计算机网络技术381

第1章计算机网络基础目录1.1计算机网络的形成与发展1.2计算机网络的结构与分类1.3计算机网络体系结构与协议封装1.4计算机网络的通信基础1.5计算机网络的标准化引子计算机网络逐渐改变了人们的生活和工作方式，引起了世界范围内的产业革命，在各国的政治、经济、文化、军事、教育和社会生活等各个领域发挥着越来越重要的作用。本章将首先介绍计算机网络的形成与发展过程，然后讲解计算机网络的组成、结构、类型和通信方法等基础概念。桂小林主编《计算机网络技术》上海交通大学出版社2012.8教材1.1

计算机网络的形成与发展1.1.1

计算机网络的定义1.1.2

计算机网络的产生和发展1.1.4

计算机网络的应用1.1.3

我国计算机网络的发展1.1计算机网络的形成与发展1.1.1

计算机网络的定义计算机网络定义1：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合；定义2：计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，实现资源共享、信息传递和协同工作的计算机系统。计算机网络三要素1）不同地理位置、独立功能的计算机

在计算机网络中，每一台计算机都具有独立完成工作的能力，并且计算机之间可以不在同一个区域（如同一个校园、同一个城市、同一个国家等）。2）交互通信、资源共享及协同工作

资源共享是计算机网络的主要目的，而交互通信和协同工作则是计算机网络实现资源共享的重要前提。3）标准通信规则或协议

在计算机网络中，计算机需要互相通信时，它们之间必须使用相同的语言。而这种语言既是通信的规则，也是一种通信协议。1.1计算机网络的形成与发展1.1.1

计算机网络的定义1.1计算机网络的形成与发展SAGE（Semi-AutomaticGroundEnvironment）的自动化地面防空系统ARPA网的筹建1.1.2

计算机网络的产生和发展以太网1.1计算机网络的形成与发展1.1.3

我国计算机网络的发展1.1计算机网络的形成与发展1.1.4计算机网络的应用远程教育人际交流/社会网络电子商务休闲娱乐资源共享数据通信LOGO1.2计算机网络的结构与分类人们组建计算机网络的目的是实现不同位置计算机间的相互通信和资源共享，如果从计算机网络各组成部件所完成的功能来划分的话，可以将计算机网络分为通信子网和资源子网两大部分，如图1.2所示。1.2.1计算机网络的功能结构1.2计算机网络的结构与分类通信子网1.2.1计算机网络的功能结构多台计算机间的相互联通是组成计算机网络的前提，通信子网的目的在于实现网络内多台计算机间的数据传输。1.2计算机网络的结构与分类通信子网1.2.1计算机网络的功能结构通常情况下，通信子网由以下几部分组成。1）传输介质:同轴电缆、双绞线和光纤3种不同的有线介质。2）中继器:再生放大数字信号，以扩大网络的覆盖范围。3）集线器:也叫集中器，在网络内主要用于连接多台计算机。4）网络互联设备：网桥用于连接相同结构的局域网，以扩大网络的覆盖范围，并通过降低网络内冗余信息的通信流量，来提高计算机网络的运行效率。网关通常位于不同类型的网络之间，以实现不同网络内计算机之间的相互通信。路由器一般用于连接较大范围的计算机网络，其作用是在复杂的网络环境中，为数据选择传输路径。5）Modem1.2计算机网络的结构与分类资源子网1.2.1计算机网络的功能结构对于计算机网络用户而言，资源子网实现了面向用户提供和管理共享资源的目的，是计算机网络的重要组成部分，通常由以下几部分组成。1）服务器服务器是计算机网络中向其他计算机或网络设备提供服务的计算机，通常会按照所提供服务的类型被冠以不同的名称，如数据库服务器、邮件服务器等。2）客户机客户机是一种与服务器相对应的概念。在计算机网络中，享受其他计算机所提供服务的计算机就称为客户机。3）打印机、传真机等共享设备共享设备是计算机网络共享硬件资源的一种常见方式，而打印机、传真机等设备则是较为常见的共享设备。4）网络软件网络软件主要分为服务软件和网络操作系统两种类型。其中，网络操作系统管理着网络内的软、硬件资源，并在服务软件的支持下为用户提供各种服务项目。1.2.2计算机网络的拓扑结构1.2计算机网络的结构与分类拓扑（Topology）是一种不考虑物体的大小、形状等物理属性，而仅仅使用点或线描述多个物体实际位置与关系的抽象表示方法。拓扑1.2计算机网络的结构与分类拓扑树型结构网状结构星型结构环线型结构总线型结构网络拓扑结构主要有星型结构、总线型结构、环线型结构、树型结构和网状结构5种类型。1.2计算机网络的结构与分类1.2.3计算机网络的分类1．从网共享服务方式分从网络服务的管理角度，网络可以划分为：对等网络（peertopeer）、客户/服务器网络和混合网络。1）对等网络是指网络中的计算机是平等的，网络中的每台计算机既提供网络服务也共享网络服务，没有主从之分。2）客户/服务器网络指网络中的主机划分为客户机和服务器，服务器提供所需要的网络服务，客户机不提供网络服务，只享受网络服务。3）混合网络指的是网络中同时有两种服务存在，既有对等的网络服务，也有客户/服务器服务方式。1.2计算机网络的结构与分类1.2.3计算机网络的分类

2．节点分布的地理范围划分按照网络的规模，可以将网络分为局域网、城域网、广域网和互联网。网络的规模可以以网上相距最远的两台计算机之间的距离来衡量。1）局域网（LocalAreaNetwork）一般指网络中的计算机分布在相对较小的区域，通常不超过10km。2）城域网（MetropolitanAreaNetwork）指网络中所有主机（工作站点）分布在同一城区内，覆盖范围大约在10～100km的数量级。3）广域网（WideAreaNetwork）指网络中所有主机与工作站点分布的地理范围能够覆盖10km以上的范围，包括10km，100km与1000km及以上的数量级，比如同一个大城市，一个国家等1.2计算机网络的结构与分类1.2.3计算机网络的分类3．根据网络的传输介质分根据计算机网络所采用的传输介质，可以将计算机网络分为有线网和无线网2种类型。1）有线网主要是指采用双绞线和光纤来连接的计算机网络。2）无线网无线网是一种采用电磁波作为载体来实现数据传输的网络类型。计算机网络的功能划分、分层划分和网络结构称为计算机网络体系结构。国际标准化组织ISO在充分考虑到当时所有的网络体系结构基础上，提出了开放系统互连参考模型：OSI/RM或OSI模型。1.3.1计算机网络体系结构1.3计算机网络体系结构与协议封装OSI参考模型采用层次化结构，将网络结构分为七层，形成如图1.8所示的体系。目前流行的计算机网络都只有五层协议体系。1.3计算机网络体系结构与协议封装1.3计算机网络体系结构与协议封装数据链路层的主要任务是加强物理层传输原始比特的功能，使之对网络层显现为一条无错线路。发送方把输入数据分装在数据帧（dataframe）里，按顺序传送各帧，并处理接收方回送的确认帧（acknowledgementframe）。1．物理层2．数据链路层分层描述物理层定义信道上传输的原始比特流，例如用多少伏特电压表示“1”，多少伏特电压表示“0”；一个比特持续多少微秒等，从而保证一方发出二进制“1”，另一方收到的也是“1”而不是“0”；还定义网络接插件有多少针以及各针的用途，采用什么样的接口等。1.3计算机网络体系结构与协议封装3．网络层分层描述网络层是网络核心（通信子网）的最高层，实现的功能最多。网络层协议的数据单元是分组（packet）。网络层的主要任务是对子网的运行控制，其主要功能包括：

