第一章
因特網服務提供者 ISP (Internet Service Provider)
根據提供服務的覆蓋面積大小以及所擁有的IP 地址數目的不同，ISP 也分成爲不同的層次。
兩種通信方式
在網絡邊緣的端系統中運行的程序之間的通信方式通常可劃分爲兩大類：C/S 方式 和P2P 方式（Peer-to-Peer，對等方式）。
因特網的核心部分
網絡核心部分是因特網中最複雜的部分。
因特網的核心部分是由許多網絡和把它們互連起來的路由器組成，而主機處在因特網的邊緣部分。
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。
網絡的分類
不同作用範圍的網絡
廣域網 WAN (Wide Area Network)
局域網 LAN (Local Area Network)
城域網 MAN (Metropolitan Area Network)
個人區域網 PAN (Personal Area Network)
從網絡的使用者進行分類
公用網 (public network)
專用網 (private network)
用來把用戶接入到因特網的網絡
接入網 AN (Access Network)，它又稱爲本地接入網或居民接入網。
注：由 ISP 提供的接入網只是起到讓用戶能夠與因特網連接的“橋樑”作用。
計算機網絡的性能指標
速率
帶寬
吞吐量
時延(delay 或 latency)
傳輸時延（發送時延) —— 從發送數據幀的第一個比特算起，到該幀的最後一個比特發送完 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 —— 交換結點爲存儲轉發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歷的時延。
總時延 = 發送時延+傳播時延+處理時延+處理時延
時延帶寬積
利用率 —— 分爲信道利用率和網絡利用率。
信道利用率——某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數據通過）。
網絡利用率——全網絡的信道利用率的加權平均值。
網絡協議(network protocol)
簡稱爲協議，是爲進行網絡中的數據交換而建立的規則、標準或約定。其組成要素有以下三點：
語法 數據與控制信息的結構或格式 。
語義 需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。
同步 事件實現順序的詳細說明。
八、實體、協議、服務和服務訪問點
實體(entity)——表示任何可發送或接收信息的硬件或軟件進程。
協議——是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。
在協議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務。
要實現本層協議，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議。
下面的協議對上面的服務用戶是透明的。
協議是“水平的”，即協議是控制對等實體之間通信的規則。
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。
同一系統相鄰兩層的實體進行交互的地方，稱爲服務訪問點 SAP (Service Access Point)。
TCP/IP的體系結構
路由器在轉發分組時最高只用到網絡層，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的電壓的範圍。
功能特性——指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。
過程特性——指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。
物理層的主要任務是確定與傳輸媒體的接口的一些特性，包括：__、、_______和________特性。
幾個術語
數據(data)——運送消息的實體。
信號(signal)——數據的電氣的或電磁的表現。
“模擬的”(analogous)——代表消息的參數的取值是連續的。
“數字的”(digital)——代表消息的參數的取值是離散的。
碼元(code)——在使用時間域（或簡稱爲時域）的波形表示數字信號時，代表不同離散數值的基 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送信息，但不能雙方同時發送(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送和接收信息。
四、基帶信號和調製
基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道並不能傳輸這種低頻分量或直流分量。爲了解決這一問題，就必須對基帶信號進行調製(modulation)。
最基本的二元制調製方法有以下幾種：
調幅(AM)：載波的振幅隨基帶數字信號而變化。
調頻(FM)：載波的頻率隨基帶數字信號而變化。
調相(PM): 載波的初始相位隨基帶數字信號而變化。
信道的極限容量：奈氏準則與香農公式
導向傳輸媒體
雙絞線、同軸電纜、光纜 、無線信道。
光纖是現代計算機網絡中常用的傳輸媒體，根據光信號在光線中傳輸的特性不同，可將光纖分爲___光纖和______光纖兩大類。
六、信道複用技術
複用(multiplexing)是通信技術中的基本概念。
複用技術的分類：
頻分複用 FDM(Frequency Division Multiplexing)
時分複用TDM(Time Division Multiplexing)
波分複用 WDM(Wavelength Division Multiplexing)
碼分複用 CDM(Code Division Multiplexing)
多路複用技術的主要由如下幾種形式：______複用、_____複用、_____複用、_____複用。
