计算机网络与互联网络(引论).doc

第一章 计算机网络与互联网络(引论)1.1 什么是互联网络l 从构成的角度来看, 互联网络=端系统+网络应用+链路+路由器u 互联网络 是网络的网络l 从服务的角度来看, 互联网络=能够为应用提供通信服务的通信架构(有连接可靠的服务和无连接的不可靠服务)+使用通信服务相互配合工作的应用l 协议: 对等层实体在通信过程中所遵循的规则的集合, u 语法+语义+时序1.2 网络边缘l 网络的结构= 网络边缘(应用, 主机)+网络核心(路由器)+接入网络与通信链路l 网络边缘:运行应用的端系统n C/S模式n P2P模式l 利用网络的服务:n 有连接的服务n 无连接的服务1.3 网络核心l 网络核心n 路由器n 路由器之间的链路l 数据交换方式 及比较n 分组交换: 存储转发方式, 统计复用u VCu Datagramn 线路交换u FDMu TDMu WDM1.4 网络接入与物理媒介l 将端系统连接到边缘路由器的链路或网络l 住宅接入: 点到点接入n 拨号n ADSLn HFCn Cable Modeml 公司接入: LANn 以太网络n WLANn Home Networksl 物理链路n 导向型介质n 非导向型介质l 常用介质n TPn 同轴电缆n 光纤n Radio1.5 互联网络结构与ISPl 层次型结构l T-1 ISPl T-2 ISPl T-3 ISP1.6 分组交换网络中的延迟与丢失l 延迟的4个原因 *n 处理延迟n 排队延迟n 传输延迟n 传播延迟l 流量强度: La/Rl 丢失原因1.7 协议层次与服务模型l 为什么要分层: 网络比较复杂, 分层实现比较容易设计, 调试, 实现.l 分层: l 互联网络分层模型及每一层的功能n 应用层n 传输层n 网络层n 链路层n 物理层1.8 历史第二章 应用层 原理+应用实例+SOCKET编程 应用的开发只集中在端系统上,对路由器没有任何改变2.1 网络应用原理l 应用架构n C/Sn P2Pn 混合l 进程间通信n 同主机:操作系统定义的通信方法n 不同主机: 利用网络提供的架构交换报文l SOCKETl 进程编址: IP+PORTl 应用所需要的服务需要考虑的因素n 丢失n 延迟n 带宽l 传输层协议n TCPn UDP2.2 WEB和HTTPl WEB应用n HTTP协议n HTMLn CLIENT, SERVERl 术语:网页, 对象, 引用l HTTP协议n 定义了C和S之间通信的报文格式, 解释和时序n HTTP连接u 持续性连接u 非持续性连接n 往返延迟RTT和对象的抓取时间n 报文格式u 请求报文l 方法u 响应报文l 状态码l COOKIESl WEB缓存n 作用n 优点:通过一个实例2.3 FTPl 作用:在CS之间传输文件l 构成n Cn Sn FTPl FTP的连接n 控制连接(带外传输)n 数据连接l 命令和响应2.4 EMAILl 电子邮件应用的构成n 用户代理n 邮件服务器n SMTPl 邮件报文格式解析n 报文头n 报文体l 邮件存取协议n 作用n 常用u IMAPu POP32.5 DNSl DSN作用l DSN的概念: 分布式, 层次数据库l DSN的构成n 解析器n 域名服务器n DNS协议u 报文u RRl 域名解析的过程(解析器-本地DNS服务器-上层域名服务器-.-权威名字服务器, 返回)n 递归解析n 叠代解析l DNS缓存n 作用n 本地缓存+服务器缓存2.6 P2Pl P2P概念l 典型P2P应用及其原理n Napstern Gnutellan KaZaA2.7 TCP的SOCKET编程l SOCKET概念l SOCKET APIl TCP SOCKET数据传输的特点l TCP SOCKET编程n 建立SOCKETu 客户端 TCP实体动作: 和服务器端的TCP实体沟通u 服务器端的动作u 三次握手n 使用SOCKETn 关闭SOCKET2.8 UDP的SOCKET编程l UDP SOCKET数据传输的特点l 编程n 建立SOCKET(客户端UDP实体和服务器不取得沟通)n 使用n 关闭2.9 构建一个WEB服务器第三章 传输层3.1 传输层服务l 传输服务:能够使端系统应用之间进行逻辑通信l 传输协议: 运行于端系统的2个对等传输层实体相互通信应该遵守的规则集合l 传输服务和网络服务的区别n 网络服务:主机到主机的通信n 传输服务: 进程到进程的通信l 互联网络传输层协议n TCP: 有连接,可靠保序数传服务n UDP: 无连接, 不可靠, 不保序的数传服务3.2 复用与解复用l 复用: 源端收集数据, 封装数据l 解复用: 接收端将数据按照端口号给相应的SOCKET对应的应用l 复用和解复用的工作原理: IP PORTn 有连接情况: SOCKETS为4元组n 无连接情况: SOCKETS为2元组3.3 无连接传输层协议UDPl UDP的必要性: 有些应用对实时性比较在乎,对正确性l UDP报文格式n UDP报文校验和的计算3.4 可靠数据传输原理l 协议演化的角度讲解如何进行RDTn 加入一些假设, 简单的协议可以提供RDT服务n 