确定分组从源端到目的端如何选择路由。拥塞控制。记账功能。网络寻址。1.3计算机网络体系结构与协议封装6．表示层4．传输层5．会话层分层描述传输层的主要功能是从上层接收数据，并且在必要时把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误；7．应用层主要是解决面向用户的功能，如通信方式的选择、用户间对话的建立、拆除。会话层的主要任务是管理对话。表示层主要用来定义所传输信息的语法和语义，例如采用的数据结构和各个计算机采用的编码形式等。应用层定义向最终用户提供的网络服务及实现这些服务的相关协议，包含大量人们普遍需要的应用协议，如DNS、HTTP、FTP等。1.3.2计算机网络的数据封装1.3计算机网络体系结构与协议封装数据封装是指将协议数据单元（PDU）封装在一组协议头和尾中的过程。图1-9给出了数据进入协议栈的封装过程。用户数据通过应用层协议，封装应用层首部；封装了首部的应用数据作为整体，在传输层封装TCP首部，在网络层封装IP首部；封装后的IP数据包传输到以太网卡后，通过加入以太网首部。然后在线路上传输。接收方接到上述信包后依次解包，获得需要的应用数据。1.4.1信息、数据和信号1.4计算机网络的通信基础一般认为信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识。信息的表示形式可以是数值、文字、图形、声音、图像以及动画等，这些表示介质归根到底都是数据的一种形式。数据是把事件的某些属性规范化后的表现形式，它能被识别，也可以被描述。例如十进制数、二进制数、字符等。数据的概念包括两个方面：其一，数据内容是事物特性的反映或描述；其二，数据以某种介质作为载荷体，即数据是存储在介质上的。信号是数据具体的物理表现，具有确定的物理描述。例如电压、磁场强度等。1.4.1信息、数据和信号1.4计算机网络的通信基础信息、数据和信号这三者是紧密相关的。1.4.2通信系统模型1.4计算机网络的通信基础抽象的通信系统模型（见图1.11）信号传输方式分为基带传输和频带传输。计算机直接输出的数字信号称为基带信号，直接传送基带信号称为基带传输。调制就是用基带信号对载波波形的某些参数（频率、相位、幅度等）进行控制，使这些参数随基带信号而变化，调制后的信号称为频带信号。1.4计算机网络的通信基础常用的调制方式有三种：调幅、调频和调相。由于调制载波信号有三个特征：振幅（A）、频率（F）和相位（P），相应地，把数字信号转换成模拟信号就有三种基本调制技术：振幅调制（amplitudemodulation）又称幅度键控（ASK）、频率调制（frequencymodulation）又称频移键控（FSK）相位调制（phasemodulation）又称相移键控（PSK）1.4.3通信系统的主要参数1.4计算机网络的通信基础1．信道带宽2．波特率一个数字脉冲称为一个码元，并用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即单位时间内通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T秒，则码元速率B=1/T。码元速率的单位叫波特（Baud），这是为纪念电报码的发明者法国人波特（Baudot）而命名的，所以码元速率也叫波特率。信道的带宽是指信道频率响应曲线上幅度取其频带中心处值的1/倍的两个频率之间的宽度。带宽W＝f2-f1，其中f1是信道能通过的最低频率，f2是信道能通过的最高频率，两者都是由信道的物理特性决定的。ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.1.4.3通信系统的主要参数1.4计算机网络的通信基础3．数据传输速率单位时间内在信道上传送的信息量（比特数）称为数据传输速率。信号码元携带的信息量由码元取的离散值个数，即码元的种类数决定。若码元取两个离散值，则一个码元携带1比特（bit）信息。若码元取4种离散值，则一个码元携带2比特信息。数据传输速率和波特率之间有如下关系：R＝B㏒2N＝（1/T）╳㏒2N根据数据传送方向的不同有以下三种方式：单工传送是指信息传送只能有一个方向，即对于通信双方来说，一方只能发送信息，而另一方只能接收信息。双工传送是指通信双方都可以发送和接收信息。双工传送又分为全双工方式和半双工方式，在全双工方式中，通信双方同时发送和接收信息在半双工方式中，通信双方在任何时刻只能有一方发送信息，另一方接收信息，发送完一定信息后，双方再转换角色，继续进行信息传送。1.4计算机网络的通信基础1.4.4通信双方的控制方式异步传输是一次传输一个字符，字符内部的各个比特采用固定的时间模式，每个字符独立传输，字符之间间隔任意，用独特的起始位和终止位来限定每个字符。最典型的异步传输为RS-232。同步传输以一个帧（或称数据块）为传输单位，每个帧中包含有多个字符。在通信过程中，每个字符间的时间间隔是相等的，而且每个字符中各相邻位代码间的时间间隔也是固定的。①面向比特(bit)型规程：以二进制位作为信息单位。现代计算机网络大多采用此类规程。最典型的是以太网中链路层使用的HDLC(高级数据链路控制)通信规程，其起始字节由“01111110”（7EH）构成。②面向字符型规程：以字符作为信息单位。字符是EBCD码或ASCII码。最典型的是IBM公司的二进制同步控制规程(BSC规程)。1.4计算机网络的通信基础异步传输和同步传输1.4.5信道多路复用技术1.4计算机网络的通信基础

