计算机网络自顶向下知识点总结.docx

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1、1端系统和网络核心, 协议处在因特网边缘的局部就是连接在因特网上的全部的主机。这些主机又称为端系统(end system)网络核心局部要向网络边缘中的大量主机供应连通性，使边缘局部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。在网络核心局部起特别作用的是路由器(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，这是网络核心局部最重要的功能。 注：分组交换主要有两类，一类叫做路由器，一类叫作链路层交换机。两者的作用类似，都是转发分组，不同点在于转发分组所依据的信息不同。路由器依据分组中的IP地址转发分组，链路层交换机依据

2、分组中的目的MAC地址转发分组。用于网络核心的交换技术主要有两种：电路交换(circuit switching)，分组交换(packet switching) 协议(protocol)是通信双方共同遵守的规那么，主要用于指定分组格式以及接收到每个分组后执行的动作。2两种根本的效劳1面对连接的效劳保证从发送端发送到接收端的数据最终将按依次, 完整地到达接收端面对连接效劳的过程包括连接建立, 数据传输和连接释放3个阶段。在数据交换之前，必需先建立连接；数据交换完毕后，必需终止这个连接。传送数据时是按序传送的。有握手信号，由tcp供应，供应牢靠的流量限制和拥塞限制2无连接效劳对于传输不供应任何保证在

3、无连接效劳的状况下，两个实体之间的通信不须要先建立好一个连接，因此其下层的有关资源不须要事先进展预定保存。这些资源将在数据传输时动态地进展安排。无连接效劳的特点是无握手信号，由udp供应，不供应牢靠的流量限制和拥塞限制，因而是一种不行靠的效劳，称为“尽最大努力交付。面对连接效劳并不等同于牢靠的效劳，面对连接效劳时牢靠效劳的一个必要条件，但不充分，还要加上一些措施才能实现牢靠效劳。目前Internet只供应一种效劳模型，尽力而为，无效劳质量功能3复用技术概念：是指能在同一传输媒质中同时传输多路信号的技术，目的提高通信线路的利用率。频分复用FDM的全部用户在同样的时间占用不同的带宽资源。时分复用T

4、DM那么是将时间划分为一段段等长的时分复用帧TDM 帧。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。利用不同的时隙传送不同的信号。统计时分复用STDM)在时分复用的根底上依据实际状况“按需安排。4交换技术“交换(switching)就是依据某种方式动态地安排传输线路的资源。 1, 电路交换： 在通信进展过程中，网络为数据传输在传输路径上预留资源，这些资源只能被这次通信双方所运用；2, 分组交换：数据被分成一个一个的分组，每个分组均携带目的地址，网络并不为packet传输在沿途packet switches上预留资源，packet switches为每个packet独立确定转发

5、方向.及电路交换不同，链路, 交换机/路由器等资源被多个用户所共享，交换机在转发一个分组时的速度为其输出链路的full速度。注：分组交换一般采纳存储转发技术，分组在分组交换机中会经验一个排队(queuing)延迟。排队延迟及交换机的忙闲有关，大小可变。 假如分组到达时缓存已满，那么交换时机丢掉一个分组。分组交换网络有两大类1, Datagram数据报)网络2, Virtual Circuit虚电路网络3, 报文交换将形成的报文发送给结点交换机，结点交换机把收到的报文存储并送输入队列等待处理。结点交换机再依次对输入队列中报文做适当处理，然后依据报文头中的目的地址选择适当的输出链路。假设链路空闲，

6、便将报文发送下一个结点交换机；假设输出链路正忙，那么将报文送该链路的输出队列等待发送。这样，通过屡次转发直至报文到达指定目标。5通讯介质及特点导向传输媒体：双绞线, 同轴电缆, 光纤非导向传输媒体：无线电通讯1.双绞线Twisted-Pair Copper Wire 抗电磁干扰，模拟传输和数字传输都可以用2.同轴电缆Coaxial Cable广泛用于闭路电视中，简洁安装, 造价较低, 网络抗干扰实力强, 网络维护和扩展比拟困难, 电缆系统的断点较多,影响网络系统的牢靠性。3.光纤Fiber Optics传输损耗小，抗雷电和电磁干扰性好，保密性好，体积小，质量轻。4.无线电通讯Radio用无线电