CDMA 的工作原理
共有四個站進行碼分多址CDMA通信。四個站的碼片序列爲：
A：（-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1） B：（-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1）
C：（-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1） D：（- 1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1）
現收到這樣的碼序列：（-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1）。問哪個站發送數據了？發送數據的站發送的是0還是1？
第 3 章 數據鏈路層
數據鏈路層使用的信道分類
數據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，因此過程比較複雜。
各層傳輸的數據單位
網絡層：IP數據報（或IP分組）
數據鏈路層：幀
物理層：比特
三、數據鏈路層傳輸數據時的三個基本問題
(1) 封裝成幀(framing)——在一段數據的前後分別添加首部和尾部，然後就構成了一個幀。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
差錯控制—CRC校驗方法
如果發送數據比特序列爲110011，生成多項式比特序列爲11001。回答以下問題：
（1）計算機CRC效驗序列。
（2）給出發送方發送到接收方的比特序列
媒體共享技術
靜態劃分信道
頻分複用，時分複用，波分複用，碼分複用
動態媒體接入控制（多點接入）
隨機接入
受控接入 ，如多點線路探詢(polling)，或輪詢。
以太網的兩個標準
DIX Ethernet V2 標準與 IEEE 的 802.3 標準只有很小的差別，因此可以將 802.3 局域網簡稱爲“以太網”。
數據鏈路層的兩個子層
邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層
媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。
以太網提供的服務
以太網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據幀時就丟棄此幀，其他什麼也不做。差錯的糾正由高層來決定。
如果高層發現丟失了一些數據而進行重傳，但以太網並不知道這是一個重傳的幀，而是當作一個新的數據幀來發送。
以太網發送的數據都使用曼徹斯特(Manchester)編碼。
圖 曼徹斯特編碼方式
畫出二進制位串01001110的曼徹斯特編碼。
載波監聽多點接入/衝突檢測（CSMA/CD）
CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。
“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。
“載波監聽”是指每一個站在發送數據之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發送數據， 如果 有，則暫時不要發送數據，以免發生碰撞。
總線上並沒有什麼“載波”。因此， “載波監聽”就是用電子技術檢測總線上有沒有其他計算機 發送的數據信號。
“衝突檢測”就是計算機邊發送數據邊檢測信道上的信號電壓大小。
當幾個站同時在總線上發送數據時，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，就認爲總線上至少有兩個站同時在發送 數據，表明產生了衝突。
檢測到碰撞後
在發生碰撞時，總線上傳輸的信號產生了嚴重的失真，無法從中恢復出有用的信息來。
每一個正在發送數據的站，一旦發現總線上出現了碰撞，就要立即停止發送，免得繼續浪費網絡 資源，然後等待一段隨機時間後再次發送。
重要特性
使用 CSMA/CD 協議的以太網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）。
每個站在發送數據之後的一小段時間內，存在着遭遇碰撞的可能性。
這種發送的不確定性使整個以太網的平均通信量遠小於以太網的最高數據率。
簡述以太網CSMA/CD協議的工作過程。
以太網的 MAC 層
1、48 位的 MAC 地址
在局域網中，硬件地址又稱爲物理地址，或 MAC 地址，共48位，其前3個字節（即高24位）用於標識不同的生產廠家，後3個字節（即低24位）由廠家自行指派，用於標識產品號。
2、從網絡上發往本站的幀分爲以下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MAC幀格式有兩種標準 ：
DIX Ethernet V2 標準
IEEE 的 802.3 標準
最常用的 MAC 幀是以太網 V2 的格式,如下：
4、幀間最小間隔
幀間最小間隔爲 9.6 s，相當於 96 bit 的發送時間。
一個站在檢測到總線開始空閒後，還要等待 9.6 s 才能再次發送數據。
這樣做是爲了使剛剛收到數據幀的站的接收緩存來得及清理，做好接收下一幀的準備。
多接口網橋——以太網交換機
以太網交換機通常都有十幾個接口。因此，以太網交換機實質上就是一個多接口的網橋，可見交換機工作在數據鏈路層。
以太網交換機的每個接口都直接與主機相連，並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佔通信媒體那樣，進行 無碰撞地傳輸數據。
以太網交換機由於使用了專用的交換結構芯片，其交換速率就較高。
現有五個站分別連接在三個局域網上，並且用兩個透明網橋連接起來，如下圖所示。每一個網橋的兩個端口號都標明在圖上。在一開始，兩個網橋中的轉發表都是空的。以後有以下各站向其他的站發送了數據幀，即A 發送給E，C 發送給B，D 發送給C，B發送給A。試將有關數據填寫在下表中。（注A、B、C、D、E的地址分別用MACA、MACB、MACC、MACD、MACE表示）
