计算机网络复习资料 (一)

题型：选择题20*1

填空题10*1

解答题6*5

综合题3*10

实验课+平时成绩10分

第一章概述..........................................2

第二章物理层........................................7

第三章数据链路层....................................11

第四章网络层.......................................16

第五章运输层.......................................27

第六章应用层.......................................33

1

第一章概述

L计算机网络向用户提供的最重要的功能：

（1）连通性一一计算机网络使上网用户之间都可以交换信息，好像

这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。

（2）共享一一即资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是

硬件共享。

2.多层次ISP结构的因特网：

（1）ISP：因特网服务提供者

（2）三层：主干ISP、地区ISP、本地ISP

3,英特网的组成：

从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块：

⑴边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直

接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。

（2）核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是

为边缘部分提供服务的（提供连通性和交奥）。

4.核心部分相关说明：

（1）网络核心部分是因特网中最复杂的部分。

（2）网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使

边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或

接收各种形式的数据）。

（3）在网络核心部分起特殊作用的是路由器（router）。

（4）路由器是实现分组交换（packetswitching）的关键构件，其任务是

2

转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。

5.在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为

两大类：

（1）客户----服务器方式（C/S方式）即Client/server方式

（2）对等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer方式

6.客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。

客户一一服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。

客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

7.三种交换方式：

电路交换：整个报文的比特流连续的从源点直达终点，好像在一个管

道中传送

报文交换：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表,

转发到下一个结点

分组交换：单个分组（整个报文的一部分）传送到相邻结点，存储下

来后查找转发表，转发到下一个结点

8潞由器

（1）在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。

（2）路由器处理分组的过程是：

1.把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；

2.查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；

3.把分组送到适当的端口转发出去。

9.互联网的分类（按照范围分类）：

3

广域网（WAN）：广域网的作用范围通常为几十到几千公里，因而有

时也称为远程网。

城域网（MAN）：城域网的作用范围一般是一个城市，可跨越几个街

区甚至整个的城市，其作用距离约为5-50Km

局域网（LAN）：一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连,

但地理上则局限在较小的范围（如lKm左右）

个人区域网（PAN）：个人区域网就是在个人工作的地方把属于个人

使用的电子设备用无线技术连接起来的网络，其范围大约10m左右。

10.协议：协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

实体（entity）：表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

（1）协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

（2）协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层

提供服务。

（3）要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。

（4）本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。

（5）下面的协议对上面的服务用户是透明的。

（6）协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。

