‘壹’ 运输层知识要点——谢希仁《计算机网络》
为了在计算机网络中有条不紊地交换数据,就必须遵守一些事先约定好的规则。这些规则明确规定了所 交换数据的格式 以及有关的 同步 问题。
同步的含义:在一定条件下应当发生什么事件,因而含有时序的意思。
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。
网络协议由以下三个要素组成:
1)语法:即数据与控制信息的结构或格式
2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种反应
3)同步:即事件实现顺序的详细说明
一、运输层协议的概述
1.1 进程之间的通信
1.2 运输层的两个主要协议
1.3 运输层的端口
二、用户数据报协议UDP
2.1 UDP概述
2.2 UDP的首部格式
三、传输控制协议TCP概述
3.1 TCP的最主要的特点
3.2 TCP的连接
四、可靠传输的工作原理
4.1 停止等待协议
4.2 连续ARQ协议
五、TCP报文段的首部格式
六、TCP可靠传输的实现
6.1 以字节为单位的滑动窗口
6.2 超时重传时间的选择
6.3 选择确认SACK
七、TCP的流量控制
7.1 利用滑动窗口实现流量控制
7.2 必须考虑传输效率
八、TCP的拥塞控制
8.1 拥塞控制的一般原理
8.2 几种拥塞控制方法
8.3 随机早期检测RED
九、TCP的运输连接管理
9.1 TCP的连接建立
9.2 TCP的连接释放
9.3 TCP的有限状态机
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1.1 进程之间的通信
1.只有主机的协议栈才有运输层,而网络核心部分中的路由器在转发分组时都只用到了下三层的功能
2.两个主机进行通信就是两个主机中的应用进程互相通信。从运输层的角度看,通信的真正端点并不是主机而是主机中的进程。(IP协议能把分组送到目的主机)
网络层时为主机之间提供逻辑通信,而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
3.运输层一个重要功能——复用、分用。 (应用进程复用、分用运输层)
1.2 运输层的两个主要协议
1.UDP—User Datagram Protocol 用户数据报协议(无连接):DNS/RIP/DHCP/SNMP/NFS
TCP—Transmission Control Protocol 传输控制协议(面向连接):SMTP/TELNET/HTTP/ FTP
1.3 运输层的端口
问题:为了使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信,就必须使用统一的方法(而这种方法必须与特定操作系统无关)对TCP/IP体系的应用进程进行标识。
为什么不用进程号来区分?(第一,不同操作系统的进程标识符不同;第二,用功能来识别,而不是进程,例如邮件服务功能,而不管具体是哪个进程)
解决方案:在运输层使用协议端口号,即端口。软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址。(端口号只具有本地意义,只是为了标识本计算机应用层中各个进程在和运输层交互时的层间接口。)
端口分为两大类:
1)服务器使用的端口号:熟知端口号或系统端口号(0~1023);登记端口号(1024~49151)
2)客户端使用的端口号:49152~65535
2.1 UDP概述
1.UDP只在IP的数据报服务至上增加了很少一点功能,就是复用、分用以及差错检测功能
2.特点
1)无连接
2)尽最大努力交付
3)面向报文 (不合并、不拆分、保留这些报文的边界)
4)UDP没有拥塞控制
5)UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信
6)UDP的首部开销小,只有8字节
应用进程本身可以在不影响应用的实时性的前提下,增加一些提高可靠性的措施,如采用前向纠错或重传已丢失的报文。
2.2 UDP的首部格式
1.traceroute 让发送的UDP用户数据报故意使用一个非法的UDP端口号,接收方丢弃报文,并由ICMP(网络控制报文协议)发送“端口不可达”差错报文给发送方。
2.计算检验和。IP数据报的校验和只检验IP数据报的首部,但UDP的校验和是把首部和数据部分一起都检验。(12字节的首部+真正的首部+数据来进行校验和的计算)
Q1.为什么计算校验和要加12字节的伪首部
Q2.计算校验和的原理是什么?
3.1 TCP的最主要的特点
1.面向连接的运输层协议(建立连接、传输数据、释放连接)
2.点对点,每一条TCP连接只能有两个端点
3.可靠交付(无差错、不丢失、不重复、并且按序到达)
4.全双工通信。TCP连接的两端都设有发送缓存和接收缓存。
5.面向字节流。(流指的是流入到进程或从进程流出的字节序列;面向字节流:TCP把应用程序交下来的数据看成是一连串的无结构字节流。 接收方的应用程序必须有能力识别接收到的字节流,把它还原成有意义的应用层数据。 因此TCP可以根据窗口值和当前网络状况调整发送的报文长度。划分短一点,或者积累到足够多再发送出去。)
3.2 TCP的连接
1.TCP把连接作为最基本的抽象。
2.每一条TCP连接有两个端点。TCP连接的端点叫作套接字。
套接字soket = (IP地址:端口号)
每一条TCP连接唯一地被通信两端的两个端点(即两个套接字)所确定。
TCP连接 ::= {socket1, socket2}
理想的传输条件有以下两个特点:
1)传输信道不产生差错
2)不管发送方以多快的速度发送数据,接收方总是来得及处理收到的数据
实际的网络并不具备,因此:
1)出现差错时,让发送方重传
2)接收方来不及处理时,及时告诉发送方适当降低发送数据的速度
4.1 停止等待协议
1.“停止等待”就是没发送完一个分组就停止发送,等待对方的确认,在收到确认后再发送下一个分组。
2.超时重传。在每发完一个分组就设置一个超时计时器,如果在超时计时器之前收到对方的确认,就撤销已设置的超时计时器。如果未收到,就认为刚才的分组丢失,并重传。
3.三种情况:A发送的分组出错、丢失;B发送的确认丢失;B发送的确认迟到
确认丢失:B丢弃重复的分组,向A重传确认
确认迟到:A丢弃重复的确认,B丢弃重复分组,并向A重传确认
4.常称为自动重传请求ARQ,重传时自动进行的(超时即重传)
5.缺点:信道利用率太低
U=Td/(Td+RTT+Ta)
为了提高传输效率,发送方不使用停止等待协议,而是采用流水线传输。流水线传输就是发送发可连续发送多个分组,不必等每发完一个分组就停顿下来等待对方的确认。(连续ARQ协议和滑动窗口协议)
4.2 连续ARQ协议
1.位于发送窗口内的分组都可连续发送出去,而不需要等待对方的确认。
2.累积确认:接收方不必对收到的分组逐个发送确认,而是在收到几个分组后,对按序到达的最后一个分组发送确认。
3.缺点:Go-back-N (发送前5个分组,第3个分组丢失,后面三个要重传)
1.源端口和目的端口
2.序号。 每个字节都按顺序编号。
3.确认号。 期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。
若确认号=N,则表明:到序号N-1为止的所有数据都已正确收到。
4.数据偏移。 指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远(也即TCP报文段首部长度)。由于首部中还有长度不确定的选项字段,因此数据偏移字段是必要的。
5.窗口。窗口字段明确指出了现在允许对方发送的数据量。窗口值是经常在动态变化着。
6.1 以字节为单位的滑动窗口
1.发送缓存用来暂存:
1)发送应用程序传送给发送方TCP准备发送的数据;
2)TCP已发送但未收到确认德尔数据
2.接收缓存用来存放:
1)按序到达的、但尚未被接收应收程序读取的数据;
2)未按序到达的数据
3.注意三点:
1)A的发送窗口是根据B的接收窗口设置的,但是在同一时刻,由于网络传输的滞后,A的发送窗口并不总是B的接收窗口一样大
2)TCP通常对不按序到达的数据是先临时存放在接收窗口中,等到字节流中所缺少的字节收到后,再按序交付上层的应用进程
3)TCP接收方有累计确认功能(不能过分推迟发送确认,否则会导致发送方不必要的重传)
6.2 超时重传时间的选择
1.超时重传时间设置太短,会引起很多不必要的重传;如果设置太长,使网络的空闲时间增大,降低传输效率。
2.新的RTTs = (1-a)x(旧的RTTs) + ax(新的RTT样本),其中RTT样本的时间为:记录一个报文段发出的时间,以及收到相应的确认时间,时间差就是报文段的往返时间RTT。
3.RTO = RTTs + 4 x RTTd,其中RTO为超时重传时间,RTTd是RTT的偏差的加权平均值。
新的RTTd = (1-b) x (旧的RTTd)+ b x |RTTs - 新的RTT样本|
4.一个问题:发送一个报文段,设定的重传时间到了,还没有收到确认。于是重传报文段。经过一段时间,收到了确认报文段。现在的问题是:如何判定此确认报文段是对先发送的报文段的确认,还是对后来重传的报文段的确认?
