计算机网络-首部检验和原理

《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； P22、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。

P5、6 3、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）P11 两类通信方式：✧ 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）； ✧ 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； P12 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） P12交换——按照某种方式动态地分配传输线路的资源：✧ 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； P13✧ 报文交换：基于存储转发原理（时延较长）；✧ 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； 4、计算机网络的分类● 按作用范围：W AN(广），MAN （城），LAN （局），PAN （个人）； P20 ● 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。

计算机⽹络实验⼋计算机⽹络实验指导书昆明理⼯⼤学信⾃学院实验⼋：计算机⽹络协议分析实验⼀、实验⽬的：了解各种协议的格式与⼯作机制，学习使⽤Wireshaek协议分析⼯具。

通过eNSP抓包⼯具，分析所获取报⽂的内容。

⼆、实验原理：1.TCP协议通讯的双⽅由IP地址和端⼝号标识。

32位序号、32位确认序号、窗⼝⼤⼩。

4位⾸部长度和IP协议头类似，表⽰TCP协议头的长度，以4字节为单位，因此TCP协议头最长可以是4x15=60字节，如果没有选项字段，TCP协议头最短20字节。

URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN是六个控制位。

16位检验和将TCP协议头和数据都计算在内。

2.UDP协议3.IP协议IP数据报的⾸部长度和数据长度都是可变长的，但总是4字节的整数倍。

对于IPv4，4位版本字段是4。

4位⾸部长度的数值是以4字节为单位的，最⼩值为5，也就是说⾸部长度最⼩是4x5=20字节，也就是不带任何选项的IP⾸部，4位能表⽰的最⼤值是15，就是说⾸部长度最⼤是60字节。

8位TOS字段有3个位⽤来指定IP数据报的优先级（⽬前已经废弃不⽤），还有4个位表⽰可选的服务类型（最⼩延迟、最⼤呑吐量、最⼤可靠性、最⼩成本），还有⼀个位总是0。

总长度是整个数据报的字节数。

每传⼀个IP数据报，16位的标识加1，可⽤于分⽚和重新组装数据报。

3位标志和13位⽚偏移⽤于分⽚。

TTL（Time to live)是这样⽤的：源主机为数据包设定⼀个⽣存时间，⽐如64，每过⼀个路由器就把该值减1，如果减到0就表⽰路由已经太长了仍然找不到⽬的主机的⽹络，就丢弃该包，因此这个⽣存时间的单位不是秒，⽽是跳（hop）。

协议字段指⽰上层协议是TCP、UDP、ICMP还是IGMP。

然后是校验和，只校验IP⾸部，数据的校验由更⾼层协议负责。

IPv4的IP地址长度为32位。

4.ICMP报⽂类型ICMP全称Internet Control Message Protocol（⽹际控制信息协议）。

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。

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）。

10-1 NGI和NGN各表示什么意思？它们的主要区别是什么？答：NGN（Next Generation Internet）:即下一代英特网；NGI（Next Generation Network）:即下一代电信网。

主要区别：如表一所示：表1 NGN与NGI的主要区别由此可见，NGN希望业务提供者可以为用户(信息消费者)提供更好的融和业务，而NGI则希望为广大用户(不区分信息提供者和信息消费者)提供一个更好的创新平台。

互联网与传统电信网在目标、设计原理、业务与应用、技术、市场、驱动力等方面的差异巨大，因此应采用与传统电信网不同的技术、管理和政策手段来看待和处理互联网所面临的问题。

10-2 建议的IPv6协议没有首部检验和。

这样做的优缺点是什么？答：优点：对首部的处理更简单。

数据链路层已经将有差错的帧丢弃了，因此网络层可省去这一步骤；缺点：可能遇到数据链路层检测不出来的差错。

10-3 在IPv4首部中有一个“协议”字段，但在IPv6的固定首部中确没有。

这是为什么？答：在IP数据报传送的路径上的所有路由器都不需要这一字段的信息。

只有目的主机才需要协议字段。

在IPv6使用“下一个首部”字段完成IPv4中的“协议”字段的功能。

10-4 当使用IPv6时，ARP协议是否需要改变？如果需要改变，那么应当进行概念性的改变还是技术性的改变？答：从概念上讲没有改变，但因IPv6地址长度增大了，所以相应的字段都需要增大。

10-5 IPv6只允许在原点进行分片。

这样做有什么好处？答：分片与重装是非常耗时的操作.IPV6把这一功能从路由器中删除,并移到网络边缘的主机中,就可以大大的加快网络中IP数据的转发速度.10-6设每隔1微微秒就分配出100万个IPv6地址。