發送的幀 B1的轉發表 B2的轉發表 B1的處理
（轉發？丟棄？登記？） B2的處理
（轉發？丟棄？登記？）
地址 接口 地址 接口
A->E
C->B
D->C
B->A
虛擬局域網
虛擬局域網 VLAN 是由一些局域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組。
這些網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，指明發送這個幀的工作站是屬於哪一個 VLAN。
虛擬局域網其實只是局域網給用戶提供的一種服務，而並不是一種新型局域網。
虛擬局域網限制了接收廣播信息的工作站數，使得網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。
虛擬局域網協議允許在以太網的幀格式中插入一個 4 字節的標識符，稱爲 VLAN 標記(tag)，用來指明發送該幀的工作站屬於哪一個虛擬局域網。
網絡層
網絡層提供的兩種服務
網絡層提供兩種類型的的服務，即：虛電路服務和數據報服務。
面向連接的通信方式
建立虛電路(Virtual Circuit)，以保證雙方通信所需的一切網絡資源。
圖示 虛電路服務
虛電路表示這只是一條邏輯上的連接，分組都沿着這條邏輯連接按照存儲轉發方式傳送，而並不是真正建立了一條物理連接。
請注意，電路交換的電話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，但並不完全一樣。
如果再使用可靠傳輸的網絡協議，就可使所發送的分組無差錯按序到達終點。
無連接的通信方式
網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據報服務。
圖示 數據報服務
網際協議IP
網際協議 IP 是 TCP/IP 體系中兩個最主要的協議之一。與 IP 協議配套使用的還有四個協議：
地址解析協議 ARP (Address Resolution Protocol)
逆地址解析協議 RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
網際控制報文協議 ICMP (Internet Control Message Protocol)
注：ICMP 不是高層協議，而是 IP 層的協議。
網際組管理協議 IGMP (Internet Group Management Protocol)
十四、網際層的 IP 協議及配套協議
假設有一個IP數據報，頭部長度爲20B，數據部分長度爲2000B，現該分組從源主機到目的主機需要經過兩個網絡，這兩個網絡所允許的最大傳輸單元MTU爲1500B和576B。請問該數據報如何讓進行分組？
IP數據報首部中哪些字段在經過每一個路由器時會發生變化 ？
網絡互相連接起來要使用一些中間設備
中間設備又稱爲中間系統或中繼(relay)系統。
物理層中繼系統：轉發器(repeater)、中繼器。
數據鏈路層中繼系統：網橋或橋接器(bridge)。
網絡層中繼系統：路由器(router)。
網橋和路由器的混合物：橋路器(brouter)。
網絡層以上的中繼系統：網關(gateway)。
十六、網絡互連使用路由器
當中繼系統是轉發器或網橋時，一般並不稱之爲網絡互連，因爲這僅僅是把一個網絡擴大了，而 這仍然是一個網絡。
網關由於比較複雜，目前使用得較少。
互聯網都是指用路由器進行互連的網絡。
由於歷史的原因，許多有關 TCP/IP 的文獻將網絡層使用的路由器稱爲網關。
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，其中一個字段是網絡號 net-id，它標誌主機（或路由器）所連接到的網絡，而另一個字段則是主機號 host-id，它標誌該主機（或路由器）。
兩級的 IP 地址可以記爲：IP 地址 ::= { <網絡號>, <主機號>} ， ::= 代表“定義爲”
IP 地址中的網絡號字段和主機號字段
常用的三種類別的 IP 地址
IP地址202.98.123.130屬於（ ）。
•A、A類IP地址
•B、B類IP地址
•C、C類IP地址
•D、D類IP地址
十八、IP 地址與硬件地址
網絡層及以上使用 IP 地址
路由器只根據目的站的 IP 地址的網絡號進行路由選擇
鏈路層及以下使用MAC地址
在具體的物理網絡的鏈路層只能看見 MAC 幀而看不見 IP 數據報
地址解析協議 ARP 和逆地址解析協議 RARP
1、ARP
不管網絡層使用的是什麼協議，在實際網絡的鏈路上傳送數據幀時，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(ARP cache)，裏面有所在的局域網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 欲向本局域網上的某個主機 B 發送 IP 數據報時，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，然後通過局域網將該 MAC 幀發往此硬件地址。
ARP 是解決同一個局域網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上，那麼就要通過 ARP 找到一個位於本局域網上的某個路由器的硬件地址，然後把分組發送給這個路由器，讓這個路由器把分組轉發給下一個網絡。剩下的工作就由下一個網絡來做。
2、RARP
逆地址解析協議 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協議目前已很少使用。
地址解析協議ARP的作用是（ ）。
•A、查詢本機的MAC地址
•B、查詢本機的IP地址。
•C、查詢指定IP地址所對應的MAC地址
•D、查詢指定MAC地址所對應的IP地址
二十、查找路由表
在路由表中，對每一條路由，最主要的是（目的網絡地址，下一跳地址）.
