第一章
“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络
计算机网络向用户提供的最重要的功能:
连通性——上网用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。
共享——即资源共享。可以是信息共享、软件共享，硬件共享。
因特网现，最大的国际性计算机互联网，网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。
互联网是“网络的网络”(network of networks)。
连接在因特网上的计算机都称为主机(host)。
网络把许多计算机连接在一起，因特网则把许多网络连接在一起。
因特网发展的三个阶段：
第一阶段是从单个网络ARPANET 向互联网发展的过程。
//以小写字母i 开始的internet（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
以大写字母I开始的的Internet（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用TCP/IP 协议族作为通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。
第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。
第三阶段的特点是逐渐形成了多层次ISP 结构的因特网。
出现了因特网服务提供者ISP (Internet Service Provider)。
从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块：
(1) 边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。(2) 核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。
处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。这些主机又称为端系统(end system)。
“主机 A 和主机 B 进行通信”，实际上是指：“运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信”。
即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信”，或简称为“计算机之间通信”。
在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式分为两大类：
客户服务器方式（C/S 方式）即Client/Server方式
对等方式（P2P 方式）即Peer-to-Peer方式
客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
客户软件的特点：
被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。因此，客户程序必须知道服务器程序的地址，不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。服务器软件的特点：一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。
系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址，一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。
对等连接(peer-to-peer，简写为P2P)是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方，两个主机都运行了对等连接软件（P2P 软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。
对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。
网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。
路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。“交换”(switching)的含义就是转接——把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。
电路交换的特点：电路交换必定是面向连接的。而且，在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。
电路交换的三个阶段：建立连接，通信，释放连接
数据效率低：数据具有突发性，这导致通信线路的利用率很低。
分组首部的重要性：首部含有地址等控制信息。
分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。
路由器处理分组的过程：
把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；把分组送到适当的端口转发出去。
主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付目的主机。
高效，动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
灵活，以分组为传送单位和查找路由。
迅速，不必先建立连接就能向其他主机发送分组。
可靠，保证可靠性的网络协议。
分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。
分组交换带来的问题：
分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。
分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。
ARPANET的成功使计算机网络的概念发生根本变化。早期的面向终端的计算机网络是以单个主机为中心的星形网，各终端通过通信线路共享昂贵的中心主机的硬件和软件资源。分组交换网则是以网络为中心，主机都处在网络的外围。用户通过分组交换网可共享连接在网络上的许多硬件和各种丰富的软件资源。
不同作用范围的网络
广域网WAN (Wide Area Network)，局域网LAN (Local Area Network) ，城域网MAN (Metropolitan Area Network)，个人区域网PAN (Personal Area Network)
从网络的使用者进行分类：
公用网(public network) ，专用网(private network)
接入网AN (Access Network)，它又称为本地接入网或居民接入网。由ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。
计算机网络的性能指标
1. 速率
比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
Bit 来源于binary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个 1 或0。
速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等
速率往往是指额定速率或标称速率。
“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或b/s (bit/s)。
吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。
吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。
传播时延，电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。（注意区别）
信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是不同的概念
容易产生的错误概念
对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。提高链路带宽减小了数据的发送时延。
链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。
利用率
信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲的信道的利用率是零。
网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。
信道利用率并非越高越好。
网络协议的组成要素：
语法，数据与控制信息的结构或格式。
语义，需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
同步，事件实现顺序的详细说明。
主机1向主机2通过网络发送文件，可以将要做的工作进行如下的划分。
第一类工作与传送文件直接有关。
确信对方已做好接收和存储文件的准备。
双方协调好一致的文件格式。
两个主机将文件传送模块作为最高的一层。剩下的工作由下面的模块负责。
市场化方面OSI 失败了：没有商业驱动力；过分复杂，且运行效率很低；OSI 标准的制定周期太长，因而设备无法及时进入市场；层次划分并也不太合理，有些功能在多层次中重复出现。
网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
分层的好处：
各层之间是独立的；灵活性好；结构上可分割开；易于实现和维护；能促进标准化工作。
计算机网络的体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合。
TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。但最下面的网络接口层并没有具体内容。
因此往往采取折中的办法，即综合OSI 和TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构，应用层(application layer) ，运输层(transport layer) ，网络层(network layer) ，数据链路层(data link layer) ，物理层(physical layer) 。
主机1向主机2发送数据的实现过程：
应用进程数据先传送到应用层，加上应用层首部，成为应用层PDU 应用层PDU 再传送到运输层；加上运输层首部，成为运输层报文
运输层报文再传送到网络层；加上网络层首部，成为IP 数据报（或分组）；P 数据报再传送到数据链路层，加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧；数据链路层帧再传送到物理层，最下面的物理层把比特流传送到物理媒体。
信号在物理媒体中传播，物理层将比特流上交给数据链路层；数据链
路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层；网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层；运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层；应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程。主机2：我收到了AP1 发来的应用程序数据！
实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。
要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议，下面的协议对上面的服务用户是透明的。
协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。
服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点SAP (Service Access Point)。
DNS，全称Domain Name System，即域名解析系统。DNS帮助用户在互联网上寻找路径。在互联网上的每一个计算机都拥有一个唯一的地址，称作“IP地址”
用户数据报协议（User Datagram Protocol）
实时传输协议（Real Time Protocol）
简单邮件传输协议（Simple Message Transfer Protocol）
超文本传输协议（Hyper Text Transport Protocol）
互联网协议（Internet Protocol）
第二章
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即：
机械特性，指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
电气特性，指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
功能特性，指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
过程特性，指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
数据(data)——运送消息的实体。
信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。
“模拟的”(analogous)——代表消息的参数的取值是连续的。
“数字的”(digital)——代表消息的参数的取值是离散的。
码元(code)——在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
单向通信（单工通信）——只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
双向交替通信（半双工通信）——通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。
双向同时通信（全双工通信）——通信的双方可以同时发送和接收信息。
基带信号（即基本频带信号）——来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号进行调制(modulation)。
带通信号——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。
基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行调制(modulation)。
最基本的二元制调制方法有以下几种：
调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。
调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。
调相(PM) ：载波的初始相位随基带数字信号而变化。
在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。
如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不出现码间串扰。
奈氏准则：在物理层的数据通信中，有著名的奈氏准则。它在数据通信中的意义是什么？
奈奎斯特(Nyquist)推导出在理想低通信道下的最高码元传输速率的公式，奈氏准则：
理想低通信道）最高码元传输速率= 2W Baud
W是的带宽(Hz); 1波特为每秒传送1个码元.
另一种表达方法是:每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元.
香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。
信道的极限信息传输速率
C = W log2(1+S/N) b/s
W 为信道的带宽（以Hz 为单位）；
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。
香农公式表明：信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。
只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。
若信道带宽W 或信噪比S/N 没有上限（当然实际信道不可能是这样的），则信道的极限信息传输速率 C 也就没有上限。
实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低不少。
注意：对于频带宽度已确定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且码元传输速率也达到了上限值，那么还有办法提高信息的传输速率。这就是用编码的方法让每一个码元携带更多比特的信息量。
导向传输媒体：双绞线同轴电缆光缆
非导向传输媒体：短波通信主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差。
微波在空间主要是直线传播。
时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧）。每一个时分复用的用户在每一个TDM 帧中占用固定序号的时隙。
每一个用户所占用的时隙是周期性地出现（其周期就是TDM 帧的长度）。TDM 信号也称为等时(isochronous)信号。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。
时分复用可能会造成线路资源的浪费
还有，统计时分复用STDM(Statistic TDM)——又称异步时分复用
波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)波分复用就是光的频分复用。
码分复用CDM(Code Division Multiplexing)
常用的名词是码分多址CDMA (Code Division Multiple Access)。
各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。
这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。
每一个比特时间划分为m 个短的间隔，称为码片(chip)。
码片序列(chip sequence)：每个站被指派一个唯一的m bit 码片序列。如发送比特1，则发送自己的m bit 码片序列。
如发送比特0，则发送该码片序列的二进制反码。
例如，S 站的8 bit 码片序列是00011011。
发送比特 1 时，就发送序列00011011，
发送比特0 时，就发送序列11100100。
为了方便，按照管理将码片中的0写作-1，1写作+1.
