计算机网络

计算机网络体系结构

物理层

奈式准则

香农定理

奈式结合香农

数据编码

采样定理

采样频率≥2最高频率

数据传输率≤采样速率

电路交换、报文交换、分组交换

数据链路层

数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。

其主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能,将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一条无差错的链路。 功能

• 为网络层提供服务。无确认无连接服务，有确认无连接服务，有确认面向连接服务

• 链路管理，即连接的建立、维持、释放（用于面向连接服务）

• 组帧

• 流量控制。限制发送方

• 差错控制（帧错/位错）

四种组帧方式

• 字符计数法：在帧头部使用一个技术字段来标明帧内字符数

• 字符填充法：用特定字符来定界一帧，填充转义字符

• 零比特填充法。5110

• 违规编码法：在物理层进行比特编码时采用违规编码，如曼彻斯特编码中用“高-高”，“低-低”的违规编码来界定起始和终止

检错编码

检错编码：奇偶校验码、循环冗余码

纠错编码：海明码

奇偶校验码

CRC循环冗余码

海明码

要检错d位错，则码距需为d+1

要纠错d位错，则码距要2d+1

1确认校验码位数r

设n位有效信息位数，k为校验位的位数，则信息位n和校验位k应满足 n+k≤2^k-1

流量控制与可靠传输机制

可靠传输机制：使用确认和超时重传两种机制来完成。

停止-等待协议

发送窗口大小=1，接收窗口大小等于1

后退N帧协议（GBN）

发送窗口大小>1，接收窗口大小等于1

采用累积确认

发送窗口大小为 1<W_T≤2ⁿ-1

选择重传协议（SR）

发送窗口大小>1，接收窗口大小>1

发送窗口大小需满足 W_Tmax=W_Rmax=2^n-1

发送窗口急＋接收窗口≤2ⁿ  W_Tmax+W_Rmax≤2ⁿ

信道利用率

L为发送周期内发送的比特数据，T为发送周期即发送方从开始发送数据到收到第一个确认帧为止，C为发送方的数据传输效率

信道利用率=（L/C）/T

信道吞吐率=信道利用率*发送方的发送速率

介质访问控制

静态

ALOHA协议

纯ALOHA比时隙ALOHA吞吐量更低，效率更低

纯ALOHA想发就发，时隙ALOHA只有时间片段开始时才能发

CSMA协议

三种CSMA坚持

CSMA/CD

二进制指数退避算法

最小帧长问题

CSMA协议

载波监听多点接入/碰撞避免CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance）

为什么要有CSMA/CA ？

无线局域网①无法做到360° 全面检测碰撞

②存在隐蔽站：当A和C都检测不到信号，任务信道空闲时，同时向终端B发送数据帧，就会导致冲突

CSMA/CD与CSMA/CA

轮询访问介质访问控制

①轮询协议：主节点轮流“邀请”从属节点发送数据

②令牌传递协议

• 令牌网无碰撞

MAC子层和LLC子层

以太网

以太网MAC帧

无线局域网802.11

PPP协议

点对点协议PPP(Point-to-Point Protocol)是目前使用最广泛的数据链路层协议，用户使用拨号电话接入因特网时一般都使用PPP协议。 只支持全双工链路。

PPP协议应满足的要求

• 简单 对于链路层的帧，无需纠错，无需序号，无需流量控制。

• 封装成帧 帧定界符

• 透明传输 与帧定界符一样比特组合的数据应该如何处理:异步线路用字节填充，同步线路用比特填充。多种网络层协议封装的IP数据报可以采用多种协议。

• 多种类型链路 串行/并行，同步/异步，电/光..

