計算機網(wǎng)絡1-4章知識點總結(jié)

1、第 1 章 概述1.2 因特網(wǎng)概述1.2.1 網(wǎng)絡的網(wǎng)絡網(wǎng)絡(network)由若干結(jié)點(node)和連接這些結(jié)點的鏈路(link)組成。 互聯(lián)網(wǎng)是“網(wǎng)絡的網(wǎng)絡”(network of networks)。 連接在因特網(wǎng)上的計算機都稱為主機(host)。 網(wǎng)絡把許多計算機連接在一起。因特網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡連接在一起。1.2.2 因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段n 第一階段是從單個網(wǎng)絡 ARPANET 向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。（1983年）以小寫字母 i 開始的 internet（互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)）是一個通用名詞，它泛指由多個計算機網(wǎng)絡互連而成的網(wǎng)絡。 以大寫字母I開始的的 Internet（因特網(wǎng)）則是一個專用名詞

2、，它指當前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡，它采用 TCP/IP 協(xié)議族作為通信的規(guī)則，且其前身是美國的 ARPANET。n 第二階段的特點是建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。 n 三級計算機網(wǎng)絡，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。 n 第三階段的特點是逐漸形成了多層次 ISP 結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。n 出現(xiàn)了因特網(wǎng)服務提供者 ISP (Internet Service Provider)。 制訂因特網(wǎng)的正式標準要經(jīng)過以下的四個階段n 因特網(wǎng)草案(Internet Draft) 在這個階段還不是 RFC 文檔。n 建議標準(Proposed Standard) 從這個階段開始就成

3、為 RFC 文檔。n 草案標準(Draft Standard)n 因特網(wǎng)標準(Internet Standard)1.3 因特網(wǎng)的組成從因特網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分為以下的兩大塊：(1) 邊緣部分 由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，用來進行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。(2) 核心部分 由大量網(wǎng)絡和連接這些網(wǎng)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）。1.3.1 因特網(wǎng)的邊緣部分n 處在因特網(wǎng)邊緣的部分就是連接在因特網(wǎng)上的所有的主機。這些主機又稱為端系統(tǒng)(end system)?！爸鳈C A 和主機 B 進行通信”，實際上是指：“運行在主機

4、 A 上的某個程序和運行在主機 B 上的另一個程序進行通信”。即“主機 A 的某個進程和主機 B 上的另一個進程進行通信”?；蚝喎Q為“計算機之間通信”在網(wǎng)絡邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的通信方式通常可劃分為兩大類：n 客戶-服務器方式（C/S 方式）即Client/Server方式 n 對等方式（P2P 方式）即 Peer-to-Peer方式1.客戶服務器方式n 客戶(client)和服務器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程。n 客戶-服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關(guān)系。n 客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供方。客戶軟件的特點：被用戶調(diào)用后運行，在打算通信時主動向

5、遠地服務器發(fā)起通信（請求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。服務器軟件的特點：一種專門用來提供某種服務的程序，可同時處理多個遠地或本地客戶的請求。系統(tǒng)啟動后即自動調(diào)用并一直不斷地運行著，被動地等待并接受來自各地的客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。2. 對等連接方式對等連接(peer-to-peer，簡寫為 P2P)是指兩個主機在通信時并不區(qū)分哪一個是服務請求方還是服務提供方。只要兩個主機都運行了對等連接軟件（P2P 軟件），它們就可以進行平等的、對等連接通信。雙方都可以下載對方已經(jīng)存儲在硬盤中的共享文檔。對等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使用客戶服務器方式，只是對

6、等連接中的每一個主機既是客戶又同時是服務器。1.3.2 因特網(wǎng)的核心部分網(wǎng)絡中的核心部分要向網(wǎng)絡邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。在網(wǎng)絡核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是實現(xiàn)分組交換(packet switching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡核心部分最重要的功能。分組交換的主要特點: 在發(fā)送端，先把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段。每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端。接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報文。最后，在接

7、收端把收到的數(shù)據(jù)恢復成為原來的報文。分組交換的優(yōu)點: 高效 靈活 迅速 可靠問題：分組在各結(jié)點存儲轉(zhuǎn)發(fā)時需要排隊，這就會造成一定的時延。 分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的開銷。 1.6 計算機網(wǎng)絡的性能1.6.1 計算機網(wǎng)絡的性能指標1.速率即數(shù)據(jù)率(data rate)或比特率(bit rate)是計算機網(wǎng)絡中最重要的一個性能指標。速率的單位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等2.“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每.秒”，或

8、 b/s (bit/s)。在時間軸上信號的寬度隨帶寬的增大而變窄。3吞吐量(throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。4.發(fā)送時延 發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)幀從結(jié)點進入到傳輸媒體所需要的時間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)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。傳播時延 電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。 處理時延 交換結(jié)點為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時間。 排隊時延 結(jié)點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延。排隊時延的長短往往取決于網(wǎng)絡中當時的通信量?？倳r延 = 發(fā)送時延+傳播時延+處理時延+處理時延PS：對于高速網(wǎng)絡鏈路，我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)

9、的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。 提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延。 5.鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。7.信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。完全空閑的信道的利用率是零。網(wǎng)絡利用率則是全網(wǎng)絡的信道利用率的加權(quán)平均值。1.6.2 計算機網(wǎng)絡的非性能特征費用 質(zhì)量 標準化 可靠性 可擴展性和可升級性 易于管理和維護 1.7 計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)1.7.1 計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的形成相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當復雜的。 “分層”可將龐大而復雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處

