(shí)接收)。

雙向同時(shí)通信（全雙工通信）通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。

四、基帶信號(hào)和調(diào)制

基帶信號(hào)往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。為了解決這一問題，就必須對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制(modulation)。

最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種：

調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)相(PM):載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。五、導(dǎo)向傳輸媒體

雙絞線、同軸電纜、光纜。

六、信道復(fù)用技術(shù)

復(fù)用(multiplexing)是通信技術(shù)中的基本概念。

復(fù)用技術(shù)的分類：

5th

頻分復(fù)用FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)時(shí)分復(fù)用TDM(TimeDivisionMultiplexing)波分復(fù)用WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)碼分復(fù)用CDM(CodeDivisionMultiplexing)

常用的名詞是碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會(huì)造成干擾。

這種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。每一個(gè)比特時(shí)間劃分為m個(gè)短的間隔，稱為碼片(chip)。

碼片序列(chipsequence)

每個(gè)站被指派一個(gè)唯一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的mbit碼片序列。如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)制反碼。例如，S站的8bit碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時(shí)，就發(fā)送序列00011011，發(fā)送比特0時(shí)，就發(fā)送序列11100100。

每個(gè)站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。兩個(gè)不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規(guī)格化內(nèi)積(innerproduct)都是0：

ST

STmii11mi0

任何一個(gè)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(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是1。

九、CDMA的工作原理(必考)

第2章習(xí)題P611、2、7、8、14、16

============================================================

6th

第3章數(shù)據(jù)鏈路層

一、數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道分類

數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道：這種信道使用一對(duì)一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。

廣播信道：這種信道使用一對(duì)多的廣播通信方式，因此過程比較復(fù)雜。

二、各層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位

網(wǎng)絡(luò)層：IP數(shù)據(jù)報(bào)（或IP分組）數(shù)據(jù)鏈路層：幀物理層：比特

三、數(shù)據(jù)鏈路層傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的三個(gè)基本問題

(1)封裝成幀(framing)在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，然后就構(gòu)成了一個(gè)幀。首部

和尾部的一個(gè)重要作用就是進(jìn)行幀定界。

(2)透明傳輸(3)差錯(cuò)控制

四、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP(Point-to-PointProtocol)

現(xiàn)在全世界使用得最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP。用戶使用撥號(hào)電話線接入因特網(wǎng)時(shí)，一般都是使用PPP協(xié)議。1.PPP協(xié)議應(yīng)滿足的需求

簡單這是首要的要求封裝成幀透明性

多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議多種類型鏈路差錯(cuò)檢測(cè)檢測(cè)連接狀態(tài)最大傳送單元網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商

7th

數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商

2.PPP協(xié)議不需要的功能

糾錯(cuò)(只需要檢測(cè)有無錯(cuò)，而不需糾錯(cuò))流量控制序號(hào)多點(diǎn)線路

半雙工或單工鏈路

3.PPP協(xié)議有三個(gè)組成部分

1)一個(gè)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法。2)鏈路控制協(xié)議LCP(LinkControlProtocol)。3)網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP(NetworkControlProtocol)。4.PPP協(xié)議之不使用序號(hào)和確認(rèn)機(jī)制.

五、媒體共享技術(shù)

1.靜態(tài)劃分信道

1)頻分復(fù)用2)時(shí)分復(fù)用3)波分復(fù)用4)碼分復(fù)用

2.動(dòng)態(tài)媒體接入控制（多點(diǎn)接入）

1)隨機(jī)接入

2)受控接入，如多點(diǎn)線路探詢(polling)，或輪詢。

六、以太網(wǎng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

DIXEthernetV2標(biāo)準(zhǔn)與IEEE的802.3標(biāo)準(zhǔn)只有很小的差別，因此可以將802.3局域網(wǎng)簡稱為“以太網(wǎng)”。

七、數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層

邏輯鏈路控制LLC(LogicalLinkControl)子層媒體接入控制MAC(MediumAccessControl)子層。

8th

八、以太網(wǎng)提供的服務(wù)

以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。

當(dāng)目的站收到有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀時(shí)就丟棄此幀，其他什么也不做。差錯(cuò)的糾正由高層來決定。如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了一些數(shù)據(jù)而進(jìn)行重傳，但以太網(wǎng)并不知道這是一個(gè)重傳的幀，而是當(dāng)作一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀來發(fā)送。

以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用曼徹斯特(Manchester)編碼。

十、載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）(必考)

CSMA/CD表示CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection�！岸帱c(diǎn)接入”表示許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上。

“載波監(jiān)聽”是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，

如果

有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。

總線上并沒有什么“載波”。因此，“載波監(jiān)聽”就是用電子技術(shù)檢測(cè)總線上有沒有其他計(jì)算機(jī)

發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。

“沖突檢測(cè)”就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小。

當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線上的信號(hào)電壓擺動(dòng)值將會(huì)增大（互相疊加）。

