計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)知識(shí)總結(jié)謝希仁版分析[共47頁(yè)]

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1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)要點(diǎn)總結(jié) 一、現(xiàn)在最主要的三種網(wǎng)絡(luò) Ø 電信網(wǎng)絡(luò)（電話網(wǎng)） Ø 有線電視網(wǎng)絡(luò) Ø 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)) 2、 internet 和 Internet Ø internet 是普通名詞 泛指一般的互連網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)） Ø Internet 是專有名詞,標(biāo)準(zhǔn)翻譯是“因特網(wǎng)” 世界范圍的互連網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)） 使用 TCP/IP 協(xié)議族 前身是美國(guó)的阿帕網(wǎng) ARPANET 3、 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(guò)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

2、略。 例如，帶寬是 10 M，實(shí)際上是 10 Mb/s。注意：這里的 M 是 106。 4、 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： Ø 信號(hào)（即電磁波）在傳輸媒體上的傳播速率（米/秒，或公里/秒） Ø 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： 

3、6; 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 Ø 每個(gè)塊增加帶有控制信息的首部構(gòu)成分組（包） Ø 依次把各分組發(fā)送到接收端 Ø 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) u 每一個(gè)分組獨(dú)立選擇路由。 u 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）。 u 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的通信量過(guò)大時(shí)，路由器就來(lái)不及處理分組，于是要丟棄一些分組。 u 因此， IP 網(wǎng)絡(luò)不保證分組的可靠地交付。 u IP 網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)被稱為： 盡最大努力服務(wù)(best effort service)

4、 5、 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。 u 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。 u 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。 u 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。 u 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： ² 使用計(jì)算機(jī)的人是“用戶”

5、(user)而不是“客戶”(client)。 ² 客戶和服務(wù)器都指的是進(jìn)程，即計(jì)算機(jī)軟件。 ² 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 機(jī)器（硬件）不嚴(yán)格地稱為服務(wù)器。 ² 例如，“這臺(tái)機(jī)器是服務(wù)器?！?意思是：“這臺(tái)機(jī)器（硬件）主要是用來(lái)運(yùn)行服務(wù)器進(jìn)程（軟件）?！? ² 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。 六、總結(jié) v 因特網(wǎng)(Internet)是世界范圍的、互連起來(lái)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(guó)阿帕網(wǎng)

6、ARPANET。 v 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬是網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)的最高數(shù)據(jù)率。 v 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。 v 路由器把許多網(wǎng)絡(luò)互連起來(lái)，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。 v 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。 v IP 網(wǎng)絡(luò)提供盡最大努力服務(wù)，不保證可靠交付。 v TCP 協(xié)議保證計(jì)算機(jī)程序之間的、端到端的可靠交付。 v 在 TCP/IP 的應(yīng)用層協(xié)議使用的是客戶服務(wù)器方式。 v 客戶和服務(wù)器都是進(jìn)程（即軟件）?？蛻羰欠?wù)請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。 v 服務(wù)器有時(shí)也指

7、“運(yùn)行服務(wù)器軟件”的機(jī)器。 ======================================================================== 一、IP 網(wǎng)絡(luò)是虛擬網(wǎng)絡(luò) u IP 網(wǎng)絡(luò)是虛擬的。在 IP 網(wǎng)絡(luò)上傳送的是 IP數(shù)據(jù)報(bào)（IP 分組）。 u 實(shí)際上在網(wǎng)絡(luò)鏈路上傳送的是“幀”，使用的是幀的硬件地址（MAC 地址）。 u 地址解析協(xié)議 ARP 用來(lái)把 IP 地址（虛擬地址）轉(zhuǎn)換為硬件地址（物理地址）。 2、 IP 地址的表示方法 IP 地址的表示方法有兩種：二進(jìn)制和點(diǎn)分十進(jìn)制。 IP 地址是 32 位二進(jìn)制數(shù)字，為方便閱讀和從鍵盤(pán)