根據目的網絡地址就能確定下一跳路由器，這樣做的結果是：
IP 數據報最終一定可以找到目的主機所在目的網絡上的路由器（可能要通過多次的間接交付）。
只有到達最後一個路由器時，才試圖向目的主機進行直接交付。
二十一、劃分子網(subnetting)
從 1985 年起在 IP 地址中又增加了一個“子網號字段”，使兩級的 IP 地址變成爲三級的 IP 地址。這種做法叫作劃分子網(subnetting) 。劃分子網已成爲因特網的正式標準協議。
劃分子網純屬一個單位內部的事情。單位對外仍然表現爲沒有劃分子網的網絡。
從主機號借用若干個位作爲子網號 subnet-id，而主機號 host-id 也就相應減少了若干個 位。
IP地址 ::= {<網絡號>, <子網號>, <主機號>}
凡是從其他網絡發送給本單位某個主機的 IP 數據報，仍然是根據 IP 數據報的目的網 絡號 net-id，先找到連接在本單位網絡上的路由器。
然後此路由器在收到 IP 數據報後，再按目的網絡號 net-id 和子網號 subnet-id 找到目 的子網。
最後就將 IP 數據報直接交付目的主機。
子網掩碼
從一個 IP 數據報的首部並無法判斷源主機或目的主機所連接的網絡是否進行了子網劃分。
使用子網掩碼(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子網部分。
IP 地址的各字段和子網掩碼
默認子網掩碼
二十二、因特網的路由選擇協議
有關路由選擇協議的幾個基本概念:
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絡拓撲的變化，這就是說，要有自適應性。
算法應具有穩定性。
算法應是公平的。
算法應是最佳的。
2、關於“最佳路由”
不存在一種絕對的最佳路由算法。
所謂“最佳”只能是相對於某一種特定要求下得出的較爲合理的選擇而已。
實際的路由選擇算法，應儘可能接近於理想的算法。
路由選擇是個非常複雜的問題
它是網絡中的所有結點共同協調工作的結果。
路由選擇的環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：
靜態路由選擇策略——即非自適應路由選擇，其特點是簡單和開銷較小，但不能及時適應網絡狀態的變化。
動態路由選擇策略——即自適應路由選擇，其特點是能較好地適應網絡狀態的變化，但實現起來較爲複雜，開銷也比較大。
因特網中的兩大類路由選擇協議：
內部網關協議 IGP (Interior Gateway Protocol)——即在一個自治系統內部使用的路由選擇協 議。目前這類路由選擇協議使用得最多，其具體的協議有多種，如 RIP 和 OSPF 協議：
RIP: Routing Information Protocol 路由信息協議
RIP 協議的三個要點：
僅和相鄰路由器交換信息。
交換的信息是當前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。
按固定的時間間隔交換路由信息，例如，每隔 30 秒。
OSPF：Open Shortest Path First 開放最短路徑優先
外部網關協議EGP (External Gateway Protocol) —— 若源站和目的站處在不同的自治系統 中，當數據報傳到一個自治系統的邊界時，就需要使用一種協議將路由選擇信息傳遞到另一 個自治系統中。這樣的協議就是外部網關協議 EGP。在外部網關協議中目前使用最多的是BGP-4。
BGP：Border Gateway Protocol 邊界網關協議
BGP 是不同自治系統的路由器之間交換路由信息的協議。
邊界網關協議 BGP 只能是力求尋找一條能夠到達目的網絡且比較好的路由（不能兜圈子），而並非要尋找一條最佳路由。
R1、R2是一個自治系統中採用RIP路由協議的兩個相鄰路由器，R1的路由表如下圖（a）所示，當R1收到R2發送的如下圖（b）的（V，D）報文後，R1更新的三個路由表項中距離值從上到下依次爲
A、0、4、3 B、0、4、4 C、0、5、3 D、0、5、4
二十三、 專用地址（本地地址）和全球地址
本地地址——僅在機構內部使用的 IP 地址，可以由本機構自行分配，而不需要向因特網的管理機構申請。
全球地址——全球唯一的IP地址，必須向因特網的管理機構申請。
專用地址（Private Address）
10.0.0.0 到 10.255.255.255
172.16.0.0 到 172.31.255.255
192.168.0.0 到 192.168.255.255
這些地址只能用於一個機構的內部通信，而不能用於和因特網上的主機通信。
專用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在因特網中的所有路由器對目的地址是專用地址的數據報一律不進行轉發。
二十四、CIDR
某單位分配到一個地址塊136.23.12.64/26，現在需要進一步劃分爲4個一樣大的子網。問：
(1).每個子網的網絡前綴有多長？
(2).每一個子網中有多少個地址？