则S 站的码片序列：(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1)
每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交(orthogonal)。
在实用的系统中是使用伪随机码序列。
xDSL 技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。
虽然标准模拟电话信号的频带被限制在300~3400 Hz 的范围内，但用户线本身实际可通过的信号频率仍然超过 1 MHz。
xDSL 技术就把0~4 kHz 低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。
DSL 就是数字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写。而DSL 的前缀x 则表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)：非对称数字用户线
HDSL (High speed DSL)：高速数字用户线
SDSL (Single-line DSL)：1 对线的数字用户线
VDSL (Very high speed DSL)：甚高速数字用户线
DSL ：ISDN 用户线。
RADSL (Rate-Adaptive DSL)：速率自适应DSL，是ADSL 的一个子集，可自动调节线路速率）。
ADSL 的特点：上行和下行带宽不对称。
上行指从用户到ISP，而下行指从ISP 到用户。
ADSL 在用户线（铜线）的两端各安装一个ADSL 调制解调器。
我国目前采用的方案是离散多音调DMT (Discrete Multi-Tone)调制技术。这里的“多音调”就是“多载波”或“多子信道”的意思。ADSL 的数据率：
由于用户线的具体条件往往相差很大（距离、线径、受到相邻用户线的干扰程度等都不同），因此ADSL 采用自适应调制技术使用户线能够传送尽可能高的数据率。
当ADSL 启动时，用户线两端的ADSL 调制解调器就测试可用的频率、各子信道受到的干扰情况，以及在每一个频率上测试信号的传输质量。ADSL 不能保证固定的数据率。对于质量很差的用户线甚至无法开通ADSL。
通常下行数据率在32 kb/s 到 6.4 Mb/s 之间，而上行数据率在32 kb/s 到640 kb/s 之间。
光纤同轴混合网HFC (Hybrid Fiber Coax)
CATV有线电视（Community Antenna Television）
HFC 的主要特点优点略
数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：点对点信道。这种信道使用一对一的点对点通信方式。
广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机。
链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。
一条链路只是一条通路的一个组成部分。
数据链路(data link) 除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。
现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。
一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功
能。
早期的数据通信协议曾叫作通信规程(procedure)。因此在数据链路层，封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。
首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
解决透明传输问题:
发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH ”或“EOT ”的前面插入一个转义字符“ESC ”(其十六进制编码是 1B)。
字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)——接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。
如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
对可能出现0变1，1变0，因此要差错检测。
循环冗余检验的原理：在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。
在发送端，先把数据划分为组。假定每组 k 个比特。
假设待传送的一组数据 M = 101001（现在 k = 6）。我们在 M 的后面再添加供差错检测用的 n 位冗余码一起发送。
冗余码的计算 略
应当注意：仅用循环冗余检验 CRC 差错检测技术只能做到无差错接受(accept)。
“无差错接受”是指：“凡是接受的帧（即不包括丢弃的帧），我们都能以非常接近于 1 的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错”。 也就是说：“凡是接收端数据链路层接受的帧都没有传输差错”（有差错的帧就丢弃而不接受）。
要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。
现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)。
用户使用拨号电话线接入因特网时，一般都是使用 PPP
协议。
PPP 协议应满足的需求：简单——这是首要的要求，封装成帧 ，透明性， 多种网络层协议， 多种类型链路 ，差错检测 ，检测连接状态 ，最大传送单元 ，网络层地址协商 ，数据压缩协商
PPP 协议不需要的功能：纠错 流量控制 序号 多点线路 半双工或单工链路
PPP 协议有三个组成部分
一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。 链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)。 网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)。
当PPP 用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和 HDLC 的做法一样）。
当 PPP 用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法。 具体填充法 略
PPP 协议之所以不使用序号和确认机制是出于以下的考虑： 在数据链路层出现差错的概率不大时，使用比较简单的 PPP 协议较为合理。
在因特网环境下，PPP 的信息字段放入的数据是 IP 数据报。数据链路层的可靠传输并不能够保证网络层的传输也是可靠的。 帧检验序列 FCS 字段可保证无差错接受。
网络控制协议(Network Control Protocol) NCP ： PPP 协议的工作状态:
当用户拨号接入 ISP 时，路由器的调制解调器对拨号做出确认，并建立一条物理连接。
PC 机向路由器发送一系列的 LCP 分组（封装成多个 PPP 帧）。 这些分组及其响应选择一些 PPP 参数，和进行网络层配置，NCP 给新接入的 PC 机分配一个临时的 IP 地址，使 PC 机成为因特网上的一个主机。
通信完毕时，NCP 释放网络层连接，收回原来分配出去的 IP 地址。接着，LCP 释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。
LCP 数据链路层协议
局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。
局域网具有如下的一些主要优点：
具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。
便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。 提高了系统的可靠性、可用性和残存性。
数据链路层的两个子层：
为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802 委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层：
逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层
媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层。
DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约。 IEEE 的 802.3 标准。
DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别，因此可以将 802.3 局域网简称为“以太网”。
严格说来，“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网
与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC 子层，而 LLC 子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对 LLC 子层来说都是透明的
LLC不再有用，不考虑
网络接口板又称为通信适配器(adapter)或网络接口卡NIC (Network Interface Card)，或“网卡”。
适配器的重要功能：
进行串行/并行转换。
对数据进行缓存。
在计算机的操作系统安装设备驱动程序。
实现以太网协议。
最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。
总线上的每一个工作的计算机都能检测到 B 发送的数据信号。
由于只有计算机 D 的地址与数据帧首部写入的地址一致，因此只有D 才接收这个数据帧。
其他所有的计算机（A, C 和E）都检测到不是发送给它们的数据帧，因此就丢弃这个数据帧而不能够收下来。
具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。
为了通信的简便以太网采取了两种重要的措施：
采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。
以太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。
这样做的理由是局域网信道的质量很好，因信道质量产生差错的概率是很小的。
以太网提供的服务
以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。
当目的站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。
如果高层发现丢失了一些数据而进行重传，但以太网并不知道这是一个重传的帧，而是当作一个新的数据帧来发送。
“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。
总线上并没有什么“载波”。因此，“载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。
“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。
当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。
所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为“冲突检测”。每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。
碰撞的结果是两个帧都变得无用。
重要特性：使用CSMA/CD 协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。
每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。
CSMA/CD 表示Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
争用期：最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多经过时间2t（两倍的端到端往返时延）就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。
以太网的端到端往返时延2t称为争用期，或碰撞窗口。
经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。
以太网51.2微秒
二进制指数类型退避算法略
以太网规定了最短有效帧长为64 字节，凡长度小于64 字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。
强化碰撞
当发送数据的站一旦发现发生了碰撞时：
立即停止发送数据；
再继续发送若干比特的人为干扰信号(jamming signal)，以便让所有用户都知道现在已经发生了碰撞。
传统以太网最初是使用粗同轴电缆，后来演进到使用比较便宜的细同轴电缆，最后发展为使用更便宜和更灵活的双绞线。
这种以太网采用星形拓扑，在星形的中心则增加了一种可靠性非常高的设备，叫做集线器(hub)
不用电缆而使用无屏蔽双绞线。每个站需要用两对双绞线，分别用于发送和接收。
集线器使用了大规模集成电路芯片，因此这样的硬件设备的可靠性已大大提高了。
10BASE-T 的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100 m。这种10 Mb/s 速率的无屏蔽双绞线星形网的出现，既降低了成本，又提高了可靠性。
10BASE-T 双绞线以太网的出现，是局域网发展史上的一个非常重要的里程碑，它为以太网在局域网中的统治地位奠定了牢固的基础。
集线器的一些特点：
集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。
使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是CSMA/CD 协议，并共享逻辑上的总线。
集线器很像一个多接口的转发器，工作在物理层。
以太网的信道利用率
以太网的信道被占用的情况：
争用期长度为2滔，即端到端传播时延的两倍。检测到碰撞后不发送干扰信号。
帧长为L (bit)，数据发送速率为 C (b/s)，因而帧的发送时间为L/C = T0 (s)。
参数a 见书本
对以太网参数的要求：
当数据率一定时，以太网的连线的长度受到限制，否则 的数值会太大。
以太网的帧长不能太短，否则T0 的值会太小，使 a 值太大
信道利用率的最大值Smax 详见书本
在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或MAC 地址。
802 标准所说的“地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”或标识符。
但鉴于大家都早已习惯了将这种48 位的“名字”称为“地址”，所以本书也采用这种习惯用法，尽管这种说法并不太严格。
IEEE 的注册管理机构RA 负责向厂家分配地址字段的前三个字节(即高位24 位)。
地址字段中的后三个字节(即低位24 位)由厂家自行指派，称为扩展标识符，必须保证生产出的适配器没有重复地址。
一个地址块可以生成224个不同的地址。这种48 位地址称为MAC-48，它的通用名称是EUI-48。
“MAC地址”实际上就是适配器地址或适配器标识符EUI-48。
适配器从网络上每收到一个MAC 帧就首先用硬件检查MAC 帧中的MAC 地址.