8、上輸入，可把每 8 位二進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換成一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字，并用小數(shù)點(diǎn)隔開(kāi)，這就是點(diǎn)分十進(jìn)制。 三、因特網(wǎng)的域名 因特網(wǎng)的域名分為： u 頂級(jí)域名 u 二級(jí)域名 u 三級(jí)域名 u 四級(jí)域名 4、 域名服務(wù)器 DNS (Domain Name Server) 因特網(wǎng)中設(shè)有很多的域名服務(wù)器 DNS，用來(lái)把域名轉(zhuǎn)換為 IP 地址。 5、 電子郵件 發(fā)送郵件使用的協(xié)議——簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 接收郵件使用的協(xié)議——郵局協(xié)議版本3 POP3 (Post Office Protocol version 3) 注：

9、郵件的傳送仍然要使用IP 和 TCP 協(xié)議 6、 統(tǒng)一資源定位符 URL (Uniform Resource Locator) u URL 用來(lái)標(biāo)識(shí)萬(wàn)維網(wǎng)上的各種文檔。 u 因特網(wǎng)上的每一個(gè)文檔，在整個(gè)因特網(wǎng)的范圍內(nèi)具有惟一的標(biāo)識(shí)符 URL。 u URL 實(shí)際上就是文檔在因特網(wǎng)中的地址。 7、 超文本傳送協(xié)議 HTTP (HyperText Transfer Protocol) 萬(wàn)維網(wǎng)客戶程序與服務(wù)器程序之間的交互遵守超文本傳送協(xié)議 HTTP。 8、 結(jié)束語(yǔ) ² IP 地址是 32 位二進(jìn)制數(shù)字。為便于閱讀和鍵入，也常使用點(diǎn)分十進(jìn)制記法。 ²

10、; 個(gè)人用戶上網(wǎng)可向本地 ISP 租用臨時(shí)的 IP 地址。 ² 域名服務(wù)器 DNS 把計(jì)算機(jī)域名轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)使用的 32 位二進(jìn)制 IP 地址。 ² 發(fā)送電子郵件使用 SMTP 協(xié)議，接收電子郵件使用 POP3 協(xié)議。 ² 統(tǒng)一資源定位符 URL 惟一地確定了萬(wàn)維網(wǎng)上文檔的地址。 ² 超文本傳送協(xié)議 HTTP 用于萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器程序和服務(wù)器程序的信息交互。 ² 超文本標(biāo)記語(yǔ)言 HTML 使萬(wàn)維網(wǎng)文檔有了統(tǒng)一的格式。 ² IP 電話不使用 TCP 協(xié)議。利用 IP 電話網(wǎng)關(guān)使得在普通電話之間可以打 IP 電話。 =====

11、===================================================================== 1、 因特網(wǎng)服務(wù)提供者 ISP (Internet Service Provider) 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。 2、 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?lèi)：C/S 方式 和P2P 方式（Peer-to-Peer，對(duì)等方式）。 3、 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)

12、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(lái)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(guò)網(wǎng)絡(luò)交換信息。路由器的用途則是用來(lái)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(packet switching)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

13、的功能。 4、 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。 5、 網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi) u 不同作用范圍的網(wǎng)絡(luò) Ø 廣域網(wǎng) WAN (Wide Area Network) Ø 局域網(wǎng) LAN (Local Area Network) Ø 城域網(wǎng) MAN (Metropolitan Area Network) Ø 個(gè)人區(qū)域網(wǎng) PAN (Personal Area Network) u 從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類(lèi) Ø 公用網(wǎng) (public network) Ø 專用

14、網(wǎng) (private network) u 用來(lái)把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò) Ø 接入網(wǎng) AN (Access Network)，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。 6、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo) u 速率 u 帶寬 u 吞吐量 u 時(shí)延(delay 或 latency) v 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。 v 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

15、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。 v 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。 v 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。 總時(shí)延 = 發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延+處理時(shí)延 u 時(shí)延帶寬積 u 利用率 —— 分為信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率。 v 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(guò)）。 v 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。 7、 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(network protocol) 簡(jiǎn)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

16、。其組成要素有以下三點(diǎn)： u 語(yǔ)法 數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式 。 u 語(yǔ)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)。 u 同步 事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明。 八、實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn) 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。 v 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)。 v 要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。 v 本層的服務(wù)用戶只能看見(jiàn)服務(wù)而無(wú)法看見(jiàn)下面的協(xié)議。 v 下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是透明的。