(3).每一個子網的地址塊是什麼？
(4).每一個子網可分配給主機使用的最小地址和最大地址是什麼？
設有4條路由：172.18.129.0/24、172.18.130.0/24、172.18.132.0/24和172.18.133.0/24，如果進行路由匯聚，能覆蓋這4條路由的地址是__________。網絡122.21.136.0/24和122.21.143.0/24經過路由會聚，得到的網絡地址是__________。
第 5 章 運輸層
1、應用進程之間的通信
兩個主機進行通信實際上就是兩個主機中的應用進程互相通信。
應用進程之間的通信又稱爲端到端的通信。
運輸層的一個很重要的功能就是複用和分用。應用層不同進程的報文通過不同的端口向下交到運輸層，再往下就共用網絡層提供的服務。
“運輸層提供應用進程間的邏輯通信”。“邏輯通信”的意思是：運輸層之間的通信好像是沿水平方向傳送數據。但事實上這兩個運輸層之間並沒有一條水平方向的物理連接。
運輸層的主要功能
運輸層爲應用進程之間提供端到端的邏輯通信（但網絡層是爲主機之間提供邏輯通信）。
圖示 運輸層協議和網絡層協議的主要區別
運輸層還要對收到的報文進行差錯檢測。
運輸層需要有兩種不同的運輸協議，即面向連接的 TCP 和無連接的 UDP。
TCP的特點：
TCP 是面向連接的運輸層協議。
每一條 TCP 連接只能有兩個端點(endpoint)，每一條 TCP 連接只能是點對點的（一對一）。
TCP 提供可靠交付的服務。
TCP 提供全雙工通信。
面向字節流。
UDP 是面向報文的:
發送方 UDP 對應用程序交下來的報文，在添加首部後就向下交付 IP 層。UDP 對應用層交 下來的報文，既不合並， 也不拆分，而是保留這些報文的邊界。
應用層交給 UDP 多長的報文，UDP 就照樣發送，即一次發送一個報文。
接收方 UDP 對 IP 層交上來的 UDP 用戶數據報，在去除首部後就原封不動地交付上層的應用進程，一次交付一個完整 的報文。
應用程序必須選擇合適大小的報文。
TCP的端口
端口用一個 16 位端口號進行標誌。
端口號只具有本地意義，即端口號只是爲了標誌本計算機應用層中的各進程。在因特網中不同計算機的相同端口號是沒有聯繫的。
TCP的連接
TCP 把連接作爲最基本的抽象。
每一條 TCP 連接有兩個端點。
TCP 連接的端點不是主機，不是主機的IP 地址，不是應用進程，也不是運輸層的協議端口。TCP 連接的端點叫做套接字(socket)或插口。
端口號拼接到(contatenated with) IP 地址即構成了套接字。
套接字 socket = (IP地址: 端口號)
每一條 TCP 連接唯一地被通信兩端的兩個端點（即兩個套接字）所確定。即：
TCP 連接 ::= {socket1, socket2} = {(IP1: port1), (IP2: port2)}
5、可靠傳輸的工作原理
停止等待協議
請注意：
在發送完一個分組後，必須暫時保留已發送的分組的副本。
分組和確認分組都必須進行編號。
超時計時器的重傳時間應當比數據在分組傳輸的平均往返時間更長一些。
可靠通信的實現:
使用上述的確認和重傳機制，我們就可以在不可靠的傳輸網絡上實現可靠的通信。
這種可靠傳輸協議常稱爲自動重傳請求ARQ (Automatic Repeat reQuest)。
ARQ 表明重傳的請求是自動進行的。接收方不需要請求發送方重傳某個出錯的分組 。
流水線傳輸 –
發送方可連續發送多個分組，不必每發完一個分組就停頓下來等待對方的確認。
由於信道上一直有數據不間斷地傳送，這種傳輸方式可獲得很高的信道利用率。
Go-back-N
6、TCP 的流量控制——利用滑動窗口實現
流量控制(flow control)就是讓發送方的發送速率不要太快，既要讓接收方來得及接收，也不要使網絡發生擁塞。
利用滑動窗口機制可以很方便地在 TCP 連接上實現流量控制。
7、TCP擁塞控制
TCP擁塞控制的四種方法：慢啓動、擁塞避免、快重傳、快恢復
TCP在（ ）纔會觸發快速重傳。
•A、超時間隔過長時
•B、超時
•C、收到3個同樣的ACK
•D、以上都不是
8、 TCP 的運輸連接管理
1、運輸連接的三個階段
運輸連接就有三個階段，即：連接建立、數據傳送和連接釋放。運輸連接的管理就是使運輸連接 的建立和釋放都能正常地進行。
連接建立過程中要解決以下三個問題：
要使每一方能夠確知對方的存在。
要允許雙方協商一些參數（如最大報文段長度，最大窗口大小，服務質量等）。
能夠對運輸實體資源（如緩存大小，連接表中的項目等）進行分配。
TCP 連接的建立都是採用客戶服務器方式。
3、用三次握手建立 TCP 連接的各狀態：
簡述計算機A與B採用TCP協議通信時，TCP連接的建立過程，並畫出連接過程圖。
TCP實體主動打開一個連接時發出SYN標誌爲1的報文，等待對方回答（）標誌爲1的報文。
•A、FIN，ACK
•B、PSH，ACK
•C、SYN，ACK
•D、URG，ACK
連接的釋放