信道多路复用技术是把多个低信道组合成一个高速信道的技术,它可以有效的提高数据链路的利用率,从而使得一条高速的主干链路同时为多条低速的接入链路提供服务,也就是使得网络干线可以同时运载大量的语音和数据传输。常见的多路复用技术包括:频分多路复用（FDM）时分多路复用（TDM）波分多路复用（WDM）码分多路复用（CDMA）其中时分多路复用又包括同步时分复用和统计时分复用。1.4.5信道多路复用技术1.4计算机网络的通信基础1.频分多路复用。频分多路复用的基本原理是在一条通信线路上设置多个信道，如图1.17所示。每路信道的信号以不同的载波频率进行调制，各路信道的载波频率互不重叠，这样一条通信线路就可以同时传输多路信号。在信道之间要留有隔离频带，对每路信号以不同频率的载波进行调制，使其适应不同信道频段的要求。1.4.5信道多路复用技术1.4计算机网络的通信基础2.时分多路复用时分多路复用是以信道传输时间作为分割对象，通过多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现，因此时分多路复用更适用于数字信号的传输时分多路复用把传输时间分成时间片帧，每一时间片帧包含若干时间隙，每个时间隙对应一路信号的若干位。1.4.5信道多路复用技术1.4计算机网络的通信基础3．波分多路复用波分多路复用是光的频分多路复用，它是在光学系统中利用衍射光栅来实现多路不同频率光波信号的合成与分解在光纤信道上采用波分复用WDM，波分复用是光的频分复用。WDM是FDM的一个变种，频率和波长之间满足关系式：F＝c／λ，这里f为频率，c为光速，λ为波长。每根光纤上光信号的波长不同，两根光纤连接到一个棱柱或衍射光栅上，两束光通过棱柱或衍射光栅合成到一根共享的光纤上。传输到远方的目的地后，再用棱柱或衍射光栅将它们分解开，交给接收方1.4.5信道多路复用技术1.4计算机网络的通信基础4．码分多路复用码分多路复用也是一种共享信道的方法,每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信,但使用的是基于码型的分割信道的方法,即每个用户分配一个地址码,各个码型互不重又叠,通信各方之间不会相互干扰,且抗干拢能力强。码分多路复用技术主要用于无线通信系统,特别是移动通信系统。4．码分多路复用1.5计算机网络的标准化主要国际标准化组织包括：1）ANSI：美国国家标准协会（ANSI）负责制定电子工业的标准和其他行业标准。2）EIA：电子工业联盟（EIA）是一个商业组织，其代表来自全美各电子制造公司。该组织不仅为自己的成员设定标准，还帮助制定ANSI标准，并进行院外游说促使建立更有利于计算机和电子工业发展的立法。3）IEEE：电气与电子工程师学（IEEE）是一个由工程专业人士组成的国际社团，其目的在于促进电气工程和计算机科学领域的发展和教育。IEEE制定了十余个与计算机网络有关的标准。4）ISO：国际标准化组织（ISO）是一个代表了130个国家的标准组织的集体，它的总部设在瑞士的日内瓦。5）ITU：国际电信同盟（ITU）是联合国特有的管理国际电信的机构。它为发展中国家提供技术专家和设备以提高其技术基础。ITU过去常被称为CCITT(国际电报电话协商委员会)ThankYou!第2章互联网服务与应用引子计算技术和通信技术的飞速发展，使得互联网服务无处不在，网络搜索、即时通信、网络社区和电子商务等Internet应用对人们的日常生活和学习产生了深远的影响。不同的网络应用和服务采用的模型和协议有所不同，本章将结合一些典型的互联网应用，介绍其各自所使用的协议及服务构建。2.1WWW服务WWW（WorldWideWeb，3W）又称万维网，是目前应用最广的一种互联网应用。通过WWW服务，人们可以很容易地访问Internet上相互链接在一起的所有可用信息和多媒体资源。2.1WWW服务2.1.1WWW服务模型在Internet网络应用中，客户/服务器模型（Client/Server，C/S）是目前最常用的、不同的计算机之间的通信模型。除此之外，还有两种典型的WWW服务模型，即浏览器/服务器模型和P2P服务模型客户方主动地发起通信请求，服务器方被动地等待通信的建立。2.1WWW服务1.客户机/服务器模型图2-1客户机/服务器模型浏览器/服务器模型（Browser/Server，B/S）是对C/S模型的一种改进，该模式下客户通过WWW浏览器实现对服务器的访问。2.1WWW服务2.浏览器/服务器模型图2-2B/S模型P2P是Peer-to-Peer的缩写，又称为“点对点”、“对等”技术。P2P网络中，每个结点的地位都是对等的，既充当服务器，为其他结点提供服务，同时也享受其他结点提供的服务2.1WWW服务3.P2P模型HTTP协议由一套从浏览器发往服务器的请求和一套从服务器发往浏览器的响应组成。请求分为两类简单请求：GET网页文件名，服务器回答以网页内容；完全请求：GET网页文件名、协议版本号，服务器回答以使用MIME格式编码的网页内容。http1.0:RFC1945；http1.1:RFC2068非持久连接和持久连接2.1.2HTTP2.1WWW服务HTTP报文格式2.1WWW服务HTTP消息分为客户端发往Web服务器的请求消息和Web服务器发往客户端的响应消息两类。HTTP请求报文由三个部分组成，即开始行、首部行和实体主体。在请求报文中，开始行就是请求行。响应报文的开始行是状态行。状态行包括三项内容，即HTTP的版本，状态码，以及解释状态码的简单短语。HTTP请求报文2.1WWW服务HTTP响应报文2.1WWW服务Internet中的域名服务2.1WWW服务HTTP中需要指明要下载的Web对象的位置，在网络中为了能够正确地定位到目的主机Web对象的位置，需要在发送的IP分组中携带目的IP地址。域名服务可以有效地将IP地址映射到一组用“.”分隔的字符串，称为域名（DomainName，DN）。DNS域名树2.1WWW服务域名解析方式2.1WWW服务DNS查询有递归和迭代两种方式：递归查询:对根域名服务器造成工作负担迭代查询:被查询的服务器直接把可查询的服务器地址返回“不懂这个域名,但可以从这个服务器查到”2.1.3HTML2.1WWW服务万维网使用超文本标记语言（HypertextMarkupLanguage，HTML)。HTML包括首部和主体，由多对标签来标识一个元素。HTML提供数十种标签，可以构成丰富的网页内容和形式。2.1WWW服务HTML示例<html>标记网页的开始

<head>标记头部的开始：头部元素描述，如文档标题等

</head>标记头部的结束

<body>标记页面正文开始 页面实体部分

</body>标记正文结束</html>标记该网页的结束2.1.4Web服务器的构建互联网信息服务器（InternetInformationServer，IIS）是Microsoft公司的一种集成了多种Internet服务的服务器软件。利用IIS，可以很容易地构造Web站点。课本中以Apache的tomcat6.0.20服务器为例，简单介绍了Web服务器的构建（略）。2.1WWW服务2.2文件传输服务远程文件传送协议(FileTransferProtocol，FTP)是用于完成Internet上从一台主机到另一台主机文件传输的协议。

