① 计算机网络原理的计算题(CRC校验和数据传输问题)
第一题:进行模2除法时被除数错了,应该是M*2^4,不是M*2^5,因为多项式是4阶的,在M后面添4个0
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书名:深入理解计算机网络
作者:王达
豆瓣评分:7.8
出版社:机械工业出版社
出版年份:2013-1-1
页数:631
内容简介:
《深入理解计算机网络》是计算机网络领域的扛鼎之作,由有20余年从业经验的优秀网络技术工程师兼全国网管技能水平开始认证专家王达老师撰写,51CTO技术社区鼎力推荐,权威性毋庸置疑。内容方面,本书结合最新计算机网络技术,全面、系统、深入地阐述了计算机网络的体系结构、工作原理,以及各种通信协议实现原理,能满足读者系统和深入地学习和研究计算机网络技术的需求。阅读体验上,近600幅图表、形象的比喻和丰富的案例使得本书通俗易懂,能极大地降低学习难度。除此之外,为了便于老师教学,本书还提供精心制作的教学PPT。
全书共11章:第1章详细介绍了数制与编码相关的知识;第2章宏观地讲解了计算机网络的组成、应用、分类,以及计算机网络的拓扑结构;第3章深入地讲解了典型的计算机网络体系结构、计算机网络体系结构的通信原理和通信协议,以及网络体系结构设计时的考虑;第4~7和10~11分别系统且深入地讲解了物理层、数据链路层、介质访问控制子层、网络层、传输层和应用层的作用、技术细节和实现原理;第8章深入地探讨了IP地址和子网,不仅讲解了IPV4相关技术,也对最新的IPV6相关技术做了深入的探讨;第9章系统介绍了RIP、OSPF、IS-IS、BGP等各种路由协议及其实现原理。
《深入理解计算机网络》既适合想全面深入了解计算机网络技术的网络工程师们深入学习和作为工作时的参考手册,又适合各高等院校的老师和学生们用作系统学习计算机网络技术的教材。
作者简介:
王达 资深网络技术专家,从业20余年,对计算机网络原理、网络安全、网络存储、网络设备、Windows/Linux服务器系统配置与管理等相关的技术和应用都有深入的研究和认识,在计算机网络相关的各个领域都积累了丰富的经验。他乐于分享,曾经担任IT168和天极网等社区网络频道的版主多年,现活跃于51CTO等技术社区,在社区有很高的知名度和影响力。
此外,他还是一位经验十分丰富的技术作家,从2004年开始,撰写了大量与计算机网络相关的着作,多个系列的图书都被读者奉为经典(多部着作版权输出到中国台湾,在台湾地区也有一定的影响力),荣获由媒体和业界颁发的优秀图书奖项和个人奖项数十个。
③ 计算机网络技术简介
计算机网络技术简介
计算机网络就是通过电缆、电话线或无线通讯将两台以上的计算机互连起来的集合。下面是我整理的计算机网络技术简介,欢迎大家参考!
计算机网络技术简介 篇1
1.1计算机网络基础
计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的专门技术。它将分布在不同地理位置、功能独立的多个计算机系统、网络设备和其他信息系统互联起来,以功能强大的网络软件、网络协议、网络操作系究等为基础,实现了资源共享和信息传递。
计算机网络能够实现:
1.资源共享:包括程序共享、数据共享、文件共享及设备共享等;
2.数据通信;
3.分布式计算;
4.广泛应用。
1.1.1计算机网络原理
1.拓扑结构
(1)拓扑结构:网络中计算机与其他设备的连接关系。网络拓扑是指网络形状,或者是它在物理上的连通结构。
(2)总线型结构:网络上的各节点连接在同一条总线上。连接在同一公共传输介质土的总线型方法的主要特点:易扩充、介质冲突较频繁;结构简单,便于扩充;网络响应速度快,便于广播式工作;设备量少,价格低廉;节点多时网络性能有所下降。
(3)星型结构:网络以中央节点为中心,各个节点通过中央节点构成点对点的连接方式。其主要特点:中心节点易于集中管理、控制;传输率高,各节点可同时传输;可靠性高,某个飞节点(非中央节点)故障不影响整个网络。
(4)环型结构:网络中各个节点通过环路接口连接在闭合环型线路中。其主要特点:封闭环、不适于大流量;信息在环路中沿固定方向流动,两节点问只有唯一的通路;传输速度可以预期,适用于实时控制的场合;任意节点的故障都可能导致全网络的失效。
其他类型的拓扑结构还包括:树形拓扑、混合拓扑
及网形拓扑等。
2.网络分类
计算机网络可按多种方式进行分类。
按分布范围分类:广域网(WAN)、局域网(LAN)、城域网(MAN)
按交换方式分类:电路交换网、报文交换网、分组交换网;
按拓扑结构分类:总线网、星形网、环形网、树形网、网状网;
按传输媒体分类:双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络、无线网络;
按信道带宽分类:窄带网、宽带网;
按信息交换范围分类:内部网、外部网:
按社会职能分类:公用网、专用网:
按用途分类:教育网、校园网、科研网、商业网、企业网4军事网等。
目前,网络主要以分布范围为参考进行分类。
(1)局域网
局域网(LAN, Local Area Network):在有限的几百米至几公里的局部地域范围内,将计算机、外设和网络设备互联构成的计算机网络系统。主要涉及到以太网、快速以太网、令牌环网、FDDI、无线网(802.11)、蓝牙等技术。
