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计算机网络自顶向下法
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2013-04-22
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WRI研究生0601
Chap1:
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Chap1:
Chap1:
1、描述internet的方法:一种是描述internet的具体构成,也就是构成internet的硬件和软件。另一种是根据为分布式应用
提供服务联网基础设施来描述的。
协议概念:
协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和次序, 以及在报文传输和接收或其它事件方面所采取的动
作。
3、因特网的面向连接服务包括可靠数据传送、流控制和拥塞控制。
可靠数据传送:指一个应用程序能够依赖该连接无差错的和按顺序传递其所有数据。
流控制:确保连接的任何一方都不会过快的发送过量的分组而淹没另一方。
拥塞控制:有助于防止因特网进入迟滞状态。
4、
Internetprotocolstack
application应用层:supportingnetworkapplications报文FTP,SMTP,HTTP
transport运输层:process-processdatatransfer报文段TCP,UDP
network网络层:routingofdatagramsfromsourcetodestination数据报IP,routingprotocols
link链路层:datatransferbetweenneighboringnetworkelements帧PPP,Ethernet
physical物理层:bits“onthewire”
chap2应用层
1、3种主流体系结构:客户机/服务器结构;P2P体系结构;两者混合的结构
2、web的应用层协议是HTTP(HyperTextTransferProtocol),使用TCP而不是UDP作为底层传输协议
3、TCP握手方式:客户机发送一个小TCP报文段到服务器,服务器用一个小TCP报文段确认和响应,最后,客户机向服务器返
回确认。总的响应时间就是两个RTT(往返时间)加上服务器发送HTML文件的时间。
4
、
HTTP和FTP都是文件传送协议, 并且有很多共同点, 比如都运行在TCP上; 另外一个重要区别就是FTP使用了两个并行的TCP
连接来传输文件,一个是控制连接,一个是数据连接。控制连接用于传送两主机间的传输控制信息,数据连接用于准确的传输一
个文件,所以称FTP的控制信息是带外传送的。
5、因特网电子邮件系统由用户代理、邮件服务器和简单邮件传送协议组成。
6、DNS是为因特网上的用户应用程序以及其他软件提供一种核心功能,即将主机名转换为它们下面的IP地址。DNS(域名系统
)
由DNS服务器和一个允许主机查询分布式数据库的应用层协议组成。除了主机名到IP地址的转换外,DNS还提供主机别名、邮
件服务器别名、负载分配等服务。
7、使用分布式服务的原因:单点故障、通信容量、远距离的集中式数据库、维护
chap3运输层
1、在协议栈中,运输层位于网络层之上,运输层为运行在不同主机上的进程彼此之间提供了逻辑通信,而网络层则提供了主机
之间的逻辑通信。
2、
运输层协议包括UDP(用户数据报协议)和TCP(传输控制协议)。
3、特定服务需要UDP的理由:a应用层能更好的控制要发送的数据和发送时间b无需连接建立c无连接状态d分组首部开销小
应用应用层协议运输层协议
电子邮件SMTPTCP
远程终端访问TelnetTCP
WEBHTTPTCP
文件传输FTPTCP
远程文件服务器NFS通常UDP
流式多媒体专用通常UDP
因特网电话专用通常UDP
网络管理SNMP通常UDP
选路协议RIP通常UDP
域名转换DNS通常UDP
4、rdt2.1分组(空缺)
5、
GBN协议(滑动窗口协议)。那些已被传输但还未被确认的分组的许可序号范围可以被看成是一个在序号范围内大小为N的
窗口,随着协议的运行,该窗口在序号空间内向前滑动。N为窗口长度。