7、传输，优点：通讯信道容量大，微波传输质量高牢靠性高，及电缆载波相比，投资少见效快。缺点：在传播中受反射, 阻挡, 干预的影响。6, 常见网络接入技术接入网络指连接Host到边界路由器的物理链路(last mile)，分为家庭接入, 单位接入和无线接入三类。早期家庭上网通常运用拨号网络，利用调制解调器在一般 线最多以56kbps的速率传输数据，此时在边界路由器处也须要一MODEM。因此，此时的接入网络是包括一对MODEM和一条点对点的 线。由于速率较低，打 和上网不能同时进展。目前很多家庭运用宽带接入技术，如xDSL和HFC。 xDSL也是在模拟 线路上传输数字信号，它运用了一种新的调制解调技术

8、并且限定了最大传输距离，因此可以以更高速率进展数据传输。利用ADSL，打 和上网可以同时进展，两者互不影响。ADSL之上行速率和下行速率不同。上行链路速率可达1Mbps，下行链路速率可达10Mbps。DSL运用频分多路复用技术，将通信链路分为三个频率互不覆盖的信道，分别为： 1, 04KHz 的双向语音信道 2, 4KHz 50KHz的上行数据信道 3, 50KHz1MHz的下行数据信道另外一种宽带家庭接入网络技术是HFC。HFC及DSL技术不同，HFC在现有的播送有线电视系统根底上开展而来。在有线电视系统中，位于线缆头部的电视台向全部用户播送电视信号，电视信号沿电视台-用户方向进展传输和放大

9、。HFC(混合光纤同轴电缆网 )中，Host须要运用叫做线缆Modem的设备接入网络， Cable Modem将link分成上行和下行两个信道。由于信道是在多个用户之间所共享，因此存在拥塞和网络规模问题。及ADSL类似，HFC的上行信道速率要低于下行信道速率，并且整个信道被全部用户所共享。而ADSL运用的是Point to Point信道，是专用信道。无线局域网WLAN技术是通过基站传输的网络接入技术，基站及有线网相连的。目前该系列包含三种标准：2Mbps, 802.11b (11Mbps) (54Mbps)。7, 延时分类1, 传输时延发送时延 发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所须要的

10、时间。也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最终一个比特发送完毕所需的时间。 2, 传播时延 电磁波在信道中须要传播确定的距离而花费的时间。 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。 3, 处理时延 ：交换结点为存储转发而进展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验的时延。排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。注：排队延迟是节点延迟中最困难, 也是最好玩的局部。之所以最好玩，指目前或多探讨工作就是针对排队延迟来进展的，包括调度算法, 缓存策略等。 排队延迟及网络设备的负载状况亲密相关，不同分组所经验的排队延迟会随着负载的改

11、变而改变关于发送延迟和传播延迟，简洁弄混。须要记住，传输延迟指将一个分组全部bit发送到link上所需的时间，及分组长度和发送速率有关，及两点之间的距离没有任何关系。而传播延迟指一位从链路的一端传播到另一端所需的时间，及link的长度和信号的传播速度有关。8, TCP/IP的体系构造1层次, 功能, 层次之间的关系 2每层数据包的名称3每层地址 4接口, 协议, 效劳至上而下分为：应用层：包含大量应用普遍须要的协议如 FTP SMTP DNS等；应用传递的数据包叫做报文。传输层：负责从应用层接收消息，并传输应用层的message，到达目的后将消息上交给应用。传输层的数据包叫做segment段此

