目錄

• • 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要功能
  • TCP/IP模型與OSI模型的層次結(jié)構(gòu)及各層功能。（掌握）
  • TCP/IP參考模型各層次所對(duì)應(yīng)的主要設(shè)備
  • 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與IEEE.802標(biāo)準(zhǔn)
  • 數(shù)據(jù)鏈路層的編址方式和主要設(shè)備原理
  • 數(shù)據(jù)鏈路層CSMA/CD的技術(shù)原理
  • 交換機(jī)VLAN原理與劃分方法
  • 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)檢錯(cuò)與糾錯(cuò)方法
  • • 檢錯(cuò)法
    • 糾錯(cuò)法
  • 交換機(jī)和路由器的一些常用配置命令 （略）
  • 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接線的選擇方式
  • IP數(shù)據(jù)包的主要字段含義與應(yīng)用（掌握）
  • IP數(shù)據(jù)包分段與重組（掌握）
  • • IP分片
  • 網(wǎng)絡(luò)層目前使用的主要協(xié)議
  • IP地址、網(wǎng)關(guān)地址、子網(wǎng)掩碼的概念
  • • IP地址
    • 網(wǎng)關(guān)地址
    • 子網(wǎng)掩碼
  • IP地址分類(lèi)（A/B/C、私有）與子網(wǎng)劃分技術(shù)（掌握）
  • • 子網(wǎng)劃分
  • 最短路徑Dijsktra算法原理（掌握）
  • 傳輸層的兩種主要協(xié)議（TCP/UDP）
  • 傳輸層的端到端通信編址方式
  • Windows常用的一些網(wǎng)絡(luò)命令(略)
  • 各種常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議所處的層次結(jié)構(gòu)
  • TCP建立連接與釋放連接的三次握手過(guò)程
  • • 三次握手
    • 四次揮手
    • 小結(jié)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2021復(fù)習(xí)提綱

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要功能

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)指的是把不同地理位置的擁有獨(dú)立工作能力的計(jì)算機(jī)通過(guò)通信線路連接起來(lái)，并配置網(wǎng)絡(luò)軟件，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源共享的系統(tǒng)。

主要功能如下：

• 數(shù)據(jù)通信：例如電子郵件，發(fā)布新聞等等

• 資源共享：硬件資源共享：例如網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等
  軟件資源共享：例如FTP，網(wǎng)上影院等

• 負(fù)載均衡：例如Client/Server模式，協(xié)同式計(jì)算等

• 提高可靠性：資料備份，分布式存儲(chǔ)等

• 分布式處理：大型問(wèn)題協(xié)作求解等

TCP/IP模型與OSI模型的層次結(jié)構(gòu)及各層功能。（掌握）

對(duì)于OSI七層模型：

• 物理層：比特流方式傳輸，定義了接口的機(jī)械、電氣特性

• 數(shù)據(jù)鏈路層：傳輸數(shù)據(jù)幀，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接

• 網(wǎng)絡(luò)層：傳輸數(shù)據(jù)包；負(fù)責(zé)尋址，將IP地址轉(zhuǎn)換成MAC地址；協(xié)調(diào)發(fā)送、傳輸、接收設(shè)備能力

• 傳輸層：傳輸數(shù)據(jù)報(bào)文；保證不同子網(wǎng)的設(shè)備間數(shù)據(jù)包的可靠、順序、無(wú)錯(cuò)傳輸；實(shí)現(xiàn)端到端的連接

  將受到的亂序數(shù)據(jù)包重新排序，并驗(yàn)證所有的分組是否都已經(jīng)收到

• 會(huì)話層：對(duì)上層提供會(huì)話服務(wù)；對(duì)會(huì)話進(jìn)行管理，保證會(huì)話數(shù)據(jù)可靠傳輸；在兩結(jié)點(diǎn)間建立、維護(hù)、釋放面向用戶(hù)的連接

