计算机网络期末复习

第一章

互联网组成

互联网组成：核心部分——路由器为主、边缘部分——终端为主

边缘：网络服务模式；P2P——对等网、C/S——客户机/服务器

核心：交换方式； 电路交换与分组交换、面向连接与面向无连接

电路交换过程：一条通路，传输效率？交换机雏形，人工交换——>程控交换，计算机程控交换

分组交换过程：多路并发，数据传输效率高，但转发有时延

报文转发可理解为一个分组的转发，效率低、时延大，……

我国计算机网络应用发展：后来居上

网络体系结构

LAN（PAN）、MAN、WAN地理范围

• PAN——个人区域网，10m以内
• LAN——局域网，局限在较小的范围，1km左右
• Man——城域网，一个城市，5~50km
• WAN——广域网，城市之间，几十到几千km

网络性能指标
速率: bit per second， 如 1Mb/s
带宽：频带宽度，与速率成正比 用速率描述之。同上
呑吐量：单位时间内正确接收的bit数，1秒发1Mbit，正确接收6Kbit，……

时延：发送、传播、处理、排队中四类时间延迟，传播时延可忽略，发送时延取于带宽，处理时延、排队时两者延取决于主机和网络。总时延由此四部分组成，具体问题要按实际分析得出。

通信原语——请求(Request) 、指示(Indication)、响应(Response)、确认(Confirm)

通信协议：——约定、规则、规程，……，统一称之为“协议”，双方通信开始时，要进行“协商”（用什么通信规则、统一文件格式、纠错、流量控制，……）

OSI七层模型：ISO7498标准，理想模型； TCP/IP模型，实用模型，两者特点与差异分析
一、结构差异

1. OSI/RM
   OSI/RM是使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架，是抽象的概念，最终形成了一个七层协议的体系结构
   OSI划分为7层结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
2. TCP/IP：
   TCP/IP划分为4层结构：应用层、传输层、互联网络层和主机-网络层。

• 应用层：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。定义的是应用进程间通信和交互的规则。应用层交互的数据单元称为报文。应用如DNS，HTTP，SMTP。
• 运输层：负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。具有复用和分用的功能。两种协议：TCP和UDP
• 网络层：为分组交换网上的不同主机提供通信服务。两个任务：路由选择和转发。使用IP协议分组也叫做 IP 数据报。
• 链路层：实现两个相邻节点之间的可靠通信。出错处理，采用可靠传输协议来纠正出现的差错。
• 物理层

通信协议分层的作用：分而治之、降低难度。
协议三要素是：语法、主义、同步

分层原则：每层功能独立、层数合适，上下层之间有接口，上层调用下层的服务，下层为上层提供服务。以快递一本书为例，用户层，快递层，物流层。对等层有协议，上下层之间有接口，最底层是真实通信，上面的对等层是虚通信。

实体：在某一对等层上收、发的规则集合，通常是一个特定的模块

协议：对等层之间通信的规则（Protocol），是通信模型中的水平关系

服务：收、发某一方上下层次之间的服务接口（SAP），是垂直关系。

网络体系结构就是：网络通信模型中的各层（层数、层名）+对等层协议、层间接口、……、相关内容的集合。

重点概念

internet与Internet之区别
“internet”是一个通用名词，指的是由多个计算机网络相互连接而成的全球性网络。它是一个广义的概念，可以用来描述任何由多个网络组成的互联网络。

“Internet”是一个特定的名词，指的是全球范围内最大的计算机网络，由许多互联的计算机网络组成。它是由大写字母”I”开头的专有名词，用来指代我们通常所说的互联网。

电路交换与分组交换的特点对比
电路交换是一种传输方式，其中在通信开始之前，建立了一个专用的物理连接，该连接在整个通信过程中保持不变。这意味着在通信期间，发送方和接收方之间的通信路径是专用的，不会被其他用户共享。这种方式类似于电话系统中的拨号连接，其中在通话期间，电话线路是专门为两个用户保留的。

分组交换是另一种传输方式，其中数据被分割成小的数据包（或称为分组），然后通过网络传输。每个数据包都包含有关发送方和接收方的地址信息，以便在网络中正确路由。这些数据包可以通过不同的路径传输，并且在接收方重新组装以恢复原始数据。这种方式类似于邮件系统，其中信件被分成小的信封，并通过邮递员逐个传递。

C/S模式与P2P模式的区别与相同点
C/S模式与P2P模式的区别与相同点 C/S模式（Client/Server模式）是一种网络服务模式，其中客户端和服务器之间存在明确的角色分工。客户端向服务器发送请求，服务器提供相应的服务和资源。P2P模式（Peer-to-Peer模式）是一种对等网络模式，其中所有参与者都可以充当客户端和服务器的角色，彼此之间共享资源和服务。

LAN（PAN）、MAN、WAN之地理范围

• PAN——个人区域网，10m以内
• LAN——局域网，局限在较小的范围，1km左右
• Man——城域网，一个城市，5~50km
• WAN——广域网，城市之间，几十到几千km

带宽、时延

时延：发送、传播、处理、排队中四类时间延迟，传播时延可忽略，发送时延取于带宽，处理时延、排队时两者延取决于主机和网络。总时延由此四部分组成，具体问题要按实际分析得出。

作业

1-13 客户-服务器方式与P2P对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？
客户-服务器方式：客户-服务器是指两个进程间服务与被服务的关系。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的服务。
P2P对等通信：指两台主机在通信时，并不区分哪一个是服务请求方和哪一个是服务提供方。只要两台主机都运行了P2P软件，他们就可以进行平等的对等连接通信。
相同之处：对等连接方式本质上仍然是客户-服务器方式，只是对等连接中的每一台主机既是客户同时又是服务器。

网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？
网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定
（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。

试解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式。

(1)协议栈:指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构

(2)实体:表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程

(3)对等层:网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层

(4)协议数据单元:对等层实体进行信息交换的数据单位

(5)服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方.服务访问点SAP是一个抽象的概念,它实体上就是一个逻辑接口

(6)客户:服务的请求方

(7)服务器:服务的提供方

(8)客户-服务器方式:描述的是进程之间服务和被服务的关系

(9)协议:控制两个对等实体进行通信的规则的集合

第二章 物理层

物理层功能

物理层是网络通信的最底层，是真实的通信

物理层要研究的是：屏蔽不同通信媒体之间的差异，提出其共性的技术要求，使上层感觉不到底层差异。

实际上，物理层研究的是接口特性：如通信接口的机械、电气、功能、过程四方面特性。

物理层通信都是在一根 线上“串行”传输的，收、发可一个信道，也可丰不同的信道上。

物理层协议早期称之为“规程”

物理层因具体抛入媒体及方式众多，物理层规程（协议）也很多。

接口与通信课程中，有更详细的介绍。

物理层基础

通信系统模型：源、发送器，传输系统，接收器、终点

常用概念：Data、信号（模拟、数字），单工、双工、半双工通信

基带、调制、编码，调制（带通）信号

几种编码方式：归零、不归零编码，曼彻思特、差分曼彻思特编码，……

带通调制：调幅、调频、调相

信道极限容量——失真，通信频带确定，信噪比，

Nyquist定理——理想信道速率；

Shannon公式——实际信道，有噪声的最大速率。

通信媒体

电磁波谱

双绞线：UTP 100Base-T（100米）的解释，10GBASE-T（35~100米），……，

同轴电缆

光纤：工作原理，单模/多模

无线（非引导型）媒体：方便。

微波（1mm~1m）,50km-，需要中继，特点：容量大，质量高；但视距内，环境影响大，维护成本高。

卫星通信：距离远（3万km+）,三颗卫星覆盖全球，有固定时延（250~300ms）。特点：发射成本高，维护成本低；

高轨（3万+），低轨（2千-），星链系统是低轨首卫星通信系统。

信道复用技术

复用：在一条线路上开辟多条信道，传送多信号；

频分FDM：分成多个子频带，每个子频带传送一路信号

时分TDM：分成11 个时间片，每个时间片传送一路信号

波分WDM：光的频分复用

码分CDMA：每个站点一个特定码片，+1发码片，0发反码片，（自学）……

工作原理，复用器、分用器，以有线电话为例：电话频带267KHz，每个话带4KHz，实用中最多分出24个子频带

数字传输与带宽接入

数字传输系统：承载语音、图像、视频多种数据，现在均用光纤网络媒体

高速宽带网络的关键技术：

速率统一问题：T1（北美、日本） 1.544Mbit/s，E1（欧洲）2.048Mbit/s；

全球同步问题：全球时钟一致问题，

同步光纤网（美国）SONET，第一级 51.840Mbit/s，其它见教材P62 表2-2

ITU-T推出SDH（国际标准同步系列），与SONET有关联，划分等级不一样。同上查表2-2

SDH/SONET使得北美，日本，欧洲的标准统一起来。对世界电信网络的发展意义重大

ADSL／VSDL，10M／50M，

宽带网接入：以太网互连

光纤接入　200～1000MBit/s

重点概念

通信系统模型，通信方式（单 工、双工、半双工）

• 模型：源系统——传输系统——目的系统
     源、发送器 传输系统 接收器、终点

• 单工（Simplex）：数据只能在一个方向上流动，不能双向传输。例如，广播就是单工通信，信息只能从广播站传输到接收者，接收者不能向广播站发送信息。

• 双工（Duplex）：数据可以同时在两个方向上流动，即设备可以同时发送和接收数据。例如，电话就是双工通信，两个人可以同时说话和听对方说话。

• 半双工（Half Duplex）：数据可以在两个方向上流动，但不能同时。在任何时候，数据只能在一个方向上流动。例如，对讲机就是半双工通信，一方说话时，另一方只能听，不能同时说话。