• 差错检测 错就丢弃。

• 检测连接状态 链路是否正常工作。最大传送单元数据部分最大长度MTU。

• 网络层地址协商 知道通信双方的网络层地址。

• 数据压缩协商

PPP协议的帧格式

HDLC协议

VLAN

虚拟局域网VLAN (Virtual Local Area Network)是一种将局域网内的设备划分成与物理位置无关的逻辑组的技术，这些逻辑组有某些共同的需求。每个VLAN是一个单独的广播域/不同的子网。

网络层

SDN

网络层抽象为数据平面(也称转发平面)和控制平面

转发是数据平面实现的功能，而路由选择是控制平面实现的功能

SDN提供的编程接口称为北向接口

SDN控制器集群内部控制器之间的通信接口称为东西向接口

拥塞控制

开环控制—静态—事先考虑

闭环控制—动态—网络监控

路由算法

静态路由–手工配置

动态路由–算法自动

距离向量路由算法RIP

RIP路由信息协议

RIP一条路径最多只能包含15个路由器（只适合小型网络）

特点

• 仅和相邻路由器交换信息

• 路由器交换的信息是当前路由器所知道的全部信息，即自己的路由表

慢收敛

距离向量算法

链路状态路由算法OSPF

开放最短路径优先协议

1） OSPF向本自治系统中的所有路由器发送信息，这里使用的方法是洪泛法。而RIP仅向自 己相邻的几个路由器发送信息。

2） 发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是路由器所知道的部分信息。“链路状态”说明本路由器和哪些路由器相邻及该链路的“度量”（或代价）。而在 RIP中，发送的信息是本路由器所知道的全部信息，即整个路由表。

3） 只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息，并且更新过程收敛得快，不会出现RIP “坏消息传得慢”的问题。而在RIP中，不管网络拓扑是否 发生变化，路由器之间都会定期交换路由表的信息。

4） OSPF是网络层协议，它不使用UDP或TCP,而直接用IP数据报传送（其IP数据报首部的协议字段为89）。而RIP是应用层协议，它在传输层使用UDP

使用迪杰斯特拉算法来它到其他路由器的长度

OFPS可以设置不同代价

如果到同一个目的网络有多条相同代价的路径，那么可以将通信量分配给这几条路径。 这称为多路径间的负载平衡。

支持可变长度的子网划分和无分类编址CIDR

每个链路状态都带一个32位的序号，序号越大，状态越新

边界网关协议BGP

力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由，而并非最佳路由，采用路径向量路由选择协议

是应用层协议，基于TCP

三种路由协议的比较

IPV4

”1总8片首4“—单位B数

最常用的首部长度是20B，此时不使用任何选项(即可选字段)

协议 6表示TCP，17表示UDP

标志 最低字段为MF，MF=1表示后面还有分片。标志字段中间为DF，DF=0才允许分片

首部校验和 只校验分组的首部，不校验数据部分

IPV4地址分类

A类前面1B，B类2B，C类3B

私有地址网段

类	网段数	地址
A类	1个	10.0.0.0~10.255.255.255
B类	16个	172.16.0.0~172.31.255.255
C类	256个	192.168.0.0~192.168.255.255

子网划分

定长和可变长

IP地址={<网络号>,<主机号>,<子网号>}

子网掩码 1代表是主机号

无分类贬值CIDR

后面加”/“再加网络前缀位数

也可以写成IP::={<网络前缀>,<主机号>}

路由聚合或构成超网：将网络前缀都相同的连续IP地址组成”CIDR地址块“

最长前缀匹配

CIDR查找路由：常用的数据结构是二叉线索

网络层转发分组的过程

1. 从收到的IP分组的首部提取目的主机的IP和地址D(即目的地址)

2. 若查找到特定主机路由(目的地址为D),就按照这条路由的下一跳转发分组；否则从转发表中的下一条(即按前缀长度的顺序)开始检测，执行步骤3

3. 将这一行的子网掩码与目的地址D进行按位与运算。若运算结果与本行的前缀匹配，则 查找结束，按照“下一跳”指出的进行处理（或者直接交付本网络上的目的主机，或通 过指定接口发送到下一跳路由器）。否则，若转发表还有下一行，则对下一行进行检查， 重新执行步骤3）。否则，执行步骤4）。