区别于其他网络,局域网具有以下特点:
1)地理分布范围较小,一般为几百米至几公里。可覆盖一幢大楼、一所校园或一个企业。
2)数据传输速率较高,一般为10~1000Mbps,可交换各类数字和非数字(如语音、图像、视频等)信息。
3)误码率低,一般在10一ll~104以下。这是因为局域网通常采用短距离基带传输,可以使用高质量的传输媒体,从而提高了数据传输质量。
4)以计算机为主体,包括终端及各种外设,一般不包含大型网络设备。
5)结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充。
(2)城域网
城域网(MAN,MetropolitanAreaNetwork):覆盖城市范围的计算机网络系统,范围介于局域网与广域网之间。
(3)广域网
广域网(WAN,WideAreaNetwork):分布距离远,包含复杂的网络互联设备。无明确拓扑结构,多采用点对点传输。主要涉及到ISDN,FrameRelay,ATM,DDN,SDH,MPLS 技术。
(4)因特网
因特网(Internet)也称互联网或万维网,是采用TCP/IP通信协议的全球性计算机网络,由全球数以千万计的各种类型和不同规模的计算机网络组成,是全世界所有公开使用的计算机网络的互联总和。互联网通过普通电话、高速率专用线路、卫星、微波和光缆等通信线路把不同国家的大学、公司、科研机构以及军事和政治等组织的网络连接起来。
1.1.2计算机网络组成
1.计算机网络的软件系统计算机网络的软件系统主要包括操作系统、应用软件、网络管理软件、协议软件(TCP/IP,NETBEULIPX/SPX等)。
其中,操作系统提供系统操作基本环境、资源管理、信息管理、设备驱动和设备设置软件,服务器端还具有网络用户管理、网络运行状况统计、网络安全性建立、网络信息通信等管理功能。
网络管理软件:对网络运行状态信息进行统计、报告、监控;设置网络设备状态、模式、配置、功能等指标。
网络协议软件:网络中计算机、网络设备、各类系统之间进行信息交换的规则。
2.计算机网络的硬件系统
计算机网络的硬件是由传输介质(连接线缆、连接端子等)、接入端口设备(网卡、调制解调器、中继器、收发器和各类接口卡等)、网络设备(集线器、交换机、路由器、网桥等)、安全设备(防火墙、保密系统等)和资源设备(服务器、工作站、外部设备等)构成。
传输介质提供连接网络设备,提供数据传输的线路,主要包括非屏蔽双绞线(UTP,UnshieldedTwistedPaited)、屏蔽双绞线(STP,ShieldedTwistedPaired)、光缆、电话线、细同轴电缆(简称细缆)、粗同轴电缆(简称粗缆)、无线通信等。
目前,在用户端和局域网环境中双绞线使用得非常广泛,因为双绞线具有低成本、使用方便等优点。双绞线有两种基本类型:屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线,它们都由多对两根绞在一起的导线来形成传输电路,每对导线绞在一起主要是为了防止干扰。在一条双绞线电缆中,有四对或多对双绞线。目前常用的是四对八芯的。还有更多对的,用于智能大楼结构化布线系统中的'垂直布线子系统中。双绞线通过RJ45接头(俗称水晶头)与网络设备等相连接cRJ45头有八个铜片,将双绞线的四对八芯线插入RJ45头中,用专用的RJ45压线器将铜片压入线中,使之连接牢固。RJ45头的线序排列为:铜片方朝上、头朝前,左边第一脚为"1罚,从左到右顺序排列l~8,其每脚的定义见表1-1和表1-2。双绞线四对的颜色按标准分为:绿白/绿、橙白/橙、蓝白/蓝、棕臼/棕(棕白为白色和棕色相间,其他类似)。四对八芯线与RJ45头连接的方法:按照EIA/TIA568A或568B标准,同一根双绞线两端分别按这两个标准做RJ45头,这根双绞线就是信号交叉连接线;两端用同一个标准做RJ45头,则是信号直通连接线。
接入端口设备主要指网卡、Modem(调制解调器)、桥接器。网卡:网络主机发送和接收数据的接口卡。Modem:拨号上网用的连接计算机和电话线路的设备。网卡是最常用的接入端口设备。网卡插在每台工作站和服务器主机板的扩展槽里。工作站通过网卡向服务器发出请求,当服务器向工作站传送数据时,工作站也通过网卡完成有关操作。
网络设备主要包括集线器(Hub)、交换机(Switch)、路由器(Router)。集线器可以说是一种共享设备,是计算机在网络中常用的直接互联设备。交换机在计算机之间提供专用的交换式通信信道,使单台计算机占有更大带宽,不受其他设备影响。
集线器可分为独立式、堆叠式;常见有8端口、16端口、24端口等多种规格:传输速率主要分为:10Mbps,10OMbps和1000Mbps等。
1)独立式(Standalorm)集线器主要是为了克服总线结构的网络布线困难和易出故障的问题而引入,一般不带管理功能,没有容错能力,不能支持多个网段,不能同时支持多协议。这类集线器适用于小型网络,一般支持8~24个节点,可以利用串接方式连接多个集线器来扩充端口。
2)堆叠式(Stackable)集线器叠加连接,各集线器用高速链路连接起来,一般可以堆叠4~8个,适用于网络节点密集的工作组网络和大楼水平子系统的布线。
