第七版（謝希仁）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

• • 第一章 概述
  • 第二章 物理層
  • 第三章 數(shù)據(jù)鏈路層
  • 第四章 網(wǎng)絡(luò)層
  • 第五章 運(yùn)輸層
  • 第六章 應(yīng)用層

第一章 概述

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（可簡(jiǎn)稱為網(wǎng)絡(luò)）把許多計(jì)算機(jī)連接在一起，而互連網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡(luò)連接在一起，是網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。

以小寫字母i開(kāi)始的internet（互連網(wǎng)）是通用名詞，它泛指由多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議(即通信規(guī)則)可以是任意的。

以大寫字母I開(kāi)始的Internet (互聯(lián)網(wǎng))是專用名詞，它指當(dāng)前全球最大的、開(kāi)放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定互連網(wǎng)，并采用TCP/IP協(xié)議族作為通信規(guī)則，且其前身是美國(guó)的ARPANET。Internet的推薦譯名是“因特網(wǎng)”，但很少被使用。

互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換技術(shù)，以及三層ISP結(jié)構(gòu):主干ISP，地區(qū)ISP，本地ISP

互聯(lián)網(wǎng)按工作方式可劃分為邊緣部分與核心部分。主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)的邊緣部分，其作用是進(jìn)行信息處理。路由器在網(wǎng)絡(luò)的核心部分，其作用是按存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行分組交換。

計(jì)算機(jī)通信是計(jì)算機(jī)中的進(jìn)程(即運(yùn)行著的程序)之間的通信。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用的通信方式是客戶-服務(wù)器方式和對(duì)等連接方式(P2P方式)。

客戶和服務(wù)器都是指通信中所涉及的應(yīng)用進(jìn)程。客戶是服務(wù)請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。

按作用范圍的不同，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為廣域網(wǎng)WAN、城域網(wǎng)MAN、局域網(wǎng)LAN和個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最常用的性能指標(biāo)是:速率、帶寬、吞吐量、時(shí)延(發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延、處理時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延)、時(shí)延帶寬積、往返時(shí)間和信道(或網(wǎng)絡(luò))利用率。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議即協(xié)議，是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合，稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。

五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)由應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)絡(luò)層( 或網(wǎng)際層)、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成。運(yùn)輸層最重要的協(xié)議是TCP和UDP協(xié)議，而網(wǎng)絡(luò)層最重要的協(xié)議是IP協(xié)議。

第二章 物理層

物理層的主要任務(wù)就是確定與傳輸媒體的接口有關(guān)的一些特性， 如機(jī)械特性、電器特性，功能特性和過(guò)程特性。

一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分，即源系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和目的系統(tǒng)。源系統(tǒng)包括源點(diǎn)(或源站、信源)和發(fā)送器，目的系統(tǒng)包括接收器和終點(diǎn)(或目的站，或信宿)。

通信的目的是傳送消息。如話音、文字、圖像、視頻等都是消息。數(shù)據(jù)是運(yùn)送消息的實(shí)體。信號(hào)則是數(shù)據(jù)的電氣或電磁的表現(xiàn)。

根據(jù)信號(hào)中代表消息的參數(shù)的取值方式不同，信號(hào)可分為模擬信號(hào)(或連續(xù)信號(hào))和數(shù)字信號(hào)(或離散信號(hào))。代表數(shù)字信號(hào)不同離散數(shù)值的基本波形稱為碼元。

根據(jù)雙方信息交互的方式，通信可以劃分為單向通信(或單工通信)、雙向交替通信(或半雙工通信)和雙向同時(shí)通信(或全雙工通信)。

來(lái)自信源的信號(hào)叫做基帶信號(hào)。信號(hào)要在信道上傳輸就要經(jīng)過(guò)調(diào)制。調(diào)制有基帶調(diào)制和帶通調(diào)制之分。最基本的帶通調(diào)制方法有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。還有更復(fù)雜的調(diào)制方法，如正交振幅調(diào)制。

要提高數(shù)據(jù)在信道上的傳輸速率，可以使用更好的傳輸媒體，或使用先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)。但數(shù)據(jù)傳輸速率不可能被任意地提高。

傳輸媒體可分為兩大類，即導(dǎo)引型傳輸媒體(雙絞線、同軸電纜或光纖)和非導(dǎo)引型傳輸媒體(無(wú)線或紅外或大氣激光)。

常用的信道復(fù)用技術(shù)有頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用、碼分復(fù)用和波分復(fù)用(光的頻分復(fù)用)。