10、理。法律上的(de jure)國際標準 OSI 并沒有得到市場的認可。是非國際標準 TCP/IP 現(xiàn)在獲得了最廣泛的應用。TCP/IP 常被稱為事實上的(de facto) 國際標準。1.7.2 協(xié)議與劃分層次計算機網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則。 這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問題（同步含有時序的意思）。網(wǎng)絡協(xié)議(network protocol)，簡稱為協(xié)議，是為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定。網(wǎng)絡協(xié)議的組成要素：語法、語義、同步分層的好處：各層之間是獨立的。靈活性好。結(jié)構(gòu)上可分割開。易于實現(xiàn)和維護。能促進標準化工作。計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)(arc

11、hitecture)是計算機網(wǎng)絡的各層及其協(xié)議的集合。 體系結(jié)構(gòu)就是這個計算機網(wǎng)絡及其部件所應完成的功能的精確定義。實現(xiàn)(implementation)是遵循這種體系結(jié)構(gòu)的前提下用何種硬件或軟件完成這些功能的問題。1.7.3 具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應用層(application layer) 運輸層(transport layer) 網(wǎng)絡層(network layer) 數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer) 物理層(physical layer) 1.7.4 實體、協(xié)議、服務和服務訪問點實體(entity) 表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。 協(xié)議是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)

12、則的集合。 在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務。要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務。 本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對上面的服務用戶是透明的。 協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實體之間通信的規(guī)則。服務是“垂直的”，即服務是由下層向上層通過層間接口提供的。同一系統(tǒng)相鄰兩層的實體進行交互的地方，稱為服務訪問點 SAP (Service Access Point)。 1.7.5 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時最高只用到網(wǎng)絡層而沒有使用運輸層和應用層。第 2 章 物理層2.1 物理層的基本概念物理層的主要任務描述為確定與傳輸

13、媒體的接口的一些特性，即： 機械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。電氣特性 指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。功能特性 指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。過程特性 指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。2.2 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識 2.2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型2.2.2 有關(guān)信道的幾個基本概念單向通信（單工通信）只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。雙向交替通信（半雙工通信）通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送(當然也就不能同時接收)。雙向同時通信（全雙工通信）通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。基帶信號（即基本頻帶信號）

14、來自信源的信號?；鶐盘柾休^多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對基帶信號進行調(diào)制(modulation)。 帶通信號把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道）。 2.2.3 信道的極限容量碼元傳輸?shù)乃俾试礁?，或信號傳輸?shù)木嚯x越遠，在信道的輸出端的波形的失真就越嚴重。 2.2.4 信道的極限信息傳輸速率（1）信道能夠通過的頻率范圍 奈氏準則 在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯猩舷薜?，否則就會出現(xiàn)碼間串擾的問題，如果信道的頻帶越寬，也就是能夠通過的信號高頻分量越多，那么就可以用

15、更高的速率傳送碼元而不出現(xiàn)碼間串擾（2）信噪比 香農(nóng)(Shannon)用信息論的理論推導出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯的信息傳輸速率。信道的極限信息傳輸速率 C 可表達為 C = W log2(1+S/N) b/s W 為信道的帶寬（以 Hz 為單位）；S 為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；N 為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。 信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。2.3 物理層下面的傳輸媒體 2.3.1 導引型傳輸媒體2.3.2 非導引型傳輸媒體無線傳輸所使用的頻段很廣。短波通信主要是靠電離層的反射，但短波信道的通信質(zhì)量較差。微波在空間主要是直線傳播：地面微波接

16、力通信，衛(wèi)星通信 2.4 信道復用技術(shù) 2.4.1 頻分復用、時分復用和統(tǒng)計時分復用頻分復用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源時分復用則是將時間劃分為一段段等長的時分復用幀（TDM 幀）。每一個時分復用的用戶在每一個 TDM 幀中占用固定序號的時隙。每一個用戶所占用的時隙是周期性地出現(xiàn)（其周期就是 TDM 幀的長度）。TDM 信號也稱為等時(isochronous)信號。時分復用的所有用戶是在不同的時間占用同樣的頻帶寬度。2.4.2 波分復用波分復用就是光的頻分復用。2.4.3 碼分復用這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。 每一個比特時間劃分為 m

17、個短的間隔，稱為碼片(chip)。每個站被指派一個唯一的 m bit 碼片序列。如發(fā)送比特 1，則發(fā)送自己的 m bit 碼片序列。如發(fā)送比特 0，則發(fā)送該碼片序列的二進制反碼。 例如，S 站的 8 bit 碼片序列是 00011011。發(fā)送比特 1 時，就發(fā)送序列 00011011，發(fā)送比特 0 時，就發(fā)送序列 11100100。S 站的碼片序列：(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1) 每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。在實用的系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。 兩個不同站的碼片序列正交，就是向量 S 和T 的規(guī)格化內(nèi)積(inner product

