計(jì)算時(shí)延時(shí)延的定義：傳輸時(shí)延（發(fā)送時(shí)延 ） 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。 發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)塊大?。╞it ）/信道帶寬（bit/s）傳播時(shí)延 電磁波在信道中需要傳

計(jì)算時(shí)延

時(shí)延的定義：

傳輸時(shí)延（發(fā)送時(shí)延 ） 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。 發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)塊大?。╞it ）/信道帶寬（bit/s）

傳播時(shí)延 電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。

傳播時(shí)延=信道長(zhǎng)度/在信道的傳播速率

處理時(shí)延 交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。

排隊(duì)時(shí)延 結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。

排隊(duì)時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的通信量。 時(shí)延帶寬積 = 傳播時(shí)延 帶寬

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組成要素

? 語(yǔ)法 數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式 。

? 語(yǔ)義 需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。 ? 同步 事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明。

分層好處與缺點(diǎn)

好處：

? 各層之間是獨(dú)立的。

? 靈活性好。

? 結(jié)構(gòu)上可分割開(kāi)。

? 易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。

? 能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。

缺點(diǎn)：

有些功能會(huì)在不同層重復(fù)出現(xiàn)，因而產(chǎn)生了額外開(kāi)銷。

若層數(shù)太少，就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。

層數(shù)太多又會(huì)在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。

幾個(gè)概念

? 實(shí)體(entity) 表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。

? 協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。

? 在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。

? 要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。

? 本層的服務(wù)用戶只能看見(jiàn)服務(wù)而無(wú)法看見(jiàn)下面的協(xié)議。

? 下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是透明的。

? 協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則。

? 服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過(guò)層間接口提供的。 ? 同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互的地方，稱為服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn) SAP (Service Access Point)。 差錯(cuò)檢測(cè)，冗余碼計(jì)算

1）什么是差錯(cuò)檢測(cè)

? 在傳輸過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生比特差錯(cuò)：1 可能會(huì)變成 0 而 0 也可能變成 1。

? 在一段時(shí)間內(nèi)，傳輸錯(cuò)誤的比特占所傳輸比特總數(shù)的比率稱為誤碼率 BER (Bit Error

Rate) 。

? 誤碼率與信噪比有很大的關(guān)系。

? 為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，在?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，必須采用各種差錯(cuò)檢測(cè)措施。

2）循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理

? 在數(shù)據(jù)鏈路層傳送的幀中，廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗(yàn) CRC 的檢錯(cuò)技術(shù)。

? 在發(fā)送端，先把數(shù)據(jù)劃分為組。假定每組 k 個(gè)比特。

? 假設(shè)待傳送的一組數(shù)據(jù) M = 101001（現(xiàn)在 k = 6）。我們?cè)?M 的后面再添加供差錯(cuò)檢

測(cè)用的 n 位冗余碼一起發(fā)送。

3）冗余碼的計(jì)算

? 用二進(jìn)制的模 2 運(yùn)算進(jìn)行 2n 乘 M 的運(yùn)算，這相當(dāng)于在 M 后面添加 n 個(gè) 0。 ? 得到的 (k n ) 位的數(shù)除以事先選定好的長(zhǎng)度為 (n 1) 位的除數(shù) P ，得出商是 Q 而

余數(shù)是 R ，余數(shù) R 比除數(shù) P 少1 位，即 R 是 n 位。

舉例：

? 現(xiàn)在 k = 6, M = 101001。

? 設(shè) n = 3, 除數(shù) P = 1101，

? 被除數(shù)是 2nM = 101001000。

? 模 2 運(yùn)算的結(jié)果是：商 Q = 110101，

余數(shù) R = 001。

? 把余數(shù) R 作為冗余碼添加在數(shù)據(jù) M 的后面發(fā)送出去。發(fā)送的數(shù)據(jù)是：2nM R 即：101001001，共 (k n ) 位。

圖示：

CSMA/CD協(xié)議

CS,MA,CD 分別表示載波監(jiān)聽(tīng)，多點(diǎn)接入，碰撞檢測(cè)