當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)到的信號(hào)電壓擺動(dòng)值超過一定的門限值時(shí)，就認(rèn)為總線上至少有兩個(gè)站同時(shí)在發(fā)送

數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了沖突。

檢測(cè)到碰撞后

在發(fā)生碰撞時(shí)，總線上傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生了嚴(yán)重的失真，無法從中恢復(fù)出有用的信息來。每一個(gè)正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了碰撞，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)

資源，然后等待一段隨機(jī)時(shí)間后再次發(fā)送。重要特性

使用CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信（半雙工通信）。每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。

這種發(fā)送的不確定性使整個(gè)以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。

十、以太網(wǎng)的MAC層

1、48位的MAC地址

在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址，或MAC地址，共48位，其前3個(gè)字節(jié)（即高24位）用于標(biāo)識(shí)不同的生產(chǎn)廠家，后3個(gè)字節(jié)（即低24位）由廠家自行指派，用于標(biāo)識(shí)產(chǎn)品號(hào)。

9th

2、從網(wǎng)絡(luò)上發(fā)往本站的幀分為以下3種:

1)單播(unicast)幀（一對(duì)一）2)廣播(broadcast)幀（一對(duì)全體）3)多播(multicast)幀（一對(duì)多）3、MAC幀的格式

常用的以太網(wǎng)MAC幀格式有兩種標(biāo)準(zhǔn)：1)DIXEthernetV2標(biāo)準(zhǔn)2)IEEE的802.3標(biāo)準(zhǔn)

最常用的MAC幀是以太網(wǎng)V2的格式,如下：

4、幀間最小間隔

幀間最小間隔為9.6s，相當(dāng)于96bit的發(fā)送時(shí)間。

一個(gè)站在檢測(cè)到總線開始空閑后，還要等待9.6s才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。

這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據(jù)幀的站的接收緩存來得及清理，做好接收下一幀的準(zhǔn)備。

5、多接口網(wǎng)橋以太網(wǎng)交換機(jī)

以太網(wǎng)交換機(jī)通常都有十幾個(gè)接口。因此，以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)多接口的網(wǎng)橋，可見交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層。

10th

以太網(wǎng)交換機(jī)的每個(gè)接口都直接與主機(jī)相連，并且一般都工作在全雙工方式。

交換機(jī)能同時(shí)連通許多對(duì)的接口，使每一對(duì)相互通信的主機(jī)都能像獨(dú)占通信媒體那樣，進(jìn)行

無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。

以太網(wǎng)交換機(jī)由于使用了專用的交換結(jié)構(gòu)芯片，其交換速率就較高。

十一、虛擬局域網(wǎng)

虛擬局域網(wǎng)VLAN是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組。

這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。

每一個(gè)VLAN的幀都有一個(gè)明確的標(biāo)識(shí)符，指明發(fā)送這個(gè)幀的工作站是屬于哪一個(gè)VLAN。

虛擬局域網(wǎng)其實(shí)只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務(wù)，而并不是一種新型局域網(wǎng)。虛擬局域網(wǎng)限制了接收廣播信息的工作站數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)不會(huì)因傳播過多的廣播信息(即“廣播風(fēng)暴”)而引起性能惡化。

虛擬局域網(wǎng)協(xié)議允許在以太網(wǎng)的幀格式中插入一個(gè)4字節(jié)的標(biāo)識(shí)符，稱為VLAN標(biāo)記(tag)，用來指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。第3章習(xí)題P1057、9、10、20、22、32第4章網(wǎng)絡(luò)層

十二、網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)（必考）

網(wǎng)絡(luò)層提供兩種類型的的服務(wù)，即：虛電路服務(wù)和數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。面向連接的通信方式

建立虛電路(VirtualCircuit)，以保證雙方通信所需的一切網(wǎng)絡(luò)資源。

圖示虛電路服務(wù)

虛電路表示這只是一條邏輯上的連接，分組都沿著這條邏輯連接按照存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式傳送，而并不是真正建立了一條物理連接。

請(qǐng)注意，電路交換的電話通信是先建立了一條真正的連接。因此分組交換的

11th

虛連接和電路交換的連接只是類似，但并不完全一樣。

如果再使用可靠傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就可使所發(fā)送的分組無差錯(cuò)按序到達(dá)終點(diǎn)。無連接的通信方式

網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。

圖示數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)

十三、網(wǎng)際協(xié)議IP

網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP/IP體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一。與IP協(xié)議配套使用的還有四個(gè)協(xié)議：地址解析協(xié)議ARP(AddressResolutionProtocol)

逆地址解析協(xié)議RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP(InternetControlMessageProtocol)

注：ICMP不是高層協(xié)議，而是IP層的協(xié)議。

網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP(InternetGroupManagementProtocol)