4. 若转发表中有一个默认路由，则把分组传送给默认路由；否则，报告转发分组出错。

地址解析协议ARP

是自动进行的

实现IP地址到MAC地址的映射

ARP工作在网络层，其工作原理如下：

主机A欲向本局域网上的某台主机B发送IP数据报 时，先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址。如果有，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。如果没有,那么 就通过使用目的MAC地址为FFFF-FF-FF-FF-FF的帧来封装并广播ARP请求分组（广播发送）， 使同一个局域网里的所有主机都收到此ARP请求。主机B收到该ARP请求后，向主机A发出 ARP响应分组（单播发送），分组中包含主机B的IP与MAC地址的映射关系，主机A收到ARP 响应分组后就将此映射写入ARP缓存，然后按查询到的硬件地址发送MAC帧。ARP由于“看到 了” IP地址，所以它工作在网络层，而NAT路由器由于“看到了”端口，所以它工作在传输层。 对于某个协议工作在哪个层次，读者应该能通过协议的工作原理进行猜测。

动态主机配置协议（DHCP)

DHCP是应用层的协议是基于UDP的

DHCP的工作原理如下：使用客户/服务器模式。需要IP地址的主机在启动时就向DHCP服 务器广播发送发现报文，这时该主机就成为DHCP客户。本地网络上所有主机都能收到此广播报 文，但只有DHCP服务器才回答此播报文。DHCP服务器先在其数据库中查找该计算机的配置 信息。若找到，则返回找到的信息。若找不到，则从服务器的IP地址池中取一个地址分配给该计 算机。DHCP服务器的回答报文称为提供报文。

DHCP服务器和DHCP客户端的交换过程如下：

1) DHCP客户机广播“DHCP发现”消息，试图找到网络中的DHCP服务器，以便从DHCP 服务器获得一个IP地址。源地址为0.0.0.0,目的地址为255.255.255.255。

2) DHCP服务器收到“DHCP发现”消息后，广播“DHCP提供”消息，其中包括提供给 DHCP客户机的IP地址。源地址为DHCP服务器地址，目的地址为255.255.255.255。

3) DHCP客户机收到“DHCP提供”消息，如果接受该IP地址，那么就广播“DHCP请求” 消息向DHCP服务器请求提供IP地址。源地址为0.0.0.0,目的地址为255.255.255.255。

4) DHCP服务器广播“DHCP确认”消息，将IP地址分配给DHCP客户机。源地址为DHCP 服务器地址，目的地址为255.255.255.255。

ICMP网际控制报文协议

IP协议提供服务

ICMP报文的种类有两种，即ICMP差错报告报文和ICMP询问报文。

ICMP差错报告报文用于目标主机或到目标主机路径上的路由器向源主机报告差错和异常情 况。

• 终点不可达。当路由器或主机不能交付数据报时，就向源点发送终点不可达报文。

• 源点抑制。当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，就向源点发送源点抑制报文，使 源点知道应当把数据报的发送速率放慢。

• 时间超过。当路由器收到生存时间（TTL）为零的数据报时，除丢弃该数据报外，还要向 源点发送时间超过报文。当终点在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部数据报 片时，就把已收到的数据报片都丢弃，并向源点发送时间超过报文。

• 参数问题。当路由器或目的主机收到的数据报的首部中有的字段的值不正确时，就丢弃 该数据报，并向源点发送参数问题报文。

• 改变路由（重定向）。路由器把改变路由报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发 送给另外的路由器（可通过更好的路由）。

不应发送ICMP差错报告报文的几种情况如下：

1） 对ICMP差错报告报文不再发送ICMP差错报告报文。

2） 对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送ICMP差错报告报文。

3） 对具有组播地址的数据报都不发送ICMP差错报告报文。

4） 对具有特殊地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）的数据报不发送ICMP差错报告报文。