? “多點(diǎn)接入”表示許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上。

? “載波監(jiān)聽(tīng)”是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)

送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。

? 總線上并沒(méi)有什么“載波”。因此， “載波監(jiān)聽(tīng)”就是用電子技術(shù)檢測(cè)總線上有沒(méi)有其他

計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。

? “碰撞檢測(cè)”就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小。

? 當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線上的信號(hào)電壓擺動(dòng)值將會(huì)增大（互相疊加）。 ? 當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)到的信號(hào)電壓擺動(dòng)值超過(guò)一定的門限值時(shí)，就認(rèn)為總線上至少有兩個(gè)站同

時(shí)在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了碰撞。

? 所謂“碰撞”就是發(fā)生了沖突。因此“碰撞檢測(cè)”也稱為“沖突檢測(cè)”。

2）CSMA/CD的重要特性

? 使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信（半雙工

通信）。

? 每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。

? 這種發(fā)送的不確定性使整個(gè)以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。

3）爭(zhēng)用期

? 最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過(guò)時(shí)間 2 （兩倍的端到端往返時(shí)延）就

可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。

? 以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延 2 稱為爭(zhēng)用期，或碰撞窗口。 ? 經(jīng)過(guò)爭(zhēng)用期這段時(shí)間還沒(méi)有檢測(cè)到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會(huì)發(fā)生碰撞。

4）CSMA/CD原理

A 、工作站發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先偵聽(tīng)信道是否有載波，如果有，則表示信道忙，繼續(xù)偵聽(tīng)，直至檢測(cè)到空閑，并立即發(fā)送數(shù)據(jù)。

B 、在發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)程中進(jìn)行沖突檢測(cè)，若在沖突窗口內(nèi)未發(fā)生沖突，則表示數(shù)據(jù)發(fā)送成功，否則立即停止發(fā)送，并采用二進(jìn)制回退算法，等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間后再重復(fù)發(fā)送過(guò)程。

C 、對(duì)于接受方，則根據(jù)數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)和正確與否，物理地址是否為自己，來(lái)決定是否將數(shù)據(jù)交給上層協(xié)議。

IP 地址與硬件地址

物理地址是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址，而IP 地址是網(wǎng)絡(luò)層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址。

IP 地址是放在IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部，而硬件地址則存放在MAC 幀的首部。在網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)層以上使用的是IP 地址，而數(shù)據(jù)鏈路層及以下使用的是硬件地址。當(dāng)IP 數(shù)據(jù)報(bào)放入數(shù)據(jù)鏈路層的MAC 幀中以后，整個(gè)IP 數(shù)據(jù)報(bào)就成為MAC 幀的數(shù)據(jù)，因而在數(shù)據(jù)鏈路層看不見(jiàn)數(shù)據(jù)報(bào)的IP 地址。

ARP 工作原理：

(1)ARP進(jìn)程在本局域網(wǎng)上廣播發(fā)送一個(gè)ARP 請(qǐng)求分組。

(2)在本局域網(wǎng)上的所有主機(jī)上運(yùn)行的ARP 進(jìn)程都收到此ARP 請(qǐng)求分組

(3)主機(jī)B 在ARP 請(qǐng)求分組中見(jiàn)到自己的IP 地址，就向主機(jī)A 發(fā)送ARP 響應(yīng)分組，并寫入自己的硬件地址。

(4)主機(jī)A 收到主機(jī)B 的ARP 響應(yīng)分組后，就在其ARP 高速緩存中寫入主機(jī)B 的IP 地址到硬件的映射。

常用端口號(hào)

FTP:21 TELNET:23

SMTP:25

DNS:53

TFTP:69

HTTP:80

SNMP:161

SNMP(trap):162

流量控制

? 流量控制(flow control) 就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快，既要讓接收方來(lái)得及接收，

