哈工大計算機網絡大全

本博客兩萬字,碼了三天完成,建議先收藏再使用
博客包括:

  1. 哈工大計算機網絡老師勾出的複習點
  2. 哈工大計算機網絡spoc作業
  3. 哈工大計算機網絡spoc疑難全解

期末考點

網絡基本概念

  • 協議

爲進行網絡中的數據交換而制定的規則,包括語法,語義,時序三部分,對等實體之間

  • 網絡組成

結構上劃分:網絡核心,網絡邊緣,接入網
範圍上劃分:廣域網,局域網,城域網,個人區域網
拓撲結構上劃分:星型網絡,總線型網絡,環形網絡,網狀行網絡
交換技術劃分:電路交換網絡,報文交換網絡,分組交換網絡

  • 交換技術

電路交換:傳輸時延最小,不具備差錯控制能力,不存在失序問題,但是電路建立時間長
報文交換:存儲轉發有較大傳輸時延,要求節點緩存空間較大
分組交換:分爲虛電路交換和數據報交換,要注意分組交換的傳輸時間
+\frac{總數據長度}{帶寬}+路由器數*一個分組的傳輸時延

  • 接入網絡

  • Internet結構

分組交換網和性能

OSI

OSI模型從上到下分別是應用層:支持用戶通過用戶代理(如瀏覽器)或網絡接口 使用網絡,
表示層:數據表示轉化, 加密/解密 ,壓縮/解壓縮 ,
會話層:對話控制(建立、維護)、 同步,
傳輸層,網絡層,數據鏈路層,物理層

TCP/IP模型

自頂向下分別是:應用層,運輸層,網際層,網絡接口層

網絡速率

速率即數據率或稱數據傳輸速率或比特率
單位時間(秒)傳輸信息(比特)量
單位:b/s(或bps)、kb/s、Mb/s、Gb/s

帶寬

通常是數字信道所能傳送的“最高數據率”,單位:b/s (bps)
注意時延帶寬積是RTT*帶寬,不是單向時延

吞吐量

表示在發送端與接收端之間傳送數據速率

網絡應用體系結構

網絡應用的體系結構主要包括CS,P2P和混合結構三種類型。
混合結構例子:文件的🔍使用CS,文件的傳輸使用P2P

進程通信

使用套接字socket

應用層協議:

web應用:

尋址:URL:統一資源定位器
使用HTML:超文本標記語言

HTTP協議

使用TCP
服務器在固定端口80等待客戶端(瀏覽器)的請求,客戶端使用TCP建立連接,服務器向客戶端傳輸網頁和裏面的圖片等內容
無狀態:服務器不維護任何有關客戶端過去所發請求的信息

FTP概念

FTP:文件傳輸協議
基於TCP,當使用FTP時,要建立兩個TCP連接,一個是基於TCP的控制連接(端口21),一個是基於TCP的數據連接(端口20),控制連接先於數據連接建立,晚於數據連接釋放

SMTP

郵件傳輸協議,常用的郵件傳輸協議有SMTP,HTTP,SMTP只能傳輸7bit ASCII碼,端口25,採用推的方式,把客戶郵件推到郵件服務器上,從發送方郵件服務器推到接收方郵件服務器。
過程:握手,消息傳輸,關閉
命令:
HELO 建立連接
MAIL FROM 發送方郵件地址
RCPT TO 接收方郵件地址
DATA 數據傳輸命令
QUIT 關閉連接
在這裏插入圖片描述

POP3

郵件訪問協議,從服務器獲取郵件
常用的郵件接收協議有POP3,HTTP,IMAP
是無狀態的
List:列出消息數量
Retr:用編號獲取消息
Dele: 刪除消息
Quit