ICMP应用

ping （用来测试两台主机之间的连通性）

Traceroute （UNIX中的名字，在Windows中是Tracert,可以用来跟踪分组经过的路由）。

其中PING使用了 ICMP 回送请求和回答报文，Traceroute （Tracert）使用了 ICMP时间超过报文。

IPV6

IPV6的数据报的目的地址可以是以下三种基本类型地址之一：单播、多播、任意播

IPV4向IV6过渡可以采用双协议栈和隧道技术两种策略

IP组播

IP组播使用D类地址，只能做目的地址

224.0.0.0~239.255.255.255

组播数据报和一般的IP数据报的区别是，前者使用D类IP地址作为目的地址，并且首部中 的协议字段值是2,表明使用IGMPo需要注意的是：

1) 组播数据报也是“尽最大努力交付”，不提供可靠交付。

2) 组播地址只能用于目的地址，而不能用于源地址。

3) 对组播数据报不产生ICMP差错报文。因此，若在PING命令后面键入组播地址，将永远 不会收到响应。

4) 并非所有的D类地址都可作为组播地址（有些做了永久地址）

传输层

UDP

UDP只在IP数据报服务之上增加了很少功能，即复用分用和差错检测功能。

UDP的主要特点：

• UDP是无连接的，减少开销和发送数据之前的时延。

• UDP使用最大努力交付，即不保证可靠交付。

• UDP是面向报文的，适合一次性传输少量数据的网络应用。（应用层给UDP多长的报文，UDP就照样发送，即一次发一个完整的报文，因此选择的应用层进程报文不能太大）

• UDP无拥塞控制，适合很多实时应用。

• UDP首部开销小，8B,而 TCP-20B

分时时，找不到对应的目的端口号，就丢弃报文，并给发送方发送ICMP“端口不可达”差错报文。

UDP校验

TCP

特点

• TCP是面向连接（虚连接）的传输层协议。

• 每一条TCP连接只能由两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的。

• TCP提供可靠交付的服务，无差错、不丢失、不重复、按序到达。

• TCP提供全双工服务=>发送缓存(准备发送的数据&已发送但尚未收到确认的数据) 接收缓存(按序到达但尚未被接受的应用程序读取的数据&不按序到达的数据)

• TCP面向字节流=>TCP把应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串的无结构的字节流。

TCP报文段的首部格式

六个紧急位

• 紧急位URG: URG=1时，标明此报文段中有紧急数据，是高优先级的数据，应尽快传送,不用在缓存里排队，配合紧急指针字段使用。

• 确认位ACK:ACK=1时确认号有效，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置为1。

• 推送位PSH:PSH=1时，接收方尽快交付接收应用进程，不再等到缓存填满再向上交付。

• 复位RST:RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错,必须释放连接，然后再重新建立传输链接。

• 同步位SYN:SYN=1时，表明是一个连接请求/连接接受报文。

• 终止位FIN:FIN=1时，表明此报文段发送方数据已发完，要求释放连接。

窗口:指的是发送本报文段的一方的接收窗口,即现在允许对方发送的数据量。

检验和:检验首部+数据，检验时要加上12B伪首部,第四个字段为6。

紧急指针:URG=1时才有意义，指出本报文段中紧急数据的字节数。

选项:最大报文段长度MSS、窗口扩大、时间戳、选择确认.

连接管理

TCP的连接建立（三次握手）

SYN洪范攻击

SYN洪泛攻击发生在OSI第四层，这种方式利用TCP协议的特性，就是三次握手。攻击者发送TCP SYN，SYN是TCP三次握手中的第一个数据包，而当服务器返回ACK后，该攻击者就不对其进行再确认，那这个TCP连接就处于挂起状态，也就是所谓的半连接状态，服务器收不到再确认的话，还会重复发送ACK给攻击者。这样更加会浪费服务器的资源。攻击者就对服务器发送非常大量的这种TCP连接，由于每一个都没法完成三次握手，所以在服务器上，这些TCP连接会因为挂起状态而消耗CPU和内存，最后服务器可能死机，就无法为正常用户提供服务了。

TCP的连接释放(四次挥手)