服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

11.七层模型：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链

路层、物理层

四层模型：应用层、传输层、网际层、网络接口层

五层模型：应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层

4

12,每一层的功能、协议

（1）应用层

应用层是体系结构中的最高层。应用层的任务是通过应用进程

间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程间通信

间通信和交互的规则。这里的进程就是指主机中止在运行的程序。对

于不同的网络应用需要有不同的应用层协双。在因特网中的应用层协

议很多，如支持万维网的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP协议，

支持文件传送的FTP协议，等等。我们将应用层交互的数据单元称为

报文。

<2）运输层

运输层的任务就是负责向两个主机中进程之间的通信提供通

用的数据传输服务。应用进程利用该服务传送应用层报文。所谓通用，

是指并不针对某个特定网络应用，而是多种应用可以使用同一个运输

层服务。由于一台主机可同时运行多个进程，因此运输层有复用和分

用的功能。复用就是多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务,

分用与复用相反，是运输层把收到的信息分别交付上面应用层中的相

应进程。

运输层主要使用以下两种协议：

传输控制协议TCP：提供面向连接的、可靠的数据传输服务，其

数据传输的单位是报文段

用户数据报协议UDP：提供无连接的、尽最大努力交付的数据传

输服务（不保证数据传输的可靠性），其数据传输的单位是用户数据

5

报

（3）网络层

网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发

送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或

包进行传送。在TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组

也叫IP数据报，或简称为数据报。

网络层的另一个任务就是选择合适的路由，使源主机运输层所传

下来的分组能够通过网络中的路由器找到目的主机。

网络层最主要的网络层协议是无连接的网际协议IP和许多路由

器选择协议。

（4）数据链路层

在两个相邻结点之间传送数据时:数据链路层将网络层交下来

的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送帧。每一帧

包括数据和必要的控制信息。

（5）物理层

在物理层上所传送数据的单位是比特。传送信息所利用的一些物

理媒体，在物理层协议的下面。因此，有人把物理媒体当做第层。

6

第二章物理层

1.基带信号：基带信号(即基本频带信号)一一来自信源的信号。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。

2.基带调制：

常用编码方式：小归零制、归零制、曼彻斯特、差分曼彻斯特

3.带通调制：

调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。

调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。

调相(PM)：载波的初始相位随基带数字信号而变化。

4.有线通信介质(导引型传输媒体)：

(1)双绞线

屏蔽双绞线STP(ShieldedTwistedPair)

无屏蔽双绞线UTP(UnshieldedTwistedPair)

(2)同轴电缆

(3)光缆

5.信道的复用技术：

(1)频分复用FDM：用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自

始至终都占用这个频带。

频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(请注意，这

里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率)。

(2)时分复用TDM：时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分

复用帧(TDM帧)。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用

7

固定序号的时隙。

每一个用户所占用的时隙是周期性地出现(其周期就是TDM帧的

长度)。

TDM信号也称为等时(isochronous)信号。

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。

(3)波分复用WDM：波分复用就是光的频分复用。

(4)码分复用CDM：常用的名词是码分多址CDMA

(CodeDivisionMultipleAccess)o

各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。

这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不

易被敌人发现。

<1举例：每一个比特时间划分为m个短的间隔，称为码片(chip)。

每个站被指派一个唯一的mbit码片序列。

如发送比特1,则发送自己的mbit码片序列。

如发送比特0,则发送该码片序列的二进制反码。

例如，S站的8bit码片序列是OOOllOllo

发送比特1时，就发送序列00011011,

发送比特0时,就发送序列HlOOlOOo

S站的码片序列：(-1-1-1+1+1-1+1+1)

