1、1 第一章 网络概述 1.1 ARPANET为分组交换网之父，并将分组交换网的出现作为现代电信时代的开始。 1.2 分组交换网特点： 通常我们将放发送的整块数据称为一个报文。在发送报文之前，先将较长的报文划分成为一个个更小的等长数据段。在每 个数据段的前面，加上首部后，就构成了一个分组。分组又称为 “ 包 ” 。分组中的首部包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息，而分组交换网只有从分组的首部才能获知应将此分组发往何处。 1.3 计算机网络定义 (资源共享的角度 )： 把分布在不同地理位置的计算机，通过通信系统连接起 来，达到资源共享的计算机系统。 1.4 计算机网络的基本特征主要表现在： 1
2、）计算机网络建立的目的是实现计算机资源共享 2）计算机是分布在不同地理位置的多台独立的 “ 自治计算机 ” 3）连网计算机必须遵循全网统一的网络协议 1.5 计算机网络：把地理上分散的多台自治计算机互连的集合。 1.6 互联网： 一些相互连接的计算机网络的集合。 1.7 internet 和 Internet区别： Internet是普通名词，泛指一般的互联网； Internet是专有名词，指的是使用 TCP/IP协议组 、前身是美国的阿 帕网（ ARPANET）的世界范围的互联网。 1.8 中国 四大公用数据通信网： 公用分组交换数据网（ ChinaPAC） 、 公用数字数据网（ China
3、DDN） 、 公用帧中继网（ ChinaFRN） 、 公用计算机互联网（ ChinaNet） 。 1.9 按覆盖的地理范围进行分类，计算机网络可以分为： 广域网 WAN、 城域网 MAN、 局域网 LAN、 个域网 PAN。 1.10 各网络特点： 1） 广域网： 网络覆盖范围广 ； 传输速度低 ； 通信设备属国家所有 ； 对入网计算机不作限制 2） 城域网： 介于广域网与局域网之间的一种高速网络。其设计的目标是要满足几十公里范围内的企业、机关、公司的多个局域网互连的需求 。 3）局域网： 地理覆盖范围小 ； 传输速率高 ； 设备为单位或个人所有 ； 入网计算机大多为 PC。 1.11 按网络
4、的拓扑结构分类，网络可分为： 星型、树型、总线型、环型、网状型。 1.12 按网络控制方式分类，网络可分 为：集中式计算机网络和分布式计算机网络。 1.13 集中式和分布式网络简要说明： 1）集中式网络： 这种网络的处理和控制功能都高度集中在一个或少数几个结点上，所有的信息流都必须经过这些结点之一。 优点 :实现简单，其网络操作系统很容易从传统的分时操作系统经适当地扩充和改造而成。缺点 :实时性差、可靠性低、缺乏较好的可扩充性和灵活性 2）分布式网络： 网络中的任一结点都至少和另外两个结点相连接，信息从一个结点到达另一结点时，可能有多条路径。同时，网络中的各个结点均以平等地位相互协调工作和交换
5、信息，并可共同完成一个大 型任务。优点 :信息处理的分布性、可靠性高、可扩充性及灵活性好 1.14 计算机网络的组成： 根据网络的定义，一个典型的计算机网络主要是由计算机系统、数据通信系统、网络软件及协议三大部分组成。 1.15 计算机网络各模块说明： 1）计算机系统： 主要完成数据信息的收集、存储、处理和输出任务，并提供各种网络资源。计算机系统根据在网络中的用途可分为服务器和工作站。 2）数据通信系统： 主要由网络适配器（网卡）、传输介质和网络互联设备等组成。 3）网络软件： 网络软件是实现网络功能所不可缺少的软环境。包括：网络协议和 协议软件；网络通信软件；网络操作系统；网络管理及网络应用
6、软件。 1.16 局域网组成：网络工作站；网络适配器；集线器；传输介质；网络服务器。 2 1.17 广域网组成： WAN 最基本的功能是数据通信和资源共享。从逻辑上 WAN 分成两大部分： 1） 资源子网： 主要负责全网的信息处理，为网络用户提供网络服务和资源共享功能； 2） 通信子网：主要负责全网的数据通信，为网络用户提供数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作。 1.18 通信子网： 由通信控制处理机、通信线路和 其 他 设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。 1.19 通信控制处理机： 1） 在网络拓扑结构中被称为网络结点； 2） 作为与资源子网的主机、终端的连接的接口，将主机
7、和终端连入网内； 3） 作为通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能； 1.20 资源子网的组成：主机、终端、终端控制器、 外设、软件资源、信息资源。 1.21 计算机网络的功能： 以资源共享为目标的计算机网络，具有下列几方面功能： A、数据通信 ： 可以传输各种类型的信息 ,包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等 多媒体信息 B、资源共享 ： 数据迁移 、 计算迁 移 C、分布式处理 ： 进程迁移的启动 、 进程迁移的内容 、 进程如何迁移 D、集中管理 ： 对地理位置分散的组织和部门 ,可通过计算机网络来实现集中管理 ,如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票
8、系统、军事指挥系统等 E、均衡负荷 ： 将作业分散到网络中的其它计算机中，共同完成 1.22 比特（ bit） ： 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 1.23 速率即数据率 (data rate)或比特率 (bit rate)： 计算机网络中最重要的一个性能指标。指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 1.24 带宽与宽带： 1）带宽： 指 网络带宽，表示在单位时间内从网络的某节点到另一个节点所能传送的 “ 最高数据率 ” ，单位是 “ 比特每秒 ” ，或 b/s (bit/s)（注意： kb/s=103 b/s） 。 2）宽带：可通过较高数据率的线路。 1.