可靠传输

1. 校验

   • 和UDP一样二进制反码求和

2. 序号

   • 一个字节占一个序号。序号字段指的是一个报文段第一个字节的序号。

   • TCP首部的序号字段用来保证数据能有序提交给应用层，TCP把数据视为一个无结构但有序的字节流，序号建立在传送的字节流之上，而不建立在报文段之上。

3. 确认

   • TCP首部的确认号是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。

   • TCP默认使用累计确认，即TCP只确认数据流至第一个丢失字节为止的字节。

4. 重传

   • 超时重传：TCP每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。计时器设置的重传时间到期但还未收到确认时，就要重传这一报文段。—-TCP采用自适应算法，保留RTT的加权平均往返时间RTT_s,并随新测量的RTT样本值的变化而变化，超时器设置的超时重传时间略大于RTT_s。

   • 冗余ACK(冗余确认)：发送方收到3个对于报文段1的冗余AC=>认为2报文段丢失，重传2号报文段。 快速重传

TCP流量控制

TCP利用滑动窗口机制实现流量控制。

在通信过程中，接收方根据自己接收缓存的大小，动态地调整发送方的发送窗口的大小，即接收窗口rwnd(接收方设置确认报文段的窗口字段来将rwnd通知给发送方)，发送方的发送窗口取接收窗口rwnd和拥塞控制窗口cwnd的最小值。

传输层和数据链路层的流量控制的区别是：传输层定义端到端用户之间的流量控制，数据链路层定义两个相邻节点的流量控制。另外，数据链路层的滑动窗口协议的窗口大小不能动态变化，传输层的则可以动态变化。

拥塞控制是指防止过多的数据注入网络，保证网络中的路由器或链路不致过载。出现拥塞时，端点并不了解拥塞发生的细节，对通信连接的端点来说，拥塞往往表现为通信时延的增加。

拥塞控制与流量控制的区别：拥塞控制是让网络能够承受现有的网络负荷，是一个全局性的过程，涉及所有的主机，所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。相反，流量控制往往是指点对点的通性量的控制，是个端到端的问题（接收端控制发送端），它所要做的是抑制发送方发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。当然，拥塞控制和流量控制也有相似的地方， 即它们都通过控制发送方发送数据的速率来达到控制效果。

出现拥塞的条件：对资源需求的总和＞可用资源

四种办法

假定：1、数据单方向传送，而另一个方向只传送确认。2、接收方总是有足够的缓存空间，因而发送窗口大小取决于拥塞程度。

发送窗口＝Min{接收串口rwnd，拥塞窗口cwnd}

接收窗口：接收方根据接收缓存设置的值，并告知给发送方，反映接收方容量。

拥塞窗口：发送方根据自己估算的网络拥塞程度而设置的窗口值，反映网络当前容量。

• 慢开始算法

• 拥塞避免算法

• 快重传和快恢复

一、慢开始和拥塞避免

在TCP刚刚连接好并开始发送TCP报文段时，先令拥塞窗口cwnd=1,即一个最大报文段长度MSS。

慢开始的“慢”并不是指拥塞窗口cwnd的增长速度慢，而是指在TCP开始发送报文段时先设置cwnd=1，使得发送方在开始时只发送一个报文段（目的时试探一下网络的拥塞情况），然后再逐渐增大cwnd，这对防止网络出现拥塞是一个非常有力的措施。使用慢开始算法后，每经过一个传输轮次（即往返时延RTT），cwnd就会加倍。这样，慢开始一直把cwnd增大到一个规定的慢开始门限ssthresh（阈值），然后改用拥塞避免算法。

拥塞避免算法的思路是让拥塞窗口cwnd缓慢增大，具体做法是：每经过一个往返时延RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1，而不是加倍，使得拥塞窗口cwnd按线性规律缓慢增加。