• 表示層：定義數(shù)據(jù)格式、是否加密或壓縮。

• 應(yīng)用層：提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

對(duì)于TCP/IP四層模型：

• 網(wǎng)絡(luò)接口層：TCP/IP模型的最底層，負(fù)責(zé)接收從網(wǎng)絡(luò)層交來(lái)的IP數(shù)據(jù)報(bào)并將IP數(shù)據(jù)報(bào)通過(guò)底層物理網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，或者從底層物理網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽出IP數(shù)據(jù)報(bào)，交給網(wǎng)絡(luò)層
• 網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)獨(dú)立地將分組從源主機(jī)送往目的主機(jī)，涉及到為分組提供最佳路徑地選擇和交換功能，并使這一過(guò)程與它們所經(jīng)過(guò)地路徑和網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)。
• 傳輸層：在源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)的兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間提供可靠的端到端的數(shù)據(jù)通信。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?#xff0c;傳輸層協(xié)議提供了確認(rèn)、差錯(cuò)控制和流量控制等機(jī)制。傳輸層從應(yīng)用層接收數(shù)據(jù)，并且在必要的時(shí)候把它分成較小的單元，傳遞給網(wǎng)絡(luò)層，并確保到達(dá)對(duì)方的各段信息正確無(wú)誤。

TCP/IP參考模型各層次所對(duì)應(yīng)的主要設(shè)備

• 計(jì)算機(jī)工作在應(yīng)用層、傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層
• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡工作在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層
• 集線器工作在物理層
• 路由器接口工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，路由器根據(jù)IP首部轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，所以路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層
• 交換機(jī)根據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)幀，MAC地址屬于數(shù)據(jù)鏈路層地址，所以交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)接口也有物理層功能。

局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與IEEE.802標(biāo)準(zhǔn)

局域網(wǎng)LAN是將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互連在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。

按照 IEEE802 標(biāo)準(zhǔn)，局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)分為三層，即物理層，媒體鏈路控制層（MAC），邏輯鏈路控制層（LLC）

主要功能如下：

• 物理層(PHY)：處理物理鏈路上傳輸?shù)谋忍亓?#xff1b;建立、維護(hù)、撤銷(xiāo)物理連接，處理機(jī)械、電氣特性
• 媒體訪問(wèn)控制(MAC): 負(fù)責(zé)控制對(duì)傳輸介質(zhì)的訪問(wèn)，幀的尋址，識(shí)別等
• 邏輯鏈路控制層(LLC):負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)幀的封裝和拆除。提供面向連接和非連接的服務(wù)

局域網(wǎng)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)

• IEEE802.3:以太網(wǎng)技術(shù)（CSMA/CD）
• IEEE802.4:令牌環(huán)（Token-Ring）
• IEEE802.5:令牌總線(Token-Bus)

數(shù)據(jù)鏈路層的編址方式和主要設(shè)備原理

計(jì)算機(jī)通信表現(xiàn)為數(shù)據(jù)包從某種形式的鏈路上的初始節(jié)點(diǎn)出發(fā)，從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳遞到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，最終傳送到目的節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)包在節(jié)點(diǎn)間的移動(dòng)是由**地址解析協(xié)議(ARP)**負(fù)責(zé)將IP地址映射到MAC地址上來(lái)完成的。

• MAC地址，也叫硬件地址，長(zhǎng)48bit（6byte），通常表示為12個(gè)16進(jìn)制數(shù)
• 網(wǎng)卡的MAC地址由網(wǎng)卡生產(chǎn)廠家燒入網(wǎng)卡的EPROM

從已知IP地址找到對(duì)應(yīng)MAC地址的映射叫做正向地址解析，協(xié)議為ARP

從已知MAC地址找到對(duì)應(yīng)IP地址的映射叫做反向地址解析，協(xié)議為RARP

交換機(jī)原理
工作原理

? 當(dāng)交換機(jī)收到數(shù)據(jù)時(shí)，它會(huì)檢查它的目的MAC地址，然后把數(shù)據(jù)從目的主機(jī)所在的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。交換機(jī)之所以能實(shí)現(xiàn)這一功能，是因?yàn)榻粨Q機(jī)內(nèi)部有一個(gè)MAC地址表，MAC地址表記錄了網(wǎng)絡(luò)中所有MAC地址與該交換機(jī)各端口的對(duì)應(yīng)信息。某一數(shù)據(jù)幀需要轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，交換機(jī)根據(jù)該數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址來(lái)查找MAC地址表，從而得到該地址對(duì)應(yīng)的端口，即知道具有該MAC地址的設(shè)備是連接在交換機(jī)的哪個(gè)端口上，然后交換機(jī)把數(shù)據(jù)幀從該端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。