17、 v 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。 v 服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過(guò)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(wèn)點(diǎn) SAP (Service Access Point)。 9、 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(méi)有使用運(yùn)輸層和應(yīng)用層。 ================================================================================= 第2章 物理層 一、物理層的基本概念 物理層的主要任務(wù)是

18、確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即： u 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。 u 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。 u 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。 u 過(guò)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。 2、 幾個(gè)術(shù)語(yǔ) 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。 “數(shù)字的”(digital)——代表消息的參數(shù)的取值是離散的。 碼元(code)——在使

19、用時(shí)間域（或簡(jiǎn)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(méi)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(wèn)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

20、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。 5、 導(dǎo)向傳輸媒體 雙絞線、同軸電纜、光纜 、無(wú)線信道。 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(lèi)： u 頻分復(fù)用 FDM(Frequency Division Multiplexing) u 時(shí)分復(fù)用TDM(Time Division Multiplexing) u 波分復(fù)用 WDM(Wavelength Division Mu

21、ltiplexing) u 碼分復(fù)用 CDM(Code Division Multiplexing) v 常用的名詞是碼分多址CDMA (Code Division Multiple Access)。 v 各用戶使用經(jīng)過(guò)特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會(huì)造成干擾。 v 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(lèi)似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。 v 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(chip sequence) l 每個(gè)站被指派一個(gè)唯一的 m bit 碼片序列。 l 如發(fā)送比特 1，則發(fā)送自己的 m bit 碼片

22、序列。 l 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 8 bit 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。 l 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(inner product)都是 0： 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。 CDMA 的工作原理

23、 ============================================================ 第 3 章 數(shù)據(jù)鏈路層 1、 數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道分類(lèi) 數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類(lèi)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(guò)程比較復(fù)雜。 2、 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(wèn)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。

24、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-Point Protocol) 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 n 簡(jiǎn)單——這是首要的要求 n 封裝成幀 n 透明性 n 多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 n 多種類(lèi)型鏈路 n 差錯(cuò)檢測(cè) n 檢測(cè)連接狀態(tài) n 最大傳送單元 n 網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商 n 數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商 2. PPP 協(xié)議不需要的功能 n 糾

25、錯(cuò) (只需要檢測(cè)有無(wú)錯(cuò)，而不需糾錯(cuò)) n 流量控制 n 序號(hào) n 多點(diǎn)線路 n 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 (Link Control Protocol)。 3) 網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議 NCP (Network Control Protocol)。 4.PPP 協(xié)議之不使用序號(hào)和確認(rèn)機(jī)制. 5、 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

26、) 受控接入 ，如多點(diǎn)線路探詢(polling)，或輪詢。 6、 以太網(wǎng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn) DIX Ethernet V2 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(jiǎn)稱為“以太網(wǎng)”。 7、 數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層 Ø 邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層 Ø 媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。 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(wú)關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對(duì) LLC 子層來(lái)說(shuō)都是透明的,如下圖所示：

27、 局域網(wǎng)對(duì) LLC 子層是透明的 注意： 1. 由于 TCP/IP 體系經(jīng)常使用的局域網(wǎng)是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 標(biāo)準(zhǔn)中的幾種局域網(wǎng)，因此現(xiàn)在 802 委員會(huì)制定的邏輯鏈路控制子層 LLC（即 802.2 標(biāo)準(zhǔn)）的作用已經(jīng)不大了。 2. 很多廠商生產(chǎn)的適配器上就僅裝有 MAC 協(xié)議而沒(méi)有 LLC 協(xié)議。 3. 所以我們以后一般不考慮 LLC 子層 。 8、 以太網(wǎng)提供的服務(wù) u 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。 u 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(lái)決定。 u 如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了

28、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(lái)發(fā)送。 u 以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用曼徹斯特(Manchester)編碼。 圖 曼徹斯特編碼方式 9、 載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/沖突檢測(cè)（CSMA/CD） u CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。 u “多點(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。 u “載波監(jiān)聽(tīng)”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。 u 總線

29、上并沒(méi)有什么“載波”。因此， “載波監(jiān)聽(tīng)”就是用電子技術(shù)檢測(cè)總線上有沒(méi)有其他計(jì)算機(jī) 發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。 Ø “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。 Ø 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）。 Ø 當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)到的信號(hào)電壓擺動(dòng)值超過(guò)一定的門(mén)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 Ø 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(wú)法從中恢復(fù)出有用的信息來(lái)。 Ø 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，

