《計算機網絡》復習筆記

說明：

• 我也沒想到，這篇復習筆記忽然就熱度起來了。。。明明整理的很拉垮呀。。。大學生們好好學習吧，每到學期末這篇筆記熱度就起來了。。。
• 本復習筆記基于謝希仁的《計算機網絡》第五版教材整理。
• 由于這篇復習筆記只是我本科考試前做的總結，所以水平非常有限，并且因為時間不夠所以后面并沒有繼續(xù)整理。
• 編輯這篇文章時是我第一次直接使用 markdown 編輯文章，所以導致排版語法有一些錯誤，見諒。

后來考研復習時的復習PPT可以作為補充：計算機網絡筆記
后來考研復習時的復習PPT可以作為補充：計算機網絡筆記
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文章目錄

• 《計算機網絡》復習筆記
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  • 緒論
  • • 1.1 計算機網絡
    • 1.2 因特網概述
    • 1.3 互聯網的組成 P8
    • 1.4 計算機網絡的類別 P17
    • 1.5 計算機網絡的體系結構 P25
  • 物理層
  • • 2.1 物理層下的傳輸媒體
    • 2.2 關于信道的幾個基本概念
    • 2.3 信道復用技術
  • 數據鏈路層
  • • 3.1 使用點對點信道的數據鏈路層
    • 3.2點對點協議 PPP P70
    • 3.3 使用廣播信道的數據鏈路層 P76
    • 3.4 以太網的MAC層
    • 3.5 擴展的以太網
  • 網絡層
  • • 4.1 網際協議IP
    • • 4.1.1 虛擬互連網絡
      • 4.1.2 分類的IP地址 P113
      • 4.1.3 IP地址與硬件地址
      • 4.1.4 地址解析協議ARP
      • 4.1.5 IP數據報
    • 4.2 劃分子網 P128
    • 4.3 構造超網（無分類編址CIDR）
    • 4.4 網際控制報文協議ICMP
    • 4.5 路由選擇協議
  • 運輸層
  • • 5.1 運輸層協議概述
    • 5.2 用戶數據報協議 UDP
    • 5.3 傳輸控制協議 TCP
    • 5.4 可靠運輸的工作原理

緒論

1.1 計算機網絡

計算機網絡向用戶提供的兩個最重要的功能：

• 連通性
• 共享

1.2 因特網概述

因特網發(fā)展的三個階段：

• 第一階段：從單個網絡 ARPANET 向互聯網發(fā)展的過程。1983 年 TCP/IP 協議成為 ARPANET 上的標準協議。
• 第二階段：建成三級結構的因特網：主干網、地區(qū)網和校園網（或企業(yè)網）。
• 第三階段：形成多層次的ISP（Internet Service Provider 因特網服務提供者）結構的因特網

Internet 和 Internet 的區(qū)別：

• internet：通用名詞，它泛指由多個計算機網絡互連而成的網絡。
• Internet：專用名詞，它指當前全球最大的、開放的、由眾多網絡相互連接而成的特定計算機網絡，它采用 TCP/IP 協議族作為通信的規(guī)則，且其前身是美國的 ARPANET。

1.3 互聯網的組成 P8

• 邊緣部分：有所有連接在因特網上的主機組成。這部分由用戶直接使用，用來進行通信和資源共享。
• 核心部分 : 由大量的網絡和連接這些網絡的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。

處于邊緣部分的用戶通信方式 P9-P10

• 客戶服務器方式（C/S方式）：即Client/Server方式。（客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供方）

• 對等方式（P2P方式）：即Peer-to-Peer方式。（對等連接中的每一個主機既是客戶又同時是服務器）

核心部分的交換技術 P11-15

• 電路交換 的三個階段：建立連接——通話——釋放連接
  在通話時，兩用戶之間占用端到端的資源，而由于絕大部分時間線路都是空閑的，所以線路的傳輸速率往往很低。
• 分組交換 的組成：報文、首部、分組。采用存儲轉發(fā)技術，即收到分組——存儲分組——查詢路由（路由選擇協議）——轉發(fā)分組。優(yōu)點：高效、靈活、迅速、可靠。缺點：時延、開銷。關鍵構件：路由器。
• 報文交換 整個報文傳送到相鄰結點，全部存儲下來之后查詢轉發(fā)表，轉發(fā)到下一個結點。
  