DNS

域名解析協議
使用UDP
域名服務器:
根域名服務器
頂級域名服務器
權威域名服務器
本地域名服務器
遞歸查詢:
本地域名服務器->根域名服務器->頂級域名服務器->權威域名服務器->頂級域名服務器->根域名服務器->本地域名服務器(給根域名服務器帶來很大壓力)
迭代查詢:
本地域名服務器->根域名服務器
根域名服務器->本地域名服務器
本地域名服務器->頂級域名服務器
頂級域名服務器->本地域名服務器
本地域名服務器->權威域名服務器
權威域名服務器->本地域名服務器
如果本地域名服務器有域名對應的ip地址那麼直接返回。

如何提高DNS解析效率

在本地域名服務器裏面緩存域名和IP地址的映射關係
使用DNS資源記錄
在這裏插入圖片描述

HTTP1.0 HTTP1.1區別

HTTP1.0默認使用非持續連接
HTTP1.1默認使用持續性連接
非持續連接引用每個對象需要花費2RTT,因爲TCP握手需要1.5RTT,在TCP第三次握手可以發送一個對資源的請求,然後花費一個端到端時延來傳輸,所以需要2RTT
持續連接請求第一個對象需要2RTT,請求之後的對象每一個需要1RTT
流水線:
流水線允許傳輸所有引用對象同時進行,請求第一個對象需要2RTT,請求之後的所有對象共需要1RTT

Cookie作用

Web 應用中引入的 Cookies 技術可以支持身份鑑別、構造購物車、個性化推薦和用戶會話狀態信息維護等

P2P

CS模式和P2P模式分發文件所需時間的對比
在這裏插入圖片描述
CS模式在這裏插入圖片描述
P2P模式
在這裏插入圖片描述

P2P的索引技術:

P2P是可以用來通信了,但是一個主機怎麼找到有自己想要的資源的主機呢,這裏就要用到P2P索引技術
索引:信息到節點位置(IP地址+端口號)的映射
1.集中式索引
在這裏插入圖片描述
2.洪泛式查詢:
查詢消息通過已有的TCP連接發送
節點轉發查詢消息
如果查詢命中,那麼通過原來的路徑返回查詢節點
3.層次式覆蓋網絡:
在這裏插入圖片描述
4.DHT分佈式哈希表

DHT使用分佈式哈希算法來解決結構化的分佈式存儲問題。分佈式哈希算法的核心思想是通過將存儲對象的特徵(關鍵字)經過哈希運算,得到鍵值(Hash Key),對象的分佈存儲依據鍵值來進行。具體來講,大致有以下步驟:
對存儲對象的關鍵字進行哈希運算,得到鍵值。這樣就將所有的對象映射到了一個具體的數值範圍中。
重疊網中的每個節點負責數值範圍中的特定段落。例如,節點A負責存儲鍵值從8000到8999的對象;而節點B負責7000~7999的對象。這樣就將對象集合分佈地存儲在所有的節點中。
節點可以直接存儲對象本身,如文件中的一個片段;也可以存儲對象的索引,如該對象所在節點的IP地址。
結構化的分佈式存儲問題解決後,剩下的問題就是用戶如何才能找到存儲着目標信息的節點。在有着大量節點(如100萬個)的P2P系統中,任何節點都不可能擁有全部的節點?鍵值?內容的對應關係;因此用戶獲得了鍵值之後,如何找到該鍵值對應的節點就被稱爲DHT的路由問題。DHT協議必須定義優化的查找(路由)算法來完成這一搜尋的工作。不同的DHT協議之間區別很大程度上就在於定義了不同的路由算法。

socket編程基礎


傳輸層

傳輸層服務

傳輸層提供的服務有:
1,提供進程之間的通信
2,複用和分用
3,對收到的報文進行差錯檢測,而網絡層只檢測IP數據報的首部,不檢測數據部分是否出錯。
4,提供面向連接的服務TCP和不連接的服務UDP。