9、25 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。 1.26 吞吐量： 表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。 1.27 时延：指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一个端所需要的时间。它包括了发送时延，传播时延，处理时延，排队时延。 1） 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 2） 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。 3） 处理时延 :交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。 4） 排队时延 :结点缓存队列中分组排队所经历的时延。 1.28 时延注意点 1） 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
10、是比特在链路上的传播速率 2） 提高链路带宽减小了数据的发送时延。 1.29 时延带宽积： 又称为以比特为单位的链路长度， 它表示这样的链路可容纳多少个比特 。 时延带宽积 = 传播时延 带宽 1.30 利用率 1） 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）。 2） 网络利用率 ： 全网络的信道利用率的加权平均值。 1.31 信道或网络利用率过高会产后非常大的时延！ 1.32 电路交换的特点： 1） 通话前先拨号建立连接。 2） 通话过程中，通信双方一直占用所建立的连接。 3） 通话结束后，挂机释放连接。 3 第二章 网络体系结构 2.1 计算机网络的体系结构：计算机
11、网络的各层及其协议的集合。 2.2 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。 2.3 一个网络协议主要由以下三个要素组成： (1)语法：语法就是数据 的结构或格式，也就是指数据呈现的顺序。 (2)语义：语义是每一部分位的意思。 (3)规则 ：有 2个特点：数据在何时应当发送出去以及数据应当发送得多快。 2.4 开放系统互连参考模型（ OSI/RM） : 1）开放： 只要遵循 OSI 标准，一个系统就可以和世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。 2）系统： 指按一定关系或规则工作在一起的一组物体或一组部件 3）实系统： 表示在现实世界中能够进行信息处理或信
12、息传递的自治整体，它可以是一台计算机或者多台计算机以及和这些计算机相关的软件、外 部设备、终端、操作员、信息传递手段的集合。 2.5 网络分层原则： 结构的层次不能太多，以免造成系统结构的繁杂；结构的层次也不能太少会使每层协议过于复杂 当必须区分不同类型功能群时应设置一个层次 每一层只与它相邻的上、下层发生关系，且层与层边界的选取应使通过边界的信息量尽可能少 每层功能应非常明确 2.6 OSI 分层： 1）应用层： 处理应用进程之间所发送和接收的数据中包含的信息内容。 2）表示层： 在两个应用层之间的传输过程中负责数据的表示语法 3）会话层： 负 责建立（或清除）在两个通信的表示层之间的通信通
13、道，包括交互管理、同步，异常报告。 4）传输层： 为会话层提供与下面网络无关的可靠消息传送机制 5）网络层： 路由、转发，拥塞控制 6）链路层： 成帧，差错控制、流量控制，物理寻址，媒体访问控制 7）物理层： 缆线，信号的编码，网络接插件的电、机械接口 2.7 协议和服务： . 协议：计算机网络同等层次中，通信双方进行信息交换时必须遵守的规则。 服务：层间交换信息时必须遵守的规则。 2.8 服务访问点：在同一系统中相邻两层的实体进行交换信息的地方。 2.9 信息传送 单元： 1） 协议数据单元（ PDU）：协议数据单元就是在不同站点的各层对等实体之间，为实现该层协议所交换的信息单元。 PDU含
14、 2个部分：本层的用户数据和本层的协议控制信息。 2）接口数据单元（ IDU）：在同一系统中的相邻实体的依次交互中，经过层间接口的信息单元。 3）服务数据单元（ SDU） ： 实体为了完成服务用户所请求的功能所需要的数据单元。 2.10 通信服务可以分为两大类： 1） 面向连接服务： 面向连接服务是在数据交换之前，必须建立连接。数据交换结束后 ,则终止这个连接。 面向连接服务的优点： A.在连接时 ,给出双方地址，连接成功后，给出一个连接符 ,在传输过程中使用连接符。 B.报文按顺序发送 ,质量好 ,不会丢失。 缺点：协议复杂，通信效率不高。 2） 无连接服务 :在无连接服务的情况下，两个实体
15、之间的通信不需要先建立好一个连接。 灵活方便，但无连接服务不能防止报文的丢失，每个报文都需要提供全地址，开销大 。 4 无连接服务有以下三种类型： a 数据报 : 它的特点不需要接收端做任何响应，因此是一种不可靠的服务。 b 证实交付 : 它又称为可靠的数据报。 c 请求回答：这种类型的数据报是收端用户每 收到一个报文，就向发端用户发送一个应答报文。 2.11 无连接服务的特点： 每个分组都携带完整的目的结点地址，各分组在系统中是独立传送的； 数据传输过程不需要经过连接建立、连接维护与释放连接的三个过程； 数据分组传输过程中，目的结点接收的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象； 可靠性不好，