带宽调制——调幅、调频、调相及复合调制

• 调幅（Amplitude Modulation）：在调幅中，信号的幅度或强度会根据要发送的信息进行变化。这是最早的和最简单的无线电广播技术。

• 调频（Frequency Modulation）：在调频中，信号的频率会根据要发送的信息进行变化。这种技术通常用于FM广播。

• 调相（Phase Modulation）：在调相中，信号的相位会根据要发送的信息进行变化。这种技术常用于数字数据的传输。

• 复合调制（Composite Modulation）：复合调制是指同时使用两种或更多种调制技术。例如，调幅调相键控（AM-PSK）就是一种复合调制技术。

双绞线、光纤的性能特点与应用

• 双绞线（Twisted Pair）：双绞线是一种常见的有线传输介质，由两根互相绞合的铜线组成。双绞线的主要优点是成本低，安装简单。然而，双绞线的传输距离和速度都相对较低，而且容易受到电磁干扰。双绞线通常用于电话线和局域网（LAN）。

• 光纤（Optical Fiber）：光纤是一种使用光信号进行数据传输的介质。光纤的主要优点是传输距离远，速度快，不受电磁干扰。然而，光纤的成本较高，安装和维护也相对复杂。光纤通常用于广域网（WAN），如互联网的主干网络。

微波、卫星通信的特点

• 微波（Microwave）：微波通信是一种使用高频率的无线电波进行数据传输的方式。微波通信的主要优点是传输速度快，延迟低，而且设备成本相对较低。然而，微波通信的传输距离受到限制，通常需要直线视距（LOS）连接，而且容易受到天气和其他无线电设备的干扰。微波通信通常用于城市之间或大楼之间的数据连接。

• 卫星通信（Satellite Communication）：卫星通信是一种使用地球轨道上的卫星进行数据传输的方式。卫星通信的主要优点是覆盖范围广，可以覆盖地球的大部分地区。然而，卫星通信的延迟较高，而且设备和运营成本也较高。卫星通信通常用于电视广播、全球定位系统（GPS）和远程通信。

信道复用——FDM、TDM、WDM、CDMA
为了能使多个用户共享信道资源，从而最大限度提高信道利用率。

• FDM（Frequency Division Multiplexing，频分复用）：在FDM中，整个频带被划分为多个子频带，每个子频带被分配给一个信号。这种技术常用于无线广播和电视系统。

• TDM（Time Division Multiplexing，时分复用）：在TDM中，时间被划分为多个时隙，每个时隙被分配给一个信号。这种技术常用于数字电话系统。

• WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）：在WDM中，光纤的不同波长被用于传输不同的信号。这种技术常用于光纤通信系统。

• CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址）：在CDMA中，每个信号都有一个唯一的代码，通过这个代码可以在同一频带上同时传输多个信号。这种技术常用于无线通信，如3G和4G手机网络。

SONET与SDH的关系及区别

• SONET（Synchronous Optical Network，同步光纤网络）：SONET是一种在光纤上进行同步数字传输的标准，由美国的ANSI组织制定。SONET的主要优点是它的高速度和大容量，以及它的灵活性和可扩展性。

• SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）：SDH是一种与SONET兼容的国际标准，由国际电信联盟（ITU）制定。SDH在SONET的基础上增加了一些新的特性，如网络管理和保护机制。

作业

试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输。

数据：是运送信息的实体。

信号：则是数据的电气的或电磁的表现。

模拟数据：运送信息的模拟信号。

模拟信号：连续变化的信号。

基带信号：来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。

带通信号：把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。

数字数据：取值为不连续数值的数据。

数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。

码元：在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。

单工通信：即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。

半双工通信：即通信和双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接收）。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。

全双工通信：即通信的双方可以同时发送和接收信息。

串行传输：使用一根数据线传输数据，一次传输1个比特，多个比特需要一个接一个依次传输。

并行传输：使用多根数据线一次传输多个比特。

物理层的接口有哪几个方面的特性？各包含些什么内容？
机械特性:指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
电气特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。
规程特性:说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？

原因:为了通过共享信道，最大限度提高信道利用率

常见的信道复用技术:

频分复用(FDM):频分复用的各路信号在同样的时间占用不同的带宽资源

时分复用(TDM):时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度

波分复用(WDM):波分复用就是光的频分复用

码分复用(CDM):码分复用是另一种共享信道的方法，码分复用信道为多个不同地址的所共享

试写出下列英文缩写的全文，并做简单的解释。FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1 ,OC-48.

FDM:Frequency Division Multiplexing，频分多路复用技术，是一种将多个信号通过分配不同的频率带宽来进行传输的技术。

TDM:Time Division Multiplexing，时分多路复用技术，是一种将多个信号通过分配不同的时间段来进行传输的技术。

STDM:Statistical Time Division Multiplexing，统计时分多路复用技术，是一种根据不同信号的需求动态分配时间片进行传输的技术。

WDM:Wavelength Division Multiplexing，波分多路复用技术，是一种将多个信号通过分配不同的波长进行传输的技术

DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波分多路复用技术，是一种通过更加紧密地分配波长来实现更高带宽的波分多路复用技术。

CDMA:Code Division Multiple Access，码分多址技术，是一种通过将不同的信号编码成唯一的码来实现多个信号同时传输的技术。

SONET:Synchronous Optical Network，同步光纤网络，是一种通过光纤传输数据的网络标准

SDH:Synchronous Digital Hierarchy，同步数字分层技术，是一种通过数字信号传输数据的网络标准

STM - 1:Synchronous Transport Module level-1，同步传输模块一级，是SDH网络中的传输速率标准之一，是155.52 Mbps

OC - 48: Optical Carrier level 48，光纤传输速率48，是SONET网络中的传输速率标准之一，是2.5 Gbps。

第三章 数据链路层

功能

数据链层的四大功能：组装成帧，差错控制，流量控制，链路管理。

物理只管传送bit流，链路层要定界、纠错，流控、管理，链路层数据包称为“帧”，是链路层的传送、处理单位。

真实通信与对等层虚通信的图形示例，图3-1，P72图3-2

物理链路和数据链路的区别：通+纠错+流控+……

“帧”的成型——发送方从网络层向下时，加上帧头、帧尾，接收收方网络层再去掉帧头、帧尾。 链路层虚通信——发：加上帧头、尾，收：去掉

帧的封装：帧头为 ASCII 1，SOH 0000 0001， 帧尾为 ASCII 4 ，EOT 0000 0100——用控制字符来包装。

透明传输：如果帧内bit组成SOH、EOT时，在其前面插入一个转义字符ESC（ASCII 27 0001 1011），将期中影响削除，实现所谓的“透明”

检测错误—— CRC（冗余校验）原理： k_bit 数据，n_bit冗余，共传送 （k+n）bit，n_bit 冗余码如确定？

接收方，收到（k+n）bit，用n位冗余码（双方相同）去校验（整除），结果为0时，说明传输无误！否则有错，要求重传（简单粗爆的纠错方法）

CRC_16=X16+X15+X2+1    1100 0000 0000 0011

广泛使用的CRC生成多项式。选择的好的话，漏检率极低（<1E-4）

检测出错的帧一定丢弃，因而不能保证可靠传输，但声无关错的帧一寂接收，数据链路——只接收正确的帧。

目前通信系统质量提高，出错率极低，这些底层检错方法逐渐少用了。

PPP

接入互联网必须要有ISP，PPP协议就是用户向ISP进行通信时所用。

PPP协议应当：简单、封装、透明，支持多用户、多协议，

PPPoE——PPP over Ethernet；将PPP封装在以太网帧中，多用户可共享一条链路

还应当：差错检测、连接状态检测，……

PPP协议组成：封装IP数据包至串行链路PPP帧中，Link Control Protocol，Network Control Protocol，三种类型的帧，传送IP包，LCP、NCP。

PPP帧组成分析：图3-1，协议字段为0x0021——IP数据报，0xC021——LCP数据，0x8021——NCP数据

首、尾标志：0x7E（0111 1110），转义字符 0x7D（0111 1101）

信息部分出现0x7E时，变换成 0x7D(0111 1101)，0x5E（0101 1110）

信息部分出现0x7D时，变换成 0x7D(0111 1101)，0x5D（0101 1101）

信息部分出现ASCII<32为控制字符，不可显示，转换为 0x7D，0x20+ASCII 值

在发送端如此填充，接收端逆解去掉——实现透明传输

0 bit填充法：首尾标志0x7E(0111 1110)中间为连续的6个’1’，如果数据信息bit流中有5个‘1’时就填充一个‘0’，就能保证数据部分不会出连续6个‘1’，不会与首尾标志重复，从避免影响。接收端将连续5个‘1’后的‘0’去掉即可。