FTP协议也采用客户机/服务器模型，通常FTP应用程序被配置在某个服务器上，一旦客户发出文件传输请求，FTP服务器会响应该请求，从而为客户端提供文件上传或下载的服务。2.2.1文件传输模型图2-12FTP传输模型2.2文件传输服务2.2.2FTP协议在FTP过程中，存在两种TCP连接：控制连接和数据连接。2.2文件传输服务图2-13FTP中的控制连接和数据连接FTP常见命令2.2文件传输服务命令说明ABOR放弃先前的FTP命令和数据传输LISTfilelist列表显示文件和目录PASSpassword输入用户口令PORTn1,n2,n3,n4,n5,n6客户端IP地址（n1.n2.n3.n4）和端口(n5*256+n6)QUIT从服务器注销RETRfilename下载指定文件STORfilename上传指定文件SYST服务器返回系统类型TYPEtype说明文件类型：A表示ASCII，I表示图像USERusername输入用户名2.2.3FTP服务器的构建构建FTP服务，首先需要在一台联网的计算机上安装FTP服务器端软件。这类软件很多，可以使用微软的IIS，也可以使用专业软件，如Serv-U、WinFtpServerFile或ZillaServer。课本以在Windows7中配置FTP服务器为例，说明了FTP服务器的构建（略）。2.2文件传输服务2.3电子邮件服务电子邮件（E-mail）是目前最常见、应用最广泛的一种互联网服务，是指用电子手段在互联网上传送文字、图片、音乐和应用程序等信息的通信方法。2.3.1电子邮件服务模型与FTP服务类似，电子邮件服务也是基于客户机/服务器模式，如图2-19所示。2.3电子邮件服务图2-19邮件传输模型电子邮件传输过程发送者将邮件发送到接收者的邮箱，一般经历以下3个步骤：（1）发送者用户代理通过邮件接收协议将邮件发送到自己的本地邮件服务器。（2）当发送缓存队列到达一定的长度，或者等待了一定的时间后，发送者的邮件服务器将邮件发送到接收者的邮件服务器。（3）接收者用户代理通过邮件接收协议访问自己邮件服务器上的邮箱。2.3电子邮件服务RFC822定义了Internet文本邮件的标准消息格式，它规定邮件由首部（header）和邮件主体构成。电子邮件的扩展MIME（MultipurposeInternetMailExtensions）增加了对图像、声音、视频、可执行文件等的支持。使用不同的编码方法将信息转化为ASCII字符流2.3.2邮件报文格式和MIME2.3电子邮件服务RFC822中常用的信息字段To：邮件的收信人地址From：邮件的发信人地址CC抄送：另一个收信人地址BCC密送：收信人地址，但其他收信人看不到这个收信人的地址Subject：邮件的主题Comments：备注Keywords：关键字，用来进一步搜索邮件。Date：发信日期2.3电子邮件服务MIME格式MIME:multimediamailextension,RFC2045,2056MIME在RFC822格式基础上增加了邮件主体的结构，并定义了传送非ASCII码的编码规则。在一个符合MIME的信息中，邮件的各个部分叫做MIME段，每段前缀以一个MIME头。2.3电子邮件服务MIME头包括以下主要字段MIME-Version：提供所用MIME的版本号。Content-Type：定义数据的类型，以便数据能被适当地处理。有效的类型有text、image、audio、video、applications、multipart和message。Content-Transfer-Encoding：说明对数据所执行的编码方式，用于对附件进行解码。Content-Description：可选的头，它是任何信息段内容的自由文本描述。Content-Disposition：用于给客户程序提供提示，以决定是否在行内显示附件或作为单独的附件。2.3电子邮件服务2.3电子邮件服务2.3.3SMTP协议简单邮件传输协议SMTP（SimpleMailTransferProtocol）Internet使用SMTP完成电子邮件的交换/发送SMTP工作过程2.3电子邮件服务常用的POP3命令USERusername：认证用户名。PASSpassword：认证密码认证，认证通过则状态转换。STAT：请求服务器回送邮箱统计资料，如邮件数、邮件总字节数。UIDL：服务器返回用于该指定邮件的唯一标识，如果没有指定，返回所有的。LIST：服务器返回指定邮件的大小等。RETR：服务器返回邮件的全部文本。DELE：服务器标记删除，QUIT命令执行时才真正删除。RSET：撤销所有的DELE命令。QUIT：结束会话。2.3电子邮件服务SMTP工作过程（2）2.3电子邮件服务常见的SMTP命令2.3电子邮件服务命令说明HELO向服务器标识用户身份MAIL初始化邮件传输RCPT标识单个的邮件接收人，常在MAIL命令后面DATA在单个或多个RCPT命令后，表示所有的邮件接收人已标识VRFY用于验证指定的用户/邮箱是否存在EXPN验证给定的邮箱列表是否存在HELP查询服务器支持的命令NOOP无操作，要求服务器做OK应答QUIT结束会话RSET重置会话，当前传输被取消2.3电子邮件服务2.3.4POP3协议邮局协议（PostOfficeProtocol，POP）用于电子邮件的接收，现在常用的是第三版，所以简称为POP3协议。[RFC1939]采用客户机/服务器模型，110端口包括认证和下载用户2.3电子邮件服务2.3.5邮件系统的构建邮件系统也采用典型的客户机/服务器模型，创建邮件系统的核心就是配置邮件服务器端的POP和SMTP协议。课本以WinmailMailServer为例，介绍了邮件系统的构建与配置（略）。搜索引擎（SearchEngine）服务是指根据一定的策略，运用搜索程序从互联网上获取信息，为用户提供信息服务。2.4搜索引擎服务2.4.1搜索引擎的原理和分类搜索引擎的实现就是一个搜集信息、整理信息、接收用户查询和反馈查询的过程，分为以下几个步骤： （1）爬行和抓取 （2）建立索引（index）数据库 （3）接受查询和返回查询结果2.4搜索引擎服务搜索引擎的分类按工作方式来分，搜索引擎主要分为全文搜索引擎、目录搜索引擎和元搜索引擎3种。全文搜索引擎主要是依靠网络爬虫自动获取网页信息。目录式搜索引擎以人工方式搜集信息，为用户提供目录浏览和检索服务。元搜索引擎（METAsearchengine）没有自己的索引库，而是将用户的查询请求提交至向多个搜索引擎。2.4搜索引擎服务2.4.2搜索引擎的结构搜索引擎一般由以下五个部分组成：页面搜集器分析器索引器检索器用户接口2.4搜索引擎服务P2P技术是指网络中的所有结点都动态参与到路由、信息处理和带宽增强等工作中，而不是单纯依靠服务器来完成这些工作。