第一章：概述

互連網(wǎng)：指在局部范圍互連起來的計算機網(wǎng)絡(luò)。(internet，小寫)

互聯(lián)網(wǎng)：指當今世界上最大的計算機網(wǎng)絡(luò)。（Internet，首字母大寫）

互聯(lián)網(wǎng)的兩個基本特點：連通性與共享（connectivity & sharing）

網(wǎng)絡(luò)的組成：鏈路（link）和結(jié)點（node）

互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者 ISP (Internet Service

Provider)，ISP可分為主干、地區(qū)、本地三個層級

IXP：互聯(lián)網(wǎng)交換點（Internet eXchange Point），用來連接兩個網(wǎng)絡(luò)

RFC文檔：互聯(lián)網(wǎng)標準制定所用的文檔

邊緣部分：主機，進行信息處理（通信、資源共享等）

核心部分：路由器與路由器連接的網(wǎng)絡(luò)，以存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式進行分組交換，提供連通性與交換

計算機通信指的是進程間的通信，比如QQ間的通信

計算機通信方式可分為C/S客戶與服務(wù)器模式、P2P對等方式

C/S：Client/Server,這種方式嚴格區(qū)分服務(wù)與被服務(wù)者，想一下LOL的服務(wù)器，它應(yīng)該具備什么特點？首先它比我們的主機更龐大與復(fù)雜，不斷地運行著（中斷了會被投訴），然后需要強大的硬件與高級的操作系統(tǒng)支持。此外，我們的主機（客戶），需要知道服務(wù)器的地址，這樣才能找到它，但它不需要知道我們的地址，但是，當服務(wù)建立起來的時候，它就知道我們的地址了，此時可以雙向通信（全雙工）

P2P：對等連接，這種需要雙方互相知道彼此的地址

注意：這里的客戶和服務(wù)器指的是進程，比如你的qq是客戶，qq的服務(wù)器是服務(wù)器

電路交換：面向連接的，發(fā)送整個報文，如電話，需要建立連接à通信à釋放連接，在通信過程中整個通道被占用，打電話的時候即是不說話，還是被占用

報文交換：將整個報文分段存儲轉(zhuǎn)發(fā)，不面向連接

分組交換：將報文切片分組，分段存儲轉(zhuǎn)發(fā)分組，分時段占用帶寬

報文交換和分組交換不需要預(yù)先分配傳輸帶寬，在傳送突發(fā)數(shù)據(jù)時可提高整個網(wǎng)絡(luò)的信道利用率。

廣域網(wǎng) WAN (Wide Area Network)：作用范圍通常為幾十到幾千公里。

城域網(wǎng) MAN (Metropolitan Area

Network)：作用距離約為? 5 ~ 50公里。

局域網(wǎng) LAN (Local Area Network) ：局限在較小的范圍（如 1 公里左右）。

個人區(qū)域網(wǎng) PAN (Personal Area

Network) ：范圍很小，大約在 10 米左右。

若中央處理機之間的距離非常近（如僅1米的數(shù)量級甚至更小些），則一般就稱之為多處理機系統(tǒng)，而不稱它為計算機網(wǎng)絡(luò)。

公用網(wǎng)(public network)

按規(guī)定交納費用的人都可以使用的網(wǎng)絡(luò)。因此也可稱為公眾網(wǎng)。

專用網(wǎng)(private network)

為特殊業(yè)務(wù)工作的需要而建造的網(wǎng)絡(luò)。

接入網(wǎng) AN (Access Network)：接入網(wǎng)是從某個用戶端系統(tǒng)到互聯(lián)網(wǎng)中的第一個路由器（也稱為邊緣路由器）之間的一種網(wǎng)絡(luò)。它既不屬于邊緣部分，也不屬于核心部分，而是連接這兩部分的橋梁。

計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標：

①速率：指的比特率，速率的單位是 bit/s，或 kbit/s、Mbit/s、 Gbit/s 等。

注意區(qū)分：1MB/s指的是10^6*8bit/s，而我們的U盤大小為32MB指的是32*2^20*8bit

也就是容量用的是1024,2^10來算的，涉及到速率用的是我們熟知的10的幾次方

②帶寬：時域表示：最高數(shù)據(jù)率；頻域表示：頻帶寬度

頻帶越寬，能傳輸?shù)淖罡邤?shù)據(jù)率也就越高

③吞吐率：想象一個水管，帶寬是這個水管的最大水流量，而吞吐量只是這個水管的實際使用情況，吞吐量小于帶寬

④時延：包括處理時延、排隊時延、發(fā)送時延與傳播時延

想象一下你在游樂園準備坐過山車，這時候工作人員開始檢票

處理時延就是一些身份的識別以及檢查票據(jù)，排隊時延就是你后面的人會等你處理完才能進入處理流程，發(fā)送時延就是從你坐上了過山車幫你系安全帶到啟動的過程，傳播時延就是你從起點坐到終點的時間，這里比喻可能不完全恰當，幫助理解即可