18、)都是 0： 任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1 。一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是 1。2.6 寬帶接入技術(shù)2.6.1 ADSL技術(shù)ADSL 技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務。ADSL 技術(shù)就把 04 kHz 低端頻譜留給傳統(tǒng)電話使用，而把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網(wǎng)使用。DSL 就是數(shù)字用戶線(Digital Subscriber Line)的縮寫。ADSL 的極限傳輸距離與數(shù)據(jù)率以及用戶線的線徑都有很大的關(guān)系（用戶線越細，信號傳輸時的衰減就越大），而所能得到的最高數(shù)據(jù)傳輸速率與實際的用戶線上的信噪比密切相關(guān)。特點

19、：上行和下行帶寬做成不對稱的。上行指從用戶到 ISP，而下行指從 ISP 到用戶。ADSL 在用戶線（銅線）的兩端各安裝一個 ADSL 調(diào)制解調(diào)器。我國目前采用的方案是離散多音調(diào) DMT (Discrete Multi-Tone)調(diào)制技術(shù)。這里的“多音調(diào)”就是“多載波”或“多子信道”的意思。相當于在一對用戶線上使用許多小的調(diào)制解調(diào)器并行地傳送數(shù)據(jù)。第二代：通過提高調(diào)制效率得到了更高的數(shù)據(jù)率。采用了無縫速率自適應技術(shù) SRA (Seamless Rate Adaptation)，可在運營中不中斷通信和不產(chǎn)生誤碼的情況下，自適應地調(diào)整數(shù)據(jù)率。改善了線路質(zhì)量評測和故障定位功能，這對提高網(wǎng)絡的運行維護

20、水平具有非常重要的意義。2.6.2 光纖同軸混合網(wǎng)（HFC 網(wǎng)）HFC 網(wǎng)是在目前覆蓋面很廣的有線電視網(wǎng) CATV 的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種居民寬帶接入網(wǎng)。特點：（1）HFC網(wǎng)的主干線路采用光纖。HFC 網(wǎng)將原 CATV 網(wǎng)中的同軸電纜主干部分改換為光纖，并使用模擬光纖技術(shù)。在模擬光纖中采用光的振幅調(diào)制 AM，這比使用數(shù)字光纖更為經(jīng)濟。模擬光纖從頭端連接到光纖結(jié)點(fiber node)，即光分配結(jié)點 ODN (Optical Distribution Node)。在光纖結(jié)點光信號被轉(zhuǎn)換為電信號。在光纖結(jié)點以下就是同軸電纜。 (2) HFC 網(wǎng)采用結(jié)點體系結(jié)構(gòu) (3) HFC 網(wǎng)具有比 CATV 網(wǎng)

21、更寬的頻譜，且具有雙向傳輸功能 (4) 每個家庭要安裝一個用戶接口盒2.6.3 FTTx 技術(shù)FTTx（光纖到）也是一種實現(xiàn)寬帶居民接入網(wǎng)的方案。這里字母 x 可代表不同意思。例如：光纖到戶 FTTH (Fiber To The Home) 光纖到大樓 FTTB 光纖到路邊 FTTC 第 3 章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：點對點信道。這種信道使用一對一的點對點通信方式。 廣播信道。這種信道使用一對多的廣播通信方式。3.1 使用點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.1.1 數(shù)據(jù)鏈路和幀鏈路(link)是一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結(jié)點。 數(shù)據(jù)鏈路(data l

22、ink) 除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路?，F(xiàn)在最常用的方法是使用適配器（即網(wǎng)卡）來實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件。一般的適配器都包括了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的功能。數(shù)據(jù)鏈路層傳送的是幀3.1.2 三個基本問題(1) 封裝成幀：在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，然后就構(gòu)成了一個幀。確定幀的界限。首部和尾部的一個重要作用就是進行幀定界。 (2) 透明傳輸 (3) 差錯控制。在傳輸過程中可能會產(chǎn)生比特差錯：1 可能會變成 0 而 0 也可能變成 1。在一段時間內(nèi)，傳輸錯誤的比特占所傳輸比特總數(shù)的比率稱為誤碼率 BER (B

23、it Error Rate)。誤碼率與信噪比有很大的關(guān)系。在數(shù)據(jù)鏈路層傳送的幀中，廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗 CRC 的檢錯技術(shù)。在發(fā)送端，先把數(shù)據(jù)劃分為組。假定每組 k 個比特。 假設待傳送的一組數(shù)據(jù) M = 101001（現(xiàn)在 k = 6）。我們在 M 的后面再添加供差錯檢測用的 n 位冗余碼一起發(fā)送。 冗余碼的計算：用二進制的模 2 運算進行 2n 乘 M 的運算，這相當于在 M 后面添加 n 個 0。得到的 (k + n) 位的數(shù)除以事先選定好的長度為 (n + 1) 位的除數(shù) P，得出商是 Q 而余數(shù)是 R，余數(shù) R 比除數(shù) P 少1 位，即 R 是 n 位?，F(xiàn)在 k = 6, M =

24、101001。設 n = 3, 除數(shù) P = 1101，被除數(shù)是 2nM = 101001000。 模 2 運算的結(jié)果是：商 Q = 110101，余數(shù) R = 001。把余數(shù) R 作為冗余碼添加在數(shù)據(jù) M 的后面發(fā)送出去。發(fā)送的數(shù)據(jù)是：2nM + R 即：101001001，共 (k + n) 位。在數(shù)據(jù)后面添加上的冗余碼稱為幀檢驗序列 FCS。接收端對收到的每一幀進行 CRC 檢驗。(1) 若得出的余數(shù) R = 0，則判定這個幀沒有差錯，就接受(accept)。(2) 若余數(shù) R 0，則判定這個幀有差錯，就丟棄。3.2 點對點協(xié)議 PPP用戶到 ISP 的鏈路使用 PPP 協(xié)議。PPP要求