12、层协议有TCP UDP。网络层：源Host的传输层协议负责将segment交给网络层，网络层负责将segment传输到目的host的传输层，网络层的数据包叫做datagram数据报此层协议有IP。链路层：网络层负责在源和目的之间传递数据，链路层负责将packet从一个节点传输到下一个节点。链路层传输数据的单位叫做Frame帧此层协议有Ethernet, WiFi, PPP协议。物理层：Link层负责将一个Frame从一个Node传递到下一个Node，物理层负责将Frame中的每一位(bit)从链路的一端传输到另一端，物理层传输数据的单位叫做bit比特。数据报的名称功能层次之间的关系每层地址5应

13、用层Message报文支持网络应用一层嵌到另一层每一层次都从上层的导数据，加上首部信息形成新的数据单元，将新的数据单元传递给下一层不同的应用有不同的地址4传输层Segment报文段负责应用进程间的通讯端口号3网络层Datagram数据段从源到目的地数据报的路由Ip地址2数据链路层Frames帧相邻节点之帧转发网卡地址1物理层多数据包比特转发无互联网是个异样困难的系统，包括硬件软件，包括应用, 协议, 端系统, 不同种类的通信介质, 路由器/交换机等。Internet的体系构造也采纳的分层构造， Internet的每一层也是利用本层或下层功能为上层供应一种或多种效劳。应用层的地址不止有IP地址还

14、有端口号，传输层, 网络层为IP地址，链路层, 物理层的地址为MAC地址。接口在两层之间，协议是同层之间的，效劳是下层为上层供应的。9应用构造：client/server, P2P, Hybrid of C/S和P2P客户效劳器方式所描述的是进程之间的效劳和被效劳的关系。客户是效劳的恳求方，效劳器是效劳的供应方。Client/Server的好处是系统管理简洁，问题是Server简洁成为系统的bottleneck瓶颈.P2P中，没有在C/S中处于中心地位的Server，全部Host的地位同等，叫做Peers，因此这种系统也叫Peer to Peer.P2P中没有必需always on的效劳器，并

15、且peer可以随时更换自己的IP。Gnutella是Pure P2P的一个很好的例子。P2P的最大好处是系统可扩展性scalability)强。由于每个peer既是Server又是Client, 随着系统中Peer的数量增多，系统的处理实力越强。P2P的问题是可管理性，由于系统是完全分散的, 无中心的，管理起来极其困难。Hybrid of C/S和P2P即以上两种方式的结合。10常见的应用, 效劳要求和底层协议局部网络应用的要求应用数据丢失宽带时间敏感文件传输不能丢失弹性不电子邮件不能丢失弹性不Web文档不能丢失弹性几kb/s不实时音频/视频容忍丢失音频几kb/s视频10kb/s5mb/s是，

16、100ms存储音频/视频容忍丢失同上是，几秒交互嬉戏容忍丢失几kb/s10kb/s是，100ms即时讯息不能丢失弹性是和不是流行的因特网应用及其应用层协议和下面的运输协议应用应用层协议下面的运输协议/底层协议电子邮件Smtptcp远程终端访问telnettcpWeb tcp文件传输ftptcp远程文件效劳器NfsUdp或tcp流媒体通常专用，如real networkUdp或tcp因特网 通常专用，如dlalpad典型udp11 通讯 超文本传输协议 主要规定了message的构造和client和server交换message的方式。1B/S的通讯过程, 无状态 2流水线协议和非流水线协议3持

17、续和非持续方式 4代理效劳器, cookie一1) Browser首先建立及Server的TCP连接 2) 连接建立起来后，browser和server就向/从Socket发送/接收 的消息。借助TCP的reliable data transfer， 知道消息确定会到达对方，这就是协议分层的好处。 是一种stateless(无状态)协议，server不保存任何client的任何状态信息。假如server在很短的时间内从browser接收到对某个object的两次恳求，server就会发送两次response。2非流水线方式：客户在收到前一个响应后才能发出下一个恳求。这比非持续连接的两倍 RTT