16、但是协议相对简单，通信效率较高。 2.12 TCP/IP体系结构： 1 链路层：有时也称作数据链路层或网络接口层。 2 网络层：有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动。 3 运输层：主要为两台主机上的应用程序提供端 到端的通信。 4 应用层：负责处理特定的应用程序细节 。 2.13 TCP/IP协议的特点： 开放的协议标准 ; 独立于特定的计算机硬件与操作系统； 独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互连网中； 统一的网络地址分配方案，使得整个 TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址； 标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。 2.14 OSI 参考模型与 TCP/
17、IP参考模型的比较： 1） OSI 评价： 层次数量与内容选择不是很好，会话层很少用到，表示层几乎是空的，数据链路层与网络层有很多的子层插入 ； 寻址、流控与差错控制在每一层里都重复出现，降低系统效率； 数据安全性、加密与网络管理在参考模型的设计初期被忽略了； 参考模型的设计更多是被通信的思想所支配，不适合于计算机与软件的工作方式； 严格按照层次模型编程的软件效率很低。 2） TCP/IP评价： 在服务、接口与协议的区别上不很清楚，一个好的软件工程应该将功能与实现方法区分开，参考模型不适合于其他非 TCP/IP协议族； TCP/IP参考模型的网络接口层 本身并不是实际的一层； 物理层与数据链路
18、层的划分是必要和合理的，而 TCP/IP参考模型却没有做到这点 。 第三章 物理层 3.1 物理层的主要任务 :在两个网络设备之间提供透明的比特流传输。 3.2 OSI 的物理层定义：物理层提供机械的、电气的、功能的和规程的特性，目的是启动、维护和关闭数据链路实体之间进行比特传输的物理连接。 3.3 物理层的四个重要特性 : 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。即什么样的电压表示 l 或 0。传输速度、最大传输距离 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， 定义各条物理 线路的功
19、能。 规程特性 ：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。主要定义各条物理线路的工作规程5 和时序关系。 3.4 RS-232C接口标准 : 提供了一个利用公用电话网络作为传输媒体，并通过调制解调器将远程设备连接起来的技术规定。 3.5 局域网最常使用是 5类非屏蔽的双绞线：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输频率为 100MHz，用于语音传输和最高传输速率为 100Mbit/s的数据传输。 3.6 双绞线： 1）连通性：双绞线既可用于点到点连接，也可用于多点连接。 2）地理范围：双绞线用 做远程中继线时，最大距离可达 15 公里；与集线器的距离最大为 100 米，至少 0
20、.6 米。 3）抗干扰性：双绞线的抗干扰性取决于一束线中相邻线对的扭曲长度及适当的屏蔽。 4）价格：双绞线的价格低于其它传输介质，并且安装、维护方便。 3.7 同轴电缆： 1）连通性： 可用于点 -点及多点的链路结构。 2）地理范围： 基带同轴电缆传输的最远距离只有几公里，宽带同轴电缆传输距离可达数十公里。 3）抗干扰性：低频段差，高频段好。 4）价格： 安装同轴电缆局域网络的费用略微高于双绞线、低于光缆线的局域网络费用。但是，同轴电 缆较之双绞线容量大、速率高；在大流量、重负载的场合下都很适用。其性能价格比仍为较优的。 3.8 光纤电缆 1）分类： 多模光纤： 存在许多条不同角度入射的光线在
21、一条光纤中传输。 单模光纤： 光纤的直径减小到只有一个光的波长，光线便会一直向前传播。 2）传输特性： 光纤电缆是利用全反射的原理来传输被调制好的光信号。 3）链接方法： 光纤电缆主要运用于点 -点的链路。 4）距离范围： 从目前的技术水平来看，光纤电缆可以在几十公里距离内不使用中继器就能进行有关信息的传输。因而，光纤较适合于在几个建筑物之间通 过点 -点链路实现局域网。 5）抗噪声性： 光纤电缆不受电磁波的干扰或噪声的影响。 6） 价格： 光纤电缆局域网络比双绞线及同轴电缆局域网的费用要高得多。 第四章 数据链路层 4.1 链路：就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。