1)解决方法1,在计算加权平均值RTTs时,只要报文段重传了,就不采用其往返时间样本。
引入的问题:报文段的时延突然增大的情况
2)解决方法2,报文段每重传一次,就把超时重传时间RTO增大一些(一般是2倍)。当不在发生报文段的重传时,再根据加权平均计算。
6.3 选择确认SACK
SACK文档并没有指明发送发应当怎样响应SACK。因此大多数的实现还是重传所有未被确认的数据块。
7.1 利用滑动窗口实现流量控制
1.流量控制:就是让发送方的发送速率不要太快,要让接收方来得及接收。
2.利用滑动窗口机制可很方便地在TCP连接上实现对发送方的流量控制。发送方的发送窗口不能超过接收方给出的接收窗口的数值。
3.死锁情况:B向A发送了零窗口的报文段后不久,B又有了一些缓存空间,因此B向A发送rwnd = 400.然而该报文段在传送过程中丢失。A一直等待B发送的非零窗口的通知,B也一直等待A发送的数据。( 窗口通知不超时重传?为什么? )
解决方法:TCP为每个连接设有一个持续计时器。只要一方收到对方的零窗口通知,就启动计时器。计时器到期后,发送一个零窗口探测报文段,而对方就在确认这个探测报文段时给出了现在的窗口值。若仍为零,收到报文段的一方重新设置持续计时器。
7.2 必须考虑传输效率
1.应用程序把数据传送到TCP的发送缓存后,剩下的发送任务就由TCP来控制了。
2.三种不同的机制来控制TCP报文段的发送时机:
1)TCP维持一个变量,它等于最大报文段长度MSS,只要缓存中的存放的数据达到MSS,就组装成一个TCP报文段发送出去
2)由发送方的应用进程指明要求发送报文段,即TCP支持推送操作
3)发送方设置一个定时器
3.问题一、若用户只发送一个字节,则非常浪费带宽。
解决方法:若发送应用程序把要发送的数据逐个字节地送到TCP的发送缓存,则发送方就把第一个数据字节先发送出去,把后面到达的数据字节都缓存起来。当发送方收到对第一个数据字符的确认后,再把发送缓存中的所有数据组装成一个报文段发送出去。(采用收到确认就发送+并开始缓存的方式;同时当到达的数据已达到发送窗口大小的一半或已达到报文段的最大长度时,就立即发送一个报文段。)
4.问题二、糊涂窗口综合症。接收缓存已满,应用程序一次只读取一个字节,然后向发送方发送确认。
解决方法:让接收方等待一段时间,使得接收缓存已有足够空间容纳一个最长的报文段,或者等到接收缓存已有一半空闲的空间。则接收方就发出确认报文。
8.1 拥塞控制的一般原理
1.拥塞的定义:对资源的需求 > 可用资源。 在计算机网络中的链路带宽、交换结点中的缓存和处理机等,都是网络中的资源。
2.拥塞解决不能靠解决某一个部分的问题。因为这会将瓶颈转移到其他地方。问题的实质往往是整个系统的各个部分不匹配。只有所有部分都平衡了,问题才会得到解决。
3.拥塞控制与流量控制的比较。
1)拥塞控制:防止过多的数据注入到网络中,这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。
拥塞控制有个前提:网络能够承受现有的网络负荷
拥塞控制是一个全局性过程。(发送拥塞时,不知道在某处、什么原因造成的)
2)流量控制:点对点通信量的控制,是个端到端的问题
流量控制:抑制发送端发送数据的速率,以便使接收端来得及接收。
4.寻找拥塞控制的方案无非就是使不等式 “对资源的需求 > 可用资源 ”不再成立的条件。但是必须考虑该措施带来的其他影响。
5.计算机网络是个复杂的系统。从控制理论的角度来看拥塞控制,可以分为开环控制和闭环控制两种方法。
1)开环控制:设计网络时事先将有关发生拥塞的因素考虑周到,力求网络在工作时不产生拥塞。但一旦系统运行起来,就不再中途改正。
2)闭环控制:基于反馈环路。
步骤一、监测网络系统以便检测到拥塞在何时、何处发生;
步骤二、把拥塞发生的信息传送到可采取行动的地方
步骤三、调整网络系统的运行以解决出现的问题
8.2 几种拥塞控制方法(只考虑网络拥塞程度,即假设接收方总是有足够大的缓存空间)
1.慢开始和拥塞避免
1)发送方维持一个拥塞窗口。
拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度,并且动态地在变化。
控制拥塞窗口的原则是:只要网络没有出现拥塞,拥塞窗口增大;如果网络出现拥塞,则减小。
2)慢开始的思路:由小到大逐渐增大拥塞窗口数值。每收到一个对新的报文段的确认,把拥塞窗口增加至多一个MSS的数值。(没经过一个传输轮次,拥塞窗口cwnd就加倍)
轮次:把拥塞窗口所允许发送的报文段都连续发送出去,并收到了对已发送的最后一字节的确认。
慢开始的“慢”并不是指cwnd的增长速率慢,而是指TCP开始发送报文段时先设置cwnd=1(一个MSS数值)。
3)慢开始门限ssthresh
为防止拥塞窗口增长过大,引入一个慢开始门限ssthresh。
当cwnd < ssthresh时,使用上述的慢开始算法
当cwnd > ssthresh时,停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法
4)拥塞避免算法
思路:让拥塞窗口cwnd缓慢增大,即没经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd增加1,而不是加倍。
5)慢开始门限的设置
只要发送方判断网络出现拥塞(没有按时收到确认),就把慢开始门限ssthresh设置为出现拥塞时发送方窗口值的一半,然后把拥塞窗口cwnd重置为1,执行慢开始算法。
6)乘法减小和加法增大
乘法减小:网络出现拥塞时,把慢开始门限ssthresh减半(当前的ssthresh的一半),并执行慢开始算法。
加法增大:执行拥塞避免方法
2.快重传和快恢复
1)快重传(尽快重传未被确认的报文段)
首先,要求接收方每收到一个失序的报文段后就立即发出重复确认。(如接收方收到了M1和M2后都分别发出了确认,但接收方没有收到M3但接着收到了M4。此时接收方立即发送对M2的重复确认。)
其次,发送方只要一连收到三个重复确认,就应当立即重传对方尚未收到的报文段M3.