交换机采用模块化结构,由机柜、电源、面板、插卡和管理模块等组成。支持多种局域网标准和多种类型的连接,根据需要可以插入各类局域网模块,另外还有网管模块、路由模块等。它与Hub不同之处在于每个端口都可以获得同样的带宽。如lOOMbps交换机,每个端口都可以获得100Mbps的带宽,而10OMbps的Hub则是多个端口共享100Mbps带宽。很多交换机还有若干个比一般端口更高速的端口,用于连接高速主干网或直接连到高性能服务器上,这样可以有效地克服网络瓶颈。
路由器是实现在网络层的一种网络互联设备。它能实现很多复杂的功能,如路由选择、多路重发以及错误检测等。路由器是网络之间进行互联的关键设备。通常的路由器都具有负载平衡、阻止广播风暴、控制网络流量以及提高系统容错能力等功能。一般来说,路由器可支持多种协议,提供多种不同的接口,从而使不同厂家、不同规格的网络产品之间,以及不同协议的网络之间可以进行非常有效的网络互联。
安全设备:防火墙、入侵检测系统、认证系统、加密解密系统、防病毒工具、漏洞扫描系统、审计系统、访问控制系统等。
资源设备:包括连在网络上的所有存储数据、提供信息、使用数据和输入输出数据的设备。常用的有服务器、工作站、数据存储设备、网络打印设备等。
服务器是指提供信息服务的高档计算机系统。按服务器所提供的功能不同又分为:文件服务器(FileServer)、域名服务器(DomainServer)和应用服务器(ApplicationServer)。文件服务器通常提供文件和打印服务;应用服务器包括数据库服务器、电子邮件服务器、专用服务器等。根据硬件配置不同,服务器又可分为工作组服务器和部门级服务器。
工作站(WorkStatio丑)是连接到网络上的计算机。这些计算机是网络中的节点,称为网络工作站,简称为工作站。工作站仅仅为它们的操作者服务,而服务器则为网络上的其他服务器和工作站共同服务。
计算机网络技术简介 篇2
一、专业发展前景
计算机网络技术专业成立于2001年,2003年该专业被确定为院级改革试点专业。到目前为止,共招收10届学生,8届毕业生。我专业主要培养面向各型企事业单位,从事计算机网络的设计实施与维护、网站的设计开发与维护工作,具有必备的科学文化基础知识;有网络操作系统相关知识,掌握各型网络设备的选型与使用及网络系统规划技能,能完成对中小型网络的规划、建设与实施;有网络安全相关知识,掌握windows、linux等系统平台下各种应用系统及服务的配置技能,能完成对中小型网络的日常管理和维护;具有从事网站开发、数据库建立与管理技能,具有一定的工作创新精神,具有职业生涯发展基础的高素质技能型专门人才。
二、课程设置
主要课程有:C语言程序设计、数据结构、计算机组装与维修、数据库原理及应用(SQL Server2000)、网络操作系统(windows server 2003)、路由器/交换机技术、网络综合布线、网络安全技术、Linux操作系统、网络方案规划与实施、Web技术及网页设计、动态网站设计与开发、组网实训、路由器/交换机技术实训、网络综合布线实训、动态网站设计与开发实训、网络工程师职业素养训练、网站开发工程师职业素养训练等。
三、专业特色
建立了一整套完善的专业人才培养体系:
① 以就业为导向,以企业需求为依据。培养信息技术和信息产业需要的能胜任该职业岗位工作的技术应用性人才。坚持产学结合的培养途径,将满足企业的工作需求作为课程开发的出发点,以职场环境为背景,全力提高人才培养的针对性和适应性。探索和建立根据企业用人“订单”进行教育的机制,根据企业用人需求,调整专业方向,开发、设计产学结合、突出实践能力培养的课程方案。
② 以综合职业素质为基础,以能力为本位。以科学的劳动观与技术观指导帮助学生正确理解技术发展、劳动生产组织和职业活动的关系,充分认识职业和技术实践活动对经济发展和个人成长的意义和价值,使学生形成健康的劳动态度、良好职业道德和正确价值观,全面提高学生综合职业素质。以能力为本位构建专业培养方案。从职业分析入手,对职业岗位进行能力分解,把握能力领域、能力单元两个层次,并依此确定专业核心能力和一般专业能力,重点突出技术的运用能力和岗位工作能力的培养,围绕核心能力培养形成系列核心课程,形成以网络技术应用能力或面向工作过程能力为支撑的计算机网络技术专业培养方案。
③以学生为主体,体现教学组织的科学性和灵活性。 充分考虑学生的认知水平和已有知识、技能、经验与兴趣,为学生提供适应劳动力市场需要和有职业发展前景的、模块化的学习资源。力求在学习内容、教学组织、教学评价等方面给教师和学生提供选择和创新的空间,用灵活的模块化课程结构,满足学生就业的不同需要,增强学生就业竞争力。技术实践要求:选题要按照所学专业培养目标及教学基本要求确定,围绕本领域选择有实用价值的具有所学课程知识、能力训练的题目。选题应与社会、生产实际工作相结合,使实践与学生就业做到无缝连接。
打破传统教学模式,注重学生实际动手能力的培养
计算机网络技术专业要求学生具有非常强的动手能力,在入校时大部分学生都有过使用计算机的经历,对基础知识有了初步的了解,这样,如果开始还是按照传统的教学方式,学生势必会感觉枯燥无味,或认为内容浅显。这样就必须在开始就要激发学生的好奇心和学习情趣,将实践内容渗透到日常的教学过程中。所以在人才培养过程中,采用课内实验、校内集中实训、顶岗实习三个环节。