18、 的开销节约了建立 TCP 连接所需的一个 RTT 时间。但效劳器在发送完一个对象后，其 TCP 连接就处于空闲状态，奢侈了效劳器资源。流水线方式：客户在收到 的响应报文之前就能够接着发送新的恳求报文。一个接一个的恳求报文到达效劳器后，效劳器就可连续发回响应报文。运用流水线方式时，客户访问全部的对象只需花费一个 RTT时间，使 TCP 连接中的空闲时间削减，提高了下载文档效率。 31, 非持续连接：建立一次TCP连接，browser和server通过此连接只传输一个request消息和一个respond消息 2, 持续连接：建立一次TCP连接，browser和server通过此连接可以传输多个

19、request消息和多个respond消息4代理效劳器(proxy server)又称为万维网高速缓存(Web cache)，它代表阅读器发出 恳求。万维网高速缓存把最近的一些恳求和响应暂存在本地磁盘中。当及短暂存放的恳求一样的新恳求到达时，万维网高速缓存就把暂存的响应发送出去，而不须要按 URL 的地址再去因特网访问该资源。Cookie定义如下：Cookie是Web效劳器保存在用户硬盘上的一段文本，Cookie允许一个Web站点在用户的电脑上保存信息并且随后再取回它。信息的片断以名/值对(name-value pairs)的形式储存。注：Web Cache比Server更靠近Client，即

20、使只从延迟上将也会减小效劳响应时间；利用Cache可以减小响应延迟，但Web Cache引入了一个新问题:即Web Cache中保存的对象可能及原始效劳器中保存的对象不同。 的作用以及两种查询方式DNS 是域名解析系统 (Domain Name System) 的缩写，它是由解析器和域名效劳器组成的。用于便于人们运用的机器名字转换为IP地址两种查询方式：1, 主机向本地域名效劳器的查询一般都是采纳递归查询。假如主机所询问的本地域名效劳器不知道被查询域名的 IP 地址，那么本地域名效劳器就以 DNS 客户的身份，向其他根域名效劳器接着发出查询恳求报文。2, 本地域名效劳器向根域名效劳器的查询通常

21、是采纳迭代查询。当根域名效劳器收到本地域名效劳器的迭代查询恳求报文时，要么给出所要查询的 IP 地址，要么告知本地域名效劳器：“你下一步应当向哪一个域名效劳器进展查询。然后让本地域名效劳器进展后续的查询。13.传输层的作用传输层位于网络层和应用层之间，是网络分层模型的核心。传输层负责运行在不同Host上应用进程之间的通信。14. UDP的效劳特点UDP是一种无连接的, 轻量级传输层协议，供应了最最健的效劳模型。没有连接，直观上就应当比TCP更高效。 1, 不行靠的数据传输：发送端将数据Push入UDP Socket后，UDP并不保证数据最终会到达接收端，即使到达也不保证是按序到达； 2, 没有

22、congestion control机制：发送方可以以随意的速率向网络中发送数据，不管网络的拥塞状况。但发送的数据可能最终到达不了接收方，产生丢包。优点：1, 应用可更好限制何时发送何种数据：无须建立连接，UDP可尽快将消息发给网络层；TCP可能须要重传在规定时间内没有到达的Segment。UDP没有建立连接所引入的延迟，这可能是DNS选择UDP而不是TCP的最主要缘由。2, 实现简洁：UDP因为是无连接的，Host因而无须维护连接状态，实现简洁；3, 头部开销小：UDP的Segment头部字段共8个字节；而TCP的头部共包括20个字节.15.牢靠性传输原理牢靠性传输原理是由rdt1.0 rd

23、t2.0 rdt2.1 rdt2.2 rdt3.0一步步累加而来的。rdt1.0：接收方无返回确认信息 rdt2.0：接收方进展检错，并发送ACK 或NAK反响给发送方rdt2.1：参与序列号0和1 rdt2.2：接收方不再发NAK而将ACK中参与序列号rdt3.0：发送方引入定时器以上都是停等式stop-and-wait协议为了解决stop-and-wait协议低效问题的方法特别简洁，就是允许发送方可以在等待Receiver的ACK之前连续发送多个分组。这种技术叫做流水线。流水线技术对牢靠数据传输协议的影响： 1, 更大的序列号范围。连续发送的并且是还没有得到ACK的多个分组必须要有唯一的序