<2CDMA的重要特点：

每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交

(orthogonal)o

8

在实用的系统中是使用伪随机码序列。

<3码片序列的正交关系：令向量S表示站S的码片向量，令T表

示其他任何站的码片向量。

两个不同站的码片序列正交，就是向量S和T的规格化内积(inner

product)都是0：

任何一个码片向量和该码片向最自己的规格化内积都是1。

1m1m1in

・=一

SS=—£1s,S'f(±1)2=1

mi=\mMm/=1

一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是-1。

6,宽带的接入方式：

(1)ADSL(非对称数字用户线)技术：ADSL技术就是用数字技术

对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。

标准模拟电话信号的频带被限制在300-3400Hz的范围内，但用户

线本身实际可通过的信号频率仍然超过1MHz。

ADSL技术就把0~4kHz低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有

被利用的高端频谱留给用户上网使用。

DSL就是数字用户线(DigitalSubscriberLine)的缩写。

特点：

上行和下行带宽做成不对称的；

上行指从用户到ISP,而下行指从ISP到用户；

9

ADSL在用户线(铜线)的两端各安装一个ADSL调制解调器。

(2)光纤同轴混合网HFC：HFC网是在目前覆盖面很广的有线电视

网CATV的基础上开发的一种居民宽带接入网。

HFC网除可传送CATV外，还提供电话、数据和其他宽带交互型业

务。

现有的CATV网是树形拓扑结构的同轴电览网络，它采用模拟技术的

频分复用对电视节目进行单向传输。而HFC网则需要对CATV网进

行改造

特点：

HFC网的主干线路采用光纤；

HFC网将原CATV网中的同轴电缆主干部分改换为光纤，并使用模

拟光纤技术；

在模拟光纤中采用光的振幅调制AM,这比使用数字光纤更为经济。

模拟光纤从头端连接到光纤结点(fibernode),即光分配结点ODN

(OpticalDistributionNode)o在光纤结点光信号被转换为电信号。在光

纤结点以下就是同轴电缆。

(3)FTTx技术：FTTx(光纤到……)也是一种实现宽带居民接入网

的方案。这里字母x可代表不同意思。例如：

光纤到户FTTH(FiberToTheHome)：光纤一直铺设到用户家庭可能是

居民接入网最后的解决方法。

光纤到大楼FTTB(FiberToTheBuilding)：光纤进入大楼后就转换为电

信号，然后用电缆或双绞线分配到各用户。

10

光纤到路边FTTC(FiberToTheCurb)：从路边到各用户可使用星形结

构双绞线作为传输媒体。

第三章数据链路层

1.PPP协议(点对点协议)没有大题

11

(1)ppp协议有三个组成部分

一个将IP数据报封装到串行链路的方法。

链路控制协议

LCP(LinkControlProtocol)o

网络控制协议

NCP(NetworkControlProtocol)o

(2)PPP协议的帧格式

IP敢据报

先发送尾部

r

FAC协议FCSF

7EFF037E

字节1112不超过1500字节21

标志字段F=0x7E(符号“Ox”表示后面的字符是用十六进制表示。

十六进制的7E的二进制表示是01111110)o

地址字段A只置为OxFF。地址字段实际上并不起作用。

控制字段C通常置为0x03。

PPP是面向字节的，所有的PPP帧的长度都是整数字节。

(3)透明传输问题

当PPP用在同步传输链路时，零比特填充

PPP协议用在SONET/SDH链路时，是使用同步传输(一连串的比特

连续传送)。这时PPP协议采用零比特填充方法来实现透明传输。

在发送端，只要发现有5个连续1,则立即填入一个0。接收端对

帧中的比特流进行扫描。每当发现5个连续1时，就把这5个连续

1后的一个0删除

当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法。

12

将信息字段中出现的每一个0x7E字节转变成为2字节序列（0x7D,

Ox5E）o

若信息字段中出现一个0x7D的字节，则将其转变成为2字节序列

（0x7D,0x5D）o

若信息字段中出现ASCII码的控制字符（即数值小十0x20的字符），

则在该字符前面要加入一个0x7D字节，同时将该字符的编码加以改

变。第五位取反

2.数据链路层的两个子层：

LLC（逻辑链路控制）、MAC（媒体接入控制）

2.网卡（适配器）

（1）网络接口板又称为通信适配器（adapter）或网络接口卡NIC

（NetworkInterfaceCard）,或“网卡

（2）适配器的重要功能：

进行串行/并行转换。

对数据进行缓存。

在计算机的操作系统安装设备驱动程序。

实现以太网协议。

3.载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD

（1）“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总

线上。

（2）“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线

上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以

13

免发生碰撞。

总线上并没有什么“载波”。因此，“载波监听”就是用电子技术检

测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。

4.争用期：

最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多经过时间2RTT（两

倍的端到端往返时延）就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。

以太网的端到端往返时延2RTT称为争用期，或碰撞窗口。

经过争用期这段时间还没有检测到碰逾，才能肯定这次发送不会

发生碰撞。

5.二进制指数类型退避算法：

（1）发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟（退避）一个随机时

间才能再发送数据。

（2）基本退避时间取为争用期2RTTo

（）从整数集合［（）］中随机地取出一个数,记为重

30,1,…,2k1ro

传所需的时延就是r倍的基本退避时间。

（4）参数k按下面的公式计算：

ktMin［重传次数,10］

当k<=10时，参数k等于重传次数。

当重传达16次仍不能成功时即丢弃该帧，并向高层报告。

6.最短有效帧长：如果发生冲突，就一定是在发送的前64字节之内。

由于一检测到冲突就立即中止发送，这时已经发送出去的数据一定小

于64字节。

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以太网规定了最短有效帧长为64字节，凡长度小于64字节的帧都