22、 4.2 数据链路：当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路外，还必须有一些必要的规程来控制这些数据的传输。 4.3 数据链路层最重要的作用 ：通过一些数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输 4.4 为什么要设计数据链路层 在原始物理传 输线路上传输数据信号是有差错的 设计数据链路层的主要目的： 将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路 ， 方法 : 差错控制 、 流量控制 作用：改善数据传输质量，向网络层提供高质量的服务 4.5 传输差错：通过通信信道后接收的数据与发送数据不一致的现象。 4.6 差错控制 ： 检查是否出现差错以及如何纠正差错 。 4.7 通信信
23、道的噪声分为两类：热噪声和冲击噪声 。 热噪声是信道固有的、持续存在的随机噪声 ,又称白噪声 ,是由导体中电子的热震动引起的，它存在于所有电子器件和传输介质中。它是不能够消除的，由此对通信系统 性能构成了上限。另一类是由外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声。 其噪声幅度可能相当大，是传输中的主要差错。 6 4.8 纠错码与检错码 纠错码 ： 每个传输的分组带上足够的冗余信息，接收端能发现并自动纠正传输差错 检错码 ：分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息，接收端能发现出错，但不能确定哪一比特是错的，并且自己不能纠正传输差错 4.9 目前应用最广的检错码编码方法之一 ： 循环冗余编码 CRC 4
24、.10 数据链路层的功能 链路管理 区分数据信息和控制信息 帧同步 可靠传输（流量控制， 差错控制） 透明传输 寻址 4.11 利用 CRC进行检错的过程可简单描述为： 在发送端根据要传送的 m位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的 k位监督码 (CRC码 )，附在原始信息后边，构成一个新的二进制码序列数共 m+k 位，然后发送出去。在接收端，根据信息码和 CRC 码之间所遵循的规则进行检验，以确定传送中是否出错。这个规则在差错控制理论中称为 “ 生成多项式 ” 4.12 停止等待协议 ARQ 的优缺点 优点：比较简单 缺点：通信信道的利用率不高 4.13 连续 ARQ 协议的工作原理
25、在发送完一个数据帧后，不是停下来等待确认帧， 而是可以连续再发送若干个数据帧 如果这时收到了接收端发来的确认帧，那么还可以接着发送数据帧 由于减少了等待时间，整个通信的吞吐量就提高了 4.14 选择重传 ARQ协议： 当接收方发现某帧出错后，其后继续送来的正确的帧虽然不能立即递交给接收方的高层，但接收方仍可收下来，存放在一个缓冲区中，同时要求发送方重新传送出错的那一帧。一旦收到重新传来的帧后，就可以原已存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序递交高层。 4.15 滑动窗口机制 发送端和接收端分别设定发送窗口和接收窗口 发送窗口用来对发送端进行流量控制 发送窗口的大小 WT 代表在还没有收到对方确认
26、信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧 4.16 滑动窗口的重要特性 只有在接收窗口向前滑动时（与此同时也发送了确认），发送窗口才有可能向前滑动 收发两端的窗口按照以上规律不断地向前滑动，因此这种协议又称为滑动窗口协议 当发送窗口和接收窗口的大小都等于 1时，就是停止等待协议 4.17 若传输信道的传输质量很差，因而误码率较大时，连续 ARQ 协议不一定优于停止等待协议 4.18 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) 4.19 PPP 协议有三个组成部分 链路控制协议 LCP： 一种扩展链路控制协议，用于建立、配置、测
27、试和管理数据链路连接 认证协议 网络控制协议 NCP： 协商该链路上所传输的数据包格式与类型，建立、配置不同的网络层协议 4.20 PPP 协议功能： : （ 1） PPP具有动态分配 IP 地址的能力； （ 2） PPP支持多种网络协议，比如 TCP/IP、 NetBEUI、 NWLINK等； （ 3） PPP具有错误检测以及纠错能力，支持数据压缩； （ 4） PPP具有身份验证功能。 7 4.21 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。
28、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 第五章 局域网 5.1 局域网最主要的特点：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。 5.2 局域网具有如下的一些主要优点： 能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件、数据。从一个站点可访问全网。 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。 5.3 与接入各种传输媒体有关的问题都放在 MAC子层，负责在物理层的基础上进行无差错的通信。 MAC子层的主要功能是： 1、将上层交下来的数据封装成帧进行发送 (接收时进行相反的过程，将帧拆卸 ) 2