6、TCP报文段结构:首部包括源和目的端口号,用于多路复用/多路分解来自或送至上层应用的数据;首部检查和字段;32比
特序号字段和32比特确认号字段,用于实现可靠数据传输服务;16比特接收窗口字段,用于流量控制;4比特首部长度字
段,指示了以32比特字为单位的TCP首部长度;可选与变长的选项字段,用于发送方和接收方协商最大报文段长度或在高
速网络环境下用作窗口调节因子时使用;6比特的标志字段,用于指示确认字段中的值是有效的
WRI研究生0601
7、TCP在IP的不可靠的尽力而为服务的基础上建立了一种可靠数据传输服务。 TCP发送方有3个与传输和重传有关的重要事
件:
从上层应用程序接收数据;定时器超时;收到ACK报文。
8、
TCP给应用程序提供了流量控制服务以消除发送方使接收方缓存溢出的可能性,因此流量控制是一个速度匹配服务;TCP发
送方也可能因为IP网络的拥塞而被遏制,这种控制被称为拥塞控制。拥塞控制的方法:端到端拥塞控制;网络辅助拥塞控
制
9、
TCP采用拥塞控制方法是让每一个发送方根据所感知的网络拥塞程度,来限制其能向连接发送流量的速率。TCP拥塞控制算
法包含三个部分:加性增,乘性减;慢启动;对超时事件作出反应。
chap4网络层
1、
网络层两种重要的功能:转发和选路。转发是指将分组从一个输入链路接口转移到适当的输出链路接口的路由器本地动作。
选路是指分组从源到目的地时,决定端到端路径的网络范围的进程。
2、
路由器的结构:输入端口、交换结构、输出端口、选路处理器。
3、
交换结构的方式:经内存交换、经一根总线交换、经一个互联网络交换。
4、
因特网网络层的三个组件:IP协议、选路组件、报告数据报中的差错和对某些网络层信息请求进行响应的组件。
5、
IP协议包括编址规则,数据报格式,分组处理规则;选路协议包括路径选择,RIP/OSPF/BGP:ICMP协议包括差错报告,路
由器信令。
6、
IPV4地址长度为32比特,因此共有2的32次方个可能的IP地址。IPV6是2的128次方。
7、
选路算法三种分法:全局选路算法和分散式选路算法。也可以分为静态选路算法和动态选路算法。还可以分为负载敏感算法
和负载迟钝算法。
●c(x,y):linkcostfromnodextoy;=∞ifnotdirectneighbors●D(v):currentvalueofcostofpathfromsourcetodest.
v
●p(v):predecessornodealongpathfromsourcetov●N':setofnodeswhoseleastcostpathdefinitivelyknown
分布式选路算法——距离矢量算法原理、过程、以及BF方程Bellman-FordEquation(dynamicprogramming)
d
x
(y):=costofleast-costpathfromxtoyThend
x
(y)=min{c(x,v)+d
v
(y)}
whereministakenoverallneighborsvofxClearly,d
v
(z)=5,d
x
(z)=3,d
w
(z)=3
B-Fequationsays:d
u
(z)=min{c(u,v)+d
v
(z),c(u,x)+d
x
(z),c(u,w)+d
w
(z)}=min{2+5,1+3,5+3}=4
8、LS(链路状态)算法和DV(距离矢量)算法的比较:在DV算法中,每个节点仅与它的直接邻居交谈,但它为它的邻居提供
了从其自己到网络中(它所知道的)所有其他节点的最低费用估计。在LS算法中,每个节点(经广播)与所有其他节点交谈,
但它仅告诉他们与它直接相连链路的费用。
a报文复杂性,LS算法大于DV算法b收敛速度,LS快于DV算法,DV算法在收敛时会遇到选路环路,还会遇到计数到无穷
的问题。c健壮性,LS好于DV。
9、层次选路的原因:规模和管理自治。
10、两个被广泛运用于因特网自治系统内的选路协议:RIP(选路信息协议)和OSPF(开放最短路径优先) 。RIP是一种距离向量
协议,使用跳数作为其费用度量,选路更新信息每30秒相互交换一次。如果一台路由器一旦超过180秒没有监听到其邻居,则
该邻居不再被认为是可达。每台机器维护一张选路表(RIP表) ,第一列为目的子网,第二列指出了沿着到目的网络的最短路径
上的下一跳路由器标识,第三列指出了沿最短路径到目的子网跳数(即需要穿越的子网数,包括目的子网) 。