如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。
“发往本站的帧”包括以下三种帧：
单播(unicast)帧（一对一），广播(broadcast)帧（一对全体），多播(multicast)帧（一对多）
常用的以太网MAC帧格式有两种标准：
DIX Ethernet V2 标准，IEEE 的802.3 标准
最常用的MAC 帧是以太网V2 的格式。
以太网的MAC 帧格式
见书本
类型字段用来标志上一层使用的是什么协议，
以便把收到的MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。
数据字段的正式名称是MAC 客户数据字段
最小长度64 字节-18 字节的首部和尾部= 数据字段的最小长度
当数据字段的长度小于46 字节时，
应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，
以保证以太网的MAC 帧长不小于64 字节。
为了达到比特同步，在传输媒体上实际传送的要比MAC 帧还多8 个字节,在帧的前面插入的8 字节中的第一个字段共7 个字节，是前同步码，用来迅速实现MAC 帧的比特同步。
第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。
无效的MAC 帧:
数据字段的长度与长度字段的值不一致；
帧的长度不是整数个字节；
用收到的帧检验序列FCS 查出有差错；
数据字段的长度不在46 ~ 1500 字节之间。
有效的MAC 帧长度为64 ~ 1518 字节之间。
对于检查出的无效MAC 帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。
用集线器扩展局域网:
优点
使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信。
扩大了局域网覆盖的地理范围。
缺点
碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高。
如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互
连起来。
在数据链路层扩展局域网:
在数据链路层扩展局域网是使用网桥。
网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。
网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口
网桥的好处: 过滤通信量。 扩大了物理范围。 提高了可靠性。
可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s
以太网）的局域网
网桥带来的缺点 ：存储转发增加了时延。 在MAC 子层并没有流量控制功能。
具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大。
网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴。
网桥和集线器（或转发器）不同：
集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测。 网桥在转发帧之前必须执行 CSMA/CD 算法。
若在发送过程中出现碰撞，就必须停止发送和进行退避。
透明网桥：目前使用得最多的网桥是透明网桥(transparent bridge)。
“透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，因为网桥对各站来说是看不见的。
透明网桥是一种即插即用设备，其标准是 IEEE 802.1D 。
网桥在转发表中登记以下三个信息：在网桥的转发表中写入的信息除了地址和接口外，还有帧进入该网桥的时间。
这是因为以太网的拓扑可能经常会发生变化，站点也可能会更换适配器（这就改变了站点的地址）。另外，以太网上的工作站并非总是接通电源的。
把每个帧到达网桥的时间登记下来，就可以在转发表中只保留网络拓扑的最新状态信息。这样就使得网桥中的转发表能反映当前网络的最新拓扑状态。
网桥的自学习和转发帧的步骤归纳：
网桥收到一帧后先进行自学习。查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。如没有，就在转发表中增加一个项目（源地址、进入的接口和时间）。如有，则把原有的项目进行更新。
转发帧。查找转发表中与收到帧的目的地址有无相匹配的项目。 如没有，则通过所有其他接口（但进入网桥的接口除外）按进行转发。 如有，则按转发表中给出的接口进行转发。
若转发表中给出的接口就是该帧进入网桥的接口，则应丢弃这个帧（因为这时不需要经过网桥进行转发）。
生成树：互连在一起的网桥在进行彼此通信后，就能找出原来的网络
拓扑的一个子集。在这个子集里，整个连通的网络中不存在回路，即在任何两个站之间只有一条路径。
为了避免产生转发的帧在网络中不断地兜圈子。
为了得出能够反映网络拓扑发生变化时的生成树，在生成树上的根网桥每隔一段时间还要对生成树的拓扑进行更新。
源路由网桥：透明网桥容易安装，但网络资源的利用不充分。 源路由(source route)网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中。
源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧，每个发现帧都记录所经过的路由。
发现帧到达目的站时就沿各自的路由返回源站。源站在得知这些路由后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。凡从该源站向该目的站发送的帧的首部，都必须携带源站所确定的这一路由信息。
多接口网桥——以太网交换机
1990 年问世的交换式集线器(switching hub)，可明显地提高局域网的性能。
交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机（表明此交
换机工作在数据链路层）。
以太网交换机通常都有十几个接口。因此，以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥，可见交换机工作在数据链路层。
以太网交换机的特点：以太网交换机的每个接口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。
交换机能同时连通许多对的接口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据。
以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，其交换速率就较高。
独占传输媒体的带宽：对于普通10 Mb/s 的共享式以太网，若共有N 个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10 Mb/s)的N 分之一。
使用以太网交换机时，虽然在每个接口到主机的带宽还是10 Mb/s，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此对于拥有N 对接口的交换机的总容量为N 10 Mb/s。这正是交换机的最大优点。
利用以太网交换机可以很方便地实现虚拟局域网：
虚拟局域网VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。
这些网段具有某些共同的需求。
每一个VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个VLAN。
虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。
高速以太网：速率达到或超过100 Mb/s 的以太网称为高速以太网。在双绞线上传送100 Mb/s 基带信号的星型拓扑以太网，仍使用IEEE 802.3 的CSMA/CD 协议。100BASE-T以太网又称为快速以太网(Fast Ethernet)。
全双工方式即通信双方可同时进行发送和接收数据
第四章
谁来可靠交付？思路一：面向连接的通信方式
建立虚电路(Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。
如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点。
虚电路表示这只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。
请注意，电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似，但并不完全一样。
因特网采用的设计思路:
网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。
网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。
网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。
尽最大努力交付的好处:
由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网络中的路由器可以做得比较简单，而且价格低廉（与电信网的交换机相比较）。
如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责（包括差错处理、流量控制等）。
采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。
因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。
网际协议IP 是TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一。与IP 协议配套使用的还有四个协议：
地址解析协议ARP
(Address Resolution Protocol)
逆地址解析协议RARP
(Reverse Address Resolution Protocol)
网际控制报文协议ICMP
(Internet Control Message Protocol)
网际组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol)
中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统：转发器(repeater)。
数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。
网络层中继系统：路由器(router)。
网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。
网络层以上的中继系统：网关(gateway)。
当中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。
网关由于比较复杂，目前使用得较少。
互联网都是指用路由器进行互连的网络。
由于历史的原因，许多有关TCP/IP 的文献将网络层使用的路由器称为网关。
虚拟互连网络的意义:所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是我们利用IP 协议就可以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
使用IP 协议的虚拟互连网络可简称为IP 网。
使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互连的各具体的网络异构细节。
IP 地址的一些重要特点:
(1) IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：
第一，IP 地址管理机构在分配IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了IP 地址的管理。
第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。
(2) 实际上IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的IP 地址，其网络号net-id 必须是不同的。这种主机称为多归属主机(multihomed host)。
由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的IP 地址。
(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号net-id。
(4) 所有分配到网络号net-id 的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。
IP层抽象的互联网屏蔽了下层很复杂的细节
在抽象的网络层上讨论问题，就能够使用
统一的、抽象的IP 地址
研究主机和主机或主机和路由器之间的通信
地址解析协议ARP:
不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。
每一个主机都设有一个ARP 高速缓存(ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的IP 地址到硬件地址的映射表。
当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送IP 数据报时，就先在其ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入MAC 帧，然后通过局域网将该MAC 帧发往此硬件地址。ARP 高速缓存的作用:
为了减少网络上的通信量，主机 A 在发送其ARP 请求分组时，就将自己的IP 地址到硬件地址的映射写入ARP 请求分组。