1、上课的过程就是动手实践的过程。在授课环节中,采用项目教学法,推行基于工作过程的教学模式,融“教、学、做”为一体,强化能力培养。
我们从校企合作中,学习、总结并应用“案例”教学、“项目驱动式”教学等先进的教学方法。摒弃先理论后上机,老师主学生辅的学科式的教学模式,全面贯彻推行符合高职特色的以工作过程为导向的职业式教学模式。即:在整个教学过程中,学生作为学习的主体,教师先提出问题,学生去分析、研究、实施,遇到困难和问题再在老师的帮助下查阅资料,自主学习。对基本理论的学习完全贯穿在实际项目的实施过程中,体现“做中学、学中做”。这样有效的调动学生的学习积极性和求知欲,培养学生自学的能力,可持续发展的能力和团队协作能力。
2、实训教学课程采用模块化且与职业资格等级鉴定结合,培养学生运用网络技术实际技能
我们以IT岗位的综合职业能力为依据,构建实践教学体系,合理地确定实训教学课程体系,改革实践教学,切实重视学生技术应用能力的培养,突出应用性和实践性,按照实验与检测、实习与实训、工程设计和施工来构建多媒体网络技术专业实践教学体系,纵向上与理论教学交叉进行,横向上与理论教学相互渗透,将“双证书”教育纳入计算机网络专业课程体系中,使学生在完成学历教育的同时取得行业认可的职业技能资格证书。
如网络操作系统课程为取证课程。在教学标准的制定过程中,以国家劳动部相关技能证书的要求为参照,制定相关的实训内容,让学生在学习完该课程之后就能取得相关的职业技能证书,为今后的就业奠定良好的基础。
3、采用“2+1”教学模式,突出培养学生的职业技能,让学生早融入社会。
;④ 计算机网络原理与计算机网络基本原理
《计算机网络原理》是一本采用全新体系结构的计算机网络基础教材。全书共分为3篇,分别从3个角度观察计算机网络,理解计算机网络的工作原理:第1篇是在平面上观察计算机网络,把计算机网络看做由节点、链路和协议三个元素组成的系统,并介绍了链路和节点上的基本通信技术;第2篇是立体地观察计算机网络,认识计算机网络体系结构,介绍了ISO/OSI参考模型和IEEE 802、TCP/IP两种计算机网络主流体系结构;第3篇介绍计算机网络应用程序的C/S工作模式和基于C/S模式的计算机网络应用程序的开发方法。
这3篇将计算机网络的基本原理分解成相对独立的3个层次。每完成一个层次内容的学习,对计算机网络工作原理的认识就会上升到一个新的高度,并最后归结到计算机网络应用层的实现上来。
⑤ 计算机网络原理问题 请解答第二问
2017年12月07日星期四,
问题:
请注意看上图,1分组中的第二行(tcp报头)中第二个4字节的值就是Sequence number(顺序号码),它明确的告诉目标主机(d3444750)需要接收Sequence number(顺序号码)为846b741c5的数据包,然后2分组中的源主机(d3444750)对Sequence number(顺序号码)846b741c5的数据包进行确认,并按照tcp规则将Sequence number(顺序号码)加一后写入第二行的第三个4字节中即Acknowledge number(确认号码),同时,向自己的目标主机(c0a80008)发送Sequence number(顺序号码)为(e0599fef)的数据包,最后,3分组中的第二行中的第三个4字节对刚才从主机(d3444750)接收的(e0599fef)的数据包进行了确认【也是Acknowledge number(确认号码)+1】,又因为接到了主机(d3444750)对846b741c5的数据包的确认,因此将同时发送Sequence number(顺序号码)为846b741c6的数据包给目标主机(d3444750)。
参考书内容:TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议
TCP是主机对主机层的传输控制协议,提供可靠的连接服务,采用三次握手确认建立一个连接:
位码即tcp标志位,有6种标示:SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement 确认) PSH(push传送) FIN(finish结束) RST(reset重置) URG(urgent紧急)Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)
第一次握手:主机A发送位码为syn=1,随机产生seq number=1234567的数据包到主机B,主机B由SYN=1知道,A要求建立联机;
第二次握手:主机B收到请求后,要确认联机信息,向A发送ack number=1234568(主机A的seq number+1),syn=1,ack=1,随机产生seq number=7654321的包;
第三次握手:主机A收到后检查ack number是否正确,即第一次发送的seq number+1,以及ack(对A的发送来的请求,B的确认,)是否为1,若正确,主机A会再发送ack number=7654322(主机B的seq number+1),ack=1,主机B收到后确认seq number值(7654322)并且ack=1则连接建立成功。
扩展阅读材料:
TCP传输连接中的SYN、ACK、SEQ、AN分别是什么意思?他们所带的数字又是代表什么?
