第四章网络层
一、网络层提供的两种服务（面向连接和非连接）
虚电路VC
网络层向上提供简单灵活、无连接、尽最在努力交付的数据报服务网际协议IP
地址解析ARP
逆地址解析RARP
网际控制报文协议ICMP
网际组管理协议IGMP
二、分类的IP地址
IP地址由因特网名字与号码指派公司ICANN进行分配
IP地址的编址方法共经过了以下三个阶段：
1.分类的IP地址
2.子网的划分
3.构成超网
IP地址：<网络号><主机号> 两部分组成
IP地址的分类：
注：常用IP地址
三、划分子网和构造超网
IP地址的表示：{<网络号>,<子网号>,<主机号>}
A 类地址的默认子网掩码：255.0.0.0或0xFF000000
A 类地址的默认子网掩码：255.255.0.0或0xFFFF0000 A 类地址的默认子网掩码：255.255.255.0或0xFFFFFF00
例题：某单位分配到一个地址块136.23.12.64/26 现将其分为4个子网数一样的子网 分析：136.23.12.64/26 其子网掩码为：11111111.11111111.1111111.11000000（255.255.255.192）将其划分4个子网则向主机号借2位，此时子网掩码为：11111111.11111111.11111111.11110000（28位） （1） 每个子网的前缀为28位
（2） 每个子网中有16个地址，即2)2632( =64 ，64/4=16 （3） 四个子网地址块：
四、无分类编址CIDR （构造超网） 由于现在IP 地址面临枯竭，IETF 研究采用无分类编址的方来解决这个问题
早在1987年，RFC1009就指明了在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码，使用变长子网掩码VLSM 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 CIDR 最主要的特点有两个：
１. CIDR 消除了传统的ABC 类地址以及划分子网的概念。
IP 地址表示：｛<网络前缀>，<主机号>｝
２. CIDR 把网络前缀都相同的连续的IP 地址组成一个“CIDR 地址块”
常用的CIDR 地址块
五、网际控制报文协议ICMP
为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议ICMP。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。
几种常用的ICMP报文类型
六、内部网关协议RIP
路由信息协议RIP是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议。RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，是因特网的标准协议，其最大优点就是简单。
RIP只适用于小型互联网，其特点如下：
１.仅和相邻路由器交换信息
２.从最小距离进行交付
３.按固定时间间隔交换路由信息
RIP协议的报文格式：
七、路由器的构成：
路由器操作系统（IOS）
硬件：CPU、ROM、RAM、FLASH（闪存）、NVRAM（非易失性内存）、CON（控制台端口）、AUX（辅助端口）、I/O
其任务是转发分组，找到合适的路径转发给下一跳路由器
分组转发由三部分组成：交换结构、一组输入端口、一输出端口
交换结构又称交换组织，它的作用就是根据转发表对分组进行处理，将某个输入羊端口进入的分组从一个合适的输出端口转发出去。
三种交换方法：通过存储器、通过总线、通过互连网络
第四章网络层 1.网络层向上提供的服务有哪两种？是比较其优缺点。 网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务 前者预约了双方通信所需的一切网络资源。优点是能提供服务质量的承诺。即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高； 后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易 2.网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？ 网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域 进行网络互连时，需要解决共同的问题有： 不同的寻址方案 不同的最大分组长度 不同的网络接入机制 不同的超时控制 不同的差错恢复方法 不同的状态报告方法 不同的路由选择技术 不同的用户接入控制 不同的服务（面向连接服务和无连接服务） 不同的管理与控制方式 3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？ 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)。 4.试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。 IP协议：实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。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。 ARP协议：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。RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会 因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