30、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 Ø 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）。 Ø 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。 Ø 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。 10、 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)。 2、從

31、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) DIX Ethernet V2 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 Ø 幀間最小間隔為 9.6 ms，相當(dāng)于 96 bit 的發(fā)送時(shí)間。 Ø 一個(gè)站在檢測(cè)到總線開(kāi)始空閑后，還要等待 9.6 ms 才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。

32、Ø 這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據(jù)幀的站的接收緩存來(lái)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(jiàn)交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層。 Ø 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。 Ø 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(wú)碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。 Ø 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。 11、 虛擬局域網(wǎng) Ø 虛擬局域網(wǎng) VLAN

33、是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無(wú)關(guān)的邏輯組。 u 這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。 u 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。 Ø 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)。 Ø 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(guò)多的廣播信息(即“廣播風(fēng)暴”)而引起性能惡化。 Ø 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(lái)指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。 12、 網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)

34、網(wǎng)絡(luò)層提供兩種類(lèi)型的的服務(wù)，即：虛電路服務(wù)和數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。 Ø 面向連接的通信方式 n 建立虛電路(Virtual Circuit)，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) v 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。 v 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。因此分組交換的虛連接和電路交換的連接只是類(lèi)似，但并不完全一樣。 n 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(wú)差錯(cuò)按序到達(dá)終點(diǎn)。 Ø 無(wú)連接的通信方式 網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡(jiǎn)單靈活的、無(wú)連接的、

35、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) 13、 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： Ø 地址解析協(xié)議 ARP (Address Resolution Protocol) Ø 逆地址解析協(xié)議 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) Ø 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議 ICMP (Internet Control Message Protocol) 注：ICMP 不是高層協(xié)議，而是 IP 層的協(xié)議。 Ø 網(wǎng)際組管理協(xié)

36、議 IGMP (Internet Group Management Protocol) 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 15、 網(wǎng)絡(luò)互相連接起來(lái)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)。 Ø 物理層中繼系統(tǒng)：轉(zhuǎn)發(fā)器(repeater)、中繼器。 Ø 數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋或橋接器(bridge)。 Ø 網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)：路由器(router)。 Ø 網(wǎng)橋和路由器的混合物：橋路器(brouter)。 Ø 網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān)(gateway)。

37、十六、網(wǎng)絡(luò)互連使用路由器 Ø 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)。 Ø 網(wǎng)關(guān)由于比較復(fù)雜，目前使用得較少。 Ø 互聯(lián)網(wǎng)都是指用路由器進(jìn)行互連的網(wǎng)絡(luò)。 Ø 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)。 u 路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。 u 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。 17、 分類(lèi) IP 地址 每一類(lèi)地址都由兩個(gè)固定長(zhǎng)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

38、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 ::= { <網(wǎng)絡(luò)號(hào)>, <主機(jī)號(hào)>} ， ::= 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(lèi)別的 IP 地址 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。 Ø 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

39、機(jī)稱為多歸屬主機(jī)(multihomed host)。 Ø 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(lái)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(wú)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 Ø 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 &

40、#216; 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(jiàn) MAC 幀而看不見(jiàn) IP 數(shù)據(jù)報(bào) 19、 地址解析協(xié)議 ARP 和逆地址解析協(xié)議 RARP 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(ARP cache)，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(wú)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(xiě)入 MAC

41、 幀，然后通過(guò)局域網(wǎng)將該 MAC 幀發(fā)往此硬件地址。 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(wèn)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(guò) 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(lái)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(wú)盤(pán)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）

42、. 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： Ø 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(guò)多次的間接交付）。 Ø 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) 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。 Ø 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(méi)有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。 Ø 從主機(jī)號(hào)

43、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。 Ø IP地址 ::= {<網(wǎng)絡(luò)號(hào)>, <子網(wǎng)號(hào)>, <主機(jī)號(hào)>} Ø 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。 Ø 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)。 Ø 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 Ø 從