  

1.4 計算機網絡的類別 P17

分類

• 按通信距離分：廣域網、局域網、城域網

• 按信息交換方式分：電路交換網、分組交換網、總和交換網

• 按網絡拓撲結構分：星型網、樹型網、環(huán)型網、總線網

• 按通信介質分：雙絞線網、同軸電纜網、光纖網、衛(wèi)星網

• 按傳輸帶寬分：基帶網、寬帶網

• 按使用范圍分：公用網、專用網

• 按速率分：高速網、中速網、低速網

• 按通信傳播方式分：廣播式、點到點式

性能指標（P18）：速率、帶寬、時延

• 速率：指連接在計算機網絡上的主機在數字信道上傳送數據的速率。b/s（bps） 如100M以太網，實際是指100Mb/s。往往是指額定速率或標稱速率。

• 帶寬：數字信道所能傳送的最高速率。b/s（bps）

• 吞吐量：單位時間內通過某個網絡（或信道、接口）的實際數據量。其絕對上限值等于帶寬。

• 時延：數據（一個報文或分組、甚至比特）從網絡（或鏈路）的一段傳送到另一端的時間，也稱延遲。
  ? ① 發(fā)送時延：主機或路由器發(fā)送數據幀所需的時間，也就是從發(fā)送數據幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。也成傳輸時延。
  發(fā)送時延 = 數據幀長度（b） / 信道帶寬（b/s）
  ?② 傳播時延：電磁波在信道中傳輸一定距離所需劃分的時間。
  傳播時間 = 信道長度（m） / 傳輸速率（m/s）
  ?③ 處理時延：主機或路由器處理收到的分組所花費的時間。
  ?④ 排隊時延：分組在輸入隊列中等待處理的時間加上其在輸出隊列中等待轉發(fā)的時間。
  綜上：總時延 = 發(fā)送時延 + 傳播時延 + 處理時延 + 排隊時延。
  注：對于高速網絡鏈路，提高的是發(fā)送速率而不是傳播速率。

• 時延帶寬積：傳播時延 * 帶寬。表示鏈路的容量。

• 往返時間RTT：從發(fā)送方發(fā)送數據開始，到發(fā)送發(fā)收到接收方的確認為止，所花費的時間。

• 利用率：某信道有百分之幾是被利用的（有數據通過）。而信道或網絡利用率過高會產生非常大的時延。
  當前時延=空閑時時延/（1-利用率）

1.5 計算機網絡的體系結構 P25

網絡協議：簡稱協議，是為了進行網絡中的數據交換而建立的規(guī)則、標準或約定。

網絡協議的三要素

• 語法：數據與控制信息的結構或格式
• 語義：需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應
• 同步：事件實現順序的詳細說明

體系結構(architecture)是計算機網絡的各層及其協議的集合

五層協議的體系結構

• 物理層：物理層的任務就是透明地傳送比特流。（注意：傳遞信息的物理媒體，如雙絞線、同軸電纜、光纜等，是在物理層的下面，當做第0 層。）物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接法。
• 數據鏈路層：將網絡層交下來的IP數據報組裝成幀，在兩個相鄰結點間的鏈路上”透明“的傳送以幀為單位的數據。每一幀包括數據和必要的控制信息。在收到數據時，控制信息使收到端直到哪個幀從哪個比特開始和結束。
• 網絡層：選擇合適的路由，使發(fā)送站的運輸層所傳下來的分組能夠正確無誤地按照地址找到目的站，并交付給目的站的運輸層。網絡層將運輸層產生的報文或用戶數據報封裝成分組（IP數據報）或包進行傳送。
• 運輸層：向上一層的進行通信的兩個進程之間提供一個可靠的端對端服務，使它們看不見運輸層以下的數據通信的細節(jié)。（TCP、UDP）
• 應用層：直接為用戶的應用進程提供服務（HTTP、FTP等）