2)快恢复
要点一、当发送方连续收到三个重复确认,就执行“乘法减小”算法,把慢开始门限ssthresh减半。
要点二、由于发送方认为网络很可能没有发生拥塞(因为收到了连续的重复确认),把cwnd设置为慢开始门限ssthresh减半后的值,然后开始执行拥塞避免算法
慢开始算法只在TCP连接建立时和网络出现超时才使用。
3.发送方的窗口
发送方窗口的上限值 = Min [rwnd, cwnd]
8.3 随机早期检测RED(IP层影响TCP层的拥塞控制)
1.网络层的分组丢弃策略
网络层的策略对TCP拥塞控制影响最大的就是路由器的分组丢弃策略。
如果路由器队列已满,则后续到达的分组将都被丢弃。这就叫做尾部丢弃策略。
2.全局同步
由于TCP复用IP,若发生路由器中的尾部丢弃,就可能会同时影响到很多条TCP连接,结果就使许多TCP连接在同一时间突然都进入到慢开始状态。全局同步使得全网的通信量突然下降了很多,网络恢复正常后,其通信量又突然增大很多。
3.随机早期检测RED
使路由器的队列维持两个参数,即队列长度最小门限THmin和最大门限THmax。当每一个分组到达时,RED就先计算平均队列长度Lav。RED算法是:
1)若平均队列长度小于最小门限THmin,则把新到达的分组放入队列进行排队
2)若平均队列长度超过最大门限THmax,则把新到达的分组丢弃
3)若平均队列长度在最小门限THmin和最大门限THmax之间,则按照某一概率p将新到达的分组丢弃。
随机体现在3),在检测到网络拥塞的早期征兆时(即路由器的平均队列长度超过一定的门限值时),就先以概率p随机丢弃个别的分组,让拥塞控制只在个别的TCP连接上进行,因而避免发生全局性的拥塞控制。
4.平均队列长度Lav和分组丢弃概率p
Lav = (1-d) x (旧的Lav) +d x (当前的队列长度样本)
p = ptemp / (1- count x ptemp)
ptemp = pmax x (Lav - THmin) / (THmax - THmin)
TCP时面向连接的协议。
运输连接就有三个阶段:连接建立、数据传送和连接释放
运输连接的管理:使运输连接的建立和释放都能正常地进行。
在TCP连接建立过程中要解决以下三个问题:
1)要使每一方能够确知对方的存在
2)要允许双方协商一些参数(如最大窗口值、是否使用窗口扩大选项和时间戳等等)
3)能够对运输实体资源(如缓存大小、连接表中的项目等)进行分配
9.1 TCP的连接建立
1.TCP规定,SYN=1报文段不能携带数据,但消耗一个序号
2.TCP规定,ACK=1报文段可以携带数据,如果不携带数据则不消耗序号
3.为什么A还要发送一次确认?为了防止已失效的连接请求报文突然又传送到B,因而产生错误。
“已失效的连接请求报文段”
A发出第一个连接请求报文段,在网络中滞留超时,又发出了第二个连接请求。但B收到第一个延迟的失效的连接请求报文段后,就误认为是A又发出了一次新的连接请求。于是就向A发出确认报文段,同意建立连接。假定不采用三次握手,那么只要B发出确认,新的连接就建立。此时A不会理睬B的确认,也不会发数据,但B一直等A发送数据,B的许多资源就浪费了。
采用三次握手,A不会向B发送确认,因此B就知道A并没有要求建立确认。
9.2 TCP的连接释放
1.TCP规定,FIN报文段基石不携带数据,也消耗一个序号
2.第二次握手后,TCP通知高层应用程序,因而从A到B这个方向的连接就释放,TCP连接处于半关闭状态
3.为什么A在TIME-WAIT状态必须等待2MSL的时间
1)为了保证A发送的最后一个ACK报文段能够到达B。因为ACK可能丢失,此时B可能会超时重传,然后A重传确认,并重新启动2MSL计时器
2)防止“已失效的连接请求报文段”出现在本连接中。可以使本连接持续时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。
9.3 TCP的有限状态机
‘贰’ 关于谢希仁着《计算机网络》(第四版)的两个问题
1。连接简单;在小规模的网络中不需要专用的网络设备;总线结构省线。星型结构比较稳定,任何一个线出问题了都不会影响其他端口;不使用共享总线,所以不会有总线拥塞问题;可扩展性好,可以通过级联扩展网络。
2.