25、：簡單這是首要的要求。封裝成幀 。透明性 。多種網(wǎng)絡層協(xié)議 。多種類型鏈路 。差錯檢測 。檢測連接狀態(tài) 。最大傳送單元 。網(wǎng)絡層地址協(xié)商 。數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商。不需要的功能：糾錯 。流量控制 。序號 。多點線路 。半雙工或單工鏈路PPP 協(xié)議有三個組成部分：一個將 IP 數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法。鏈路控制協(xié)議 LCP (Link Control Protocol)。網(wǎng)絡控制協(xié)議 NCP (Network Control Protocol)。PPP 協(xié)議采用零比特填充方法來實現(xiàn)透明傳輸。在發(fā)送端，只要發(fā)現(xiàn)有 5 個連續(xù) 1，則立即填入一個 0。接收端對幀中的比特流進行掃描。每當發(fā)現(xiàn) 5 個連續(xù)1時，

26、就把這 5 個連續(xù) 1 后的一個 0 刪除3.3 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層局域網(wǎng)最主要的特點是：網(wǎng)絡為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數(shù)目均有限。 局域網(wǎng)具有如下的一些主要優(yōu)點：具有廣播功能，從一個站點可很方便地訪問全網(wǎng)。局域網(wǎng)上的主機可共享連接在局域網(wǎng)上的各種硬件和軟件資源。 便于系統(tǒng)的擴展和逐漸地演變，各設備的位置可靈活調(diào)整和改變。提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和殘存性?？梢詫?802.3 局域網(wǎng)簡稱為“以太網(wǎng)”。嚴格說來，“以太網(wǎng)”應當是指符合 DIX Ethernet V2 標準的局域網(wǎng) 。802 委員會就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個子層：邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link

27、Control)子層。媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。適配器的重要功能：進行串行/并行轉(zhuǎn)換。對數(shù)據(jù)進行緩存。在計算機的操作系統(tǒng)安裝設備驅(qū)動程序。實現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。為了通信的簡便以太網(wǎng)采取了兩種重要的措施： （1）采用較為靈活的無連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)。 以太網(wǎng)對發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進行編號，也不要求對方發(fā)回確認。這樣做的理由是局域網(wǎng)信道的質(zhì)量很好，因信道質(zhì)量產(chǎn)生差錯的概率是很小的。以太網(wǎng)提供的服務是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。當目的站收到有差錯的數(shù)據(jù)幀時就丟棄此幀，其他什么也不做。差錯的糾正由高層來決定。如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了一些

28、數(shù)據(jù)而進行重傳，但以太網(wǎng)并不知道這是一個重傳的幀，而是當作一個新的數(shù)據(jù)幀來發(fā)送。(2)以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用曼徹斯特(Manchester)編碼3.3.2 CSMA/CD 協(xié)議 載波監(jiān)聽多點接入/碰撞檢測 “多點接入”表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。 “載波監(jiān)聽”是指每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。 “碰撞檢測”就是計算機邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓大小。當幾個站同時在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。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

29、兩個站同時在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了碰撞。所謂“碰撞”就是發(fā)生了沖突。因此“碰撞檢測”也稱為“沖突檢測”。 每一個正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了碰撞，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費網(wǎng)絡資源，然后等待一段隨機時間后再次發(fā)送。重要特性：使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進行全雙工通信而只能進行雙向交替通信（半雙工通信）。每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。 這種發(fā)送的不確定性使整個以太網(wǎng)的平均通信量遠小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。爭用期：最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過時間 2t （兩倍的端到端往返時延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。以太網(wǎng)的端到端往返時延

30、 2t 稱為爭用期，或碰撞窗口。經(jīng)過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。 以太網(wǎng)使用二進制指數(shù)類型退避算法來確定碰撞重傳的時機。發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，要推遲（退避）一個隨機時間才能再發(fā)送數(shù)據(jù)?；就吮軙r間取為爭用期 2t。從整數(shù)集合0,1, (2k -1)中隨機地取出一個數(shù)，記為 r。重傳所需的時延就是 r 倍的基本退避時間。參數(shù) k 按下面的公式計算： k = Min重傳次數(shù), 10當 k 10 時，參數(shù) k 等于重傳次數(shù)。當重傳達 16 次仍不能成功時即丟棄該幀，并向高層報告以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時，若前 64 字節(jié)（爭用期）沒有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會發(fā)生

31、沖突。如果發(fā)生沖突，就一定是在發(fā)送的前 64 字節(jié)之內(nèi)。 以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長為 64 字節(jié)，凡長度小于 64 字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止的無效幀。 3.4 使用廣播信道的以太網(wǎng)3.4.1 使用集線器的星形拓撲使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個總線網(wǎng)，各工作站使用的還是 CSMA/CD 協(xié)議，并共享邏輯上的總線。 集線器很像一個多接口的轉(zhuǎn)發(fā)器，工作在物理層。3.4.2 以太網(wǎng)的信道利用率要提高以太網(wǎng)的信道利用率，就必須減小 t 與 T0 之比。在以太網(wǎng)中定義了參數(shù) a，它是以太網(wǎng)單程端到端時延 t 與幀的發(fā)送時間 T0 之比： a0 表示一發(fā)生碰撞就立即可以檢測出來，并立即停止發(fā)送，因