OSI體系結構：物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸層、會話層、表示層、應用層

TCP/IP體系結構：網絡接口層、網際層IP、運輸層、應用層

物理層

2.1 物理層下的傳輸媒體

導向傳輸媒體
1.1. 雙絞線
雙絞線已成為局域網中的主流傳輸媒體

• 屏蔽雙絞線 STP (Shielded Twisted Pair)
• 無屏蔽雙絞線 UTP (Unshielded Twisted Pair)

1.2. 同軸電纜

• 細纜（適合短距離，安裝容易，造價低）
• 粗纜（適合較大局域網，布線距離長，可靠性好）

1.3. 光纖
光纖有很好的抗電磁干擾特性和很寬的頻帶，主要用在環(huán)形網中

• 多模光纖（用發(fā)光二極管，便宜，定向性較差）
• 單模光纖（注入激光二極管，定向性好）

非導向傳輸媒體
微波、紅外線、激光、衛(wèi)星通信

2.2 關于信道的幾個基本概念

通信方式

• 單向通信（單工）
• 雙向交替通信（半雙工）
• 雙向同時通信（全雙工）

基帶信號：來自信源的信號。 帶通信號：經過載波條之后的信號。基本帶通調制方法：調幅(AM)、調頻(FM)、調相(PM)

2.3 信道復用技術

這部分掌握碼分復用計算即可

• 頻分復用FDM (Frequency Division Multiplexing)：所有用戶在同樣的時間占用不同的頻率帶寬資源。
• 時分復用TDM(Time Division Multiplexing)則是將時間劃分為一段段等長的時分復用幀（TDM 幀）。
• 統計時分復用 STDM(Statistic TDM)是改進的時分復用，明顯地提高信道的利用率。
• 波分復用 WDM (Wavelength Division Multiplexing)：光的頻分復用
• 碼分復用 CDM (Code Division Multiplexing)常用的名詞是碼分多址 CDMA：有很強的抗干擾能力。

碼分多址的計算靠一個例題就基本會了：

數據鏈路層

數據鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：

• 點對點信道
• 廣播信道

3.1 使用點對點信道的數據鏈路層

鏈路 ：從一個結點到相鄰結點的一段物理線路

數據鏈路 ：把實現這些協議的硬件和軟件加載鏈路上
現在最常用的方法是使用適配器（即網卡）來實現這些協議的硬件和軟件。一般的適配器都包括了數據鏈路層和物理層這兩層的功能。

三個基本問題：

• 封裝成幀
  就是在一段數據的前后分別添加首部（幀開始符SOH 01）和尾部（幀結束符EOT 04），然后就構成了一個幀。（數據部分<=長度限制MTU）首部和尾部的一個重要作用就是進行幀定界。
  幀定界是分組交換的必然要求
• 透明傳輸
  為了達到透明傳輸（即傳輸的數據部分不會因為包含SOH和EOT而出錯），在數據中出現控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一個轉義字符“ESC”(十六進制1B)
  透明傳輸避免消息符號與幀定界符號相混淆
• 差錯檢測
  現實通信鏈路中比特在傳輸中會產生差錯，傳輸錯誤的比特占比稱為誤碼率BER，為了保證可靠性，通常通過循環(huán)冗余檢驗CRC來做差錯檢測。
  差錯檢測防止無效數據幀浪費后續(xù)路由上的傳輸和處理資源

CRC校驗在計算機組成與結構中學過不做解釋
會做課后習題7、8題即可

3.2點對點協議 PPP P70

PPP協議的組成部分

• 一個將 IP 數據報封裝到串行鏈路的方法
• 鏈路控制協議 LCP (Link Control Protocol)
• 網絡控制協議 NCP (Network Control Protocol)

PPP協議的幀格式

首部：

• 首部中的標志字段F(Flag)，規(guī)定為0x7E(符號0x表示它后面的字符是用十六進制表示的。十六進制的7E的二進制表示是01111110)，標志字段表示一個幀的開始。
• 首部中的地址字段A規(guī)定為0xFF(即11111111)。
• 首部中的控制字段C規(guī)定為0x03(即00000011)。
• 首部中的2字節(jié)的協議字段：
  (1)當協議字段為0x0021時，PPP幀的信息字段就是IP數據報。
  (2)當協議字段為0xC021時，PPP幀的信息字段就是PPP鏈路控制協議LCP的數據。
  (3)當協議字段為0x8021時，PPP幀的信息字段就是網絡層的控制數據。