1)首先强调关于HDLC的定义问题:
约束通信双方按一定规则进行通信的体系为数据链路控制规程(DLCP),也叫数据通信控制规程(DCCP)。自上世纪六十年代开始,世界上许多国家组织和大财团都在研究制定此类规程。从发布的规程体系看,共包括两类——面向字符的控制规程和面向比特的控制规程。
面向字符的规程,典型代表有美国标准协会ANSI的X3.28,ISO的ISO1745、DEC公司的DDCMP、中国的GB3453-82、IBM公司的BSC。
后来,IBM公司在同步数据链路控制规程(SDLC)基础上发展出面向比特的规程。再后来,ANSI和ISO两组织以IBM的SDLC为基础发展了两个类似的规程,一个是ANSI的高级数据通信控制规程(ADCCP),另一个就是ISO的高级数据链路控制规程,即HDLC。
(2)一般情况下,HDLC规程帧格式中的8位地址码段已经足够(256个地址),若实在不够,则该8位地址是可以扩展的(按8位扩展),并且可以许循环扩展下去,具体扩展方式是将地址的首8比特的第一位置0,表示下一个8比特是基本地址的扩展(没有扩展时则表示是控制码段)。
(3)地址的命名规则以实际系统构造方式为前提,是可以设计的。不同的系统,对规则的定义是不同的,应结合具体系统来理解。例如,基本地址方式下,256个地址是等同的,扩展后,前128位可以是主系统,后256位可以是子系统。也可以是128位与256位的组合形成新的独立地址码(但在解码时需要设计具体进程)。还可以是其它解释,一切看自己的系统规程设计。
(4)如第(2)点所说的地址扩展方式,一切以具体系统的具体规程为原则,不存在绝对的“网络层向链路层提供的是网络层地址”(此情况仅指你目前正在认识的系统),另一方面,在地址扩展方式下,很容易区分网络层地址和接入系统地址。
(5)MAC是和网络拓扑及具体互联媒质相关的协议规程。但是,仅仅适合于局域网的规定结构方式(不能与网络拓扑重构概念混淆)。在许多网络中,其互联媒质通常是按照一定的技术要求有所规定,因此不存在MAC问题,但在局域网中,由于结构形式、联结媒质可以多样化,因此相关规程中作了一些定义,试图全方位适应各种情况的规程协议(也是目前流行规程),将MAC接入控制作为规程要点之一。当然,目前一些局域网技术规程有扩大化应用趋势(包括MAC方面),但MAC的重点是根据具体媒质和具体拓扑结构来选择不同的数据传输进程控制方式或规程,是比地址码概念更外围的规程,一旦选定具体MAC规程(可以是动态选择),通信进程便按照设计的HDLC规程约定完成
3.交换机应该用在局域网负荷重的那个网络。
4.因为无线网可靠性比较差,丢包率高,在底层协议做完整性检查比较划算。以太网物理介质可靠性高,在高层协议做完整性检查更划算。
‘叁’ 计算机网络基础知识(一)
参考:计算机网络 谢希仁 第7版
一、现在最主要的三种网络
电信网络(电话网)
有线电视网络
计算机网络 (发展最快,信息时代的核心技术)
二、internet 和 Internet
internet 是普通名词
泛指一般的互连网(互联网)
Internet 是专有名词,标准翻译是“因特网” 世界范围的互连网(互联网)
使用 TCP/IP 协议族
前身是美国的阿帕网 ARPANET
三、计算机网络的带宽
计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率,即每秒多少比特。 描述带宽也常常把“比特/秒”省略。
例如,带宽是 10 M,实际上是 10 Mb/s。注意:这里的 M 是 106。
四、对宽带传输的错误概念
在网络中有两种不同的速率:
信号(即电磁波)在传输媒体上的传播速率(米/秒,或公里/秒)
计算机向网络发送比特的速率(比特/秒),也叫传输速率。 这两种速率的意义和单位完全不同。
宽带传输:计算机向网络发送比特的速率较高。 宽带线路:每秒有更多比特从计算机注入到线路。 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。
早期的计算机网络采用电路交换,新型的计算机网络采用分组交换的、基于存储转发的方式。 分组交换:
在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块
每个块增加带有控制信息的首部构成分组(包)
依次把各分组发送到接收端
接收端剥去首部,抽出数据部分,还原成报文
IP 网络的重要特点
每一个分组独立选择路由。
发往同一个目的地的分组,后发送的有可能先收到(即可能不按顺序接收)。 当网络中的通信量过大时,路由器就来不及处理分组,于是要丢弃一些分组。 因此, IP 网络不保证分组的可靠地交付。
IP 网络提供的服务被称为:
尽最大努力服务(best effort service) 五、最重要的两个协议:IP 和 TCP
TCP 协议保证了应用程序之间的可靠通信,IP 协议控制分组在因特网的传输,但因特网不保证可靠交付.
在 TCP/IP 的应用层协议使用的是客户服务器方式。
客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
当 A 进程需要 B 进程的服务时就主动呼叫 B 进程,在这种情况下,A 是客户而 B 是服务器。
可能在下一次通信中,B 需要 A 的服务,此时,B 是客户而 A 是服务器。
注意:
使用计算机的人是“用户”(user)而不是“客户”(client)。
客户和服务器都指的是进程,即计算机软件。
由于运行服务器进程的机器往往有许多特殊的要求,因此人们经常将主要运行服务器进程的
机器(硬件)不严格地称为服务器。
例如,“这台机器是服务器。” 意思是:“这台机器(硬件)主要是用来运行服务器进程(软件)。” 因此,服务器(server)一词有时指的是软件,但也有时指的是硬件。
六、总结
因特网(Internet)是世界范围的、互连起来的计算机网络,它使用 TCP/IP 协议族,并且它的前身是美 国阿帕网 ARPANET。
计算机网络的带宽是网络可通过的最高数据率。
因特网使用基于存储转发的分组交换,并使用 IP 协议传送 IP 分组。
路由器把许多网络互连起来,构成了互连网。路由器收到分组后,根据路由表查找出下一跳路由器的
地址,然后转发分组。
路由器根据与其他路由器交换的路由信息构造出自己的路由表。
IP 网络提供尽最大努力服务,不保证可靠交付。
TCP 协议保证计算机程序之间的、端到端的可靠交付。
在 TCP/IP 的应用层协议使用的是客户服务器方式。
客户和服务器都是进程(即软件)。客户是服务请求方,服务器是服务提供方。
服务器有时也指“运行服务器软件”的机器。
一、IP 网络是虚拟网络
IP 网络是虚拟的。在 IP 网络上传送的是 IP 数据报(IP 分组)。
实际上在网络链路上传送的是“帧”,使用的是帧的硬件地址(MAC 地址)。
地址解析协议 ARP 用来把 IP 地址(虚拟地址)转换为硬件地址(物理地址)。
二、IP 地址的表示方法
IP 地址的表示方法有两种:二进制和点分十进制。
IP 地址是 32 位二进制数字,为方便阅读和从键盘上输入,可把每 8 位二进制数字转换成一个十进制数字,并 用小数点隔开,这就是点分十进制。
三、因特网的域名
因特网的域名分为: 顶级域名 二级域名 三级域名
四级域名
四、域名服务器 DNS (Domain Name Server)
因特网中设有很多的域名服务器 DNS,用来把域名转换为 IP 地址。
五、电子邮件
发送邮件使用的协议——简单邮件传送协议 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 接收邮件使用的协议——邮局协议版本 3 POP3 (Post Office Protocol version 3) 注:邮件的传送仍然要使用 IP 和 TCP 协议
六、统一资源定位符 URL (Uniform Resource Locator)
URL 用来标识万维网上的各种文档。
因特网上的每一个文档,在整个因特网的范围内具有惟一的标识符 URL。 URL 实际上就是文档在因特网中的地址。
七、超文本传送协议 HTTP (HyperText Transfer Protocol) 万维网客户程序与服务器程序之间的交互遵守超文本传送协议 HTTP。
八、结束语
IP 地址是 32 位二进制数字。为便于阅读和键入,也常使用点分十进制记法。 个人用户上网可向本地 ISP 租用临时的 IP 地址。
域名服务器 DNS 把计算机域名转换为计算机使用的 32 位二进制 IP 地址。 发送电子邮件使用 SMTP 协议,接收电子邮件使用 POP3 协议。
统一资源定位符 URL 惟一地确定了万维网上文档的地址。
超文本传送协议 HTTP 用于万维网浏览器程序和服务器程序的信息交互。