複用/分用

複用是指發送方不同的應用進程都可以使用同一個傳輸層協議傳送數據,分用是指接收方在剝去報文的首部之後能把數據正確的交付到目的應用進程

UDP協議

無連接
分組頭部:
固定8字節
頭部結構:
源端口:2字節
目的端口:2字節
長度字段:2字節,包括首部和數據部分的總長度,最小是8
校驗和:2字節
UDP校驗:
計算校驗和的時候。要在UDP數據報前增加12字節的僞頭部,僞頭部增加了IP數據報的內容,包括源IP地址和目的IP地址,UDP長度等IP數據報的信息,僞頭部並不隨UDP從發送端發送到接收端,只是臨時加入計算校驗和。
UDP校驗和的量字節並不是必須要使用的,如果不使用全置爲0,如果使用了而且校驗沒有出現差錯(計算結果爲0)那麼校驗字段置爲全1
UDP校驗過程
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

可靠數據傳輸基本原理

停等協議
滑動窗口協議
TCP段結構
tcp連接管理
在這裏插入圖片描述
tcp可靠數據傳輸
擁塞控制:原理/方法

TCP擁塞控制的方法

發送窗口=min()min(擁塞窗口,接收方窗口)
當擁塞窗口<慢啓動閾值,指數增長,當>=慢啓動閾值,線性增長
如果連續三個重複ACK,慢啓動閾值設置爲出現擁塞時擁塞窗口的一半,因爲擁塞窗口=min()min(擁塞窗口,接收方窗口),所以擁塞窗口=出現擁塞時擁塞窗口的一半,進入線性增長階段
如果超時,慢啓動閾值設爲出現擁塞時擁塞窗口的一半,擁塞窗口設爲1,進入指數增長階段。


網絡層:

網絡層服務

差錯控制,擁塞控制,流量控制,路由與轉發,異構網絡互聯

虛電路網絡
首先需要明確虛電路網絡和數據報網絡都是分組交換網絡

虛電路網絡提供網絡層連接服務
每個分組攜帶虛電路標識(VC ID),而不是目的主機地址
虛電路經過的每個網絡設備 (如路由器),維護每條經過 它的虛電路連接狀態
每條虛電路包括:

  1. 從源主機到目的主機的一條路徑
  2. 虛電路號(VCID), 沿路每段鏈路一個編號
  3. 沿路每個網絡層設備(如路由器),利用轉發表記錄 經過的每條虛電路

同一條VC ,在每段鏈路上的VCID通常不同
路由器轉發分組時依據轉發表改寫/替換虛電路號
在這裏插入圖片描述

數據報網絡
Internet採用的網絡

網絡層無連接
每個分組攜帶目的地址
路由器根據分組的目的地址轉發分組
路由算法(協議)確定 通過網絡的端到端路徑
轉發表確定在本路 由器如何轉發分組
最 長前綴匹配優先:在檢索轉發表時,優先選擇與分組目的地址匹配前綴最長的入口

ip協議/數據包/地址/子網劃分

在這裏插入圖片描述
首部長度以四字節爲單位,總長度以字節爲單位,片偏移以8字節爲單位

IP分片:
分片的時候要注意:要保證數據大小是8字節的倍數且數據大小+20字節報頭不能大於MTU
分片的標誌和原片標誌相同,前面的片MF=1,最後一片MF=0,片偏移是數據偏移/8.
到達目的主機之後重組
在這裏插入圖片描述

CIDR路由聚集/表

無類域間路由

DHCP

動態主機配置協議
從服務器動態獲取: • IP地址 • 子網掩碼 • 默認網關地址 • DNS服務器名稱與IP地址
在這裏插入圖片描述
DHCP協議在應用層實現 :請求報文封裝到 UDP數據報中,IP廣播,鏈路層廣播

NAT

網絡地址轉換
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

ICMP

互聯網控制報文協議
在這裏插入圖片描述
PING用的第二類,要了解什麼時候發送五種差錯報文

路由原理/算法

鏈路狀態算法OSPF

距離向量算法RIP

層次化路由BGP

Internet路由

IPV6(瞭解)