數據傳輸結束後，雙方都可釋放連接，但一方(設爲A)釋放連接前需獲得另一方(設爲B)的允許，如果此時B方仍有數據要傳輸，則連接不得釋放，A仍要接收B的數據，直至B方數據傳輸完畢後，B方發出釋放連接的要求，得到A方的許可確認後，B釋放連接，A等待2SML後釋放連接，此時通信結束。
如下圖所示：
應用層
域名系統 DNS
1.1DNS簡介
計算機的用戶只是間接而不是直接使用域名系統。
因特網採用層次結構的命名樹作爲主機的名字，並使用分佈式的域名系統 DNS。
名字到 IP 地址的解析是由若干個域名服務器程序完成的。域名服務器程序在專設的結點上運行，運 行該程序的機器稱爲域名服務器。
1.2層次樹狀結構的命名方法
任何一個連接在因特網上的主機或路由器，都有一個唯一的層次結構的名字，即域名。
域名的結構由標號序列組成，各標號之間用點隔開：
… . 三級域名 . 二級域名 . 頂級域名
各標號分別代表不同級別的域名。
1.3域名只是個邏輯概念
域名只是個邏輯概念，並不代表計算機所在的物理地點。
變長的域名和使用有助記憶的字符串，是爲了便於人來使用。而 IP 地址是定長的 32 位二進制數字則非常便於機器進行處理。
域名中的“點”和點分十進制 IP 地址中的“點”並無一一對應的關係。點分十進制 IP 地址中一定是包含三個“點”，但每一個域名中“點”的數目則不一定正好是三個。
1.4頂級域名 TLD(Top Level Domain)
(1) 國家頂級域名 nTLD：如: .cn 表示中國，.us 表示美國，.uk 表示英國，等等。
(2) 通用頂級域名 gTLD：最早的頂級域名是：
.com （公司和企業） .net （網絡服務機構）
.org （非贏利性組織） .edu （美國專用的教育機構（）
.gov （美國專用的政府部門） .mil （美國專用的軍事部門）
.int （國際組織）
基礎結構域名(infrastructure domain)：這種頂級域名只有一個，即 arpa，用於反向域名解析，因此又稱爲反向域名。
1.5域名服務器的四種類型
根域名服務器
根域名服務器是最重要的域名服務器。所有的根域名服務器都知道所有的頂級域名服務器的 域名和 IP 地址。
不管是哪一個本地域名服務器，若要對因特網上任何一個域名進行解析，只要自己無法解析， 就首先求助於根域名服務器。
在因特網上共有13 個不同 IP 地址的根域名服務器（注意這裏的13是指共有13 套裝置， 而不是 13 個機器），它們的名字是用一個英文字母命名，從a 一直到 m（前13 個字母）。這些 根域名服務器相應的域名分別是
a.rootservers.net
b.rootservers.net
…
m.rootservers.net
到 2006 年底全世界已經安裝了一百多個根域名服務器機器，分佈在世界各地。
頂級域名服務器
這些域名服務器負責管理在該頂級域名服務器註冊的所有二級域名。
當收到 DNS 查詢請求時，就給出相應的回答（可能是最後的結果，也可能是下一步應當找 的域名服務器的 IP 地址）。
權限域名服務器
這就是前面已經講過的負責一個區的域名服務器。
當一個權限域名服務器還不能給出最後的查詢回答時，就會告訴發出查詢請求的 DNS 客 戶，下一步應當找哪一個權限域名服務器。
本地域名服務器
本地域名服務器對域名系統非常重要。
當一個主機發出 DNS 查詢請求時，這個查詢請求報文就發送給本地域名服務器。
每一個因特網服務提供者 ISP，或一個大學，甚至一個大學裏的系，都可以擁有一個本地域名服務器，
這種域名服務器有時也稱爲默認域名服務器。
1.6域名的解析過程
主機向本地域名服務器的查詢一般都是採用遞歸查詢。如果主機所詢問的本地域名服務器不知道被查詢域名的 IP 地址，那麼本地域名服務器就以 DNS 客戶的身份，向其他根域名服務器繼續發出查詢請求報文。
本地域名服務器向根域名服務器的查詢通常是採用迭代查詢。當根域名服務器收到本地域名服務器的迭代查詢請求報文時，要麼給出所要查詢的 IP 地址，要麼告訴本地域名服務器：“你下一步應當向哪一個域名服務器進行查詢”。然後讓本地域名服務器進行後續的查詢。
在因特網應用中，IP地址與主機名的轉換使用（）。
•A、ARP協議
•B、ICMP協議
•C、查路由器的映射表
•D、DNS協議
文件傳送協議
2.1、FTP (File Transfer Protocol) 概述
FTP是因特網上使用得最廣泛的文件傳送協議。
FTP 提供交互式的訪問，允許客戶指明文件的類型與格式，並允許文件具有存取權限。
FTP 屏蔽了各計算機系統的細節，因而適合於在異構網絡中任意計算機之間傳送文件。
2.2FTP 特點
文件傳送協議 FTP 只提供文件傳送的一些基本的服務，它使用 TCP 可靠的運輸服務。
FTP 的主要功能是減少或消除在不同操作系統下處理文件的不兼容性。
FTP 使用客戶服務器方式。一個 FTP 服務器進程可同時爲多個客戶進程提供服務。FTP 的服務器進程由兩大部分組成：一個主進程，負責接受新的請求；另外有若干個從屬進程，負責處理單個請求。
兩個連接
控制連接在整個會話期間一直保持打開，FTP 客戶發出的傳送請求通過控制連接發送給服務器端的控制進程，但控制連接不用來傳送文件。