最初在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中使用的傳輸標(biāo)準(zhǔn)是脈沖編碼調(diào)制PCM。現(xiàn)在高速的數(shù)字傳輸系統(tǒng)使用同步光纖網(wǎng)SONET (美國(guó)標(biāo)準(zhǔn))或同步數(shù)字系列SDH (國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))。

用戶到互聯(lián)網(wǎng)的寬帶接入方法有非對(duì)稱數(shù)字用戶線ADSL (用數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的模擬電話用戶線進(jìn)行改造)、光纖同軸混合網(wǎng)HFC (在有線電視網(wǎng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的)和FTTx (即光纖到…）。

為了有效地利用光纖資源，在光纖干線和用戶之間廣泛使用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)PON.無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)無(wú)須配備電源，其長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)成本和管理成本都很低。最流行的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)EPON和吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)GPON.

第三章 數(shù)據(jù)鏈路層

鏈路是從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到相鄰結(jié)點(diǎn)的段物理線路， 數(shù)據(jù)鏈路則是在鏈路的基礎(chǔ)上增加了一些必要的硬件(如網(wǎng)絡(luò)適配器)和軟件( 如協(xié)議的實(shí)現(xiàn))。

數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道和廣播信道兩種。

數(shù)據(jù)鏈路層傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元是幀。數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題則是:封裝成幀、透明傳輸和差錯(cuò)檢測(cè)。

循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC是一種檢錯(cuò)方法， 而幀檢驗(yàn)序列FCS是添加在數(shù)據(jù)后面的冗余碼。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP是數(shù)據(jù)鏈路層使用最多的一種協(xié)議，它的特點(diǎn)是:簡(jiǎn)單:只檢測(cè)差錯(cuò)，而不是糾正差錯(cuò):不使用序號(hào)，也不進(jìn)行流量控制:可同時(shí)支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。

PPPoE是為寬帶上網(wǎng)的主機(jī)使用的鏈路層協(xié)議。

局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是:具有廣播功能，從一個(gè)站點(diǎn)可很方便地訪問(wèn)全網(wǎng):便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸演變;提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和生存性。

共享通信媒體資源的方法有二:一是靜態(tài)劃分信道(各種復(fù)用技術(shù))，二是動(dòng)態(tài)媒體接入控制，又稱為多點(diǎn)接入(隨機(jī)接入或受控接入)。

IEEE 802委員會(huì)曾把局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層，即邏輯鏈路控制(LLC)子層(與傳輸媒體無(wú)關(guān))和媒體接入控制(MAC)子層(與傳輸媒體有關(guān))。但現(xiàn)在LLC子層己成為歷史。

計(jì)算機(jī)與外界局域網(wǎng)的通信要通過(guò)通信適配器(或網(wǎng)絡(luò)適配器)，它又稱為網(wǎng)絡(luò)接口卡或網(wǎng)卡。計(jì)算機(jī)的硬件地址就在適配器的ROM中，

以太網(wǎng)采用無(wú)連接的工作方式，對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號(hào)，也不要求對(duì)方發(fā)回確認(rèn)。目的站收到有差錯(cuò)幀就把它丟棄，其他什么也不做。

以太網(wǎng)采用的協(xié)議是具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入CSMA/CD。協(xié)議的要點(diǎn)是:發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng)，邊發(fā)送邊監(jiān)聽(tīng)，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了碰撞，就立即停止發(fā)送。然后按照退避算法等待一段隨機(jī)時(shí)間后再次發(fā)送。因此，每一個(gè)站在自己發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。以太網(wǎng)上各站點(diǎn)都平等地爭(zhēng)用以太網(wǎng)信道。

傳統(tǒng)的總線以太網(wǎng)基本上都是使用集線器的雙絞線以太網(wǎng)。這種以太網(wǎng)在物理上是星形網(wǎng)，但在邏輯上則是總線形網(wǎng)。集線器工作在物理層，它的每個(gè)接口僅僅簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)發(fā)比待，不進(jìn)行碰撞檢測(cè)。

以太網(wǎng)的硬件地址，即MAC地址實(shí)際上就是適配器地址或適配器標(biāo)識(shí)符，與主機(jī)所在的地點(diǎn)無(wú)關(guān)。源地址和目的地址都是48位長(zhǎng)。