第四章数据链路层 数据链路层位于ISO/OSI参考模型的第二层,是在物理层提供比特流传输的基础上,在相邻结点间传送被称为帧的数据信息。 ?向网络层提供一个定义良好的服务接口 ?处理传输错误 ?数据流控制，确保慢速的接受方不会被快速的发送方淹没 数据链路层的功能 链路管理 帧定界和同步 流量控制 差错校验与恢复 区分数据和控制信息 透明传输 寻址 数据链路层的功能 分组和帧之间的关系 为网络层提供的服务 数据链路层提供的三种服务： ?无确认的无连接服务 ?有确认的无连接服务 ?有确认的面向连接服务 为网络层提供的服务 (a) 虚拟通信过程 (b) 实际通信过程 成帧 数据链路层从网络层获取到分组，然后将这些分组封装到帧中以便传输。每一帧包含一个帧头、一个净荷域，以及一个帧尾。 帧管理构成了数据链路层工作的核心。 几种成帧的方法 字符计数法 字符计数法利用头部中的一个域来指定该帧中的字符数。 含字节填充的分界符法 含字节填充的分界符法让每帧都用一些特殊字符作为开始和结束。 含位填充的分界标志法 含位填充的分界标志法允许数据帧包含任意长度的位，也允许每个字符有任意长度的位。 物理层编码标志法 物理层编码标志法适用于物理介质上编码方法中包含冗余信息的网络。 成帧 一个字符流(a) 无差错(b) 有一个差错 成帧 (a) 有标志字节作为分界的帧 (b) 字节填充前后的4个字节序列例子 成帧
位填充： (a) 原始数据 (b) 线路上的数据 (c) 删除填充之后存储在接受方存储器中的数据 4.2数据链路层管理机制 流量控制和差错控制是保证数据链路层实现可靠的数据传输的最主要的数据链路层管理机制。 数据链路层实现流量控制的一个重要方法是滑动窗口机制。差错控制的基本方式是确认—重发状态。 滑动窗口机制 滑动窗口机制是数据链路控制的一个重要的机制，滑动窗口机制在发送放和接收方分别设置发送窗口和接收窗口，在数据传输过程中滑动窗口受控的向前滑动，从而控制数据传输过程。 滑动窗口协议 ?分别设置发送、接受两个窗口 ?两个窗口分别设定序列号和活动窗口 ?序列号是从0到某一个最大值，n位的最大值为2n-1 ?发送窗口和接受窗口不必具有相同的活动窗口，窗口总容量也不必一定要相同 滑动窗口协议 一个大小为1、有3个序列号的滑动窗口 (a) 初始时 (b) 第一帧发送后 (c) 第一帧接受后 (d) 第一个确认收到后 自动重发请求法(ARQ法) 实用的差错控制方法，既要传输可靠性高，又要信道利用率高。为此可使发送方将要发送的数据帧附加一定的冗余检错码一并发送，接收方则根据检错码对数据帧进行差错检测，若发现错误，就返回请求重发的应答，发送方收到请求重发的应答后，便重新传送该数据帧。这种差错控制方法就称为自动重发请求法(Automatic Repeat reQuest)，简称ARQ法。 空闲重发请求(Idle RQ) 空闲重发请求方案也称停等(Stop and Wait)法，该方案规定发送方每发送一帧后就要停下来等待接收方的确认返回，仅当接收方确认正确接收后再继续发送下一帧。 连续重发请求(Continuous RQ) 连续重发请求方案是指发送方可以连续发送一系列信息帧，即不用等前一帧被确认便可发送下一帧。这就需要在发送方设置一个较大的缓冲存储空间(称作重发表)，用以存放若干待确认的信息帧。当发送方收到对某信息帧的确认帧后便可从重发表中将该信息帧删除。 选择重传ARQ 选择重传ARQ也是一种连续的ARQ，在回退-N ARQ机制的基础上作了如下的改进：接收窗口WR>1，这样就可以接收和保存正确的到达的失序帧；出现传输差错时只重传出错的帧，后续的正确到达的帧不再重传，这样可以提高利用率。 使用选择性重传的协议 (a) 窗口大小为7的初始状态
1.网络层只向上提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。 2.虚电路服务（VCVirtual Circuit）与数据报服务的主要区别，P109 3.网际协议IP是TCP/IP系统中两个最主要的协议之一，也是最重要的因特网标准协议之 一。与IP协议配套使用的还有四个协议：1.地址解析协议ARP（address resolution protocol）；2.逆地址解析协议RARP（reverse address resolution protocol）；3.网际控制报文协议ICMP（Internet control message protocol），网际组管理协议IGMP（intern group management protocol） 4.TCO/IP体系中，网络层常常称为网络层或IP层。 5.网络相互连接起来要使用一些中间设备。根据中间设备所在的层次，可以有以下四种不 同的中间设备：1.网络层使用的中间设备叫做转发器；2.数据链路层使用的叫网桥；3. 网络层使用的叫路由器；4.在网络层以上使用的叫网关。用网关连接两个不兼容的系统需要在高层进行协议的转换。 6.IP地址的编址方法共经历了三个历史阶段：1.分类的IP地址；2.子网的划分；3.构成超 网。 7.A类、B类、C类地址都是单播地址，D类地址是多播地址。E类地址保留为以后用。 8.IP地址的指派范围 9.IP地址的重要特点：（1）IP地址是一种分等级的地址结构。分2个等级的好处是：1. 地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下主机号则由得到该网络号的单位自行分配。2.路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组，从而减少了路由表所占用的存储空间以及查找路由表的时间。（2）IP地址是标志一个主机和一条链路的接口。 由于一个路由器至少应当连接到两个网络，因此路由器至少应当有两个不同的IP地址。 （3）网络是指具有两个相同网络号的主机集合，因此，用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络。具有不同网络号的局域网必须使用路由器。（4）所有分配到网络号的网络都是平等的。 10.IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。在网络层以上使用的 是IP地址，而数据链路层及一下使用的是硬件地址。整个IP数据报成为MAC帧的数据。 11.IP地址>ARP>物理地址；物理地址>RARP>IP地址。每个主机都设有ARP高速缓存。 12.IP数据报首部由20字节的固定部分和可变部分组成。最常用的首部字节是20字节，首 部长度最大字节是60字节。数据报的最大长度为2^16-1。 13.每一种数据链路层都有自己的帧格式，帧格式中的数据字段的最大长度称为最大传送单 元MTU。 14.标识字段的值被复制到所有的数据报片的标识字段中，相同的标识字段使分片后的数据 报片最后能正确的重装成为原来的数据报。 15.MF=1，还有分片；MF=0，没有分片；DF=0，允许分片。片偏移 16.直接交付、默认路由、IP层分组转发算法。 17.划分子网的方法是从网络的主机号借用若干位作为子网号，当然主机号也就减少了相应 的位数。子网掩码包含子网划分的信息，同样的IP地址和不同的子网掩码可以得出相同的网络地址。 18.划分子网IP地址：：={<网络号>，<子网号>，<主机号>} 19.无分类域间路由选择CIDR。CIDR无分类的两级编址：：={<网络前缀>，<主机号>}。 CIDR使用斜线记法或CIDR记法，IP地址后面加“/”表示网络前缀所占的位数。20.CIDR消除了传统的A类、B类、C类地址以及划分子网的概念；CIDR把网络前缀都相 同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”。CIDR使用地址掩码。