PPP工作状态：

P82 图3-12解释，基本了解即可。

广播链路

PPP协议是“点对点”（1:1）协议，广播信道是“一点对多点”，一个站点发送，多个站点都可接收。

LAN之特点：地理范围小（<10km）、私有、广播式通信、基带、高速率、低误码率，高可靠性，……

网络拓扑：总线形、星形、环形之特点，目前常用星形。

LAN信道，不划分信道，发送、接收信道各行其道。

多点接入（如何发数据？）

随机接入——竞争（发言权），冲突不可避免！

受控接入——轮询（流）

Ethernet发展简介： DIX V2对标IEEE 802.3，以太网统一LAN天下，只剩MAC，……

网卡：Adapter， 集成在主板上。网络适配器主要作用是“串-并”转换，少不了缓存，……，同时有CRC冗余校验芯片，出错帧挂接丢弃！在网卡上独立完成帧的处理（有自己的CPU），……

CSMA/CD 协议：载波侦听多路访问/冲突检测，工作原理：总线式LAN，一个信道、广播，目标站点接收；

发前先听：侦听到信道空闲时，便可发数据；忙则不可发送。

边发边听：一边发数据，一边接收，与已发数据比较，如果不同，则说明出现了冲突。

冲突退避：检测到冲突，发出报警，之后停止，再等待、竞争下一个空闲 。

冲突退避过程分析：P89图3-17，截断的二进制指数退避算法，双方收到警报时，停止发送，信道空闲，再次捕捉机会发送，……；重传时，等待优先级会降低。

争用期为2τ（往返时延），51.2μs，（对10Mb/s以太网，此期间可发512bit数据），重传时间向后推迟 r 倍争用期，

r =[0,1,2,……，2^k -1]，从中随机取一个值

k=1, r=[0，1] , 在0或个等待后再次偿试发出

k=2, r=[0,1,2,3]，在0，1，2，3，4中随机取一个值为等待时间，再次发送。

k=3, r=[0,1,2,3,4,5,6,7]， ……

重复次数增加，等待更时间的概率也在加大。

只所以还要随机取一个等待时间，因为两个以上站点发数据，用同一等待时间后再重发，冲突的概率太大。

无效帧——争用期可发64字节（512bit ），如果 一次发送数据不足64字节（512bit），冲突信息还检测出来就结束了，不能保证无冲突发生，本次发送是否失败不得而知。故有效帧长必须大于64字节，小于64字节的是无效帧，接收方丢弃。

星形拓扑、MAC

交换机（集线器）构成的星形拓扑：以中央通信设备为中心，任意两个站点通过中央节点均可通信——星形拓扑，比总线拓扑优越的多（可分析比较）。集线器中10Mb/s带宽，共享信道，现已淘汰。交换机是100Mb/s起，还千兆、万兆口，独立信道，不可堆叠使用，有可配置与不可配置Switch之分 ，二层、三层以太网Switch，性能优良，组网成本低。……

信道复用率：发送时延T，最后一个Bit到达，再用传输时延τ后才能空闲，取

α=τ/T, 信道利用率：S=T/(T+τ)=1/(1+α)，当α->0时（τ<<T）时，S->1。实际信道复用率>30%就很不错了。

MAC层及地址：数据链路层分为LLC逻辑链路子层与MAC媒体访问子层，由于以太网统一了LAN江湖，LLC子层没有存在的必要了，现在只剩下MAC子层了。

MAC媒体访问子层主要功能是：接入什么样媒体？如何控制其通信？完成链路层的组装成帧，差错控制与流量控制、链路管理。有一个标识（ID）编号是最基本的，网络各站点主机依靠此编号相互通信——６字节(48bit)，称为MAV地址，硬件地址，制造时写入，永不会变。

MAC地址购买——厂商从IEEE专门委员会购买一个组号，高24bit（2^24个），可生产2^24个网络设备。（2^24=16,777,216）

接收帧：
单播——一对一
广播——一对全体
组播——一对多（组）

监听——全部接收，事后分析，……

MAC帧格式：目的６＋源６＋类型２＋数据（46~1500）+FCS4

帧之间用0101bit流，一旦出现11，则说明新的一帧开始了。

IEEE8023.3帧格式与DIX Ethernet VII的差别极小，可混 为一谈。

无效帧：
bit流长度不是整数字节
FCS校验出错
数据帧长<64字节（数据部分不在46~1500之间

出错帧直接丢弃，由上层纠正！

扩展以太网

以太网扩展——增加站点数，增加范围。

物理层扩展——用集线器（网桥）扩展，共享10M带宽，碰撞域增大是主要缺点

链路层扩展——用交换机（多端口网桥），任一对通信构成独立的碰撞域，不影响其它。以太网交换机共享N对端口（一般是24个100M口，紧支持12对独立通信）。总带宽是 N*100M，可堆叠（级联）使用，成本低廉。

以太网交换机有自学习功能：交换帧表建立过程模拟。

总线网与星形网丰工作原理上是一致的。星形网可看作是多个两站点的总线网组成的，仅是任意两点组合，交换极快而已。

虚拟局域网VLAN——在链路上多4字节的标签则可。以太网中站点太多时，引起“广播风暴”的概率就大的多，这就需要人为的把网络又细分 为多个小网，每小组专员相同的组号的，还能增强安全性。

高速以太网：100M、1000M、10000M，传输媒体可以 是双绞线，也可以 光纤（多模、单模），……

以太网升级容易（结构不变，更新传输媒体、设备，帧格式不变，软件改动极少，），其它LAN都被淘汰了。

重要概念

物理链路与数据链路的区别？

链路层的功能有哪几个方面？

PPP帧的组成及透明传输是如何实现的？

以太网的发展简史、名称由来是什么？

CSMA/CD协议工作分为哪三个步骤？冲突退避算法有哪些步骤？

发前先听 侦听到信道空闲时，便可发数据；忙则不可发送。
边发边听 一边发数据，一边接收，与已发数据比较，如果不同，则说明出现了冲突。
冲突退避 检测到冲突，发出报警，之后停止，再等待、竞争下一个空闲

计算退避时间。发送站在每次发生冲突后，根据一个退避因子来计算一个随机的时间间隔，这个时间间隔称为退避时间。退避因子是一个介于0和2^k-1之间的整数，其中k是冲突的次数，但不能超过10。

等待退避时间。发送站在计算出退避时间后，等待这个时间间隔，然后再次尝试发送数据。

重置退避因子。发送站在成功发送数据后，将退避因子重置为0，以便下次发送数据时从最小的时间间隔开始。

什么是无效帧？如何处理？

估算一下，IEEE向制造商出卖MAC地址组号，每个$1000，最高价值多少？

以太网交换机与集线器的不同之处有哪些？

例题

数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?

数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。

“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。

网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?
适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件。
网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链路层和物理层）**

一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？
7E->7D,5E 7D->7D,5D 03->7D,23

(1)当信息字段中出现0x7E字节转变为2字节序列(0x7D,0x5E)

(2)当信息字段中出现一个0x7D字节转变为2字节序列(0x7D,0x5D)

那么实际的数据为7E FE 27 7D 7D 65 7E

PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？

每5个1加一个0，防止判断成F

零比特填充后:011011111011111000

删除零比特后:00011101111111111110

什么叫做传统以太网？以太网有哪两个主要标准？
DIX Ethernet V2 标准的局域网
DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准

试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。
10BASE-T中的
“10”表示信号在电缆上的传输速率为10MB/s
“BASE”表示电缆上的信号是基带信号
“T”代表双绞线星形网
但10BASE-T的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过100m

以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。这与传统的时分复用TDM相比优缺点如何？

CSMA/CD协议:载波监听多路访问/碰撞检测协议

传统的时分复用TDM是静态时隙分配，均匀高负荷时信道利用率高，低负荷或符合不均匀时资源浪费较大，CSMA/CD可动态使用空闲信道资源，低负荷时信道利用率高，但控制复杂，高负荷时信道冲突大。

假定在使用CSMA/CD协议的10Mb/s以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数r=100。试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据？如果是100Mb/s的以太网呢？

对于10Mb/s的以太网，以太网把争用期时间定为51.2微秒，要退后100个争用期，等待时间是51.2微秒×100=5.12ms
对于100Mb/s的以太网，以太网把争用期定为5.12微秒，要退后100个争用期，等待时间是5.12微秒×100=0.512ms

有10个站连接到以太网上。试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽。
（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器；
（2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器；
（3）10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。

（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器：1mbs
（2）10个站都连接到一个100mb/s以太网集线器：10mbs
（3）10个站都连接到一个10mb/s以太网交换机：10mbs

以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？

以太网交换机作为链路层设备，可实现透明交换。虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。这些网段具有某些共同的需求。虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个 4 字节的标识符，称为 VLAN 标记 (tag)，用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网

第四章 网络层

基本概念

网络层主要功能——转发IP分组

面向连接的服务——建立(虚)电路，通信、释放三步骤。

不用中间转发，适宜于长时间、大数据量的通信。是可靠的通信服务、通信质量高，亦称虚电路服务模式——电信通信采用。

不足是：建立链路要时间，不利于猝发式通信。

面向无连接的服务——不用建立连接，直接发分组到网络（想发就发，任性），由每一个路由器根据分组的目的地址（IP）决定如何转发，从一个网络到另一个网络，直至目的网络与主机。

不用频繁建立连接，多路齐头并进，快！适宜于猝发式通信。

不足是：通信质量、可靠性都不能保证，是一种尽最大努力的服务。有转发时延，有分组丢失和重复。亦称数据报模式——网络通信采用。

虚电路报务与数据报服务的特点对比见教材P117，表4-11.