超文本标记语言 HTML 使万维网文档有了统一的格式。
IP 电话不使用 TCP 协议。利用 IP 电话网关使得在普通电话之间可以打 IP 电话。
一、因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider) 根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同,ISP 也分成为不同的层次。
二、两种通信方式
在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类:C/S 方式 和 P2P 方式
(Peer-to-Peer,对等方式)。
三、因特网的核心部分
网络核心部分是因特网中最复杂的部分。
网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性,使边缘部分中的任何一个主机都能够向其 他主机通信(即传送或接收各种形式的数据)。
因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成,而主机处在因特网的边缘部分。
在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接,而在网络边缘的主机接入到核心部分则通 常以相对较低速率的链路相连接。
主机的用途是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用 来转发分组的,即进行分组交换的。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
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。
四、电路交换
电路交换必定是面向连接的。 电路交换的三个阶段:建立连接、通信、释放连接。
五、网络的分类
不同作用范围的网络
广域网 WAN (Wide Area Network)
局域网 LAN (Local Area Network)
城域网 MAN (Metropolitan Area Network)
个人区域网 PAN (Personal Area Network)
从网络的使用者进行分类
公用网 (public network)
专用网 (private network)
用来把用户接入到因特网的网络
接入网 AN (Access Network),它又称为本地接入网或居民接入网。
注:由 ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。
六、计算机网络的性能指标
速率
带宽
吞吐量
时延(delay 或 latency)
传输时延(发送时延) —— 从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完 毕所需的时间。
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。 注:信号传输速率(即发送速率)和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。
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。
排队时延 —— 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。 总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+处理时延
时延带宽积
利用率 —— 分为信道利用率和网络利用率。
信道利用率——某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。 网络利用率——全网络的信道利用率的加权平均值。 注:信道利用率并非越高越好。
七、网络协议(network protocol) 简称为协议,是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。其组成要素有以下三点:
语法 语义 同步
数据与控制信息的结构或格式 。
需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。 事件实现顺序的详细说明。
八、实体、协议、服务和服务访问点
实体(entity)——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。
在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。 要实现本层协议,还需要使用下层所提供的服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
协议是“水平的”,即协议是控制对等实体之间通信的规则。
服务是“垂直的”,即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方,称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。
九、TCP/IP 的体系结构
路由器在转发分组时最高只用到网络层,而没有使用运输层和应用层。
‘肆’ 计算机网络谢希仁编着的第六版第四章课后习题答案
第4 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。
答案:虚电路服务和数据报服务。
虚电路的优点:虚电路服务是面向连接的,网络能够保证分组总是按照发送顺序到达目的站,且不丢失、不重复,提供可靠的端到端数据传输;目的站地址仅在连接建立阶段使用,每个分组使用短的虚电路号,使分组的控制信息部分的比特数减少,减少了额外开销;端到端的差错处理和流量控制可以由分组交换网负责,也可以由用户机负责。虚电路服务适用于通信信息量大、速率要求高、传输可靠性要求高的场合。
虚电路的缺点:虚电路服务必须建立连接;属于同一条虚电路的分组总是按照同一路由进行转发;当结点发生故障时,所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作。
数据报的优点:数据报服务不需要建立连接;每个分组独立选择路由进行转发,当某个结点发生故障时,后续的分组可以另选路由,因而提高了通信的可靠性。数据报服务的灵活性好,适用于传输可靠性要求不高、通信子网负载不均衡、需要选择最佳路径的场合。
数据报的缺点:数据报服务是面向无连接的,到达目的站时不一定按发送顺序,传输中的分组可能丢失和重复,提供面向无连接的、不可靠的数据传输;每个分组都要有目的站的全地址;当网络发生故障是,出故障的结点可能会丢失数据,一些路由可能会发生变化;端到端的差错处理和流量控制只由主机负责。
答案太多传不上来,留下邮箱可以发给你..........
‘伍’ 计算机网络好学吗
看你学习是什么目的吧,如果觉得难就不学了吗?要相信自己的能力。现在好多计算机方面的教材都与实际脱轨。
一般来讲,一名合格的网络管理员不需要太多的计算机语言知识,掌握基本的计算机网络知识则是必须的,有一本《计算机网络》(谢希仁,第五版,电子工业出版社)就很不错,我学习的就是这本书,同时建议楼主学习一些网络应用之类的书籍。
至于网络的更新换代,楼主大可不必担忧,除个别内容可能要更新外,比如今后可能使用新的IP协议——IPv6。(现有的IPv4已经越来越不能满足人们的需求了,IPv4只是32位的地址表示,数量及其有限,而IPv6采用的是128位。)而大的框架是不变的,学起来也是不困难的。
实际解决网络问题还需要一定的工作经验,你对网络的认识包括网络的更新换代都将随着工作的深入逐渐加深,大多问题也将不再是问题。祝楼主通过学习可以胜任这份工作。
对电脑感兴趣
错 应该是对整个电子行业,电视电脑音响都算
应该来说,原理讲的东西是比较深的。
比如协议和传递的是什么信息什么信号等等。
而计算机网络则基本是说设备。硬件的东西,比较简单,但是需要实践来用,不然学不到东西。
一个偏理论
一个重实践
你好,楼主,这就要看你如何看待了,难对于不学的人来说,的确很难。但是对于对计算机网络原理感兴趣的人来说并不难。难于不难其实在于自己的感觉。据说这门考试不好考。但是认真学肯定会有好的结果的。我有复习的资料,都是以前的资料,如果课本没有更改,据说课本好像修改了,就算修改了课本肯定会有帮助的,有时间可以给你的,希望对楼主有所帮助,如何与你联系,可以留下联系方式,望采纳,谢谢。祝你好运,考试顺利通过。
采纳哦
不好学,因为我也在学.虽说是一门专业,但里面包含好多东西!不过只要你有兴趣,我想再难你都会学好的!