算法：

1、如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址是廣播地址或者組播地址，則向交換機(jī)所有端口轉(zhuǎn)發(fā)2、如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址是單播地址，且這個(gè)地址不在交換機(jī)的MAC地址表中，也會(huì)向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)3、如果數(shù)據(jù)幀的目的地址在交換機(jī)的MAC地址表中，那么就根據(jù)地址表轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口4、如果數(shù)據(jù)幀目的地址和源地址在同一個(gè)網(wǎng)段丟棄該數(shù)據(jù)幀

數(shù)據(jù)鏈路層CSMA/CD的技術(shù)原理

載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè) 是一種局域網(wǎng)技術(shù)。

工作原理：先聽(tīng)后發(fā)，邊聽(tīng)邊發(fā)，沖突停止隨機(jī)延時(shí)后重發(fā)。競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，較輕負(fù)荷下效率高，不適用實(shí)時(shí)傳輸。

交換機(jī)VLAN原理與劃分方法

VLAN的工作原理：在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用VLAN技術(shù)的主要目的是：把一個(gè)大的廣播域分成多個(gè)小的廣播域，使其互不影響，互不沖突。VLAN之間如果不使用路由器或三層交換機(jī)是不能通信的。這樣就解決了交換網(wǎng)絡(luò)中因?yàn)槟骋粋€(gè)小故障產(chǎn)生的廣播風(fēng)暴而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓的問(wèn)題。當(dāng)一個(gè)VLAN里面出現(xiàn)廣播風(fēng)暴時(shí)，受影響的只是這個(gè)VLAN本身。而整個(gè)網(wǎng)由于被分成了多個(gè)VLAN（也就是多個(gè)廣播域），所以網(wǎng)絡(luò)的其它部分不會(huì)受到廣播風(fēng)暴的影響，從而最大程度地為提高網(wǎng)絡(luò)的安全性能提供了可靠保障。

VLAN劃分方法：1）基于端口；2）基于MAC地址；3）基于協(xié)議；4）基于子網(wǎng)；5）基于組播；6）基于策略。

數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)檢錯(cuò)與糾錯(cuò)方法

檢錯(cuò)法

• 奇偶校驗(yàn)碼：包括冗余位在內(nèi)的數(shù)據(jù)碼元中1的個(gè)數(shù)保持為奇數(shù)（奇校驗(yàn)）或偶數(shù)（偶校驗(yàn)），可以用來(lái)檢測(cè)單個(gè)錯(cuò)誤。
• 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC：一種多項(xiàng)式的編碼方式。將位串看成是系數(shù)為0或1的多項(xiàng)式，K位的幀看作是一個(gè)K-1階次多項(xiàng)式的系數(shù)列表。如110001可以看作是X5+X4+1。

糾錯(cuò)法

• 糾錯(cuò)碼 檢驗(yàn)傳輸過(guò)程中是否出錯(cuò)并糾正錯(cuò)誤

–碼字：n＝m（數(shù)據(jù)位）＋ r（冗余位）

–海明距離：兩個(gè)碼字不相同的位的個(gè)數(shù)

檢測(cè)d比特錯(cuò)誤需要距離為d+1比特的編碼

糾正d比特錯(cuò)誤需要距離為2d+1比特的編碼

交換機(jī)和路由器的一些常用配置命令 （略）

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接線的選擇方式

拓?fù)涞倪x擇需要考慮到：經(jīng)濟(jì)性，靈活性，可靠性

IP數(shù)據(jù)包的主要字段含義與應(yīng)用（掌握）

IP數(shù)據(jù)包首部格式能夠說(shuō)明ip協(xié)議都具有什么功能。
IP數(shù)據(jù)包由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。首部前一部分是固定長(zhǎng)度，共20個(gè)字節(jié)，是所有IP數(shù)據(jù)包必須有的。在首部固定部分的后面是一些可選字段，其長(zhǎng)度是可變的。

• 版本：占4位，指的是IP協(xié)議的版本，目前有兩個(gè)版本IPv4、IPv6

• 首部長(zhǎng)度：占4位，表示首部長(zhǎng)度有多少個(gè)字節(jié)，如果為1111(十進(jìn)制15)，說(shuō)明首部長(zhǎng)度為60byte