第四章知识点 1、局域网的定义：是一个允许很多彼此独立计算机在适当的区域内、以适当的传输速率直接进行沟通的数据通信系统。 2、局域网的特点： 1）局域网覆盖的地理范围小； 2）通信速率较高； 3）传输延时小，误码率低; 4）局域网通常为一个单位所有，是专用网络，便于管理； 5）便于安装和维护，可靠性高； 6）影响局域网特性的主要技术因素是传输介质、拓扑结构和介质访问控制方法； 7）如果采用宽带局域网，则可以实现对数据、语音和图像的综合传输；在基带网上，采用一定的技术，也有可能实现语音和静态图像的综合传输，可以为办公自动化提供数据传输上的支持； 8）协议简单，结构灵活、建网成本低，周期短。 3、在中小型局域网中常用的网络拓扑结构有总线型拓扑结构、星型拓扑结构和环型拓扑结构三种。 4、局域网的体系结构由三层协议构成，即物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）和逻辑链路控制层（LLC）。 5、媒体访问控制层和逻辑链路控制层这两层相当于OSI七层参考模型中的第二层，即数据链路层。 6、在一个系统中，上下层之间通过接口进行通信，用服务访问点（SAP）来定义接口。 7、在局域网参考模型中的LLC子层的顶部有多个L LC服务访问点（LSAP），为OSI高层提供接口端。 8、媒体访问控制服务访问点（MSAP）向LLC实体提供单个接口端；PSAP（物理访问控制点）向MAC实体提供单个接口端 9、在OSI参考模型的网络层的顶部有多个网间服务访问点（NSAP），为传输层提供接口端。 10、IEEE802委员会现有13个分委员会。 11、IEEE802.1—概述、体系结构和网络互联，以及网络管理和性能测量。 12、IEEE802.2—逻辑链路控制。这是高层协议与任何一种局域网MAC子层的接口。 13、IEEE802.3—CSMA/CD。定义CSMA/CD总线网的MAC子层和物理层的规约。 14、IEEE802.4—令牌总线网。定义令牌传递总线网的MAC子层和物理层的规约。 15、IEEE802.5—令牌环型网。定义令牌传递环型网的MAC子层和物理层的规约。 16、IEEE802.6—城域网MAN。定义城域网的MAC子层和物理层的规约。 17、IEEE802.7—宽带技术。 18、IEEE802.8—光纤技术。 19、IEEE802.9—综合语音数据局域网。 20、IEEE802.10—可互操作的局域网的安全。 21、IEEE802.11—无线局域网。 22、IEEE802.12—优先级高速局域网（100Mbps） 23、IEEE802.13—电缆电视（Cable-TV）。 24、介质访问控制方法是在局域网中对数据传输介质进行访问管理的方法。 25、介质访问控制方法的主要内容有两个方面：一是要确定网络上每一个节点能够将信息发送到介质上去的特定时刻；二是要解决如何对共享介质访问和利用加以控制。 26、通常可将信道分配方法划分为两类：静态分配方法和动态分配方法。
第四章网络层 一、选择题 1.下面关于IP协议哪些是正确的(ABCD ）。 A.I P协议提供尽力发送（best effort）服务 B.I P提供不可靠、无连接的数据报传送服务。 C.I P协议根据其版本分为IPv4和IPv6协议 D.I P是TCP/IP 协议族中最为核心的协议. 2.检查数据包能否到达远程主机最常使用哪一种协议（D ）: A。UDP B. SMTP C. FTP D. ICMP 3.当一个路由器收到了一个TTL值为0的IP包时，它进行一些什么样的处理？（ A ） A.将该IP包丢弃 B.根据目的地址寻找一条路径并进行转发 C.将该IP包TTL值加1 D.将该IP包TTL值设置为255 4.在给你的计算机设置IP地址的时候，那些地址是保留不被使用的( FGH ）： E.202.197.95.4 F.0.0.0。0 G.127。0。0。1 H.255.255。255。255 I.230.197。95。4 5.在IPV6中IP地址是多少位（二进制）：（C ） A.32 B.64 C.128 D.256 6.ICMP协议位于（A) A.网络层 B.传输层 C.应用层数 D.据链路层 7.若两台主机在同一子网中,则两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码相“与"的结果一 定（C) A.为全0 B.为全1 C.相同 D.不同 8.要控制网络上的广播风暴，可以采用哪个手段?A A.用路由器将网络分段 B.用网桥将网络分段 C.将网络转接成10BaseT D.用网络分析仪跟踪正在发送广播信息的计算机 9.以下四个IP地址哪个是不合法的主机地址：（B )
