计算机网络复习

1/35第1页，共174页第23讲2/35第2页，共174页第一章•接入网分类：家庭接入方式，企业接入及广域网无线接入。•常见的物理媒体，双绞线和光纤•分组交换和电路交换的区别，时延有哪些部分组成？3/35第3页，共174页TCP在传送报文段前，会先建立连接建立初始序号，交换缓存、流量控制信息TCP三方握手(Threewayhandshake)步骤1：客户端TCP先发送一个特殊的SYN报文段给服务器端TCP，SYN为1。客户端会随机选择初始序号client_isn步骤2：服务器端为该TCP连接分配TCP缓存和变量，然后送出一个允许连接SYNACK报文段给客户端TCP。SYN及ACK设定为1。确认字段会被设定为client_isn+1步骤3：收到SYNACK报文段，客户端也要给该连接配置缓存与变量。携带客户端给服务器端的数据。3.5.6TCP连接管理4/35第4页，共174页3.5.6建立TCP连接5/35第5页，共174页关闭TCP连接6/35第6页，共174页624从连续收到三个重复的确认转入拥塞避免2468101214161820220048121620传输轮次拥塞窗口cwnd收到3个重复的确认执行快重传算法慢开始“乘法减小”拥塞避免“加法增大”TCPReno版本TCPTahoe版本(已废弃不用）ssthresh的初始值拥塞避免“加法增大”新的ssthresh值慢开始快恢复3.7TCP拥塞控制7/35第7页，共174页因超时侦测出分组丢失：cwnd值设定为1MSS，ssthresh=cwnd/2cwnd再倍数增加(进入慢启动)当cwnd=ssthresh时结束慢启动进入拥塞避免模式。因三次冗余ACK侦测出分组丢失执行快速重传cwnd值减为一半(进入快速恢复)TCP：分组丢失的侦测与回应8/35第8页，共174页传输层作业•R159/35第9页，共174页IP地址分类•A类网络的IP地址范围为：1.0.0.1－127.255.255.254；•B类网络的IP地址范围为：•128.1.0.1－191.255.255.254；•C类网络的IP地址范围为：•192.0.1.1－223.255.255.254。10/35第10页，共174页私有IP地址•私有IP地址是一段保留的IP地址。只是使用在局域网中，在Internet上是不使用的。私有IP地址的范围有：10.0.0.0-10.255.255.255172.16.0.0—172.31.255.255192.168.0.0-192.168.255.255上述的IP地址都是可以使用在局域网中的。11/35第11页，共174页非所有路由器都能同时执行IPv6无法在一天内转换网络如何在IPv4和IPv6都存在的情况下运作？解法1：采用双栈(dual-stack)方案，让IPv6节点也执行完整的IPv4从IPv4转换成IPv612/35第12页，共174页解法2：采用建隧道(tunneling)方案，将IPv6数据报放入IPv4数据报的数据(内容)字段中从IPv4转换成IPv613/35第13页，共174页•跨AS的路由协议BGP•内部网关路由协议RIPOSPF14/35第14页，共174页AS内部路由选择协议判断如何在自治系统(AS)内部执行路由选择工作RIP是一种距离矢量协定实际在RIP(OSPF亦同)中，成本定义为从源路由器到目的端子网之间每道连结的成本皆为1跳数(hopcount)：从源端路由器到目的端子网的最短路径上需穿越的子网数目(也包括目的端子网络)路径的最大跳数为15RIP(RoutingInformationProtocol)15/35第15页，共174页RIP通告相邻节点间大约每隔30秒就会使用RIP响应报文(RIPresponsemessage)交换信息响应报文也称为RIP通告(RIPadvertisement)16/35第16页，共174页使用连结状态算法节点广播连结状态信息Dijkstra最小成本路由算法(判断出以自己为根节点，前往所有子网的最短路径树)每个路由器建构出完整拓朴图(所有路由器用同一个图)链路成本由网络管理员配置OSPF并未规范设定连结权值的策略，而是根据已知权值集合，找出最小成本路径的路由OSPF通告广播到整个自治系统透过IP传送(上层协议值：89)发送通告时机：周期性及链路状态发生变化时OSPF(OpenShortestPathFirst)17/35第17页，共174页安全性：OSPF信息交换经过认证，可防止恶意的入侵者将不正确的讯息注入绕送表中可使用多条成本相同的路径支援单播与群播路由选择：群播OSPF(MOSPF)使用OSPF链路成本数据库，提供群播路由选择在单一绕送网域中支援阶层式架构每个区域中有一或多台区域边境路由器(areaborderrouter)负责将封包送到区域外的路由选择AS内会有唯一一个区域被设定为主干(backbone)区域，执行AS其他区域之间的路由选择OSPF优点18/35第18页，共174页右图左上三个主机接口以及一个路由器接口的前24比特都相同，这4个接口形成的网络，称为子网(subnet)子网此子网以223.1.1.0/24表示，其中/24称为子网掩码(subnetmask)，表示最左边24位定义子网的地址子网中的主机不透过路由器即可互连任何新连接到223.1.1.0/24子网的主机，都必须具有形式为223.1.1.xxx的地址19/35第19页，共174页要确定子网，分开主机或路由器的每个端口，产生多个孤立的网络，其中端口为这些孤立网络的终端。这些孤立网络每个都是所谓的子网络。子网20/35第20页，共174页子网几个子网？21/35第21页，共174页例题讲解P282页p16Key：128.119.40.64/28,128.119.40.80/28,128.119.40.96/28,128.119.40.112/28P282页p1322/35第22页，共174页图5.7说明了D=101110、d=6、G=1001以及r=3进行这项运算的情形。