• 區(qū)分服務(wù)：占8位，配置計(jì)算機(jī)給特定應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)博愛(ài)添加一個(gè)標(biāo)志，然后再配置網(wǎng)絡(luò)中的路由器優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)這些帶標(biāo)志的數(shù)據(jù)包，在網(wǎng)絡(luò)帶寬比較緊張的情況下，也能確保這種應(yīng)用的帶寬有保障。區(qū)分服務(wù)，就是為服務(wù)確保服務(wù)質(zhì)量

• 總長(zhǎng)度：占16位，指IP首部和數(shù)據(jù)之和的長(zhǎng)度，也就是數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度，單位為byte。16位，所以數(shù)據(jù)包的最長(zhǎng)長(zhǎng)度位2^16-1 = 65535byte。
  

• 標(biāo)識(shí)：占16位，IP軟件在存儲(chǔ)器中維持一個(gè)計(jì)數(shù)器，每產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)包，計(jì)數(shù)器就加1，并將此值賦給標(biāo)識(shí)字段。但這個(gè)標(biāo)識(shí)并不是序號(hào)，因?yàn)镮P是無(wú)連接服務(wù)，數(shù)據(jù)包不存在按序接受的問(wèn)題。當(dāng)數(shù)據(jù)包由于長(zhǎng)度超過(guò)網(wǎng)絡(luò)的MTU（ 最大傳輸單元 ）時(shí)，需要分片。同一個(gè)數(shù)據(jù)包被分成多個(gè)片，這些片的標(biāo)識(shí)都一樣，也就是數(shù)據(jù)包這個(gè)標(biāo)識(shí)字段的值就被復(fù)制到所有的數(shù)據(jù)包分片的標(biāo)識(shí)字段中。相同的標(biāo)識(shí)字段的值使得分片后的各個(gè)數(shù)據(jù)包片最后能正確地重裝成為原來(lái)地?cái)?shù)據(jù)包。
  Tips:IP層下面的每一種數(shù)據(jù)鏈路層都有其特有的幀格式，幀格式也定義了 幀中數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)字段最大長(zhǎng)度稱(chēng)為MTU。如果所傳送的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度超過(guò)數(shù)據(jù)鏈路層的MTU值，就必須把過(guò)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分片處理。

• 標(biāo)志：占3位，目前只有兩位有意義。標(biāo)志字段中的最低為記為MF。MF=1即表示后面還有分片的數(shù)據(jù)包。MF=0表示自己是若干數(shù)據(jù)包片中的最后一個(gè)。標(biāo)志字段中間的一位記為DF，意思是不能分片。只有當(dāng)DF=0是才允許分片。

• 片偏移：占13位，意思是：較長(zhǎng)的分組在分片后，某片在原分組中的相對(duì)位置。也就是說(shuō)相對(duì)于用戶(hù)數(shù)據(jù)字段的起點(diǎn)，該片從何處開(kāi)始。偏移以8個(gè)字節(jié)為偏移單位。也就是說(shuō)每個(gè)分片的長(zhǎng)度一定是8字節(jié)的整數(shù)倍。

• 生存時(shí)間：占8位，TTL，表示數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的壽命，現(xiàn)在指的是跳數(shù)限制，例如在無(wú)向圖中有跳數(shù)限制的求最短路徑

• 協(xié)議：占8位，協(xié)議字段指出此數(shù)據(jù)包攜帶的數(shù)據(jù)是使用何種協(xié)議，以便使目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層知道應(yīng)該獎(jiǎng)數(shù)據(jù)部分上交給哪個(gè)處理。
  

• 首部校驗(yàn)和：占16位，只檢驗(yàn)數(shù)據(jù)包的首部，不包括數(shù)據(jù)部分。因?yàn)閿?shù)據(jù)包每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器，路由器都要重新計(jì)算一下首部檢驗(yàn)和，不檢驗(yàn)數(shù)據(jù)部分可以減少計(jì)算量

IP數(shù)據(jù)包分段與重組（掌握）

IP分片

網(wǎng)絡(luò)鏈路存在MTU（最大傳輸單元）——鏈路層數(shù)據(jù)幀可封裝數(shù)據(jù)的上限，并且不同鏈路的MTU也不同。當(dāng)大IP分組向較小MTU鏈路轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，需要將IP數(shù)據(jù)報(bào)分片，所有IP分片到達(dá)目的主機(jī)后再進(jìn)行重組。