全称计算机网络通信,就是作通信服务,其中包括,网络优化,数据通信,光网,网站等
正确答案:对。
选一台带三层交换能力的交换机,先划分vlan,经理和助理一个vlan,如vlan10;会计一个vlan,如vlan20;市场部一个vlan,如vlan30;设计部一个vlan,如vlan40;服务器一个vlan,如vlan50;再设置路由,rip即可。vlan间互通后,再用访问控制列表按如上要求设置一下互访控制即可。
首先说HUB,也就是集线器。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而交换机(又名交换式集线器)作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别:集线器采用的式共享带宽的工作方式,而交换机是独享带宽。这样在机器很多或数据量很大时,两者将会有比较明显的。而路由器与以上两者有明显区别,它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径 ,可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后,就像交换机产生于集线器之后,所以路由器与交换机也有一定联系,并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。
总的来说,路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面:
(1)工作层次不同
最初的的交换机是工作在OSI/RM开放体系结构的数据链路层,也就是第二层,而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层(数据链路层),所以它的工作原理比较简单,而路由器工作在OSI的第三层(网络层),可以得到更多的协议信息,路由器可以做出更加智能的转发决策。
(2)数据转发所依据的对象不同
交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号(即IP地址)来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的,描述的是设备所在的网络,有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的,由网卡生产商来分配的,而且已经固化到了网卡中去,一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。
(3)传统的交换机只能分割冲突域,不能分割广播域;而路由器可以分割广播域
由交换机连接的网段仍属于同一个广播域,广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播,在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域,广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能,也可以分割广播域,但是各子广播域之间是不能通信交流的,它们之间的交流仍然需要路由器。
(4)路由器提供了防火墙的服务
路由器仅仅转发特定地址的数据包,不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送,从而可以防止广播风暴。
交换机一般用于LAN-WAN的连接,交换机归于网桥,是数据链路层的设备,有些交换机也可实现第三层的交换。 路由器用于WAN-WAN之间的连接,可以解决异性网络之间转发分组,作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组,然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络,并采用不同协议。相比较而言,路由器的功能较交换机要强大,但速度相对也慢,价格昂贵,第三层交换机既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以广泛应用。
目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL,因此笔者就ADSL的接入来简单的说明一下。现在购买的ADSL猫大多具有路由功能(很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了,因为电信安装时大多是不启用路由功能的,启用DHCP。打开ADSL的路由功能),如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了,如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线器或者交换机。考虑到如今集线器与交换机的 价格相差十分小,不是特殊的原因,请购买一个交换机。不必去追求高价,因为如今产品同质化十分严重,我最便宜的交换机现在没有任 何问题。给你一个参考报价,建议你购买一个8口的,以满足扩充需求,一般的价格100元左右。接上交换机,所有电脑再接到交换机上就行了。余下所要做的事情就只有把各个机器的网线插入交换机的接口,将猫的网线插入uplink接口。然后设置路由功能,DHCP等, 就可以共享上网了。
看完以上的解说读者应该对交换机、集线器、路由器有了一些了解,目前的使用主要还是以交换机、路由器的组合使用为主,具体的组合方式可根据具体的网络情况和需求来确定。
交换机与路由器的区别
计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起,它们之间并不能进行通信,那么这种“互连”并没有什么实际意义。因此通常在谈到“互连”时,就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的,也就是说,从功能上和逻辑上看,这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络,或称为互联网络,也可简称为互联网、互连网。
将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统),ISO的术语称之为中继(relay)系统。根据中继系统所在的层次,可以有以下五种中继系统:
1.物理层(即常说的第一层、层L1)中继系统,即转发器(repeater)。
2.数据链路层(即第二层,层L2),即网桥或桥接器(bridge)。
3.网络层(第三层,层L3)中继系统,即路由器(router)。
4.网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)兼有网桥和路由器的功能。
5.在网络层以上的中继系统,即网关(gateway).
当中继系统是转发器时,一般不称之为网络互联,因为这仅仅是把一个网络扩大了,而这仍然是一个网络。高层网关由于比较复杂,目前使用得较少。因此一般讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联的网络。本文主要阐述交换机和路由器及其区别。
2 交换机和路由器
“交换”是今天网络里出现频率最高的一个词,从桥接到路由到ATM直至电话系统,无论何种场合都可将其套用,搞不清到底什么才是真正的交换。其实交换一词最早出现于电话系统,特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换,完成该工作的设备就是电话交换机。所以从本意上来讲,交换只是一种技术概念,即完成信号由设备入口到出口的转发。因此,只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。由此可见,“交换”是一个涵义广泛的词语,当它被用来描述数据网络第二层的设备时,实际指的是一个桥接设备;而当它被用来描述数据网络第三层的设备时,又指的是一个路由设备。
我们经常说到的以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备,它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通路。