2.5P2P服务2.5.1P2P服务的模型从结构上划分，P2P模型分为以下几种类型：集中式P2P分布式非结构化P2P分布式结构化P2P混合式P2P2.5P2P服务集中式P2P集中式P2P的特点是一台或多台有特殊用途的中心服务器为对等点提供目录服务。缺点是存在诸如对于中央服务器依赖过高、可靠性和安全性较低等问题。2.5P2P服务图2-25Napster的目录式结构分布式非结构化P2P分布式非结构化P2P的特点是取消了中心服务器，每个用户随机接入网络。Gnutella模型是应用最广泛的广播式P2P模型，其结构如图2-26所示。2.5P2P服务分布式结构化P2P分布式结构化P2P主要采用分布式散列表（Decentralizedstructuredtopology，DHT）技术来组织网络中的结点。典型的分布式结构化P2P应用包括Tapestry、Pastry、Chord和CAN。2.5P2P服务混合式P2P混合式P2P又称半分布式P2P，Kazaa模型是混合P2P模型的典型代表。2.5P2P服务图2-27Kazaa的混合结构2.5.2P2P协议与传统的C/S模式相比，P2P协议中涉及一些特有的属性和内容，主要体现在以下几个方面：P2P的资源请求P2P的资源标识和存储P2P的内容传输2.5P2P服务2.5.3P2P信息检索与共享P2P信息检索是指从分布在各个独立结点上的P2P网络信息资源中高效地索引、查找和检索出用户所需信息的过程。按检索对象来分，P2P信息检索可分为文本信息检索、图像信息检索、声音信息检索、视频信息检索以及其他文件的信息检索等。按检索方式来分，P2P信息检索又分为集中式检索、泛洪式检索与哈希表检索三种。2.5P2P服务2.5.4P2P的应用实例NapsterjxtaSkypePPLiveMaze2.5P2P服务2.6博客与社交网络博客、微博等新型网络应用的出现，使得用户可以通过WEB、WAP以及各种客户端方便的发表言论、抒发情感，进而通过互联网来搭建社交关系，构建社交网络。2.6.1博客与微博“博客”一词从英文单词Blog音译而来。Blog是Weblog的简称，中文意思即网络日志。一个Blog就是一个网页，它通常是由简短且经常更新的帖子（post）构成。微型对字数通常限制在150字左右，这样人们可以方便地通过手机等移动设备随时随地与他人交互信息。2.6博客与社交网络2.6.2社交网络一般而言，社交网络是由个人或社区组成的点状网络拓扑结构。社交网络的理论模型是哈佛大学著名心理学教授StanleyMilgram所创立的“六度分隔理论”。2.6博客与社交网络2.6.3社交网络平台Facebook（又称脸谱、面书、面簿）MySpace（聚友）iWebSNS人人网（校内网）开心网2.6博客与社交网络本章结束!第3章互联网传输协议3.1TCP/IP体系结构概述TCP/IP体系结构起源于美国远景规划局（AdvancedResearchProjectAgency，ARPA）提出的ARPANET3.1TCP/IP体系结构概述TCP/IP体系结构的层次结构以及与OSI/RM参考模型的对应关系3.1TCP/IP体系结构概述传输层网络接口层网际层对应于OSI/RM参考模型中的物理层和数据链路层只是一个接口，而非对立的层次用于解决物理网络点到点的传输问题应用层对应于OSI/RM参考模型中网络层提供无连接、不可靠但尽力而为（besteffort）的数据报传输服务核心协议是IP协议对应于OSI/RM参考模型中传输层为应用进程提供端到端的数据传输服务主要协议有：TCP和UDP对应于OSI/RM参考模型中应用层提供面向应用的网络服务主要协议有：FTP、DNS、SMTP等3.1TCP/IP体系结构概述TCP/IP体系结构各层的主要功能用户数据报协议UDP（UserDatagramProtocol）是TCP/IP体系结构提供的一种无连接的协议提供面向事务的简单不可靠信息传送服务UDP协议建立在IP协议之上标准文档RFC7683.2.1UDP简介3.2UDP协议3.2UDP协议UDP协议数据报的封装UDP的数据报由报头和数据两大部分组成3.2.2UDP的报文结构3.2UDP协议UDP需要针对不同用户进程的多路复用和分解操作。3.2.3UDP的传输控制3.2UDP协议传输控制协议TCP提供有序可靠的面向连接的数据传输服务；TCP传送的数据报长度要小于64KBTCP是面向字节流的TCP只能解决两个进程间的通信问题，不支持多播3.3.1TCP简介3.3TCP使用TCP连接进行数据传输3.3TCP3.3.2TCP报文格式3.3TCP源端口和目的端口字段各占16位，分别标识连接两端的应用进程。序号字段占32位。TCP的序号是对每字节的编号。确认序号字段占32位，采用附载应答方式，指出下一个期望接收的字节序号。数据偏移字段占4位，单位为32位（4字节），用以指明报文头部的总长度。这个字段的出现是由于在报文头部中选项字段的长度是可变的。TCP报头的最大长度为60字节。保留字段占6位，未使用。3.3TCP标志位字段由6位组成，用于说明TCP段的目的与内容。其中：URG：表示紧急指针字段有效。ACK：表示确认字段是否有效。当ACK为0时，表示确认字段无效。PSH：表示本TCP段请求一次推进（push），要求立即交予应用。RST：表示要求重建传输连接。SYN：同步位，表示要求建立连接，具体过程将在下面详细介绍。FIN：表示已经发送完所有字节，要求释放连接。窗口字段用于控制对方所能发送的数据量，单位为字节。校验和字段用于对TCP报文的首部和数据部分进行校验，与UDP类似的是校验和计算时也需要包含伪报头，TCP伪报头的格式与UDP伪报头一样。紧急指针字段用于指出窗口中紧急数据的位置，这些紧急数据应优先于其他数据进行传送。选项字段用于处理其他情况。目前被正式使用的选项字段有最大报文长度值（MaximumSegmentSize，MSS），它只能在连接建立时使用。由于选项字段的长度是不确定的，填充字段用于保证TCP报头的长度为32位的整数倍。3.3TCPTCP使用三次握手协议建立连接3.3.3TCP的连接与释放3.3TCP使用TCP连接进行数据传输3.3TCPTCP的连接是全双工的，采用对称的连接释放方式TCP的状态变迁示意图3.3TCP在发送方，上层应用进程按照自己产生数据的规律，陆续将大小不等的数据块送到TCP的发送缓冲区中。在以下条件之一满足时，TCP从缓存中取一定长度的字节流，封装成一个TCP报文段后发送。（1）缓冲区中数据的长度达到最大数据段长度MSS，则从缓冲区中取MSS长度的数据封装成TCP报文后发送。（2）发送方应用进程要求立即发送报文，即要求TCP执行“推（Push）”操作。（3）当发送方的定时器超时时，也需要将缓冲区中数据封装成TCP报文，立即发送。TCP字节流的发送还需要遵循其他规则，如Nagle算法、流量控制和拥塞控制的策略等。