每个IP分组都按路由表来转发的，现在的问题是：路由表是如何建立？如何控制的。

本路由器向所有端口转发，成功者被记录在案——洪泛法，建立路由表，这样操作是由软件控制，非常慢！（秒级时间占用）

由路由算法建立路由表，互连网多个路由协调，由网络中心枢纽分发路由表至各个路由器并定期刷新，每个路由器则挂按表转发（IP）分组，非常快（纳秒级时间占用）。

数据层面是要分组按一定算法自我寻找最优路径，到达目的网络用主机。路由控制层面则是由网络集中分发路由信息到各个路由器，各路由器按转发表转发各个分组——集中式路由，抗打击能力差。

IP概念

IP——Internet Protocol是TCP/IP网络的灵魂（IPv4、IPv6）

网际层实际有四个协议：ARP地址解析协议，ICMP网际报文协议、IGMP网际组管理协议，再加上IP协议（主要）。逆向地址解析协议RARP已淘汰。

IP层四个协议也有更详细的层次关系，ARP是在局域网中起作用的，不依赖IP传播，故在下面。ICMP和IGMP要依赖IP分组传播，在IP之上。

网络中间设备工作层次：
物理层：中继器（转发器）——扩大网络地理范围
数据链路层： 网桥，交换机（多端口网桥）——构建局域网
网际层：路由器——网络互连
网际层之上，传输层、应用层有网络互连设备称之为“网关”，过去把路由器和网关混为一谈，现在区分开了：应用层网关——工作在应用层。

虚拟互连网：不同网络互连要解决的技术问题很多：寻址方式、数据格式、差错控制、接入控制、路由转发、服务质量、……，如何解决？把整个互连网看作是由内部路由器、边缘为站点计算机的虚拟互连网，网际层每个路由器要按路由表转发IP分组，从源网络逐步转发到目的网络。

IP地址

IP地址是网络设备（路由器、交换机端口、站点计算机或终端）必须有的一个编号，网络通信寻址就是按IP地址进行的。

IPv4是32bit的IP地址，IPv6是128bit的IP地址，后面再讲。最多可有2^32=43亿+，实际可用接近40亿。为了便于理解与记忆，32B的IP地址分为四段，每段8Bit，一般用十进制表示；如：

10.129.1.1 二进制 0000 101 0 1000 0001 0000 0001 0000 0001
——十进制点分法之来由
IP：：=｛，｝，分为网络号、主机号两部分。

分类如下：

A类： 网络号8bit（‘0’打头，最高127），主机号24bit（16777216-2）

B类：网络号16bit(‘10’打头，16384)，主机号16bit(65536-2)

C类：24bit(‘110’打头2097152),  主机8bit (256-2)

D类——多播、E类——保留，用于测试，这两类IP地址没有商用。

几个特殊IP地址：

网络号全‘0’，表示本网络；

主机号全‘0’代表本主机，主机号全‘1’表示本网内广播；

127.0.0.1——本机网络迴转地址，ping 127.0.0.1，用于测试本机网络软件系统是否正常。

几组保留IP地址：

A类   10.0.*    ——   10.16.*
B类     128.0.*  ——
C类     192.168.* ——

非正式IP地址，为LAN保留。目前已修改为可用的正式IP地址。

A、B、C类网络分法形式简单，管理方便，但网络规格相差很大，造成IP地址在使用上浪费极大，为了提高资源复用率，减少浪费，又提出了子网设计法，在主机号中取出几bit作为子网号，将大网络划分成多个子（小）网络，目前这种方法已淘汰。

无分类编地址：不用ABC等分类网络编址方法，直接用网络前缀（32位以内任意bit）和主机号，

IP::={<网络前缀>，<主机号>｝，网络前缀用 “IP地址/前缀”形式表示，如：128.14.35.7/20，这说明前20bit是网络号。

*/20, 表示网络（号）前缀20bit，主机号为12bit，产生的地址块为

0000 0000 0000 ——1111 1111 1111，大小2^12-2=4094

前缀从13——23能产生的地址块大小如教材P27图4-3所示。

CIDR地址块必须指明前缀值，即网络位多少。

网络号=IP地址 ”按位与“ 前缀值个 ”1“，如教材P27图4-12

前缀=32，没有主机号，主机路由

前缀=32，主机号为0，1两个，是点对点链路

前缀=0同时IP地址也是全0时，默认路由。

CIDR之优点：

CIDR分配IP地址几乎没有浪费；
易于实现网络地址聚合。
网络前缀就是网络号，路由寻址时就要向目的网络转发即可，到达目的网络后再向目的主机发送，……

网络前缀相同的多个主机处在同一个网络中，当然，下面还可划分子网。

IP地址和MAC地址的区别

MAC地址是固化在网卡上的，硬件（物理）地址，不可改变！

IP地址是写在IP分组中，是软件地址，可人工改变的！

上级（传输层）数据加上IP首部（共其中有IP地址），构成IP分组，路由器按目的IP地址转发IP分组。

实际数据通信过程可抽象为IP层上，IP分组的转发。教材P131表4-4、P132图4-16(a),(b)解释，网际层上虚通信，传送IP分组。

问题：如何知道MAC地址？IP~MAC映射表是如何生成的?

ARP——地址解析协议，已知IP地址，如何获得MAC地址？（RARP已淘汰）。IP分组做为链路层的负载（上层数据），到达链路层时、如何获得目的MAC地址？ARP cache的内容——IP~~MAC映像表，ARP~IP缓冲区内容逐步积累（先查表，从IP找MAC，找不到时再广播IP，接收应答）

IP~MAC缓存有表生存时间，定期刷新以适应网络拓扑结构的变化。

ARP只在LAN内起作用，实际中有四种场景： 图4-19

（1） 在LAN内，在N1网内广播ARP请求即可，可获得H2的MAC。

（2）N1网内找不到H3，发给R１（目的IP不变，R1的MAC在H１缓存中，没有则广播），

（３）再由R1在N2中发ARP请求，找H3的MAC，发给H3。

（４）H1–>H4时，R1没找到H4时，再发给R2，由R2找H4，同前过程。

IPV4的首部

(1) 版本4bit , IPv4：0100 ，IPv6： 0110；

(2)首部长度4bit，最为1111=15段（每段4字节），最大60字节 ，其中：固定部分5段（20）字节，可变部分最长10段（40字节），使用不足一段时，要填充成整数段。常用20字节首部，没有可变部分。

(3)区分服务8bit，区别不同的服务及质量标准，目前没有使用。

(4)总长度16bit ，IP分组最长2^16-1 =64k字节，实际以太网最大长度为1500字节，故IP分组最大长度不可能超过1500字节。

(5)标识16bit，数据报计数器，同一个包分出的片有相同的标识，便于组装。

(6)标志3bit，表示后面有、无分片，0表示是最后一个分片。

(7)片偏移——举例：数据包3800字节，分为1400，1400，1000三个分片

第1片， 0字节处开始，片偏移 0/8=0;
第2片，1400字节处开始，片偏移 1400/8=175;
第3片，2800字节处开始 片偏移2800/8=350；

注：片偏移以8字节为一个单位。以太网最大长度1500字节，IP分组必须小于1500字节。

（8）生存时间TTL，占8bit(初值 0000 1111)，路由“跳数”限制，经过15个路由器还没到达终点则丢弃。每绳索一个路由器，称之为一个跳数，TTL–，当TTL==0时，放弃转发。

（9）协议：8bit，指出本数据包使用何种协议；

(10) 首部校验和——16bit, 只检验首部，为的是节约（包装无损即可），方法：

发方：先将本段置”0“，对首部（固定20字节），两字节（16bit）为一段，反码求和（0+0=0,1+0=1,0+1=1,1+1=10有进位，最高位有进位时，末位+1），将其结果求反，置于本段中。

收方：同样进行反码求和，结果为 0 时，说明首部无差错。

IP分组转发过程

基于终点的转发：由目的IP地址确定向哪个端口转发；路由表中每一行是目的NetID与Port对应，从目的IP中找出目的Net后转发即可。见

源IP： 128.1.2.194（1100 0100），

源网络： 128.1.2(0000 0010).192(1100 0000)/26 ，

目的IP: 128.1.2.132（1000 0100），

目的网络：128.1.2(0000 0010).128(1000 0000)/26

N3： 128.1.3(0000 0011).64(0100 0000)/26

R1路由表：

前缀匹配	下一跳
128.1.2.192/26	端口0（直连）
128.1.2.128/26	端口1（直连）
128.1.3.64/26	R2

R2路由表：

前缀匹配	下一跳
128.1.2.128/26	端口0（直连）
128.1.3.64/26	端口1（直连）
128.1.2.192/26	R1

最长前缀匹配：前缀越长，网络块越小，匹配愈具体；故：最长前缀匹配！

主机路由——特定路由，专门指定的，处于路由表顶部 */32，一般用于测试

默认路由——从上到下匹配不上时，交由默认路由处理。在底部，0.0.0.0/0

分组转发算法：（转发表按前缀有序，长者在前）

a. 从IP分组中提取目标IP；
b. 符合特定路由后按其“下一跳”转发；
c. 从上到下，按前缀匹配，成功则取其“下一跳”转发，否则向下一行进行。
d. 到最底行，按默认路由转发。