当主机 B 收到 A 的ARP 请求分组时，就将主机 A 的这一地址映射写入主机 B 自己的ARP 高速缓存中。这对主机 B 以后向 A 发送数据报时就更方便了。
ARP 是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP 地址和硬件地址的映射问题。
如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么就要通过ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络。剩下的工作就由下一个网络来做。
从IP地址到硬件地址的解析是自动进行的，主机的用户对这种地址解析过程是不知道的。
只要主机或路由器要和本网络上的另一个已知IP 地址的主机或路由器进行通信，ARP 协议就会自动地将该IP 地址解析为链路层所需要的硬件地址。
使用ARP 的四种典型情况：
发送方是主机，要把IP数据报发送到本网络上的另一个主机。这时用ARP 找到目的主机的硬件地址。
发送方是主机，要把IP 数据报发送到另一个网络上的一个主机。这时用ARP 找到本网络上的一个路由器的硬件地址。剩下的工作由这个路由器来完成。
发送方是路由器，要把IP 数据报转发到本网络上的一个主机。这时用ARP 找到目的主机的硬件地址。
发送方是路由器，要把IP 数据报转发到另一个网络上的一个主机。这时用ARP 找到本网络上的一个路由器的硬件地址。剩下的工作由这个路由器来完成。
为什么不直接使用硬件地址进行通信？
全世界存在着各式各样的网络，它们使用不同的硬件地址。要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作，因此几乎是不可能的事。
连接到因特网的主机都拥有统一的IP 地址，它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便，因为调用ARP 来寻找某个路由器或主机的硬件地址都是由计算机软件自动进行的，对用户来说是看不见这种调用过程的。
逆地址解析协议RARP：逆地址解析协议RARP 使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP 地址。
这种主机往往是无盘工作站。因此RARP协议目前已很少使用。
IP 数据报的格式：一个IP 数据报由首部和数据两部分组成。
首部的前一部分是固定长度，共20 字节，是所有IP 数据报必须具有的。
在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。
IP 数据报首部的可变部分：
IP 首部的可变部分就是一个选项字段，用来支持排错、测量以及安全
等措施，内容很丰富。
选项字段的长度可变，从 1 个字节到40 个字节不等，取决于所选择的项目。
增加首部的可变部分是为了增加IP 数据报的功能，但这同时也使得IP 数据报的首部长度成为可变的。这就增加了每一个路由器处理数据报的开销。
实际上这些选项很少被使用。
IP 层转发分组的流程：有四个A 类网络通过三个路由器连接在一起。每一个网络上都可能有成千上万个主机。
可以想像，若按目的主机号来制作路由表，则所得出的路由表就会过于庞大。
但若按主机所在的网络地址来制作路由表，那么每一个路由器中的路由表就只包含 4 个项目。这样就可使路由表大大简化。
根据目的网络地址就能确定下一跳路由器，这样做的结果是：IP 数据报最终一定可以找到目的主机所在目的网络上的路由器（可能要通过多次的间接交付）。
只有到达最后一个路由器时，才试图向目的主机进行直接交付。
特定主机路由：这种路由是为特定的目的主机指明一个路由。
采用特定主机路由可使网络管理人员能更方便地控制网络和测试网络，同时也可在需要考虑某种安全问题时采用这种特定主机路由。
路由器还可采用默认路由以减少路由表所占用的空间和搜索路由表所用的时间。
这种转发方式在一个网络只有很少的对外连接时是很有用的。
默认路由在主机发送IP 数据报时往往更能显示出它的好处。
如果一个主机连接在一个小网络上，而这个网络只用一个路由器和因特网连接，那么在这种情况下使用默认路由是非常合适的。
必须强调指出：IP 数据报的首部中没有地方可以用来指明“下一跳路由器的IP 地址”。
当路由器收到待转发的数据报，不是将下一跳路由器的IP 地址填入IP 数据报，而是送交下层的网络接口软件。
网络接口软件使用ARP 负责将下一跳路由器的IP 地址转换成硬件地址，并将此硬件地址放在链路层的MAC 帧的首部，然后根据这个硬件地址找到下一跳路由器。
划分子网:
1. 从两级IP 地址到三级IP 地址
在ARPANET 的早期，IP 地址的设计确实不够合理。
IP 地址空间的利用率有时很低。
给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。
两级的IP 地址不够灵活。
从1985 年起在IP 地址中又增加了一个“子网号字段”，使两级的IP 地址变成为三级的IP 地址。
这种做法叫作划分子网(subnetting) 。划分子网已成为因特网的正式标准协议。
划分子网的基本思路:
划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。
从主机号借用若干个位作为子网号subnet-id，而主机号host-id 也就相应减少了若干个位。
IP地址::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>} (4-2)
凡是从其他网络发送给本单位某个主机的IP 数据报，仍然是根据IP 数据报的目的网络号net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。
然后此路由器在收到IP 数据报后，再按目的网络号net-id 和子网号subnet-id 找到目的子网。
最后就将IP 数据报直接交付目的主机。
当没有划分子网时，IP 地址是两级结构。
划分子网后IP 地址就变成了三级结构。
划分子网只是把IP 地址的主机号host-id 这部分进行再划分，而不改变IP 地址原来的网络号net-id。
子网掩码:
从一个IP 数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分。
使用子网掩码(subnet mask)可以找出IP 地址中的子网部分。
子网掩码是一个重要属性:子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。
路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器。
路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。
若一个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码。
使用变长子网掩码VLSM (Variable Length Subnet Mask)可进一步提高IP 地址资源的利用率。
在VLSM 的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。
CIDR 最主要的特点:
CIDR 消除了传统的A 类、B 类和C 类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配IPv4 的地址空间。
CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。
IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。
路由聚合(route aggregation):
一个CIDR 地址块可以表示很多地址，这种地址的聚合常称为路由聚合，它使得路由表中的一个项目可以表示很多个（例如上千个）原来传统分类地址的路由。
路由聚合也称为构成超网(supernetting)。
CIDR 虽然不使用子网了，但仍然使用“掩码”这一名词（但不叫子网掩码）。
对于/20 地址块，它的掩码是20 个连续的1。斜线记法中的数字就是掩码中1的个数。
为了进行更加有效的查找，通常是将无分类编址的路由表存放在一种层次的数据结构中，然后自上而下地按层次进行查找。这里最常用的就是二叉线索(binary trie)。
网际控制报文协议ICMP
为了提高IP 数据报交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议ICMP (Internet Control Message Protocol)。
ICMP 允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。ICMP 不是高层协议，而是IP 层的协议。
ICMP 报文作为IP 层数据报的数据，加上数据报的首部，组成IP 数据报发送出去。
ICMP 报文的种类有两种，即ICMP 差错报告报文和ICMP 询问报文。
ICMP 报文的前4 个字节是统一的格式，共有三个字段：即类型、代码和检验和。接着的 4 个字节的内容与ICMP 的类型有关。
不应发送ICMP 差错报告报文的几种情况:
对ICMP 差错报告报文不再发送ICMP 差错报告报文。
对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送ICMP 差错报告报文。
对具有多播地址的数据报都不发送ICMP 差错报告报文。
对具有特殊地址（如127.0.0.0 或0.0.0.0）的数据报不发送ICMP 差错报告报文。
ICMP的应用举例PING (Packet InterNet Groper)
PING 用来测试两个主机之间的连通性。
PING 使用了ICMP 回送请求与回送回答报文。
PING 是应用层直接使用网络层ICMP 的例子，它没有通过运输层的TCP 或UDP。
有关路由选择协议的几个基本概念
理想的路由算法
算法必须是正确的和完整的；在计算上应简单；算法应能适应通信量和网络拓扑的变化，这就是说，要有自适应性；有稳定性；公平的；最佳的。
关于“最佳路由”：不存在一种绝对的最佳路由算法。
所谓“最佳”只能是相对于某一种特定要求下得出的较为合理的选择而已。
实际的路由选择算法，应尽可能接近于理想的算法，路由选择复杂的问题。它是网络中的所有结点共同协调工作的结果。
路由选择的环境往往是不断变化的，而这种变化有时无法事先知道。
从路由算法的自适应性考虑
静态路由选择策略——即非自适应路由选择，其特点是简单和开销较小，但不能及时适应网络状态的变化。
动态路由选择策略——即自适应路由选择，其特点是能较好地适应网络状态的变化，但实现起来较为复杂，开销也比较大。
分层次的路由选择协议:
因特网采用分层次的路由选择协议。
因特网的规模非常大。如果让所有的路由器知道所有的网络应怎样到达，则这种路由表将非常大，处理起来也太花时间。而所有这些路由器之间交换路由信息所需的带宽就会使因特网的通信链路饱和。
许多单位不愿意外界了解自己单位网络的布局细节和本部门所采用的路由选择协议（这属于本部门内部的事情），但同时还希望连接到因特网上。
(第四章未完)
第五章
应用进程之间的通信:
两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应用进程互相通信。
应用进程之间的通信又称为端到端的通信。
运输层的一个很重要的功能就是复用和分用。
“运输层提供应用进程间的逻辑通信”。“逻辑通信”的意思是：运输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据。但事实上这两个运输层之间并没有一条水平方向的物理连接。
运输层协议和网络层协议的主要区别
:
运输层的主要功能:
运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信（但网络层是为主机之间提供逻辑通信）。
运输层还要对收到的报文进行差错检测。
运输层需要有两种不同的运输协议，即面向连接的TCP 和无连接的UDP。
两种不同的运输协议:
TCP/IP 的运输层有两个不同的协议：
(1) 用户数据报协议UDP (User Datagram Protocol)
(2) 传输控制协议TCP (Transmission Control Protocol)
TCP 与UDP
两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议数据单元TPDU (Transport Protocol Data Unit)。
TCP 传送的数据单位协议是TCP 报文段(segment)
UDP 传送的数据单位协议是UDP 报文或用户数据报。
TCP/IP 体系中的运输层协议
：
TCP 与UDP
UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输层在收到UDP 报文后，不需要给出任何确认。虽然UDP 不提供可靠交付，但在某些情况下UDP 是一种最有效的工作方式。
TCP 则提供面向连接的服务。TCP 不提供广播或多播服务。由于TCP 要提供可靠的、面向连接的运输服务，因此不可避免地增加了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多的处理机资源。
强调两点：
运输层的UDP 用户数据报与网际层的IP数据报有很大区别。IP 数据报要经过互连网中许多路由器的存储转发，但UDP 用户数据报是在运输层的端到端抽象的逻辑信道中传送的。
TCP 报文段是在运输层抽象的端到端逻辑信道中传送，这种信道是可靠的全双工信道。但这样的信道却不知道究竟经过了哪些路由器，而这些路由器也根本不知道上面的运输层是否建立了TCP 连接。
运输层的端口：
运行在计算机中的进程是用进程标识符来标志的。
运行在应用层的各种应用进程却不应当让计算机操作系统指派它的进程标识符。这是因为在因特网上使用的计算机的操作系统种类很多，而不同的操作系统又使用不同格式的进程标识符。
为了使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信，就必须用统一的方法对TCP/IP 体系的应用进程进行标志。