十四、網(wǎng)際層的IP協(xié)議及配套協(xié)議

注：ICMP網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議

12th

十五、網(wǎng)絡(luò)互相連接起來要使用一些中間設(shè)備

中間設(shè)備又稱為中間系統(tǒng)或中繼(relay)系統(tǒng)。

物理層中繼系統(tǒng)：轉(zhuǎn)發(fā)器(repeater)、中繼器。

數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋或橋接器(bridge)。網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)：路由器(router)。

網(wǎng)橋和路由器的混合物：橋路器(brouter)。網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān)(gateway)。

十六、網(wǎng)絡(luò)互連使用路由器

當(dāng)中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋時(shí)，一般并不稱之為網(wǎng)絡(luò)互連，因?yàn)檫@僅僅是把一個(gè)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大了，而這仍然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)由于比較復(fù)雜，目前使用得較少。

互聯(lián)網(wǎng)都是指用路由器進(jìn)行互連的網(wǎng)絡(luò)。

由于歷史的原因，許多有關(guān)TCP/IP的文獻(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)層使用的路由器稱為網(wǎng)關(guān)。

路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的IP地址。

路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的IP地址。

十七、分類IP地址（必考）

每一類地址都由兩個(gè)固定長度的字段組成，其中一個(gè)字段是網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id，它標(biāo)志主機(jī)（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)，而另一個(gè)字段則是主機(jī)號(hào)host-id，它標(biāo)志該主機(jī)（或路由器）。

兩級(jí)的IP地址可以記為：IP地址::={,}，::=代表“定義為”

IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段

常用的三種類別的IP地址

13th

IP地址的一些重要特點(diǎn)

(1)IP地址是一種分等級(jí)的地址結(jié)構(gòu)

(2)實(shí)際上IP地址是標(biāo)志一個(gè)主機(jī)（或路由器）和一條鏈路的接口。

當(dāng)一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，該主機(jī)就必須同時(shí)具有兩個(gè)相應(yīng)的IP地址，其網(wǎng)絡(luò)

號(hào)net-id必須是不同的。這種主機(jī)稱為多歸屬主機(jī)(multihomedhost)。

由于一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（這樣它才能將IP數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一

個(gè)網(wǎng)絡(luò)），因此一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)不同的IP地址。

(3)用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號(hào)

net-id。

(4)所有分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id的網(wǎng)絡(luò)，無論是范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域

網(wǎng)，都是平等的。

十八、IP地址與硬件地址

網(wǎng)絡(luò)層及以上使用IP地址

路由器只根據(jù)目的站的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)進(jìn)行路由選擇

鏈路層及以下使用MAC地址

在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路層只能看見MAC幀而看不見IP數(shù)據(jù)報(bào)

十九、地址解析協(xié)議ARP和逆地址解析協(xié)議RARP（必考）

1、ARP

不管網(wǎng)絡(luò)層使用的是什么協(xié)議，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時(shí)，最終還是必須使用硬件地址。每一個(gè)主機(jī)都設(shè)有一個(gè)ARP高速緩存(ARPcache)，里面有所在的局域網(wǎng)上的各主機(jī)和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。

當(dāng)主機(jī)A欲向本局域網(wǎng)上的某個(gè)主機(jī)B發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就先在其ARP高速緩存中查看有無主機(jī)B的IP地址。如有，就可查出其對(duì)應(yīng)的硬件地址，再將此硬件地址寫入MAC幀，然后通過局域網(wǎng)將該MAC幀發(fā)往此硬件地址。

14th

ARP是解決同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題。

如果所要找的主機(jī)和源主機(jī)不在同一個(gè)局域網(wǎng)上，那么就要通過ARP找到一個(gè)位于本局域網(wǎng)上的某個(gè)路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個(gè)路由器，讓這個(gè)路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。剩下的工作就由下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來做。

2、RARP

逆地址解析協(xié)議RARP使只知道自己硬件地址的主機(jī)能夠知道其IP地址。這種主機(jī)往往是無盤工作站。因此RARP協(xié)議目前已很少使用。

二十、查找路由表

在路由表中，對(duì)每一條路由，最主要的是（目的網(wǎng)絡(luò)地址，下一跳地址）.

根據(jù)目的網(wǎng)絡(luò)地址就能確定下一跳路由器，這樣做的結(jié)果是：

IP數(shù)據(jù)報(bào)最終一定可以找到目的主機(jī)所在目的網(wǎng)絡(luò)上的路由器（可能要通過多次的間接交

付）。只有到達(dá)最后一個(gè)路由器時(shí)，才試圖向目的主機(jī)進(jìn)行直接交付。

二十一、劃分子網(wǎng)(subnetting)（必考）

從1985年起在IP地址中又增加了一個(gè)“子網(wǎng)號(hào)字段”，使兩級(jí)的IP地址變成為三級(jí)的IP地

址。這種做法叫作劃分子網(wǎng)(subnetting)。劃分子網(wǎng)已成為因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

劃分子網(wǎng)純屬一個(gè)單位內(nèi)部的事情。單位對(duì)外仍然表現(xiàn)為沒有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。