24、列号，否那么引起混乱。 2, Sender和Receiver方须要存储空间来缓存分组。对于Sender来说，须要缓存已经发送出去但还没有得到ACK的分组；为了实现按序递交，接收方一般也须要存储空间。序列号的范围和Buffer的大小取决于传输层协议如何相应分组丢失, 过失以及过度延迟分组的方式。 解决流水线的过失复原有两种根本方法：回退N步(Go-Back-N)和选择性重传(Selective Repeat) GBNGo-Back-N允许发送方发送N个分组而无需确认，流水线中最多有N个等待确认消息的分组，允许运用的序列号范围可以看作是长度为N的一个窗口。随着协议的运行，这个窗口在序列号空间内向前

25、滑动，因此这种协议也叫滑动窗口协议sliding-window protocol) 在此系统中，一个分组或其ACK的丢失可能造成GBN重传太多的分组。当信道过失率渐渐变大，信道会被不必要的重传分组所塞满。 SRSelective Repeat选择性重传就是Sender只重传那些出现错误的分组，而不是窗口中的全部分组。的流量限制原理流量限制(flow control)就是让发送方的发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收，也不要使网络发生拥塞。实现方式：利用滑动窗口机制可以很便利地在 TCP 连接上实现流量限制。 定义:主要是为防止低速端系统不至于被对端发送的数据所沉没。根本机制是缓冲。流量限制

26、的根本思想比拟简洁，即TCP的Sender维护一个叫做接收窗口Receiver windows的变量，指示接收方空闲的缓存大小，发送方最多背靠背发送RcvWindow个字节，以免沉没接收方。连接建立时接收方开拓大小为RcvBuffer的缓存，应用进程不断从Buffer中读取数据，利用LastByteRead和LastByteRcvd分别Las记录最终读取的字节和最终收到字节的序列号，那么LastByteRcvd-LastByteRead就是在Buffer中应用还未读取的数据。那么RcvWindow = RcvBuffer (LastByteRcvd - tByteRead)为空闲的Buffer

27、大小。TCP Segment的头部中包含叫做Receive Window的头部字段，通知发送方自己的空闲Buffer大小。发送方限制自己已经发送的但还未收到ACK的数据不超过接收方的空闲Buffer尺寸。这样，加上那些已经发送了ACK但还未被应用读取的数据后的总量便可小于总的Buffer大小。 17TCP的效劳特点, 流的概念TCP (Transmission Control Protocol,传输限制协议) 是一种面对连接的协议，即数据传输之前要经过三次握手建立一条全双工连接，然后才能进展真正的数据传输。 TCP除了是一种面对连接的协议外，还供应牢靠的, 按需到达的字节流数据传输, 流控和拥

28、塞限制。无头无尾，连绵不断。面对字节流。 TCP不采纳停等式的传输，而用流水线的方式，且序列号是依据数据段的第一个字节填写的 18TCP的拥塞限制原理TCP拥塞限制的根本思想：防止网络进入一种叫做Gridlock的状态，即检测到网络出现拥塞状况时降低自己的发送速度。详细实现时须要考虑三个问题： 1, 如何降低发送速率？2, 如何检测网络拥塞？3, 利用什么样的算法来减低发送速度？1, 如何降低发送速率？CongWin是限制发送速率的主要因素 发送速率 rate CongWin/RTT (bytes/Sec)。因此，通过调整CongWin可以限制发送端的发送速率2, 如何检测网络拥塞？超时/收到