44、一個(gè) IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部并無(wú)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。 Ø 使用子網(wǎng)掩碼(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子網(wǎng)部分。 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 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 Ø 算法必須是正確的和完整的。 Ø 算法在計(jì)算上應(yīng)簡(jiǎn)單。 Ø 算法應(yīng)能適應(yīng)通信量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓@就是說(shuō)，要有自適應(yīng)性。 Ø 算法應(yīng)具有穩(wěn)定性。 Ø 算法應(yīng)是公平的。 Ø

45、; 算法應(yīng)是最佳的。 2、關(guān)于“最佳路由” Ø 不存在一種絕對(duì)的最佳路由算法。 Ø 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。 Ø 實(shí)際的路由選擇算法，應(yīng)盡可能接近于理想的算法。 Ø 路由選擇是個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題 u 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。 u 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(wú)法事先知道。 3、從路由算法的自適應(yīng)性考慮： Ø 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(jiǎn)單和開(kāi)銷(xiāo)較小，但不能及時(shí)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。 Ø 動(dòng)態(tài)路由選擇

46、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(lái)較為復(fù)雜，開(kāi)銷(xiāo)也比較大。 4、 因特網(wǎng)中的兩大類(lèi)路由選擇協(xié)議： Ø 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP (Interior Gateway Protocol)——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(lèi)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： u RIP: Routing Information Protocol 路由信息協(xié)議 → RIP 協(xié)議的三個(gè)要點(diǎn)： ² 僅和相鄰路由器交換信息。 ² 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

47、表。 ² 按固定的時(shí)間間隔交換路由信息，例如，每隔 30 秒。 u OSPF：Open Shortest Path First 開(kāi)放最短路徑優(yōu)先 Ø 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP (External Gateway Protocol) —— 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。 u BGP：Border Gateway Protocol 邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 ² BGP 是不同自治系統(tǒng)的路由器之間

48、交換路由信息的協(xié)議。 ² 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。 二十三、IP 多播 1、 IP 多播的基本概念 2、 IP 多播的一些特點(diǎn) (1) 多播使用組地址—— IP 使用 D 類(lèi)地址支持多播。多播地址只能用于目的地址，而不能用于源地址。 (2) 永久組地址——由因特網(wǎng)號(hào)碼指派管理局 IANA 負(fù)責(zé)指派。 (3) 動(dòng)態(tài)的組成員 (4) 使用硬件進(jìn)行多播 3、IP多播需要兩種協(xié)議 1） 網(wǎng)際組管理協(xié)議 IGMP 為了使路由器知道多播

49、組成員的信息，需要利用網(wǎng)際組管理協(xié)議 IGMP (Internet Group Management Protocol)。 圖示 IGMP 使多播路由器知道多播組成員信息 2）多播路由選擇協(xié)議 連接在局域網(wǎng)上的多播路由器還必須和因特網(wǎng)上的其他多播路由器協(xié)同工作，以便把多播數(shù)據(jù)報(bào)用最小代價(jià)傳送給所有的組成員。這就需要使用多播路由選擇協(xié)議。 二十四、 專用地址（本地地址）和全球地址 本地地址——僅在機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用的 IP 地址，可以由本機(jī)構(gòu)自行分配，而不需要向因特網(wǎng)的管理機(jī)構(gòu)申請(qǐng)。 全球地址——全球唯一的IP地址，必須向因特網(wǎng)的管理機(jī)構(gòu)申請(qǐng)。 2、 專用地址（Pr

50、ivate Address） 10.0.0.0 到 10.255.255.255 172.16.0.0 到 172.31.255.255 192.168.0.0 到 192.168.255.255 這些地址只能用于一個(gè)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部通信，而不能用于和因特網(wǎng)上的主機(jī)通信。 專用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在因特網(wǎng)中的所有路由器對(duì)目的地址是專用地址的數(shù)據(jù)報(bào)一律不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。 ====================================================================== 第 5 章 運(yùn)輸層 一 、應(yīng)用進(jìn)程之間的通信 

51、6; 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。 Ø 應(yīng)用進(jìn)程之間的通信又稱為端到端的通信。 Ø 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(guò)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)。 Ø “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(méi)有一條水平方向的物理連接。 2、 運(yùn)輸層的主要功能 Ø 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)