從主機(jī)號(hào)借用若干個(gè)位作為子網(wǎng)號(hào)subnet-id，而主機(jī)號(hào)host-id也就相應(yīng)減少了若干個(gè)位。

IP地址::={,,}

凡是從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給本單位某個(gè)主機(jī)的IP數(shù)據(jù)報(bào)，仍然是根據(jù)IP數(shù)據(jù)報(bào)的目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id，先找到連接在本單位網(wǎng)絡(luò)上的路由器。

然后此路由器在收到IP數(shù)據(jù)報(bào)后，再按目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id和子網(wǎng)號(hào)subnet-id找到目的子網(wǎng)。

最后就將IP數(shù)據(jù)報(bào)直接交付目的主機(jī)。

子網(wǎng)掩碼

從一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部并無法判斷源主機(jī)或目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)是否進(jìn)行了子網(wǎng)劃分。

使用子網(wǎng)掩碼(subnetmask)可以找出IP地址中的子網(wǎng)部分。

15th

IP地址的各字段和子網(wǎng)掩碼

默認(rèn)子網(wǎng)掩碼

二十二、因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議（必考與該部分內(nèi)容相關(guān)的習(xí)題）

1、有關(guān)路由選擇協(xié)議的幾個(gè)基本概念:1)理想的路由算法

算法必須是正確的和完整的。算法在計(jì)算上應(yīng)簡單。

算法應(yīng)能適應(yīng)通信量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓�，這就是說，要有自適應(yīng)性。算法應(yīng)具有穩(wěn)定性。算法應(yīng)是公平的。

16th

算法應(yīng)是最佳的。

2、關(guān)于“最佳路由”

不存在一種絕對(duì)的最佳路由算法。

所謂“最佳”只能是相對(duì)于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。實(shí)際的路由選擇算法，應(yīng)盡可能接近于理想的算法。路由選擇是個(gè)非常復(fù)雜的問題

它是網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點(diǎn)共同協(xié)調(diào)工作的結(jié)果。

路由選擇的環(huán)境往往是不斷變化的，而這種變化有時(shí)無法事先知道。

3、從路由算法的自適應(yīng)性考慮：

靜態(tài)路由選擇策略即非自適應(yīng)路由選擇，其特點(diǎn)是簡單和開銷較小，但不能及時(shí)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。

動(dòng)態(tài)路由選擇策略即自適應(yīng)路由選擇，其特點(diǎn)是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，但實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜，開銷也比較大。4、因特網(wǎng)中的兩大類路由選擇協(xié)議：

內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP(InteriorGatewayProtocol)即在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)

議。目前這類路由選擇協(xié)議使用得最多，其具體的協(xié)議有多種，如RIP和OSPF協(xié)議：

RIP:RoutingInformationProtocol路由信息協(xié)議

→RIP協(xié)議的三個(gè)要點(diǎn)：

僅和相鄰路由器交換信息。

交換的信息是當(dāng)前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。按固定的時(shí)間間隔交換路由信息，例如，每隔30秒。

OSPF：OpenShortestPathFirst開放最短路徑優(yōu)先

外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP(ExternalGatewayProtocol)若源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng)

中，當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)傳到一個(gè)自治系統(tǒng)的邊界時(shí)，就需要使用一種協(xié)議將路由選擇信息傳遞到另一個(gè)自治系統(tǒng)中。這樣的協(xié)議就是外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP。在外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議中目前使用最多的是BGP-4。

BGP：BorderGatewayProtocol邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議

BGP是不同自治系統(tǒng)的路由器之間交換路由信息的協(xié)議。

邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP只能是力求尋找一條能夠到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)且比較好的路由（不能兜圈子），而并非要尋找一條最佳路由。

第4章習(xí)題P1751、3、4、30、41、42、37、20

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17th

第5章運(yùn)輸層

一、應(yīng)用進(jìn)程之間的通信

兩個(gè)主機(jī)進(jìn)行通信實(shí)際上就是兩個(gè)主機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程互相通信。應(yīng)用進(jìn)程之間的通信又稱為端到端的通信。

運(yùn)輸層的一個(gè)很重要的功能就是復(fù)用和分用。應(yīng)用層不同進(jìn)程的報(bào)文通過不同的端口向下交到運(yùn)輸層，再往下就共用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)。

“運(yùn)輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信”�！斑壿嬐ㄐ拧钡囊馑际牵哼\(yùn)輸層之間的通信好像是沿水平方向傳送數(shù)據(jù)。但事實(shí)上這兩個(gè)運(yùn)輸層之間并沒有一條水平方向的物理連接。

二、運(yùn)輸層的主要功能

運(yùn)輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的邏輯通信（但網(wǎng)絡(luò)層是為主機(jī)之間提供邏輯通信）。

圖示運(yùn)輸層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的主要區(qū)別

運(yùn)輸層還要對(duì)收到的報(bào)文進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。