A.10011110.11100011。01100100。10010100 B.11101110.10101011。01010100。00101001 C.11011110。11100011。01101101.10001100 D.10011110.11100011。01100100.00001100 10.如果网络内部使用数据报，那么（D） A.仅在建立时作一次路由选择 B.为每个到来的分组作路由选择 C.仅在网络拥塞时作新的路由选择 D.不必作路由选择 11.在OSI参考模型的各层次中,（C)的数据传送单位是分组。 A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.运输层 12.下述协议中，不建立于IP协议之上的协议是（A）。 A.ARP B.ICMP C.SNMP D.TCP 13.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 14.完成路径选择功能是在OSI模型的（C） A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.运输层 15.一个IP报头的头长度字段为4位，当其值为0101（2进制）时以下说法正确的是(C ） A.此IP报数据部分长为32字节 B.此IP报头部长为32字节并且带有12字节的任选项目 C.此IP报头部长为20字节并且无任选项目 D.此IP报头部长为20字节并且带有12字节的任选项目 16.在给你的计算机设置IP地址的时候，以下哪个地址是可以使用的（A) A.202。197.95.4 B.0。0。0.0 C.127。0.0。1 D.255。255.255。255 17.使用ping 命令的–f参数是指不对数据包进行分段,这时下面哪种说法是正确的（D) A.T CP头中的SYN位被设置为1 B.I P包头中的MF位被设置为1
第一章概述 三网合一：电信网络，有线电视网络，计算机网络。计算机网络的两个重要功能：连通性和共享性。网络有若干节点和连接这些节点（计算机、集线器、路由器、交换机）的链路构成。因特网的三个发展阶段：单个网络ARPANET 向互联网发展的过程，建成三级结构的因特网，形成多层次ISP 结构的因特网。因特网的组成：边缘部分和核心部分。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。电路交换：按照某种方式动态地分配传输线路的资源，“建立连接-通话-释放连接”三个阶段，特点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。分组交换采用储存转发技术，报文+首部=一个分组（分组也叫包，首部也叫包头），分组的首部包含了目的地址和资源地址等重要控制信息，优点是高效、灵活、迅速和可靠。时延：发送时延（数据帧长度/发送速率）、传播时延（信道长度/电磁波在信道上的传播速率）、处理时延、排队时延。协议三要素：语法、语意和同步。五层（七层）协议（由下往上）：物理层、数据链路层、网络层、运输层（会话层、表示层）和应用层。实体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。协议栈:指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构。对等层:在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层。协议数据单元:对等层实体进行信息交换的数据单位。服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方。服务访问点SAP 是一个抽象的概念,它实体上就是一个逻辑接口。 第二章物理层 物理层特性：机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。通信系统三大部分：源系统、传输系统和目的系统。信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。单工通信（单向信道）：只有一个方向的通信，没有反方向的交互。半双工通信（双向交替通信）：双方都能发送或接收，但不能同时发送或接收。全双工通信（双向同时通信）：双方可以同时发送或接收信息。奈氏准则（Nyquist ）：在任何信道中，码元的传输速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰问题，使接收端对码元的判决成为不可能。信噪比（dB ）=10log 10（S/N ）dB 。香农 公式：C=Wlog 2(1+S/N)b/s.导向传输媒体：双绞线（双纽线）、同轴电缆和光缆。（非导向传输媒体：无线电通信，微波传输频率范围为300MHz-300GHz ）。 信道复用技术：1.频分复用（FDMA ，在同一时间占用不同的宽带资源）、时分复用（同步时分复用，TDMA ，在不同时间占用不同的宽带频率）和统计时分复用（异步时分复用，STDM ）。2.波分复用（WDM ，光的频分复用）3.码分复用（CDMA ）。数字传输系统：脉冲调制PCM 系统（国际标准：北美24路PCM ，即T1，1.544Mb/s;欧洲30路PCM ，即E1，2.048Mb/s.我国采用欧洲标准。标准电话信号的最高频率3.4kHz ，采样取8kHz ）、同步光纤网SONET 和同步数字系列SDH （缺点：速率标准不统一，不是同步传输）。 第三章 数据链路层 主要信道：点对点信道和广播信道。链路就是从节点到相邻节点的一段物理线路，中间没有任何交换节点。数据链路：把实现通信协议的硬件和软件加到链路上就是数据链路。帧：点对点协议的数据链路层的协议数据单元。点对点数据链路层通信步骤：1.节点A 把IP 数据报添加首部和尾部封装成帧2.节点A 把帧发送到B 的数据链路层3.节点B 收到帧无差错则提取IP 数据包给网络层，否则丢弃。三个基本问题：封装成帧、透明传输和差错检测。封装成帧：是在真前后添加首部（SOH ，01H ）和尾部（EOT ，04H ）。帧长=数据报+首部+尾部。透明传输：字节填充（字符填充）：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 （1BH ）”，而现在接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除这个插入的转义字符。差错检测（两个基本控制方式：前向纠错和检错重发）：CRC ：循环冗余检验。FCS ：冗余码。CRC 检验：把收到的每一帧都除以同样的除数，然后检验余数R （R=0，则无差错，接收；R ≠0，则有错，丢弃）。PPP 协议的组成部分：一个将IP 数据报封 现ASCII 码控制符（数值小于0x20）则在前面加入一个0x7D 字节，同时将该字符的编码加以改变。零比特填充：只要发现连续5个1就填入一个0.局域网（星形网、环形网、令牌环型网、总线网和树型网）共享信道方法：1.静态划分信道 2.