需要解决的问题
由于进程的创建和撤销都是动态的，发送方几乎无法识别其他机器上的进程。
有时我们会改换接收报文的进程，但并不需要通知所有发送方。
我们往往需要利用目的主机提供的功能来识别终点，而不需要知道实现这个功能的进程。
端口号(protocol port number)，简称为端口(port)
解决这个问题的方法就是在运输层使用协议端口号(protocol port number)，或通常简称为端口(port)。
虽然通信的终点是应用进程，但我们可以把端口想象是通信的终点，因为我们只要把要传送的报文交到目的主机的某一个合适的目的端口，剩下的工作（即最后交付目的进程）就由TCP 来完成。
软件端口与硬件端口
在协议栈层间的抽象的协议端口是软件端口。
路由器或交换机上的端口是硬件端口。
硬件端口是不同硬件设备进行交互的接口，而软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址。
TCP 的端口
端口用一个16 位端口号进行标志。
端口号只具有本地意义，即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程。在因特网中不同计算机的相同端口号是没有联系的。
三类端口
熟知端口，数值一般为0~1023。
登记端口号，数值为1024~49151，为没有熟知端口号的应用程序使用的。使用这个范围的端口号必须在IANA 登记，以防止重复。
客户端口号或短暂端口号，数值为49152~65535，留给客户进程选择暂时使用。当服务器进程收到客户进程的报文时，就知道了客户进程所使用的动态端口号。通信结束后，这个端口号可供其他客户进程以后使用。
UDP 只在IP 的数据报服务之上增加了很少一点的功能，即端口的功能和差错检测的功能。
虽然UDP 用户数据报只能提供不可靠的交付，但UDP 在某些方面有其特殊的优点。
UDP 的主要特点
UDP 是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。
UDP 使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，同时也不使用拥塞控制。
UDP 是面向报文的。UDP 没有拥塞控制，很适合多媒体通信的要求。UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。
面向报文的UDP
发送方UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付IP 层。UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。
应用层交给UDP 多长的报文，UDP 就照样发送，即一次发送一个报文。
接收方UDP 对IP 层交上来的UDP 用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文。
应用程序必须选择合适大小的报文。
UDP
是面向报文的：
UDP 的首部格式
计算检验和例子：略
TCP 最主要的特点
TCP 是面向连接的运输层协议。
每一条TCP 连接只能有两个端点(endpoint)，每一条TCP 连接只能是点对点的（一对一）；TCP 提供可靠交付的服务；TCP 提供全双工通信；面向字节流。
TCP 面向流的概
念
应当注意
TCP 连接是一条虚连接而不是一条真正的物理连接。
TCP 对应用进程一次把多长的报文发送到TCP 的缓存中是不关心的。TCP 根据对方给出的窗口值和当前网络拥塞的程度来决定一个报文段应包含多少个字节（UDP 发送的报文长度是应用进程给出的）。
TCP 可把太长的数据块划分短一些再传送。TCP 也可等待积累有足够多的字节后再构成报文段发送出去。
TCP 的连接
TCP 把连接作为最基本的抽象。
每一条TCP 连接有两个端点。
TCP 连接的端点不是主机，不是主机的IP 地址，不是应用进程，也不是运输层的协议端口。TCP 连接的端点叫做套接字(socket)或插口。端口号拼接到(contatenated with) IP 地址即构成了套接字。
同一个名词socket有多种不同的意思：
应用编程接口API 称为socket API, 简称为socket。
socket API 中使用的一个函数名也叫作socket。
调用socket 函数的端点称为socket。
调用socket 函数时其返回值称为socket 描述符，可简称为socket。在操作系统内核中连网协议的Berkeley 实现，称为socket 实现。
可靠传输的工作原理
请注意
在发送完一个分组后，必须暂时保留已发送的分组的副本。
分组和确认分组都必须进行编号。
超时计时器的重传时间应当比数据在分组传输的平均往返时间更长一些。
可靠通信的实现
使用上述的确认和重传机制，我们就可以在不可靠的传输网络上实现可靠的通信，称为自动重传请求ARQ (Automatic Repeat reQuest)。ARQ 表明重传的请求是自动进行的。接收方不需要请求发送方重传某个出错的分组。
累积确认
接收方一般采用累积确认的方式。即不必对收到的分组逐个发送确认，而是对按序到达的最后一个分组发送确认，这样就表示：到这个分组为止的所有分组都已正确收到了。
累积确认有的优点是：容易实现，即使确认丢失也不必重传。缺点是：不能向发送方反映出接收方已经正确收到的所有分组的信息。
Go-back-N（回退N）
如果发送方发送了前 5 个分组，而中间的第 3 个分组丢失了。这时接收方只能对前两个分组发出确认。发送方无法知道后面三个分组的下落，而只好把后面的三个分组都再重传一次。
这就叫做Go-back-N（回退N），表示需要再退回来重传已发送过的N 个分组。
可见当通信线路质量不好时，连续ARQ 协议会带来负面的影响。
TCP 可靠通信的具体实现
TCP 连接的每一端都必须设有两个窗口——一个发送窗口和一个接收窗口。
TCP 的可靠传输机制用字节的序号进行控制。TCP 所有的确认都是基于序号而不是基于报文段。
TCP 两端的四个窗口经常处于动态变化之中。
TCP连接的往返时间RTT 也不是固定不变的。需要使用特定的算法估算较为合理的重传时间。
TCP 报文段的首部格式
源端口和目的端口字段——各占 2 字节。端口是运输层与应用层的服务接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。
序号字段——占 4 字节。TCP 连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号。序号字段的值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。
确认号字段——占 4 字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。
数据偏移（即首部长度）——占 4 位，它指出TCP 报文段的数据起始处距离TCP 报文段的起始处有多远。“数据偏移”的单位是32 位字（以 4 字节为计算单位）。
保留字段——占 6 位，保留为今后使用，但目前应置为0。
紧急URG ——当URG 1 时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据)。确认ACK ——只有当ACK 1 时确认号字段才有效。当ACK 0 时，确认号无效。
推送PSH (PuSH) ——接收TCP 收到PSH = 1 的报文段，就尽快地交付接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。
复位RST (ReSeT) ——当RST 1 时，表明TCP 连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接。
同步SYN ——同步SYN = 1 表示这是一个连接请求或连接接受报文。
终止FIN (FINis) ——用来释放一个连接。FIN 1 表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。
窗口字段——占2 字节，用来让对方设置发送窗口的依据，单位为字节。
检验和——占2 字节。检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分。在计算检验和时，要在TCP 报文段的前面加上12 字节的伪首部。紧急指针字段——占16 位，指出在本报文段中紧急数据共有多少个字节（紧急数据放在本报文段数据的最前面）。
其他选项
窗口扩大选项——占 3 字节，其中有一个字节表示移位值S。新的窗口值等于TCP 首部中的窗口位数增大到(16 + S)，相当于把窗口值向左移动S 位后获得实际的窗口大小。
时间戳选项——占10 字节，其中最主要的字段时间戳值字段（4 字节）和时间戳回送回答字段（4 字节）。
选择确认选项——在后面的 5.6.3 节介绍。
填充字段——这是为了使整个首部长度是 4 字节的整数倍。
发送缓存与接收缓存的作用
发送缓存用来暂时存放：
发送应用程序传送给发送方TCP 准备发送的数据；TCP 已发送出但尚未收到确认的数据。接收缓存用来暂时存放：
按序到达的、但尚未被接收应用程序读取的数据；
不按序到达的数据。
需要强调三点
A 的发送窗口并不总是和
B 的接收窗口一样大（因为有一定的时间滞后）。
TCP 标准没有规定对不按序到达的数据应如何处理。通常是先临时存放在接收窗口中，等到字节流中所缺少的字节收到后，再按序交付上层的应用进程。
TCP 要求接收方必须有累积确认的功能，这样可以减小传输开销。超时重传时间的选择：
重传机制是TCP 中最重要和最复杂的问题之一。
TCP 每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到但还没有收到确认，就要重传这一报文段。
往返时延的方差很大
由于TCP 的下层是一个互联网环境，IP 数据报所选择的路由变化很大。因而运输层的往返时间的方差也很大。
计算机网络第七版答案 第一章概述 1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享 1-02 简述分组交换的要点。答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并 1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。 答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。 （2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。 （3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。 1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？ 答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。 1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。 答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet； 分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。 1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？ 答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是RFC 文档。（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为RFC 文档。（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard) 1-07小写和大写开头的英文名internet 和Internet在意思上有何重要区别？ 答：（1）internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用TCP/IP 协议的互联网络。区别：后者实际上是前者的双向应用 1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？ 答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。 （2）城域网：城市范围，链接多个局域网。 （3）局域网：校园、企业、机关、社区。 （4）个域网PAN：个人电子设备 按用户：公用网：面向公共营运。专用网：面向特定机构。 1-09 计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么？ 答：主干网：提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信。本地接入网：主要支持用户的访问本地，实现散户接入，速率低。 1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。） 答：线路交换时延：kd+x/b+s, 分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)，其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，当s>(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。 1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。）答：总时延D表达式，分组交换时延为：D= kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b D对p求导后，令其值等于0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5
