計算機網(wǎng)絡(第5版)重點知識考研期末考試

./一、現(xiàn)在最主要的三種網(wǎng)絡電信網(wǎng)絡〔網(wǎng)有線電視網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡<發(fā)展最快,信息時代的核心技術>internet和Internetinternet是普通名詞泛指一般的互連網(wǎng)〔互聯(lián)網(wǎng)Internet是專有名詞,標準翻譯是"因特網(wǎng)"世界圍的互連網(wǎng)〔互聯(lián)網(wǎng)使用TCP/IP協(xié)議族前身是美國的阿帕網(wǎng)ARPANET計算機網(wǎng)絡的帶寬計算機網(wǎng)絡的帶寬是指網(wǎng)絡可通過的最高數(shù)據(jù)率,即每秒多少比特。描述帶寬也常常把"比特/秒"省略。例如,帶寬是10M,實際上是10Mb/s。注意：這里的M是106。對寬帶傳輸?shù)腻e誤概念在網(wǎng)絡中有兩種不同的速率：信號〔即電磁波在傳輸媒體上的傳播速率〔米/秒,或公里/秒計算機向網(wǎng)絡發(fā)送比特的速率〔比特/秒,也叫傳輸速率。這兩種速率的意義和單位完全不同。寬帶傳輸：計算機向網(wǎng)絡發(fā)送比特的速率較高。寬帶線路：每秒有更多比特從計算機注入到線路。寬帶線路和窄帶線路上比特的傳播速率是一樣的。早期的計算機網(wǎng)絡采用電路交換,新型的計算機網(wǎng)絡采用分組交換的、基于存儲轉發(fā)的方式。分組交換：在發(fā)送端把要發(fā)送的報文分隔為較短的數(shù)據(jù)塊每個塊增加帶有控制信息的首部構成分組〔包依次把各分組發(fā)送到接收端接收端剝?nèi)ナ撞?抽出數(shù)據(jù)部分,還原成報文IP網(wǎng)絡的重要特點每一個分組獨立選擇路由。發(fā)往同一個目的地的分組,后發(fā)送的有可能先收到〔即可能不按順序接收。當網(wǎng)絡中的通信量過大時,路由器就來不及處理分組,于是要丟棄一些分組。因此,IP網(wǎng)絡不保證分組的可靠地交付。IP網(wǎng)絡提供的服務被稱為：盡最大努力服務<besteffortservice>最重要的兩個協(xié)議：IP和TCPTCP協(xié)議保證了應用程序之間的可靠通信,IP協(xié)議控制分組在因特網(wǎng)的傳輸,但因特網(wǎng)不保證可靠交付.在TCP/IP的應用層協(xié)議使用的是客戶服務器方式?？蛻?lt;client>和服務器<server>都是指通信中所涉及的兩個應用進程?？蛻舴掌鞣绞剿枋龅氖沁M程之間服務和被服務的關系。當A進程需要B進程的服務時就主動呼叫B進程,在這種情況下,A是客戶而B是服務器。可能在下一次通信中,B需要A的服務,此時,B是客戶而A是服務器。注意：使用計算機的人是"用戶"<user>而不是"客戶"<client>?？蛻艉头掌鞫贾傅氖沁M程,即計算機軟件。由于運行服務器進程的機器往往有許多特殊的要求,因此人們經(jīng)常將主要運行服務器進程的 機器〔硬件不嚴格地稱為服務器。例如,"這臺機器是服務器。"意思是："這臺機器〔硬件主要是用來運行服務器進程〔軟件。"因此,服務器<server>一詞有時指的是軟件,但也有時指的是硬件。六、總結因特網(wǎng)<Internet>是世界圍的、互連起來的計算機網(wǎng)絡,它使用TCP/IP協(xié)議族,并且它的前身是美國阿帕網(wǎng)ARPANET。計算機網(wǎng)絡的帶寬是網(wǎng)絡可通過的最高數(shù)據(jù)率。因特網(wǎng)使用基于存儲轉發(fā)的分組交換,并使用IP協(xié)議傳送IP分組。路由器把許多網(wǎng)絡互連起來,構成了互連網(wǎng)。路由器收到分組后,根據(jù)路由表查找出下一跳路由器的地址,然后轉發(fā)分組。路由器根據(jù)與其他路由器交換的路由信息構造出自己的路由表。IP網(wǎng)絡提供盡最大努力服務,不保證可靠交付。TCP協(xié)議保證計算機程序之間的、端到端的可靠交付。在TCP/IP的應用層協(xié)議使用的是客戶服務器方式?？蛻艉头掌鞫际沁M程〔即軟件。客戶是服務請求方,服務器是服務提供方。服務器有時也指"運行服務器軟件"的機器。========================================================================一、IP網(wǎng)絡是虛擬網(wǎng)絡IP網(wǎng)絡是虛擬的。在IP網(wǎng)絡上傳送的是IP數(shù)據(jù)報〔IP分組。實際上在網(wǎng)絡鏈路上傳送的是"幀",使用的是幀的硬件地址〔MAC地址。地址解析協(xié)議ARP用來把IP地址〔虛擬地址轉換為硬件地址〔物理地址。IP地址的表示方法IP地址的表示方法有兩種：二進制和點分十進制。IP地址是32位二進制數(shù)字,為方便閱讀和從鍵盤上輸入,可把每8位二進制數(shù)字轉換成一個十進制數(shù)字,并用小數(shù)點隔開,這就是點分十進制。三、因特網(wǎng)的域名因特網(wǎng)的域名分為：頂級域名二級域名三級域名四級域名域名服務器DNS<DomainNameServer>因特網(wǎng)中設有很多的域名服務器DNS,用來把域名轉換為IP地址。電子發(fā)送使用的協(xié)議——簡單傳送協(xié)議SMTP<SimpleMailTransferProtocol>接收使用的協(xié)議——郵局協(xié)議版本3POP3<PostOfficeProtocolversion3>注：的傳送仍然要使用IP和TCP協(xié)議統(tǒng)一資源定位符URL<UniformResourceLocator>URL用來標識萬維網(wǎng)上的各種文檔。因特網(wǎng)上的每一個文檔,在整個因特網(wǎng)的圍具有惟一的標識符URL。URL實際上就是文檔在因特網(wǎng)中的地址。