分片發(fā)送與重組由源主機(jī)與目的主機(jī)進(jìn)行，路由器只做分片不做重組 ：

網(wǎng)絡(luò)層目前使用的主要協(xié)議

IPv4 OR IPv6

ICMP協(xié)議
ICMP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議棧中的網(wǎng)絡(luò)層的一個(gè)協(xié)議，ICMP是Internet控制報(bào)文協(xié)議用于在IP主機(jī)、路由器之間傳遞控制消息。控制消息是指網(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。
ICMP報(bào)文是在IP數(shù)據(jù)報(bào)內(nèi)部被傳輸?shù)?#xff0c;它封裝在IP數(shù)據(jù)報(bào)內(nèi)。ICMP報(bào)文通常被IP層或者傳輸層TCP或UDP使用。一些ICMP報(bào)文把差錯(cuò)報(bào)文返回給用戶(hù)進(jìn)程。
ICMP報(bào)文分為：請(qǐng)求報(bào)文、響應(yīng)報(bào)文、差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。
ARP協(xié)議
ARP協(xié)議的作用，將以太網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)的IP地址解析成MAC地址。
ARP協(xié)議是建立在網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)主機(jī)互相信任的基礎(chǔ)上的，計(jì)算機(jī)A發(fā)送ARP廣播幀解析計(jì)算機(jī)C的MAC地址，同一個(gè)網(wǎng)段中的計(jì)算機(jī)都能收到這個(gè)APR請(qǐng)求消息，任何一個(gè)主機(jī)都可以給計(jì)算機(jī)A發(fā)送APR應(yīng)答消息，可以告訴計(jì)算機(jī)A一個(gè)錯(cuò)誤的MAC地址，計(jì)算機(jī)A收到APR應(yīng)答報(bào)文時(shí)不會(huì)檢測(cè)該報(bào)文的真實(shí)性，就會(huì)將其輯如本機(jī)APR緩存，這就存在一個(gè)安全隱患。
IGMP協(xié)議
internet組管理協(xié)議稱(chēng)為IGMP協(xié)議，是因特網(wǎng)協(xié)議家族中的一個(gè)組播協(xié)議。該協(xié)議運(yùn)行在主機(jī)和組播路由器之間，IGMP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，首先要清除什么是組播通信，組播也稱(chēng)為多播。
流媒體服務(wù)器就像是電視臺(tái)，多播地址相當(dāng)于不同的頻道。可以使用兩個(gè)組播地址向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送兩個(gè)課程的視頻。網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)綁定到哪個(gè)多播地址就能夠收到哪個(gè)視頻課程。

IP地址、網(wǎng)關(guān)地址、子網(wǎng)掩碼的概念

IP地址

IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分構(gòu)成，具有相同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的設(shè)備接口處于同一個(gè)IP子網(wǎng)內(nèi)，在同一個(gè)IP子網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備可以不跨越路由器就可以彼此通信，而處于不同子網(wǎng)的設(shè)備通信必須經(jīng)過(guò)路由器轉(zhuǎn)發(fā)。

IP地址長(zhǎng)度為二進(jìn)制32位，每8位為一組，共4組

網(wǎng)關(guān)地址

網(wǎng)關(guān)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通向其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址。比如有網(wǎng)絡(luò)A和網(wǎng)絡(luò)B，網(wǎng)絡(luò)A的IP地址范圍為“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；網(wǎng)絡(luò)B的IP地址范圍為“192.168.2.1~192.168.2.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。在沒(méi)有路由器的情況下，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間是不能進(jìn)行TCP/IP通信的，即使是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接在同一臺(tái)交換機(jī)（或集線器）上，TCP/IP協(xié)議也會(huì)根據(jù)子網(wǎng)掩碼（255.255.255.0）與主機(jī)的IP 地址作 “與” 運(yùn)算的結(jié)果不同判定兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)處在不同的網(wǎng)絡(luò)里。而要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的通信，則必須通過(guò)網(wǎng)關(guān)。如果網(wǎng)絡(luò)A中的主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)不在本地網(wǎng)絡(luò)中，就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它自己的網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的某個(gè)主機(jī)。網(wǎng)絡(luò)A向網(wǎng)絡(luò)B轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過(guò)程。