没有默认路由，全不匹配时，报告转发失败。

ICMP简介

Internet控制报文协议： IP分组转发时，只管转发，不管有无差错或异常。这些处理差错或异常的事务由ICMP来完成。控制报文——由路由器产生，表明本路由器转发某分组时发生了什么，向源主机汇报的报告，再用IP包装，沿某分组的来路回到源主机。（内容、包装、方向、路径，高层不可见）

ICMP报文格式：图4-28

ICMP报文分为差错报告和询问两大类，差错报告如：终点不可到达，超时，解释之。询问如：回送请求、回送回答。

ICMP典型举例：Ping命令

IPv6

IPv6：地址空间更大，更简单，更安全，自动配置

IPv6首部：见图4-33，固定首部长度_40字节，简化了许多。

IPv6地址：十六进制冒号分法，八段、每段两字节，冒号分隔；

IPv6地址举例，“0”压缩法使用。特殊地址简介

从IPv4向IPv6过渡：

A、双协议栈法（v4、v6均有），通信时，对方是IPv6主机就用IPv6协议通信，……；

B、 隧道技术：将IPv6数据报在IPv4隧道中传递即可。

路由选择

算法要求：正确、完整、简单、自适应、稳定、公平、最佳

自治系统AS——可自主抉择、管理的内部网络，其带宽、路由选择策略等都由内部决定。

静态路由——路由表（转发表）内容不变，动态路由——路由表内容随网络的变化而变化、适应。

内部网关协议IGP——在AS内部使用的路由选择协议（要最佳），EGP——外部网关协议——AS之间的选择协议（通则可）。自治系统可大可小，按需要划分。

RIP——路由信息协议，属内部路由协议，适用于小型互连网。核心内容：每过一个路由器，跳数+1；最多15个路数。与相邻路由器交换信息生成路由表举例。距离向量算法，3个路由器，4个网络，……，路由信息是与相邻路由器交换而来，特点：好消息传的快，坏消息传的慢——见下图。

R1路由表                    R2路由表                   R3路由表
N1，0，1                    N2，0，1                   N3，0，1
N2， 1， 1                  N3，1，1                   N4，1，1

+++++++++++++++第一轮交换++++++++++++++++++
N3，R2, 2                   N1，R1，2                  N2，R2，2
                            N4，R3，2

++++++++++++++++第二轮交换+++++++++++++++++
N4，R2，3                                              N1，R2，3

OSPF——最短路径优先：RIP只与相邻路由器交换路由信息，OSPF与全网路由器交换路由信息——链路状态协议，算法复杂，适应性强。

OSPF将网络分为主干AS区和其它AS，所有其它AS都与主干区AS联系，每一个AS区内部的路由信息交流，……

BGP-4外部网关协议，RIP、OSPF是AS内部适用，以最佳路径，代价最低为目标建立路由表，BGP-4只选择”可通信“即可，AS之间还政治、安全经济多方考虑，选择最优不现实，较优就行了！

路由器硬件构成：多I/O端口的专用计算机。路由选择处理机、输入/输出端口及对应缓冲区、交换结构。

多播、VPN、NAT、MPLS、SDN 介绍

多播
视频播放时，服务器只播放一次，由多播路由器复制多份，向网络中群发。运行多播协议——多播路由器。多播IP地址——D类 “1110”打头。在局域网上多播，MAC地址上第一字节最低位为”1“，……，在互连网上多播，要用到IGMP，……

VPN
解决IP地址资源紧张、保障内网安全。利用IP隧道、或建立虚拟局域网，连接两个相距很远的专用网络进行通信。

非正式IP
10/8, 172.16/12，192.168/24，做为LAN站点的IP地址，不用付费。

NAT
网内主机只有非正式IP地址，又要与外网通信，如何做？再申请一个正式IP，没必要！安装NAT软件的路由器称之为NAT路由器，外网客户要访问网内某参主机，由NAT路由器代转访问请求。即，外部客户是在与NAT代理服务直接打交道。

MPLS——多协议标签交换
上层可以有多种协议，每种协议有不同的标记（签），便于路由器快速转发。进入MPLS域时加上标签，在域内用硬件快速转发——标签路由器按相应标签转发，出此MPLS域时解除标签，……。

SDN——设计、构建和管理网络的新方法或新概念
OpenFlow是控制层面和数据层面的接口。数据层面：匹配+动作，SDN呈，有广义的”匹配+动作”，其匹配内容更多（链路层、网络层，运输层）动作不光是转发，还可重写IP首部，阻挡或丢弃一些分组，……。是一种OpenFlow分组交换机。

本章重点

网络层传送IP分组。提供的无连接的、尽最大努力的服务。

IP网络是由器相互连接起来、转发IP分组的虚拟互连网。

A、B、C类网络就是前缀分别为8，16，24的无分类网络，每类地址块是？

一个路由器互少有两个端口、每个端口一个IP地址。

互连网中按IP地址转发，将分组从源网络转发互目的网络；局域网中按MAC地址传送数据帧。IP是软地址，在互连网中起作用，MAC是硬地址，在LAN中起作用。如何根据IP地址在目的网络中找到目的MAC地址，用什么协议？

IPv6首部与IPv4首部相比，IPv6首部地址空间扩大，精练简化，取消选项字段更安全。

IPv4表示：十进制点分法，IPv6：十六进制冒号分法。IPv6地址可使用“0”压缩写法以简化表示。

RIP路由选择协议适用于小型网络，路由表生成练习。OSPF适用于大型网络。

ICMP协议的作用和传输目的地、方向。Ping命令的使用。

AS自治系统是独立路由的网络，AS内部使用RIP或OSPF协议，AS之间的外部路由是BGP-4。

课本例题

试说明IP地址和MAC地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址？

IP地址：被称为虚拟地址、软件地址或逻辑地址，IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址（称IP地址为逻辑地址是因为IP地址是用软件实现的）。

MAC地址：由于MAC地址已固化在网卡的ROM中，因此常将MAC地址称为硬件地址或物理地址。MAC地址是数据链路层使用的地址。

IP地址放在IP数据报的首部，而MAC地址则放在MAC帧的.首部。

为什么要使用这两种不同的地址？

由于全世界存在着各式各样的网络，它们使用不同的MAC地址。要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的MAC地址转换工作，因此由用户或用户主机来完成这项工作几乎是不可能的事。

即使是对分布在全世界的以太网MAC地址进行寻址，也是极其困难的。

然而IP编址解决了这个问题，连接到互联网的主机只需各自拥有一个IP地址，它们之间的通信就可以像连接在同一个网络上那样简单方便，即便必须多次调用ARP来找到MAC地址，但这个过程都是由计算机软件自动进行的，用户看不见。

有如下的4个/24地址块，试进行最大可能的聚合。
212.56.132.0/24
212.56.133.0/24
212.56.134.0/24
212.56.135.0/24
由于四个地址块前两个字节都相同，只需将每个地址块的第三个字节转换为二进制：
到第22位之后开始变
212.56.1000 0100.0
212.56.1000 0101.0
212.56.1000 0110.0
212.56.1000 0111.0

可以发现，212.56.1000 01这一部分是相同的，因此可以聚合成212.56.132.0/22

某单位分配到一个地址块136.23.12.64/26.现在需要进一步划分为4个一样大的子网。试问：

（1）每一个子网的网络前缀有多长？

（2）每一个子网中有多少个地址？

（3）每一个子网的地址块是什么？

（4）每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么？

1）划分为4个子网需要两位子网号，因此每一个子网的网络前缀为26+2=28位

2）每一个子网中有32-28 = 4位主机号，因此一共有2^4个地址

3）每一个子网的地址块为：

4 136.23.12.64/28；②136.23.12.80/28；③136.23.12.96/28；④136.23.12.112/28；

4）
64是1000000，加一；79是1011111，减一（32减28等于4，所以后四位不能全0或1）

可分配的最小地址 可分配的最大地址

① 136.23.12.65/28 136.23.12.78/28

② 136.23.12.81/28 136.23.12.94/28

③ 136.23.12.97/28 136.23.12.110/28

④ 136.23.12.113/28 136.23.12.126/28

假设一段地址的首地址为146.102.29.0，末地址为146.102.32.255，求这个地址段的地址数

相减加一然后乘起来
（32-29+1）x（255-0+1） = 1024（个）

收到一个分组，其目的地址D = 11.1.2.5。要查找的转发表有这样的三项：
路由一 到达网络 11.0.0.0/8
路由二 到达网络 11.1.0.0/16
路由三 到达网络 11.1.2.0/24
试问在转发这个分组时应当选择哪一个路由？
根据最长前缀匹配原则，虽然三个路由都能匹配上，但是路由3是最长的，因此应该选择路由3.