超文本傳送協(xié)議HTTP<HyperTextTransferProtocol>萬維網(wǎng)客戶程序與服務器程序之間的交互遵守超文本傳送協(xié)議HTTP。結束語IP地址是32位二進制數(shù)字。為便于閱讀和鍵入,也常使用點分十進制記法。個人用戶上網(wǎng)可向本地ISP租用臨時的IP地址。域名服務器DNS把計算機域名轉換為計算機使用的32位二進制IP地址。發(fā)送電子使用SMTP協(xié)議,接收電子使用POP3協(xié)議。統(tǒng)一資源定位符URL惟一地確定了萬維網(wǎng)上文檔的地址。超文本傳送協(xié)議HTTP用于萬維網(wǎng)瀏覽器程序和服務器程序的信息交互。超文本標記語言HTML使萬維網(wǎng)文檔有了統(tǒng)一的格式。IP不使用TCP協(xié)議。利用IP網(wǎng)關使得在普通之間可以打IP。==========================================================================因特網(wǎng)服務提供者ISP<InternetServiceProvider>根據(jù)提供服務的覆蓋面積大小以及所擁有的IP地址數(shù)目的不同,ISP也分成為不同的層次。兩種通信方式在網(wǎng)絡邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢悾篊/S方式和P2P方式〔Peer-to-Peer,對等方式。因特網(wǎng)的核心部分網(wǎng)絡核心部分是因特網(wǎng)中最復雜的部分。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)。因特網(wǎng)的核心部分是由許多網(wǎng)絡和把它們互連起來的路由器組成,而主機處在因特網(wǎng)的邊緣部分。在因特網(wǎng)核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連接,而在網(wǎng)絡邊緣的主機接入到核心部分則通常以相對較低速率的鏈路相連接。主機的用途是為用戶進行信息處理的,并且可以和其他主機通過網(wǎng)絡交換信息。路由器的用途則是用來轉發(fā)分組的,即進行分組交換的。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<packetswitching>的關鍵構件,其任務是轉發(fā)收到的分組,這是網(wǎng)絡核心部分最重要的功能。電路交換電路交換必定是面向連接的。電路交換的三個階段：建立連接、通信、釋放連接。網(wǎng)絡的分類不同作用圍的網(wǎng)絡廣域網(wǎng)WAN<WideAreaNetwork>局域網(wǎng)LAN<LocalAreaNetwork>城域網(wǎng)MAN<MetropolitanAreaNetwork>個人區(qū)域網(wǎng)PAN<PersonalAreaNetwork>從網(wǎng)絡的使用者進行分類公用網(wǎng)<publicnetwork>專用網(wǎng)<privatenetwork>用來把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡接入網(wǎng)AN<AccessNetwork>,它又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。注：由ISP提供的接入網(wǎng)只是起到讓用戶能夠與因特網(wǎng)連接的"橋梁"作用。計算機網(wǎng)絡的性能指標速率帶寬吞吐量時延<delay或latency>傳輸時延〔發(fā)送時延>——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。注：信號傳輸速率〔即發(fā)送速率和信號在信道上的傳播速率是完全不同的概念。處理時延——交換結點為存儲轉發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時間。排隊時延——結點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延?？倳r延=發(fā)送時延+傳播時延+處理時延+處理時延時延帶寬積利用率——分為信道利用率和網(wǎng)絡利用率。信道利用率——某信道有百分之幾的時間是被利用的〔有數(shù)據(jù)通過。網(wǎng)絡利用率——全網(wǎng)絡的信道利用率的加權平均值。注：信道利用率并非越高越好。網(wǎng)絡協(xié)議<networkprotocol>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。其組成要素有以下三點：語法數(shù)據(jù)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(xiàn)順序的詳細說明。八、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)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<ServiceAccessPoint>。TCP/IP的體系結構路由器在轉發(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。=================================================================================物理層一、物理層的基本概念物理層的主要任務是確定與傳輸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。幾個術語數(shù)據(jù)<data>——運送消息的實體。信號<signal>——數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。"