也不要使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。

? 利用滑動(dòng)窗口機(jī)制可以很方便地在 TCP 連接上實(shí)現(xiàn)流量控制。

? TCP 為每一個(gè)連接設(shè)有一個(gè)持續(xù)計(jì)時(shí)器。

? 只要 TCP 連接的一方收到對(duì)方的零窗口通知，就啟動(dòng)持續(xù)計(jì)時(shí)器。

? 若持續(xù)計(jì)時(shí)器設(shè)置的時(shí)間到期，就發(fā)送一個(gè)零窗口探測(cè)報(bào)文段（僅攜帶 1 字節(jié)的數(shù)據(jù)），

而對(duì)方就在確認(rèn)這個(gè)探測(cè)報(bào)文段時(shí)給出了現(xiàn)在的窗口值。

? 若窗口仍然是零，則收到這個(gè)報(bào)文段的一方就重新設(shè)置持續(xù)計(jì)時(shí)器。 ? 若窗口不是零，則死鎖的僵局就可以打破了。

擁塞控制

1）一般原理

? 在某段時(shí)間，若對(duì)網(wǎng)絡(luò)中某資源的需求超過(guò)了該資源所能提供的可用部分，網(wǎng)絡(luò)的性能

就要變壞——產(chǎn)生擁塞(congestion)。

? 出現(xiàn)資源擁塞的條件：

對(duì)資源需求的總和 > 可用資源 (5-7)

? 若網(wǎng)絡(luò)中有許多資源同時(shí)產(chǎn)生擁塞，網(wǎng)絡(luò)的性能就要明顯變壞，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量將隨

輸入負(fù)荷的增大而下降。

2）擁塞控制和流量控制的關(guān)系

? 擁塞控制所要做的都有一個(gè)前提，就是網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。

? 擁塞控制是一個(gè)全局性的過(guò)程，涉及到所有的主機(jī)、所有的路由器，以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳

輸性能有關(guān)的所有因素。

? 流量控制往往指在給定的發(fā)送端和接收端之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信量的控制。

? 流量控制所要做的就是抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以便使接收端來(lái)得及接收。

3）慢開(kāi)始算法的原理

? 在主機(jī)剛剛開(kāi)始發(fā)送報(bào)文段時(shí)可先設(shè)置擁塞窗口 cwnd = 1，即設(shè)置為一個(gè)最大報(bào)文段

MSS 的數(shù)值。

? 在每收到一個(gè)對(duì)新的報(bào)文段的確認(rèn)后，將擁塞窗口加倍，即增加一個(gè) MSS 的數(shù)值。 ? 用這樣的方法逐步增大發(fā)送端的擁塞窗口 cwnd ，可以使分組注入到網(wǎng)絡(luò)的速率更加合

理。

4）設(shè)置慢開(kāi)始門限狀態(tài)變量ssthresh

? 慢開(kāi)始門限 ssthresh 的用法如下：

? 當(dāng) cwnd < ssthresh 時(shí)，使用慢開(kāi)始算法。

? 當(dāng) cwnd > ssthresh 時(shí)，停止使用慢開(kāi)始算法而改用擁塞避免算法。

? 當(dāng) cwnd = ssthresh 時(shí)，既可使用慢開(kāi)始算法，也可使用擁塞避免算法。

? 擁塞避免算法的思路是讓擁塞窗口 cwnd 緩慢地增大，即每經(jīng)過(guò)一個(gè)往返時(shí)間 RTT 就

把發(fā)送方的擁塞窗口 cwnd 加 1，而不是加倍，使擁塞窗口 cwnd 按線性規(guī)律緩慢增長(zhǎng)。

5）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時(shí)

? 無(wú)論在慢開(kāi)始階段還是在擁塞避免階段，只要發(fā)送方判斷網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞（其根據(jù)就是沒(méi)

有按時(shí)收到確認(rèn)），就要把慢開(kāi)始門限 ssthresh 設(shè)置為出現(xiàn)擁塞時(shí)的發(fā)送方窗口值的一半（但不能小于2）。

? 然后把擁塞窗口 cwnd 重新設(shè)置為 1，執(zhí)行慢開(kāi)始算法。

? 這樣做的目的就是要迅速減少主機(jī)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的分組數(shù)，使得發(fā)生擁塞的路由器有足