动态媒体接入控制（又称多点接入，包括随机接入和受控接入）。以太网的两个标准：1.DIX Ethernet V2和IEEE 802.3（10Mb/s ）。广播通信方式：当一台计算机（主机、工作站、站点或站）发送数据时，总线上的所有计算机都能检测到这个数据。采用措施：1.无连接工作方式，即不用先连接就可以直接发送数据2.采用曼彻斯特编码。CSMA/CD （只能进行半双工通信）：载波监听（说明这是总线型网络）多点接入（发送前先监听，空闲时再发送）/碰撞检测（便发送边监听）。CSMA/CD 协议要点：1.适配器从网络层获取一个分组，加上以太网的首部和尾部，组成以太网帧放入适配器缓存准备发送 2.检测信道，空闲则发送，忙则继续检测等待空闲（加上96bit 时间）发送3.发送过程中继续检测，若发生碰撞则终止发送，并发送人为干扰信号4.适配器执行指数退避算法，等待r 倍512bit 时间后，返回到步骤2。星型以太网10BASE-T 标准：10代表10Mb/s 数据率，BASE 代表基带信号，T 代表双绞线（F 代表光纤）。以太网信道利用率：S=T 0/(T 0+n τ)(T 0为成功数据发送时间，τ为信道争用时间，n=1时，S 最大)。MAC 地址也叫做硬件地址或 物理地址（实际上就是适配器地址或者适配器标识符EUI-48）。MAC 帧格式： 无效的：过滤信息量，增大吞吐量；扩大无力范围；提高了可靠性；可互连不同物理层、不同MAC 子层和不同速率的的以太网。网桥在转发帧时，不改变源地址）。自学习算法：从某个站A 发出的帧从接口X 进入了某网桥，那么从这个接口出发沿相反方向一定可把一个帧传送到A 。转发表的构建。 第四章 网络层 虚拟互连网络：即逻辑互连网络，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 协议就可以是这些性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络。IP 地址就是给因特网上的每一个主机（或路由器）的每一个接口分配一个在全世界唯一的32位的标识符。IP 地址分配由因特网名字与号码指派公司ICANN 进行分配。分类的IP 地址：第一个字段是网络号，第二个字段是主机号，一个IP 地址在整个因特网范围内是唯一的。A 类、B 类和C 类地址：1.A 类、B 类和C 类地址的网络好字段分别是1，2，3字节长，网络号字段的最前面1到3位是类别位，分别为0，10和110。2.A 类、B 类和C 类地址主机号字段分别为3，2，1个字节长。3.D 类地址（前4位是1110）用于多 播，E 类地址（前4位1111）保留为以后用。A 类地址可指派126个网络号，即27-2，最大主机数1677214个，B 类地址可指派16383个网络号， 214-2个，最大主机数65534个，C 类地址2097151，221-1，最大主机数254个。IP 地址的重要特点：每一个IP 地址都是由网络好和主机号两部分构成，实际上IP 地址标志一个主机或；路由器和一跳链路的接口，用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，在IP 地址中，所有分配到的网络号都是平等的。物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，放在MAC 帧的首部；而IP 地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址，放在IP 数据报。ARP 是解决通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。IP 数据报格式。划分子网：三级网络，｛＜网络号＞，＜子网号＞，＜主机号＞｝。子网掩码“AND ”IP 地址＝网络地址。路由表的创建：目的网络地址，子网掩码和吓一跳地址。RIP 协议（路由信息协议）是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，RIP 协议的距离也叫“跳数”（距离等于16即相当于不可到达）。RIP 协议特点：仅和相邻路由器交换信息；路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表；按固定时间间隔交换路由信息。OFPF 协议（开放最短路径优先）特征：使用分布式的链路状态协议。OSPF 的五种分组类型：问候分组，数据库描述分组，链路状态请求分组，链路状态更新分组，链路状态确认分组。 第五章 运输层 运输层向它上面的应用层提供通信服务。两个主机之间的通信是应用进程互相通信，通信的真正端点并不是主机而是主机中的进程，端到端的通信是应用进程之间的通信。运输层一个很重要的功能是复用与分用。运输层提供进程之间的逻辑通信（运输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据。但事实上两个运输层之间并没有一条水平方向的无力链接。要传送的数据是经过多个层次传送的。）运输层的两个协议：用户数据报协议UDP 和传输控制协议TCP 。硬件端口是不同硬件设备进行交互的接口，软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体层进行交互的一种地址，TCP/IP
第一章： 1.p28 Host ：主机-PCs, Workstations, Servers 端系统-PDAs, Phones, 信息家电 2. p28 PDA: 掌上电脑，又称为PDA ，就是电脑的外围助理功能丰富，应用简便，可以满足你日常的大多数 需求，比如看书、游戏，字典，学习，记事，看电影等等一应俱全。 3.p30 ISP ：英特网服务提供商（名词解释）为不同的住户或者个人提供接入Internet 的服务。 4.p35 网络协议：定义了两个或多个通信实体之间所交换报文的格式与顺序以及发送、接受报文或其他事 件所采取的行动。 协议三要素：语法、语义、时序 5.p38 客户端（client ）：客户请求，并接收服务器提供的服务。 服务器端（server ）：等待请求，响应请求。 