發(fā)送時延：數(shù)據(jù)幀長度/發(fā)送速率

傳播時延：信道長度/電磁波在此信道上的傳播速率

處理時延與路由器或主機的結(jié)構(gòu)和性能有關(guān)

排隊時延與網(wǎng)絡(luò)的通信量有關(guān)

想想我們用的寬帶，100M的帶寬比20M的帶寬來說，縮減的是發(fā)送時延，更快地把用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送到信道的起始端，但是這并不意味著我們的延遲就能降下來，因為還有信道中的傳輸延時，即傳播延時，比如LOL的班德爾服務(wù)器在成都，傳播延時相對來說很小，而你如果連接北京甚至是國外的服務(wù)器，自然傳播延時居高不下，你再怎么提升帶寬都沒用的，此時應(yīng)該引入第三方的加速技術(shù)

⑤時延帶寬積：傳播延時*帶寬，這個代表的在特定帶寬下，信道里面能容納的最大bit數(shù)，也就是你保持最高數(shù)據(jù)率不停地發(fā)送數(shù)據(jù)，在路上可以塞下的數(shù)據(jù)總量，當路上塞滿了數(shù)據(jù)的時候，這個信道的利用率也就為1

回到過山車的例子，假設(shè)過山車設(shè)備充足，發(fā)送和接收是分離的，這一條路在特定發(fā)射速率下也只能容下一定的游客，再多發(fā)送一個游客都會碰撞

⑥往返時間 RTT：往返時間表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到來自接收方的確認，總共經(jīng)歷的時間。

⑦利用率：分為信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率

網(wǎng)絡(luò)利用率是信道利用率的加權(quán)平均值，利用率越高，時延也就越大，也就是會很卡，網(wǎng)絡(luò)的高峰期通常會表現(xiàn)為延遲高

協(xié)議（Protocol）的三要素：

語法：數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式 。

語義：需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應(yīng)。

同步：事件實現(xiàn)順序的詳細說明。

五層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)：

應(yīng)用層(application layer)

運輸層(transport layer)

網(wǎng)絡(luò)層(network layer)

數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer)

物理層(physical layer)

①從應(yīng)用層往下，需要不斷地封裝，如添加首部（對于數(shù)據(jù)鏈路層還需添加尾部）

②從物理層網(wǎng)上，需要不斷地拆解，像拆包裹一樣

③對等層之間的數(shù)據(jù)單元叫做PDU（Protocol Data Unit）

④層與層之間的數(shù)據(jù)單元叫做SDU（Service Data Unit）

⑤同一系統(tǒng)相鄰兩層的實體進行交互的地方，稱為服務(wù)訪問點 SAP (Service Access Point)。

⑥協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等層實體之間的通信

⑦服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是下層向上層通過層間接口提供的，這個層間接口是SAP

對垂直的理解：以郵寄包裹為例，我想給小明寄包裹，我需要用到物流的服務(wù)，如順豐，而順豐在后門的那個店面是服務(wù)訪問點，我只關(guān)心它能幫我送快遞，而不在乎快遞是怎么送的，這是垂直與屏蔽底層硬件差別

對水平的理解：我可以事先給小明說好，如果你收到的不是我給你的東西，你就去找順豐的問題，這是一種協(xié)議，差錯檢測可以由高層來完成說的就是這個道理，此外我們之間還可以規(guī)定一些特定的交流方式，在郵寄的內(nèi)容中體現(xiàn)

⑧協(xié)議需要考慮到各種異常情況，對女生說今晚7點食堂見不是協(xié)議，因為你或者她7點不一定會到，你還需要規(guī)定如果等了5分鐘還沒到就算逑

運輸層最重要的協(xié)議是TCP（面向連接）和UDP（無連接）

網(wǎng)絡(luò)層最重要的協(xié)議是IP

面向連接與無連接的差別，有興趣可以看看：https://www.zhihu.com/question/51388497

第二章：物理層

物理層的作用是要盡可能地屏蔽掉不同傳輸媒體和通信手段的差異。

物理層不是指物理傳輸媒體，傳輸媒體如交叉網(wǎng)線、同軸電纜、光纖是第0層

物理層確定接口的特性（了解）：

機械特性 ：指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等。

電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。

功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。

過程特性 ：指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。

信噪比(dB) = 10 log10(S/N)? (dB)

例如，當 S/N = 10 時，信噪比為 10 dB，而當 S/N = 1000時，信噪比為 30 dB。?