试计算大约要用多少年才能将IPv6地址空间全部用光。

可以和宇宙的年龄（大约有100亿年）进行比较。

答：IPv6的地址重建共有2的128次方个地址,或3.4×10的38次方.1秒种分配10的18次方个地址,可分配1.08×10的13次方年.大约是宇宙年龄的1000倍.地址空间的利用不会是均匀的.但即使只利用那个整个地址空间的1/1000,那也是不可能那个用完的.10-7试把以下的IPv6地址用零压缩方法写成简洁形式：（1）0000:0000:F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332（2）0000:0000:0000:0000:0000:0000:004D:ABCD（3）0000:0000:0000:AF36:7328:0000:87AA:0398（4）2819:00AF:0000:0000:0000:0035:0CB2:B271答：(1) ::F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332 (2)::4D:ABCD (3)::AF36:7328:0:87AA:398 (4)2819:AF::35:CB2:B27110-8试把以下的IPv6地址用零压缩方法写成简洁形式：（1）0::0 (2)0:AA::0 (3)0:1234:3 (4)123::1:2答：(1)0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000(2)0000:00AA:0000:0000:0000:0000:0000:0000(3)0000:1234:0000:0000:0000:0000:0000:0003(4)0123:0000:0000:0000:0000:0000:0001:000210-9 以下的每一个地址属于哪一种类型？（1）FE80::12 (2)FEC0::24A2 (3)FF02::0 (4)0::01 答：（1）本地链路单播地址（2）IETF保留（3）多播地址（4）环回地址10-10从IPv4过渡到IPv6的方法有哪些？答：如何完成从IPv4到IPv6的转换是IPv6发展需要解决的第一个问题。

计算机网络-原理、技术与应用（第2版）部分习题参考答案第1章1.1答：计算机网络是通过传输介质、通信设施和网络通信协议，把分散在不同地点的计算机设备互联起来，实现资源共享和信息传输的系统。

涉及到的知识点：1、传输介质；2、通信协议；3、不同地点.；4、计算机设备；5、资源共享；6、数据传输；7、系统。

1.6答：1、数据通信。

计算机网络中的计算机设备，终端与计算机、计算机与计算机之间进行通信，数据传输，实现数据和信息的传输、收集和交换。

2、资源共享。

用户通过计算机网络可以共享系统内的硬件、软件、数据、文档信息，以及通过信息交流获取更多的知识。

3、给网络用户提供最好的性价比服务，减少重复投资。

4、提供大容量网络存储，不断增加新的多媒体应用。

5、提供分布式处理，使得协同操作为可能；平衡不同地点计算机系统的负荷，降低软件设计的复杂性，充分利用计算机网络系统内的资源，使得网格计算成为可能，提高计算机网络系统的效率。

6、对地理上分散的计算机系统进行集中控制，实现对网络资源集中管理和分配。

7、提供高可靠性的系统，借助在不同信息处理位置和数据存储地点的备份，通过传输线路和信息处理设备的冗余实现高可靠性。

1.13答：计算机网络中计算机进行通信、数据交换时需要制定双方都要遵守的通信规则和约定就是协议。

协议是按层次结构组织的，不同层次协议和网络层次的集合构成了协议体系结构。

网络协议层次结构包含两个基本内容：1、网络实现的功能分解到若干层次，每个功能用对等层协议实现，不同系统中的对等层要遵循对等层协议，通过对等层协议理解和完成该层的功能。

2、相邻层次之间通过接口交互必要的信息，构成下层为上次提供服务的关系，也成为接口关系。

网络服务靠服务原语进行描述，网络协议软件根据网络协议结构进行设计和开发。

1.20答：1）网络命令行程序2）网络协议分析工具3）网络仿真和模拟4）网络应用编程5）生活中的例子1.26答：与计算机网络和数据通信标准有关的国际组织有ISO、ITU-T（CCITT）、IEEE、ANSI、EIA、ACM等。

第1章 概述1. 分组交换：把较长的报文划分成较短的固定长度的数据段。

每个数据段添加上首部构成分组。

2. 路由器：网络的核心部分，用于转发分组（存储转发）。

3. 分类：按作用范围分为广域网（WAN ）、局域网（LAN ）、城域网（MAN ）、个人区域网（PAN ）4. 带宽：同义于数字信道所能传送的最高数据率。

单位：b/s ，kb/s ，Mb/s ，Gb/s ，Tb/s ，b 指比特换算关系：网络中1K=103，1M=106，1G=1095. 发送时延：数据帧长度（b ）/ 发送速率（b/s ）传播时延：信道长度（m ）/ 信号在信道上的传播速率（m/s ）处理时延：交换结点存储转发时的时延排队时延：交换结点缓存队列分组排队的时延（取决于网络通信量）总时延：发送时延+传播时延+处理时延+排队时延提高链路带宽缩短的是发送时延。

6. 时延带宽积：传播时延×带宽意义：以比特为单位的链路长度7. 网络利用率：全网络信道利用率的加权平均值信道利用率并非越高越好。

因为增大信道利用率会增加时延，01D D U=-，D 是网络当前时延，0D 是网络空闲时的时延，U 是网络利用率 8. 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。