所以說(shuō)，只有設(shè)置好網(wǎng)關(guān)的IP地址，TCP/IP協(xié)議才能實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的相互通信。那么這個(gè)IP地址是哪臺(tái)機(jī)器的IP地址呢？網(wǎng)關(guān)的IP地址是具有路由功能的設(shè)備的IP地址，具有路由功能的設(shè)備有路由器、啟用了路由協(xié)議的服務(wù)器（實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺(tái)路由器）、代理服務(wù)器（也相當(dāng)于一臺(tái)路由器）。

子網(wǎng)掩碼

子網(wǎng)掩碼(subnetmask)通常與IP地址配對(duì)出現(xiàn)，其功能是告知主機(jī)或路由設(shè)備，IP地址的哪一部分代表網(wǎng)絡(luò)號(hào)部分，哪一部分代表主機(jī)號(hào)部分。在子網(wǎng)掩碼中，與IP地址中的網(wǎng)絡(luò)位部分對(duì)應(yīng)的位取值為“1”，而與IP地址主機(jī)部分對(duì)應(yīng)的位取值為“0”。這樣通過(guò)將子網(wǎng)掩碼與相應(yīng)的IP地址進(jìn)行求“與”操作，就可決定給定的IP地址所屬的網(wǎng)絡(luò)號(hào)（包括子網(wǎng)絡(luò)信息）

IP地址分類(lèi)（A/B/C、私有）與子網(wǎng)劃分技術(shù)（掌握）

ABC類(lèi)IP地址判斷
A類(lèi)，net-id = 8，開(kāi)頭0，1.0.0.1 ~ 126.255.255.254 最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)：126 = 2^7-2 最大主機(jī)數(shù)：16777214 = 2^24-2
B類(lèi)，net-id = 16，開(kāi)頭10 2^14-2 2^16-2
C類(lèi)，net-id = 24，開(kāi)頭110 2^21-2 2^8-2

對(duì)于A/B/C類(lèi)地址的前8位范圍：

A:1-126
B:128-191
C:192-223

子網(wǎng)掩碼對(duì)應(yīng)：

255.0.0.0
255.255.0.0
255.255.255.0

主機(jī)部分
全0，網(wǎng)絡(luò)地址
全1，廣播地址，某一個(gè)網(wǎng)段的所有結(jié)點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)部分127
如127.0.01，主機(jī)部分任意 回環(huán)地址，發(fā)出的數(shù)據(jù)又回到本機(jī)

私有地址;

私有地址——只用于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，在公共互聯(lián)網(wǎng)上這些地址是無(wú)效的。私有地址是非常有意義的，可以在所有的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中使用，是可重用的；也正是有了這部分地址，借助NAT技術(shù)，使得當(dāng)前的IPv4網(wǎng)絡(luò)即便地址空間已經(jīng)被分配殆盡，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)仍能夠正常運(yùn)行。

子網(wǎng)劃分

子網(wǎng)劃分是在已有的ABC類(lèi)IP子網(wǎng)的基礎(chǔ)上區(qū)分出范圍更小的子網(wǎng)。為了劃分，將主機(jī)號(hào)的高位單獨(dú)拿出來(lái)作為子網(wǎng)號(hào)，于是IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)和主機(jī)號(hào)構(gòu)成。例如，在公司中，可能使用某個(gè)固定NetID的子網(wǎng)作為公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，公司為了區(qū)分不同的部門(mén)，為每個(gè)部門(mén)分配一個(gè)SubID，這樣每個(gè)部門(mén)就是一個(gè)單獨(dú)子網(wǎng)。

為了確定一個(gè)IP地址是否被劃分了子網(wǎng)，以及用多少位來(lái)劃分子網(wǎng)，引入了子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)掩碼的取值就是NetID和SubID位都取1，HostID位全取0。例如：

• A網(wǎng)的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為：255.0.0.0
• B網(wǎng)的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為：255.255.0.0
• C網(wǎng)的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為：255.255.255.0

借用HostID高位部分的3比特來(lái)劃分子網(wǎng)的C網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼為：255.255.225.224；一共可以劃分出8個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)的地址數(shù)有32個(gè)，如192.168.0.32~192.168.0.63就表示SubID=1的子網(wǎng)地址范圍，而192.168.0.32代表子網(wǎng)本身，192.168.0.63是該子網(wǎng)廣播地址，所以有效可分配主機(jī)地址數(shù)只有30個(gè)。因此，經(jīng)過(guò)子網(wǎng)劃分后，可分配的地址數(shù)會(huì)減少。