這里還有一些通信原理中學(xué)過的全雙工、半雙工、碼元、調(diào)制解調(diào)什么的，沒有列出，大家應(yīng)該都懂的

香農(nóng)公式：

信道極限傳輸速率C = W log2(1+S/N)??? (bit/s)

其中： W 為信道的帶寬（以 Hz 為單位）；

???????????? S為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；

???????????? N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。?

導(dǎo)引型與非導(dǎo)引型傳輸媒體指的就是有線與無線

導(dǎo)引型包括雙絞線（常見網(wǎng)線）、同軸電纜、光纖等

頻分復(fù)用(Frequency Division

Multiplexing)：所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源（請注意，這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率）。

時分復(fù)用(Time Division

Multiplexing)：時分復(fù)用的所有用戶是在不同的時間占用同樣的頻帶寬度。

統(tǒng)計時分復(fù)用(Statistic TDM)：STDM 幀不是固定分配時隙，而是按需動態(tài)地分配時隙。因此統(tǒng)計時分復(fù)用可以提高線路的利用率。

波分復(fù)用(Wavelength Division

Multiplexing) ：也就是光的頻分復(fù)用

碼分復(fù)用(Code Division Multiple

Access)：用m位碼片（正負1組成）來表示二進制的1或者0，需要發(fā)送1的時候就發(fā)送m位碼片，在接收方與發(fā)送方持有相同的碼片，進行內(nèi)積可以得到正負1，而與其他不相關(guān)的碼片的內(nèi)積是0，這樣就有效地屏蔽了其他用戶的信號，專注與接收自己的信號，使用碼分復(fù)用，數(shù)據(jù)率提升m倍，頻帶寬度也相應(yīng)提升m倍，這是一種擴頻技術(shù)

非對稱數(shù)字用戶線 ADSL (Asymmetric Digital

Subscriber Line)，一種基于電話線的寬帶，是早些年代所用的撥號連接，當時的網(wǎng)線需要接在電話分離器上面

非對稱的意思是，上傳所占用的頻帶和下載所占頻帶不一樣，因為對于用戶來說，下載的需求比上傳更大

[if !vml]

[endif]

第三章：數(shù)據(jù)鏈路層

點對點信道。這種信道使用一對一的點對點通信方式。

廣播信道。這種信道使用一對多的廣播通信方式，因此過程比較復(fù)雜。廣播信道上連接的主機很多，因此必須使用專用的共享信道協(xié)議來協(xié)調(diào)這些主機的數(shù)據(jù)發(fā)送。

鏈路：只是一條通路的一個組成部分。

數(shù)據(jù)鏈路 (data link) ：除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。

若把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。

現(xiàn)在最常用的方法是使用適配器Adapter（即網(wǎng)卡）來實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件。

一般的適配器都包括了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的功能。

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的三個基本問題：

1. 封裝成幀：即加入首部與尾部，控制字符 SOH (Start Of Header) 放在一幀的最前面，表示幀的首部開始。另一個控制字符 EOT (End Of Transmission)表示幀的結(jié)束。

2.透明傳輸：當數(shù)據(jù)中出現(xiàn)與SOH和EOT相同的字符時，通過一定方式，如加入轉(zhuǎn)義符ESC，使得數(shù)據(jù)能夠順利傳輸而不會被提前中斷

3.差錯控制：解決bit傳輸差錯：1變?yōu)?，或者0變?yōu)?

差錯檢測用的是在數(shù)據(jù)幀尾部加入FCS (Frame Check Sequence)來實現(xiàn)的

循環(huán)冗余碼CRC（Cyclic Redundancy Check）只是FCS的一種實現(xiàn)

一個CRC例子：

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。

無差錯傳輸指的是無比特差錯，即1沒有變?yōu)?，0沒有變?yōu)?