實際用於傳輸文件的是“數據連接”。服務器端的控制進程在接收到 FTP 客戶發送來的文件傳輸請求後就創建“數據傳送進程”和“數據連接”，用來連接客戶端和服務器端的數據傳送進程。
數據傳送進程實際完成文件的傳送，在傳送完畢後關閉“數據傳送連接”並結束運行。
兩個不同的端口號
當客戶進程向服務器進程發出建立連接請求時，要尋找連接服務器進程的熟知端口(21)，同時還要告訴服務器進程自己的另一個端口號碼，用於建立數據傳送連接。
接着，服務器進程用自己傳送數據的熟知端口(20)與客戶進程所提供的端口號碼建立數據傳送連接。
由於 FTP 使用了兩個不同的端口號，所以數據連接與控制連接不會發生混亂。20號端口
21號端口
3、WWW及HTTP協議
3.1萬維網的文檔
HTML 文檔是一種可以用任何文本編輯器創建的 ASCII 碼文件。
萬維網的文檔可以分爲以下3類：
靜態文檔是指該文檔創作完畢後就存放在萬維網服務器中，在被用戶瀏覽的過程中，內容不 會改變。
動態文檔是指文檔的內容是在瀏覽器訪問萬維網服務器時才由應用程序動態創建。
動態文檔和靜態文檔之間的主要差別體現在服務器一端。這主要是文檔內容的生成方法不同。而從瀏覽器的角度看，這兩種文檔並沒有區別。
活動萬維網文檔(可以用 Java 技術創建活動文檔)
活動文檔(active document)技術把所有的工作都轉移給瀏覽器端。
每當瀏覽器請求一個活動文檔時，服務器就返回一段程序副本在瀏覽器端運行。
Java 技術裝三個主要組成部分：程序設計語言、運行(runtime)環境（JVM）和 類庫。
3.2 http協議：
一名學生A 希望訪問網站www.google.com。學生A 在其瀏覽器中輸入http://www.google.com 並按回車，直到Google 的網站首頁顯示在其瀏覽器中，請問：
•（1）在此過程中，按照TCP/IP 參考模型，從應用層（包括應用層）到網絡接口層（包括網絡接口層）都用到了哪些協議，每個協議所起的作用是什麼？
•（2）簡要描述該過程的流程。
在非持久的HTTP連接機制中，如果一個網頁由10個對象組成，則在獲得網頁的過程中需要建立（ ）次TCP連接。
•A、1次
•B、10次
•C、20次
•D、0次
十六、電子郵件
發送郵件的協議：SMTP
讀取郵件的協議：POP3 和 IMAP
MIME 在其郵件首部中說明了郵件的數據類型(如文本、聲音、圖像、視像等)，使用 MIME 可在郵件中同時傳送多種類型的數據。
電子郵件的最主要的組成構件：用戶代理、發送端郵件服務器、接收端郵件服務器。
用戶代理 UA 就是用戶與電子郵件系統的接口，是電子郵件客戶端軟件。
十七、簡單郵件傳送協議 SMTP
SMTP 所規定的就是在兩個相互通信的 SMTP 進程之間應如何交換信息。
由於 SMTP 使用客戶服務器方式，因此負責發送郵件的 SMTP 進程就是 SMTP 客戶，而負責接收郵件的 SMTP 進程就是 SMTP 服務器。
SMTP 規定了 14 條命令和 21 種應答信息。每條命令用 4 個字母組成，而每一種應答信息一般只有一行信息，由一個 3 位數字的代碼開始，後面附上（也可不附上）很簡單的文字說明。
十八SMTP 通信的三個階段
連接建立、郵件傳送、連接釋放。
十九、郵件讀取協議POP3 和 IMAP
郵局協議 POP（Post Office Protocol） 是一個非常簡單、但功能有限的郵件讀取協議，現在使用的是它的第三個版本 POP3。
POP 也使用客戶服務器的工作方式。
在接收郵件的用戶 PC 機中必須運行 POP 客戶程序，而在用戶所連接的 ISP 的郵件服務器中則運行 POP 服務器程序。
因特網報文存取協議IMAP（Internet Message Access Protocol）也是按客戶服務器方式工作，現在較新的是版本 4，即 IMAP4。
用戶在自己的 PC 機上就可以操縱 ISP（Internet Service Provider） 的郵件服務器的郵箱，就像在本地操縱一樣。
因此 IMAP 是一個聯機協議。當用戶 PC 機上的 IMAP 客戶程序打開 IMAP 服務器的郵箱時，用戶就可看到郵件的首部。若用戶需要打開某個郵件，則該郵件才傳到用戶的計算機上。
IMAP 的特點
允許收件人只讀取郵件中的某一個部分。
二十、發送和接收電子郵件的幾個重要步驟
發件人調用 PC 機中的用戶代理撰寫和編輯要發送的郵件。
發件人的用戶代理把郵件用 SMTP 協議發給發送方郵件服務器，
SMTP 服務器把郵件臨時存放在郵件緩存隊列中，等待發送。
發送方郵件服務器的 SMTP 客戶與接收方郵件服務器的 SMTP 服務器建立 TCP 連 接，然後就把郵件緩存隊列中的郵件依次發送出去。
運行在接收方郵件服務器中的SMTP服務器進 程收到郵件後，把郵件放入收件人的用戶 郵箱中，等待收件人進行讀取。
收件人在打算收信時，就運行 PC機中的用戶代理，使用 POP3（或 IMAP）協議讀取發送給自己的郵件。
請注意，POP3 服務器和 POP3 客戶之間的通信是由 POP3 客戶發起的。
二十一、基於萬維網的電子郵件
電子郵件從 A 發送到網易郵件服務器是使用 HTTP 協議。