以太網(wǎng)的適配器有過(guò)濾功能，它只接收單播幀、廣播幀或多播幀。

使用集線器可以在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng)(擴(kuò)展后的以太網(wǎng)仍然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò))。

交換式集線器常稱為以太網(wǎng)交換機(jī)或第二層交換機(jī)(工作在數(shù)據(jù)鏈路層)。它就是一個(gè) 多接口的網(wǎng)橋，而每個(gè)接口都直接與某臺(tái)單主機(jī)或另個(gè)集線器相連， 且工作在全雙工方式。以太網(wǎng)交換機(jī)能同時(shí)連通許多對(duì)的接口，使每一對(duì)相互通信的主機(jī)都能像獨(dú)占通信媒體那樣，無(wú)碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。

高速以太網(wǎng)有100 Mbit/s的快速以太網(wǎng)、吉比特以太網(wǎng)和10 Gbit/s的10吉比特以太網(wǎng)。最近還發(fā)展到100吉比特以太網(wǎng)。在寬帶接入技術(shù)中，也常使用高速以太網(wǎng)進(jìn)行接入。

第四章 網(wǎng)絡(luò)層

TCP/IP體系中的網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡(jiǎn)簡(jiǎn)單靈活的、無(wú)連接的、盡最大努力交付的數(shù)銀報(bào)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層不提供服務(wù)質(zhì)量的承諾，不保證分組文付的時(shí)限，所傳送的分組可能出錯(cuò)、丟失，重復(fù)和失序。 進(jìn)程之間通信的可靠性由運(yùn)輸層負(fù)責(zé)。

IP網(wǎng)是虛擬的，因?yàn)閺木W(wǎng)絡(luò)層上看，IP網(wǎng)就是一個(gè)統(tǒng)一的、抽象的網(wǎng)絡(luò)(實(shí)際上是異構(gòu)的)。IP 層抽象的互聯(lián)網(wǎng)屏蔽了下層網(wǎng)絡(luò)很復(fù)雜的細(xì)節(jié)，使我們能夠使用統(tǒng)一的、 抽象的IP地址處理主機(jī)之間的通信問(wèn)題。

在互聯(lián)網(wǎng)上的交付有兩種:在本網(wǎng)絡(luò)上的直接交付(不經(jīng)過(guò)路由器)和到其他網(wǎng)絡(luò)的間接交付(經(jīng)過(guò)至少一個(gè)路由器，但最后一次一 定是直接交付)。

一個(gè)P地址在整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)是唯一的。分類的P地址包括A類、B類和C類地址(單播地址),以及D類地址(多播地址)。E類地址未使用。

分類的IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段(指明網(wǎng)絡(luò))和主機(jī)號(hào)字段(指明主機(jī))組成。網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段最前面的類別位指明IP地址的類別。

IP地址是一種分等級(jí)的地址結(jié)構(gòu)。IP地址管理機(jī)構(gòu)在分配IP地址時(shí)只分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)，而主機(jī)號(hào)則由得到該網(wǎng)絡(luò)號(hào)的單位自行分配。路由器僅根據(jù)目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)號(hào)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組。

IP地址標(biāo)志一臺(tái)主機(jī)(或路由器)和一條鏈路的接口。多歸屬主機(jī)同時(shí)連接到兩個(gè)或更多的網(wǎng)絡(luò)上。這樣的主機(jī)同時(shí)具有兩個(gè)或更多的IP 地址，其網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是不同的。由于一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)不同的IP地址。

按照互聯(lián)網(wǎng)的觀點(diǎn)，用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來(lái)的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 所有分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào)的網(wǎng)絡(luò)(不管是范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng))都是平等的。

物理地址(即硬件地址)是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址，而IP地址是網(wǎng)絡(luò)層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址(用軟件實(shí)現(xiàn)的)，在數(shù)據(jù)鏈路層看不見(jiàn)數(shù)據(jù)報(bào)的IP地址。

IP數(shù)據(jù)報(bào)分為首部和數(shù)據(jù)兩部分。首部的前一部分是固定長(zhǎng)度，共20字節(jié)，是所有IP數(shù)據(jù)報(bào)必須具有的(源地址、目的地址、總長(zhǎng)度等重要字段都在固定首部中)。一些長(zhǎng)度可變的可選字段放在固定首部的后面。

IP首部中的生存時(shí)間字段給出了IP數(shù)據(jù)報(bào)在互聯(lián)網(wǎng)中所能經(jīng)過(guò)的最大路由器數(shù)，可防止IP數(shù)據(jù)報(bào)在互聯(lián)網(wǎng)中無(wú)限制地兜圈子。