第五章 运输层

TCP和UDP协议

运输层的功能：实现两端主机之间的通信——UDP不用建立连接而TCP要建立。端口、套接字应用，可靠通信——ARQ（自动请求重发），流量控制。

主机进程、套接字等事务：主机同时(本质上是分时操作)可进行多种计算，建立多个进程，用代号区别——进程号。通信双方主机的同一个通信，双方主机的进程号并不一定相同，如何连接起来，就需要套接（字）。流量控制、拥塞控制、连接管理，这些事务正是主机层次要完成的工作。

运输层协议是为应用层服务的，是面向两端主机的，可理解为双方主机借助于通信网络实现运输层服务。

用户数据报：UDP协议是面向无连接的协议，传送UDP数据报，简单有效，不提供可靠交付。传输控制协议：TCP是面向连接的协议，可靠交付、有质量保证；比较复杂，处理费时。应用层上协议不同，在运输层上要使用不同的协议——UDP或TCP（高质量要求）。见教材P213表5-1.

主机在OS支持下，可同时执行多道任务，每道一个编号。可将任务分成多个子任务，分通道进行——分用；亦可反之，将多个任务汇集在一个任务中进行——复合。而服务器上一些专门的应用处理用指定进程号来处理，可简化处理负担。应用层某种应用要求指定进程来处理——协议进程号，亦称协议端口，简称端口，如HTTP用80端口，……；端口是软件定义的。

端口呈占16Bit，前1024是熟知端口，102449151是登记端口，4915265535是用户端口是客户端口。例：本机访问某台服务器上的主页，本机任意指定50000号端口，去访问服务器上80端口；……

UDP协议：无连接，尽最大努力交付，面向报文——对报文大小不限，照样发送，应用层要考虑报文大小问题。无拥塞控制，支持一对一，一对多，多对一的交互式通信；首部开锁小。

UDP首部格式：见教材P127图5-5；分析UDP首部组成，校验和需要伪首部，校验和计算方法：顺序两字节一段，二进制反码求和——可进位、最高位进位补到末尾（非偶数字节补一字节0），最终结果再取反，为发方校验和，收方同样反码求和，全0则说明无误。IP地址暗含其中。

TCP协议

面向连接的协议，一对一，提供可靠交付——高质量全双工通信，传送字节流（以字节为单位）。

TCP连接之涵义：发、收双方主机之间建立TCP连接，其连接终点是套接字：

socket 套接字=（IP地址：端口号）

TCP连接=｛socket1,socket2｝={(IP1, port1), (IP2, port2)｝

socket还有更多有涵义，在以后的应用中再逐步使用之。

可靠传输原理——利用纠正错误的机制来保证传输不出差错！

stop-waite协议
发送一次，停下来等待收方回答，确认ACK后再发下一次，否认NAK则重发一次，超时亦重发！

在不可靠的信道上实现可靠传输——自动传输请求ARQ。

信道效率： U=Td/(Td+RTT+Ta)；RTT较大时，信道利用率很低。

连续ARQ协议：连续发分组，收文回答一个组号，说明此组号之间的分组都已确认，发方退到此组号处，再重新发送，犹如发送窗口在滑动一样。

TCP报文首部，同IPv4首部类似，见图5-13。

4字节为一段，固定首部4段（20Bit），还有可选道部最多10段；
目的、源端口各占16Bit；

序号和确认号各占一段（32bit）,每字节一个编号，且不会重复。确认号是指此号之前字节都已正确接收，下次从此确认号开始发送。ACK=1有效，ACK=0无效。

窗口是指自身接收窗口数——字节（最大64K字节），向对方表明自身最多接收多少字节。

其它如校验和、紧急指针、选项等不再详述。

TCP可靠传输实现——纠正错误、控制流量。滑动窗口协议：设一次最大允许发送10字节，开始可发1~10字节，但发到第7字节时，收一个4，表明第4 个字节之前的确认，现在可发从4，5，6,……，13字节；假若又收到10，退回从11，12，……，10发送；

 发送窗口【1，10】，【4，13】，【11，20】，……

超时重传——超过规定时间没收到确认，认为传送失败，再重传一次即可。问题是：超时时间定为多少合理？下面网络情况复杂，用下面式了确定：

新RTTs=（1-a ）*旧RTTs+a*（新RTT） 简单解释之，不宜深究。

TCP流量控制——发送方发送速率与接收方的接收速率相匹配。

由接收方告诉发方，还有多少窗口。这样，发方根据收方窗口数 发送数据，从而保证收方能正确接收。

Wf——发方窗口数，Ws——收方窗口，实发窗口<=Ws，收方窗口数是动态变化的，要随时报告给发方。

每个连接有一计数器，首先发0字节进行探测，打开此计数器 ，可防止收文窗口数丢失造成的死锁。

TCP拥塞控制

网络拥塞——资源不足造成！带宽不大、缓冲大小、处理太慢、排队过长，……，造成：需求<资源，网络性能恶化，网编从变慢，再到瘫痪，直至卡死。

增加资源（增大带宽、提高处理速率、……）并不能从根本上解决问题，瓶颈会转移到其它地方。全网改善也是非常难的一件事。

拥塞控制与流量控制的不同：流量控制关心“点——点”的发、收匹配，是局部解决问题，拥塞控制关心的是全网是还通畅，哪里有网络变慢问题，都要设法改善。两者有联系，但本质有区别。

实施拥塞控制要付出的代价：占用一些资源，所起作用见图5-23。

实际中要闭环控制思维，才能获得较好效果——利用监测系统找出拥塞发生的地点、时间，可解决问题的方法和地方等。

网络拥塞指标可以 有：分组丢弃百分数，平均队列长度，平均分组时延，……

TCP拥塞控制方法1：慢开始与拥塞避免，拥塞窗口 Wc，一开始为1，Wc=Wf，拥塞现象没出现时，Wc可增加，有超时现象时，Wc就缓慢增加或不增加。见教材P242图5-24， P243图 5-25，详细解释拥塞控制曲线之涵义。

Wf=min(Wc,Ws); 实际发送窗口取拥塞窗口和接收窗口中最小者。

取初值Wc=1，没拥塞时，Wc翻番增加，检测到轻度拥塞时，Wc线性（加法 、++）增加；有超时出现，拥塞发生，又开始慢开始算法，……。

快重传与快恢复：有丢失时，立即确认！当发送方发出：M1，M2，M3，M4，M5，M6时，M3丢失，则确认M1，M2，M2，M2，M2，后确认三个M2，表明M3丢失，应当立即重发M3！……P243图 5-25的第二部分解释之，后面按线性增加拥塞窗口数。

小结：当拥塞窗口Wc=1时，无拥塞时，慢开始算法，Wc翻番；当轻度拥塞时，拥塞避免算法，Wc++；在拥塞出现（超）时，第1 次调整，Wc=1，又慢开始，在前次超时的一半时，执行Wc++，在要求重传时，下降到最点的一半（乘法减小），再Wc++；

实际发送窗口是： Wf上限=min(Ws,Wc)

主动队列管理：在接收等待队列没达最长长度聘用制时，有意识的丢掉一些分组，……

TCP连接管理

TCP连接建立：三次握手连接过程分析，客户端打开连接

1）C——>S: SYN=1， seq=x

客户端要求建立同步连接及序号是x;

2）S——>C： ACK=1，ack=x+1; SYN1=1, seq=y

服务器端确认（客户申请的）及序号为x+1，正向连接建立；同时，服务器申请建立反向连接及序号为y;

3） C——>S: ACK=1, ack=y+1, seq=x+1

客户端接受服务器端的连接请求，建立反向连接。

三次握手（通信开始的协商称之为握手）实际是四次，中间确认正向、申请反向并为一起了。

正向、反向分别建立连接，可防止无意义的等待。第一个连接滞留网络，超时重发第二闪连接 ，B方收到第二个后建立了连接，失效报文迟到后，又重复建立连接。

四次终止：A方请求终止，Fin=1，seq=m; 我方数据传输完毕，请求终止

B方同意，
    ACK=1,ack=m+1;  seq=n;    同意终止；
    ……（反向数据传输仍在继续）
    B方请求终止，Fin=1,seq=n;     ACK=1,ack=m+1

(ACK=1,ack=m+1 表示反向终止请求同最后传的数据分组一同到达)

    A方同意，  ACK=1,   ack=n+1, seq=m+1

TCP有限状态机：图5-30

本章重点

运输建立的是两个主机之间的连接，“端——端”，是双方主机各自的某个进程之间的通信，这个进程号称之为“端口”；端口号16bit，前1024是熟知端口，网络常用服务在服务器一方的端口是固定的，客户端的端口号是随机的。套接字是 socket=(IP:Port)

UDP协议是无连接协议，不用连接直接发送即可。TCP是面向连接的协议，要先建立连接成功后才能发送数据，发送结束后拆除连接。

Stop-Waite协议——在不可靠的通信链路实现可靠传输。每发一个数据，等待确认后再发下一个；如果否认，重发该数据；这样保障正确接收。

ARQ——自动请求重发，连续ARQ协议可大提高信道效率。

TCP首部组成

TCP使用滑动窗口机制进行收、发双方的能力匹配。流量控制就是发方发送速率要匹配收方的处理速率，……

拥塞就是网络资源不足时，变慢、卡顿、分组丢失等现象出现——性能变坏

流量控制是“端——端”一对通信的局部问题，拥塞控制是改善整个网络的性能 的全局性问题。

Wf= min(Ws,Wc); 发送窗口最大数取接收窗口与拥塞窗口之间的较小的。

拥塞窗口算法四种——慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。

TCP三次连接过程剖析

例题

端口的作用是什么？为什么端口号要划分为三种？

我们知道，通信的实体是主机之间的进程。在单个计算机中的进程是用进程标识符来标志的，但是在互联网中，计算机的操作系统种类很多，不同的操作系统又使用不同格式的进程标识符。为了使运行在不同操作系统上的计算机中的进程能够相互通信，就必须用统一的方法对应用进程进行标志。