數據鏈路層

服務

負責節點-節點的數據傳輸
組幀,物理尋址,差錯控制,流量控制,接入控制

差錯檢驗方法

差錯編碼分爲檢錯碼和糾錯碼
對於檢錯碼,如果編碼集的漢明距離ds=r+1,則該差錯編 碼可以檢測r位的差錯
對於糾錯碼,如果編碼集的漢明距離ds=2r+1,則該差錯 編碼可以糾正r位的差錯
奇偶校驗碼:
1比特奇偶校驗碼:可以檢測出奇數位錯誤
二維奇偶校驗:檢測出奇數位錯,部分偶數位錯,糾正同一行/列的奇數位錯
CRC碼:
要了解CRC計算和校驗的規則,二進制除法

MAC協議(多路訪問控制協議)

在這裏插入圖片描述
信道劃分MAC協議是不會有衝突的
TDMA的計算方法:TDMA
隨機訪問MAC協議:
1.ALOHA協議:如果有幀立即發送,衝突增發送失敗,最高信道率18%
2.時隙ALOHA協議,劃分時隙,每個幀在時隙開始的時候發送,衝突停發,在下一個時隙以概率p發送幀,最高信道利用效率37%
3.CSMA協議:發送幀之前監聽信道,如果信道空閒則發送完整的幀,如果信道忙就(1堅持,非堅持,p堅持)三種方法。
4.CSMACD協議:和CSMA差不多,多了一個衝突檢測,也就是說節點在發送幀的時候要檢測是否出現衝突,如果出現衝突立即停止發送,減少信道資源的浪費。
CSMACD下最小幀長L,數據傳輸速率R,最遠倆節點距離d,信號傳輸速率v的關係:
LR=2dv\frac{L}{R}=\frac{2*d}{v}
5.輪轉訪問MAC協議:令牌環網:
就是維持一個令牌幀,輪流傳令牌,如果獲得令牌的主機沒有數據要發送那麼向下一個主機傳遞令牌,如果有數據要發送那麼發送數據。

ARP

  • 同一個局域網內:如果同一個局域網內的兩臺主機A想給主機B發送數據,但是A只知道B的ip地址卻不知道B的MAC地址,這時候就要用到ARP協議,ARP協議發送一個詢問幀,幀裏面有A主機的MAC地址,B的ip地址,將目的MAC地址置爲FF-FF-FF-FF-FF-FF向局域網內廣播,每個收到詢問幀的主機將自己的IP地址和主機B的IP地址進行比對,如果比對成功了就向A單播自己的MAC地址。
  • 不同局域網內:如果不同的局域網下的主機A想給主機B發送數據,那麼A封裝IP數據報,源ip和目的ip寫上,源MAC地址寫自己的MAC地址,目的MAC地址寫自己子網路由器地址。自己子網路由器收到後,源MAC地址寫上自己路由器地址,目的MAC地址寫上目標路由器地址。目標路由器收到之後,源MAC地址改爲自己的MAC地址,目的MAC地址改爲主機B的MAC地址,發送給主機B.(這個過程體現了MAC地址只有本地意義)。

交換機

功能:存儲轉發以太網幀
檢驗到達幀的目的MAC地址,選擇性向一個或多個輸出鏈路轉發幀
交換機在每段鏈路上利用 CSMA/CD收發幀,但無 衝突,且可以全雙工
交換機的自學習:
當交換機收到一個以太網幀的時候,不僅要轉發以太網幀,還要根據幀的源地址和幀從交換機哪個接口傳來的來完成自學習。
交換機的轉發機制:查看目的MAC地址的轉發接口,如果和源MAC地址位於同一個網段,丟棄,否則轉發到那個接口,如果沒有目的MAC地址對應的接口,泛洪轉發。

VLAN

虛擬局域網:
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

PPP

點對點數據鏈路控制
功能:組幀,比特透明傳輸,差錯控制(CRC檢錯),連接活性,網絡層地址協商:端結點可以學習/配置彼此網 絡地址
PPP支持動態協商IP地址
無需差錯糾正/恢復 ,無需流量控制 ,不存在亂序交付 ,無需支持多點鏈路
差錯恢復、流量控制等由高層協議處理! 在這裏插入圖片描述
“數據透明傳輸”需求: 數據域必須允許包含 標誌模式<01111110>
Q: 如何判斷該作爲數據接收,還是作爲標誌處理?
發送端: 在數據中的<01111110>和 <01111101>字節前添加額外的字節 <01111101>
接收端:
單個字節<01111101>表示一個填充字節;
連續兩個字節<01111101>:丟棄第1個,第2個作 爲數據接收
單個字節<01111110>: 標誌字節