SYn=1.ACK=0,SEQ=200
SYN=1,ACK=1.SEQ=4800,AN=201
SYN=1,ACK=1.SEQ=201,AN=4801
SYN,ACK是标志位
SEQ,AN是数据包序号
SYN=1, ACK=0, SEQ=200 的意思是:发送端发出一个SYN请求(SYn=1),同时发送端发送了一个序号为SEQ=200的数据包,
SYN=1, ACK=1, SEQ=4800, AN=201 的意思是:接收端的确认信息,收到了序号为SEQ=200的数据包,同时接收端也发送了一个初始数据包序号为SEQ=4800的数据包,并等待发送端确认,
SYN=1,ACK=1.SEQ=201,AN=4801的意思是:首先,发送端通过接收端送回的AN=201,知道接收端已成功的接收了序号为SEQ=200的数据包,接下来发送端要发送序号为SEQ=201的数据包,并且同时告知接收端刚才送来的序号为SEQ=4800的包已收到,
⑥ 求计算机网络原理答案!!!!
B、B、C、D、A、B、C、A、D、B
⑦ 计算机网络第四章(网络层)
4.1、网络层概述
简介
网络层的主要任务是 实现网络互连 ,进而 实现数据包在各网络之间的传输
这些异构型网络N1~N7如果只是需要各自内部通信,他们只要实现各自的物理层和数据链路层即可
但是如果要将这些异构型网络互连起来,形成一个更大的互联网,就需要实现网络层设备路由器
有时为了简单起见,可以不用画出这些网络,图中N1~N7,而将他们看做是一条链路即可
要实现网络层任务,需要解决一下主要问题:
网络层向运输层提供怎样的服务(“可靠传输”还是“不可靠传输”)
在数据链路层那课讲过的可靠传输,详情可以看那边的笔记:网络层对以下的 分组丢失 、 分组失序 、 分组重复 的传输错误采取措施,使得接收方能正确接受发送方发送的数据,就是 可靠传输 ,反之,如果什么措施也不采取,则是 不可靠传输
网络层寻址问题
路由选择问题
路由器收到数据后,是依据什么来决定将数据包从自己的哪个接口转发出去?
依据数据包的目的地址和路由器中的路由表
但在实际当中,路由器是怎样知道这些路由记录?
由用户或网络管理员进行人工配置,这种方法只适用于规模较小且网络拓扑不改变的小型互联网
另一种是实现各种路由选择协议,由路由器执行路由选择协议中所规定的路由选择算法,而自动得出路由表中的路有记录,这种方法更适合规模较大且网络拓扑经常改变的大型互联网
补充 网络层(网际层) 除了 IP协议 外,还有之前介绍过的 地址解析协议ARP ,还有 网际控制报文协议ICMP , 网际组管理协议IGMP
总结
4.2、网络层提供的两种服务
在计算机网络领域,网络层应该向运输层提供怎样的服务(“ 面向连接 ”还是“ 无连接 ”)曾引起了长期的争论。
争论焦点的实质就是: 在计算机通信中,可靠交付应当由谁来负责 ?是 网络 还是 端系统 ?
面向连接的虚电路服务
一种观点:让网络负责可靠交付
这种观点认为,应借助于电信网的成功经验,让网络负责可靠交付,计算机网络应模仿电信网络,使用 面向连接 的通信方式。
通信之前先建立 虚电路 (Virtual Circuit),以保证双方通信所需的一切网络资源。
如果再使用可靠传输的网络协议,就可使所发送的分组无差错按序到达终点,不丢失、不重复。
发送方 发送给 接收方 的所有分组都沿着同一条虚电路传送
虚电路表示这只是一条逻辑上的连接,分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送,而并不是真正建立了一条物理连接。
请注意,电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。
因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似,但并不完全一样
无连接的数据报服务
另一种观点:网络提供数据报服务
互联网的先驱者提出了一种崭新的网络设计思路。
网络层向上只提供简单灵活的、 无连接的 、 尽最大努力交付 的 数据报服务 。
网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组(即 IP 数据报)独立发送,与其前后的分组无关(不进行编号)。
网络层不提供服务质量的承诺 。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序(不按序到达终点),当然也不保证分组传送的时限。
发送方 发送给 接收方 的分组可能沿着不同路径传送
尽最大努力交付
如果主机(即端系统)中的进程之间的通信需要是可靠的,那么就由网络的 主机中的运输层负责可靠交付(包括差错处理、流量控制等) 。
采用这种设计思路的好处是 :网络的造价大大降低,运行方式灵活,能够适应多种应用。
互连网能够发展到今日的规模,充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。
虚电路服务与数据报服务的对比
对比的方面 虚电路服务 数据报服务
思路 可靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证
连接的建立 必须有 不需要
终点地址 仅在连接建立阶段使用,每个分组使用短的虚电路号 每个分组都有终点的完整地址
分组的转发 属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发 每个分组独立选择路由进行转发
当结点出故障时 所有通过出故障的结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变化
分组的顺序 总是按发送顺序到达终点 到达终点时不一定按发送顺序
端到端的差错处理和流量控制 可以由网络负责,也可以由用户主机负责 由用户主机负责
4.3、IPv4
概述
分类编制的IPv4地址
简介
每一类地址都由两个固定长度的字段组成,其中一个字段是 网络号 net-id ,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,而另一个字段则是 主机号 host-id ,它标志该主机(或路由器)。
主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。
由此可见, 一个 IP 地址在整个互联网范围内是唯一的 。
A类地址
B类地址
C类地址
练习
总结
IP 地址的指派范围
一般不使用的特殊的 IP 地址
IP 地址的一些重要特点
(1) IP 地址是一种分等级的地址结构 。分两个等级的好处是:
第一 ,IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号,而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。
第二 ,路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组(而不考虑目的主机号),这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少,从而减小了路由表所占的存储空间。
(2) 实际上 IP 地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口 。
当一个主机同时连接到两个网络上时,该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址,其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为 多归属主机 (multihomed host)。
由于一个路由器至少应当连接到两个网络(这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络),因此 一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址 。
(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络 ,因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。
(4) 所有分配到网络号 net-id 的网络,无论是范围很小的局域网,还是可能覆盖很大地理范围的广域网,都是平等的。
划分子网的IPv4地址
为什么要划分子网
在 ARPANET 的早期,IP 地址的设计确实不够合理:
IP 地址空间的利用率有时很低。
给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。
两级的 IP 地址不够灵活。
如果想要将原来的网络划分成三个独立的网路
所以是否可以从主机号部分借用一部分作为子网号
但是如果未在图中标记子网号部分,那么我们和计算机又如何知道分类地址中主机号有多少比特被用作子网号了呢?