但是，将一个特点机器上运行的特定进程，指明为互联网上通信的最后终点时不可行的。这是因为进程是动态的程序，进程的创建和撤消都是动态的，通信的一方几乎无法知道和识别对方机器上的进程。另外，我们往往需要利用目的主机提供的功能来识别终点，但是不一定要知道这个服务器的功能是由目的主机的哪一个进程实现的。

因此，端口就应运而生了。在应用层和运输层之间的界面上，设置一个特殊抽象的“门”，应用层中的应用要通过运输层发送到互联网，就必须通过这个“门”，这个“门”就是端口。

简而言之，端口的作用就是对TCP/IP体系的应用进程进行统一的标志，使运行在不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信。

将端口号分为3类是因为：避免端口号重复，无法区分应用进程。二是因特网上的计算机通信都是采用C/S方式，在客户发起通信请求时，必须知道服务器的端口，对于一些主要
的应用程序，必须让所有用户知道。

一个UDP用户数据报的首部的十六进制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17.试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。这个用户数据报是从客户发给服务器还是从服务器发送给客户？使用UDP这个服务器程序是什么？

根据UDP的首部组成,可知，

源端口: 016^3+616^2+316+216^0 = 1586（十进制）0632

目的端口: 016^3+016^2+416+516^0 = 69（十进制）0045

用户数据报总长度：016^3+016^2+116+1216^0 = 28(十进制）001C

数据部分长度 = 总长度 - 首部长度 = 20（字节）28减8

目的端口为69<1023(0~1023为熟知端口），所以数据报是从客户端发送给服务器的，经查询，这个服务器程序是TFTP。

在停止等待协议中如果不使用编号是否可行？为什么？

不可以。

“停止等待”就是每发送完一个分组就停止发送，等待对方确认。在收到确认后再发送下一个分组。

分组和确认分组都必须进行编号，这样才能明确是哪一个发送出去的分组收到了确认，而哪一个分组还没有收到确认。

为什么在TCP首部中要把TCP的端口号放入最开始的4个字节？

在ICMP的差错报文中要包含紧随IP头部后面的8个字节的内容，让在TCP头部最开始的4个字节是TCP的端口号，就可以在ICMP的差错报文的上述8个字节中包含TCP的源端口和目的端口。

当发送IP分组的源收到ICMP差错报文时需要用这两个端口来确定是哪个应用进程的网络通信出了差错。

TCP的拥塞窗口cwnd大小与RTT的关系如下所示:

(1)试画出如图5-25所示的拥塞窗口与RTT的关系曲线。

(2)指明TCP工作在慢开始阶段的时间间隔。

(3)指明TCP工作在拥塞避免的时间间隔。

(4)在RTT = 16和RTT = 22之后发送方是通过收到三个重复的确认还是通过超时检测到丢失了报文段？

(5)在RTT = 1、RTT = 18 和RTT = 24时，门限ssthresh分别被设置为多大？

(6)在RTT等于多少时发送出第70个报文段？

(7)假定在RTT = 26 之后收到了三个重复的确认，因而检测出了报文段的丢失，那么拥塞窗口cwnd和门限ssthresh有多大?

（1）

（2）慢开始:[1，6]，[23，26]

（3）拥塞避免:[6,16]，[17，22]

（4）RTT = 16时，发送方是通过收到三个重复的确认，RTT = 22后发送方是检测到超时
重复确认不会到1，超时会到1
（5）RTT = 1时，门限为32 ; RTT = 18 时，门限为21；RTT = 24时，门限为13
1时门限到拥塞位置，其他时候看上一次的重复确认/超时的cwnd，然后除2
（6）
RTT 已发送的报文段
1 1
2 3
3 7
4 15
5 31
6 63
7 127
所以RTT=7时发送出第70个报文段。
（7）检测出报文段丢失时，拥塞窗口cwnd是8，因此拥塞窗口cwnd的数值应当减半，等于4，而门限ssthresh应设置为报文段丢失时拥塞窗口8的一半，即4

下面是以十六进制格式存储的一个 UDP 首部：CB84000D001C001C
试问:
(1) 源端口号是什么？CB84
(2) 目的端口号是什么？000D
(3) 这个用户数据报的总长度是什么？001C
(4) 数据长度是多少？001C-8（首部是8）
(5)这个分组是从客户到服务器还是从服务器到客户？
(6) 客户进程是什么？

流量控制和拥塞控制的最主要的区别是什么？发送窗口的大小取决于流量控制还是拥塞控制？

简单地说，流量控制是在一条 TCP 连接中的接收端才用的措施，用来限制对方（发送端）发送报文的速率，以免在接收端来不及接收。流量控制只控制一个发送端。
拥塞控制是用来控制 TCP 连接中发送端发送报文段的速率，以免使互联网中的某处产生过载。拥塞控制可能会同时控制许多个发送端，限制它们的发送速率。不过每一个发送端只知道自己应当怎样调整发送速率，而不知道在互联网中还有哪些主机被限制了发送速率。
我们知道，发送窗口的上限值是 Min [rwnd, cwnd]，即发送窗口的数值不能超过接收窗口和拥塞窗口中娇小的一个。接收窗口的大小体现了接收端对发送端施加的流量控制，而拥塞窗口的大小则是整个互联网的负载情况对发送端施加的拥塞控制。因此，当接收窗口小于拥塞窗口时，发送窗口的大小取决于流量控制，即取决于接收端的接收能力。但当拥塞窗口小于接收窗口时，则发送窗口的大小取决于拥塞控制，即取决于整个网络的拥塞状况。

第六章 应用层

DNS

互联网上用IP地址通信，但IP地址难记、难用，常用名字来操作！

域——区域、地域、行业范围，……；给互联网上的计算机命名。单层次取名肯定不行，多层次的互联网计算机名称涵义丰富、完整、好用！

举例：  www.GDOU.edu.cn  解释其意义。

为互联网上的计算机取名，多个层次包括：服务+主机名+行业+区域：

国家或地区顶级域名：cn,hk,tw,om,us,jp,rs,……两个字符，共有180+个

行业顶级域名： com,edu,net,gov,org,……三个字符，共有三批20+个。

服务：www,ftp,mail,……，应用层服务基本都有对应服务名称。

行业或地域域名都是一级域名，服务是三级域名，主机名称是二级域名

域名与IP地址有对应数据库，互联网DNS与IP对应数据库有上、下级联系，用此数据库可从任何地点寻找全球任何主机的IP地址。Domain Name System构成是：根（地域）——顶级域名（行业）——各种不同的互联网服务，……，国家根之上还有全球根。

每个管辖区内（zone）的DNS负责保存本区内“域名IP”对照表，对本区风所有主机的“域名IP”进行分配，批准，解析，并与上级关联。本解析了不了的交上级DNS，……，直至找到。

DNServer：全球根Server，13个；国家或地区根，1~多个，省、市 DNServer还有若干；

zone内DNServer三种角色：main DNS负责本地“域名IP”解析，后备DNServer与主DNS内容同步，但不进行解析，在主DNS故障时，自动转为主DNS，原来的主DNS转为后甶并修复。绥冲DNServer是将本地客户访问过的zone外的“域名IP”对照表项保存，方便下个本地客户访问；缓冲DNS运行时间愈长、积累的zone外“域名~IP”内容愈多，本地客户访问愈快。

DNS端口：53

HTTP

World Wide Web是目前互联网上最大规模的应用，网络信息的发布、传播、浏览、获取、存储、相互关联（联机存储）等，都能轻松的应付自如。通过超链接，可以在全球范围内的主机页面上任意跳转，实现信息高速公路的畅通无阻。

超文本、超媒体、超链接、……，概念说明。最网页雏形：超文本标记语言，扩充才有后面的一切。文本仅指文字表达形式，超文本则可以表达图形、图像、视频等信息——超媒体！

网页页面是一个万维网文档，不同主机之间的页面如何关联（交流、通信）？——如何标志？如何相互链接？怎样才能清晰表达并方便使用？

Uniform Resource Locator——URL，统一资源定位器，标志网络资源在互联网哪台主机的文件目录路径下，用什么通信协议可访问。如：

http:\\www.GDOU.edu.cn:80\default.html

协议:\\主机域名:端口\网页文件名
实际中，可省略为：www.GDOU.edu

本质上，URL是一个网络资源指针。超链接hyperLink的参象就是URL。

HyperText Transfer Protocol——HTTP，是万维网上主机之间传送网页的协议，运输层是TCP连接，端口80，是可靠传输协议。端口80是一个连续监听的端口，收到HTTP连接请求后立即响应，传送网页数据到客户端。HTTP三次连接过程分析。第三次握手时，将HTTP请求报文带上发给Server，Server端再回传响应报文。