數據通信

數字傳輸/模擬傳輸(瞭解)

連續變化的數據稱爲模擬數據,取值僅允許位幾個離散的數值的數據成爲數字數據。

信號編碼

把數據變成模擬信號的過程叫調製,把數據變成數字信號的過程叫編碼
數字數據編碼成數字信號:
1.非歸0碼:
可以用高電平表示1用低電平表示0
2.曼徹斯特編碼:
曼徹斯特編碼將一個碼元分成兩部分,比如說前半個碼元是低電平後一個碼元是高電平表示1,反之表示0.也可以採用相反的規定。特點是在一個碼元的中間出現電平跳轉,這個跳轉既可以用來時鐘同步,也可以用來表示數據。
3.差分曼徹斯特編碼:
差分曼徹斯特編碼是:如果碼元表示1,那麼碼元的前半部分和上一個碼元的後半部分相同,否則如果碼元表示0,那麼碼元的前半部分和上一個碼元的後半部分相反。特點是在每個碼元的中間都會出現一次電平的跳轉,可以用來實現字同步,且抗干擾性好。

把數據調製成模擬信號:
幅移鍵控ASK:改變振幅來表示0和1
頻移鍵控FSK:改變頻率來識別0,1
相移鍵控PSK:改變相位來表示0和1

信道容量

信道的極限容量是指信道的最高碼元傳輸速率
速率也叫數據率,可以用碼元傳輸速率和信息傳輸速率來表示

網絡傳輸介質/容量(瞭解)

雙絞線:傳統電話網,局域網,最古老最常用
同軸電纜:抗干擾特性良好
光纖:帶寬範圍大
無線傳輸介質

無線網絡/移動網絡 (瞭解)

無線鏈路/網絡特徵
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

802.11(概念,幀結構)

CSMA/CA來避免衝突:在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

移動ip基本原理

來解釋一下移動IP基本原理:
PPT上寫的亂七八糟(張老師屬實不負責任嗷),網上的那些憨憨寫的又文鄒鄒的,我就用大白話來解釋一下移動IP的基本原理:
用處/意義:簡單來講,你一開始處於一個網段,你的地址是192.168.2.3,現在你移動到了另一個網段,接受了這一個網段DHCP服務器給你分配的地址,如果你之前還和女朋友的主機A使用你之前的網址進行通信,女朋友又不知道你現在的IP地址,那A咋和你通信?這就是個問題
解決方法:移動IP,你的歸屬地有個家鄉代理(就是個代理),現在你跑到外面去浪了,到了另一個網段,這裏有個外地代理,你需要向家鄉代理通知一下,告訴你在哪,完了有數據發給你之前的歸屬地了,家鄉代理就把這個數據攔下來,發給現在你的網段,發送的技術叫隧道技術,發送的收件人就是你現在的網段的一個地址,叫做轉交地址。那你如果想向A發送數據呢,這個就簡單了,爲了讓A認得你,你還要使用你的家鄉地址,但是這個數據就直接讓外面的路由器幫你送就行了,不需要再折騰了。


錯題分析

在這裏插入圖片描述
這一題很有意思,我們先說鏈路利用效率,數據傳輸速率=鏈路利用效率*帶寬,對於停等協議來說,==+RTT鏈路利用效率=\frac{數據傳輸時間}{總時間}=\frac{數據傳輸時間}{數據傳輸時間+RTT}
那麼GBN協議,SR協議,TCP協議是不是也是這樣呢,其實是類似的,只不過因爲這些協議是分組傳輸,在一個報文的傳輸延遲+RTT的時間內可以發送一個滑動窗口大小的分組,所以分子的數據傳輸時間是一個滑動窗口大小的數據的傳輸時間,而分母裏面的數據傳輸時間是一個分組的數據傳輸時間,所以
==+RTT鏈路利用效率=\frac{數據傳輸時間}{總時間}=\frac{所有報文傳輸時間}{一個報文傳輸延遲+RTT}