23/35第23页，共174页地址解析协议(ARP)因为有网络层地址(如网际网络IP比特址)以及链路层地址(亦即MAC地址)，所以我们需要在两者之间进行转换。对因特网而言，这是地址解析协议(addressresolutionprotocol，ARP)[RFC826]的工作。24/35第24页，共174页25/35第25页，共174页提问：发送方主机要如何判断IP地址为222.222.222.222的接收方主机，其MAC地址为何？如你可能已经猜到的，它会使用ARP。在眼前的案例中，发送方主機222.222.222.220会提供IP地址222.222.222.222给其ARP模块，而ARP模块会传回对应的MAC地址49-BD-D2-C7-56-2A。ARP会將IP地址解析成MAC地址。26/35第26页，共174页以太网技术以太网络有许多不同的技术可以选择，这些技术所使用的首字母缩写词令人眼花缭乱，例如10BASE-T、10BASE-2、100BASE-T、1000BASE-LX和10GBASE-T等等。首字母的第一部分意指此一标准的速率：10、100、1000或10G；分别代表10Megabit(每秒)、100Megabit、Gigabit以及10Gigabit的以太网络。27/35第27页，共174页「BASE」表示基带的以太网络，意指其物理媒介只有载送以太网络的数据流；几乎所有的802.3标准都是基带以太网络。首字母的最后一部分表示物理媒介本身；以太网络同时是链路层与物理层规格，它可以藉由各式各样的物理媒介来载送，包括同轴电缆、铜芯线以及光纤等。「T」代表的是双绞铜芯线。更长程的运输则需要依赖于中继器或转发器(repeater)。28/35第28页，共174页3.如果交换机在某段时间[老化时间(agingtime)]内都没有收到源端地址为表格中某个地址的帧时，交换机便会将该笔地址从表格中删除。说明：交换机是一种即插即用设备(plug-and-playdevice)，因为它不需要网管或使用者的介入。想要安装交换机的网管，只需要將LAN网段连接到交换机的接口上即可。交换机是双工的，即任何交换机接口能够同时发送和接上。29/35第29页，共174页一种更具扩展性互联VLAN交换机的方法称作VLAN干线连接(VLANtrunking)。干线端口属于所有的VLAN，而传送给任何VLAN的帧都会透过干线链接被转发至另一台交换机。IEEE为跨越VLAN干线的帧定义了扩展的以太网络帧格式，802.1Q。802.1Q帧是由标准的以太网络帧加上首部中加入四字节的VLAN标签(VLANtag)所构成，VLAN标签会指出帧所属的VLAN标识符。VLAN标签自身有一个2字节的标签协议标识符字段，一个2字节的标签控制信息字段（包括12比特的VLAN标识符字段）和一个3比特的优先权字段组成。30/35第30页，共174页LinkLayer5-30复习：Web页面请求过程Comcastnetwork68.80.0.0/13Google’snetwork64.233.160.0/1964.233.169.105webserverDNSserver校园网68.80.2.0/24webpagebrowser31/35第31页，共174页1.23G蜂窝数据网络：将因特网扩展到蜂窝用户智能型手机将需要执行一套完整的TCP/IP协议栈(包括物理层、链路层、网络层、运输层和应用层)，并透过蜂窝网络连到因特网中。我们将聚焦在由第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipproject，3GPP)所开发的通用移动通信系统(UniversalMobileTelecommunicationsService，UMTS)3G标准。32/35第32页，共174页Wireless,MobileNetworks6-32BSCBTSBasetransceiverstation(BTS)Basestationcontroller(BSC)MobileSwitchingCenter(MSC)MobilesubscribersBasestationsystem(BSS)2G(voice)网络架构MSCPublictelephonenetworkGatewayMSCG33/35第33页，共174页Wireless,MobileNetworks6-33radionetworkcontrollerMSCSGSNPublictelephonenetworkGatewayMSCGPublicInternetGGSNG无线电接入网UniversalTerrestrialRadioAccessNetwork(UTRAN)核心网通用GeneralPacketRadioService(GPRS)CoreNetwork公共因特网无线电接口(WCDMA,HSPA)3G(voice+data)网络架构34/35第34页，共174页3G核心网络3G核心蜂窝网络把无线电电话数据接入网络连接到公众因特网。3G数据服务设计者所采取的方式很明显：不去触动贡有核心GSM蜂窝语音网，增加与现有蜂窝语音网平行的附加蜂窝数据功能。35/35第35页，共174页3G核心网络中有两种型态的结点：服务通用分组无线服务支持结点(ServingGPRSSupportNodes，SGSN)和GPRS网关支持结点(GatewayGPRSSupportNodes，GGSN)。一个SGSN连接到一无线电接入网络，并负责传送数据报给该无线电接入网络中的移动结点或是传送来自该网络中移动结点的数据报。SGSN和该区域的蜂窝电话语音网路MSC互动。GGSN行为像是一个网关，连接多个SGSN到因特网中。36/35第36页，共174页3G无线电接入网络