既是客服端又是服务器端的 DNS 服务器对DNS 服务器、邮件服务器对邮件服务器、p2p 程序 6. p38 三种网络接入方式：住宅接入网络、机构接入网络、无线接入网络 7.p40 DSL ：数字用户线路 HFC:混合光纤/同轴电缆 ADSL:非对称数字用户线路 8.p45 传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤、地面微波、卫星无线 9.p47 同步卫星距离地球36000KM 10.p48 电路交换和分组交换的区别：电路交换: 每次会话预留沿其路径（线路）所需的独占资源～如：电 话网；分组交换: 数据以离散的数据块通过网络来发送~如：互联网 Internet 一般采用分组交换其优点：占用资源少，传输速率快，效率高； 缺点：将报文分成很多包，容易丢包，不准确，延时长。 11.p57 ISP 三层结构，第一层（Internet backbone 主干网）：国际区域级ISP . 第二层 ISP(区域级ISP) 第三层 ISP(本地ISP) NAP:第一层里各个节点 pop 汇聚点：第一层与第二层，第二层与第三层之间的节点 Tier1是tire2的提供商；tire2是tire1的客户 12.p59 延时分类：节点处理延迟，排队延迟，传输延迟，传播延迟 处理延迟： proc d 典型几个微秒或更小 排队延迟：queu d 取决于路由器的拥塞程度 发送延迟：发送分组比特流的时间tran d = L/R R=链路带宽 (bps) L=分组长度(bits) 传播延迟：卫星通信高传播延迟，几个微秒到数百毫秒prop d = d/s d=物理链路的长度 s=介质的信号传播速度 (2x 810m /sec —3x 810m/ sec) 13.p69 吞吐量：接收方接受文件的速率。一条链路上面R1和R2取最小值min{R1+R2+……Rn}，多条链路汇聚取平均值min{Rs ，Rc} 11.P74 ISO 国际化标准组织规定OSI （七层开放式系统互联参考）模型:应用层（报文）、表示层（报文）、会话层（报文）、传输层（报文段）、网络层（数据报）、数据链路层（帧）、物理层（比特流） 12.p81 DoS 拒绝服务攻击：让合法的用户得不到网络基础设施，让其他主机来占用，是病毒的一种形式。 习题： R11与分组交换网络相比，电路交换网络有哪些优点？在电路交换网络中，TDM 比FDM 有哪些优 点？ 答：一个电路交换网络，可以保证一定量的终端到终端的带宽的通话时间。大多数当今的分组交换网络（包括互联网），不能保证让任何终端到终端的带宽。 R12为什幺说分组交换应用了统计多路复用？将统计多路复用与TDM 中使用的多路复用技术进行对比。 答：在分组交换网络中，链路上的流动的不同来源的数据包不遵循任何固定的，预先定义的模式。在分布式的电路交换，每个主机获取一个旋转的TDM 帧的同一插槽。 R13假定在发送主机和接收主机间只有一个分组交换机。发送主机和交换机间以及交换机和接收主
第四章网络层 4-01. 网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。 答：网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务。前者预约了双方通信所需的一切网络资源。优点是能提供服务质量的承诺。即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限。缺点是路由器复杂，网络成本高；后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易。 4-02. 网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？ 答：网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域。 进行网络互连时，需要解决共同的问题有： ⑴不同的寻址方案；⑵不同的最大分组长度；⑶不同的网络接入机制；⑷不同的超时控制； ⑸不同的差错恢复方法；⑹不同的状态报告方法；⑺不同的路由选择技术；⑻不同的用户接入控制；⑼不同的服务（面向连接服务和无连接服务）；⑽不同的管理与控制方式。 4-03. 作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？ 答：中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。 ⑴物理层中继系统：集线器，转发器(repeater)。 ⑵数据链路层中继系统：交换机，网桥或桥接器(bridge)。 ⑶网络层中继系统：路由器(router)。 ⑷网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。 ⑸网络层以上的中继系统：网关(gateway)。 4-04. 试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。 答：IP协议：实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。网际协议TCP、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。 ARP协议：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。RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会。 因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。 4-05. IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？ 答：分为ABCDE 5类； 每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。各类地址的网络号字段net-id分别为1，2，3，0，0字节；主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。 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