模擬的"<analogous>——代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。"數(shù)字的"<digital>——代表消息的參數(shù)的取值是離散的。碼元<code>——在使用時間域〔或簡稱為時域的波形表示數(shù)字信號時,代表不同離散數(shù)值的基 本波形。三、有關信號的幾個基本概念 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。四、基帶信號和調(diào)制基帶信號往往包含有較多的低頻成分,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。為了解決這一問題,就必須對基帶信號進行調(diào)制<modulation>。最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種：調(diào)幅<AM>：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。調(diào)頻<FM>：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。調(diào)相<PM>:載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。導向傳輸媒體雙絞線、同軸電纜、光纜、無線信道。六、信道復用技術復用<multiplexing>是通信技術中的基本概念。

復用技術的分類：頻分復用FDM<FrequencyDivisionMultiplexing>時分復用TDM<TimeDivisionMultiplexing>波分復用WDM<WavelengthDivisionMultiplexing>碼分復用CDM<CodeDivisionMultiplexing>常用的名詞是碼分多址CDMA<CodeDivisionMultipleAccess>。各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型,因此彼此不會造成干擾。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個短的間隔,稱為碼片<chip>。碼片序列<chipsequence>每個站被指派一個唯一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1,則發(fā)送自己的mbit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8bit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。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>。兩個不同站的碼片序列正交,就是向量S和T的規(guī)格化積<innerproduct>都是0：任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化積都是1：一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化積值是–1。CDMA的工作原理============================================================第3章數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道分類數(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,因此過程比較復雜。各層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位網(wǎng)絡層：IP數(shù)據(jù)報〔或IP分組數(shù)據(jù)鏈路層：幀物理層：比特三、數(shù)據(jù)鏈路層傳輸數(shù)據(jù)時的三個基本問題<1>封裝成幀<framing>——在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部,然后就構成了一個幀。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>差錯控制四、點對點協(xié)議PPP<Point-to-PointProtocol>現(xiàn)在全世界使用得最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是點對點協(xié)議PPP。用戶使用撥號線接入因特網(wǎng)時,一般都是使用PPP協(xié)議。PPP協(xié)議應滿足的需求簡單——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PPP協(xié)議不需要的功能糾錯<只需要檢測有無錯,而不需糾錯>流量控制序號多點線路半雙工或單工鏈路3.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<LinkControlProtocol>。網(wǎng)絡控制協(xié)議NCP<NetworkControlProtocol>。4.PPP協(xié)議之不使用序號和確認機制.媒體共享技術靜態(tài)劃分信道頻分復用時分復用波分復用碼分復用動態(tài)媒體接入控制〔多點接入隨機接入受控接入,如多點線路探詢<polling>,或輪詢。 以太網(wǎng)的兩個標準DIXEthernetV2標準與IEEE的802.3標準只有很小的差別,因此可以將802.3局域網(wǎng)簡稱為"以太網(wǎng)"。