地址解析協(xié)議ARP把IP地址解析為硬件地址，它解決同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP地址和硬件地址的映射問(wèn)題。ARP的高速緩存可以大大減少網(wǎng)絡(luò)上的通信量。

在互聯(lián)網(wǎng)中，我們無(wú)法僅根據(jù)硬件地址尋找到在某個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的某臺(tái)主機(jī)。因此，從IP地址到硬件地址的解析是非常必要的。

無(wú)分類域間路由選擇CIDR是解決目前IP地址緊缺的一個(gè)好方法。CIDR記法把IP地址后面加上斜線“/”，然后寫上前綴所占的位數(shù)。前綴(或網(wǎng)絡(luò)前綴)用來(lái)指明網(wǎng)絡(luò)，前綴后面的部分是后綴，用來(lái)指明主機(jī)。CIDR把前綴都相同的連續(xù)的IP 地址組成一個(gè)“CIDR地址塊”。IP地址的分配都以CIDR地址塊為單位。

CIDR的32位地址掩碼(或子網(wǎng)掩碼)由一串1和一串0組成，而1的個(gè)數(shù)就是前繳的長(zhǎng)度。只要把IP地址和地址掩碼逐位進(jìn)行“邏輯與(AND)”運(yùn)算，就很容易得出網(wǎng)絡(luò)地址。A類地址的默認(rèn)地址掩碼是255.0.0.0。B類地址的默認(rèn)地址掩碼是255.255.0.0。C類地址的默認(rèn)地址掩碼是255.255.255.0。

路由聚合(把許多前綴相同的地址用一個(gè)來(lái)代替）有利于減少路由表中的項(xiàng)目，減少路由器之間的路由選擇信息的交換，從而提高了整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的性能。

“轉(zhuǎn)發(fā)”和“路由選擇”有區(qū)別。“轉(zhuǎn)發(fā)”是單個(gè)路由器的動(dòng)作。“路由選擇”是計(jì)多路由器共同協(xié)作的過(guò)程，這些路由器相互交換信息，目的是生成路由表，再?gòu)穆酚杀韺?dǎo)出轉(zhuǎn)發(fā)表。若采用自適應(yīng)路由選擇算法，則當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r(shí)，路由表和轉(zhuǎn)發(fā)表都能夠自動(dòng)更新。在許多情況下，可以不考慮轉(zhuǎn)發(fā)表和路由表的區(qū)別，而都使用路由表這一名詞。

自治系統(tǒng)(AS) 就是在單一的技術(shù)管理下的一組路由器。一個(gè)自治系統(tǒng)對(duì)其他自治系統(tǒng)表現(xiàn)出的是一個(gè)單一的和一致的路由選擇策略，

路由選擇協(xié)議有兩大類:內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(或自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由選擇協(xié)議)，如RIP和OSPF;外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(或自治系統(tǒng)之間的路由選擇協(xié)議)，如BGP-4。

RIP是分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議，只適用于小型互聯(lián)網(wǎng)。RIP按固定的時(shí)間間隔與相鄰路由器交換信息。交換的信息是自已當(dāng)前的路由表，即到達(dá)本自治系統(tǒng)中所有網(wǎng)絡(luò)的(最短)距離，以及到每個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)經(jīng)過(guò)的下一跳路由器。

OSPF是分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議，適用于大型互聯(lián)網(wǎng)。OSPF只在鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，才向本自治系統(tǒng)中的所有路由器，用洪泛法發(fā)送與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)信息。“鏈路狀態(tài)”指明本路由器都和哪些路由器相鄰，以及該鏈路的“度量”。“度量”可表示費(fèi)用、距離、時(shí)延、帶寬等，可統(tǒng)稱為“代價(jià)”。所有的路由器最終都能建立一個(gè)全網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

BGP-4是不同AS的路由器之間交換路由信息的協(xié)議，是一種路徑向量路由選擇協(xié)議。BGP力求尋找一條能夠到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)(可達(dá))且比較好的路由(不兜圈子)，而并非要尋找一條最佳路由。

網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP是IP層的協(xié)議。ICMP報(bào)文作為IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)，加上首部后組成IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去。使用ICMP并非為了實(shí)現(xiàn)可靠傳輸。ICMP允許主機(jī)或路由器報(bào)告差錯(cuò)情況和提供有關(guān)異常情況的報(bào)告。ICMP報(bào)文的種類有兩種，即ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文和ICMP詢問(wèn)報(bào)文。