經(jīng)過(guò)子網(wǎng)劃分以后，路由器通過(guò)將IP分組的目的IP地址和子網(wǎng)掩碼按位與運(yùn)算，就可以提取出子網(wǎng)地址，從而確定應(yīng)該將IP分組轉(zhuǎn)發(fā)到哪個(gè)子網(wǎng)中去。例如，目的IP地址為172.32.1.112，子網(wǎng)掩碼為255.255.254.0，那么子網(wǎng)地址應(yīng)該為172.32.0.0。

最短路徑Dijsktra算法原理（掌握）

• N’：代表閉集合，集合中的節(jié)點(diǎn)都已找到最短路徑；
• D(?)：節(jié)點(diǎn)?到u的代價(jià)；
• p(?)：當(dāng)前下路徑節(jié)點(diǎn)?的前序節(jié)點(diǎn)；
• 自由節(jié)點(diǎn)：不處于閉集合中的節(jié)點(diǎn)。

算法過(guò)程如下：

在算法一開(kāi)始，初始化節(jié)點(diǎn)u的代價(jià)為0，其他節(jié)點(diǎn)的代價(jià)為$\infty$，閉集合為空。

選擇代價(jià)最小的自由節(jié)點(diǎn)（step=0時(shí)就是節(jié)點(diǎn)u），記作A，將其加入閉集合，并遍歷與其相鄰的自由節(jié)點(diǎn)，記作B，更新它們的代價(jià)為$D(B)=min\{D(B),D(A)+D(A,B)\}$，其中$D(A,B)$表示節(jié)點(diǎn)A和B之間鏈路的代價(jià)。如果更新后代價(jià)變小了，則設(shè)置節(jié)點(diǎn)B的前序節(jié)點(diǎn)為A。

不斷循環(huán)執(zhí)行第2步，直到該網(wǎng)絡(luò)中不存在自由節(jié)點(diǎn)。

void Graph::dijkstra(Vertex s) {//初始化頂點(diǎn)信息for each Vertex v {v.known = false;v.dist = INFINITY;v.path = 0;}//起點(diǎn)s的dist設(shè)為0s.dist = 0;//循環(huán)執(zhí)行第3步for(; ;){//從所有頂點(diǎn)中找到dist最小的并且known為false的頂點(diǎn)vVertex v = unknown smallest distance vertex;//如果沒(méi)有找到滿(mǎn)足條件的v，則退出算法（此時(shí)所有頂點(diǎn)已經(jīng)全部確定了）if(v == NOT_A_VERTEX)break;//將該頂點(diǎn)v的known置為truev.known = true;//更新與頂點(diǎn)v相鄰的所有其它known為false的頂點(diǎn)w的dist和path的值for each Vertex w adjacent to v {if(!w.known) {//更新w.distif(v.dist+distance(v,w) < w.dist) {w.dist = v.dist + distance(v,w);w.path = v;} } } } }

傳輸層的兩種主要協(xié)議（TCP/UDP）

兩者區(qū)別：

連接

• TCP是面向連接的傳輸層協(xié)議，傳輸數(shù)據(jù)之前必須先建立連接
• UDP無(wú)連接

服務(wù)對(duì)象

• TCP是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的兩點(diǎn)間服務(wù)，一條TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)
• UDP支持一對(duì)多，多對(duì)多，一對(duì)多，多對(duì)一的交互通信

可靠性

• TCP是可靠交付：無(wú)差錯(cuò)，不丟失，不重復(fù)，按序到達(dá)
• UDP是盡最大努力交付，不保證可靠交付

擁塞控制，流量控制

• TCP有擁塞控制和流量控制保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/li>
• UDP沒(méi)有擁塞控制，網(wǎng)絡(luò)擁塞不會(huì)影響源主機(jī)的發(fā)送效率

報(bào)文長(zhǎng)度

• TCP是動(dòng)態(tài)報(bào)文長(zhǎng)度，即TCP報(bào)文長(zhǎng)度是根據(jù)接收方的窗口大小和當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)擁塞情況決定的
• UDP面向報(bào)文，不合并，不拆分，保留上面?zhèn)飨聛?lái)的報(bào)文邊界

首部開(kāi)銷(xiāo)

• TCP首部開(kāi)銷(xiāo)大，20個(gè)字節(jié)
• UDP首部開(kāi)銷(xiāo)小，8字節(jié)(源端口，目的端口，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，校驗(yàn)和)