（1）语法：数据域控制信息的结构或格式。

（2）语义：发出何种控制信息、完成何种控制动作、做出何种响应。

（3）同步：事件实现顺序的详细说明。

9. 分层的好处：各层相对独立；灵活性好；结构可分割；易于实现和维护；促进标准化工作。

层次数目要适当。

10. 网络体系结构：把计算机网络的各层及其协议的集合，称为网络体系结构。

11. OSI 的七层参考模型：应用层、表示层、会话层、运输层、网际层、数据链路层、物理层。

12. TCP/IP 的四层体系结构：应用层、运输层、网际层、网络接口层本书研究的五层体系结构：应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层。

13. 协议与服务的区别：协议是水平的，是控制对等实体之间通信的规则。

《计算机网络》复习题湖北文理学院一1．互联网具有的两个重要基本特点是什么？互联网从工作方式上看可以划分成哪两大块？每一块的组成与作用是什么？互联网具有两个重要基本特点：连通性和（资源）共享互联网从工作方式上看可以划分成：⑴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，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。

⑵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）。

2．计算机网络按照作用范围可以分为哪几类？按照使用者可以分为哪几类？计算机网络按照作用范围可以分为：广域网、城域网、局域网、个人区域网按照使用者可以分为：公用网、专用网3．时延指什么？时延由哪几部分组成？时延是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。

时延是个很重要的性能指标，它有时也称为延迟或迟延。

时延组成：发送时延、传播时延、处理时延、排队时延。

4．什么是网络协议？网络协议的三要素是什么？为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议其三要素为：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5．OSI/RM由哪几层组成？TCP/IP由哪几层组成？五层的体系结构中，每一层包含哪些协议？OSI/RM由七层组成：物理层、数据链路层、网络层、运（传）输层、会话层、表示层和应用层TCP/IP由四层组成：网络接口层、网际层、运输层、应用层五层中每一层包含的协议：物理层：网络跳线数据链路层：ARP、STP、VLAN 网络层：IP运输层：TCP、UDP应用层：HTTP、SMTP、DNS6．主机A、B通过10Mbit/s的链路连接到交换机，每条链路的传播延迟均为接收完一个分组35μs后转发该分组。

现在A向B发送一个长度为10000bit算从A开始发送至B接收到该分组所需的总时间。

计算机网络知识点总结CH1概述：1网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络2共享——即资源共享。

可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。

3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4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。

5在网络核心部分起特殊作用的是路由器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。

6路由器处理分组的过程是：a把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；b查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发c把分组送到适当的端口转发出去。

7分组交换的优点：a高效:动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。

b灵活:以分组为传送单位和查找路由.c迅速:不必先建立连接就能向其他主机发送分组。

d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。

缺点：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。

8时延：数据从网络一端传送到另一端所需的时间时延总时延= 发送时延+传播时延+ 处理时延+排队时延9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。

10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。

11协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

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。

五层协议：应用层,运输层,网络层(network layer),数据链路层(data link layer)物理层协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。

第一章1.计算机网络定义由通信信道连接的主机和网络设备的集合，以方便用户共享资源和相互通信。

2.网络组成网络实体可抽象为两种基本构件：结点：计算设备；链路：物理媒体。

3.构建网络的三种方法①直接连接（适用于有限的本地端系统联网）：由某种物理媒体直接相连所有主机组成。

分类：I，点到点链路II：多路访问链路②网络云：③网络云互联：4.因特网的结构①网络边缘：应用与主机②接入网：连接两者的通信链路③网络核心：路由器（网络的网络）5.什么是“核心简单、边缘智能”原则？举例①将复杂的网络处理功能（如差错控制、流量控制功能、安全保障和应用等网络智能）置于网络边缘。

②将相对简单的分组交付功能（如分组的选路和转发功功能）置于网络核心③位于网络边缘的端系统的强大计算能力，用软件方式处理大量复杂的控制和应用逻辑，位于网络核心的路由器尽可能简单，以高速的转发分组。

6.协议和服务为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。

三个要素：①语法：数据与控制信息的结构或格式②语义：发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。

③定时：事件实现顺序的详细说明。

7.网络体系结构a)OSI：（七层），物理层，链路层，网络层，应用层，会话层，传输层，表示层，b)TCP/IP：网络接口层网络层传输层应用层TCP负责发现传输问题，一有问题就发出信号，要求重新传输。

IP负责给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

c)5层体系结构应用层，运输层，网络层，链路层，物理层>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>应用层：HTTP… SMTP DNS …. RTP运输层: TCP UDP网际层：IP网络接口层：网络接口1 网络接口2……网络接口3111<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<8.应用进程的数据在各层间的传输1，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PDU2，在传送到运输层，成为运输层报文。