尾部：

• 尾部中的第一個字段(2個字節(jié))是使用CRC的幀檢驗序列FCS。
• 尾部中的標志字段F(Flag)，規(guī)定為0x7E(符號0x表示它后面的字符是用十六進制表示的。十六進制的7E的二進制表示是01111110)，標志字段表示一個幀的結束。

透明傳輸的實現方法
當信息字段中出現和標志字段一樣的比特(0x7E)組合時，就必須采取一些措施使這種形式上和標志字段一樣的比特組合不出現在信息字段中。

• 字節(jié)填充——PPP使用異步傳輸
  當 PPP 用在異步傳輸時，就使用一種特殊的字符填充法：將每一個 0x7E字節(jié)變?yōu)?0x7D, 0x5E)，0x7D轉變成為(0x7D, 0x5D)。ASCII 碼的控制字符（即數值小于 0x20 的字符），則在前面要加入0x7D，同時將該字符的編碼加以改變。

• 零比特填充——PPP使用同步傳輸
  只要發(fā)現有5個連續(xù)的1，則立即填入一個0
  

這部分考題很簡單：見課后習題10

PPP 協議的工作狀態(tài)：
鏈路靜止-建立物理層-鏈路建立-pc發(fā)LCP-NCP分配IP地址-鏈路打開，網絡層建立。（釋放時倒過來）

3.3 使用廣播信道的數據鏈路層 P76

廣播信道是一種一對多的通信，局域網使用的就是廣播信道

局域網的數據鏈路層（局域網的數據鏈路層被拆分為了兩個子層）

• 邏輯鏈路控制LLC子層：與傳輸媒體無關
• 媒體接入控制MAC子層：和局域網都對LLC子層來說是透明的

CSMA/CD 協議
以太網采用CSMA/CD協議的方式來協調總線上各計算機的工作。在使用CSMA/CD協議的時候，一個站不可能同時進行發(fā)送和接收，因此使用CSMA/CD協議的以太網不可能進行全雙工通信而只能進行雙向交替通信（半雙工）。

CSMA/CD是載波監(jiān)聽多點接入/碰撞檢測（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）的縮寫，下面是CSMA/CD協議的要點：

• **“多點接入”**就是計算機以多點接入（動態(tài)媒體接入控制）的方式連接在一根總線上。

• **“載波監(jiān)聽”**就是”發(fā)送前先監(jiān)聽”，即每一個站在發(fā)送數據前先要檢測一下總線是否有其他站在發(fā)送數據，如有則暫時不要發(fā)送數據，要等到信道為空閑。

• **“碰撞檢測”**就是“邊發(fā)送邊監(jiān)聽”，即適配器邊發(fā)送數據邊檢測信道上的信號電壓的變化情況。當一個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定的門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在發(fā)送數據，表明產生了碰撞，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費網絡資源，然后等待一段隨機時間后再次發(fā)送。

  把總線上的單程端到端傳播時延記為τ，A 發(fā)送數據后，最遲要經過2τ才能知道自己發(fā)送的數據和其他站發(fā)送的數據有沒有發(fā)生碰撞。

3.4 以太網的MAC層

MAC地址
“MAC地址”又叫做硬件地址或物理地址，實際上就是適配器地址或適配器標識符EUI-48。高位24位：廠家，低位24位由廠家自行指派

MAC幀的格式
常用的以太網MAC幀格式有兩種標準 ： DIX Ethernet V2 標準IEEE 的 802.3 標準。V2使用較多，如圖：

以太網V2的MAC幀較為簡單，有五個字段組成。
前兩個字段分別為6字長的目標地址和源地址字段。第三個字段是2字節(jié)的類型字段，用來標志上一層使用的是什么協議，以便把收到的MAC幀的數據上交給上一層的這個協議。后面數據字段46~1500字節(jié)，FCS字段4個字節(jié)。