3.3.4TCP的传输控制3.3TCPTCP的流量控制主要解决收发双方处理能力方面的不匹配问题。采用动态缓存分配和可变大小的滑动窗口协议来实现流量控制。3.3TCPTCP的拥塞控制TCP中的拥塞控制主要使用

“慢启动”算法，并与拥塞避免算法、快速重传和快速恢复算法共同用于解决TCP中的拥塞控制问题。

3.3TCP快速重传和快速恢复3.3TCP3.4.1套接字概述Socket（套接字）是从UNIX系统中的I/O命令集发展起来的，其基本模式是打开—读/写—关闭（open-write-read-close）。

Socket的基本思想是为上层实体提供一种透明的访问网络的能力。从本质上说，Socket是一组传输层的服务原语

3.4套接字编程3.4套接字编程套接字在网络体系结构中的位置。

3.4套接字编程通信端口的标识采用三级地址结构（协议，本地地址，本地端口号）某一主机可与多个网络相连，主机必须指定网络地址（在Internet中为IP地址）。网络上每一台主机具有唯一的地址（物理地址/MAC地址）。每一主机上的每一进程具有该主机上的唯一标识符（端口号）。3.4套接字编程套接字类型流式套接字：提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复地发送，且按发送顺序接收。这种套接字主要是针对TCP设计的。数据报式套接字：提供了一个无连接服务。数据包以独立包的形式被发送，不提供无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。这种数据报式套接字主要是针对UDP设计的。原始式套接字：原始式套接字主要针对那些直接使用IP层服务的协议而设计的，如ICMP、OSPF等协议。3.4套接字编程套接字系统调用socket（）向应用程序提供创建套接字的手段，这个系统调用的执行结果是返回一个套接字，并为其分配相应的资源，同时返回一个整型套接字号。使用bind（）调用将套接字所使用的地址（包括IP地址和端口地址）与所创建的套接字号联系起来，即指定本地半相关。listen（）系统调用是针对面向连接的TCP设计的，表示服务器进程已经处于就绪状态，随时可以响应来自客户端的连接建立请求。connect（）系统调用是针对面向连接的TCP设计的，用于向远程的进程（通常为服务器进程）发出连接建立请求，这个调用通常是由客户端发起的。accept（）系统调用适用于面向连接的TCP，用于响应请求连接队列上的第一个客户。read（）与write（）系统调用用于在指定的数据报或流套接字上发送和接收数据。close（）系统调用用于关闭指定的套接字。3.4套接字编程TCP套接字编程3.4套接字编程UDP套接字编程IP是TCP/IP体系结构中网络层的核心协议，它提供无连接的数据报传送机制。IP对数据提供“尽力而为服务”简单的说，IP主要完成无连接的数据报传输、数据报路由（IP路由）、分组的分段和重组工作。3.5IP3.5.1IP地址IP地址由一个4字节（32位）的数字组成，包括网络号和主机号两部分。4字节的IP地址通常以小圆点（.）分隔字节，并且每字节都用十进制表示，如。P地址分为A类、B类、C类、D类和E类共5类。由于D类地址分配给多播，E类地址保留，所以实际可分配的IP地址只有A类、B类或C类。3.5IP3.5IP三类可分配的IP地址3.5IPNIC对IP地址的部分规定主机号全为1：用作指定网络的广播地址。主机号全为0：表示网络本身。网络号全为0：表示本网络。32位全为1：用于本网广播，该地址又被称为有限广播地址。第一字节为127：表示回送地址（loopbackaddress），用于网络软件测试以及本地机进程间通信。最常用的回送地址是。3.5IP标准A、B、C三类地址的子网掩码3.5IPIP分组格式3.5IPIP分组的分段与重组IP分组的分段和重组主要涉及标识符字段、标志字段、偏移量字段。当IP分组所经历的物理网络的MTU（最大传输单元）比分组长度小时，IP需要把该IP分组分割成若干满足MTU长度要求的更小的IP分组（称为分段）后，再进行发送。

3.5IPIP分组的转发每个IP分组包含目的主机的IP地址。IP地址中的网络地址唯一标识Internet中的一个物理网络。

所有连接到相同物理网络的主机和路由器共享其地址中的网络地址部分，它们在该物理网络内可以直接通信。Internet中的每个物理网络至少有一个与之相连的路由器，通过路由器和其他物理网络相连，路由器负责在该物理网络和Internet上其他物理网络间转发分组。路由器根据分组携带的目的IP地址进行路由转发。路由器中的路由表格式如表3-4所示。在路由表中，目的网络通常使用IP地址和子网掩码的形式来描述。3.5IP子网互连示例3.5.3与IP地址相关的一组协议3.5IPARP协议RARP协议BOOTP协议地址转换协议（addressresolutionprotocol，ARP）用于将IP地址转换成物理地址。反向地址转换协议（ReverseARP，RARP）将物理地址转换为IP地址。BOOTP协议与RARP协议类似，它的主要工作也是帮助无盘工作站获得自己的IP地址、服务器的IP地址、启动映象文件名、网关IP等。3.5.3与IP地址相关的一组协议3.5IPDHCP协议NAT协议无类别域间路由协议CIDR动态地址配置协议（DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）是BOOTP的扩展，采用客户机/服务器模式，提供了一种动态指定IP地址及其配置参数的机制。NAT就是一种将一个IP地址域（如Intranet）转换到另一个IP地址域（如Internet）的技术。

无类别域间路由（ClasslessInter-DomainRouting，CIDR）是一种用于减缓IP地址消耗和路由表增大问题的一项技术。3.5.4IPv6协议3.5IPIPv6设计目标支持几乎无限大的地址空间。

减小路由表的大小，使路由器能更快地处理数据包。提供更好的安全性，实现IP级的安全。支持多种服务类型，并支持组播。支持自动地址配置，允许主机不更改地址实现异地漫游。协议必须支持可移动主机和网络。