運(yùn)輸層需要有兩種不同的運(yùn)輸協(xié)議，即面向連接的TCP和無連接的UDP。

TCP的特點(diǎn)：

TCP是面向連接的運(yùn)輸層協(xié)議。

每一條TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)(endpoint)，每一條TCP連接只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的（一對(duì)一）。TCP提供可靠交付的服務(wù)。TCP提供全雙工通信。面向字節(jié)流。注意：

18th

TCP連接是一條虛連接而不是一條真正的物理連接。

TCP對(duì)應(yīng)用進(jìn)程一次把多長的報(bào)文發(fā)送到TCP的緩存中是不關(guān)心的。

TCP根據(jù)對(duì)方給出的窗口值和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)擁塞的程度來決定一個(gè)報(bào)文段應(yīng)包含多少個(gè)字節(jié)（UDP發(fā)送的報(bào)文長度是應(yīng)

用進(jìn)程給出的）。

TCP可把太長的數(shù)據(jù)塊劃分短一些再傳送。TCP也可等待積累有足夠多的字節(jié)后再構(gòu)成報(bào)文段發(fā)送出去。

UDP是面向報(bào)文的:

發(fā)送方UDP對(duì)應(yīng)用程序交下來的報(bào)文，在添加首部后就向下交付IP層。UDP對(duì)應(yīng)用層交

下來的報(bào)文，既不合并，

也不拆分，而是保留這些報(bào)文的邊界。

應(yīng)用層交給UDP多長的報(bào)文，UDP就照樣發(fā)送，即一次發(fā)送一個(gè)報(bào)文。

接收方UDP對(duì)IP層交上來的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)，在去除首部后就原封不動(dòng)地交付上層的應(yīng)用進(jìn)程，一次交付一個(gè)完整

的報(bào)文。

應(yīng)用程序必須選擇合適大小的報(bào)文。

三、TCP的端口

端口用一個(gè)16位端口號(hào)進(jìn)行標(biāo)志。

端口號(hào)只具有本地意義，即端口號(hào)只是為了標(biāo)志本計(jì)算機(jī)應(yīng)用層中的各進(jìn)程。在因特網(wǎng)中不同計(jì)

算機(jī)的相同端口號(hào)是沒有聯(lián)系的。

四、TCP的連接

TCP把連接作為最基本的抽象。每一條TCP連接有兩個(gè)端點(diǎn)。

TCP連接的端點(diǎn)不是主機(jī)，不是主機(jī)的IP地址，不是應(yīng)用進(jìn)程，也不是運(yùn)輸層的協(xié)議端口。TCP

連接的端點(diǎn)叫做套接字(socket)或插口。

端口號(hào)拼接到(contatenatedwith)IP地址即構(gòu)成了套接字。

套接字socket=(IP地址:端口號(hào))

每一條TCP連接唯一地被通信兩端的兩個(gè)端點(diǎn)（即兩個(gè)套接字）所確定。即：

TCP連接::={socket1,socket2}={(IP1:port1),(IP2:port2)}

五、可靠傳輸?shù)墓ぷ髟�理（必考�?/p>

19th

1、停止等待協(xié)議

請(qǐng)注意：

1)在發(fā)送完一個(gè)分組后，必須暫時(shí)保留已發(fā)送的分組的副本。2)分組和確認(rèn)分組都必須進(jìn)行編號(hào)。

3)超時(shí)計(jì)時(shí)器的重傳時(shí)間應(yīng)當(dāng)比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄�往返時(shí)間更長一些�？煽客ㄐ诺膶�(shí)現(xiàn):

使用上述的確認(rèn)和重傳機(jī)制，我們就可以在不可靠的傳輸網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)可靠的通信。這種可靠傳輸協(xié)議常稱為自動(dòng)重傳請(qǐng)求ARQ(AutomaticRepeatreQuest)。

ARQ表明重傳的請(qǐng)求是自動(dòng)進(jìn)行的。接收方不需要請(qǐng)求發(fā)送方重傳某個(gè)出錯(cuò)的分組。2、流水線傳輸

發(fā)送方可連續(xù)發(fā)送多個(gè)分組，不必每發(fā)完一個(gè)分組就停頓下來等待對(duì)方的確認(rèn)。由于信道上一直有數(shù)據(jù)不間斷地傳送，這種傳輸方式可獲得很高的信道利用率。

六、TCP的流量控制利用滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)（必考與該部分內(nèi)容相關(guān)的習(xí)題）

流量控制(flowcontrol)就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快，既要讓接收方來得及接收，也不要使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。

20th

利用滑動(dòng)窗口機(jī)制可以很方便地在TCP連接上實(shí)現(xiàn)流量控制。擁塞控制實(shí)現(xiàn)

七、TCP的運(yùn)輸連接管理

1、運(yùn)輸連接的三個(gè)階段運(yùn)輸連接就有三個(gè)階段，即：連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放。運(yùn)輸連接的管理就是使運(yùn)輸連接的建立和釋放都能正常地進(jìn)行。