ICMP的一個(gè)重要應(yīng)用就是分組網(wǎng)間探測(cè)PING,用來(lái)測(cè)試兩臺(tái)主機(jī)之間的連通性。PING使用了ICMP回送請(qǐng)求與回送回答報(bào)文。

要解決IP地址耗盡的問(wèn)題，最根本的辦法就是采用具有更大地址空間的新版本的IP協(xié)議，即IPv6。

IPv6所帶來(lái)的主要變化是: (1)更大的地址空間(采用128位的地址): (2) 靈活的首部格式: （3)改進(jìn)的選項(xiàng): (4) 支持即插即用: ()支持資源的預(yù)分配: (6) IPv6首部改為8字節(jié)對(duì)齊。

IPv6數(shù)據(jù)報(bào)在基本首部的后面允許有零個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展首部，再后面是數(shù)據(jù)。所有的擴(kuò)展首部和數(shù)據(jù)合起來(lái)叫做數(shù)據(jù)報(bào)的有效載荷或凈負(fù)荷。

IPv6數(shù)據(jù)報(bào)的目的地址可以是以下三種基本類型地址之一:單播、多播和多播。

IPv6的地址使用冒號(hào)十六進(jìn)制記法。

向IPv6過(guò)渡只能采用逐步演進(jìn)的辦法，必須使新安裝的IPv6系統(tǒng)能夠向后兼容。向IPv6過(guò)渡可以使用雙協(xié)議棧或使用隧道技術(shù)。

與單播相比，在一對(duì)多的通信中，IP多播可大大節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源。IP 多播使用D類IP地址。IP多播需要使用網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP和多播路由選擇協(xié)議。

虛擬專用網(wǎng)VPN利用公用的互聯(lián)網(wǎng)作為本機(jī)構(gòu)各專用網(wǎng)之間的通信載體。VPN內(nèi)部使用互聯(lián)網(wǎng)的專用地址。一個(gè)VPN至少要有一個(gè)路由器具有合法的全球IP地址，這樣才能和本系統(tǒng)的另一個(gè)VPN通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信。所有通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳送的數(shù)據(jù)都必須加密。

使用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT技術(shù)，可以在專用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用專用IP地址，而僅在連接到互聯(lián)網(wǎng)的路由器使用全球IP地址。這樣就大大節(jié)約了寶貴的IP地址。

MPLS的特點(diǎn): (1)支持面向連接的服務(wù)質(zhì)量: (2) 支持流量工程，平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載; (3)有效地支持虛擬專用網(wǎng)VPN。

MPLS在入口結(jié)點(diǎn)給每一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)打上固定長(zhǎng)度的“標(biāo)記”，然后根據(jù)標(biāo)記在第二層(鏈路層)用硬件進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)(在標(biāo)記交換路由器中進(jìn)行標(biāo)記對(duì)換），因而轉(zhuǎn)發(fā)速率大大加快。

多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）是一種用于快速數(shù)據(jù)包交換和路由的體系，它為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量提供了目標(biāo)、路由地址、轉(zhuǎn)發(fā)和交換等能力。更特殊的是，它具有管理各種不同形式通信流的機(jī)制。MPLS 獨(dú)立于第二和第三層協(xié)議

第五章 運(yùn)輸層

運(yùn)輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信，也就是說(shuō)，運(yùn)輸層之間的通信并不是真正在兩個(gè)運(yùn)輸層之間直接傳送數(shù)據(jù)。運(yùn)輸層向應(yīng)用層屏蔽了下面網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)(如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑺捎玫穆酚蛇x擇協(xié)議等)，它使應(yīng)用進(jìn)程看見(jiàn)的就是好像在兩個(gè)運(yùn)輸層實(shí)體之間有一條端到端的邏輯通信信道。

網(wǎng)絡(luò)層為主機(jī)之間提供邏輯通信，而運(yùn)輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的邏輯通信。

運(yùn)輸層有兩個(gè)主要的協(xié)議: TCP 和UDP.它們都有復(fù)用和分用，以及檢錯(cuò)的功能。當(dāng)運(yùn)輸層采用面向連接的TCP協(xié)議時(shí)，盡管下面的網(wǎng)絡(luò)是不可靠的(只提供盡最大努力服務(wù))，但這種邏輯通信信道就相當(dāng)于一條全雙工通信的可靠信道。當(dāng)運(yùn)輸層采用無(wú)連接的UDP協(xié)議時(shí)，這種邏輯通信道仍然是一條不可靠信道。