數(shù)據(jù)鏈路層的兩個子層邏輯鏈路控制LLC<LogicalLinkControl>子層媒體接入控制MAC<MediumAccessControl>子層。與接入到傳輸媒體有關的容都放在MAC子層,而LLC子層則與傳輸媒體無關,不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對LLC子層來說都是透明的,如下圖所示：局域網(wǎng)對LLC子層是透明的注意：由于TCP/IP體系經(jīng)常使用的局域網(wǎng)是DIXEthernetV2而不是802.3標準中的幾種局域網(wǎng),因此現(xiàn)在802委員會制定的邏輯鏈路控制子層LLC〔即802.2標準的作用已經(jīng)不大了。很多廠商生產(chǎn)的適配器上就僅裝有MAC協(xié)議而沒有LLC協(xié)議。所以我們以后一般不考慮LLC子層。以太網(wǎng)提供的服務以太網(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。以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用曼徹斯特<Manchester>編碼。圖曼徹斯特編碼方式載波監(jiān)聽多點接入/沖突檢測〔CSMA/CDCSMA/CD表示CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection。"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。總線上并沒有什么"載波"。因此,"載波監(jiān)聽"就是用電子技術檢測總線上有沒有其他計算機 發(fā)送的數(shù)據(jù)信號。"沖突檢測"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兩個站同時在發(fā)送 數(shù)據(jù),表明產(chǎn)生了沖突。檢測到碰撞后在發(fā)生碰撞時,總線上傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生了嚴重的失真,無法從中恢復出有用的信息來。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,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。以太網(wǎng)的MAC層1、48位的MAC地址在局域網(wǎng)中,硬件地址又稱為物理地址,或MAC地址,共48位,其前3個字節(jié)〔即高24位用于標識不同的生產(chǎn)廠家,后3個字節(jié)〔即低24位由廠家自行指派,用于標識產(chǎn)品號。2、從網(wǎng)絡上發(fā)往本站的幀分為以下3種:單播<unicast>幀〔一對一廣播<broadcast>幀〔一對全體多播<multicast>幀〔一對多3、MAC幀的格式常用的以太網(wǎng)MAC幀格式有兩種標準：DIXEthernetV2標準IEEE的802.3標準最常用的MAC幀是以太網(wǎng)V2的格式,如下：4、幀間最小間隔幀間最小間隔為9.6s,相當于96bit的發(fā)送時間。一個站在檢測到總線開始空閑后,還要等待9.6s才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據(jù)幀的站的接收緩存來得及清理,做好接收下一幀的準備。多接口網(wǎng)橋——以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機通常都有十幾個接口。因此,以太網(wǎng)交換機實質(zhì)上就是一個多接口的網(wǎng)橋,可見交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層。以太網(wǎng)交換機的每個接口都直接與主機相連,并且一般都工作在全雙工方式。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)。以太網(wǎng)交換機由于使用了專用的交換結構芯片,其交換速率就較高。虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLAN是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構成的與物理位置無關的邏輯組。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)限制了接收廣播信息的工作站數(shù),使得網(wǎng)絡不會因傳播過多的廣播信息<即"廣播風暴">而引起性能惡化。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)。網(wǎng)絡層提供的兩種服務網(wǎng)絡層提供兩種類型的的服務,即：虛電路服務和數(shù)據(jù)報服務。面向連接的通信方式建立虛電路<VirtualCircuit>,以保證雙方通信所需的一切網(wǎng)絡資源。圖示虛電路服務虛電路表示這只是一條邏輯上的連接,分組都沿著這條邏輯連接按照存儲轉發(fā)方式傳送,而并不是真正建立了一條物理連接。請注意,電路交換的通信是先建立了一條真正的連接。因此分組交換的虛連接和電路交換的連接只是類似,但并不完全一樣。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。無連接的通信方式網(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。