计算机网络期末复习题及答案 一、选择题 1、传输延迟时间最小的交换方法是(A ) A线路交换 B.报文交换 C.分组交换 D.信元交换 2、在OSI七层结构模型中，处于数据链路层与运输层之间的是（b ） A、物理层 B、网络层 C、会话层 D、表示层 3、服务与协议是完全不同的两个概念，下列关于它们的说法错误的是( d)。 A、协议是水平的，即协议是控制对等实体间通信的规则。服务是垂直的，即服务是下层向上层通过层间接口提供的。 B、在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。 C、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。 D、OSI将层与层之间交换的数据单位称为协议数据单元PDU。 OSI将层与层之间交换的数据单位称为服务数据单元SDU。 OSI将对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元PDU。 4、在OSI参考模型中，数据链路层和物理层传输的数据单元分别是（ c） A、报文（Message）、比特（Bit） B、分组（Packet）、报文（Message） C、帧（Frame）、比特（Bit） D、数据报（Datagram）、比特（Bit） 5、以下选项中，不属于OSI参考模型分层的是（b ） A．物理层 B．网络接口层 C．数据链路层 D．网络层 6、在同一个信道上的同一时刻，能够进行双向数据传送的通信方式是（ c） A.单工 B.半双工 C.全双工 D.上述三种均不是 7、若信道的复用是以信息在一帧中的时间位置(时隙)来区分，不需要另外的信息头来标志信息的身分，则这种复用方式为( c) A、异步时分复用 B、频分多路复用 C、同步时分复用 D、以上均不对 8、（c ）是下列传输介质中性能最好的。 A．双绞线 B．同轴电缆C．光纤 D．以上都好。 9、有几栋建筑物,周围还有其他电力电缆,若需将该几栋建筑物连接起来构成骨干型园区网,则采用( a)比较合适。 （A）光缆（B）同轴电缆（C）非屏蔽双绞线（D）屏蔽双绞线 10、局域网体系结构中（ b）被划分成MAC和LLC两个子层。 A、物理层 B、数据链路层 C、网络层 D、运输层 11、以下各项中，不是数据报操作特点的是( c) A、每个分组自身携带有足够的信息，它的传送是被单独处理的 B、在整个传送过程中，不需建立虚电路 C、使所有分组按顺序到达目的端系统 D、网络节点要为每个分组做出路由选择 12、Hub是( c)。 A、网卡 B、交换机 C、集线器 D、路由器
《计算机网络》课后习题答案 第一章概述 1-1 计算机网络向用户可以提供哪些服务？ 答：计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个，连通性和共享。 1-2 试简述分组交换的特点 答：分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。 1-3 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。 答：（1）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。 （2）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。但它的缺点也是显而易见的。以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。 （3）分组交换分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。它兼有电路交
1、三网:电信网络、有线电视网络、计算机网络。 2、计算机网络的两个重要功能：连通性、共享。 3、网络由若干节点和连接这些节点的链路组成。 4、网络和网络还可以通过路由器互连起来，这样就构成了一个覆盖范围更大的网络，即互联网。 5、因特网发展的三个阶段：第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程；第二阶段的特点是建立了三级结构的因特网；第三阶段的特点是逐渐形成了子层次JSP结构的互联网。 6、因特网体系结构委员会IAB下设两个工程部：因特网工程部IETF，因特网研究部IRTF。 7、制定因特网的正式标准的四个阶段：因特网草案，建议标准，草案标准，因特网准备。 8、因特网组成：边缘部分（用户直接使用的），核心部分（为边缘部分提供服务的）。 9、客户是服务请求方，服务器是服务提供方。 10、对等连接（P2P）：指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。 11、路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。 12、“建立连接——>通话——>释放连接”三个步骤的交换方式称为电路交换。 13、电路交换的一个重要特点就是在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。 14、分组交换主要采用存储转发技术。 15、P13图1-12三种交换方式的比较。 16、按网络的作用范围进行分类：广域网WAN，城域网MAN，局域网LAN，个人区域网PAN。 17、按网络的使用者进行分类：公用网，专用网。 18、计算机网络的性能指标：速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率。 19、开放系统互连基本参考模型（OSI）：使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架。 20、网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。网络协议三要素：语法、语义、同步。 21、网络的体系结构：九三级网络的各层机器协议的集合。 22、P28 图1-18 b（4层）、c（5层）计算机网络体系结构。 b：应用层、运输层、网际层、网络接口层。c：应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层。 23、实体：任何可以发送或接收消息的硬件或软件进程。协议是控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合。协议是水平的，服务是垂直的。
《计算机网络》整理资料 第1章概述 1、计算机网络的两大功能：连通性和共享； 2、计算机网络（简称为网络）由若干结点（node）和连接这些结点的链路（link）组成。网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。 3、互联网基础结构发展的三个阶段： ①从单个网络ARPANET 向互联网发展的过程。②建成了三级结构的因特网。③逐渐形成了多层次ISP （Internet service provider）结构的因特网。 4、制定互联网的正式标准要经过以下三个阶段： ①互联网草案（Internet Draft）②建议标准（Proposed Standard）③互联网标准（Internet Standard） 5、互联网的组成： ①边缘部分：由所有连接在互联网上的主机组成，这部分是用户直接使用的。处在互联网边缘的部分就是连 接在互联网上的所有的主机，这些主机又称为端系统（end system）。（是进程之间的通信）两类通信方式： ?客户—服务器方式：这种方式在互联网上是最常见的，也是最传统的方式。 客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程（软件）。 客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方；服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的服务。 客户程序：一对多，必须知道服务器程序的地址；不需要特殊硬件和很复杂的操作系统。 服务器程序：可同时处理多个远地或本地客户的请求（被动等待）；一般需要有强大的硬件和高级的操作系统支持 ?对等连接方式（p2p)：平等的、对等连接通信。既是客户端又是服务端； ②核心部分：由大量网络和连接在这些网络上的路由器组成，这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性 和交换）（主要由路由器和网络组成）；核心中的核心：路由器（路由器是实现分组交换的关键构建，其任务是转发收到的分组） 交换——按照某种方式动态地分配传输线路的资源： ?电路交换：必须经过建立连接（占用通信资源）→通话（一直占用通信资源）→释放资源（归还通信资 源）三个步骤的交换方式。 电路交换的一个重要特点就是在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源； ?报文交换：基于存储转发原理（时延较长）； ?分组交换：分组交换采用存储转发技术。在发送报文（message）之前，先把较长的报文划分成为一个个 更小的等长数据段，在每一个数据段前面，加上一些由必要的控制信息组成的首部（包头header）后，就构成了一个分组（包packet）；分组是在互联网中传送的数据单元。 路由器处理分组过程：缓存→查找转发表→找到合适接口转发出去。 优点：高效（逐段占用链路，动态分配带宽），灵活（独立选择转发路由），迅速（不建立连接就能发送分组），可靠（保证可靠性的网络协议；分布式多路由的分组交换网） 问题：存储转发时会造成一定的时延；无法确保通信时端到端所需的带宽。 报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽； 6、计算机网络的分类： 按作用范围：WAN(广），MAN（城），LAN（局），PAN（个人区域网）； 按使用者：公用网，专用网； 7、计算机网络的性能
第一章 1、（ 09-33）在OSl参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层次是（） A. 数据链路层 B.传输层 C.会话层 D.应用层 2、（ 10-33）下列选项中，不属于网络体系结构中所描述的内容是（） A.网络的层次 B. 每一层使用的协议 C.协议的内部实现细节 D. 每一层必须完成的功能 3、（ 10-34）在下图所示的采用“存储-转发”方式分组的交换网络中，所有链路的数据传输速度为100MbPS分组大小为1000B,其中分组头大小20B，若主机H1向主机H2发送一个大小为980000B的文件，则在不考虑分组拆装时间和传播延迟的情况下，从H1发送到H2接收完为止，需要的时间至少是（） A： 80ms B : 80.08ms C : 80.16ms D : 80.24ms 4、（ 11-33）TCP/IP参考模型的网络层提供的是（） A.无连接不可靠的数据报服务 B ?无连接可靠的数据报服务 C.有连接不可靠的虚电路服务 D .有连接可靠的虚电路服务 5、（ 12-33）在TCP/IP体系结构中，直接为ICMP提供服务协议的是：（） A. PPP B. IP C. UDP D. TCP & （13-33）在OSl参考模型中，下列功能需由应用层的相邻层实现的是（） A.对话管理 B.数据格式转换 C.路由选择 D.可靠数据传输 7. （13-35）主机甲通过1个路由器（存储转发方式）与主机乙互联，两段链路的数据传输速率均为10Mbps,主机甲分别采用报文交换和分组大小为10kb的分 组交换向主机乙发送1个大小为8Mb （1M=10）的报文。若忽略链路传播延迟、分组头开销和分组拆装时间，则两种交换方式完成该报文传输所需的总时间分别为（）
第一章 1、（09-33）在OSI参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层次是（）A．数据链路层 B.传输层 C.会话层 D.应用层 2、（10-33）下列选项中，不属于网络体系结构中所描述的内容是（） A.网络的层次 B.每一层使用的协议 C.协议的内部实现细节 D.每一层必须完成的功能 3、（10-34）在下图所示的采用“存储-转发”方式分组的交换网络中，所有链路的数据传输速度为100Mbps，分组大小为1000B，其中分组头大小20B，若主机H1向主机H2发送一个大小为980000B的文件，则在不考虑分组拆装时间和传播延迟的情况下，从H1发送到H2接收完为止，需要的时间至少是（） A：80ms B：80.08ms C：80.16ms D：80.24ms 4、（11-33）TCP/IP参考模型的网络层提供的是（） A．无连接不可靠的数据报服务 B．无连接可靠的数据报服务 C．有连接不可靠的虚电路服务 D．有连接可靠的虚电路服务 5、（12-33）在TCP/IP体系结构中，直接为ICMP提供服务协议的是：（） A. PPP B. IP C. UDP D. TCP 6、（13-33）在OSI参考模型中，下列功能需由应用层的相邻层实现的是（） A.对话管理 B.数据格式转换 C.路由选择 D.可靠数据传输
7.（13-35）主机甲通过1个路由器（存储转发方式）与主机乙互联，两段链路的数据传输速率均为10Mbps,主机甲分别采用报文交换和分组大小为10kb的分组交换向主机乙发送1个大小为8Mb（1M=106）的报文。若忽略链路传播延迟、分组头开销和分组拆装时间，则两种交换方式完成该报文传输所需的总时间分别为（） A.800ms、1600ms B.801ms、1600ms C.1600ms、800ms、 D、1600ms、801ms 8.（14-33）在OSI参考模型中，直接为会话层提供服务的是（） A.应用层 B表示层 C传输层 D网络层 参考答案：