運(yùn)輸層用一個(gè)16位端口號(hào)來(lái)標(biāo)志一個(gè)端口。端口號(hào)只具有本地意義，它只是為了標(biāo)志本計(jì)算機(jī)應(yīng)用層中的各個(gè)進(jìn)程在和運(yùn)輸層交互時(shí)的層間接口。在互聯(lián)間的不同計(jì)算機(jī)中，相同的端口號(hào)是沒(méi)有關(guān)聯(lián)的。

兩臺(tái)計(jì)算機(jī)中的進(jìn)程要互相通信，不僅要知道對(duì)方的IP 地址(為了找到對(duì)方的計(jì)算機(jī))，而且還要知道對(duì)方的端口號(hào)(為了找到對(duì)方計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程).

運(yùn)輸層的端口號(hào)分為服務(wù)器端使用的端口號(hào)(0-1023指派給熟知端口，1024-49151是登記端口號(hào))和客戶端暫時(shí)使用的端口號(hào)(49152-65535).

UDP的主要特點(diǎn)是; (1) 無(wú)連接: (2)盡最大努力交付: (3) 面向報(bào)文: (4)無(wú)擁塞控制: (5)支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一和多對(duì)多的交互通信: (6)首部開(kāi)銷小(只有四個(gè)字段:源端口、目的端口、長(zhǎng)度、檢驗(yàn)和)。

TCP的主要特點(diǎn)是: ()面向連接: (2)每一條TCP連接只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的(一對(duì)一); (3)提供可靠交付的服務(wù): (4) 提供全雙工通信: (5) 面向字節(jié)流，

TCP用主機(jī)的IP地址加上主機(jī)上的端口號(hào)作為TCP連接的端點(diǎn)，這樣的端點(diǎn)就叫做套接字(socket)或插口。套接字用(IP地址:端口號(hào))來(lái)表示，

停止等待辦議能夠在不可靠的傳輸網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)可靠的通信。每發(fā)送完一個(gè)分組展停止發(fā)送，等待對(duì)方的確認(rèn)。在收到確認(rèn)后再發(fā)送下一個(gè)分組。分組需要進(jìn)行編號(hào)。

超時(shí)重傳是指只要超過(guò)了一段時(shí)間仍然沒(méi)有收到確認(rèn)，就重傳前面發(fā)送過(guò)的分組（認(rèn)為剛才發(fā)送的分組丟失了)。因此每發(fā)送先一個(gè)分組需要設(shè)置一個(gè)超時(shí)計(jì)時(shí)器，其重傳時(shí)間應(yīng)比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r(shí)間更長(zhǎng)一些。這種自動(dòng)重傳方式常稱為自動(dòng)重傳請(qǐng)求ARQ.

在停止等待協(xié)議中，若接收方收到重復(fù)分組，就丟棄該分組，但同時(shí)還要發(fā)送確認(rèn)。

連續(xù)ARQ協(xié)議可提高信道利用率。發(fā)送方維持一個(gè)發(fā)送窗口，凡位于發(fā)送窗口內(nèi)的分組都可連續(xù)發(fā)送出去，而不需要等待對(duì)方的確認(rèn)。接收方般采用累積確認(rèn)，對(duì)按序到達(dá)的最后一個(gè)分組發(fā)送確認(rèn)，表明到這個(gè)分組為止的所有分組都已正確收到了。

TCP報(bào)文段首部的前20個(gè)字節(jié)是固定的，后面有4N字節(jié)是根據(jù)需要而增加的選項(xiàng)(N是整數(shù))。在一個(gè)TCP連接中傳送的字節(jié)流中的每一個(gè)字節(jié)都按順序編號(hào)。首部中的序號(hào)字段值則指的是本報(bào)文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。

TCP首部中的確認(rèn)號(hào)是期望收到對(duì)方下一個(gè)報(bào)文段的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)。若確認(rèn)號(hào)為N,則表明:到序號(hào)N- 1為止的所有數(shù)據(jù)都已正確收到。

TCP首部中的窗口字段指出了現(xiàn)在允許對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù)量。窗口值是經(jīng)常在動(dòng)態(tài)變化著的。