29、、实现和维护 MAC 协议 3、比特差错检测 4、寻址 5.4 数据链路层中与媒体接入无关的部分都集中在逻辑链路控制 LLC 子层。 LLC子层的主要功能是： 1、建立和释放数据链路层的逻辑连接 2、提供与高层的接口 3、差错控制 4、给帧加上序号 5.5 在网络中的进程通信时，需要有以下两种地址： 1) MAC 地址，即主机在网络中的站地址或物理地址，这由 MAC帧负责传送。 2) SAP 地址，即进程在某一个主机中的地址，也就是 LLC子层上面的服务访问点 SAP，这由 LLC帧负责传送。 5.6 MAC 子层基本工作过程 1） 发送数据 ： 计算校验码 组装成数据帧 竞争总线 发送数据帧
30、 2）接收数据： 接收数据帧到缓冲区 数据帧检错 是否为本机接收 递交网络层 5.7 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 5.8 以太网的工作原理可以概括为：先听后发、边听边发 、 冲突停止 、 延迟重发 8 5.9 载波监听多路访问 /冲突检测协议（ CSMA/CD） 一种 CSMA的改进方案是使发送站点传输过程中仍继续监听媒体，以检测是否存在冲突。如果发生冲突，信道上可以检测
31、到超过发送站点本身发送的载波信号的幅度，由此判断 出冲突的存在。一旦检测到冲突，就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号，用以通知总线上其它各有关站点。这样，通道容量就不致因白白传送已受损的帧而浪费，可以提高总线的利用率。 5.10 CSMA/CD 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。 5.11 CSMA/CD的代价是用于检测冲突所花费的时间。 5.12 信号 传播时延：载波信号从一端传播到另一端所需
32、的时间。 5.13 争用期或碰撞窗口：两倍的端到端往返时延。 5.14 争用期的长度 以太网取 51.2 s 为争用期的长度。 对于 10 Mb/s 以太网，在争用期内可发送 10*106*51.2*10-6=512 bit，即 64 字节。 以太网在发送数据时，若前 64 字节没有发生冲突，则后续的数据就不会发生冲突。 5.15 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。 5.16 重发策略 (1)随机策 略：工作站在发现冲突后，推迟一随机时间，再进行重发。 (2)二进制指数退避算法 BEB： 该算法中重发的延迟时间是均匀地分布在 0T
33、BEB之间，这里 TBEB = 2 i-1 (2 ) (3)截断式二进制指数退避算法： 该算法是对前一算法的改进，它仍然采用二进制指数退避策略，但当重发时延增加到一定大小时便停止后退，以后的多次重发延迟时间 TBEB均采用这个时间。 5.17 常用的以太网 MAC帧格式 DIX Ethernet V2 标和 IEEE 的 802.3 标准 ， 最常用 的 MAC 帧是以太网 V2 的格式 5.18 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。 5.19 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
34、 8 个字节 5.20 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。 5.21 令牌组成： SD，令牌帧的起始符； AC，访问控制字节； ED，令牌帧的结束符。 5.22 帧的发送 当一个站要发送数据时，要先将数据形成信息帧并存放在发送缓冲区中，然后命令环接口去截获令牌。环接口不断地检测环路中流动的比持流，当发现有令牌帧时，将令牌截获下来，接着便可将发送缓冲区中已准备好的帧送入环路。令牌环网允许一个站连接发送
35、多个帧，只要不超过规定的占用令牌的最大时间。发送站把信息发送完后并不立即释放令牌，还需等待其所发出的帧返回本站后，方可释放令牌。 5.23 令牌总线网：将局域网物理总线的站点构成 一个逻辑环，每一个站点都在一个有序的序列中被指定一个逻辑位置，序列中最后一个站点的后面又跟着第一个站点。每个站点都知道在它之前的前趋站和在它之后的的后继站标识。 5.24 交换式集线器的交换方式： 9 1、存储转发交换 ：采用这种方式时，集线器就像一个分组结点交换机。它从一个输入端口收下一个帧，暂存后即根据其目的地址转发到适当的输出端口。 2、直通交换：这种方式利用了目的地址处于 MAC 帧的最前面这一特点，直通交换
36、不必将整个数据帧先缓存后再进行处理，而是在接收数据帧的同时就立即按数据帧的目的地址决定该帧的转发端口 ，这就使得转发速度大大提高。对于多媒体应用，直通式交换是一种很好的方法。直通交换的一个缺点是它不检查 CRC就直接将帧转发出去，因此有可能也将一些无效帧转发给其他的站 5.25 交换式局域网技术特点 ： 低交换延迟 ； 支持不同的传输速率和工作模式 ； 支持虚拟局域网服务 。 5.26 虚拟局域网 VLAN ： 由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。 5.27 VLAN在交换机上的实现方法 大致划分为 3类： 1、基于端口划分的 VLAN 2、基于 MAC地址划分 VLAN 3、基于网