夠時(shí)間把隊(duì)列中積壓的分組處理完畢。

6）乘法減小

? “乘法減小“是指不論在慢開(kāi)始階段還是擁塞避免階段，只要出現(xiàn)一次超時(shí)（即出現(xiàn)一次

網(wǎng)絡(luò)擁塞），就把慢開(kāi)始門限值 ssthresh 設(shè)置為當(dāng)前的擁塞窗口值乘以 0.5。

? 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)頻繁出現(xiàn)擁塞時(shí)，ssthresh 值就下降得很快，以大大減少注入到網(wǎng)絡(luò)中的分組數(shù)。

7）加法增大

? “加法增大”是指執(zhí)行擁塞避免算法后，在收到對(duì)所有報(bào)文段的確認(rèn)后（即經(jīng)過(guò)一個(gè)

往返時(shí)間），就把擁塞窗口 cwnd 增加一個(gè) MSS 大小，使擁塞窗口緩慢增大，以防止網(wǎng)絡(luò)過(guò)早出現(xiàn)擁塞。

8）發(fā)送方窗口的上限值

? 發(fā)送方的發(fā)送窗口的上限值應(yīng)當(dāng)取為接收方窗口 rwnd 和擁塞窗口 cwnd 這兩個(gè)變量

中較小的一個(gè)，即應(yīng)按以下公式確定：

發(fā)送窗口的上限值 = Min [rwnd, cwnd] (5-8)

? 當(dāng) rwnd < cwnd 時(shí)，是接收方的接收能力限制發(fā)送窗口的最大值。

? 當(dāng) cwnd < rwnd 時(shí)，則是網(wǎng)絡(luò)的擁塞限制發(fā)送窗口的最大值。 擁塞控制的方法：，慢開(kāi)始、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)

TCP 三次握手

1）A 的 TCP 向 B 發(fā)出連接請(qǐng)求報(bào)文段，其首部中的同步位 SYN = 1，并選擇序號(hào) seq = x，表明傳送數(shù)據(jù)時(shí)的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)是 x 。

2）B 的 TCP 收到連接請(qǐng)求報(bào)文段后，如同意，則發(fā)回確認(rèn)。B 在確認(rèn)報(bào)文段中應(yīng)使 SYN = 1，使 ACK = 1，其確認(rèn)號(hào)ack = x 1，自己選擇的序號(hào) seq = y。

3）A 收到此報(bào)文段后向 B 給出確認(rèn)，其 ACK = 1，確認(rèn)號(hào) ack = y 1。A 的 TCP 通 知上層應(yīng)用進(jìn)程，連接已經(jīng)建立。B 的 TCP 收到主機(jī) A 的確認(rèn)后，也通知其上層應(yīng)用進(jìn)程：TCP 連接已經(jīng)建立。

遞歸查詢和迭代查詢

? 主機(jī)向本地域名服務(wù)器的查詢一般都是采用遞歸查詢。如果主機(jī)所詢問(wèn)的本地域名服務(wù)

器不知道被查詢域名的 IP 地址，那么本地域名服務(wù)器就以 DNS 客戶的身份，向其他根域名服務(wù)器繼續(xù)發(fā)出查詢請(qǐng)求報(bào)文。

? 本地域名服務(wù)器向根域名服務(wù)器的查詢通常是采用迭代查詢。當(dāng)根域名服務(wù)器收到本地

域名服務(wù)器的迭代查詢請(qǐng)求報(bào)文時(shí)，要么給出所要查詢的 IP 地址，要么告訴本地域名服務(wù)器：“你下一步應(yīng)當(dāng)向哪一個(gè)域名服務(wù)器進(jìn)行查詢”。然后讓本地域名服務(wù)器進(jìn)行后續(xù)的查詢。

URL 的格式

URL

統(tǒng)一資源定位符是用來(lái)表示從因特網(wǎng)上得到的資源位置和訪問(wèn)這些資源的方法。