• cwnd<ssthresh时，使用满开始算法

• cwnd>ssthresh时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。

• cwnd=ssthresh时，即可使用慢开始算法，又可使用拥塞避免算法。

无论是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（未按时收到确认），就要把慢开始们先ssthresh设置为出现拥塞时的发送方的cwnd值的一半（但不能小于2），然后把拥塞窗口cwnd重新设置为1，执行慢开始算法。这样做的目的时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的时间把队列中积压的分组处理完。

ssthresh是慢开始门限

二、快重传和快恢复

快重传技术使用了冗余ACK来检测丢包的发生。当发送方连续收到三个重复的ACK报文时，直接重传对方尚未收到的报文段，而不必等待那个报文段设置的重传计时器超时。

快恢复算法的原理如下：当发送方连续收到三个冗余ACK(即重复确认)时，执行”乘法减小“算法，把慢开始门限ssthresh设置为此时发送方cwnd的一半。这是为了预防发生网络拥塞。但发送方现在认为网络很可能没有发生（严重）拥塞，否则就不会有几个报文段连续到达接收方，也不会连续收到重复确认。因此与慢开始不同之处是它把cwnd值设置为慢开始门限ssthresh改变后的数值，然后开始执行拥塞避免算法（”加法增大“），使拥塞窗口缓慢地线性增大。

应用层

客户/服务器模型（Client/Server）

• 服务器处于接受请求的状态

• 客户机发出服务请求，并等待接受结果。

• 服务器收到请求后，分析请求，进行必要的处理，得到结果并发送给客户机。

服务器：提供计算服务的设备。

1. 永久提供服务

2. 永久性访问地址/域名

客户机：请求计算服务的主机

1. 与服务器通信，使用服务器提供的服务

2. 间歇性接入网络

3. 可能使用动态IP地址

P2P(Peer-to-Peer)对等模型

• 不存在永远在线的服务器

• 每个主机既可以提供服务，也可以请求服务

• 任意端系统/节点之间可以直接通讯

• 节点间歇性接入网络

• 节点可能改变IP地址

• 可扩展性好

• 网络健壮性强

域名系统DNS

域名系统（英文：Domain Name System，缩写：DNS）是互联网的一项服务。它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。DNS使用UDP端口53。

递归查询是递归地靠其他域名服务器查询后返回给本地域名服务器

迭代查询是靠本地域名服务器按递归顺序自己查找域名

FTP

FTP采用客户/服务器的工作方式，它使用TCP可靠的传输服务。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接收新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。

功能：

• 提供不同种类主机系统（硬、软件体系等都可以不同）之间的文件传输能力。

• 以用户权限管理的方式提供用户对远程FTP服务器上的文件管理能力。

• 以匿名FTP的方式提供公用文件共享的能力。

控制连接始终保持 21端口 (传请求)

数据连接保持一会，传送完毕后关闭数据传送并结束运行。20端口（传数据）

是否用TCP 20端口建立数据连接与传输模式有关

• 主动方式使用TCOP 20端口

• 被动方式由服务器和客户端自行协商决定(端口＞1024)

FTP传输模式

• 文本模式：ASCII模式，以文本序列传输数据

• 二进程模式：Binary模式，以二进制序列传输数据

电子邮件

用户代理(UA)

邮件服务器：它的功能是发送和接收邮件同时还要向发信人报告邮件传送的情况（已交付、被拒绝、丢失等）。采用客户/服务器方式工作

邮件发送协议和读取协议：

邮件发送协议用于用户代理向邮件服务器发送邮件或在邮件服务器之间发送邮件，如 SMTP；

邮件接收协议用于用户代理像邮件服务器读取邮件，如POP3

简单邮件传送协议SMTP

• SMTP规定了在两个相互通信的SMTP进程之间应如何交换信息。

• 负责发送邮件的SMTP进程就是SMTP客户，负责接收邮件的进程就是SMTP服务器

• SMTP规定了14条命令（几个字母）和21中应答信息（三位数字代码+简单文字说明）

• TCP连接 端口号25 C/S

smtp三个阶段：连接建立、邮件传送、连接释放

smtp缺点：①smtp不能传送可执行文件或者其他二进制对象。②SMTP仅限于传送7为ASCII码，不能传送其他非英语国家的文字。③SMTP服务器会拒绝超过一定长度的邮件。