37、络层划分 VLAN 5.28 虚拟局域网使用的以太网帧格式 虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个 4 字节的标识符，称为 VLAN 标记 (tag)，用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。 5.29 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。 5.30 在数据链路层扩展局域网是使用网桥 /交换机。 5.31 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。
38、 具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的端口转发此帧，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端口 5.32 网桥基本特征： 网桥在数据链路层上实现局域网互连； 网桥能够互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络； 网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互连的网络之间的通信； 网桥需要互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议； 网桥可以分隔两个网络之间的广播通信量，有利于改善互连网络的性 能与安全性。 5.33 网桥分类 1）透明网桥 透明网桥由各个网桥自己来决定路由选择，局域网上的各结点不负责路由选择，网桥对于互连局域网的各结点
39、来说是“透明”的； 透明网桥一般用在两个使用同样的 MAC层协议的网段之间的互连。例如连接两个 Ethernet网段，或两个令牌环网； 透明网桥的最大优点是容易安装，是一种即插即用设备。 2）源路选网桥 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。 5.34 网桥好处 ： 过滤通信量、 扩大了物理范围、 提高了可靠性、 可互连不同物理层和 不同 MAC 子层和不同速率（如 10
40、 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的局域网。 5.35 网桥缺点 10 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。 5.36 网桥和集线器对比 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。 在这一点上网桥的接口很像一个网卡，但网桥却没有网卡。 由于网桥没有网卡，因此网桥并不改变它转发
41、的帧的源地址。 5.37 以太网交换机的特点 以太网交换机的每个端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端口，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。 5.38 交换机的三个主要功能 ： 地址学习 ； 帧的转发 /过滤 ； 回路防止。 5.39 100BASE-T 以太网的特点 可在全双工方式下工作而无冲突发生。 MAC 帧格式仍然是 802.3 标准规定的。 保持最短帧长不变，争用期为 5.12us,但将一个网段的最大电缆长度减小到 100 m。 5.40 使用高速
42、以太网进行宽带接入 以太网已成功地把速率提高到 1 10 Gb/s ，所覆盖的地理范围也扩展到了城域网和广域网，因此现在人们 正在尝试使用以太网进行宽带接入。 以太网接入的重要特点是它可提供双向的宽带通信，还 可根据用户对带宽的需求灵活地进行带宽升级。 采用以太网接入可实现端到端的以太网传输，中间不需要再进行帧格式的转换。这就提高了数据的传输效率和降低了传输的成本。 第六章 网络层 6.1 网络层主要任务： 为传输 层提供服务，跨越不同的网络将传 输层的数据送达到目的地 6.2 网络层主要功能 路由控制：利用网络的拓扑结构等网络状态，选择分组传送路径 拥塞控制：控制和预防网络中出现过多的分组
43、异种网络的互连：解决不同网络在寻址、分组 大小、协议等方面的差异 分组生成和装配：传输层报文与网络层分组间的相互转换 6.3 网络层数据传输方式有两种：一种是数据报，另一种是虚电路。在网络层依靠数据报方式提供的服务是无连接服务，又称为数据报 (datagram)服务；在网络层依靠虚电路方式提供的服务是面向连接服务，又称为虚电路 (virtual-circuit,VC) 服务。 6.4 网络不保证所传送的分组不丢失 ， 也不保证按源主机发送分组的先后顺序 ， 以及在时限内必须将分组交付给目的主机 6.5 11 6.6 与 IP 协议配套使用的还有四个协议： 地址 解析协议 ARP (Addres
44、s 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) 6.7 分类 IP 地址：网络号 +主机号 6.8 各类网络地址范围 A 类： 1126 B 类： 128.1191.255 C 类： 192.0.1223.255.255 D 类： 224.0.0.0239.255.255.255 E 类： 240.