圖示數(shù)據(jù)報服務網(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)議配套使用的還有四個協(xié)議：地址解析協(xié)議ARP<AddressResolutionProtocol>逆地址解析協(xié)議RARP<ReverseAddressResolutionProtocol>網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP<InternetControlMessageProtocol>注：ICMP不是高層協(xié)議,而是IP層的協(xié)議。網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP<InternetGroupManagementProtocol>十四、網(wǎng)際層的IP協(xié)議及配套協(xié)議注：ICMP網(wǎng)際控制報文協(xié)議網(wǎng)絡互相連接起來要使用一些中間設備中間設備又稱為中間系統(tǒng)或中繼<relay>系統(tǒng)。物理層中繼系統(tǒng)：轉發(fā)器<repeater>、中繼器。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<gateway>。十六、網(wǎng)絡互連使用路由器當中繼系統(tǒng)是轉發(fā)器或網(wǎng)橋時,一般并不稱之為網(wǎng)絡互連,因為這僅僅是把一個網(wǎng)絡擴大了,而 這仍然是一個網(wǎng)絡。網(wǎng)關由于比較復雜,目前使用得較少?；ヂ?lián)網(wǎng)都是指用路由器進行互連的網(wǎng)絡。由于歷史的原因,許多有關TCP/IP的文獻將網(wǎng)絡層使用的路由器稱為網(wǎng)關。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。分類IP地址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::={<網(wǎng)絡號>,<主機號>},::=代表"定義為"IP地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段常用的三種類別的IP地址IP地址的一些重要特點<1>IP地址是一種分等級的地址結構<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<multihomedhost>。由于一個路由器至少應當連接到兩個網(wǎng)絡〔這樣它才能將IP數(shù)據(jù)報從一個網(wǎng)絡轉發(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,無論是圍很小的局域網(wǎng),還是可能覆蓋很理圍的廣域 網(wǎng),都是平等的。十八、IP地址與硬件地址網(wǎng)絡層及以上使用IP地址路由器只根據(jù)目的站的IP地址的網(wǎng)絡號進行路由選擇鏈路層及以下使用MAC地址在具體的物理網(wǎng)絡的鏈路層只能看見MAC幀而看不見IP數(shù)據(jù)報地址解析協(xié)議ARP和逆地址解析協(xié)議RARP1、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<ARPcache>,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。ARP是解決同一個局域網(wǎng)上的主機或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題。如果所要找的主機和源主機不在同一個局域網(wǎng)上,那么就要通過ARP找到一個位于本局域網(wǎng)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(wǎng)絡。剩下的工作就由下一個網(wǎng)絡來做。2、RARP逆地址解析協(xié)議RARP使只知道自己硬件地址的主機能夠知道其IP地址。這種主機往往是無盤工作站。因此RARP協(xié)議目前已很少使用。二十、查找路由表在路由表中,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。二十一、劃分子網(wǎng)<subnetting>從1985年起在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。這種做法叫作劃分子網(wǎng)<subnetting>。劃分子網(wǎng)已成為因特網(wǎng)的正式標準協(xié)議。劃分子網(wǎng)純屬一個單位部的事情。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::={<網(wǎng)絡號>,<子網(wǎng)號>,<主機號>}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<subnetmask>可以找出IP地址中的子網(wǎng)部分。IP地址的各字段和子網(wǎng)掩碼默認子網(wǎng)掩碼二十二、因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議有關路由選擇協(xié)議的幾個基本概念:1>理想的路由算法算法必須是正確的和完整的。算法在計算上應簡單。算法應能適應通信量和網(wǎng)絡拓撲的變化,這就是說,要有自適應性。算法應具有穩(wěn)定性。算法應是公平的。算法應是最佳的。2、關于"最佳路由"不存在一種絕對的最佳路由算法。所謂"最佳"只能是相對于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。實際的路由選擇算法,應盡可能接近于理想的算法。路由選擇是個非常復雜的問題它是網(wǎng)絡中的所有結點共同協(xié)調(diào)工作的結果。路由選擇的環(huán)境往往是不斷變化的,而這種變化有時無法事先知道。3、從路由算法的自適應性考慮：靜態(tài)路由選擇策略——即非自適應路