大学《计算机网络》章节练习题及答案-第四章网络层 第4章网络层 一、选择题 1.以下关于静态路由说法不正确的是（）。 A.静态路由通常由管理员手工建立 B.静态路由可以在子网编址的互联网中使用 C.静态路由不能随互联网结构的变化而自动变化 D.静态路由已经过时，目前很少有人使用 2.关于数据报通信子网，下述说法（）是正确的。 A. 第一个分组需要路由选择，其他分组沿着选定的路由传输 B. 第一个分组的传输延迟较大，其他分组的传输延迟很小 C. 每个分组都包含源端和目的端的完整地址 D. 分组可以按顺序、正确地传输给目的站点 3.下列关于虚电路子网和数据报子网的说法中，（）是错误的。 A. 虚电路子网必须在通信前先建立连接 B. 虚电路子网最大的优点是所传输的数据是按序的，且没有额外的延时 C. 数据报子网采用的是存储转发机制，所以延时较大，且不可估计 D. 数据报子网最大的缺点是途中每个节点都可能出故障，所以健壮性较差 4.在分组交换网络和虚电路交换网络中，目的主机地址对于网络层的每个数据包来说，下列说法中，（）是正 确的。 A. 在分组交换网络中每个数据包必须携带完整的目的主机地址，而虚电路交换网络则不必 B. 在虚电路交换网络中每个数据包必须携带完整的目的主机地址，而分组交换网络则不必 C. 在分组交换网络和虚电路交换网络中，每个数据包都不必携带完整的目的主机地址 D. 在分组交换网络和虚电路交换网络中，每个数据包都必须携带完整的目的主机地址 5.为了数据传输,在网络的源节点和目的节点之间建立一条虚电路,它是( )。 A.逻辑通路,专用的 B.物理通路,专用的 C.逻辑通路,非专用的 D.物理通路,非专用的 6.完成路径选择功能是在OSI模型的（）。 A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.运输层 7.在互联网中，以下哪些设备需要具备路由选择功能？（） A.具有单网卡的主机 B.具有多网卡的宿主主机 C.路由器 D.以上设备都需要 8.IP层的功能不包括（）。 A.无连接的数据报传输 B.数据报路由选择 C.差错处理 D.提供可靠连接 9.如果多个互连局域网的高层协议不同，例如一种是TCP/IP协议，另一种是SPX/IPX协议，那么互连这些局域网必 须选择（）。 A.网桥 B.网关 C.路由器 D.中继器 10.网关比较路由器和网桥，主要区别在于（）。 A.网关对协议不进行转换 B.网关的结构太复杂，不适合一般的互联网络 C.网关能在网络高层实现各层协议转换 D.网关不是一种硬件设备 11.在下列网间连接器中，（）在数据连路层实现网络互连。 A.中继器 B.网桥 C.路由器 D.网关 12.要控制网络上的广播风暴，（）是具有实际意义的方法。 A.用路由器进行子网划分 B.用交换机进行网段划分 C.用HUB将网络中的所有主机接成星型连接 D.将网络中的服务器定义为主站，采用轮询的方式实现通信 13.IP协议是一个（）协议。 A. 面向连接 B. 面向字节流 C. 无连接 D. 面向比特流
第四章 1、网络互联有何实际意义?进行网络互联时,有哪些共同的问题需要解决. 解答 一、网络互联的实际意义 (1)局域网的发展必然走向互联,异构网或非标准网的存在,也需互联.因为只有实 现网络互联,才能使用户更好地实现资源共享; (2)网络互联可以带来一系列好处: ①扩大网络物理范围,在更大范围内实现资源共享; ②改善网络性能.若将一个大局域网分割成互联的若干个小的局域网,且每个小局 域网内部通信量明显地高于网间通信量时,整个互联网的性能比大局域网好; ③隔离故障和错误,提高网络可靠性; ④在一个互联的局域网中可使用不同传输媒体; ⑤可以实现不同类型的局域网(如CSMA/CD、令牌环、令牌总线)的互联; ⑥可增加接入网络的最大站点数目; ⑦有利于网络的安全管理. 二、网络互联时需要解决以下共同问题 (1)在网络之间至少提供一条物理上连接的链路以及控制这条链路的规程; (2)在不同网络的进程之间提供合适的路由; (3)有一个计费的服务,记录不同网络、网关的使用情况并维护这个状态信息; (4)尽可能不修改互联在一起的网络的体系结构,适应不同网络间的差别,包括不同 的寻址方案、不同的最大分组长度、不同的超时控制、不同的差错恢复方法、不同的路由选 择技术、不同的服务(面向连接服务和无连接服务)、不同的访问控制机制、不同的管理与 控制方式、不同的状态报告方法,等等. 2、区别internet 和Internet.. 解答 internet(互联网)是泛指多个计算机网络互联而成的计算机网络.使用大写字母I 的Internet(因特网)则是指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接起来的特定计算 机网络,其前身是美国的ARPANET,它采用TCP/IP 协议. 3、作为中间系统,转发器(中继器)、网桥、路由器和网关有何区别? 解答 按照OSI 参考模型划分的网络分层体系结构,这些中间系统中,转发器是物理层中继 系统,网桥是数据链路层中继系统,路由器是网络层中继系统,网络层以上的中继系统称为 网关.值得注意的是,采用TCP/IP 协议的网络中,将路由器也通常称为网关. 4、试简单说明以下协议的作用: IP、ICMP、IGMP 以及ARP 和RARP. 解答 IP 网际互联协议是TCP/IP 体系结构中最主要的两个协议之一,它是一种标准化协议, 各种计算机网络可通过使用IP 协议实现互联,形成一个更大规模的虚拟网络,即常说的互 联网或IP 网. IP 协议经常会用到ARP 和RARP 这两个地址映射协议,ARP 地址解析协议将可根据一 个互联网IP 地址找到对应的主机的物理网络硬件地址,ARP 采用动态的地址映射,不依赖 固定的映射表,比较灵活.ARP 工作原理是,ARP 将映射表放于主机内存中,主要包含32 位IP 地址和48 位物理网络硬件地址(如以太网MAC 地址).IP 模块可通过查表的方法找 到对应的硬件地址;如果在ARP 映射表中不包含某IP 地址,则将包含该IP 地址的ARP 请 求数据报向网络广播,IP 地址与之相同的主机收到该数据报后,发出ARP 响应数据报返回 其硬件地址.RARP 逆地址解析协议与ARP 协议正好相反,用于将物理网络硬件地址翻译 为IP 地址.它使得只知道自己硬件地址的主机能够从RARP 服务器获知自己的IP 地址. ARP 能应用于DNS 域名服务中,RARP 则可支持无盘工作站自举系统时获取自己的IP 地址. 无盘工作站启动时,自动以广播形式发出RARP 请求数据报,并在其中写入自己的硬件地 址,物理网络中只有RARP 服务器才能处理该数据报,RARP 查找映射表找出该硬件地址对 应的IP 地址,并通过RARP 响应数据报发回该无盘工作站. ICMP 和IGMP 都使用IP 协议,依靠IP 数据报来传递ICMP 报文或IGMP 报文.ICMP