29、对某个分组的三次重复确认消息ACK，那么认为网络出现拥塞。此时，TCP降低自己的发送速率3, 利用什么样的算法来减低发送速度？ TCP的拥塞限制算法主要包括三局部： 1) 加性增-乘性减Additive Increase， Multiplicative Decrease, AIMD2) 慢启动3) 对超时事务的反响19TCP连接建立和撤除的过程TCP的连接建立过程是：首先由Client进程发起, 效劳器确认, 客户再确认，其中前两次segment中没有数据，而第三次中可以携带数据。TCP的连接建立过程也叫三次握手。TCP的连接撤除过程是：首先由Client进程发FIN给效劳器, 效劳器确认,

30、效劳器再发FIN给Client，Client确认。四次握手。在发送完最终的ACK后，发起连接撤除方须要等待一段时间，以便在ACK丢失时，撤除方可以重新发送ACK。一般等待30s。20TCP段构造中各单元表示的意义及作用源端口和目的端口字段各占 2 字节。端口是运输层及应用层的效劳接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。 序号字段占 4 字节。TCP 连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号。序号字段的值那么指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。 确认号字段占 4 字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。 数据偏移即首部长度占 4 位，它指出 TCP

31、报文段的数据起始处距离 TCP 报文段的起始处有多远。“数据偏移的单位是 32 位字以 4 字节为计算单位。 保存字段占 6 位，保存为今后运用，但目前应置为 0。 紧急 URG 当 URG = 1 时，说明紧急指针字段有效。它告知系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据)。 确认 ACK 只有当 ACK = 1 时确认号字段才有效。当 ACK = 0 时，确认号无效。 推送 PSH (PuSH) 接收 TCP 收到 PSH = 1 的报文段，就尽快地交付接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。 复位 RST (ReSeT) 当 RST = 1 时，说明 TCP

32、 连接中出现严峻过失如由于主机崩溃或其他缘由，必需释放连接，然后再重新建立运输连接。 同步 SYN 同步 SYN = 1 表示这是一个连接恳求或连接承受报文。 终止 FIN (FINis) 用来释放一个连接。FIN = 1 说明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。 窗口字段 占 2 字节，用来让对方设置发送窗口的依据，单位为字节。紧急指针字段 占 16 位，指出在本报文段中紧急数据共有多少个字节紧急数据放在本报文段数据的最前面。 21.数据报和虚电路的概念数据报Datagram) 面对无连接的数据传输,工作过程类似于报文交换。采纳数据报方式传输时，被传输的分组称为数据报。虚电

33、路Virtual Circuit)的概念虚电路是面对连接的数据传输，工作过程类似于线路交换，不同之处在于此时的电路是虚拟的。比照的方面虚电路数据报效劳思路牢靠通讯应由网络来保证牢靠通讯由用户主机来保证链接的建立必需有不须要终端地址仅在连接建立阶段运用，每个分组运用短的虚电路号每个分组都有终点的完整地址分组转发属于同一条虚电路的分组均依据同一路由进展转发每个分组独立选择路由进展转发当节点出故障时全部通过出故障的节点的虚电路均不能工作出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生改变分组依次总是按发送依次到达终点到达终点时不确定按发送依次端到端的过失处理和流量限制可以有网络负责，也可以由用户主机负

34、责由用户主机负责22两种路由算法, 主要区分路由算法依据网络拓扑信息来计算最小开销路径，依据网络拓扑信息是全局的或分散的，路由算法可以分为两大类： 1, 全局路由算法：利用完整的, 全局性的网络信息来计算最小开销路径。运行全局路由算法的路由器须要事先获得整个网络的节点之间的连接关系以及链路开销，然后才能计算从源到目的节点之间的最短路径。这种算法通常被称作“链路状态算法。2, 分布式路由算法：以一种迭代的, 分布式的方式计算最小开销路径。每个路由器只知道道及其干脆相连的节点之间的链路开销，而不知道整个网络的完整的连接关系和开销。这种算法通常被称作“距离向量算法23Internet的主要路由算法R