但是，收到的數(shù)據(jù)可能少了個1，1和0的位置反了，而這些是可靠傳輸解決的問題，交給高層（運輸層等）來解決

點對點協(xié)議PPP (Point-to-PointProtocol)

兩種解決透明傳輸?shù)姆椒?/p>

①字符填充

將信息字段中出現(xiàn)的每一個 0x7E 字節(jié)轉(zhuǎn)變成為 2 字節(jié)序列 (0x7D, 0x5E)。

若信息字段中出現(xiàn)一個 0x7D 的字節(jié), 則將其轉(zhuǎn)變成為 2 字節(jié)序列 (0x7D, 0x5D)。

若信息字段中出現(xiàn) ASCII 碼的控制字符（即數(shù)值小于 0x20 的字符），則在該字符前面要加入一個 0x7D 字節(jié)，同時將該字符的編碼加以改變。?

②零比特填充

在發(fā)送端，只要發(fā)現(xiàn)有 5 個連續(xù) 1，則立即填入一個 0。

接收端對幀中的比特流進行掃描。每當發(fā)現(xiàn) 5 個連續(xù)1時，就把這 5 個連續(xù) 1 后的一個 0 刪除

PPP協(xié)議已不是純粹的數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議，它還包含了物理層和網(wǎng)絡(luò)層的內(nèi)容。

網(wǎng)絡(luò)接口板又稱為通信適配器 (adapter) 或網(wǎng)絡(luò)接口卡 NIC (Network Interface

Card)，或“網(wǎng)卡”。

適配器的重要功能：

進行串行/并行轉(zhuǎn)換。

對數(shù)據(jù)進行緩存。

在計算機的操作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動程序。

實現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。?

CSMA/CD含義：載波監(jiān)聽多點接入 / 碰撞檢測? (Carrier Sense Multiple Access with CollisionDetection)。

“多點接入”表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。

“載波監(jiān)聽”是指每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。

總線上并沒有什么“載波”。因此， “載波監(jiān)聽”就是用電子技術(shù)檢測總線上有沒有其他計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)信號。

“碰撞檢測”就是計算機邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓大小。

當幾個站同時在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。

當一個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定的門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在發(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”也稱為“沖突檢測”。

對CSMA/CD的高度總結(jié)：

①十六字真言：先聽后發(fā)，邊聽變發(fā)，沖突停發(fā)，隨機重發(fā)

理解：相當于一個小屋子里面大家討論問題，先聽聽有沒有人在說話，沒人說話你就說，但是為什么你說話的時候還要聽有沒有人說話呢？因為對于計算機通信來說，基于一定的規(guī)模下，別人說的話可能還沒傳過來，也就是在路上，一旦發(fā)現(xiàn)說話沖突了，就停止，然后采用二進制指數(shù)類型退避算法(truncated binary

exponential type)，也就是選取隨機時間再說話，這種算法失敗的次數(shù)越多，選擇的隨機時間越長，達到一定的次數(shù)就放棄發(fā)送并向高層報告

②這是一種半雙工工作方式，別人說話你不能說，你說的時候別人不能說

③爭用期2τ：會發(fā)生碰撞的時期

10 Mbit/s 以太網(wǎng)取 51.2 μs 為爭用期的長度。

對于 10 Mbit/s 以太網(wǎng)，在爭用期內(nèi)可發(fā)送 512 bit，即64字節(jié)。

這意味著：

以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時，若前 64 字節(jié)沒有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會發(fā)生沖突。

為提高利用率，以太網(wǎng)的參數(shù)a的值應(yīng)當盡可能小些。

對以太網(wǎng)參數(shù) α 的要求是：

當數(shù)據(jù)率一定時，以太網(wǎng)的連線的長度受到限制，否則τ的數(shù)值會太大。

以太網(wǎng)的幀長不能太短，否則 T0 的值會太小，使 α 值太大。

MAC幀：6字節(jié)，48位，16進制表示，全球唯一，燒錄在網(wǎng)卡的Rom中，被稱為硬件地址

無效的 MAC 幀

數(shù)據(jù)字段的長度與長度字段的值不一致；

幀的長度不是整數(shù)個字節(jié)；

用收到的幀檢驗序列 FCS 查出有差錯；

數(shù)據(jù)字段的長度不在 46 ~ 1500 字節(jié)之間。

有效的 MAC 幀長度為64

~ 1518 字節(jié)之間。（加上6+6+2+4的首部與尾部）

對于檢查出的無效 MAC 幀就簡單地丟棄。以太網(wǎng)不負責(zé)重傳丟棄的幀。

PPPoE (PPP over Ethernet) 的意思是“在以太網(wǎng)上運行 PPP”，它把 PPP 協(xié)議與以太網(wǎng)協(xié)議結(jié)合起來 —— 將PPP 幀再封裝到以太網(wǎng)中來傳輸。