所以這一題:
=100010008100106250103+10008100106=80%,=80%100Mbps=80Mbps效率=\frac{\frac{1000*1000*8}{100*10^6}}{2*50*10^{-3}+\frac{1000*8}{100*10^6}}=80\%, 數據傳輸速率=80\%*100Mbps=80Mbps


在這裏插入圖片描述
來仔細分析一下這個題,其實包含的東西不少:
1.計算每個幀的發送時延:
t1=10008/(128103)=62.5mst1=1000*8/(128*10^{3})=62.5ms
2.計算一個幀來回的時間能發送多少個幀,這是鏈路利用率達到100%的時候發送窗口的大小:
N=(62.5+2250)/62.5=9N=(62.5+2*250)/62.5=9
3.要求鏈路利用率不小於80%,所以最小的發送窗口是
ceil(90.8)=8ceil(9*0.8)=8個幀
4.就算用GBN協議,那麼幀序號的比特數爲n時,發送窗口的大小爲2n12^n-1,所以發送窗口的大小爲8,所以幀序號至少爲4.


在這裏插入圖片描述
和上一題類似,發送一個幀總共的時間=
5008/(16103)=250ms,250+2250=750ms500*8/(16*10^3)=250ms,250+2*250=750ms
採用GBN協議來傳輸信號幀,採用2比特編碼,所以發送窗口大小=3,所以信道利用率是
3250/750=100%3*250/750=100\%


路由算法總結
AS之內:
RIP:距離向量路由算法,應用層協議,使用UDP傳輸數據,僅和相鄰路由器交換信息,交換的信息是自己所有的路由表,按照固定的時間間隔交換路由信息
OSPF:鏈路狀態路由算法,網絡層協議,使用IP傳輸數據,和子網內所有路由器交換信息,只有鏈路狀態發生了變化才交換,發送的數據是與本路由器相鄰的路由器的鏈路狀態。
AS之間:
BGP:路徑向量路由選擇協議,應用層協議
在這裏插入圖片描述
來分析一下這個題:
開始R1,R2,R3到達右側子網的距離是

R1 R2 R3
距離 3 2 1
下一跳 R2 R3 -

其中R2通過R3到達,R1通過R2到達
現在R3不能到達子網了,R3把距離設置爲16
現在的距離是

R1 R2 R3
距離 3 2 16
下一跳 R2 R3 -

需要指出交換和設置自己路由的順序是:大家先交換,然後根據交換得到的消息設置之際的路由。

開始第一次交換,R2發現自己距離子網本來是通過R3到達的,現在R3不能到達了。正好R1告訴R2自己距離子網是3,R2覺得可以通過R1到達子網,所以R2把自己與子網的距離設爲4,下一跳地址爲R1。
R2告訴R3自己距離子網是2,R3覺得可以通過R2到達子網,所以R3把自己與子網的距離設爲3,下一跳地址爲R2。
R2告訴R1自己距離子網的距離爲2,R1覺得自己距離子網還是3,所以經過一次交換,現在的距離是

R1 R2 R3
距離 3 4 3
下一跳 R2 R1 R2

經過第二次交換,同理距離是

R1 R2 R3
距離 5 4 5
下一跳 R2 R1 R2

所以經過兩次交換之後R1距離子網的距離是5.