35、IP中的路由更新消息在邻居之间利用RIP响应消息进展交换，每30秒交换一次。再用分布式路由算法进展计算。OSPF中的Open指OSPF是一种开放性的路由协议并被认为是RIP的后继协议。OSPF及RIP相比有很多优点。本质上，OSPF是一种运用链路状态泛洪(flooding)的链路状态协议和Dijkstra最短路径算法。每个路由器均可获得整个自治系统的完整网络拓扑并独立地计算以自己为根的最短路径树。以上两种为AS内部协议BGP是一种自治系统间的路由协议，也是事实上的标准。BGP为每个AS供应了实现下述目标的手段，即： 1, 从其它AS获得网络的可达性信息； 2, 将获得的可达性信息在AS内部传播

36、； 3, 依据可达性信息和策略确定到达目的网络的Good路由。 BGP允许一个网络向Internet公告其存在性，并使得全部AS知道如何到达这个网络。BGP为AS之间协议24数据报分片1为什么分片2怎样分片, 怎样组装3在哪里分片和组织1不同链路层协议能够携带的最大传输单元MTU不同，为了将超长的ip分组挤到链路层分组的有效载荷字段。源发送的某个分组可能须要在某个路由器处分割成多个更小的分组(fragment,片)，以便能够封装在Frame中。 某个分组的全部片须要在将其交给传输层协议之前进展重组。依据端到端原那么，分片的重组由端系统完成，而不是由路由器完成。端系统的网络层协议收到fragme

37、nt后，依据其头部携带的identification标识, flag分片标记以及fragment offset片偏移量等字段信息来对片进展排序，重组等。 属于某个分组的全部fragments具有一样的identifier，依据flag和offset字段的值推断时都收到了全部的fragment并对他们进展排序。当一个分组的一个或多个Fragment没有收到，目的端系统将丢弃这个分组的全部已经收到的Fragment。 3在路由器里分组在终端系统里组装 25. IP数据报格式一个 IP 数据报由首部和数据两局部组成。首部的前一局部是固定长度，共 20 字节，是全部 IP 数据报必需具有的。在首部的固

38、定局部的后面是一些可选字段，其长度是可变的版本号占 4 位，指 IP 协议的版本目前大多数的 IP 协议版本号为 4 (即 IPv4)首部长度占 4 位，可表示的最大数值是 15 个单位(一个单位为 4 字节)因此 IP 的首部长度的最大值是 60 字节。区分效劳占 8 位，用来区分更好的效劳总长度占 16 位，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为 65535 字节。标识(identification) 占 16 位，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。标记(flag) 占 3 位，目前只有两位有意义。标记字段的最低位是 MF (More Fragment)。MF =

39、1 表示后面“还有分片。MF = 0 表示最终一个分片。标记字段中间的一位是 DF (Dont Fragment) 。只有当 DF = 0 时才允许分片。 片偏移(12 位)指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。片偏移以 8 个字节为偏移单位。生存时间(8 位)记为 TTL (Time To Live)数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。协议(8 位)字段指出此数据报携带的数据的上层运用何种协议以便目的主机的 IP 层将数据局部上交给哪个处理过程6代表TCP 17代表UDP首部检验和(16 位)字段只检验数据报的首部不检验数据局部。这里不采纳 CRC 检验码而采纳简洁的计算方法

40、源地址和目的地址都各占 4 字节，即32位的IP地址。IP 首部的可变局部就是一个选项字段，用来支持排错, 测量以及平安等措施，内容很丰富。选项字段的长度可变，从 1 个字节到 40 个字节不等，取决于所选择的工程。增加首部的可变局部是为了增加 IP 数据报的功能，但这同时也使得 IP 数据报的首部长度成为可变的。这就增加了每一个路由器处理数据报的开销。事实上这些选项很少被运用。 26IP地址我们把整个因特网看成为一个单一的, 抽象的网络。IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机或路由器安排一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符，采纳点分十进制进展表示。每一类地址都由两个固定长度的字段组成