現(xiàn)在的光纖寬帶接入 FTTx 都要使用 PPPoE 的方式進行接入。在 PPPoE 彈出的窗口中鍵入在網(wǎng)絡(luò)運營商購買的用戶名和密碼，就可以進行寬帶上網(wǎng)了。

利用 ADSL 進行寬帶上網(wǎng)時，從用戶個人電腦到家中的 ADSL 調(diào)制解調(diào)器之間，也是使用 RJ-45 和 5 類線（即以太網(wǎng)使用的網(wǎng)線）進行連接的，并且也是使用 PPPoE 彈出的窗口進行撥號連接的。

集線器（HUB）、交換機、路由器的重要區(qū)別：

集線器：采用CSMA/CD協(xié)議，半雙工，屬于共享式帶寬（所有用戶來均分）

交換機：其核心是基于交換表的轉(zhuǎn)發(fā)與過濾，不采取CSMA/CD,是全雙工，基本取代HUB，屬于獨享式帶寬

HUB相當于十字路口，大家傳輸?shù)男畔⒖赡軙鲎?/p>

交換機相當于立交橋，各傳各的信息，不會碰撞

所以，集線器不能劃分沖突域，交換機可以劃分沖突域

路由器可以劃分廣播域，并實現(xiàn)廣播域間的通信，而一般來說，純粹的交換機（二層交換機）不能劃分廣播域，三層交換機可以

第四章：網(wǎng)絡(luò)層

IP協(xié)議配套使用的還有三個協(xié)議：

地址解析協(xié)議ARP

??? (Address Resolution Protocol)

網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP

?? (Internet Control Message Protocol)

網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP

?? (Internet Group Management Protocol)

中間設(shè)備又稱為中間系統(tǒng)或中繼 (relay)系統(tǒng)。

有以下五種不同的中間設(shè)備：

物理層中繼系統(tǒng)：轉(zhuǎn)發(fā)器 (repeater)。

數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋 或 橋接器 (bridge)。

網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)：路由器 (router)。

網(wǎng)橋和路由器的混合物：橋路器 (brouter)。

網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān) (gateway)。?

注：HUB相當于多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器

網(wǎng)橋是端口數(shù)比較少的交換機

網(wǎng)關(guān)本來是指網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)，但現(xiàn)在也主要指路由器為網(wǎng)關(guān)

對ABC類地址的記憶方法，注意觀察其特點：

首先，IP地址是4字節(jié)，共32位

①從A到C，網(wǎng)絡(luò)號的字節(jié)數(shù)依次為1、2、3

②從A到C，“1”的個數(shù)依次為0、1、2

③ABC類地址的劃分有一個固定的“0”

點分十進制的轉(zhuǎn)換方法：

首先明確四位二進制的權(quán)值：依次是8421，0110=4+2=6

如圖，推薦使用十六進制與二進制結(jié)合的方法，對于低4位，我們用二進制轉(zhuǎn)換，高四位用十六進制轉(zhuǎn)換，如1001 1001/ 1111 1111/10001000/0001 0001

高位來說：對于1001，可以寫成0x 9，對于1111，可以寫成0x F，對于1000，可以寫成0x 8,對于0001，可以寫成0x 1 ，低位當然就是十進制的9、15、8、1

于是點分十進制寫法為153.255.128.17

當然習(xí)慣二進制直接轉(zhuǎn)換的同學(xué)可以保留自己的習(xí)慣

A類地址網(wǎng)絡(luò)號為什么-2？

因為全0代表本網(wǎng)絡(luò)，全1是環(huán)回測試，都不用于分配

B類和C類為什么網(wǎng)絡(luò)號只減1呢？

B類和C類由于固定部分有1和0，不會再出現(xiàn)全1和全0 了，但是還是人為規(guī)定出了固定首部之外全為0的網(wǎng)絡(luò)號不用，即128.0.0.0不用，C類同理