52、別 Ø 運(yùn)輸層還要對(duì)收到的報(bào)文進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。 Ø 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(wú)連接的 UDP。 Ø TCP的特點(diǎn)： u TCP 是面向連接的運(yùn)輸層協(xié)議。 u 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）。 u TCP 提供可靠交付的服務(wù)。 u TCP 提供全雙工通信。 u 面向字節(jié)流。 注意： ² TCP 連接是一條虛連接而不是一條真正的物理連接。 ² TCP 對(duì)應(yīng)用進(jìn)程一次把多長(zhǎng)的報(bào)文發(fā)送到TCP 的緩存中是不關(guān)心的。 &#

53、178; 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(lái)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(zhǎng)度是應(yīng)用進(jìn)程給出的）。 ² TCP 可把太長(zhǎng)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。 Ø UDP 是面向報(bào)文的: u 發(fā)送方 UDP 對(duì)應(yīng)用程序交下來(lái)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(lái)的報(bào)文，既不合并， 也不拆分，而是保留這些報(bào)文的邊界。 u 應(yīng)用層交給 UDP 多長(zhǎng)的報(bào)文，UDP 就照樣發(fā)送，即一次發(fā)送一個(gè)報(bào)文。 u 接收方 UDP 對(duì) IP 層交上來(lái)的 UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)，

54、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。 u 應(yīng)用程序必須選擇合適大小的報(bào)文。 3、 TCP的端口 Ø 端口用一個(gè) 16 位端口號(hào)進(jìn)行標(biāo)志。 Ø 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(méi)有聯(lián)系的。 4、 TCP的連接 Ø TCP 把連接作為最基本的抽象。 Ø 每一條 TCP 連接有兩個(gè)端點(diǎn)。 Ø 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

55、插口。 Ø 端口號(hào)拼接到(contatenated with) 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)} 5、 可靠傳輸?shù)墓ぷ髟? 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)

56、在分組傳輸?shù)钠骄禃r(shí)間更長(zhǎng)一些。 可靠通信的實(shí)現(xiàn): Ø 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。 Ø 這種可靠傳輸協(xié)議常稱為自動(dòng)重傳請(qǐng)求ARQ (Automatic Repeat reQuest)。 Ø 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 Ø 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(lái)等待對(duì)方的確認(rèn)。 Ø 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。 6、 TCP 的流量控制——利用滑

57、動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn) 流量控制(flow control)就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快，既要讓接收方來(lái)得及接收，也不要使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。 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。 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(guò)程中要解決以下三個(gè)問(wèn)題： Ø 要使每一方能夠確知對(duì)方的存在。 Ø 要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)（如最大報(bào)文段長(zhǎng)度，最大窗口大小，服務(wù)質(zhì)量等）。 Ø 能夠?qū)\(yùn)輸實(shí)體資源（如緩存大

58、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 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： ==============================

59、================= 第6章 應(yīng)用層 1、 應(yīng)用層協(xié)議的特點(diǎn) Ø 每個(gè)應(yīng)用層協(xié)議都是為了解決某一類(lèi)應(yīng)用問(wèn)題，而問(wèn)題的解決又往往是通過(guò)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(lái)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。 Ø 應(yīng)用層的許多協(xié)議都是基于客戶服務(wù)器方式。 2、 域名系統(tǒng) DNS Ø 計(jì)算機(jī)的用戶只是間接而不是直接使用域名系統(tǒng)。 Ø 因特網(wǎng)采用層次結(jié)構(gòu)的命名樹(shù)作為主機(jī)的名字，并使用分布式的域名系統(tǒng) DNS。 Ø 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

60、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(shù)狀結(jié)構(gòu)的命名方法 Ø 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。 Ø 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(kāi)： … . 三級(jí)域名 . 二級(jí)域名 . 頂級(jí)域名 Ø 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 Ø 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)。 Ø 變長(zhǎng)的域名和使用有助記憶的字符串，是為了便于人來(lái)使用。而 IP 地址是定長(zhǎng)的 32 位二進(jìn)制數(shù)字則非常便于機(jī)器進(jìn)行