32、而信道利用率很高。 a 越大，表明爭用期所占的比例增大，每發(fā)生一次碰撞就浪費許多信道資源，使得信道利用率明顯降低。發(fā)送一幀占用線路的時間是 T0 + t，而幀本身的發(fā)送時間是 T0。于是我們可計算出理想情況下的極限信道利用率 Smax為： 3.4.3 以太網(wǎng)的 MAC 層在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址，或 MAC 地址。IEEE 的注冊管理機構(gòu) RA 負責向廠家分配地址字段的前三個字節(jié)(即高位 24 位)。地址字段中的后三個字節(jié)(即低位 24 位)由廠家自行指派，稱為擴展標識符，必須保證生產(chǎn)出的適配器沒有重復地址。一個地址塊可以生成224個不同的地址。這種 48 位地址稱為 MAC-48，

33、它的通用名稱是EUI-48。“MAC地址”實際上就是適配器地址或適配器標識符EUI-48。適配器從網(wǎng)絡上每收到一個 MAC 幀就首先用硬件檢查 MAC 幀中的 MAC 地址.如果是發(fā)往本站的幀則收下，然后再進行其他的處理。否則就將此幀丟棄，不再進行其他的處理?！鞍l(fā)往本站的幀”包括以下三種幀： 單播(unicast)幀（一對一）廣播(broadcast)幀（一對全體）多播(multicast)幀（一對多）最常用的 MAC 幀是以太網(wǎng) V2 的格式。類型字段用來標志上一層使用的是什么協(xié)議，以便把收到的 MAC 幀的數(shù)據(jù)上交給上一層的這個協(xié)議。 最小長度 64 字節(jié) - 18 字節(jié)的首部和尾部 =

34、數(shù)據(jù)字段的最小長度 數(shù)據(jù)字段 46 1500 字節(jié)當數(shù)據(jù)字段的長度小于 46 字節(jié)時，應在數(shù)據(jù)字段的后面加入整數(shù)字節(jié)的填充字段，以保證以太網(wǎng)的 MAC 幀長不小于 64 字節(jié)。 在幀的前面插入的 8 字節(jié)中的第一個字段共 7 個字節(jié)，是前同步碼，用來迅速實現(xiàn) MAC 幀的比特同步。第二個字段是幀開始定界符，表示后面的信息就是MAC 幀無效的 MAC 幀：數(shù)據(jù)字段的長度與長度字段的值不一致；幀的長度不是整數(shù)個字節(jié)；用收到的幀檢驗序列 FCS 查出有差錯；數(shù)據(jù)字段的長度不在 46 1500 字節(jié)之間。有效的 MAC 幀長度為 64 1518 字節(jié)之間。對于檢查出的無效 MAC 幀就簡單地丟棄。以太

35、網(wǎng)不負責重傳丟棄的幀。 幀間最小間隔為 9.6 ms，相當于 96 bit 的發(fā)送時間。一個站在檢測到總線開始空閑后，還要等待 9.6 ms 才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。3.5 擴展的以太網(wǎng) 3.5.1 在物理層擴展以太網(wǎng) 集線器3.5.2 在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng)是使用網(wǎng)橋。網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，它根據(jù) MAC 幀的目的地址對收到的幀進行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋具有過濾幀的功能。當網(wǎng)橋收到一個幀時，并不是向所有的接口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，而是先檢查此幀的目的 MAC 地址，然后再確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個接口 好處：過濾通信量。 擴大了物理范圍。提高了可靠性?？苫ミB不同物理層、不同 MAC 子層和不同速率（如1

36、0 Mb/s 和 100 Mb/s 以太網(wǎng)）的局域網(wǎng)網(wǎng)橋和集線器（或轉(zhuǎn)發(fā)器）不同：集線器在轉(zhuǎn)發(fā)幀時，不對傳輸媒體進行檢測。網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)幀之前必須執(zhí)行 CSMA/CD 算法。若在發(fā)送過程中出現(xiàn)碰撞，就必須停止發(fā)送和進行退避。 目前使用得最多的網(wǎng)橋是透明網(wǎng)橋(transparent bridge)。 “透明”是指局域網(wǎng)上的站點并不知道所發(fā)送的幀將經(jīng)過哪幾個網(wǎng)橋，因為網(wǎng)橋?qū)Ω髡緛碚f是看不見的。 透明網(wǎng)橋是一種即插即用設備，其標準是 IEEE 802.1D。 在網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)表中寫入的信息除了地址和接口外，還有幀進入該網(wǎng)橋的時間。（1）網(wǎng)橋收到一幀后先進行自學習。查找轉(zhuǎn)發(fā)表中與收到幀的源地址有無相匹配的項目