允许新、旧协议共存一段时间。

3.5IPIPv6地址格式IPv6的地址由8个地址节组成，每节包含16个地址位，以4个十六进制数书写，节与节之间用冒号分隔，例如：3ffe:3201:1401:1:280:c8ff:fe4d:db39为了简化IPv6的地址表示，可以将0省略，如可以用0来表示0000，用20来表示0020等。地址1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A可简写为1080:0:0:0:8:800:200C:417A。可以用符号::表示一系列的0。这样，上面的地址又可以进一步简化为：1080::0:8:800:200C:417A。采用DHCP分配地址3.5IPIPv6报文格式3.5IPIPv4/IPv6过渡技术双协议栈技术3.5IPIPv4/IPv6过渡技术隧道技术Internet控制报文协议（Internetcontrolmessageprotocol，ICMP）位于网络层，它使用IP进行信息传递。向数据分组中的源端结点提供发生在网络层的错误信息反馈。ICMP是一种网络差错和状态的报告机制，它负责将分组传输中遇到的问题报告给源主机，如目标主机不可达、网络出现了拥塞等。3.5.6ICMP协议3.5IPICMP报文格式3.5IPICMP报文类型3.5IP消息类型描述目的结点不可达分组不能递交超时生存期字段为0，分组丢弃参数问题无效的分组头字段重定向报告路由器有关的路由回声请求向指定结点发送请求，探询是否活动回声应答对回声请求的应答时间戳请求类似于回声请求，但附加时间标记时间戳应答类似于回声应答，但附加时间标记3.6组播协议IP组播是一种节省带宽的技术，它把一个数据流同时传送给许多接收者，组播源将需要传播的数据分组仅发送一次，被传递的数据分组在网络关键结点不断地进行复制和分发。IP的组播地址3.6组播协议3.6组播协议3.6.2IGMPInternet组管理协议（InternetGroupManagementProtocol，IGMP）是TCP/IP体系结构中的一个组播协议，用于IP主机向任何一个直接相邻的路由器报告它们的组成员情况。IGMP还有以下变种协议：距离矢量组播路由选择协议（distancevectormulticastroutingprotocol，DVMRP）、IGMP用户认证协议（IGMPforuserauthenticationprotocol，IGAP）和路由器端口组管理协议（router-portgroupmanagementprotocol，RGMP）。IGMP分组格式3.6组播协议当加入一个组时，主机就发送一个IGMP报告。当离开一个组时，主机不发送IGMP报告。组播路由器定时发送IGMP查询报文来了解是否还有任何主机包含有属于组播组的进程。主机通过发送IGMP报告来响应一个IGMP查询。3.6组播协议ICMP组播组的加入3.6组播协议IGMP的报告和查询本章结束!第4章广域网路由原理4.1路由原理4.1.1路由选择概述在广域网中，路由器为了保证能将分组转发到目的结点，每个结点都保存着一张路由表。路由器的基本工作方式是先存储再转发。路由器的转发方式主要分为：直接转发（directdelivery）间接转发（indirectdelivery）路由器的转发4.1路由原理路由选择算法需要解决的主要问题是：掌握整体网络的拓扑结构、流量等情况，以便在网络中找到一条到达目的结点的最优或较优的路由，即生成路由表。路由算法的基本要求：正确性、简单性、健壮性、稳定性、快速收敛、公平性及最优化路由选择算法4.1路由原理按照结点的发送方式扩散式选择扩散式单路路由算法单路路由算法按照简单性和健壮性自适应式路由算法（静态路由算法）非自适应式路由算法（动态路由算法）路由算法分类4.1路由原理测量（获取）有关路由选择的网络参数将路由信息传送到适当的网络结点。路由信息汇总时数据传送的方式主要有以下几种：孤立式、集中式、分布式计算和更新路由表根据新路由表执行分组的转发。自适应式路由算法的工作步骤4.1路由原理广域网向上层提供的服务可分为面向连接的服务和无连接的服务两大类。4.1.2虚电路和数据报4.1路由原理4.1路由原理虚电路提供的面向连接服务方式，两个结点通信前，必须建立起一条虚连接或者虚通道。虚电路的实现4.1路由原理虚电路举例数据报的实现4.1路由原理数据报提供的无连接服务，两个结点通信前不需要进行协商，每个数据报文都是独立的进行发送。通信子网向传输层提供数据报服务时，每个分组都需要携带目的地址，独立地进行路由选择和转发。虚电路和数据报的比较4.1路由原理项目虚电路数据报目的地址建立连接时需要每个分组都需要初始化设置需要不需要分组顺序由通信子网保证通信子网不负责差错控制由通信子网负责，对主机透明由主机处理流量控制由通信子网提供网络层不提供连接的建立和释放需要不需要路由器的主要工作就是将接收到的分组沿着更接近目的结点的方向转发出去。4.1.3路由器的结构及转发4.1路由原理4.1.3路由器的结构及转发4.1路由原理输入输出端口路由处理器转发引擎内部交换总线型交换交叉开关型交换共享存储器型交换路由器常用的交换方法4.1路由原理距离向量法的路由环路问题通常可以用以下4种方法来解决无限计算问题。

