1、第一章 概述网络把许多计算机连接在一起,互联网(网络的网络)把许多网络连接在一起。因特网是世界上最大的互联网。计算机网络:一些互相连接的、自治的计算机的集合。Intent(因特网 ):由 ARPANET 发展而来的全球最大的、开放的、由众多网络互相连接而成的特定计算机网络,采用 TCP/IP 协议簇 作为通信规则。因特网发展的三个阶段:一、从单个网络 ARPANET 向互联网发展;二、逐步建立了三级结构的因特网;三、逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。因特网的组成:边缘部分、核心部分。两个主机上运行程序之间的通信方式:客户/服务器方式(C/S) 、对等方式(P2P) 。简述主机和路由器的作
2、用?主机的用途是为用户进行信息处理;路由器的用途是用来转发分组,即进行分组交换。计算机网络性能指标:速率、带宽、吞吐量、时延、丢包率、利用率。常用的带宽的单位有哪些?bit/s、k bit/s、 M bit/s、G bit/s、T bit/s网络协议:这些规则明确规定了所交换的数据的格式和时序,以及在发送或接收数据时要采取的动作等问题。为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即为网络协议,简称协议。网络系结构:计算机网络的层次结构模型与各层协议的集合OSI 分为 7 层,TCP/IP 分为 4 层,综合后 5 层:物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层第二章 物理层数字通信系统组成:
3、源系统(源点和发送器) ,传输系统,目的系统(接收器和终点) 。信号:模拟信号(连续) ,数字信号(离散) 。什么是单工通信,半双工通信和全双工通信?单工通信:通信双方只能是一方发送、另一方接收;半双工通信:通信双方都能发送信息,但不能同时发送,一方发送时另一方面只能接收;双工通信:通信双方可同时发送、接收信息。常见的传输媒体:引导型(双绞线,同轴电缆,光纤) ,非引导型(无线传输)常见的信道复用技术:频分复用,时分复用,码分复用常见的宽带接入技术:ADSL 技术:使用电话线上网光纤同轴混合:有线电视网频分光纤接入:FTTH 光纤到户、FTTB 光纤到大楼提高数据传输速率的途径有哪些?使用更高
4、传输速率的传输媒体、使用信道复用技术什么是复用?通过同一物理线路同时传输多路用户信号简述 ADSL 接入原理。通过 ADSL 调制解调器将数字信号转换为模拟信号,通过电话线传输,最后在通过ADSL 调制解调器转换回数字信号。ADSL 下行带宽远远大于上行带宽HFC 网的上行传输使用了原来 CATV 的 低端 频段,带宽为 60 MHZ.第三章数据链路层数据链路层传送的数据单位:帧数据链路层使用的信道主要有:点对点信道和广播信道数据链路层三个问题:封装成帧:添加帧定界标志,传输单元大小范围:46,A 类:网络号 IP 前 8 位 开头为 0B 类:网络号 IP 前 16 位 开头为 10C 类:
5、网络号 IP 前 24 位 开头为 110无分类编址:IP 地址:=,IP 地址分为两部分:网络号和主机号网络地址:主机号全 0 的 IP 地址广播地址:主机号全 1 的 IP 地址路由器连接了不同的网络,网桥(交换机)连接了相同的网络。地址解析协议 ARP: IP 地址到 MAC 地址的映射查找 ARP 缓存,有则直接进行映射,若缓存中没有:(1)向局域网中广播 ARP 请求分组(2)局域网上所有主机收到 ARP 请求(3)目的主机向源主机发送响应(4)源主机增加缓存IP 数据报格式:首部固定长度 20 个字节(总长度,生存时间 ,源 IP 地址,目的 IP 地址)生存时间(TTL):数据每
6、经过一个路由转发 TTL 就减 1路由器分组转发过程:(1) 从收到的数据报首部提取目的 IP 地址 D(2)先判断是否为直接相连,是则把分组进行直接交付(3)比较间接相连(4)若有默认路由,则按默认路由进行转发(5) 没有默认路由,则丢弃,报告错误 网际控制报文协议 ICMP 报文种类:差错报告报文,询问报文(PING )路由选择协议分为:内部网关协议:RIP (使用 UPD)和 OSPF(使用 IP 数据报)外部网关协议:BGP(使用 TCP)RIP:基于距离向量 的路由选择协议。RIP 协议的三个要点:(1 ) 仅和相邻的路由交换信息;(2 ) 交换信息为当前本路由的路由表;(3 ) 固
7、定时间交换,即周期性更新。RIP 的局限性:能使用的 最大距离是 15(16 表示不可达)OSPF 的三个要点:(1 ) 向本自治系统所有路由发送信息;(2 ) 发送与本路由相邻的所有路由的链路状态;(3 ) 当链路发生变化时发送。BGP 协议在 AS 之间交换可达性信息IPv6 地址有 128 位,40 个字节的基本首部重要知识点:如何划分子网?!如何进行路由聚合?合并子网?例题:某组织分配到一个地址块,其中第一个地址是 14.24.74.0/24。这个组织需要划分为 11 个子网。具体要求是:(1)具有 50 个地址的子网 1 个;(2)具有 25 个地址的子网 2 个;(3)具有 10