37、。如沒有，就在轉(zhuǎn)發(fā)表中增加一個項目（源地址、進入的接口和時間）。如有，則把原有的項目進行更新。（2）轉(zhuǎn)發(fā)幀。查找轉(zhuǎn)發(fā)表中與收到幀的目的地址有無相匹配的項目。如沒有，則通過所有其他接口（但進入網(wǎng)橋的接口除外）按進行轉(zhuǎn)發(fā)。如有，則按轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口進行轉(zhuǎn)發(fā)。若轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口就是該幀進入網(wǎng)橋的接口，則應丟棄這個幀（因為這時不需要經(jīng)過網(wǎng)橋進行轉(zhuǎn)發(fā)）。透明網(wǎng)橋使用了生成樹算法：互連在一起的網(wǎng)橋在進行彼此通信后，就能找出原來的網(wǎng)絡拓撲的一個子集。在這個子集里，整個連通的網(wǎng)絡中不存在回路，即在任何兩個站之間只有一條路徑。這是為了避免產(chǎn)生轉(zhuǎn)發(fā)的幀在網(wǎng)絡中不斷地兜圈子。 源路由(source route)

38、網(wǎng)橋在發(fā)送幀時將詳細的路由信息放在幀的首部中。源站以廣播方式向欲通信的目的站發(fā)送一個發(fā)現(xiàn)幀，每個發(fā)現(xiàn)幀都記錄所經(jīng)過的路由。多接口網(wǎng)橋以太網(wǎng)交換機。工作在全雙工方式。交換機能同時連通許多對的接口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。對于普通 10 Mb/s 的共享式以太網(wǎng)，若共有 N 個用戶，則每個用戶占有的平均帶寬只有總帶寬(10 Mb/s)的 N 分之一。使用以太網(wǎng)交換機時，雖然在每個接口到主機的帶寬還是 10 Mb/s，但由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網(wǎng)絡用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對于擁有 N 對接口的交換機的總?cè)萘繛?N10 Mb/s。這正是交換

39、機的最大優(yōu)點。 虛擬局域網(wǎng) VLAN 是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組。這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。每一個 VLAN 的幀都有一個明確的標識符，指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個 VLAN。虛擬局域網(wǎng)其實只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務，而并不是一種新型局域網(wǎng)。 虛擬局域網(wǎng)協(xié)議允許在以太網(wǎng)的幀格式中插入一個 4 字節(jié)的標識符，稱為 VLAN 標記(tag)，用來指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個虛擬局域網(wǎng)。 第 4 章 網(wǎng)絡層重要內(nèi)容：(1) 虛擬互連網(wǎng)絡的概念 (2) IP 地址與物理地址的關(guān)系 (3) 傳統(tǒng)的分類的 IP 地址（包括子網(wǎng)掩碼）和無分類域間路由選擇 CIDR (4)

40、路由選擇協(xié)議的工作原理4.1 網(wǎng)絡層提供的兩種服務在計算機通信中，可靠交付應當由誰來負責？是網(wǎng)絡還是端系統(tǒng)？電信網(wǎng)的成功經(jīng)驗讓網(wǎng)絡負責可靠交付。面向連接的通信方式 建立虛電路(Virtual Circuit)，以保證雙方通信所需的一切網(wǎng)絡資源。 如果再使用可靠傳輸?shù)木W(wǎng)絡協(xié)議，就可使所發(fā)送的分組無差錯按序到達終點。因特網(wǎng)采用的設計思路：網(wǎng)絡層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報服務。網(wǎng)絡在發(fā)送分組時不需要先建立連接。每一個分組（即 IP 數(shù)據(jù)報）獨立發(fā)送，與其前后的分組無關(guān)（不進行編號）。網(wǎng)絡層不提供服務質(zhì)量的承諾。即所傳送的分組可能出錯、丟失、重復和失序（不按序到達終點），當

41、然也不保證分組傳送的時限。如果主機（即端系統(tǒng)）中的進程之間的通信需要是可靠的，那么就由網(wǎng)絡的主機中的運輸層負責（包括差錯處理、流量控制等）。采用這種設計思路的好處是：網(wǎng)絡的造價大大降低，運行方式靈活，能夠適應多種應用。4.2 網(wǎng)際協(xié)議 IP網(wǎng)際協(xié)議 IP 是 TCP/IP 體系中兩個最主要的協(xié)議之一。與 IP 協(xié)議配套使用的還有三個協(xié)議：地址解析協(xié)議 ARP(Address Resolution Protocol)網(wǎng)際控制報文協(xié)議 ICMP(Internet Control Message Protocol)網(wǎng)際組管理協(xié)議 IGMP(Internet Group Management Prot

42、ocol)4.2.1 虛擬互連網(wǎng)絡網(wǎng)絡互相連接起來要使用一些中間設備。物理層中繼系統(tǒng)：轉(zhuǎn)發(fā)器(repeater)。數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋或橋接器(bridge)。網(wǎng)絡層中繼系統(tǒng)：路由器(router)。網(wǎng)橋和路由器的混合物：橋路器(brouter)。網(wǎng)絡層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān)(gateway)。 所謂虛擬互連網(wǎng)絡也就是邏輯互連網(wǎng)絡，它的意思就是互連起來的各種物理網(wǎng)絡的異構(gòu)性本來是客觀存在的，但是我們利用 IP 協(xié)議就可以使這些性能各異的網(wǎng)絡從用戶看起來好像是一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡。使用 IP 協(xié)議的虛擬互連網(wǎng)絡可簡稱為 IP 網(wǎng)。使用虛擬互連網(wǎng)絡的好處是：當互聯(lián)網(wǎng)上的主機進行通信時，就好像在一個網(wǎng)絡