11、RIP使用一个位于网络层协议(IP)之上的运输层协议(UDP)
WRI研究生0601
12、OSPF的优点:安全、多条相同费用的路径、单播选路与多播选路的综合支持、支持在单个选路域内的层次结构。OSPF有4
种类型的路由器:内部router、区域边界router、主干router、边界router
13、BGP(边界网关协议)为每个AS(自治系统)提供一种手段,以处理a、从相邻AS获取子网可达性信息b、向该AS内部的
所有路由器传播这些可达性信息c、基于该可达性信息和AS策略,决定到达子网的最优路由。在BGP中路由器对通过使用179
端口的半永久TCP连接来交换选路信息。在BGP中一个自治系统有其全局唯一的自治系统号(ASN)
14、当一个路由器通过BGP会话通告一个前缀时,它随着前缀包括一些BGP属性。带有属性前缀的被称为一条路由。因此,BGP
对等方彼此通告路由。两个重要的属性是AS-PATH和NEXT-HOP。前者包含了前缀的通告已经通过的那些AS。
15、BGP将按顺序调用下列消除规则直到留下一条路由:1、路由被指派一个本地偏好值作为他们的属性之一。2、从余下的路由
中(所有都具有相同的本地偏好值) ,具有最短AS-PATH的路由将被选择。3、从余下的路由中(所有都相同的本地偏好值和相同
的AS-PATH长度) , 将选择具有最靠近NEXT-HOP路由器的路由。 这里最靠近是指费用最低的路由器, 它有AS内部算法来决定最
低费用的路径,也称热土豆选路。4、如果仍余下多条路由,该路由器使用BGP标识以选择路由。
chap5链路层和局域网
1、链路层协议定义了在链路两端的节点之间交互的分组格式,以及当发送和接收分组时这些节点采取的动作。链路层协议交换
的数据单元是帧。链路层协议包括以太网、802.11无线LAN、令牌环和PPP。
chap6无线网络和移动网络
1、无线网络组成:无线主机、无线链路、基站和网络基础设施。
2、有线链路和无线链路的区别:递减的信号强度、来自其他源的干扰、多路径传播。
3、
标准频率范围数据速率
802.11b2.4-2.485GHZ最高为11Mbps
802.11a5.1-5.8GHZ最高为54Mbps
802.11g2.4-2.485GHZ最高为54Mbps
4、应用AP的无线LAN被称做基础设施无线LAN,其中“基础设施”是指AP连同互连AP和路由器的有线以太网。
5、802.11采用了一种随机访问协议,称带碰撞避免得载波侦听多址访问CSMA/CA。802.11MAC协议并未实现碰撞检测。主要有
两个原因: 检测碰撞的能力要求站点具有同时发送和接收的能力; 适配器会由于隐藏终端问题和衰减问题无法检测到所有的碰
撞。
6
、
802.11帧的不同之处在于它有4个地址字段: 地址1是要接收帧的无线站点的MAC地址; 地址2是传输帧的站点的MAC地
址;
地址3是包含这个路由器接口的MAC地址;地址4是用于自组织网络中,而不用于基础设施网络中。
7、一个移动节点的永久“居所”被称为归属网络;在归属网络中代表移动节点执行移动管理功能的实体叫做归属代理。移动节
点当前所在网络叫做外部(或被访)网络;在外部网络中帮助移动节点完成移动管理功能的实体称为外部代理;通信者就是希望
与该移动节点通信的实体。
8、移动节点的间接选路:在间接选路方法中,通信者只是将数据报指向移动节点的永久地址,并将数据报发送到网络中去,完
全不知道移动节点是在归属网络中还是正在访问某个外部网络。 因此移动性对于通信者来说是完全透明的。 这些数据报就像平常
一样首先导向移动节点的归属网络。见下图::
9、直接选路克服了三角选路的低效问题,但却增加了复杂性,见下图:
WRI研究生0601
10、
如何向归属代理注册:a、收到一个外部代理通告以后,移动节点立即向外部代理发送一个移动IP注册报文。b、外部
代理收到注册报文并记录下移动节点的永久IP地址。c、归属代理接收注册请求并检查真伪和正确性。 d、外部代理接收注册
回答,然后将其转发给移动节点。
11、
如何对移动用户进行间接选路,见下图:
WRI研究生0601
1
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1
1复习题
1.
没有不同。主机和端系统可以互换。端系统包括PC,工作站,WEB服务器,邮件服务器,网络连接的PDA
,
网络电视等等。
2.