所以就有了划分子网的工具: 子网掩码
从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“ 子网号字段 ”,使两级的 IP 地址变成为 三级的 IP 地址 。
这种做法叫做 划分子网 (subnetting) 。
划分子网已成为互联网的正式标准协议。
如何划分子网
基本思路
划分子网纯属一个 单位内部的事情 。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。
从主机号 借用 若干个位作为 子网号 subnet-id,而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。
凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报,仍然是根据 IP 数据报的 目的网络号 net-id,先找到连接在本单位网络上的路由器。
然后 此路由器 在收到 IP 数据报后,再按 目的网络号 net-id 和 子网号 subnet-id 找到目的子网。
最后就将 IP 数据报直接交付目的主机。
划分为三个子网后对外仍是一个网络
优点
1. 减少了 IP 地址的浪费 2. 使网络的组织更加灵活 3. 更便于维护和管理
划分子网纯属一个单位内部的事情,对外部网络透明 ,对外仍然表现为没有划分子网的一个网络。
子网掩码
(IP 地址) AND (子网掩码) = 网络地址 重要,下面很多相关知识都会用到
举例
例子1
例子2
默认子网掩码
总结
子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。
路由器在和相邻路由器交换路由信息时,必须把自己所在网络(或子网)的子网掩码告诉相邻路由器。
路由器的路由表中的每一个项目,除了要给出目的网络地址外,还必须同时给出该网络的子网掩码。
若一个路由器连接在两个子网上,就拥有两个网络地址和两个子网掩码。
无分类编址的IPv4地址
为什么使用无分类编址
无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。
CIDR 最主要的特点
CIDR使用各种长度的“ 网络前缀 ”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。
IP 地址从三级编址(使用子网掩码)又回到了两级编址 。
如何使用无分类编址
举例
路由聚合(构造超网)
总结
IPv4地址的应用规划
给定一个IPv4地址快,如何将其划分成几个更小的地址块,并将这些地址块分配给互联网中不同网络,进而可以给各网络中的主机和路由器接口分配IPv4地址
定长的子网掩码FLSM(Fixed Length Subnet Mask)
划分子网的IPv4就是定长的子网掩码
举例
通过上面步骤分析,就可以从子网1 ~ 8中任选5个分配给左图中的N1 ~ N5
采用定长的子网掩码划分,只能划分出2^n个子网,其中n是从主机号部分借用的用来作为子网号的比特数量,每个子网所分配的IP地址数量相同
但是也因为每个子网所分配的IP地址数量相同,不够灵活,容易造成IP地址的浪费
变长的子网掩码VLSM(Variable Length Subnet Mask)
无分类编址的IPv4就是变长的子网掩码
举例
4.4、IP数据报的发送和转发过程
举例
源主机如何知道目的主机是否与自己在同一个网络中,是直接交付,还是间接交付?
可以通过 目的地址IP 和 源地址的子网掩码 进行 逻辑与运算 得到 目的网络地址
如果 目的网络地址 和 源网络地址 相同 ,就是 在同一个网络 中,属于 直接交付
如果 目的网络地址 和 源网络地址 不相同 ,就 不在同一个网络 中,属于 间接交付 ,传输给主机所在网络的 默认网关 (路由器——下图会讲解),由默认网关帮忙转发
主机C如何知道路由器R的存在?
用户为了让本网络中的主机能和其他网络中的主机进行通信,就必须给其指定本网络的一个路由器的接口,由该路由器帮忙进行转发,所指定的路由器,也被称为 默认网关
例如。路由器的接口0的IP地址192.168.0.128做为左边网络的默认网关
主机A会将该IP数据报传输给自己的默认网关,也就是图中所示的路由器接口0
路由器收到IP数据报后如何转发?