3.5 擴展的以太網

在物理層擴展—集線器 P91
現在，雙絞線以太網成為以太網的主流類型，擴展主機和集線器之間的距離的一種簡單方法就是使用光纖(通常是一對光纖)和一對光纖調制解調器。

光纖調制解調器的作用，是進行電信號和光信號的轉換。

在數據鏈路層擴展—網橋（自學習算法）P94
注：在數據鏈路層擴展以太網要使用網橋
網橋工作在數據鏈路層，它根據MAC幀的目的地址對收到的幀進行轉發(fā)或過濾。當網橋收到一個幀時，并不是向所有的接口轉發(fā)這個幀，而是檢查此幀的目的MAC地址，然后再確定將該幀轉發(fā)到哪一個接口，或者是把它丟棄(即過濾)。

具體可以參考這篇博客：
http://blog.csdn.net/cainv89/article/details/50651489

虛擬局域網-交換機P98
多接口網橋即交換式集線器常稱為以太網交換機。利用以太網交換機可以很方便地 實現虛擬局域網，虛擬局域網協議允許在以太網的幀格式中插入一個 4 字節(jié)的標識符，稱為 VLAN 標記。

網絡層

4.1 網際協議IP

網際協議IP是TCP/IP體系中兩個最重要的協議之一，也是最重要的因特網標準協議之一。與IP協議配套是用的四個協議：
1.地址解析協議ARP：是解決同一個局域網上的主機或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題。
2.逆地址解析協議RARP：是解決同一個局域網上的主機或路由器的硬件地址和IP地址的映射問題。
3.網際控制報文協議ICMP：提供差錯報告和詢問報文，以提高IP數據交付成功的機會
4.網際組管理協議IGMP：：用于探尋、轉發(fā)本局域網內的組成員關系。

4.1.1 虛擬互連網絡

因為沒有一種單一的網絡能夠適應所有的用戶需求，所以網絡互連也變得困難，所以需要一些中間設備：

• 物理層中間設備：轉發(fā)器(repeater)
• 數據鏈路層中間設備：網橋或橋接器(bridge)
• 網絡層中間設備：路由器(router)
• 網絡層以上的中間設備：網關(gateway)

具體各層的設備說明可以看這篇博客“網絡設備”部分：
http://blog.csdn.net/hushhw/article/details/78489470

4.1.2 分類的IP地址 P113

IP 地址就是給每個連接在因特網上的主機（或路由器）分配一個在全世界范圍是唯一的 32 位的標識符。由因特網名字與號碼指派公司ICANN進行分配。

IP地址編制方法的三個階段：

• 分類的IP地址
• 子網的劃分
• 構成超網

每一類地址都由 網絡號 net-id和 主機號 host-id組成
主機號中全0表示網絡地址，全1表示廣播地址

• A類

由1字節(jié)的網絡地址和3字節(jié)主機地址組成

網絡地址的最高位必須是“0“，可指派的網絡數為128-2，減2的原因是0.0.0.0對應“本網絡”，另外一個是127.0.0.1是本地軟件的回環(huán)地址，用于測試自己電腦IP地址是否可用。

地址范圍1.0.0.0到126.255.255.255

最大主機數為256³-2=16777214臺，減2的原因是全0的主機號字段代表該IP地址是"本主機“，全1表示”所有的“，表示該網絡上的所有主機

• B類

由2字節(jié)的網絡地址和2字節(jié)主機地址組成

網絡地址的最高位必須是“10”，可指派的網絡數為 2¹⁴ -1，因為最高位為10，所以不存在全0全1的情況，但是B類網絡地址128.0.0.0是不指派的，可指派最小網絡地址是128.1.0.0

地址范圍128.0.0.0-191.255.255.255

最大主機數為256²-2=65534臺，減2同樣是全0全1情況。

• C類

由3字節(jié)的網絡地址和1字節(jié)主機地址組成

網絡地址的最高位必須是“110”，可指派的網絡數為2²¹-1，192.0.0.0不指派，最小可指派網絡地址是192.0.1.0

地址范圍192.0.0.0-223.255.255.255

最大主機數為256-2=254臺，減2同樣是全0全1情況。

• D類是多播地址，“l(fā)ll0”開始

• E類地址保留為今后使用，“l(fā)lll0”開頭

4.1.3 IP地址與硬件地址

硬件地址是數據鏈路層和物理層使用的地址
IP地址是網絡層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址