對于主機數(shù)來說，全0的主機代表本主機，全1的主機代表對所有主機的廣播，也不用，所以需要-2

ARP 作用：

依靠ARP 高速緩存

從網(wǎng)絡(luò)層使用的 IP 地址，解析出在數(shù)據(jù)鏈路層使用的硬件地址。

如果所要找的主機和源主機不在同一個局域網(wǎng)上，那么就要通過 ARP 找到一個位于本局域網(wǎng)上的某個路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個路由器，讓這個路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個網(wǎng)絡(luò)。剩下的工作就由下一個網(wǎng)絡(luò)來做。

在同一個局域網(wǎng)上的主機或者路由器的IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號必須是一樣的，也即局域網(wǎng)的網(wǎng)段相同

路由器至少要擁有兩個不同網(wǎng)段的IP地址，因為路由器要連接至少兩個網(wǎng)絡(luò)

分析一下如何做這個題，題目給的數(shù)據(jù)報是3820字節(jié)，又告訴用的固定首部（20字節(jié)，記住），那么數(shù)據(jù)部分就是3800字節(jié)，題目又說數(shù)據(jù)片長度不超過1400，那么就分為1400，1400，1000，每個分片又需要加上首部，所以多20個字節(jié)

MF代表More Fragment，表示后面還有分片

DF代表Don’t Fragment，DF=0表示還可以分片

片位移：每一個數(shù)據(jù)報片的起始字節(jié)/8

子網(wǎng)掩碼：用來進一步劃分子網(wǎng)，就是人為地區(qū)分網(wǎng)絡(luò)號與主機號，不同的子網(wǎng)掩碼的效果不同

無分類域間路由選擇 CIDR (Classless

Inter-Domain Routing)：

CIDR使用“斜線記法”(slash notation)，它又稱為 CIDR 記法，即在 IP 地址面加上一個斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的位數(shù)（這個數(shù)值對應(yīng)于三級編址中子網(wǎng)掩碼中 1 的個數(shù)）。例如：220.78.168.0/24

128.14.32.0/20地址塊的最小地址：128.14.32.0

128.14.32.0/20地址塊的最大地址：128.14.47.255

全 0 和全 1 的主機號地址一般不使用。

路由聚合 (route aggregation)：也稱為構(gòu)成超網(wǎng)(supernetting)

在星號 * 之前是網(wǎng)絡(luò)前綴，而星號 * 表示 IP 地址中的主機號，可以是任意值。?

使用 CIDR 時，路由表中的每個項目由“網(wǎng)絡(luò)前綴”和“下一跳地址”組成。在查找路由表時可能會得到不止一個匹配結(jié)果。

應(yīng)當從匹配結(jié)果中選擇具有最長網(wǎng)絡(luò)前綴的路由：最長前綴匹配 (longest-prefix matching)。

網(wǎng)絡(luò)前綴越長，其地址塊就越小，因而路由就越具體 (more specific) 。

最長前綴匹配又稱為最長匹配或最佳匹配。

PING(Packet InterNet Groper)

PING 用來測試兩個主機之間的連通性。

PING使用了 ICMP 回送請求與回送回答報文。

PING是應(yīng)用層直接使用網(wǎng)絡(luò)層 ICMP 的例子，它沒有通過運輸層的 TCP 或UDP。

Traceroute 的應(yīng)用舉例

在 Windows 操作系統(tǒng)中這個命令是 tracert。

用來跟蹤一個分組從源點到終點的路徑。

它利用 IP 數(shù)據(jù)報中的 TTL 字段和 ICMP 時間超過差錯報告報文實現(xiàn)對從源點到終點的路徑的跟蹤。

內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP：具體的協(xié)議有多種，如RIP 和OSPF 等。

RIP是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議

OSPF是一種分布式的基于鏈路狀態(tài)的路由選擇協(xié)議

在RIP中，每個路由器只知道到所有路由器的距離以及下一跳路由器，不知道全網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，且由于所處位置不同，每個路由器的路由表不同；發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時，要經(jīng)過較長時間才能將此信息傳送給所有路由器，即所謂的“好消息傳得快，壞消息傳得慢”，收斂慢

在OSPF中，由于交換的信息是相鄰的路由器的鏈路狀態(tài)，故每一個路由器都能建立起一個鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫（即全網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖），該數(shù)據(jù)庫在全網(wǎng)范圍內(nèi)是一致的（這稱為“鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的同步”）。在ＯＳＰＦ中，鏈路數(shù)據(jù)庫能較快的更新，故ＯＳＰＦ的更新過程收斂快