水平分割定义一个最大值挂起计数器触发式更新4.2路由算法4.2路由算法距离向量路由算法（DistanceVectorRoutingAlgorithm）也被称Bellman-Ford路由算法或Ford-Fulkerson算法，其基本思想是在相邻路由器间周期性地相互交换各自的路由表信息，同时，当网络拓扑结构发生变化时，路由器之间也将及时地相互通知有关变更信息。这种路由算法最初用于ARPANET，后被RIP协议所采用。4.2.1距离向量路由算法在距离向量路由算法中，每个路由器都维护着一张路由表，路由表中记录着到所有目的结点的输出路由以及所需的“距离”。在距离向量路由算法中，大多采用站段数（跳数，hop）来表示距离，也可以采用输出队列长度、延迟时间等。距离向量法路由表及其更新4.2路由算法距离向量法举例4.2路由算法4.2.2链路状态路由算法4.2路由算法链路状态路由算法与距离向量路由算法的区别在距离向量路由算法中，大多采用跳数作为衡量网络状态的指标。链路状态法可采用响应时间、吞吐量等更复杂，也更准确反映网络状态的参数。链路状态路由算法采用一些技术手段避免了路由环路的产生，并且收敛速度快。在距离向量路由算法中，结点将整个距离表发送给邻居结点；而链路状态法将自己收集到的邻居信息，广播发送给其他所有结点。当网络中的链路或结点发生故障时，距离向量路由算法需要较长的时间才能将这个信息传送到所有结点；链路状态路由算法能很快将信息送到所有结点。链路状态路由算法的工作过程采用链路状态路由算法的路由器都维护着一个链路状态数据库。路由器启动后，通过发送HELLO包来发现邻居结点。当结点获得了所有邻居及其相关路由信息后，将所有学习到的内容封装成一个链路状态报文，以广播方式发送给其他所有路由器。每个路由结点根据最短路径路由算法计算到其他所有路由器的最短路径，并将所使用的网络端口信息等添加到路由表中。4.2路由算法链路状态报文举例4.2路由算法4.2.3层次路由技术4.2路由算法采用层次路由技术时，将通信子网中的结点划分成若干区域，每个结点知道在本区域内如何选择路由，同时也知道如何选择路径将分组送到其他区域。采用层次路由技术可以大大压缩路由表、提高查表转发效率。分层路由举例4.2路由算法4.3.1自治系统为了便于管理，Internet将整个互联网络划分为相对较小的自治系统（autonomoussystem，AS）。一般情况下，一个自治系统就是在一个行政单位独立管理下的一个互联网络，因此自治系统内部可以自主决定本自治系统内部采取的路由选择及其他控制策略。不同自治系统间通过边界网关（路由器）互连。4.3互联网路由Internet中的自治系统4.3互联网路由Internet中的路由算法分为以下两大类：内部网关协议（interiorgatewayprotocol，IGP）是一个AS内部路由器间交换路由信息的协议，包括RIP、IGRP、HELLO、OSPF等协议。外部网关协议（exteriorgatewayprotocol，EGP）位于不同AS之间的路由器间交换路由信息的协议，包括EGP、BGP等协议。由于参与交换的路由器位于不同AS，因此，路由信息的交换一般只在相邻的边界路由器间进行。4.3互联网路由Internet中的路由算法4.3.2RIP与OSPF协议路由信息协议（routinginformationprotocol，RIP）是应用较早的内部网关协议，适用于小型、同构网络，是典型的距离向量协议。RIP的前身是一个运行在UNIXBSD版本上称为routed的程序，在1988年被IETF标准化，定义为RFC1058。RIP2标准在RFC1388中定义，新版本加入了对变长子网掩码（VLSM）的支持。4.3互联网路由RIP协议的实现RIP是4.2.1中介绍的距离向量路由算法的直接而简单的实现。RIP要求网络中的每个路由器都维护从自己到所有目的结点的信息，包括到目的结点的距离、到目的结点的下一路由器地址、路由改变标志、与这条路由相关的一组计时器等。在RIP中使用跳数来衡量到达目的站的距离。4.3互联网路由RIP报文格式4.3互联网路由RIP报文说明命令字段：用于说明RIP报文是一个请求报文还是对请求的应答报文。版本字段：用于说明生成RIP报文时所使用的版本。0字段：为了向后兼容旧的协议，此字段必为0。地址族标识符字段AFI：用于指明网络地址字段中所出现的地址类型。路由标记字段：表示路由是保留的还是重播的。网络地址和子网掩码：用于说明目的网络的地址。下一跳路由地址：到达目的网络经过的下一路由器的地址。距离字段：到目的结点经过的跳数，有效范围为1～15。4.3互联网路由OSPF协议开放式最短路径优先路由（OpenShortestPathFirst，OSPF）协议是一种典型的链路状态路由协议。在AS中的所有OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器通过这个数据库计算出其OSPF路由表。OSPF协议的主要特点：①开放性好。②支持多种距离衡量尺度，如物理距离、延迟等。③支持基于服务类型的路由。④支持负载均衡。⑤支持分层系统。⑥增加了适量的安全措施。⑦支持隧道技术。4.3互联网路由OSPF中网络的类型4.3互联网路由OSPF协议路由的层次4.3互联网路由OSPF报文格式4.3互联网路由OSPF报文说明版本：用于说明OSPF协议的版本号，目前的版本为2。类型：说明OSPF报文是上述五种报文的哪一种。报文长度：用于说明OSPF报文的总长度，单位为字节。路由器标识符：说明发送该OSPF报文的路由器接口的IP地址。区域标识符：说明报文所属的区域。校验和：用于检测OSPF报文在传输过程中是否出现差错。鉴别类型：用于说明是否使用了鉴别，0表示未使用鉴别，1表示使用了口令进行鉴别。鉴别：当鉴别类型为0时，鉴别字段的值为全0；当鉴别类型为1时，鉴别字段的值为8个字符的口令。4.3互联网路由4.3.3BGP一个BGP系统与其他BGP系统之间交换网络的可到达信息。这些信息就构成了一张AS的拓扑图。每个BGP系统可以根据路由的好坏来制订路由选择的策略。BGP也是一种距离向量路由协议，但是与RIP等典型距离向量协议相比，又有很多增强的性能。BGP在传输层使用TCP，端口号为179。4.3互联网路由IBGP和EBGP建立了BGP会话连接的路由器被称作对等体，对等体的连接有两种模式：IBGP（InternalBGP）和EBGP（ExternalBGP）。IBGP是指同一个AS内部的路由器间建立的BGP连接，EBGP是指不同AS路由器间建立的BGP连接。4.3互联网路由BGP消息报头4.3互联网路由BGP的消息报头由标记、长度和类型3个部分组成。标记字段：用于安全检测和同步检测。长度字段：用于标明整个BGP消息的长度。类型字段：用于标明消息的类型。BGP消息格式4.3互联网路由本章结束!第5章数据链路与局域网引子局域网（localareanetwork，LAN）是计算机网络中最常见的一种，与广域网相比具有覆盖范围小、连接结点数量少等特点，在传输技术上也有很大差异。本章将结合以太网，介绍局域网中常用的数据链路层协议以及局域网的新技术。5.1数据链路概述数据在两个计算机之间进行传输时，由源主机的网络层将数据交给数据链路层，要求传输到目标主机。目的主机再将数据链路层接收到的数据，经过处理后交给上层的网络层。5.1.1数据链路与物理链路要解决的问题：如何在有差错的线路上，进行无差错传输。ISO关于数据链路层的定义：数据链路层的目的是为了提供功能上和规程上的方法，以便建立、维护和释放网络实体间的数据链路。数据链路：从数据发送点到数据接收点（点到点pointtopoint）所经过的传输途径。5.1数据链路概述虚拟数据通路，实际数据通路5.1数据链路概述（a）虚拟通信（b）实际通信图5‑1数据传输过程5.1.2数据链路层提供的服务5.1数据链路概述链路管理帧定界差错控制流量控制寻址区分数据和控制信息5.1.3帧定界5.1数据链路概述字符计数法首尾界符法0比特插入物理编码违例法字符计数法在帧中包含一个表示数据长度的字节计数字段。在传送数据期间，每传送一字节，计数值减1。当计数字段长度为零时，再加上校验信息后该帧传送结束。5.1数据链路概述2.首尾界符法用特定字符作为帧的起始和结束标志，例如，用DLE-STX表示帧的开始，用DLE-ETX作为帧的结束。这种方法要求数据的发送方和接收方使用共同的字符集，且在数据传送中帧边界控制字符不能作为普通数据传送。5.1数据链路概述3.零比特插入HDLC协议中使用01111110作为帧的起始、终止及帧的同步符，同时采用0比特插入法来保证标志码的唯一性和数据发送的透明性。基本思想：当发现有连续5个1出现时，便在其后添插一个0。5.1数据链路概述4.物理编码违例法物理编码违例法只能适用于那些物理介质上的编码方法中包含冗余信息的网络。电平的“高-高”和“低-低”这两种组合通常并不用于数据编码，但是在某些协议中可以用于帧的分界。5.1数据链路概述5.2差错检测和纠错技术数据链路层的主要功能是将物理层提供的可能存在差错的物理链路，通过一定的控制协议，使之对网络层呈现一条无差错的数据通路。

LOGO5.2.1差错控制的基本方法5.2差错检测和纠错技术差错控制的目的 保证帧正确，按序送交上层。在接收方能够判断接收的数据是否正确，若错误还可能要恢复错误。差错控制的方法自动纠错机制检错反馈重发机制5.2.2循环冗余校验循环冗余码（CRC码，多项式编码）110001，表示成多项式x5+x4+1生成多项式G(x)发方、收方事前约定；生成多项式的高位和低位必须为1生成多项式必须比传输信息对应的多项式短。CRC校验基本思想CRC码（即校验和）加在帧尾，使带CRC码的帧的多项式能被G(x)除尽；接收方接收时，用G(x)去除它，若有余数，则传输出错。5.2差错检测和纠错技术5.2.3校验和与奇偶校验5.2差错检测和纠错技术1.校验和检验字段初值置0；数据拆分成与检验字段等长的分片，不足部分补0；将所有分片逐位取反，并连续累加，丢弃最高进位；计算结果置入检验字段；接收段执行相同的过程，并将计算结果和传输过来的检验和进行比较以决定数据是否出现差错；适用于高层协议，如IP、TCP、UDP等；5.2.3校验和与奇偶校验5.2差错检测和纠错技术2.奇偶校验码在数据后填加一个奇偶位（paritybit） 例：使用偶校验（“1”的个数为偶数）

10110101——>101101011 10110001——>101100010若接收方收到的字节奇偶结果不正确，就可以知道传输中发生了错误。增加奇偶