連接建立過程中要解決以下三個(gè)問題：要使每一方能夠確知對(duì)方的存在。

要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)（如最大報(bào)文段長度，最大窗口大小，服務(wù)質(zhì)量等）。能夠?qū)�運(yùn)輸實(shí)體資源（如緩存大小，連接表中的項(xiàng)目等）進(jìn)行分配。TCP連接的建立都是采用客戶服務(wù)器方式。2.TCP的連接建立用三次握手建立TCP鏈接

21st

3、用三次握手建立TCP連接的各狀態(tài)：

4、連接的釋放

數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，雙方都可釋放連接，但一方(設(shè)為A)釋放連接前需獲得另一方(設(shè)為B)的允許，如果此時(shí)B方仍有數(shù)據(jù)要傳輸，則連接不得釋放，A仍要接收B的數(shù)據(jù)，直至B方數(shù)據(jù)傳輸完畢后，B方發(fā)出釋放連接的要求，得到A方的許可確認(rèn)后，B釋放連接，A等待2SML后釋放連接，此時(shí)通信結(jié)束。

如下圖所示：

22nd

23rd

24th

===============================================習(xí)題P2201、2、8、9、11、18、21、33、34、37、38、39、40、41

第六章應(yīng)用層

一、應(yīng)用層協(xié)議的特點(diǎn)

每個(gè)應(yīng)用層協(xié)議都是為了解決某一類應(yīng)用問題，而問題的解決又往往是通過位于不同主機(jī)中的多個(gè)應(yīng)用進(jìn)程之間的通信和協(xié)同工作來完成的。應(yīng)用層的具體內(nèi)容就是規(guī)定應(yīng)用進(jìn)程在通信時(shí)所遵循的協(xié)議。

應(yīng)用層的許多協(xié)議都是基于客戶服務(wù)器方式。

二、域名系統(tǒng)DNS

計(jì)算機(jī)的用戶只是間接而不是直接使用域名系統(tǒng)。

因特網(wǎng)采用層次結(jié)構(gòu)的命名樹作為主機(jī)的名字，并使用分布式的域名系統(tǒng)DNS。

名字到IP地址的解析是由若干個(gè)域名服務(wù)器程序完成的。域名服務(wù)器程序在專設(shè)的結(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，運(yùn)行該程序的機(jī)器稱為域名服務(wù)器。

三、層次樹狀結(jié)構(gòu)的命名方法

任何一個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)或路由器，都有一個(gè)唯一的層次結(jié)構(gòu)的名字，即域名。域名的結(jié)構(gòu)由標(biāo)號(hào)序列組成，各標(biāo)號(hào)之間用點(diǎn)隔開：

.三級(jí)域名.二級(jí)域名.頂級(jí)域名

各標(biāo)號(hào)分別代表不同級(jí)別的域名。

四、域名只是個(gè)邏輯概念

域名只是個(gè)邏輯概念，并不代表計(jì)算機(jī)所在的物理地點(diǎn)。

變長的域名和使用有助記憶的字符串，是為了便于人來使用。而IP地址是定長的32位二進(jìn)制數(shù)字則非常便于機(jī)器進(jìn)行處理。

域名中的“點(diǎn)”和點(diǎn)分十進(jìn)制IP地址中的“點(diǎn)”并無一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。點(diǎn)分十進(jìn)制IP地址中一定是包含三個(gè)“點(diǎn)”，但每一個(gè)域名中“點(diǎn)”的數(shù)目則不一定正好是三個(gè)。

五、頂級(jí)域名TLD(TopLevelDomain)

(1)國家頂級(jí)域名nTLD：如:.cn表示中國，.us表示美國，.uk表示英國，等等。(2)通用頂級(jí)域名gTLD：最早的頂級(jí)域名是：.com（公司和企業(yè)）

25th

.net（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu)）

.org（非贏利性組織）

.edu（美國專用的教育機(jī)構(gòu)（）.mil（美國專用的軍事部門）

.gov（美國專用的政府部門）.int（國際組織）

(3)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)域名(infrastructuredomain)：這種頂級(jí)域名只有一個(gè)，即arpa，用于反向域名解析，因此又稱為反向域名。