適用場(chǎng)景

• TCP是可靠的，但是傳輸速度慢。數(shù)據(jù)完整性比通信實(shí)時(shí)性重要?jiǎng)t使用TCP（如文件傳輸，重要狀態(tài)更新）
• UDP不可靠，傳輸速度快。通信實(shí)時(shí)性比數(shù)據(jù)完整性重要?jiǎng)t使用UDP（如s視頻傳輸，實(shí)時(shí)通信）

傳輸層的端到端通信編址方式

每種應(yīng)用層協(xié)議或應(yīng)用程序都具有與傳輸層唯一連接的端口，并且使用唯一的端口號(hào)將這些端口區(qū)分開(kāi)來(lái)。

端口的作用就是讓?xiě)?yīng)用層的各種應(yīng)用進(jìn)程都能將其數(shù)據(jù)通過(guò)端口向下交付給傳輸層，以及讓傳輸層知道應(yīng)當(dāng)將其報(bào)文段中的數(shù)據(jù)向上通過(guò)端口交付給應(yīng)用層相應(yīng)的進(jìn)程。

Windows常用的一些網(wǎng)絡(luò)命令(略)

各種常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議所處的層次結(jié)構(gòu)

TCP建立連接與釋放連接的三次握手過(guò)程

三次握手

客戶(hù)端發(fā)送SYN段，段中標(biāo)志位SYN置1，并攜帶客戶(hù)機(jī)隨機(jī)選擇的一個(gè)初始序列號(hào)seq=J，SYN段不包含數(shù)據(jù)內(nèi)容。

服務(wù)器收到SYN段，回應(yīng)SYNACK報(bào)文段，段中標(biāo)志位SYN和ACK都置1，ack=J+1，隨機(jī)產(chǎn)生序列號(hào)seq=K。同時(shí)，服務(wù)器為該連接分配資源（緩存）。

客戶(hù)端收到SYNACK后，回應(yīng)ACK報(bào)文段，段中標(biāo)志位ACK置1，ack=K+1。當(dāng)服務(wù)器收到該ACK報(bào)文段時(shí)，連接便建立成功。

之所以采用三次握手，而不是二次握手是有原因的：

• 在第二次握手時(shí)，服務(wù)器攜帶的序列號(hào)需要被客戶(hù)機(jī)正確接收，因此客戶(hù)端有必要回應(yīng)通知服務(wù)器結(jié)果；
• 假設(shè)當(dāng)客戶(hù)機(jī)發(fā)送了SYN段后，該段由于網(wǎng)絡(luò)擁塞在某個(gè)節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)期滯留，然后客戶(hù)端重傳SYN段并最終和服務(wù)端建立了連接，在該連接關(guān)閉之后，最初的SYN段才到達(dá)，在二次握手機(jī)制下，服務(wù)器會(huì)認(rèn)為這是新的一次連接請(qǐng)求，于是回應(yīng)ACK，并一直等待客戶(hù)機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)從而造成資源浪費(fèi)。

此外，服務(wù)器在第二次握手期間就為連接分配了資源，當(dāng)達(dá)到超時(shí)時(shí)間還未進(jìn)行第三次握手，服務(wù)器就會(huì)釋放資源。在這個(gè)過(guò)程中，存在安全隱患——攻擊者可以利用上萬(wàn)臺(tái)客戶(hù)機(jī)同時(shí)向服務(wù)器發(fā)送TCP請(qǐng)求連接但是都不進(jìn)行第三次握手，就會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器資源的大量浪費(fèi)（這是一種著名的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段）。

四次揮手

客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送FIN段；

服務(wù)器收到FIN段，回應(yīng)ACK，并發(fā)送FIN段；

客戶(hù)端收到FIN，回復(fù)ACK，并進(jìn)入固定時(shí)間的等待，如果再次收到FIN，則重新發(fā)送ACK；

服務(wù)器收到ACK，服務(wù)器方的連接關(guān)閉；等到客戶(hù)端等待時(shí)間過(guò)完，客戶(hù)端方的連接也關(guān)閉；

小結(jié)

客戶(hù)端和服務(wù)端連接建立和關(guān)閉過(guò)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換如下圖所示。

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的HDU计算机网络系统2021复习提纲的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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