8、个地址的子网 3 个;(4)具有 2 个地址的子网 4 个试设计这些子网。分配结束后还剩下多少个地址?解:原网络地址为 14.24.74. 00000000 /24(1)需要 50 个主机地址,加上网络地址和广播地址供需 52 个地址,因此分配 64 个地址,占 6 位地址位。分配地址如下:14.24.74. 00000000 ,网络地址为 14.24.74.0 /26(2)需要 25 个主机地址,加上广播地址和网络地址供需要 28,因此分配 32 个地址,占5 位地址位。分配如下:14.24.74. 01000000 ,网络地址为 14.24.74.64 /2714.24.74. 01100
9、000 ,网络地址为 14.24.74.96 /27(3) 需要 10 个主机地址,加上网络地址和广播地址供需 12 个地址,因此分配 16 个地址,占 4 位地址位。分配地址如下:14.24.74. 10000000 ,网络地址为 14.24.74.128 /2814.24.74. 10010000 ,网络地址为 14.24.74.144 /2814.24.74. 10100000 ,网络地址为 14.24.74.160/28(4) 需要 2 个主机地址,加上网络地址和广播地址供需 4 个地址,因此分配 4 个地址,占 2 位地址位。分配地址如下:14.24.74. 10110000,网络地
10、址为 14.24.74.176/3014.24.74. 10110100,网络地址为 14.24.74.180 /3014.24.74. 10111000,网络地址为 14.24.74.184 /3014.24.74. 10111100,网络地址为 14.24.74.188 /30剩余 IP 范围 14.24.74.1100 000014.24.74.1111 1111,共 64 个 IP(含网络地址和广播地址)某网络拓扑如图所示,路由器 R1 通过接口 E1、E2 分别连接局域网 1、局域网 2,通过接口 L0 连接路由器 R2,并通过路由器 R2 连接域名服务器与互联网。R1 的 L0 接
11、口的 IP 地址是 202.118.2.1,R2 的 L0 接口的 IP 地址是 202.118.2.2,L1 接口的 IP地址是 130.11.120.1,E0 接口的 IP 地址是 202.118.3.1,域名服务器的 IP 地址是202.118.3.2。R1 与 R2 的路由表结构为:(1 )将 IP 地址空间 202.118.1.0/24 划分为 2 个子网,分别分配给局域网 1、局域网 2,每个局域网需分配的 IP 地址数不少于 120 个。请给出子网划分结果,说明理由或给出必要的计算过程。 解:IP 地址空间 202.118.1.0/24 共有 254 个可分配地址。平均分配给两个
12、子网,每个子网有 127 个可分配地址,满足 IP 地址数不少于 120 的要求。划分子网后局域网一为:202.118.1.0/25,局域网二为:202.118.1.128/25 。(2 )请给出 R1 的路由表,使其明确包括到局域网 1 的路由、局域网 2 的路由、域名服务器的主机路由和互联网的路由。 (3 )请采用路由聚合技术,给出 R2 到局域网 1 和局域网 2 的路由。 某主机的 MAC 地址为 00-15-c5-c1-5e-28,IP 地址为 10.2.128.100(私有地址),下图是网络拓扑,和该主机进行 web 请求的 1 个以太网数据帧的前 80B 的十六进制和 ASCII
13、 码内容。(1 ) Web 服务器的 IP 地址是什么?该主机默认网关的 MAC 地址是什么?解:以太网帧首部 14B,IP 分组首部至目的 IP 共 16B,所以目的 IP 是前 80B 中的31、 32、 33、34 字节即 40 aa 62 20 转换为十进制为 64.170.98.32;目的 MAC 是 80B 中的1、 2、4、5、6 字节即 00-21-27-21-51-ee(2 )该主机在构造 MAC 帧时,使用什么协议确定目的 MAC 地址?封装该协议报文的以太网帧的目的 MAC 地址是什么?使用 ARP 协议,目的 MAC 地址为广播地址 ff-ff-ff-ff-ff-ff(
14、3 ) IP 分组经过路由器 R 转发时,路由器 R 会修改 IP 分组首部中的哪些字段?源 IP 地址、生存时间、头部校验和某网络中的路由器运行 OSPF 路由协议,题 42 表是路由器 R1 维护的主要链。路状态信息(LSI),题 42 图是根据题 42 表及 R1 的接口名构造出来的网络拓扑。1)假设路由表结构如下表所示,请给出图中 R1 的路由表,要求包括到达图中子网 192.1.x.x的路由,且路由表中的路由项尽可能少。(2 )当主机 192.1.1.130 向主机 192.1.7.211 发送一个 TTL=64 的 IP 分组时,R1 通过哪个接口转发该 IP 分组?主机 192.