TCP使用滑動(dòng)窗口機(jī)制。發(fā)送窗口里面的序號(hào)表示允許發(fā)送的序號(hào)，發(fā)送窗口后沿的后面部分表示已發(fā)送且已收到了確認(rèn)，而發(fā)送窗口前沿的前面部分表示不允許發(fā)送。發(fā)送窗口后沿的變化情況有兩種可能，即不動(dòng)(沒(méi)有收到新的確認(rèn)）和前移（收到了新的確認(rèn))。發(fā)送窗口前沿通常是不斷向前移動(dòng)的。

流量控制就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快，要讓接收方來(lái)得及接收。

在某段時(shí)間，若對(duì)網(wǎng)絡(luò)中某一資源的需求超過(guò)了該資源所能提供的可用部分，網(wǎng)絡(luò)的性能就要變壞。這種情況就叫做擁塞。擁塞控制就是防止過(guò)多的數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)中，這樣可以使網(wǎng)絡(luò)中的路由器或鏈路不致過(guò)載。

流量控制是一個(gè)端到端的問(wèn)題，是接收端抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以便使接收端來(lái)得及接收。擁塞控制是一個(gè)全局性的過(guò)程，涉及到所有的主機(jī)、所有的路由器，以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳輸性能有關(guān)的所有因素。

為了進(jìn)行擁塞控制，TCP的發(fā)送方要維持一個(gè)擁塞窗口cwnd的狀態(tài)變量。擁塞窗口的大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度，并且動(dòng)態(tài)地在變化。發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口取為擁塞窗口和接收方的接收窗口中較小的一個(gè)。

TCP的擁塞控制采用了四種算法，即慢開(kāi)始、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)。在網(wǎng)絡(luò)層，也可以使路由器采用適當(dāng)?shù)姆纸M丟棄策略(如主動(dòng)隊(duì)列管理AQM),以減少網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。

運(yùn)輸連接有三個(gè)階段，即:連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放。

主動(dòng)發(fā)起TCP連接建立的應(yīng)用進(jìn)程叫做客戶，而被動(dòng)等待連接建立的應(yīng)用進(jìn)程叫做服務(wù)器。TCP的連接建立采用三報(bào)文握手機(jī)制。服務(wù)器要確認(rèn)客戶的連接請(qǐng)求，然后客戶要對(duì)服務(wù)器的確認(rèn)進(jìn)行確認(rèn)。

TCP的連接釋放采用四報(bào)文握手機(jī)制。任何-方都可以在數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后發(fā)出連接釋放的通知，待對(duì)方確認(rèn)后就進(jìn)入半關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)另一方也沒(méi)有數(shù)據(jù)再發(fā)送時(shí)，則發(fā)送連接釋放通知，對(duì)方確認(rèn)后就完全關(guān)閉了TCP連接。

第六章 應(yīng)用層

應(yīng)用層協(xié)議是為了解決某類應(yīng)用問(wèn)題，而問(wèn)題的解決又是通過(guò)位于不同主機(jī)中的多個(gè)應(yīng)用進(jìn)程之間的通信和協(xié)同工作來(lái)完成的。應(yīng)用層規(guī)定了應(yīng)用進(jìn)程在通信時(shí)所遵循的協(xié)議。應(yīng)用層的許多協(xié)議都是基于客戶服務(wù)器方式的。客戶是服務(wù)請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。

域名系統(tǒng)DNS是互聯(lián)網(wǎng)使用的命名系統(tǒng)，用來(lái)把便于人們使用的機(jī)器名字轉(zhuǎn)換為IP地址。DNS是一個(gè)聯(lián)機(jī)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，并采用客戶服務(wù)器方式。

域名到IP地址的解析是由分布在互聯(lián)網(wǎng)上的許多域名服務(wù)器程序(即域名服務(wù)器)共同完成的。

互聯(lián)網(wǎng)采用層次樹狀結(jié)構(gòu)的命名方法，任何一臺(tái)連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)或路由器，都有一個(gè)唯一的層次結(jié)構(gòu)的名字，即域名。域名中的點(diǎn)和點(diǎn)分十進(jìn)制IP 地址中的點(diǎn)沒(méi)有關(guān)系。