第一章 1、（09－33）在OＳI参考模型中,自下而上第一个提供端到端服务得层次就是（） A。数据链路层B、传输层C、会话层Ｄ、应用层 2、（1０－３3）下列选项中,不属于网络体系结构中所描述得内容就是( ）Ａ、网络得层次 B、每一层使用得协议 C、协议得内部实现细节 D、每一层必须完成得功能 3、（１0—３４）在下图所示得采用“存储—转发”方式分组得交换网络中,所有链路得数据传输速度为１00Ｍbpｓ,分组大小为1000B,其中分组头大小20B,若主机H1向主机Ｈ2发送一个大小为9800０0B得文件,则在不考虑分组拆装时间与传播延迟得情况下,从H1发送到Ｈ2接收完为止，需要得时间至少就是( ) A：80ms B：８0、08ms Ｃ：80、16mｓＤ：8０、24ms 4、(1１－33)ＴCP／ＩＰ参考模型得网络层提供得就是（） A。无连接不可靠得数据报服务 B．无连接可靠得数据报服务 C.有连接不可靠得虚电路服务D。有连接可靠得虚电路服务 ５、(1２—3３)在ＴCP/ＩＰ体系结构中，直接为IＣMＰ提供服务协议得就是：（) A、 PPP Ｂ、ＩP C、UDP D、 TＣP ６、（１3－３3）在ＯSＩ参考模型中，下列功能需由应用层得相邻层实现得就是() A.对话管理 B、数据格式转换C、路由选择Ｄ、可靠数据传输 7.(13－35）主机甲通过１个路由器（存储转发方式)与主机乙互联，两段链路得数据传输速率均为1０Mbps，主机甲分别采用报文交换与分组大小为10kb得分组交换向主机乙发送1个大小为8Mb(１M＝１06)得报文.若忽略链路传播延迟、分组头开销与分组拆装时间,则两种交换方式完成该报文传输所需得总时间分别为(）
第一章概述 １-01 计算机网络向用户可以提供那些服务? 答: 连通性与共享 1—02 简述分组交换得要点。 答：(1）报文分组,加首部 （2）经路由器储存转发 (3）在目得地合并 1—03 试从多个方面比较电路交换、报文交换与分组交换得主要优缺点。 答:（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障,对连续传送大量数据效率高。 （2)报文交换:无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。 (3)分组交换:具有报文交换之高效、迅速得要点,且各分组小,路由灵活,网络生存性能好。 1—04 为什么说因特网就是自印刷术以来人类通信方面最大得变革？ 答：融合其她通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好得连通性与信息共享,第一次提供了各种媒体形式得实时交互能力。 1—05 因特网得发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段得主要特点。
答：从单个网络AＰPAＮET向互联网发展;TＣＰ/IＰ协议得初步成型 建成三级结构得Internet;分为主干网、地区网与校园网； 形成多层次ISP结构得Ｉnterneｔ;ISＰ首次出现。 1－06 简述因特网标准制定得几个阶段？ 答:（1)因特网草案(Ｉnteｒnet Draft) －—在这个阶段还不就是ＲFC 文档。 （２）建议标准（Ｐroｐｏsed Sｔandard）——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。 （３)草案标准(Draft Ｓtandard) （4) 因特网标准(Ｉnｔernｅt Stａｎｄａrd） 1—０7小写与大写开头得英文名字ｉnteｒneｔ与Internｅt在意思上有何重要区别? 答:(１) internｅt(互联网或互连网）:通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成得网络。；协议无特指 （2）Iｎterneｔ(因特网）:专用名词,特指采用TCP／ＩP 协议得互联网络 区别:后者实际上就是前者得双向应用 1-0８计算机网络都有哪些类别？各种类别得网络都有哪些特点？ 答:按范围:（1）广域网WAN:远程、高速、就是Internet得核心网。 (2)城域网：城市范围，链接多个局域网。
第一章 1.21世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息 时代。 2.这里所说的网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。这三种网络 向用户提供的服务不同。发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。 3.分组交换采用存储转发技术。通常我们把要发送的整块数据存储称为一个报文 （message）。在发送报文之前，先把较长的报文划分称为一个个更小的等长数据段，在每段数据段前面加上一些必要的控制信息组成的首部（header）后，就构成了一个分组（packet）。分组又称为“包”，二分组的首部也可称为“包头”。分组时在因特网中传送的数据单元。 4.因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成，而主机处在因特网的 边缘部分。在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。主机的用途是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用来转发分组的，即进行分组交换的。 5.分组交换的优点： 高效：动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 灵活：以分组为传送单位和查找路由。 迅速：不必先建立连接就能向其他主机发送分组。 可靠：保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性 6.三种交换方式在数据传送阶段的主要特点： 电路交换：整个报文的比特流连续的从源点直达终点，好像在一个管道中传送。 报文交换：整个报文先传送到相邻节点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个节
点。 分组交换：单个分组（这只是整个报文的一部分）传送到相邻节点，存储下来后查找转发表，转发到下一个节点。 7.几种不同类别的网络： 从网络的作用范围进行分类：广域网WAN (Wide Area Network)、局域网LAN (Local Area Network) 、城域网MAN (Metropolitan Area Network)、个人区域网PAN (Personal Area Network) 从网络的使用者进行分类：公用网(public network) 、专用网(private network) 用来把用户接入到因特网的网络：接入网AN (Access Network)，它又称为本地接入网或居民接入网。由ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。 8.开放系统互连参考模型OSI/RM：只要遵循OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任 何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。 9.是非国际标准TCP/IP 现在获得了最广泛的应用。TCP/IP 常被称为事实上的(de facto) 国际标准。 10.协议与划分层次：计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。这些规则明确 规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。 11.网络协议由以下三个要素组成： 语法：数据与控制信息的结构或格式。 语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 同步：事件实现顺序的详细说明。 12.TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。但最下面的网络
计算机网络知识要点总结 一、现在最主要的三种网络 电信网络（电话网） 有线电视网络 计算机网络(发展最快，信息时代的核心技术) 二、internet 和Internet internet 是普通名词 泛指一般的互连网（互联网） Internet 是专有名词,标准翻译是“因特网” 世界范围的互连网（互联网） 使用TCP/IP 协议族 前身是美国的阿帕网ARPANET 三、计算机网络的带宽 计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率，即每秒多少比特。 描述带宽也常常把“比特/秒”省略。 例如，带宽是10 M，实际上是10 Mb/s。注意：这里的M 是106。 四、对宽带传输的错误概念 在网络中有两种不同的速率： 信号（即电磁波）在传输媒体上的传播速率（米/秒，或公里/秒） 计算机向网络发送比特的速率（比特/秒）,也叫传输速率。 这两种速率的意义和单位完全不同。 宽带传输：计算机向网络发送比特的速率较高。 宽带线路：每秒有更多比特从计算机注入到线路。 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。 早期的计算机网络采用电路交换，新型的计算机网络采用分组交换的、基于存储转发的方式。 分组交换： 在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块 每个块增加带有控制信息的首部构成分组（包） 依次把各分组发送到接收端 接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文 IP 网络的重要特点 ◆每一个分组独立选择路由。 ◆发往同一个目的地的分组，后发送的有可能先收到（即可能不按顺序接收）。 ◆当网络中的通信量过大时，路由器就来不及处理分组，于是要丢弃一些分组。 ◆因此，IP 网络不保证分组的可靠地交付。 ◆IP 网络提供的服务被称为： 尽最大努力服务(best effort service) 五、最重要的两个协议：IP 和TCP TCP 协议保证了应用程序之间的可靠通信,IP 协议控制分组在因特网的传输,但因特网不保证可靠交
第一章 1 三个交换的名称特点： 1、电路交换——整个报文的比特流连续的从原点直达终点，好像在一个管道中转发； 2、报文交换——整个报文先传送到相邻的节点，全部储存下来后查找转发表，转发到下一个节点； 3、分组交换——单个分组（这只是整个报文的一部分）转送到相邻节点，储存下来后查找转发表，转发到下一个节点。 2 不同作用范围划分的网络（广域网wan/ 城域网man/ 局域网lan） 3 计算机的性能指标 1、速率——比特。连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。用来描述网络速率。 2、带宽——比特每秒。某个信号具有的频带宽度。用来描述网络的通信线路所能传送数据的能力。 3、吞吐量——字节数或帧数。单位时间内通过某个网络的数据量。 4、时延——总时延= 发送时延+传播时延+处理时延+排队时延 4 体系结构 1、OSI——七层（物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层） 2、TCP/IP——四层（网络接口层、网络层、运输层、应用层） 3、五层协议——五层（物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层） 5 协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。 三要素：语法、语义、同步。 第二章 1 信息交换方式 1、单项通道（单工通信）——只有一个方向通信 2、双向交替通信（半双工通信）——可以双方通信，但不能同时 3、双向同时通信（全双工通信）——双方同时发送和接收信息 2 基带信号：来自信源的信号【基带调制（波形变换）、带通调制（载波：调幅/调频/调相）】 3 香农公式：C=Wlog2(1+S/N) w:带宽s/n：信噪比 4 双绞线：屏蔽双绞线（STP）/无屏蔽双绞线（UTP） 5 带宽：双绞线<同轴电缆<光缆 6 单模光纤：性能优，远距离传送；多模光纤：性能差，近距离传送 第三章 1 链路：一个节点到相邻节点的一段物理线路。数据线路=链路+协议。 网络适配器：用来实现这些必要通信协议的硬件和软件 2 帧：数据链路层的协议数据单元 3 数据链路层协议的三个基本问题：封装成帧、透明传输、错检测 4 误码率：错误比特占传输总比特的比率被称为误码率 5 循环冗余检验：CRC ★ 6 点对点协议(PPP)帧格式：字节填充、零比特填充 7 适配器（网卡）与CPU并行通信，首发各种帧时不使用CPU 8 CSMA/CD：（carrier sense multiple access with collision detection）载波监听多点接入/碰撞检测1、多点接入——总线型网络
第一章概述 1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？ 答：连通性与共享 1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换与分组交换得主要优缺点。 答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。 （2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速得要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。1-04 为什么说因特网就是自印刷术以来人类通信方面最大得变革？ 答：融合其她通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好得连通性与信息共享，第一次提供了各种媒体形式得实时交互能力。 1-07小写与大写开头得英文名字 internet 与Internet在意思上有何重要区别？ 答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成得网络。；协议无特指 （2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议得互联网络 区别：后者实际上就是前者得双向应用 1-14 计算机网络有哪些常用得性能指标？ ，利用率RTT答：速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间． 第二章物理层 2-01 物理层要解决哪些问题？物理层得主要特点就是什么？ 答：物理层要解决得主要问题： （1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备与传输媒体，通信手段得不同，使数据链路层感觉不到这