由此可见,交换机内部核心处应该有一个交换矩阵,为任意两端口间的通信提供通路,或是一个快速交换总线,以使由任意端口接收的数据帧从其他端口送出。在实际设备中,交换矩阵的功能往往由专门的芯片(ASIC)完成。另外,以太网交换机在设计思想上有一个重要的假设,即交换核心的速度非常之快,以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞,换句话说,交换的能力相对于所传信息量而无穷大(与此相反,ATM交换机在设计上的思路是,认为交换的能力相对所传信息量而言有限)。
虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来,但毕竟交换有其更丰富的特性,使之不但是获得更多带宽的最好途径,而且还使网络更易管理。
而路由器是OSI协议模型的网络层中的分组交换设备(或网络层中继设备),路由器的基本功能是把数据(IP报文)传送到正确的网络,包括:
1.IP数据报的转发,包括数据报的寻径和传送;
2.子网隔离,抑制广播风暴;
3.维护路由表,并与其他路由器交换路由信息,这是IP报文转发的基础。
4.IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制;
5.实现对IP数据报的过滤和记帐。
对于不同地规模的网络,路由器的作用的侧重点有所不同。
在主干网上,路由器的主要作用是路由选择。主干网上的路由器,必须知道到达所有下层网络的路径。这需要维护庞大的路由表,并对连接状态的变化作出尽可能迅速的反应。路由器的故障将会导致严重的信息传输问题。
在地区网中,路由器的主要作用是网络连接和路由选择,即连接下层各个基层网络单位--园区网,同时负责下层网络之间的数据转发。
在园区网内部,路由器的主要作用是分隔子网。早期的互连网基层单位是局域网(LAN),其中所有主机处于同一逻辑网络中。随着网络规模的不断扩大,局域网演变成以高速主干和路由器连接的多个子网所组成的园区网。在其中,处个子网在逻辑上独立,而路由器就是唯一能够分隔它们的设备,它负责子网间的报文转发和广播隔离,在边界上的路由器则负责与上层网络的连接。
3 第二层交换机和路由器的区别
传统交换机从网桥发展而来,属于OSI第二层即数据链路层设备。它根据MAC地址寻址,通过站表选择路由,站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属于OSI第三层即网络层设备,它根据IP地址进行寻址,通过路由表路由协议产生。交换机最大的好处是快速,由于交换机只须识别帧中MAC地址,直接根据MAC地址产生选择转发端口算法简单,便于ASIC实现,因此转发速度极高。但交换机的工作机制也带来一些问题。
1.回路:根据交换机地址学习和站表建立算法,交换机之间不允许存在回路。一旦存在回路,必须启动生成树算法,阻塞掉产生回路的端口。而路由器的路由协议没有这个问题,路由器之间可以有多条通路来平衡负载,提高可靠性。
2.负载集中:交换机之间只能有一条通路,使得信息集中在一条通信链路上,不能进行动态分配,以平衡负载。而路由器的路由协议算法可以避免这一点,OSPF路由协议算法不但能产生多条路由,而且能为不同的网络应用选择各自不同的最佳路由。
3.广播控制:交换机只能缩小冲突域,而不能缩小广播域。整个交换式网络就是一个大的广播域,广播报文散到整个交换式网络。而路由器可以隔离广播域,广播报文不能通过路由器继续进行广播。
4.子网划分:交换机只能识别MAC地址。MAC地址是物理地址,而且采用平坦的地址结构,因此不能根据MAC地址来划分子网。而路由器识别IP地址,IP地址由网络管理员分配,是逻辑地址且IP地址具有层次结构,被划分成网络号和主机号,可以非常方便地用于划分子网,路由器的主要功能就是用于连接不同的网络。
5.保密问题:虽说交换机也可以根据帧的源MAC地址、目的MAC地址和其他帧中内容对帧实施过滤,但路由器根据报文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等内容对报文实施过滤,更加直观方便。
6.介质相关:交换机作为桥接设备也能完成不同链路层和物理层之间的转换,但这种转换过程比较复杂,不适合ASIC实现,势必降低交换机的转发速度。因此目前交换机主要完成相同或相似物理介质和链路协议的网络互连,而不会用来在物理介质和链路层协议相差甚元的网络之间进行互连。而路由器则不同,它主要用于不同网络之间互连,因此能连接不同物理介质、链路层协议和网络层协议的网络。路由器在功能上虽然占据了优势,但价格昂贵,报文转发速度低。
近几年,交换机为提高性能做了许多改进,其中最突出的改进是虚拟网络和三层交换。
划分子网可以缩小广播域,减少广播风暴对网络的影响。路由器每一接口连接一个子网,广播报文不能经过路由器广播出去,连接在路由器不同接口的子网属于不同子网,子网范围由路由器物理划分。对交换机而言,每一个端口对应一个网段,由于子网由若干网段构成,通过对交换机端口的组合,可以逻辑划分子网。广播报文只能在子网内广播,不能扩散到别的子网内,通过合理划分逻辑子网,达到控制广播的目的。由于逻辑子网由交换机端口任意组合,没有物理上的相关性,因此称为虚拟子网,或叫虚拟网。虚拟网技术不用路由器就解决了广播报文的隔离问题,且虚拟网内网段与其物理位置无关,即相邻网段可以属于不同虚拟网,而相隔甚远的两个网段可能属于不同虚拟网,而相隔甚远的两个网段可能属于同一个虚拟网。不同虚拟网内的终端之间不能相互通信,增强了对网络内数据的访问控制。
交换机和路由器是性能和功能的矛盾体,交换机交换速度快,但控制功能弱,路由器控制性能强,但报文转发速度慢。解决这个矛盾的技术是三层交换,既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能。
4 第三层交换机和路由器的区别
在第三层交换技术出现之前,几乎没有必要将路由功能器件和路由器区别开来,他们完全是相同的:提供路由功能正在路由器的工作,然而,现在第三层交换机完全能够执行传统路由器的大多数功能。作为网络互连的设备,第三层交换机具有以下特征:
1.转发基于第三层地址的业务流;
2.完全交换功能;
3.可以完成特殊服务,如报文过滤或认证;
4.执行或不执行路由处理。
第三层交换机与传统路由器相比有如下优点:
1.子网间传输带宽可任意分配:传统路由器每个接口连接一个子网,子网通过路由器进行传输的速率被接口的带宽所限制。而三层交换机则不同,它可以把多个端口定义成一个虚拟网,把多个端口组成的虚拟网作为虚拟网接口,该虚拟网内信息可通过组成虚拟网的端口送给三层交换机,由于端口数可任意指定,子网间传输带宽没有限制。
2.合理配置信息资源:由于访问子网内资源速率和访问全局网中资源速率没有区别,子网设置单独服务器的意义不大,通过在全局网中设置服务器群不仅节省费用,更可以合理配置信息资源。
3.降低成本:通常的网络设计用交换机构成子网,用路由器进行子网间互连。目前采用三层交换机进行网络设计,既可以进行任意虚拟子网划分,又可以通过交换机三层路由功能完成子网间通信,为此节省了价格昂贵的路由器。
4.交换机之间连接灵活:作为交换机,它们之间不允许存在回路,作为路由器,又可有多条通路来提高可靠性、平衡负载。三层交换机用生成树算法阻塞造成回路的端口,但进行路由选择时,依然把阻塞掉的通路作为可选路径参与路由选择。
5 结论
综上所述,交换机一般用于LAN-WAN的连接,交换机归于网桥,是数据链路层的设备,有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接,可以解决异性网络之间转发分组,作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组,然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络,并采用不同协议。相比较而言,路由器的功能较交换机要强大,但速度相对也慢,价格昂贵,第三层交换机既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以广播应用。
‘陆’ 关于怎么学计算机网络(谢希仁第六版)
我是网络工程专业的老师。我先问第一个问题,你学网络的目的是什么?