15、1.7.211 收到的 IP 分组 TTL 是多少?(3 )若 R1 增加一条 Metric 为 10 的链路连接 Internet,则题 42 表中 R1 的 LSI 需要增加哪些信息?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10Mb/s,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 的报文。若忽略链路传播延时、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(D)A 800ms、1600ms B 801ms、1600msC 1600ms、800ms D 1600ms,801ms第五章
16、运输层网络层提供主机间的逻辑通信,运输层提供应用进程间的逻辑通信。端口号是对通信的应用进程的标志端口号分为三类:熟知端口(01023)、登记端口、动态端口UDP 特点:无连接,尽最大努力(不可靠) ,面向报文,支持一对多,8 个字节首部TCP 特点:面向连接,可靠,面向字节流,一对一,20 个字节固定首部TCP 报文首部结构 20 个字节:序号,确认号,窗口滑动窗口:发送窗口内指针左边是已发送未收到确认的数据,指针右边是可发送的数据;发送窗口外左边是已经发送并收到确认的数据,右边是暂时不可发送的数据。流量控制作用:解决因发送方发送数据太快而导致接收方来不及接收,使接收方缓存溢出的问题。TCP
17、采用接收方控制发送方发送窗口大小的方法实现流量控制。TCP 建立连接的过程(三次握手)TCP 释放连接的过程(四次握手)拥塞控制:TCP 发送方维持拥塞窗口 cwnd,大小取决于网络拥塞程度。发送窗口上限=minrwnd,cwnd拥塞窗口的变化过程,慢开始,慢开始门限,拥塞避免例题:主机甲与主机乙建立了一个 TCP 连接,主机甲向主机乙连续发送了三个 TCP 报文段,分别包含了长度为 300B,400B 和 500B 的数据,其中第三段报文的序号 seq=900,若主机乙正确收到了第 1 个和第 3 个报文段,则主机乙向主机甲发送的确认报文中确认号 ack 为(B)A 300 B 500 C
18、1200 D 1400主机甲与主机乙发送了一个(SYN=1,seq=11220) 的 TCP 段,期望与主机乙建立连接,若主机乙接收该连接请求,则主机乙向主机甲发送的正确 TCP 段可能是( C )A(SYN=0,ACK=0,seq=11221,ack=11221 )B(SYN=1 ,ACK=1 ,seq=11220,ack=11220 )C( SYN=1,ACK=1 ,seq=11221,ack=11221 )D(SYN=0,ACK=0,seq=11220 ,ack=11220).处于发送窗口之前(左边)的数据表示? 表示已发送并确认的字节数处于发送窗口中的数据表示?还可继续发送的字节数处于发送窗口右边的数据表示?不可发送处于指针 P1 与 P2 之间的数据表示? 已发送但未收到确认的字节数处于中指针 P2 和 P3 之间的数据表示? 还可继续发送的字节数第六章应用层如果本地域名服务器无缓存,当采用递归方法解析另一网络某主机域名时,用户主机、本地域名服务器发送的域名请求消息数分别为( A )A 一条、一条 B 一条、多条C 多条、一条 D 多条、多条