解决办法：使用通用因特网邮件补充MIME，将非ASCII码转换为7为ASCII码，使得传输内容丰富多彩。

邮局协议POP3

邮局协议是一个非常简单但功能有限的邮件读取协议，现在使用的是它的第3个版本POP3.POP3采用的是”拉“的通信方式，当用户读取邮件时，用户代理向邮件服务器发出请求，”拉“取用户邮箱中的邮件。

TCP连接 端口号110 C/S

工作方式：下载并保存（在服务器）、下载并删除

网际报文存取协议IMAP

IMAP协议比POP协议复杂。当用户PC上的IMAP客户程序打开IMAP服务器的邮箱时，用户可以看到邮箱的首部，若用户需要打开某个邮件，该邮件才上传到用户的计算机上。

IMP可以让用户在不同的地方使用不同的计算机随时上网阅读处理邮件，还允许只读取邮件中的某一个部分（先看正文，由WiFi的时候再下载附件）

基于万维网的电子邮件

万维网

HTTP协议

http协议定义了浏览器(万维网客户进程)怎样向万维网服务器请求万维网文档，以及服务器怎样把文档传送给浏览器。80端口

HTTP采用TCP作为运输层协议，但HTTP协议本身是无连接的。（通信双方在交换HTTP报文之前不需要贤建立HTTP连接）

HTTP协议时无状态的。（没记忆），但是再实际工作中，一些万维网站点常常希望能够识别用户。===>Cookie

Cookie 是存储再用户主机中的文本文件，记录一段时间内某用户的访问记录。

HTTP的连接方式

• 持久连接Keep alive（非流水线、流水线）

• 非持久连接 Close(第三次握手的时候之间发送请求，一共消耗2RTT)

HTTP报文结构

在HTTP/1.0中，默认使用的是短连接，也就是说每次请求都要重新建立一次连接。 HTTP 是基于TCP/IP协议的,每一次建立或者断开连接都需要三次握手四次挥手的开销，如果每次请求都要这样的话，开销会比较大。因此最好能维持一个长连接，可以用长连接来发多个请求。

HTTP 1.1起，默认使用长连接 ,默认开启流水线的Connection： keep-alive。 HTTP/1.1的持续连接有非流水线方式和流水线方式 。流水线方式是客户在收到HTTP的响应报文之前就能接着发送新的请求报文。与之相对应的非流水线方式是客户在收到前一个响应后才能发送下一个请求。

各层的中继设备

物理层中继系统：转发器，集线器

数据链路层中继系统：网桥(自我学习能力)或交换机

网络层中继系统：路由器

网络层以上的中继系统：网关

杂

以太网帧的最大传送单元(MTU)为1500B

错题

06.计算机网络的资源主要是指（）。

A. 服务器、路由器、通信线路与用户计算机

B. 计算机操作系统、数据库与应用软件

C. 计算机硬件、软件与数据

D. Web服务器、数据库服务器与文件服务器

选项A和D都属于硬件，选项B都属于软件，只有选项C最全面。网络资源包括硬件资源、 软件资源和数据资源。C

16. 下列关于广播式网络的说法中，错误的是（）。

    A.共享广播信道

    B.不存在路由选择问题

    C.可以不要网络层

    D.不需要服务访问点

广播式网络共享广播信道（如总线），通常是局域网的一种通信方式（局域网工作在数据链 路层），因此不需要网络层，因而也不存在路由选择问题。但数据链路层使用物理层的服务必须 通过服务访问点实现。D