IP地址放在IP數據報的首部，而硬件地址放在MAC幀的首部。當數據報放入數據鏈路層的MAC幀中后，整個IP數據報就成為MAC幀的數據，因而在數據鏈路層看不見數據報的IP地址。

4.1.4 地址解析協議ARP

ARP是解決同一個局域網上的主機或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射問題。

每一個主機都設有一個ARP高速緩存(ARP cache)，里面有所在的局域網上的各主機和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。
如果所要找的主機和源主機不在同一個局域網上，那么就要通過 ARP 找到一個位于本局域網上的某個路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個路由器，讓這個路由器把分組轉發(fā)給下一個網絡。

4.1.5 IP數據報

IP數據報格式
一個IP數據報由首部（20 字節(jié)+可選字段）和數據兩部分組成

分組轉發(fā)
(1) 從數據報的首部提取目的主機的 IP 地址 D, 得出目的網絡地址為 N。
(2) 若網絡 N 與此路由器直接相連，則把數據報直接交付目的主機 D；否則是間接交付，執(zhí)行(3)。
(3) 若路由表中有目的地址為 D 的特定主機路由，則把數據報傳送給路由表中所指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(4)。
(4) 若路由表中有到達網絡 N 的路由，則把數據報傳送給路由表指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(5)。
(5) 若路由表中有一個默認路由，則把數據報傳送給路由表中所指明的默認路由器；否則，執(zhí)行(6)
(6) 報告轉發(fā)分組出錯。

4.2 劃分子網 P128

兩級IP地址缺陷：

IP 地址空間的利用率有時很低。

給每一個物理網絡分配一個網絡號會使路由表變得太大因而使網絡性能變壞。

兩級的 IP 地址不夠靈活

子網劃分的基本思路：

劃分子網純屬一個單位內部的事情，單位對外仍然表現為沒有劃分子網的網絡。

劃分子網的方法是從主機號借用若干個位作為子網號。

路由器在收到IP數據報后，按目標網絡號和子網號定位目標子網

子網掩碼
子網掩碼是一個網絡或一個子網的重要屬性

這里要會已知IP地址，子網掩碼，求網絡地址

4.3 構造超網（無分類編址CIDR）

**CIDR（無分類域間路由選擇）**的主要特點：

• CIDR消除了傳統的A、B、C類地址以及劃分子網的概念，用網絡前綴代替網絡號和子網號，后面的部分指明主機。因此，CIDR使IP地址從三級編址(使用子網掩碼)，又回到了兩級編址，但這已是無分類的兩級編址。
• CIDR把網絡前綴相同的連續(xù)的IP地址組成一個”CIDR地址塊”只要知道CIDR地址塊中的任何一個地址，就可以知道這地址塊的起始地址(即最小地址)和最大地址，以及地址塊中的地址數。

地址掩碼：是一連串的1和0組成，而1的個數救贖網絡前綴長度。在斜線記法中。斜線后面的數字就是地址掩碼中1的個數。

構成超網：由于一個CIDR地址塊中含有很多地址，所以在路由表中就利用CIDR地址塊來查找目標網絡，這種地址的聚合常稱為路由聚合，也稱構成超網。

4.4 網際控制報文協議ICMP

為了更有效地轉發(fā)IP數據報和提高交付成功的機會，在網際層使用了ICMP，ICMP允許主機或路由器報告差錯情況和提供有關異常情況的報告。

ICMP報文的種類

• ICMP差錯報告報文
• ICMP詢問報文

ICMP 差錯報告報文共有 5 種：

• 終點不可達
• 源點抑制(Source quench)
• 時間超過
• 參數問題
• 改變路由（重定向）(Redirect)

ICMP 詢問報文有兩種：

• 回送請求和回答報文
• 時間戳請求和回答報文

4.5 路由選擇協議

兩大類路由選擇協議：

• 內部網關協議 IGP：一個自治系統內部使用的路由選擇協議。有多種協議，如 RIP 和OSPF 協議。
• 外部網關協議EGP：一個自治系統的邊界，將路由選擇信息傳遞到另一個自治系統中。目前使用的就是BGP