域名服務(wù)器分為根域名服務(wù)器、頂級(jí)域名服務(wù)器、權(quán)限域名服務(wù)器和本地域名服務(wù)器。

文件傳送協(xié)議FTP使用TCP可靠的運(yùn)輸服務(wù)。FTP使用客戶服務(wù)器方式。一個(gè)FTP服務(wù)器進(jìn)程可同時(shí)為多個(gè)客戶進(jìn)程提供服務(wù)。在進(jìn)行文件傳輸時(shí)，FTP 的客戶和服務(wù)器之間要建立兩個(gè)并行的TCP連接:控制連接和數(shù)據(jù)連接。實(shí)際用于傳輸文件的是數(shù)據(jù)連接。

萬(wàn)維網(wǎng)WWW是一個(gè)大規(guī)模的、聯(lián)機(jī)式的信息儲(chǔ)藏所，可以非常方便地從互聯(lián)網(wǎng)上的一個(gè)站點(diǎn)鏈接到另一個(gè)站點(diǎn)。

萬(wàn)維網(wǎng)的客戶程序向互聯(lián)網(wǎng)中的服務(wù)器程序發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器程序向客戶程序送回客戶所要的萬(wàn)維網(wǎng)文檔。在客戶程序主窗口上顯示出的萬(wàn)維網(wǎng)文檔稱為頁(yè)面。

萬(wàn)維網(wǎng)使用統(tǒng)一資源定位符URL來(lái)標(biāo)志萬(wàn)維網(wǎng)上的各種文檔，并使每一個(gè)文檔在整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的范圍內(nèi)具有唯一的標(biāo)識(shí)符URL。

萬(wàn)維網(wǎng)客戶程序與服務(wù)器程序之間進(jìn)行交互所使用的協(xié)議是超文本傳送協(xié)議HTTP。HTTP使用TCP連接進(jìn)行可靠的傳送。但HTTP協(xié)議本身是無(wú)連接、無(wú)狀態(tài)的。HTTP/1.1 協(xié)議使用了持續(xù)連接(分為非流水線方式和流水線方式)。

萬(wàn)維網(wǎng)使用超文本標(biāo)記語(yǔ)言HTML來(lái)顯示各種萬(wàn)維網(wǎng)頁(yè)面。

萬(wàn)維網(wǎng)靜態(tài)文檔是指在文檔創(chuàng)作完畢后就存放在萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器中，在被用戶瀏覽的過(guò)程中，內(nèi)容不會(huì)改變。動(dòng)態(tài)文檔是指文檔的內(nèi)容是在瀏覽器訪問(wèn)萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器時(shí)才由應(yīng)用程序動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的。

活動(dòng)文檔技術(shù)可以使瀏覽器屏幕連續(xù)更新。活動(dòng)文檔程序可與用戶直接交互，并可連續(xù)地改變屏幕的顯示。

在萬(wàn)維網(wǎng)中用來(lái)進(jìn)行搜索的工具叫做搜索引擎。搜索引擎大體上可劃分為全文檢索搜索引擎和分類目錄搜索引擎兩大類。

電子郵件是互聯(lián)網(wǎng)上使用最多的和最受用戶歡迎的一種應(yīng)用。電子郵件把郵件發(fā)送到收件人使用的郵件服務(wù)器，并放在其中的收件人郵箱中，收件人可隨時(shí)上網(wǎng)到自己使用的郵件服務(wù)器進(jìn)行讀取，相當(dāng)于“電子信箱”。

一個(gè)電子郵件系統(tǒng)有三個(gè)主要組成構(gòu)件，即:用戶代理、郵件服務(wù)器，以及郵件協(xié)議(包括郵件發(fā)送協(xié)議，如SMTP,和郵件讀取協(xié)議，如POP3和IMAP)。用戶代理和郵件服務(wù)器都要運(yùn)行這些協(xié)議。

電子郵件的用戶代理就是用戶與電子郵件系統(tǒng)的接口，它向用戶提供一個(gè)很友好的視窗界面來(lái)發(fā)送和接收郵件。

從用戶代理把郵件傳送到郵件服務(wù)器，以及在郵件服務(wù)器之間的傳送，都要使用SMTP協(xié)議。但用戶代理從郵件服務(wù)器讀取郵件時(shí)，則要使用POP3 ( 或IMAP) 協(xié)議。

基于萬(wàn)維網(wǎng)的電子郵件使用戶能夠利用瀏覽器收發(fā)電子郵件。用戶瀏覽器和郵件服務(wù)器之間的郵件傳送使用HTTP協(xié)議，而在郵件服務(wù)器之間郵件的傳送仍然使用SMTP協(xié)議。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的第七版（谢希仁）计算机网络 知识点总结的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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