六、域名服務(wù)器的四種類型

根域名服務(wù)器

根域名服務(wù)器是最重要的域名服務(wù)器。所有的根域名服務(wù)器都知道所有的頂級(jí)域名服務(wù)器的

域名和IP地址。

不管是哪一個(gè)本地域名服務(wù)器，若要對(duì)因特網(wǎng)上任何一個(gè)域名進(jìn)行解析，只要自己無法解析，

就首先求助于根域名服務(wù)器。

在因特網(wǎng)上共有13個(gè)不同IP地址的根域名服務(wù)器（注意這里的13是指共有13套裝置，

而不是13個(gè)機(jī)器），它們的名字是用一個(gè)英文字母命名，從a一直到m（前13個(gè)字母）。這些根域名服務(wù)器相應(yīng)的域名分別是

a.rootservers.netb.rootservers.net

m.rootservers.net

到201*年底全世界已經(jīng)安裝了一百多個(gè)根域名服務(wù)器機(jī)器，分布在世界各地。頂級(jí)域名服務(wù)器

這些域名服務(wù)器負(fù)責(zé)管理在該頂級(jí)域名服務(wù)器注冊(cè)的所有二級(jí)域名。

當(dāng)收到DNS查詢請(qǐng)求時(shí)，就給出相應(yīng)的回答（可能是最后的結(jié)果，也可能是下一步應(yīng)當(dāng)找

的域名服務(wù)器的IP地址）。

權(quán)限域名服務(wù)器

這就是前面已經(jīng)講過的負(fù)責(zé)一個(gè)區(qū)的域名服務(wù)器。

當(dāng)一個(gè)權(quán)限域名服務(wù)器還不能給出最后的查詢回答時(shí)，就會(huì)告訴發(fā)出查詢請(qǐng)求的DNS客

戶，下一步應(yīng)當(dāng)找哪一個(gè)權(quán)限域名服務(wù)器。

本地域名服務(wù)器

本地域名服務(wù)器對(duì)域名系統(tǒng)非常重要。

當(dāng)一個(gè)主機(jī)發(fā)出DNS查詢請(qǐng)求時(shí)，這個(gè)查詢請(qǐng)求報(bào)文就發(fā)送給本地域名服務(wù)器。每一個(gè)因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP，或一個(gè)大學(xué)，甚至一個(gè)大學(xué)里的系，都可以擁有一個(gè)本地域名服務(wù)器，

26th

這種域名服務(wù)器有時(shí)也稱為默認(rèn)域名服務(wù)器。

七、域名的解析過程

主機(jī)向本地域名服務(wù)器的查詢一般都是采用遞歸查詢。如果主機(jī)所詢問的本地域名服務(wù)器不知道被查詢域名的IP地址，那么本地域名服務(wù)器就以DNS客戶的身份，向其他根域名服務(wù)器繼續(xù)發(fā)出查詢請(qǐng)求報(bào)文。

本地域名服務(wù)器向根域名服務(wù)器的查詢通常是采用迭代查詢。當(dāng)根域名服務(wù)器收到本地域名服務(wù)器的迭代查詢請(qǐng)求報(bào)文時(shí)，要么給出所要查詢的IP地址，要么告訴本地域名服務(wù)器：“你下一步應(yīng)當(dāng)向哪一個(gè)域名服務(wù)器進(jìn)行查詢”。然后讓本地域名服務(wù)器進(jìn)行后續(xù)的查詢。

以上兩種方式如下圖所示：

八、文件傳送協(xié)議

1、FTP(FileTransferProtocol)概述

FTP是因特網(wǎng)上使用得最廣泛的文件傳送協(xié)議。

FTP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。FTP屏蔽了各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，因而適合于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中任意計(jì)算機(jī)之間傳送文件。

十一、FTP特點(diǎn)

文件傳送協(xié)議FTP只提供文件傳送的一些基本的服務(wù)，它使用TCP可靠的運(yùn)輸服務(wù)。FTP的主要功能是減少或消除在不同操作系統(tǒng)下處理文件的不兼容性。

FTP使用客戶服務(wù)器方式。一個(gè)FTP服務(wù)器進(jìn)程可同時(shí)為多個(gè)客戶進(jìn)程提供服務(wù)。FTP的服務(wù)器進(jìn)程由兩大部分組成：一個(gè)主進(jìn)程，負(fù)責(zé)接受新的請(qǐng)求；另外有若干個(gè)從屬進(jìn)程，負(fù)責(zé)處理單個(gè)請(qǐng)求。

27th

兩個(gè)連接

控制連接在整個(gè)會(huì)話期間一直保持打開，F(xiàn)TP客戶發(fā)出的傳送請(qǐng)求通過控制連接發(fā)送給服務(wù)器端的控制進(jìn)程，但控制連接不用來傳送文件。

實(shí)際用于傳輸文件的是“數(shù)據(jù)連接”。服務(wù)器端的控制進(jìn)程在接收到FTP客戶發(fā)送來的文件傳輸請(qǐng)求后就創(chuàng)建“數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程”和“數(shù)據(jù)連接”，用來連接客戶端和服務(wù)器端的數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程。

數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程實(shí)際完成文件的傳送，在傳送完畢后關(guān)閉“數(shù)據(jù)傳送連接”并結(jié)束運(yùn)行。

兩個(gè)不同的端口號(hào)

當(dāng)客戶進(jìn)程向服務(wù)器進(jìn)程發(fā)出建立連接請(qǐng)求時(shí)，要尋找連接服務(wù)器進(jìn)程的熟知端口(21)，同時(shí)還要告訴服務(wù)器進(jìn)程自己的另一個(gè)端口號(hào)碼，用于建立數(shù)據(jù)傳送連接。