45、0.0.0255.255.255.255 6.9 特殊作用的 IP 地址 1）私有地址 10.0.0.0到 10.255.255.255 172.16.0.0至 172.31.255.255 192.168.0.0至 192.168.255.255 2）环回地址 127 网段的所有地址都称为环回地址，主要用来测试网络协议是否工作正常的作用。比如使用ping 127.0.0.1就可以测试本地 TCP/IP协议是 否已正确安装。 3） 网络号为 0的 IP 地址 当某个主机向同一网段上的其他主机发送报文时就可以使用这样的地址，分组也不会被路由器转发。 4） 直接广播地址 主机号为全 1 一个网络中
46、的最后一个地址为直接广播地址，也就是 HostID 全为 1的地址。主机使用这种地址把一个 IP 数据报发送到本地网段的所有设备上，路由器会转发这种数据报到特定网络上的所有主机。 12 5） 受限广播地址 255.255.255.255 广播通信是一对所有的通信方式。若一个 IP地址的 2进制数全为 1，也就是 255.255.255.255，则这个地址用于定义整个互联网。 6） 多播地址 多播地址属于分类编址中的 D类地址。 6.10 分组交付可以分为直接交付和间接交付两类 直接交付： 当分组的源主机和目的主机在同一个网络，或转发是在最后一个路由器与目的主机之间时将直接交付。 间接交付： 目
47、的主机与源主机不在同一个网络上，分组间接交付。或者路由器没有和目标主机连接在同一个网络上。 6.11 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比特作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个比特。 6.12 (IP 地址 ) AND (子网掩码 ) =网络地址 6.13 子网划分后子网的数量以及主机数量 如果网络位向主机位借了 n位，那么可以划分子网的个数就是 2的 n次方。 如果 m是网络位向主机位借位后所剩的主机位数，那么每个子网的主机个数就是 2的 m次方 -2。（ -2 是指减掉网络
48、地址和广播地址） 6.14 路由选择： 通信子网中的网络节点在收到一个分组后，根据分组中的目标地址以及当前子网的环境，确定该分组转发的合适的路径。 6.15 路由选择策略，从路由算法的自适 应性考虑： 静态 路由选择 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 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。 6.16 静态路由选择策略分类 1） 洪泛路由选择策略： 最简单的路由选择策略； 一个网络节点从某条线路收到一个不是发给它的分组后，再向除了该线路外的所有线路转发收到的分组； 网络通信量很小时，可使分组的时延最小； 用于诸如军事网络等健壮性要求很高的场合； 用于将一个分组数据传送到所有其他节点的 广播式数据交换中； 用来进行网络的最短路径及最短传输延时的测试 2） 固定路由选择策略 路由表：每个网络节点存储一张表格，表格中每一项记录着对应某个目的节点的下一个节点或链路； 当一个分组到达某节点时，该节点只要根据分组上的目的地址信息，便可从固定的路由表中查出对应的目的节点所应选择的下一节点。 每个节点上的路由表是在整个系统进行配置时生成的，并且在此后的 一段时间内保持固定不变。 优点：简便易行