01.（）不是对网络模型进行分层的’目标。

A.提供标准语言

B.定义功能执行的方法

C.定义标准界面

D.增加功能之间的独立性

分层属于计算机网络的体系结构的范畴，选项A、C和D均是网络模型分层的目的，而分层 的目的不包括定义功能执行的具体方法。B

A.网络接口层

B.网际层

C.传输层

D.应用层

TCP/IP模型的传输层提供端到端的通信，并负责差错控制和流量控制，可以提供可靠的面向 连接的服务或不可靠的无连接服务。C

A. 2、 2、 1

B. 2、 2、 2

C. 3、 2、 1

D. 3、 2、 2

集线器是一个多端口的中继器，它工作在物理层。以太网交换机是一个多端口的网桥，它 工作在数据链路层。路由器是网络层设备，它实现了 OSI网络模型的下三层，即物理层、数据 链路层和网络层。题中路由器、交换机和集线器实现的最高层功能分别是网络层（第3层）、数 据链路层（第2层）和物理层（第1层）。C

A.对话管理

B.路由选择

C.端到端报文段传输

D.结点到结点流量控制

TCP/IP模型中与传输层相邻的下一层是网际层。TCP/IP的网际层使用一种尽力而为的服务， 它将分组发往任何网络,并为之独立选择合适的路由，但不保证各个分组有序到达,B正确oTCP/IP 认为可靠性是端到端的问题（传输层的功能），因此它在网际层仅有无连接、不可靠的通信模式， 无法完成结点到结点的流量控制（OSI参考模型的网络层具有该功能）。端到端的报文段传输为传 第1章计算机网络体系结构027 输层的功能。对话管理在TCP/IP中属于应用层的功能。A、C和D错误。B

A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.传输层

在OSI参考模型中，数据链路层、网络层、传输层都具有流量控制功能，数据链路层是相邻 结点之间的流量控制，网络层是整个网络’中的流量控制，传输层是端到端的流量控制。B

09.测得一个以太网的数据波特率是40MBaud,那么其数据率是（）。

A. 10Mb/s B. 20Mb/s C. 40Mb/s D. 80Mb/s

采用曼彻斯特编码一个码元对于0.5bit数据。B

17.一个信道每l/8s采样一次，传输信号共有16种变化状态，最大数据传输速率是（）。

A. 16b/s B. 32b/s C. 48b/s D. 64b/s

不能用奈式准则，没有对应的条件。采样速率≥传输速率，采样速率=8hz*log₂16=32.B

18.将1路模拟信号分别编码为数字信号后，与另外7路数字信号采用同步TDM方式复用 到一条通信线路上。1路模拟信号的频率变化范围为0~ 1kHz,每个采样点采用PCM方 式编码为4位的二进制数，另外7路数字信号的数据率均为7.2kb/s。复用线路需要的最 小通信能力是（）。

A. 7.2kb/s B. 8kb/s C. 64kb/s D. 512kb/s

1路模拟信号的最大频率为1kHz,”根据采样定理可知采样频率至少为2kHz,每个样值编码 为4位二进制数，所以数据传输速率为8kb/s。复用的每条支路速率要相等，而另外7路数字信号 的速率均低于8kb/s,所以它们均要采用脉冲填充方式，将数据率提高到8kb/s,然后将这8路信 号复用，需要的通信能力为8kb/sx8 = 64kb/s。C

03.两个网段在物理层进行互连时要求（）。

A. 数据传输速率和数据链路层协议都可以不同

B. 数据传输速率和数据链路层协议都要相同

C. 数据传输速率要相同，但数据链路层协议可以不同

D. 数据传输速率可以不同，但数据链路层协议要相同

物理层是OSI参考模型的第1层，它建立在物理通信介质的基础上，作为与通信介质的接口。 在物理层互连时，各种网络的数据传输速率如果不同，那么可能出现以下两种情况：①发送方的 速率高于接收方，接收方来不及接收导致溢出（因为物理层没有流量控制），数据丢失。②接收 方的速率高于发送方，不会出现数据丢失的情况，但效率极低。 综上所述，数据传输速率必须相同。另外，数据链路层协议可以不同，如果是在数据链路层互连，那么要求数据链路层协议也要相同。注意，在物理层互连成功，只表明这两个网段之间可 以互相传送物理层信号，但并不能保证可以互相传送数据链路层的帧；要达到在数据链路层互连互通的目的，则要求数据传输速率和数据链路层协议都相同。C

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