43、上通信一樣，而看不見互連的各具體的網(wǎng)絡異構(gòu)細節(jié)。 4.2.2 分類的 IP 地址IP 地址就是給每個連接在因特網(wǎng)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。IP地址編址三階段：分類的 IP 地址。子網(wǎng)的劃分。構(gòu)成超網(wǎng)。每一類地址都由兩個固定長度的字段組成，其中一個字段是網(wǎng)絡號 net-id，它標志主機（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡，而另一個字段則是主機號 host-id，它標志該主機（或路由器）。兩級的 IP 地址可以記為：IP 地址 := , 點分十進制記法：每隔 8 位插入一個空格能夠提高可讀性，將每 8 位的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)IP地址特點：(1) IP 地址是一種

44、分等級的地址結(jié)構(gòu)。分兩個等級的好處是：第一，IP 地址管理機構(gòu)在分配 IP 地址時只分配網(wǎng)絡號，而剩下的主機號則由得到該網(wǎng)絡號的單位自行分配。這樣就方便了 IP 地址的管理。第二，路由器僅根據(jù)目的主機所連接的網(wǎng)絡號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機號），這樣就可以使路由表中的項目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲空間。 (2) 實際上 IP 地址是標志一個主機（或路由器）和一條鏈路的接口。 當一個主機同時連接到兩個網(wǎng)絡上時，該主機就必須同時具有兩個相應的 IP 地址，其網(wǎng)絡號 net-id 必須是不同的。這種主機稱為多歸屬主機(multihomed host)。由于一個路由器至少應當連接到兩個

45、網(wǎng)絡（這樣它才能將 IP 數(shù)據(jù)報從一個網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡），因此一個路由器至少應當有兩個不同的 IP 地址。 (3) 用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個局域網(wǎng)仍為一個網(wǎng)絡，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡號 net-id。(4) 所有分配到網(wǎng)絡號 net-id 的網(wǎng)絡，范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。在同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP 地址中的網(wǎng)絡號必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡號就是 IP 地址中的 net-id路由器總是具有兩個或兩個以上的 IP 地址。路由器的每一個接口都有一個不同網(wǎng)絡號的 IP 地址。 4.2.3 IP 地址與硬件地址在 IP 層抽象的互聯(lián)網(wǎng)上只

46、能看到 IP 數(shù)據(jù)報。兩個路由器的 IP 地址并不出現(xiàn)在 IP 數(shù)據(jù)報的首部中 。路由器只根據(jù)目的站的 IP 地址的網(wǎng)絡號進行路由選擇 在具體的物理網(wǎng)絡的鏈路層只能看見 MAC 幀而看不見 IP 數(shù)據(jù)報 4.2.4 地址解析協(xié)議 ARP不管網(wǎng)絡層使用的是什么協(xié)議，在實際網(wǎng)絡的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時，最終還是必須使用硬件地址。 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(wǎng)上的各主機和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。當主機 A 欲向本局域網(wǎng)上的某個主機 B 發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)報時，就先在其 ARP 高速緩存中查看有無主機 B 的 IP 地址。如有，就可查出其對

47、應的硬件地址，再將此硬件地址寫入 MAC 幀，然后通過局域網(wǎng)將該 MAC 幀發(fā)往此硬件地址。 使用 ARP 的四種典型情況發(fā)送方是主機，要把IP數(shù)據(jù)報發(fā)送到本網(wǎng)絡上的另一個主機。這時用 ARP 找到目的主機的硬件地址。 發(fā)送方是主機，要把 IP 數(shù)據(jù)報發(fā)送到另一個網(wǎng)絡上的一個主機。這時用 ARP 找到本網(wǎng)絡上的一個路由器的硬件地址。剩下的工作由這個路由器來完成。 發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)到本網(wǎng)絡上的一個主機。這時用 ARP 找到目的主機的硬件地址。 發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡上的一個主機。這時用 ARP 找到本網(wǎng)絡上另一個路由器的硬件地址。剩下的工作由這個

48、路由器來完成。 4.2.5 IP 數(shù)據(jù)報的格式版本占 4 位，指 IP 協(xié)議的版本目前的 IP 協(xié)議版本號為 4 (即 IPv4) 首部長度占 4 位，可表示的最大數(shù)值是 15 個單位(一個單位為 4 字節(jié))因此 IP 的首部長度的最大值是 60 字節(jié)。 總長度占 16 位，指首部和數(shù)據(jù)之和的長度，單位為字節(jié)，因此數(shù)據(jù)報的最大長度為 65535 字節(jié)。總長度必須不超過最大傳送單元 MTU。 標識(identification) 占 16 位，它是一個計數(shù)器，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報的標識。 標志(flag) 占 3 位，目前只有前兩位有意義。標志字段的最低位是 MF (More Fragment)。MF

49、 = 1 表示后面“還有分片”。MF = 0 表示最后一個分片。標志字段中間的一位是 DF (Dont Fragment) 。只有當 DF = 0 時才允許分片。 片偏移(13 位)指出：較長的分組在分片后某片在原分組中的相對位置。片偏移以 8 個字節(jié)為偏移單位。生存時間(8 位)記為 TTL (Time To Live)數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡中可通過的路由器數(shù)的最大值。 協(xié)議(8 位)字段指出此數(shù)據(jù)報攜帶的數(shù)據(jù)使用何種協(xié)議以便目的主機的 IP 層將數(shù)據(jù)部分上交給哪個處理過程 首部檢驗和(16 位)字段只檢驗數(shù)據(jù)報的首部不檢驗數(shù)據(jù)部分。這里不采用 CRC 檢驗碼而采用簡單的計算方法。 源地址和目的地址都