41、，其中一个字段是网络号 net-id，它标记主机或路由器所连接到的网络，而另一个字段那么是主机号 host-id，它标记该主机或路由器。A类地址net-id为8位，host-id为24位，B类地址net-id为16位host-id为16位C类地址net-id为24位host-id为8位。目前，Internet中的IP地址安排策略为CIDRclassless inter-domain routing，无类域间路由)。CIDR将32位的IP地址分为两局部：子网地址和主机地址。地址的表示方式为：a.b.c.d/x，x表示子网地址的长度。这样，IP地址的高x位为网络号，低32-x位为网络内部的主机号局

42、部。27. ICMP协议ICMP是Internet Control Message ProtocolInternet限制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机, 路由器之间传递限制消息。限制消息是指网络通不通, 主机是否可达, 路由是否可用等网络本身的消息。这些限制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。ICMP的用途包括：1) ping：源端发送type=8,code=0的ICMP消息，目的端发送type=0, code = 0 的响应2) 源抑制机制：实际中没有运用，目的是拥塞限制3) Trace route：跟踪主机到主机的路由，TraceR

43、oute利用ICMP报文来实现28IPv6根本概念1 IPv6是128位的地址2解决了IPv4面临的最大问题即地址匮乏问题，解决这一问题是IPv6的初衷； 另外，IPv6简化了在分组头部格式3如何实现IPv4及IPv4之间的通信？ 1) 一种方法是宣布一个标记日，到时全部的路由器和主机同时从IPv4升级到IPv6。网络规模巨大，使得这种方法不行行。 2) 最干脆的方法是采纳双协议栈(dual stack)，即同时运行IPv4和IPv6两种网络层协议；这种方法的问题是并没有节约IPv4地址。 3) 另外一种可行的方法是采纳隧道技术(tunneling)：将IPv6的分组封装进IPv4分组里面，作

44、为IPv4的Payload(载荷)。29常用校验技术常用的检错机制包括：奇偶校验，校验和(checksum)和循环冗余检验码(CRC)。1位奇偶校验可能是最简洁的检错方法。假设带发送的数据D有d位，在偶校验方案中只需附加一位校验信息，其值应使得d+1位中1的个数为偶数；奇校验校验位的值应使得d+1位中1的个数为奇数。1位奇偶校验方案中，发送方和接收方的处理都比拟简洁。接收方只须要数d+1位信息中1的个数，对于偶校验方案，假如d+1位中有奇数个1，那么至少有1位发生了错误，精确地说有奇数位信息在传输过程中发生了错误。但是，假如其中有偶数个位信息发生了错误，奇偶校验方案将无法检测出错误的发生。1位

45、奇偶校验方法能够检测到单个位错误，但没有方法订正错误。Internet校验和的根本思想是： 发送方Checksum的计算规那么： 1, segment按2字节为单位进展分组，奇数字节的segment最终补一个全为0的字节；checksum字段初值为0 2, 计算全部2字节数的和，进位加在和的后面； 3, 将计算得到的和按位求反，得到checksum接收方的规那么： 1, 假如计算所得的和不是全为1，那么Segment在传输过程中发生了错误。否那么； 2, 认为没有发生错误TCP/IP中，TCP和UDP对包括头部和数据的信息求校验和，IP只对头部信息求校验和。CRC叫做循环冗余检测编码，也叫做多项式编码(polynomial code)。 多项式编码基于将位串看成是系数为0或1的多项式，一个k位位串可以看作是从xk-1到x0的多项式的系数序列，此多项式的阶数为k-1。如110001有6位，表示成多项式x5+x4+x0。此多项式为5阶多项式。CRC的根本思想是：设d位长的位串D，附加长度为r的校验和R，那么实际传输的位串长度为d + r。将校验和R附加在位串D的尾部，计算校验和R，使带校验和的位串的多项式能被生成多项式除尽。当接收方收到带校验和的位串时，用G去除它，假如有余