兩個郵件服務器之間的傳送使用 SMTP。
郵件從新浪郵件服務器傳送到 B 是使用 HTTP 協議。
二十二、通用因特網郵件擴充 MIME
SMTP 有以下缺點：
SMTP 不能傳送可執行文件或其他的二進制對象。
SMTP 限於傳送 7 位的 ASCII 碼。許多其他非英語國家的文字（如中文、俄文，甚至帶重音符號的法文或德文）就無法傳送。
SMTP 服務器會拒絕超過一定長度的郵件。
某些 SMTP 的實現並沒有完全按照[RFC 821]的 SMTP 標準。
MIME 的特點：
MIME 並沒有改動 SMTP 或取代它。
MIME 的意圖是繼續使用目前的[RFC 822]格式，但增加了郵件主體的結構，並定義了傳送非 ASCII 碼的編碼規則。
MIME 和 SMTP 的關係
MIME 主要包括三個部分:
5 個新的郵件首部字段，這些字段提供了有關郵件主體的信息。
MIME-Version: 標誌 MIME 的版本。現在的版本號是 1.0。若無此行，則爲英文文本。
Content-Description: 這是可讀字符串，說明此郵件是什麼。和郵件的主題差不多。
Content-Id: 郵件的唯一標識符。
Content-Transfer-Encoding: 在傳送時郵件的主體是如何編碼的。
Content-Type: 說明郵件的性質。
定義了許多郵件內容的格式，對多媒體電子郵件的表示方法進行了標準化。
MIME的標準規定 Content-Type 說明必須含有兩個標識符，即內容類型(type)和子類型(subtype)，中間用“/”分開，如text/html，text/css等。
MIME 標準定義了 7 個基本內容類型和 15 種子類型。
定義了傳送編碼，可對任何內容格式進行轉換，而不會被郵件系統改變。
最簡單的編碼就是 7 位 ASCII 碼，而每行不能超過 1000 個字符。MIME 對這種由 ASCII 碼構成的郵件主體不進行任何轉換。
另一種編碼稱爲 quoted-printable，這種編碼方法適用於當所傳送的數據中只有少量的非 ASCII 碼。
對於任意的二進制文件，可用 base64 編碼。
從郵件服務器讀取郵件的協議是（）
•A、SMTP
•B、POP3
•C、MIME
•D、EMAIL
二十三、動態主機配置協議 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)
動態主機配置協議 DHCP 提供了即插即用連網(plug-and-play networking)的機制。
這種機制允許一臺計算機加入新的網絡和獲取IP地址而不用手工參與。
DHCP 使用客戶服務器方式：
需要 IP 地址的主機在啓動時就向 DHCP 服務器廣播發送發現報文（DHCPDISCOVER），這時該主機就成爲 DHCP 客戶。
本地網絡上所有主機都能收到此廣播報文，但只有 DHCP 服務器纔回答此廣播報文。
DHCP 服務器先在其數據庫中查找該計算機的配置信息。若找到，則返回找到的信息。若找不到，則從服務器的 IP 地址池(address pool)中取一個地址分配給該計算機。DHCP 服務器的回答報文叫做提供報文（DHCPOFFER）。
DHCP中繼代理（relay agency）
並不是每個網絡上都有 DHCP 服務器，這樣會使 DHCP 服務器的數量太多。現在是每一個網絡至少有一個 DHCP 中繼代理，它配置了 DHCP 服務器的 IP 地址信息。
當 DHCP 中繼代理收到主機發送的發現報文後，就以單播方式向 DHCP 服務器轉發此報文，並等待其回答。收到 DHCP 服務器回答的提供報文後，DHCP 中繼代理再將此提供報文發回給主機。
租用期(lease period)
DHCP 服務器分配給 DHCP 客戶的 IP 地址的臨時的，因此 DHCP 客戶只能在一段有限的時間內使 用這個分配到的 IP 地址。DHCP 協議稱這段時間爲租用期。
租用期的數值應由 DHCP 服務器自己決定。
DHCP 客戶也可在自己發送的報文中（例如，發現報文）提出對租用期的要求。
二十五、簡單網絡管理協議 SNMP
SNMP 使用無連接的 UDP
協議分析練習：
下圖是用Ethereal工具捕獲到的數據包，根據圖示回答如下問題：
這是一個基於____協議的應用程序，此協議在IP數據包首部中的協議號爲____。
IP首部中的DF字段值爲____，MF字段值爲_____。
數據包需要分成幾片進行傳輸，每片多少字節，相對應的片偏移量、MF值爲多少？
圖2是在一臺主機上用sniffer捕獲的數據包，其中數據包標號（NO.）爲“7”的條目中“Summary”欄中的部分信息被隱去。
請根據顯示的信息回答下列的問題
該主機的正在訪問的www服務器的IP地址是_________
根據圖中“No.”欄中標號，表示TCP連接三次握手過程開始的數據包標號是_______
標號爲“7”的數據包的源端口應爲_________，該數據包TCP Flag的ACK位應爲_______
標號爲“7”的數據包“Summary”欄中被隱去的信息中包括ACK的值，這個值應爲__________