衝突域 廣播域
衝突域可以理解成一條線上的主機,發送數據可能產生衝突的那種,比方說一個主機發送了數據,那麼所有能和這個主機發送數據產生衝突的主機共同構成一個衝突域。
廣播域可以這麼理解:一個主機發送了廣播數據,那麼所有能接收到這個數據的主機共同構成一個廣播域。
集線器是物理層設備,不能分割衝突域和廣播域,交換機和網橋功能等價,鏈路層設備,可以分割衝突域,不能分割廣播域,路由器是網絡層設備,可以分割衝突域和廣播域。


MAC,IP幀結構
以太網MAC幀結構:先是目的地址然後是源地址
在這裏插入圖片描述
IP幀結構:
先是源地址然後是目的地址
在這裏插入圖片描述


接着來看一道賊他媽有意思的題:(我必須吐槽一下哈工大,出這樣的題居然不在題目裏面給出幀結構,是要我們背幀結構🐎)
在這裏插入圖片描述

給出IP幀結構:
在這裏插入圖片描述
TCP報頭結構
在這裏插入圖片描述
我們來一次分析一下1,2,3,4,5號報文和S發向H的報文:
1號:H發給S,SYN=1,ACK=0,是建立連接的第一個幀
2號:S發給H,SYN=1,ACK=1,是建立連接的第二個幀
3號,H發給S,3號的確認號是二號的序號+1,所以1,2,3號幀已經完成了TCP連接
好了廢話不多說,開始做題:
這題的關鍵是明白一件事:TTL沒經過一跳-1,所以我們需要知道TTL在S發出那一刻的值和TTL到達S那一刻的值,兩者之差就是中間經過的路由器數:
看S 發出的時候TTL=0x40,到達的時候,就看第五個報文,到達的時候TTL=0x31,所以中間經過的路由器數=0x40-0x31=15.


這個錯的有點無聊
在這裏插入圖片描述

在這裏插入圖片描述
UDP校驗和計算要用到僞首部,僞首部裏面有源端口,目的端口等IP計分組部分首部字段。


在這裏插入圖片描述
DNS解析會遇到UDP,ARP地址解析,PPP點對點鏈路通信


在這裏插入圖片描述
話說我也不知道這是個什麼冷門的玩意,記住La/R=0La/R=0排隊時延爲0,La/R=1La/R=1排隊時延無窮大


在這裏插入圖片描述
802.11使用預約幀可以完全避免衝突


在這裏插入圖片描述
數據鏈路層哪來的可靠數據傳輸(🍔🍔)


哈工大spoc作業

  • 單元一
    在這裏插入圖片描述

0-0.2秒,A的報文從A發到左側的路由器上
0.2-0.3秒,A的報文從左側路由器發到右側路由器上,B的報文從B發到左側路由器上
0.3-0.35秒,B的報文從左側路由器發到右側路由器上
0.3-0.5秒,A的報文從右側路由器發到C上
0.35-0.45秒,B的報文從右側路由器發到D上
A 0.5s,B 0.35s

中間路由器是20M,分配給A和B各10M,
A:2/10+103/1062=0.2s2/10+10^3/10^6*2=0.2s
B:1/10+103/1062=0.1s1/10+10^3/10^6*2=0.1s

顯然分組交換更公平

在這裏插入圖片描述
MV(1) \frac{M}{V}\tag{1}
LR(2) \frac{L}{R}\tag{2}
MV+LR(3) \frac{M}{V}+\frac{L}{R}\tag{3}
AVdt(4) 在鏈路上,距離主機A是V*dt\tag{4}
1280(5) 1280\tag{5}


單元二:
這一題第一問真他媽坑
在這裏插入圖片描述
1)最短當然是自己的本地域名服務器上有域名對應的IP地址,只需要1RTTd
最長就有意思了:
主機<—>本地域名服務器
本地域名服務器<—>根域名服務器
本地域名服務器<—>cn頂級域名服務器
本地域名服務器<—>com頂級域名服務器
本地域名服務器<—>權威域名服務器
是5RTTd

2)18RTTh

3)五個並行連接,前2RTTh建立傳HTML,2RTTh-4RTTh傳五個圖片,4RTTh-6RTTH傳剩下的三個圖片

4)10RTTh,3RTTh


單元三
在這裏插入圖片描述
只要記住我上面寫的公式就行了
在這裏插入圖片描述


單元四
在這裏插入圖片描述
1)GBN:A發送了九個報文段,分別是1,2,3,4,5,2,3,4,5,主機B發送了8個ACK,分別是ACK1,ACK1,ACK1,ACK1,ACK2,ACK3,ACK4,ACK5(GBN採用累計確認)
SR:A發送了六個報文段,分別是1,2,3,4,5,2,主機B發送了五個ACK,分別是ACK1,ACK3,ACK4,ACK5,ACK2(SR採用選擇重傳)
TCP:發送了六個報文段,分別是1,2,3,4,5,主機B發送了五個ACK,分別是ACK2,ACK2,ACK2,ACK2,ACK6