假设爱丽丝是国家A的大使,想邀请国家B的大使鲍勃吃晚餐。爱丽丝没有简单的打个电话说“现在我没一起
吃晚餐吧
”
。而是她先打电话给鲍勃建议吃饭的日期与时间。鲍勃可能会回复说那天不行,另外一天可以。爱丽
丝与鲍勃不停的互发讯息直到他们确定一致的日期与时间。鲍勃会在约定时间(提前或迟到不超过15分钟)出
现再大使馆。外交协议也允许爱丽丝或者鲍勃以合理的理由礼貌的退出约会。
3.
联网(通过网络互联)的程序通常包括2个,每一个运行在不同的主机上,互相通信。发起通信的程序是客户
机程序。一般是客户机请求和接收来自服务器程序的服务。
4.
互联网向其应用提供面向连接服务 (TCP) 和无连接服务 (UDP
)
2种服务。 每一个互联网应用采取其中的一
种。
面相连接服务的原理特征是:
①
在都没有发送应用数据之前2个端系统先进行“握手
”
。
②
提供可靠的数据传送。也就是说,连接的一方将所有应用数据有序且无差错的传送到连接的另一方。
③
提供流控制。也就是,确保连接的任何一方都不会过快的发送过量的分组而淹没另一方。
④
提供拥塞控制。即管理应用发送进网络的数据总量,帮助防止互联网进入迟滞状态。
无连接服务的原理特征:
①
没有握手
②
没有可靠数据传送的保证
③
没有流控制或者拥塞控制
5.
流控制和拥塞控制的两个面向不同的对象的不同的控制机理。流控制保证连接的任何一方不会因为过快的发送
过多分组而淹没另一方。拥塞控制是管理应用发送进网络的数据总量,帮助防止互联网核心(即网络路由器的
缓冲区里面)发生拥塞。
6.
互联网面向连接服务通过使用确认, 重传提供可靠的数据传送。 当连接的一方没有收到它发送的分组的确认 (从
连接的另一方)时,它会重发这个分组。
7.
电路交换可以为呼叫的持续时间保证提供一定量的端到端的带宽。今天的大多数分组交换网(包括互联网)不
能保证任何端到端带宽。当发生拥塞等网络问题时,TDM中的数据丢失可能只会是一部分,而FDM中就可能是
大部分或全部。
8.
在一个分组交换网中,在链路上流动的来自不同来源的分组不会跟随任何固定的,预定义的模式。在TDM电路
交换中,每个主机从循环的TDM帧中获得相同的时隙。
9.
t0时刻,发送主机开始传输。在t1=L/R1时刻,发送主机完成发送并且整个分组被交换机接收(无传输时延) 。
因为交换机在t1时刻接收到了整个分组,它可以在t1时刻开始向接收主机发送分组。在t2=t1+L/R2时刻,交
换机完成传输且接收主机收到了整个分组(同样,无传输时延) 。所以,端到端实验是L/R1+L/R2。
10.
在一个虚电路网络中,每个网络核心中的分组交换机都对经过它传输的虚电路的连接状态信息进行维护。有的
连接状态信息是维护在一个虚电路数字传输表格中。
11.
面向连接的VC电路的特点包括:a.建立和拆除VC电路是需要一个信令协议;b.需要在分组交换中维持连接状
态。有点方面,一些研究者和工程人员争论到:使用VC电路可以更容易提供QoS业务,如:保证最小传输率
的业务,以及保证端到端的最大分组延时的业务。
12.
a.
电话线拨号上网: 住宅接入;
b.电话线DSL
上网: 住宅接入或小型办公;
c.
混合光纤同轴电缆: 住宅接入;
d.100M
交换机以太网接入:公司;e.无线局域网:移动接入;f.蜂窝移动电话(如WAP
) :移动。
13.
一个第一层ISP与所有其它的第一层ISP相连;而一个第二层ISP只与部分第一层ISP相连。而且,一个第二
层ISP是一个或多个第一层ISP的客户。
14.
POP是ISP网络中一个或多个路由器构成的一个组,其它ISP中的路由器也可以能连接到这个POP。NAP是一
个很多ISP(第一层,第二层,以及其它下层ISP)可以互联的局部网络。
15.
HFC的带宽是用户间共享的。在下行信道,所有的分组从头到尾由同一个源发出,因此在下行信道不会发生冲
突。
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