去掉一些假设, 需要协议实体做相应的变化从而能够进行RDTl 技术机制n 校验和, 正向确认, 反向确认n 序号n 只有正向确认的机制n 检错重法和超时重发l 利用率计算 *n 停止等待技术n 管道技术3.5 有连接传输层协议:TCPl TCP服务特性n 点-点; 可靠保序 字节流; 管道; 缓冲; 全双工; 面向连接; 流控制;l TCP段结构n 各个字段的作用l RTT时间估计和重发超时时间估计l TCP的可靠数据传输原理n 快速重传l 流量控制n 流控目的n 流控手段: 将接收窗口传递给发送端l TCP连接管理n 连接建立: 3次握手技术 对双方选择的初始序号给予确认n 连接拆除:对称n 连接状态及其变迁3.6 拥塞控制原理l 拥塞的概念,什么是拥塞; 为什么会发生拥塞l 拥塞控制目的l 拥塞控制手段n 端到端的拥塞控制n 网络辅助的拥塞控制3.7 TCP的拥塞控制原理l TCP拥塞控制原理n AIMDn 慢启动l TCP的吞吐量计算l TCP公平性l 延迟计算 不要求第四章 网络层4.1 介绍l 网络层的主要功能n 转发: 从路由器的一个端口流入, 从另外一个端口流出n 路由:决定从源到目的的路径n 2个功能相互配合将数据报从源传送到目标主机4.2 VC和数据报l 按照工作方式n VC有连接服务u 连接建立u 连接维护u 连接拆除n 数据报:无连接的服务u 根据 数据报的目标地址和转发表 来进行转发4.3 路由器结构和工作原理l 路由器的2大功能n 路由协议:结果形成路由表(转发表)n 转发分组(交换的作用)l 构成n 输入端口n 交换网络n 输出端口n 路由处理4.4 互联网网络层协议l 网络层构成n IP协议n 路由选择协议n ICMP协议n 转发表l IP数据报格式n 各个字段的作用n 分片和重组l IP编址n IP地址: 主机或路由器和网络的接口的标识n 子网n IP地址分类n 特殊IP地址n 子网掩码l NAT 不要求l ICMPn 作用n 报文类型l IPV6n IPV6格式n IPV6的变化n IPV4到IPV6的迁移u 隧道4.5 路由选择算法l LS算法:工作原理l DV算法:工作原理 *l 层次路由n 优点n 工作原理4.5 互联网络的路由协议l 路由协议分类n 内部网关协议 IGPl RIPl OSPFl IGRPn 外部网关协议EGPu BGP4.6 广播和多播不要求第五章 数据链路层与局域网5.1 引论l 链路层提供的服务n 成帧,链路存取控制n 在相邻节点间进行可靠数据传递n 流量控制n 检错n 纠错n 全双工和半双工服务5.2 检错与纠错l 检错原理n 奇偶校验n CRCu 生成多项式u 冗余位计算方法 *5.3 多路访问协议l MAC的必要性l MAPn TDMAn FDMAn RAP:随机访问协议u slotted ALOHAu ALOHAu CSMA, CSMA/CD, CSMA/CAn 轮转协议u 令牌协议5.4 链路层编地址l MAC地址n 格式n 分配l ARP协议n 目的: IP地址到MAC地址的转换n 工作原理5.5 以太网络l 以太网络的帧结构l 向上提供服务的特点n 无连接n 不可靠l 访问控制技术: n CSMA/CDn 指数后退l 编码n Manchester编码n5.6 HUB和交换机l HUB连接方式的问题l 交换机的工作原理n 选择性转发n 自学习n 流量隔离n 专用接入l 路由器和交换机的区别5.7 PPP 不要求5.8 LAN仿真 不要求第六章 无线网络与移动网络（不要求）6.1 引言l 无线网络的组成n 无线主机n 基站n 无线链路l 常用无线链路标准特点n 802.11bn 802.11a,gn Cdma2000, WCDMAn GSM, IS-95CDMAl 无线网络的模式n 自组织模式n 有基础网络的模式6.2 无线链路特性l 与有线链路的区别n 衰减n 干扰n 多路径l CDMA编码和解码6.3 802.11 WLANl 标准n 802.11bn 802.11an 802.11gl 工作原理n 介质访问控制技术:CSMA/CAn 帧结构n 移动处理6.4 蜂窝互联网络接入 不要求6.5 向移动用户寻址和路由的原理l 术语n Home networkn Permanent addressn Home agentn Foreignf agentn Visited networkn Coal 移动管理的工作原理n 注册n 直接通信和间接通信6.6 移动IP 不要求6.7 蜂窝网络的移动处理 不要求6.8 移动性对上层协议的影响第七章 多媒体网络 不要求第八章 网络安全8.1 网络安全含义l 网络安全含义n 机密性n 可认证性n 报文完整性n 接入控制与服务可用性l 网络安全威胁n 截获n 插入n 欺骗n 劫持n DOS8.2 加密原理l 加密技术n 对称加密u 替换u DESu AESn 公开密钥加密u RSA(公钥, 私钥, 加密和解密, 特点)8.3 认证原理l 目的l 使用对称加密技术进行认证的工作原理l 使用公开密钥加密体系进行认证 工作原理8.4 报文完整性l 目的l 手段: 数字签名l 问题l 报文