检查IP数据报首部是否出错:
若出错,则直接丢弃该IP数据报并通告源主机
若没有出错,则进行转发
根据IP数据报的目的地址在路由表中查找匹配的条目:
若找到匹配的条目,则转发给条目中指示的吓一跳
若找不到,则丢弃该数据报并通告源主机
假设IP数据报首部没有出错,路由器取出IP数据报首部各地址字段的值
接下来路由器对该IP数据报进行查表转发
逐条检查路由条目,将目的地址与路由条目中的地址掩码进行逻辑与运算得到目的网络地址,然后与路由条目中的目的网络进行比较,如果相同,则这条路由条目就是匹配的路由条目,按照它的下一条指示,图中所示的也就是接口1转发该IP数据报
路由器是隔离广播域的
4.5、静态路由配置及其可能产生的路由环路问题
概念
多种情况举例
静态路由配置
举例
默认路由
举例
默认路由可以被所有网络匹配,但路由匹配有优先级,默认路由是优先级最低的
特定主机路由
举例
有时候,我们可以给路由器添加针对某个主机的特定主机路由条目
一般用于网络管理人员对网络的管理和测试
多条路由可选,匹配路由最具体的
静态路由配置错误导致路由环路
举例
假设将R2的路由表中第三条目录配置错了下一跳
这导致R2和R3之间产生了路由环路
聚合了不存在的网络而导致路由环路
举例
正常情况
错误情况
解决方法
黑洞路由的下一跳为null0,这是路由器内部的虚拟接口,IP数据报进入它后就被丢弃
网络故障而导致路由环路
举例
解决方法
添加故障的网络为黑洞路由
假设。一段时间后故障网络恢复了
R1又自动地得出了其接口0的直连网络的路由条目
针对该网络的黑洞网络会自动失效
如果又故障
则生效该网络的黑洞网络
总结
4.6、路由选择协议
概述
因特网所采用的路由选择协议的主要特点
因特网采用分层次的路由选择协议
自治系统 AS :在单一的技术管理下的一组路由器,而这些路由器使用一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该 AS 内的路由,同时还使用一种 AS 之间的路由选择协议用以确定分组在 AS之间的路由。
自治系统之间的路由选择简称为域间路由选择,自治系统内部的路由选择简称为域内路由选择
域间路由选择使用外部网关协议EGP这个类别的路由选择协议
域内路由选择使用内部网关协议IGP这个类别的路由选择协议
网关协议 的名称可称为 路由协议
常见的路由选择协议
⑧ 计算机网络原理与通信技术的目录
1.1OSI参考模型
1.1.1OSI的层次结构
第7层 应用层:OSI中的最高层。为特定类型的网络应用提供了访问OSI环境的手段。应用层确定进程之间通信的性质,以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作,而且还要作为应用进程的用户代理,来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括:文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造报文规范MMS、目录服务DS等协议;
第6层 表示层:主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。为上层用户解决用户信息的语法问题。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能;
第5层 会话层:—在两个节点之间建立端连接。为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置,尽管可以在层4中处理双工方式 ;
第4层 传输层:—常规数据递送-面向连接或无连接。为会话层用户提供一个端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务;
第3层 网络层:—本层通过寻址来建立两个节点之间的连接,为源端的运输层送来的分组,选择合适的路由和交换节点,正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。它包括通过互连网络来路由和中继数据 ;
第2层 数据链路层:—在此层将数据分帧,并处理流控制。屏蔽物理层,为网络层提供一个数据链路的连接,在一条有可能出差错的物理连接上,进行几乎无差错的数据传输。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址;
第1层 物理层:处于OSI参考模型的最底层。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接,以便透明的传送比特流。
数据发送时,从第七层传到第一层,接收数据则相反。
上三层总称应用层,用来控制软件方面。下四层总称数据流层,用来管理硬件。
数据在发至数据流层的时候将被拆分。
在传输层的数据叫段,网络层叫包,数据链路层叫帧,物理层叫比特流,这样的叫法叫PDU(协议数据单元)
1.1.2OSI制定过程中的三级抽象
1.1.3OSI中服务和协议的含义
1.1.4OSI中SAP、层间接口和传送数据单元
1.1.5OSI中的服务原语
1.1.6OSI中的服务类型
1.2IP网络层次结构
1.2.1IP网络层次结构组成
1.2.2IP网络层次结构与OSI的关系
1.2.3TCP/IP协议族
TCP/IP协议不是TCP和IP这两个协议的合称,而是指因特网整个TCP/IP协议族。
从协议分层模型方面来讲,TCP/IP由四个层次组成:网络接口层、网络层、传输层、应用层。
TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型,OSI(Open System Interconnect)是传统的开放式系统互连参考模型,是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层(网络接口层)、网络层(网络层)、传输层、会话层、表示层和应用层(应用层)。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。由于ARPNET的设计者注重的是网络互联,允许通信子网(网络接口层)采用已有的或是将来有的各种协议,所以这个层次中没有提供专门的协议。实际上,TCP/IP协议可以通过网络接口层连接到任何网络上,例如X.25交换网或IEEE802局域网。
1.3如何理解计算机网络体系结构
1.4网络通信过程中的寻址
1.4.1寻址结构