61、處理。 Ø 域名中的“點(diǎn)”和點(diǎn)分十進(jìn)制 IP 地址中的“點(diǎn)”并無(wú)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)。 5、 頂級(jí)域名 TLD(Top Level Domain) (1) 國(guó)家頂級(jí)域名 nTLD：如: .cn 表示中國(guó)，.us 表示美國(guó)，.uk 表示英國(guó)，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)） .net （網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu)） .org （非贏利性組織） .edu （美國(guó)專用的教育機(jī)構(gòu)（） .gov

62、（美國(guó)專用的政府部門(mén)） .mil （美國(guó)專用的軍事部門(mén)） .int （國(guó)際組織） (3) 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)域名(infrastructure domain)：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(lèi)型 Ø 根域名服務(wù)器 u 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。 u 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(wú)法解析， 就首先求助于根域名服務(wù)器。 u 在因特網(wǎng)上共有13 個(gè)不同 IP 地址的根域名服務(wù)器

63、（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 n n n … n 到 2006 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。 Ø 頂級(jí)域名服務(wù)器 u 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。 u 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）。 Ø 權(quán)限域名服務(wù)器 u 這就是前面

64、已經(jīng)講過(guò)的負(fù)責(zé)一個(gè)區(qū)的域名服務(wù)器。 u 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。 Ø 本地域名服務(wù)器 u 本地域名服務(wù)器對(duì)域名系統(tǒng)非常重要。 u 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。 u 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， u 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(guò)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(wèn)的本地域名服務(wù)器不知道被查詢域名的

65、 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： 8、 文件傳送協(xié)議 1、FTP (File Transfer Protocol) 概述 Ø FTP是因特網(wǎng)上使用得最廣泛的文件傳送協(xié)議。 Ø FTP 提供交互式的訪問(wèn)，允許客戶指明文件的類(lèi)型

66、與格式，并允許文件具有存取權(quán)限。 Ø 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。 九、文件傳送并非很簡(jiǎn)單的問(wèn)題 1． 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的一項(xiàng)基本應(yīng)用就是將文件從一臺(tái)計(jì)算機(jī)中復(fù)制到另一臺(tái)可能相距很遠(yuǎn)的計(jì)算機(jī)中。 2． 初看起來(lái)，在兩個(gè)主機(jī)之間傳送文件是很簡(jiǎn)單的事情。 3． 其實(shí)這往往非常困難。原因是眾多的計(jì)算機(jī)廠商研制出的文件系統(tǒng)多達(dá)數(shù)百種，且差別很大。 十、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下復(fù)制文件的復(fù)雜性： (1) 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的格式不同。 (2) 文件的目錄結(jié)構(gòu)和文件命名的規(guī)定不同。 (3) 對(duì)于相同的文件存取功能，操作系統(tǒng)使用的命令不同。 (4)

67、訪問(wèn)控制方法不同。 11、 FTP 特點(diǎn) Ø 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)。 Ø 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。 Ø 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。 兩個(gè)連接 u 控制連接在整個(gè)會(huì)話期間一直保持打開(kāi)，F(xiàn)TP 客戶發(fā)出的傳送請(qǐng)求通過(guò)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(lái)傳送文件。 u 實(shí)際用

68、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(lái)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(lái)連接客戶端和服務(wù)器端的數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程。 u 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

69、會(huì)發(fā)生混亂。20號(hào)端口 21號(hào)端口 十二、簡(jiǎn)單文件傳送協(xié)議 TFTP(Trivial File Transfer Protocol) Ø TFTP 是一個(gè)很小且易于實(shí)現(xiàn)的文件傳送協(xié)議。 Ø TFTP 使用客戶服務(wù)器方式和使用 UDP 數(shù)據(jù)報(bào)，因此 TFTP 需要有自己的差錯(cuò)改正措施。 Ø TFTP 只支持文件傳輸而不支持交互。 Ø TFTP 沒(méi)有一個(gè)龐大的命令集，沒(méi)有列目錄功能，也不能對(duì)用戶進(jìn)行身份鑒別。 十三、萬(wàn)維網(wǎng)的文檔 HTML 文檔是一種可以用任何文本編輯器創(chuàng)建的 ASCII 碼文件。 萬(wàn)維網(wǎng)的文檔可以分為以下3類(lèi)： Ø 靜態(tài)文檔是指該文檔創(chuàng)作完畢后就存放在萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器中，在被用戶