些差异，只考虑完成本层得协议与服务。 （2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理得传输媒体上传送与接收比特流（一般为串行按顺序传输得比特流）得能力，为此，物理层应该解决物理连接得建立、维持与释放问题。 （3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路 物理层得主要特点： （1）由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化得设备所采用，加之，物理层协议涉及得范围广泛，所以至今没有按OSI得抽象模型制定一套新得物理层协议，而就是沿用已存在得物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口得机械，电气，功能与规程特性。 （2）由于物理连接得方式很多，传输媒体得种类也很多，因此，具体得物理协议相当复杂。2-06 数据在信道重得传输速率受哪些因素得限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中得意义就是什么？“比特/每秒”与“码元/每秒”有何区别？ 答：码元传输速率受奈氏准则得限制，信息传输速率受香农公式得限制只要信息传输速率低于信香农公式在数据通信中得意义就是： 道得极限传信率，就可实现无差传输。 比特/s就是信息传输速率得单位 码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。一个码元不一定对应于一个比特。2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/ｓ，那么若想使最大信道传输速率增加６０％，问信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？如果在刚才计算出得基础上将信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？如果在刚才计算出得基础上将信噪比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２０％？ 答：C = W log2(1+S/N) b/s-àSN1=2*（C1/W）-1=2*（35000/3100）-1 SN2=2*（C2/W）-1=2*（1、6*C1/w）-1=2*（1、6*35000/3100）-1
1.1计算机网络在信息时代的作用 三网: 电信网络,有线电视网络,计算机网络 计算机网络的重要功能: 1)连通性彼此连通,交换信息 2)共享信息共享,软硬件共享 1.2 因特网概述 我们先给出关于网络,互联网,因特网的一些最基本概念. 网络:许多计算机连接在一起 互联网:internet 许多网络连接在一起 因特网:Internet 全球最大的,开放的,有众多网络相互连接而成的计算机网络(一个互联网),其采用TCP/IP协议因特网发展的三个阶段: 1.单个网络ARPANET向互联网发展的过程.1983年,TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议.人们把1983年看成 是现在因特网的诞生时间. 2.三级结构的因特网.分为主干网,地区网,校园网(企业网). 3.多层次ISP结构的因特网.ISP称为因特网服务提供商. 1.3 英特网组成 从工作形式上分为两大块: 1)边缘部分由所连接在因特网上的主机组成.这部分使用户直接使用的. 2)核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成,这部分是为边缘部分提供服务的. 在往里边缘的端系统之间的通信方式可划分为两大类:客户-服务器方式(C/S方式)和对等方式(P2P方式) 1.客户-服务器方式 特征:客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方.服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的的服务
2.对等连接(peer-to-peer,简写P2P)指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方. 因特网的核心部分 1.电路交换 从通信资源的分配角度来看,交换(switching)就是按照某种方式动态地分配传输线的资源.在使用电路交换打电话之前,必须先拨号请求连接. 这种必须经过”建立连接(占用通信资源) →通话(一直占用通信资源) →释放资源(归还通信资源)”三个步骤的交换方式称为电路交换. 其一个重要特点:在通话的全部时间内,通话的两个用户是指占用端到端的通信资源. 2.分组交换 分组交换采用存储转发技术.把要发送的的整块数据称为一个报文(message).在发送之前,先把其分为一个个小的等长数据段.在每一个数据段前面加上一些必要控制信息组成的首部(header)后,就构成了一个分组(packet),其又称为包. 分组是在因特网中传送的数据单元,分组中的首部包含了如目的地址和原地址等重要信息,每一个分组才能在因特网中独立地选择传输路径,并最终正确地交付到分组传输的终点. 位于网络边缘的主机和网络核心部分的路由器都是计算机,但它们的作用却不一样.主机是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息.路由器是用来转发分组的,即进行分组交换的. 优点: 高效灵活迅速可靠 缺点:分组在各路由器存储转发时需要排队,这就会造成一定时延.另外,各分组必须携带的控制信息也造成了一定的开销. 3.报文交换 整个报文先传送到相邻结点,全部存储下来后查找转发表,转到下一个结点. 1.5 计算机网络的类别 1.按照作用范围分类: 广域网WAN(运用了广域网技术) 城域网MAN 局域网LAN(运用了局域网技术) 个人区域网PAN 1.6 计算机网络性能 7个性能指标.速率带宽吞吐量时延时延带宽积往返时间利用率 1.速率: 连接在计算机网络上的主机在数字信号道上传送数据位数的速率,单位b/s,kb/s,Mb/s 2.带宽 计算机领域中,带宽来表示网络的通信线路传送数据的能力,表示单位时间内从网络中的某一点到另一点所通过的”最高数据率” 数据通信领域中,数字信道所传送的最高数据率单位b/s,kb/s,Mb/s 3.吞吐量 即在单位时间内通过某个网络的数据量;单位b/s,Mb/s等 4.时延 是指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间 (1)发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间 发送时延=数据帧长度(b) 发送速率(b/s) = 数据长度 信道带宽 (2)传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要发费的时间 传播时延= 信道长度(m) 电磁波在信道上的传播速率(m/s)
计算机网络第六版答案 第一章概述 1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享 1-02 简述分组交换的要点。答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并 1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。 答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。 （2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。 （3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。 1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？ 答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。 1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。 答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet； 分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。 1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？ 答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是RFC 文档。（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为RFC 文档。（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard) 1-07小写和大写开头的英文名internet 和Internet在意思上有何重要区别？ 答：（1）internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用TCP/IP 协议的互联网络。区别：后者实际上是前者的双向应用 1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？ 答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。 （2）城域网：城市范围，链接多个局域网。 （3）局域网：校园、企业、机关、社区。 （4）个域网PAN：个人电子设备 按用户：公用网：面向公共营运。专用网：面向特定机构。 1-09 计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么？ 答：主干网：提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信。本地接入网：主要支持用户的访问本地，实现散户接入，速率低。 1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。） 答：线路交换时延：kd+x/b+s, 分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)，其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，当s>(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。 1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。）答：总时延D表达式，分组交换时延为：D= kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b D对p求导后，令其值等于0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5
第一章概述 1、计算机网络的两大功能：连通性和共享； 2、因特网发展的三个阶段：①从单个网络ARPANET 向互联网发展的过程。②建成了三级结构的因特网。③逐渐形成了多层次ISP（Internet service provider）结构的因特网。 3、NAP（或称为IXP)——网络接入点：用来交换因特网上流量；向各ISP提供交换设施，使他们能够互相平等通信 4、因特网的组成： ①边缘部分：用户利用核心部分提供的服务直接使用网络进行通信并交换或共享信息；主机称为端系统，（是进程之间的通信） 两类通信方式： 1)客户服务器方式：客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方；客户程序：一对 多，必须知道服务器程序的地址；服务程序：可同时处理多个远地或本地客户的请 求（被动等待）； 2)对等连接方式（p2p)：平等的、对等连接通信。既是客户端又是服务端； ②核心部分：为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）（主要由路由器和网络组成）；核心中的核心：路由器（转发收到的分组，实现分组交换） 交换——按照某种方式动态地分配传输线路的资源： 1)电路交换：建立连接（占用通信资源）→通话（一直占用通信资源）→释放资源（归 还通信资源）始终占用资源； 2)报文交换：基于存储转发原理（时延较长）； 3)分组交换：报文（message）切割加上首部（包头header）形成分组（包packet）； 优点：高效（逐段占用链路，动态分配带宽），灵活（独立选择转发路由），迅速（不 建立连接就发送分组），可靠（保证可靠性的网络协议）；存储转发时造成时延；后两者不需要预先分配传输带宽； 路由器处理分组过程：缓存→查找转发表→找到合适端口； 5、计算机网络的分类 ●按作用范围：W AN(广），MAN（城），LAN（局），PAN（个人）； ●按使用者：公用网，专用网； ●按介质：有线网，光纤网，无线网络； ●按无线上网方式：WLAN，WW AN（手机）； ●按通信性能：资源共享，分布式计算机，远程通信网络。 6、计算机网络的性能 1)速率（比特每秒b/s）：数据量/信息量的单位； 2)带宽（两种）：①频域称谓，赫兹Hz，信号具有的频带宽度；②时域称谓，比特每秒（b/s）， 通信线路的最高数据率；两者本质一样，宽度越大，传输速率自然越高； 3)吞吐量：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。受网络的带宽或网络的 额定速率的限制。