1.网络层向上提供的服务有哪两种？是比较其优缺点。 网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务 前者预约了双方通信所需的一切网络资源。优点是能提供服务质量的承诺。即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高； 后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易 2.网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？ 网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域 进行网络互连时，需要解决共同的问题有： 不同的寻址方案 不同的最大分组长度 不同的网络接入机制 不同的超时控制 不同的差错恢复方法 不同的状态报告方法 不同的路由选择技术 不同的用户接入控制 不同的服务（面向连接服务和无连接服务） 不同的管理与控制方式 3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？ 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)。 4.试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。 IP协议：实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。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。 ARP协议：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。RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会 因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。 5.IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？ 分为ABCDE 5类; 每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。各类地址的网络号字段net-id分别为1，2，3，0，0字节；主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。
计算机网络谢希仁 第四章：网络层 1 、网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。（教材109） 答：网络层向上提供了数据报和虚电路两种服务，其优缺点的比较如下：（1）虚电路是面向连接的，提供的服务可以保证数据传输的可靠性和投递顺序的正确性；数据报是无连接的，只提供尽最大努力的交付，不能保证传输的可靠性和投 递顺序的正确性。 （2）网络采用数据报传输方式可大大简化网络层的结构；虚电路让电信网络负责保证可靠通信所采取的措施，使得电信网的结点交换机复杂而昂贵。但是相对而言， 采用数据报时，由主机负责端到端的可靠性，包括差错处理和流量控制，因此主机 的处理负担较大。 （3）虚电路有连接建立和释放阶段，数据传输启动慢；数据报不用建立连接，数据传输启动快。 （4）为了在交换结点进行存储转发，在使用数据报时，每个分组必须携带完整的地址信息。而在使用虚电路的情况下，每个分组不需要携带完整的目的地址，只需 要有一个简单的虚电路号码标识，这就使得虚电路分组中的控制信息部分的比特数减少，从而减少了系统开销。 （5）虚电路在连接建立的阶段确定数据传输的路由，属于同一条虚电路的分组均按照同一条路由进行转发；数据报对每个分组都独立的做路由选择。显然，在数据 传输阶段，数据报的路由处理负担较大。但是在网络出现故障的情况下，所有通过 故障结点的虚电路都不能工作，而数据报可以灵活的选择替代路由。 2、网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？
（教材110） 答：（1）单一的网络无法满足各种用户的多种需求，因此，把许多种不同类型的物理网络互相连接在一起，可以实现更大范围内的通信。实际中使用的TCP/IP 协议，定义了一种抽象的网络，隐藏了互连的各种不同物理网络的细节，使得互连 后的网络像一个单一的大网络。 （2）进行网络互连时，需要解决的共同的问题：不同的寻址方案、不同的最 大分组的长度、不同的网络接入机制、不同的超时控制、不同的差错恢复方法、不 同的状态报告方法、不同的路由选择技术、不同的用户接入控制、不同的服务（面 向连接的服务和无连接的服务）、不同的网络管理和控制方式等。 3、作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？（教材111） 答：它们工作在的层次不同，并且功能不同： 转发器：物理层中继系统，在转发数据时不对传输媒体进行检测，只是对数据分组进行简单的转发（逐比特转发），因此只能连接相同速率的网络。 网桥：工作在数据链路层，网桥在转发数据前先对传输媒体进行检测，并且是把整个数据帧都收下之后再进行存储转发，具有过滤帧的功能，故能够连接不同速 率的网络。 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，而从网络层看仍然是一个网络。 路由器：工作在网络层，具有存储转发功能，作用是在互连网中完成路由选择的功能。（由于历史的原因，有时把路由器称为网关） 网关：网络层以上的中继系统，用网关连接两个互不兼容的系统需要在高层 进行协议转换。（由于网关较复杂，用的较少）