2)TCP,因爲TCP有選擇重傳機制,可以在收到三個重複ACK的時候就重傳二號幀

在這裏插入圖片描述
1)當窗口大小=鏈路時延帶寬積時窗口最大,所以
N=81061501031.51038=100N=\frac{8*10^6*150*10^{-3}}{1.5*10^3*8}=100
2)因爲一直處於擁塞避免,所以當發生超時或者丟包的時候擁塞窗口減小爲原來的一半,一直是線性的增加滑動窗口,所以平均窗口尺寸是75,平均吞吐量是6Mbps
3)50RTT=0.15*50=7.5s


單元五
在這裏插入圖片描述
詳解在這單元五詳解
1)子網掩碼:255.255.255.240,默認網關:192.168.1.1
2)源IP地址,修改爲130.11.23.3
TTL,-1
checksum
3)因爲數據長度是8的倍數,數據加上20字節報頭不能超過MTU,所以數據長度爲488B,偏移爲61,
總共的數據部分長度是1480B,所以應該分爲4片

ID DF MF length offest
1 6789 0 1 508 0
2 6789 0 1 508 61
3 6789 0 1 508 122
4 6789 0 1 36 183

單元六
在這裏插入圖片描述
1)DHCP服務器是111.123.15.2/24,可分配的最大範圍是111.123.2.1~111.123.。15.254
源IP地址:0.0.0.0,
目的IP地址:255.255.255.255
2)子網掩碼,DNS服務器地址,默認網關
3)該主機可以訪問www服務器,但是不能訪問Internet,該主機可以訪問同一個子網內的www服務器,但是當主機訪問internet時,因爲主機的默認網關配置錯誤,本來應該發送給111.123.15.1的報文卻被髮送給DHCP服務器,所以不能訪問Internet。


單元七
在這裏插入圖片描述
1)

目的網絡 接口
192.168.1.192/26 E0
192.168.2.0/23 S0
192.168.1.0/24 S1

2)R1更新之後的路由表是

目的網絡 接口
192.168.1.192/26 E0
192.168.2.0/23 S0
192.168.1.128/26 S0
192.168.1.0/25 S1

更新之後的R1路由向量是:

目的網絡 跳數
192.168.1.192/26 1
192.168.2.0/23 2
192.168.1.128/26 3
192.168.1.0/25 2

單元八
在這裏插入圖片描述
1)1010101010 0100
2)1010100000 1001
3)餘式爲0110,不爲0,所以出現了差錯
4)餘式爲0000,沒有出現差錯
在這裏插入圖片描述
1)節點第5次發生衝突之後,會從0~31中選擇一個數,延遲相應的時間發送
延遲的時間是
4512bit106bit/s=204.8ms\frac{4*512bit}{10^6bit/s}=204.8ms
2)
從0~1023中選擇一個數,最多
1023512106=52.378ms\frac{1023*512}{10^6}=52.378ms
在這裏插入圖片描述
1)最短需要一個單向傳播延遲,因爲倆主機同時發送,時間是
2/200000=0.01ms
最長需要一個RTT,因爲一個主機的報文到達了另一個主機另一個主機才發送報文,
時間是0.02ms
2)最長以太網數據幀1518B,上層數據1500B
數據傳輸效率
15008/10715188/107+648/107+2105=93.3% \frac{1500*8/10^7}{1518*8/10^7+64*8/10^7+2*10^{-5}}=93.3\%
數據傳輸速率=9.33Mbps


2019-12-07更新
考完了,考炸了,大家多看看物理層,希望分數能好看一點

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