是由于冲突而异常中止的无效帧。

7.硬件地址与软件地址的区别（必考）：物理地址与逻辑地址、MAC

地址与IP地址（前者：第三章，后者：第四章）

前者介绍：

802标准所说的“地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”

或标识符。

但鉴于大家都早已习惯了将这种48位的“名字”称为“地址”，

所以本书也采用这种习惯用法，尽管这种说法并不太严格

IEEE的注册管理机构RA负责向厂家分配地址字段的前三个

字节（即高位24位）。

地址字段中的后三个字节（即低位24位）由厂家自行指派，称为

扩展标识符，必须保证生产出的适配器没有重复地址。

一个地址块可以生成224个不同的地址。这种48位地址称为

MAC-48,它的通用名称是EUI-48。

区别：

“MAC地址”实际上就是适配器地址或适配器标识符EUI-48o

从层次的角度来看，物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而

IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。

当IP数据报放入数据链路层的MAC帧中后，整个IP数据报就成为

MAC帧的数据，因而在数据链路层看不见数据报的IP地址。

8.转发表的建立过程

15

4网桥1网桥2

1地址1接口|

ATB

FTC

1…二1

第四章网络层

1.网际协议IP：

16

网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。与IP协议

配套使用的还有三个协议：

(1)地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol)

(2)网际控制报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)

(3)网际组管理协议IGMP(lnternetGroupManagementProtocol)

2.IP地址的编址方法：分类的IP地址、子网的划分、构成超网

3.分类的IP地址：每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一

个字段是网络号net-id,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,

而另一个字段则是主机号host-id,它标志该主机(或路由器)。

两级的IP地址可以记为:

IP地址：:={＜网络号＞,＜主机号)}

A类地址0;

一net-idhost-id

8位24位

10；

B类地址1

16位16位

C类地址110；

net-id_

1

24(28位

D类地址1110;多播地址

E类地址保留为今后使用

点分十进制记法:

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机器中存放的IP地址

是32位二进制代码----10000000000010110000001100011111

豆用8位插入一个空格

-----100000001000010111000000111)0011111

能婚提高可读性V___JV_JV___J

4.IP地址的一些重要特点：

(1)IP地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：

第一，IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下的

主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了IP地址的

管理。

第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组(而不考

虑目的主机号)，这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而

减小了路由表所占的存储空间

(2)实际上IP地址是标志一个主机,(或路由器)和一条链路的接

口。

当一个主机同时连接到两个网络上时.，该主机就必须同时具有两个

相应的IP地址，其网络号net-id必须是不同的。这种主机称为多

归属主机(multihomedhost)。

由于一个路由器至少应当连接到两个网络(这样它才能将IP数据

报从一个网络转发到另一个网络)，因此一个路由器至少应当有两个

不同的IP地址。

(3)用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此

这些局域网都具有同样的网络号net-ido

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(4)所有分配到网络号net-id的网络，范围很小的局域网，还是可

能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。

5.ARP协议地址解析协议：将IP地址转换为MAC地址

(1)不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送

数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。

每一个主机都设有一个ARP高速缓存(ARPcache),里面有所在

的局域网上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。

当主机A欲向本局域网上的某个主机B发送IP数据报时，就

先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址。如有，就可查

出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入MAC帧，然后通过局域

网将该MAC帧发往此硬件地址。

(2)ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件

地址的映射问题。

如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么就要通

过ARP找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址，然后把

分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络。剩

下的工作就由下一个网络来做。

6.划分子网：从两级IP地址到三级IP地址

(1)从1985年起在IP地址中又增加了一个“子网号字段”，使两

级的IP地址变成为三级的IP地址。

这种做法叫作划分子网(subnetting)