注：RIP這個協(xié)議只在乎距離短，不在乎路徑質(zhì)量，就像你從西南石油大學(xué)去成都醫(yī)學(xué)院，距離最近的路可能很擁堵，換一條繞一點的路就會比較通暢了，但RIP不這么認為，它認為距離近才是好，這是它的一個局限性，但在道路不擁堵的情況下，這樣是好的

外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 EGP：目前使用的協(xié)議就是 BGP。

由于 IP 地址的緊缺，一個機構(gòu)能夠申請到的IP地址數(shù)往往遠小于本機構(gòu)所擁有的主機數(shù)。

考慮到互聯(lián)網(wǎng)并不很安全，一個機構(gòu)內(nèi)也并不需要把所有的主機接入到外部的互聯(lián)網(wǎng)。

假定在一個機構(gòu)內(nèi)部的計算機通信也是采用 TCP/IP 協(xié)議，那么從原則上講，對于這些僅在機構(gòu)內(nèi)部使用的計算機就可以由本機構(gòu)自行分配其 IP 地址。

解決：RFC 1918指明了一些專用地址 (private address)。專用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在互聯(lián)網(wǎng)中的所有路由器，對目的地址是專用地址的數(shù)據(jù)報一律不進行轉(zhuǎn)發(fā)。

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 NAT (Network AddressTranslation)? 方法于1994年提出。

需要在專用網(wǎng)連接到互聯(lián)網(wǎng)的路由器上安裝 NAT 軟件。裝有 NAT 軟件的路由器叫作 NAT路由器，它至少有一個有效的外部全球IP地址。

所有使用本地地址的主機在和外界通信時，都要在 NAT 路由器上將其本地地址轉(zhuǎn)換成全球 IP 地址，才能和互聯(lián)網(wǎng)連接。?

對于一個內(nèi)部機構(gòu)來說，比如西南石油大學(xué)，由于IP資源有限，一般很難做到人手一個獨一無二的IP地址，但可以給大家分配專用網(wǎng)地址，常見的有172.16.0、10.0、192.168.0，這些都是專用網(wǎng)常見的打頭地址，這些專用網(wǎng)的地址和外界是重復(fù)了的，又叫復(fù)用IP地址，如果只是校內(nèi)的訪問，這些IP即使重復(fù)了，也不會有什么影響，但一旦要和外界交流的時候，你就必須拿出你的IP身份證了（唯一的IP地址），這時候就會用到NAT轉(zhuǎn)換技術(shù)，也就是給專用網(wǎng)地址對應(yīng)一個用于外界通訊的IP地址，通訊返回的時候又轉(zhuǎn)換回來，VPN利用隧道技術(shù)和轉(zhuǎn)換技術(shù)可以實現(xiàn)已經(jīng)在外地工作的同學(xué)還能訪問校內(nèi)的資源，看起來就像處于一個專用網(wǎng)內(nèi)一樣（邏輯上）

域名系統(tǒng) DNS (Domain Name System)：實現(xiàn)網(wǎng)站域名向IP地址的映射

對于我們來說，想記住百度的IP地址是很麻煩的，因為沒有對應(yīng)的意義，而記住www.baidu.com相對比較容易，但想訪問百度又需要依靠IP地址，這時候DNS服務(wù)器便可幫助我們解析www.baidu.com為對應(yīng)的IP地址，IP地址又通過ARP解析為MAC地址，從而成功訪問到百度的服務(wù)器

這里需要注意，網(wǎng)絡(luò)層看起來是通過IP地址在通信，但實際上還是基于物理媒介的傳輸，需要知道MAC地址，但是我們通過分層與屏蔽，前面所講的“水平”與“垂直”，使這部分透明化了，我們不用去關(guān)心這些底部硬件的東西了，專注于高層的協(xié)議即可

上面兩幅圖，稍微解釋一下，遞歸之所以比較少用，是因為如果這個樣子查找，根域名器的工作量就會異常的大，這樣容易崩潰或者增加開銷，而采用迭代的方式可以有效減少其工作量

動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 提供了即插即用連網(wǎng) (plug-and-play

networking) 的機制。

DHCP是掌管IP池的，當有主機連入的時候，就給它分配一個IP，并有一定的租用期，租用期到了之后如果主機不再申請（比如下線了），就把這個IP收回給其他主機用，這個樣子可以有效地使用IP地址，也省去了配置