请求和获得响应HTTP报文花费2RTT时间，HTTP /1.0是：每个请求花费2RTT时间，多个请求则多个2*RTT时间，多个客户还要有不同的绥冲区，这对主机负担很大。同一个客户的非连续请求时间开销大，而HTTP/1.1采用连续请求方式，对同一个客户，其申请一次建立的TCP连接会长时保留，多次请求只花费一次建立连接时间。这种流水线工作方式，响应速度加快，主机负担也减轻不少。

HTTP/2又改进了不少，客户可连续发出多个TCP连接请求，建立同一个TCP连接，相当于并行多个TCP连接工作，再次提高了响应速率。，……

代理服务器是万维网高速缓存，右为内网客户提供更快的响应，将内网客户访问过的链接暂存在代理服务器上，有客户访问同一连接时，本地提供，……；当内网对外接入链路带宽较小时，在内网建立一个代理服务器，让内网客户感觉到上网快了好多。

HTTP报文结构：请求与响应的格式有一定的区别。请求报文实例介绍：

(1) 方法 URL 版本Crlf

(2) ……

教材P281实例——请求报文，解释之。 响应报文、状态码等解释之。最好现场捕捉一对HTPP请求、响应报文分析。

HyperText Markup Language——实例解释“标记语言”

<html>
      <head>
       </head>
       <body>
       <h1>Hello World</h1>
       </body>

</html>

静态网页与动态网页的概念区分——引入计算能力的网页是动态网页。

FTP,Telnet,DHCP

文件传输要考虑双方的文件格式、命名规则、OS操作命令、访问控制方法等诸多方面的不同。

FileTrasfer Protocol ——FTP，TCP连接，双端口，21是监听端口，长开，随时接受FTP请求，20是数据端口，传输数据时打开，传完则关闭。

TFTP是简单文件传输协议，运输层UDP连接，端口69，简单（每次512字节）快速。

FTP、TFTP是早期互联网应用规模最好的应用，1995年后，WWW应用超过了FTP 、TFTP。

FTP双TCP连接的工作过程剖析。P270图6-5解释。

网络文件系统NFS可从文件的任意部位开始改写或读取，避免了整个大文件在网络上重复传输。

Telnet ——远程登录，TCP端口 23，通过网络，管理员可异地登录到自已所管理的主机上，进行相应权限的操作。目前已很少应用了，有网络安全隐患。

DHCP——动态主机配置协议，为网络计算机分配一个动态IP地址，地址池中存放一批IP地址，网络中有申请就为其分发。无静态IP地址的站点，入网时发出申请，要求分配一个IP，多个DHCPServer收到申请，为其分配一个IP地址，最先收到的有效。

SMTP

www、FTP、eMail是目前互联网应用前三，微信、APP、网络游戏，头条、抖音，……是移动互联网应用的前几名，……

发、收双方各自有自已的邮箱（mail box），邮箱之间传送电子邮件。电子邮件系统组成的主要部分，教材P294页图6-16解释之。

用户代理的主要功能是撰写邮件，送到已方邮件Server中(1)，再由已方邮件Server发出，(2)通过网络送到收方邮件Server中，收方用户从已方邮件Server中读取邮件(3)。

(1)用SMTP协议，(2)用SMTP协议，(3)用POP3（Post Office Protocol）。

push——将撰写好的邮件“推入”自已的Server、或从已方e-mail Server “push”到收方e-mail server，均用SMTP。

pull ——将邮件从收方e-mail Srever拉出来（读取），用POP3协议。

电子邮箱名称构成： 用户名@邮箱域名

SMTP——TCP连接，端口号：25，双方e-mail Server之间建立连接。有一系列的命令对应操作，还有POP、IMAP，MIME（通途互联网邮件扩充）等内容，略。

某于WEB的电子邮件系统（目前常用），撰写/读取邮件，HTTP，e-mail Server之间传送：SMTP，用的更广泛。

电子邮件安全性——病毒、木马等有害程序的载体，传播媒体，……，当前电子邮件系统中，有严格的审查程序，防止有害程序通过电子邮件系统传播。

重点概念

Domin Name (System,Service,Server)之解释，顶级域名分地域、行业，认识： cn,hk,tw,.com,.edu.net等顶级域名。根DNS，主DNS，后备DNS，缓存DNS等角色，理解DNS的工作原理，

WWW，URL，HTTP，HTML名词解释

HTTP请求/响应报文格式理解

网页设计入门——三个主要标记的作用。

FTP的两个端口，各自的功能与工作方式有何不同？

SMTP、POP3

基于WEB的电子邮件系统，用户与本邮件服务器之间用HTTP，发、收双方的邮件服务器之间用SMTP。

应用层DNS，WWW，FTP，TFTP，Telnet，SMTP在运输层的连接方式与端口。

课本例题

解释以下名词。各英文缩写词的原文是什么？

www,URL.HTTP,HTML,CGI,浏览器，超文本，超媒体，超链，页面，活动文档，搜索引擎。

答：www:万维网WWW（World Wide Web）并非某种特殊的计算机网络。万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所，英文简称为Web.万维网用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点（也就是所谓的“链接到另一个站点”），从而主动地按需获取丰富的信息。
URL:为了使用户清楚地知道能够很方便地找到所需的信息，万维网使用统一资源定位符URL（Uniform Resource Locator）来标志万维网上的各种文档，并使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符URL.
HTTP:为了实现万维网上各种链接，就要使万维网客户程序与万维网服务器程序之间的交互遵守严格的协议，这就是超文本传送协议HTTP.HTTP 是一个应用层协议，它使用TCP 连接进行可靠的传送。
CGI:通用网关接口CGI 是一种标准，它定义了动态文档应该如何创建，输入数据应如何提供给应用程序，以及输出结果意如何使用。CGI 程序的正式名字是CGI脚本。按照计算机科学的一般概念。
浏览器:一个浏览器包括一组客户程序、一组解释程序，以及一个控制程序。
超文本:超文本的基本特征就是可以超链接文档；你可以指向其他位置，该位置可以在当前的文档中、局域网中的其他文档，也可以在因特网上的任何位置的文档中。这些文档组成了一个杂乱的信息网。目标文档通常与其来源有某些关联，并且丰富了来源；来源中的链接元素则将这种关系传递给浏览者。
超媒体：超级媒体的简称,是超文本（hypertext）和多媒体在信息浏览环境下的结合。
超链：超链接可以用于各种效果。超链接可以用在目录和主题列表中。浏览者可以在浏览器屏幕上单击鼠标或在键盘上按下按键，从而选择并自动跳转到文档中自己感兴趣的那个主题，或跳转到世界上某处完全不同的集合中的某个文档。超链接（hyper text），或者按照标准叫法称为锚（anchor），是使用标签标记的，可以用两种方式表示。锚的一种类型是在文档中创建一个热点，当用户激活或选中（通常是使用鼠标）这个热点时，会导致浏览器进行链接。
页面：页面，类似于单篇文章页面，但是和单篇文章不同的是：1.每个页面都可以自定义样式，而单篇文章则共用一个样式。2.页面默认情况一般不允许评论，而单篇文章默认情况允许评论。3.页面会出现在水平导航栏上，不会出现在分类和存档里，而单篇文章会出现在分类和存档里，不会出现在水平导航栏上。
活动文档：即正在处理的文档。在Microsof t Word 中键入的文本或插入的图形将出现在活动文档中。活动文档的标题栏是突出显示的。一个基于Windows 的、嵌入到浏览器中的非HTML 应用程序，提供了从浏览器界面访问这些应用程序的功能的方法。
搜索引擎：搜索引擎指能够自动从互联网上搜集信息，经过整理以后，提供给用户进行查阅的系统。

试述电子邮件的最主要的组成部件。用户代理 UA 的作用是什么？没有 UA 行不行？

答：电子邮件系统的最主要组成部件：用户代理、邮件服务器、以及电子邮件使用的协议。UA就是用户与电子邮件系统的接口。用户代理使用户能够通过一个很友好的接口来发送和接收邮件。没有 UA 不行。因为并非所有的计算机都能运行邮件服务器程序。有些计算机可能没有足够的存储器来运行允许程序在后台运行的操作系统，或是可能没有足够的 CPU 能力来运行邮件服务器程序。更重要的是，邮件服务器程序必须不间断地运行，每天 24 小时都必须不间断地连接在互联网上，否则就可能使很多外面发来的邮件丢失。这样看来，让用户的 PC 机运行邮件服务器程序显然是很不现实的。

基于万维网的电子邮件系统有什么特点？在传送邮电时使用什么协议？

答：特点：不管在什么地方，只要能上网，在打开万维网浏览器后，就可以收发电子邮件。这时，邮件系统中的用户代理就是普通的万维网。
电子邮件从 A 发送到网易邮件服务器是使用 HTTP 协议。两个邮件服务器之间的传送使用 SMTP。邮件从新浪邮件服务器传送到 B 是使用 HTTP 协议。

DHCP 协议用在什么情况下？当一台计算机第一次运行引导程序时，其 ROM 中有没有该 IP 地址，子网掩码或某个域名服务器的 IP 地址？

答：动态主机配置协议 DHCP 提供了即插即用连网的机制。这种机制允许一台计算机加入新的网络和获取 IP 地址而不用手工参与；ROM中没有IP地址，子网掩码或某个域名服务器的IP地址