从主机号借用若干个位作为子网号subnet-id,而主机号host-id也

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就相应减少了若干个位。

IP地址：:=｛〈网络号〉，〈子网号〉，〈主机号〉｝

(IP地址)AND(子网掩码)=网络地址

7.分组转发算法：

(1)从数据报的首部提取目的主机的IP地址D,得出目的网络地

址为No

(2)若网络N与此路由器直接相连，则把数据报直接交付目的主机

D；否则是间接交付，执行(3)。

(3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送

给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。

(4)若路由表中有到达网络N的路由，则把数据报传送给路由表指

明的下一跳路由器；否则，执行(5)。

(5)若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明

的默认路由器；否则，执行(6)。

(6)报告转发分组出错。

8.在划分子网的情况下路由器转发分组的算法：

(1)从收到的分组的首部提取目的IP地址Do

(2)先用各网络的子网掩码和D逐位相“与”，看是否和

相应的网络地址匹配。若匹配，则将分组直接交付。

否则就是间接交付，执行(3)。

(3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则将

分组传送给指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。

20

(4)对路由表中的每一行的子网掩码和D逐位相“与”，

若其结果与该行的目的网络地址匹配，则将分组传送

给该行指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。

(5)若路由表中有一个默认路由，则将分组传送给路由表

中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。

(6)报告转发分组出错。

9.无分类编址CIDR：无分类域间路由选择CIDR(Classless

Inter-DomainRouting)。

(1)CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类

地址中的网络号和子网号。

IP地址从三级编址(使用子网掩码)又回到了两级编址。

<1无分类的两级编址的记法是：

IP地址：:二｛〈网络前缀>,<主机号〉｝

<2CIDR还使用“斜线记法”(slashnotation),它又称为CIDR记法，

即在IP地址后面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数

(这个数值对应于三级编址中子网掩码中1的个数)。

(2)CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成'QDR地址块”。

(3)举例：

/20表示的地址块共有212个地址(因为斜线后面

的20是网络前缀的位数，所以这个地址的主机号是12位)。

这个地址块的起始地址是o

在不需要指出地址块的起始地址时，也可将这样的地址块简称为“/20

21

地址块”。

/20地址块的最小地址：

/20地址块的最大地址：55

全0和全工的主机号地址一般不使用。

(4)一个CIDR地址块可以表示很多地址，这种地址的聚合常称为

路由聚合，它使得路由表中的一个项目可以表示很多个(例如上千个)

原来传统分类地址的路由。

路由聚合也称为构成超网(supernetting)。

(5)使用CIDR时，路由表中的每个项目由“网络前缀”和“下一

跳地址”组成。在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果。

应当从时配结果中选择具有最长网络前缀的路由：最长前缀匹配

(longest-prefixmatching)。

网络前缀越长，其地址块就越小，因而路由就越具体(morespecific)。

最长前缀匹配又称为最长匹配或最佳匹配。

DAND(11111111111111111111110000000000)

=/22匹酉己

DAND(11111111111111111111111110000000)

=28/25匹西己

选择两个匹配的地址中更具体的一个，即选择最长前缀的地址。

10.网际控制报文协议ICMP：

为了提高IP数据报交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报

文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)o

22

(1)特点：

ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。

ICMP不是高层协议，而是IP层的协议。

ICMP报文作为IP层数据报的数据，加上数据报的首部，组成IP

数据报发送出去。

ICMP报文的种类有两种，即ICMP差错报告报文和ICMP询问报文。

(2)ICMP差错报告报文共有5种：

终点不可达

源点抑制(Sourcequench)

时间超过

参数问题

改变路由(重定向)(Redirect)

(3)ICMP询问报文有两种

回送请求和回答报文：

用来测试目的站是否可达以及了解有关状态。

时间戳请求和回答报文：

用来进行时钟同步和测量时间

(4)ICMP的应用举例：PING用来测试两个主机之间的连通性。

PING使用了ICMP回送请求与回送回答报文。

PING是应用层直接使用网络层ICMP的例子，它没有通过运输层的

TCP或UDPo

11.