RIP協議的優(yōu)缺點：

• RIP 存在的一個問題是當網絡出現故障時，要經過比較長的時間才能將此信息傳送到所有的路由器。
• RIP 協議最大的優(yōu)點就是實現簡單，開銷較小。
• RIP 限制了網絡的規(guī)模，它能使用的最大距離為 15（16 表示不可達）。
• 路由器之間交換的路由信息是路由器中的完整路由表，因而隨著網絡規(guī)模的擴大，開銷也就增加。

書上例題P149 例4-5
更新路由表

RIP是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協議，其主要特點：
（1）僅和相鄰路由器交換信息。
（3）按固定的時間間隔交換路由信息，例如，每隔30秒。

OSPF最主要的特征就是使用分布式的鏈路狀態(tài)協議，其主要特點：
（1）使用洪泛法向本自治系統中所有路由器發(fā)送信息。
（2）發(fā)送的信息是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)。
（3）只有當鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，路由器才用洪泛法向所有路由器發(fā)送此信息。

BGP是不同自治系統的路由器之間交換路由信息的協議，它采用路徑向量路由選擇協議，其主要特點：
（2）自治系統AS之間的路由選擇必須考慮有關策略。
（3）BGP只能力求尋找一條能夠到達目的網絡且比較好的路由，而并非要尋找一條最佳路由。

運輸層

5.1 運輸層協議概述

運輸層功能

• 運輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信（但網絡層是為主機之間提供邏輯通信）
• 運輸層還要對收到的報文進行差錯檢測
• 運輸層需要有兩種不同的運輸協議，即面向連接的 TCP 和無連接的 UDP

運輸層的兩個主要協議
TCP/IP 的運輸層有兩個不同的協議：

• 用戶數據報協議 UDP(User Datagram Protocol)
• 傳輸控制協議 TCP(Transmission Control Protocol)

UDP 在傳送數據之前不需要先建立連接。對方的運輸層在收到 UDP 報文后，不需要給出任何確認。雖然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情況下 UDP 是一種最有效的工作方式。

TCP 則提供面向連接的服務。TCP 不提供廣播或多播服務。由于 TCP 要提供可靠的、面向連接的運輸服務，因此不可避免地增加了許多的開銷。這不僅使協議數據單元的首部增大很多，還要占用許多的處理機資源。

運輸層的端口
TCP/IP的運輸層的端口用一個 16 位端口號進行標志
端口號只具備本地意義，即端口號只是為了標志本計算機應用層中的各進程。

客戶發(fā)起通訊請求時，必須先知道對方服務器的IP地址和端口號，運輸層的端口號分為下面三大類：

• 熟知端口號，數值一般為 0~1023。
  一些常用的數值端口號：
  FTP 21
  LELNET 23
  SMTP 25
  DNS 53
  TFTP 69
  HTTP 80
  SNMP 161
  SNMP(trap) 162

• 登記端口號，數值為1024~49151，為沒有熟知端口號的應用程序使用的。

• 客戶端口號或短暫端口號，數值為49152~65535，留給客戶進程選擇暫時使用。

5.2 用戶數據報協議 UDP

UDP的主要特點：

• UDP 是無連接的，即發(fā)送數據之前不需要建立連接。
• UDP 使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，同時也不使用擁塞控制
• UDP 是面向報文的
• UDP 沒有擁塞控制，很適合多媒體通信的要求。
• UDP 支持一對一、一對多、多對一和多對多的交互通信
• UDP 的首部開銷小，只有 8 個字節(jié)

5.3 傳輸控制協議 TCP

TCP的主要特點：

• TCP 是面向連接的運輸層協議
• 每一條 TCP 連接只能有兩個端點(endpoint)，每一條 TCP 連接只能是點對點的（一對一）
• TCP 提供可靠交付的服務
• TCP 提供全雙工通信
• 面向字節(jié)流

5.4 可靠運輸的工作原理

總結

以上是生活随笔為你收集整理的《计算机网络》复习笔记的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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