1.4.2寻址过程
习题 2.1IPv4协议
2.1.1IPv4数据报格式
2.1.2IPv4地址
2.1.3IPv4分段封装
2.1.4IPv4功能模块
2.1.5IPv4发送和接收流程
2.1.6IPv4路由选择
2.2IPv6协议
IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写,其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF(互联网工程任务组,Internet Engineering Task Force)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代IP协议。IPv6是为了解决IPv4所存在的一些问题和不足而提出的,同时它还在许多方面提出了改进,例如路由方面、自动配置方面。经过一个较长的IPv4和IPv6共存的时期,IPv6最终会完全取代IPv4在互连网上占据统治地位。
2.2.1IPv6分组格式
2.2.2IPv6扩展头部
IPv6对数据报头作了简化,以减少处理器开销并节省网络带宽。IPv6的报头由一个基本报头和多个扩展报头(Extension Header)构成,基本报头具有固定的长度(40字节),放置所有路由器都需要处理的信息。由于Internet上的绝大部分包都只是被路由器简单的转发,因此固定的报头长度有助于加快路由速度。IPv4的报头有15个域,而IPv6的只有8个域,IPv4的报头长度是由IHL域来指定的,而IPv6的是固定40个字节。这就使得路由器在处理IPv6报头时显得更为轻松。与此同时,IPv6还定义了多种扩展报头,这使得IPv6变得极其灵活,能提供对多种应用的强力支持,同时又为以后支持新的应用提供了可能。这些报头被放置在IPv6报头和上层报头之间,每一个可以通过独特的“下一报头”的值来确认。除了逐个路程段选项报头(它携带了在传输路径上每一个节点都必须进行处理的信息)外,扩展报头只有在它到达了在IPv6的报头中所指定的目标节点时才会得到处理(当多点播送时,则是所规定的每一个目标节点)。在那里,在IPv6的下一报头域中所使用的标准的解码方法调用相应的模块去处理第一个扩展报头(如果没有扩展报头,则处理上层报头)。每一个扩展报头的内容和语义决定了是否去处理下一个报头。因此,扩展报头必须按照它们在包中出现的次序依次处理。一个完整的IPv6的实现包括下面这些扩展报头的实现:逐个路程段选项报头,目的选项报头,路由报头,分段报头,身份认证报头,有效载荷安全封装报头,最终目的报头。
2.2.3IPv6地址
IPv6将现有的IP地址长度扩大4倍,由当前IPv4的32位扩充到128位,以支持大规模数量的网络节点。这样IPv6的地址总数就大约有3.4*10E38个。平均到地球表面上来说,每平方米将获得6.5*10E23个地址。IPv6支持更多级别的地址层次,IPv6的设计者把IPv6的地址空间按照不同的地址前缀来划分,并采用了层次化的地址结构,以利于骨干网路由器对数据包的快速转发。
IPv6定义了三种不同的地址类型。分别为单点传送地址(Unicast Address),多点传送地址(Multicast Address)和任意点传送地址(Anycast Address)。所有类型的IPv6地址都是属于接口(Interface)而不是节点(node)。一个IPv6单点传送地址被赋给某一个接口,而一个接口又只能属于某一个特定的节点,因此一个节点的任意一个接口的单点传送地址都可以用来标示该节点。
IPv6中的单点传送地址是连续的,以位为单位的可掩码地址与带有CIDR的IPv4地址很类似,一个标识符仅标识一个接口的情况。在IPv6中有多种单点传送地址形式,包括基于全局提供者的单点传送地址、基于地理位置的单点传送地址、NSAP地址、IPX地址、节点本地地址、链路本地地址和兼容IPv4的主机地址等。
多点传送地址是一个地址标识符对应多个接口的情况(通常属于不同节点)。IPv6多点传送地址用于表示一组节点。一个节点可能会属于几个多点传送地址。在Internet上进行多播是在1988年随着D类IPv4地址的出现而发展起来的。这个功能被多媒体应用程序所广泛使用,它们需要一个节点到多个节点的
传输。RFC-2373对于多点传送地址进行了更为详细的说明,并给出了一系列预先定义的多点传送地址。
任意点传送地址也是一个标识符对应多个接口的情况。如果一个报文要求被传送到一个任意点传送地址,则它将被传送到由该地址标识的一组接口中的最近一个(根据路由选择协议距离度量方式决定)。任意点传送地址是从单点传送地址空间中划分出来的,因此它可以使用表示单点传送地址的任何形式。从语法上来看,它与单点传送地址间是没有差别的。当一个单点传送地址被指向多于一个接口时,该地址就成为任意点传送地址,并且被明确指明。当用户发送一个数据包到这个任意点传送地址时,离用户最近的一个服务器将响应用户。这对于一个经常移动和变更的网络用户大有益处。
2.3UDP
2.3.1运输层协议概述
2.3.2UDP数据报格式
2.3.3UDP校验和算法
2.3.4UDP应用
2.4TCP
2.4.1TCP报文段格式
2.4.2TCP连接
2.4.3TCP流量控制
习题 3.1域名空间
3.1.1域
3.1.2域名
3.1.3区
3.2名字服务器3.2.1名字服务器种类
3.2.2名字服务器树
3.3域名解析算法
3.3.1域名解析方式
3.3.2定位起始域名服务器
3.4逆向域名解析
3.4.1逆向域名解析的特点
3.4.2逆向域名解析原理
3.5域名解析报文
3.5.1报文格式
3.5.2记录类型与结构
3.5.3域名解析报文的运输
习题 4.1路由选择策略
4.2最短路径法
4.2.1基本原理
4.2.2路由表的生成
4.3扩散法
4.3.1基本原理
4.3.2选择性扩散法
4.4基于流量的路由选择
……第5章路由协议第6章地址解析第7章局域网第8章宽带接入网第9章传统交换网第10章宽带交换网ATM第11章传统IPoverATM技术第12章新型宽带交换网技术第13章网络服务质量第14章网络安全技术参考文献
⑨ 想看下韩立刚老师的 网络课程的视频教程,不知道谁有,发一个看看,谢了!
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第1阶段 基础课程:
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