23

(1)内部网关协议IGP(InteriorGatewayProtocol)即在一个自治

系统内部使用的路由选择协议。目前这类路由选择协议使用得最多,

如RIP和OSPF协议。

(2)外部网关协议EGP(ExternalGatewayProtocol)若源站和目的

站处在不同的自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界时，就

需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。这样的

协议就是外部网关办议EGPo在外部网关协议中目前使用最多的是

BGP-4o

12.内部网关协议RIP

(1)工作原理

路由信息协议RIP是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议。

RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。

RIP协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一

个目的网络的距离记录。

(2)“距离”的定义

从一路由器到直接连接的网络的距离定义为lo

从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由

器数加1.

RIP协议中的“距离”也称为“跳数”(hopcount),因为每经过一个

路由器，跳数就加lo

这里的“距离”实际上指的是“最短距离二

RIP认为一个好的路由就是它通过的路由器的数目少，即“距离短二

24

RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器。

“距离”的最大值为16时即相当于不可达。可见RIP只适用于小型

互联网。

RIP不能在两个网络之间同时使用多条路由。RIP选择一个具有最少

路由器的路由（即最短路由），哪怕还存在另一条高速（低时延）但路由

器较多的路由。

（3）RIP协议的三个要点：

仅和相邻路由器交换信息；

交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由

表；

按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔30秒。

13.距离向量算法

收到相邻路由器（其地址为X）的一个RIP报文：

（1）先修改此RIP报文中的所有项目：把“下一跳”字段中的地址都

改为X,并把所有的“距离”字段的值加lo

⑵对修改后的RIP报文中的每一个项目，重复以下步骤：

若项目中的目的网络不在路由表中，则把该项目加到路由表中。

否则

若下一跳字段给出的路由器地址是同样的，则把收到的项

目替换原路由表中的项目。

否则

若收到项目中的距离小于路由表中的距离，则进行更新,

25

否则，什么也不做。

(3)若3分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把此相邻路由

器记为不可达路由器，即将距离置为16(距离为16表示不可达)。

(4)返回。

14.外部网关协议BGP

(1)BGP是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议。

BGP较新版本是2006年1月发表的BGP-4(BGP第4个版本),

即RFC4271~4278。可以将BGP-4简写为BGP。

(2)边界网关协议BGP只能是力求寻找一条能够到达目的网络且

比较好的路由(不能兜圈子)，而并非要寻找一条最佳路由

(3)BGP交换路由信息:一个BGP发言人与其他自治系统中的BGP

发言人要交换路由信息，就要先建立TCP连接，然后在此连接上交

换BGP报文以建立BGP会话(session),利用BGP会话交换路由信

息。

使用TCP连接能提供可靠的服务，也简化了路由选择协议。

使用TCP连接交换路由信息的两个BGP发言人，彼此成为对方的

邻站或对等站。

(4)BGP-4共使用四种报文：

(1)打开(OPEN)报文，用来与相邻的另一个BGP发言人建立

关系。

(2)更新(UPDATE)报文，用来发送某一路由的信息，以及列

出要撤消的多条路由。

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(3)保活(KEEPALIVE)报文，用来确认打开报文和周期性地证

实邻站关系。

(4)通知(NOTIFICATION)报文，用来发送检测到的差错。

在RFC2918中增加了ROUTE-REFRESH报文，用来请求对等端重新

通告。

第五章运输层

1.TCP/IP的运输层有两个不同的协议：

27

(1)用户数据报协议UDP(UserDatagramProtocol)

(2)传输控制协议TCP(TransmissionControlProtocol)

2.两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议数据单

元TPDU(TransportProtocolDataUnit)。

(1)TCP传送的数据单位协议是TCP报文段(segment)