接著，服務(wù)器進(jìn)程用自己傳送數(shù)據(jù)的熟知端口(20)與客戶進(jìn)程所提供的端口號(hào)碼建立數(shù)據(jù)傳送連接。由于FTP使用了兩個(gè)不同的端口號(hào)，所以數(shù)據(jù)連接與控制連接不會(huì)發(fā)生混亂。20號(hào)端口

21號(hào)端口

十七、電子郵件

發(fā)送郵件的協(xié)議：SMTP

讀取郵件的協(xié)議：POP3和IMAP

MIME在其郵件首部中說明了郵件的數(shù)據(jù)類型(如文本、聲音、圖像、視像等)，使用MIME

可在郵件中同時(shí)傳送多種類型的數(shù)據(jù)。

電子郵件的最主要的組成構(gòu)件：用戶代理、發(fā)送端郵件服務(wù)器、接收端郵件服務(wù)器。

用戶代理UA就是用戶與電子郵件系統(tǒng)的接口，是電子郵件客戶端軟件。

十八、簡單郵件傳送協(xié)議SMTP

SMTP所規(guī)定的就是在兩個(gè)相互通信的SMTP進(jìn)程之間應(yīng)如何交換信息。

由于SMTP使用客戶服務(wù)器方式，因此負(fù)責(zé)發(fā)送郵件的SMTP進(jìn)程就是SMTP客戶，而負(fù)責(zé)

28th

接收郵件的SMTP進(jìn)程就是SMTP服務(wù)器。

SMTP規(guī)定了14條命令和21種應(yīng)答信息。每條命令用4個(gè)字母組成，而每一種應(yīng)答信息一般只有一行信息，由一個(gè)3位數(shù)字的代碼開始，后面附上（也可不附上）很簡單的文字說明。

十九、SMTP通信的三個(gè)階段

連接建立、郵件傳送、連接釋放。二十、郵件讀取協(xié)議POP3和IMAP

郵局協(xié)議POP（PostOfficeProtocol）是一個(gè)非常簡單、但功能有限的郵件讀取協(xié)議，現(xiàn)在使用的是它的第三個(gè)版本POP3。

POP也使用客戶服務(wù)器的工作方式。

在接收郵件的用戶PC機(jī)中必須運(yùn)行POP客戶程序，而在用戶所連接的ISP的郵件服務(wù)器中則運(yùn)行POP服務(wù)器程序。

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因特網(wǎng)報(bào)文存取協(xié)議IMAP（InternetMessageAccessProtocol）也是按客戶服務(wù)器方式工作，現(xiàn)在較新的是版本4，即IMAP4。

用戶在自己的PC機(jī)上就可以操縱ISP（InternetServiceProvider）的郵件服務(wù)器的郵箱，就像在本地操縱一樣。

因此IMAP是一個(gè)聯(lián)機(jī)協(xié)議。當(dāng)用戶PC機(jī)上的IMAP客戶程序打開IMAP服務(wù)器的郵箱時(shí)，用戶就可看到郵件的首部。若用戶需要打開某個(gè)郵件，則該郵件才傳到用戶的計(jì)算機(jī)上。

IMAP的特點(diǎn)

允許收件人只讀取郵件中的某一個(gè)部分。

二十一、發(fā)送和接收電子郵件的幾個(gè)重要步驟

1)

發(fā)件人調(diào)用PC機(jī)中的用戶代理撰寫和編輯要發(fā)送的郵件。

2)發(fā)件人的用戶代理把郵件用SMTP協(xié)議發(fā)給發(fā)送方郵件服務(wù)器，3)SMTP服務(wù)器把郵件臨時(shí)存放在郵件緩存隊(duì)列中，等待發(fā)送。

4)發(fā)送方郵件服務(wù)器的SMTP客戶與接收方郵件服務(wù)器的SMTP服務(wù)器建立TCP連

接，然后就把郵件緩存隊(duì)列中的郵件依次發(fā)送出去。

5)運(yùn)行在接收方郵件服務(wù)器中的SMTP服務(wù)器進(jìn)程收到郵件后，把郵件放入收件人的用戶

郵箱中，等待收件人進(jìn)行讀取。

6)收件人在打算收信時(shí)，就運(yùn)行PC機(jī)中的用戶代理，使用POP3（或IMAP）協(xié)議讀取發(fā)送給自己的郵件。

7)請(qǐng)注意，POP3服務(wù)器和POP3客戶之間的通信是由POP3客戶發(fā)起的。

29th

二十二、基于萬維網(wǎng)的電子郵件

電子郵件從A發(fā)送到網(wǎng)易郵件服務(wù)器是使用HTTP協(xié)議。兩個(gè)郵件服務(wù)器之間的傳送使用SMTP。

郵件從新浪郵件服務(wù)器傳送到B是使用HTTP協(xié)議。

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30th

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