50、各占 4 字節(jié)可變部分：最后用全0的填充字段補齊成為4字節(jié)的整數(shù)倍。4.2.6 IP 層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程按主機所在的網(wǎng)絡地址來制作路由表，那么每一個路由器中的路由表就只包含 4 個項目。在路由表中，對每一條路由，最主要的是（目的網(wǎng)絡地址，下一跳地址） 根據(jù)目的網(wǎng)絡地址就能確定下一跳路由器，這樣做的結(jié)果是：IP 數(shù)據(jù)報最終一定可以找到目的主機所在目的網(wǎng)絡上的路由器（可能要通過多次的間接交付）。只有到達最后一個路由器時，才試圖向目的主機進行直接交付。 IP 數(shù)據(jù)報的首部中沒有地方可以用來指明“下一跳路由器的 IP 地址”。當路由器收到待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)報，不是將下一跳路由器的 IP 地址填入 IP 數(shù)據(jù)報

51、，而是送交下層的網(wǎng)絡接口軟件。網(wǎng)絡接口軟件使用 ARP 負責將下一跳路由器的 IP 地址轉(zhuǎn)換成硬件地址，并將此硬件地址放在鏈路層的 MAC 幀的首部，然后根據(jù)這個硬件地址找到下一跳路由器。 4.3 劃分子網(wǎng)和構(gòu)造超網(wǎng)劃分子網(wǎng)：在 IP 地址中又增加了一個“子網(wǎng)號字段”，使兩級的 IP 地址變成為三級的 IP 地址。 劃分子網(wǎng)純屬一個單位內(nèi)部的事情。單位對外仍然表現(xiàn)為沒有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡。從主機號借用若干個位作為子網(wǎng)號 subnet-id，而主機號 host-id 也就相應減少了若干個位。IP地址 := , , 凡是從其他網(wǎng)絡發(fā)送給本單位某個主機的 IP 數(shù)據(jù)報，仍然是根據(jù) IP 數(shù)據(jù)報的目的網(wǎng)絡

52、號 net-id，先找到連接在本單位網(wǎng)絡上的路由器。然后此路由器在收到 IP 數(shù)據(jù)報后，再按目的網(wǎng)絡號 net-id 和子網(wǎng)號 subnet-id 找到目的子網(wǎng)。最后就將 IP 數(shù)據(jù)報直接交付目的主機。 子網(wǎng)掩碼：從一個 IP 數(shù)據(jù)報的首部并無法判斷源主機或目的主機所連接的網(wǎng)絡是否進行了子網(wǎng)劃分。使用子網(wǎng)掩碼(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子網(wǎng)部分。 (IP 地址) AND (子網(wǎng)掩碼) =網(wǎng)絡地址 路由器在和相鄰路由器交換路由信息時，必須把自己所在網(wǎng)絡（或子網(wǎng)）的子網(wǎng)掩碼告訴相鄰路由器。 路由器的路由表中的每一個項目，除了要給出目的網(wǎng)絡地址外，還必須同時給出該網(wǎng)絡的子網(wǎng)掩碼

53、。4.3.3 無分類編址 CIDR無分類域間路由選擇（構(gòu)造超網(wǎng)）CIDR使用各種長度的“網(wǎng)絡前綴”(network-prefix)來代替分類地址中的網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號。 IP 地址從三級編址（使用子網(wǎng)掩碼）又回到了兩級編址。 無分類的兩級編址的記法是： IP地址 := , CIDR 還使用“斜線記法”(slash notation)，它又稱為CIDR記法，即在 IP 地址后面加上一個斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡前綴所占的位數(shù)（這個數(shù)值對應于三級編址中子網(wǎng)掩碼中 1 的個數(shù)）。 CIDR 把網(wǎng)絡前綴都相同的連續(xù)的 IP 地址組成“CIDR 地址塊”。 128.14.32.0/20 表示的地址塊共有 21

54、2 個地址（因為斜線后面的 20 是網(wǎng)絡前綴的位數(shù)，所以這個地址的主機號是 12 位）。這個地址塊的起始地址是 128.14.32.0。 128.14.32.0/20 地址塊的最小地址：128.14.32.0 128.14.32.0/20 地址塊的最大地址：128.14.47.255 全 0 和全 1 的主機號地址一般不使用。一個 CIDR 地址塊可以表示很多地址，這種地址的聚合常稱為路由聚合，它使得路由表中的一個項目可以表示很多個（例如上千個）原來傳統(tǒng)分類地址的路由。路由聚合也稱為構(gòu)成超網(wǎng)(supernetting)。 CIDR 雖然不使用子網(wǎng)了，但仍然使用“掩碼”這一名詞（但不叫子網(wǎng)掩碼）。對于 /20 地址塊，它的掩碼是 20 個連續(xù)的 1。 斜線記法中的數(shù)字就是掩碼中1的個數(shù)。使用 CIDR 時，路由表中的每個項目由“網(wǎng)絡前綴”和“下一跳地址”組成。在查找路由表時可能會得到不止一個匹配結(jié)果。 應當