UDP传送的数据单位协议是UDP报文或用户数据报。

(2)UDP在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输层在收到

UDP报文后，不需要给出任何确认。虽然UDP不提供可靠交付，但

在某些情况下UDP是一种最有效的工作方式。

TCP则提供面向连接的服务。TCP不提供广播或多播服务。由

于TCP要提供可靠的、面向连接的运输服务，因此不可避免地增加

了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许

多的处理机资源。

3.TCP特点：

(1)TCP是面向连接的运输层协议。

(2)每一条TCP连接只能有两个端点(endpoint),每一条TCP连接

只能是点对点的(一对一)。

(3)TCP提供可靠交付的服务。

(4)TCP提供全双工通信。

(5)面向字节流。

(6)TCP连接的端点不是主机，不是主机的IP地址，不是应用进程，

也不是运输层的协叹端口。TCP连接的端点叫做套接字(socket)或插

28

□o

4.端口号拼接到IP地址即构成了套接字

套接字socket：（IP地址：端口号）

每一条TCP连接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所

确定。即：

TCP连接::={socketl,socket2}={（IP1:portl）,（IP2:port2）}

5.拥塞控制：

（1）慢开始和拥塞避免

慢开始算法的原理：

在主机刚刚开始发送报文段时可先设置拥塞窗口cwnd=1,即

设置为一个最大报文段MSS的数值。

在每收到一个对新的报文段的确认后，将拥塞窗口加1,即增

加一个MSS的数值。

用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口cwnd,可以使分组

注入到网络的速率更加合理。

（2）传输轮次：

使用慢开始算法后，每经过一个传输轮次，拥塞窗口cwnd就

加倍。

一个传输轮次所经历的时间其实就是往返时间RTTo

“传输轮次”更加强调：把拥塞窗口cwnd所允许发送的报文

段都连续发送出去，并收到了对已发送的最后一个字节的确认。

例如，拥塞窗口cwnd=4,这时的往返时间RTT就是发送方连续发

29

送4个报文段，并收到这4个报文段的确认，总共经历的时间。

（3）设置慢开始门限状态变量：慢开始门限ssthresh的用法如下:

当cwnd<ssthresh时，使用慢开始算法。

当cwnd>ssthresh时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。

当cwnd=ssthresh时，既可使用慢开始算法，也可使用拥塞避免算

法。

（4）拥塞避免算法的思路是让拥塞窗口cwnd缓慢地增大，即每经

过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1,而不是加

倍，使拥塞窗口cwnd按线性规律缓慢增长。

无论在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段，只要发送方判断网络出

现拥塞（其根据就是没有按时收到确认），就要把慢开始门限ssthresh

设置为出现拥塞时的发送方窗口值的一半（但不能小于）

2o

然后把拥塞窗口cwnd重新设置为1,执行慢开始算法。

这样做的目的就是要迅速减少主机发送到网络中的分组数，使得

发生拥塞的路由器有足够时间把队列中积压的分组处理完毕。

慢开始和拥塞避免算法的实现举例

（5）乘法减小：“乘法减小”是指不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶

段，只要出现一次超时（即出现一次网络拥塞），就把慢开始门限值

30

ssthresh设置为当前的拥塞窗口值乘以0.5。

当网络频繁出现拥塞时，ssthresh值就下降得很快，以大大减少注入

到网络中的分组数。

（6）加法增大：“加法增大”是指执行拥塞避免算法后，在收到对所

有报文段的确认后（即经过一个往返时间），就把拥塞窗口cwnd增

加一个MSS大小，使拥塞窗口缓慢增大，以防止网络过早出现拥塞。

（7）快重传和快恢复

快重传算法：

首先要求接收方每收到一个失序的报文段后就立即发出重复

确认。这样做可以让发送方及早知道有报文段没有到达接收方。发

送方只要一连收到三个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报

文段。不难看出，快