如果你是为了参加各种考试,那么谢希仁的书是一个比较好的选择,看书的时候得多做题,从我的经验来说,如果没有一个老师给你讲一下,单纯自学没有基础,那是有点困难的。因为计算机网络跟其他的很多课程都有紧密的联系。
TCP/IP当然是计算机网络的基础,详细介绍了该协议栈运行的过程,比较专业,如果没有学计算机网络这门课,直接学习很困难。
如果从实用出发,你没有必要知道网络的原理,一样可以开发程序的。本来计算机网络就是对普通用户透明的,只是给用户提供服务的,所以直接开始编程的学习应该更适合你吧。学编程,别忘记一定要去学数据库。
还有不明白的,私信给我
‘柒’ 2019年同等学力申硕计算机综合试题解析--计算机网络
本文解析的原文出处都是《计算机网络第七版谢希仁》
一、填空题
1. 以太网的争用期是指(以太网的端到端往返时间2 ),以太网发送数据使用(曼切斯特)编码
解析: 第一空出处教材P88,第七段第三句: “因此以太网的端到端往返时间2 称为争用期”
第二空原话出处教材p86,第二段第一句:“ 以太网发送的数据都使用曼切斯特编码 的信号”
2. 一个广域网传输比特率是4Kbps,传播时延为20ms,若采用停-等协议效率是50%,帧长至少为(160)位
解析: 停止等待协议概念出处P213,
传播时延为20ms,则往返时延rtt为40ms,效率即为信道利用率,设分组时延为T, , 忽略不计,把已知数据代入公式求出
帧长度为 (式子中有单位转换),因此帧长度最少为160位。
3. 一个网段的网络号为130.10.3.0/21,子网掩码可以写为(255.255.248.0)
解析:用位与的方法即可求出。
4. TCP协议中发送窗口的大小应该由(拥塞)窗口和(接收)窗口中较小的一个决定
二、 选择题
1. 数据链链路层采用后退N帧协议,若发送窗口大小是16,那至少需要(C)位序号才能保证不出错
A. 7
B.6
C.5
D.4
解析: 发窗口的大小 ,n代表序号位数,n位序号要减去0的组合,最大窗口只有n个1表示为 ,因此该题选C
2. 一台主机的IP地址为152.68.70.3,子网掩码为255.255.224.0,必须路由器才能与该主机通信的是(A)
A.152.68.62.23
B.152.68.67.15
C.152.68.85.220
D.152.68.90.30
解析: 根据子网掩码可知网络号是19位,主机IP为152.68.70.3,与子网掩码按位求与,其网络号为152.68.64.0,把子网掩码与选项中ip按位求与得到,A的网络号为152.68.32.0,其他选项的网络号为152.68.64.0,因此A与题干中ip不在一个网络,因此要路由器通信。
3. 对分片后的数据进行重组的是(B)
A.中间主机
B. 目的主机
C. 核心路由器
D.下一跳路由器
解析: IP协议规定,只有最终的目的主机才可以对分片数据报进行重组,这样做有两个好处:首先,在目的主机上进行重组减少了路由器的计算量,当转发一个IP数据报时,路由器不需要知道它是不是个分片;其次,路由器可以为每个分片独立选择路由,每个分片到达目的地所经过的路径可以不同。
4. CIDR地址块192.168.10.0/20所包含的IP地址范围是(D)
A.192.168.10.0-192.168.12.255
B.192.168.10.0-192.168.13.255
C.192.168.10.0-192.168.14.255
D.192.168.10.0-192.168.15.255
解析: 根据题干192.168.10.0/20可以得到
子网掩码是 ,
IP地址的二进制表示为:
因此原题干IP范围为
192.168.10.0-192.168.15.255
5. 一个由25台计算机组成的通信网络,网络中任意两台计算机之间的往返时延为20ms,他们之间采用UDP协议进行请求和响应,如果40ms内未收到响应,该计算机立即重传请求,但很快网络发生崩溃,解决办法是(D)
A.增加超时计时器时间
B.增加路由中队列长度
C.在接收方使用滑动窗口机制防止缓冲区溢出
D.超时后重传请求时,使用二进制指数退避算法
解析: P88,二进制指数退避算法用来确定碰撞后重传时机,这种算法让发生碰撞的站在停止发送数据后,不是等待信道变为空闲后就立即再发送数据,而是推迟一个随机的时间。
三、名词解释
1.BGP协议
解析: (P164第三段和第四段)
BGP边界网关协议,是不同AS的路由器之间交换路由信息的协议。BGP力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由,而并非要寻找一条最佳路由。BGP采用路径向量路由选择协议。
2.DHCP协议
解析: (P295-P296)
动态主机配置协议DHCP提供了一种机制,即插即用连网,这种机制允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与。DHCP对于运行客户软件和服务软件器软件都适用。DHCP使用客户服务器方式。DHCP服务器分配给DHCP客户的IP是临时的,因此DHCP客户只能在一段有限时间内使用这个分配到的IP地址。
四、计算
1. 一台路由器收到一个1500字节的IPv4分组,IP头部为20字节,如果需要将该分组转发到一个MTU为500字节的链路上,
1)该IP分组共分成几个分片,长度分别为多少字节
2)最后一个分片的片偏移是多少字节
解析:
(1)IP头部20个字节,而转发mtu500字节,因此数据量只有480字节。1500个字节分成4组,前三组都是480+20 = 500字节,其中数据长度为480字节,共用了1440个字节,原来的数据量为1500-20=1480,因此第四组长度为 1480-1440 +20= 60字节,其中数据长度为40字节。
(2)最后一个分片的片偏移了三个分组,mtu大小为500字节,ip占20个字节,每片大小最大为480,片偏移必须为8字节的整数倍。
第一个片偏移是:0/8 = 0,第二个片偏移是:480/8=60;
第三个片偏移是:480*2/8=960/8=120, 第四个片偏移是:480*3/8=1440/8=180, 因此得到答案180。
2. 一个TCP连接使用256Kbps链路,其端到端的传输时延为128ms,实际吞吐量是128Kbps,若忽略数据封装开销及接收方响应分组的发送时间,发送窗口大小是多少字节
解析: 实际吞吐量为128Kbps,使用的是256Kbps的链路,则说明信道利用率只有50%
ms,发送窗口大小即发送分组长度的大小,根据信道利用率公式: , 其中 忽略不计,rtt代入公式求出分组时间T=256ms,
则窗口大小为
3. 客户端C和S之间建立一个TCP连接,该连接总是以1KB的最大段长发送TCP段,C有足够数据发送,当拥塞窗口为32KB时,收到了三个重复的ACK报文,如果接下来4个RTT时间内TCP段的传输是成功的,那么在当四个RTT时间内发送的TCP段都得到ACK,拥塞窗口大小是多少?采用了怎样的拥塞机制?
解析: (P234-P235)有题干可知MSS=1KB,当收到3个重复确认时,就知道接收方确实没有收到最近发的那个报文段,立即使用 快重传 ,此时不是用慢启动而是使用 快恢复 算法,接下来的 第一个rtt ,发送放调整门限ssthresh = cwnd /2 = 32/2 = 16KB,于此同时设置拥塞窗口cwnd = ssthresh = 16KB。之后并开始执行 拥塞避免算法 ,因此接下来的连续 3个rtt 都是连续加法增大,因此最终拥塞窗口cwnd = 16+3*MSS = 19KB
因此该拥塞机制过程为: 快重传 → 快恢复 → 拥塞避免
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书名:计算机网络
作者:谢希仁
豆瓣评分:7.9
出版社:电子工业出版社
出版年份:2008-1
页数:402
内容简介:
《计算机网络(第5版)》自1989年首次出版以来,于1994年、1999年和2003年分别出了修订版。2006年8月本教材通过了教育部的评审,被纳入普通高等教育“十一五”国家级规划教材。《计算机网络》的第5版,在内容和结构方面都有了很大的修改。
全书分为10章,比较全面系统地介绍了计算机网络的发展和原理体系结构、物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层、网络安全、因特网上的音频/视频服务、无线网络和下一代因特网等内容。各章均附有练习题。此外,附录A给出了部分习题的答案和提示。随书配套的光盘中,有全书课件和作者教学中经常遇到的150多个问题及解答,计算机网络最基本概念的演示(PowerPoint文件),以及《计算机网络(第5版)》引用的全部RFC文档等,供读者参阅。