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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,习 题 课,计算机网络与因特网,1,Chapter 12,Long-Distance Digital Connection Technologies,简述广域网有哪些通信标准和数据传输方法？,In the U.S.,standards for digital telephone circuits:T-series standards.,Japan adopted a modified version of the T-series standards.,Europe chose a slightly different scheme(E-series standards).,2,STS(synchronous transport signal).,High-capacity digital circuit.,3,In North America,the standards use term synchronous optical network(SONET).,In Europe,they are known as the synchronous digital hierarchy(SDH).,4,综合业务数字网（,Integrated Services Digital Network,，,I SDN,）,数字用户线（,Digital Subscriber Line,，,DSL,）,对称数字用户线（,Symmetric Digital,Subscriber Line,，,SDSL,）,高速数字用户线（,High-Rate Digital Subscriber Line,，,H DSL,）,甚高位速率数字用户线路（,Very-high bit rate Digital Subscriber Line,，,VDSL,）,能提供比电话线更高的速率，不容易受到电子干扰，而且不需要全新的基础设施,有线电视（,Community Antenna Tele Vision,，简写为,CATV,）,混合光纤电缆（,Hybrid Fiber Coax,，,HFC,）。,光纤到街道（,Fiber To The Curb,，,FTTC,）。,5,Chapter 13,WAN Technologies And Routing,12.2,图,1 2-3,指出了如何给连接到交换机上的计算机分配地址。假定交换机上一个接口的硬件发生故障，网络管理员把计算机接到另一个未用的接口上，它会正常工作吗？说明原因。,静态路由,动态路由,6,缺省路由能简化路由表。例如，假定一个广域网由两个包交换机组成，每个交换机的每个本地地址（即连到该交换机上的每台计算机的地址）都有路由表项，以及指向另一交换机的缺省路由。这种方案在什么情况下不能正常工作？,destin next destin next,-ation hop -ation hop,1 -2 -,*,（,1,，,2,）*（,2,，,1,）,node 1 node 2,交换机,1,计算机,B,计算机,A,计算机,C,交换机,2,计算机,E,计算机,D,7,以最少跳数作为最短路径，给出下面图形中所有交换设备的路由表（格式参考,206,页图,13.8,）。,交换机,1,交换机,5,交换机,4,交换机,3,计算机,B,计算机,A,计算机,C,计算机,G,计算机,H,计算机,F,计算机,E,交换机,2,计算机,D,8,destin next destin next destin next,-ation hop -ation hop -ation hop,1 -1,（,2,，,1,）,1,（,3,，,1,）,2,（,1,，,2,）,2 -2,（,3,，,2,）,*（,1,，,3,）*（,2,，,3,）,3 -,4,（,3,，,4,）,5,（,3,，,5,）,node 1 node 2 node 3,9,destin next destin next,-ation hop -ation hop,4 -4,（,5,，,4,）,5,（,4,，,5,）,5 -,*,（,4,，,3,）*（,5,，,3,）,node 4 node 5,10,Chapter 14,Connection-OrientedNetworking And ATM,ATM,怎样保证数据传输的高效和稳定性？,1,）电路交换中采用的同步时分复用，改用异步时分复用，收发双方的时钟可以不同，可以更有效地利用带宽。,2),采用了定长的信元作为交换单元，使得硬件高速交换得以实现,并可,实现广域网和局域网的无缝连接。没有共享介质或包传递带来的延时，适合音频和视频数据的传输。,3)ATM,将业务划分为,CBR,、,VBR,实时、,VBR,非实时、,ABR/UBR,等四个类别，四类业务对应了话音、图像、数据等不同的服务质量要求，分别具有从高到低不同的优先级。,ATM,网络严格保障优先级的次序，保障低优先级业务不会影响高优先级业务。,ATM,还采用了连接接纳控制,CAC,、使用参数控制,UPC,等流量管理和一系列拥塞处理机制，能够有效避免网络塞车。,11,面向连接和无连接有什么区别？,1,）面向连接的服务是可靠的；无连接服务是不可靠的。,2,）面向连接的服务通信路径事先确定；无连接服务通信路径事先不确定。,3,）面向连接的服务发送信息的源计算机必须首先与接收信息的目的计算机建立连接,.,这种连接是通过三次握手,(three hand shaking),的方式建立起来的；无连接服务通信每个报文,(,信件,),带有完整的目的地址,并且每一个报文都独立于其他报文,经由系统选定的路线传递,4,）,12,Chapter 15,Network characteristics,：,Ownership Service Paradigm And performance,1.,实现,VPN,的意义何在,允许有多个站点的单位拥有一个假想的完全私有的网络。,安全性,经济性,13,2.,网络时间延迟和网络吐量的关系如何,吞吐量和延迟并不完全独立。当网络流量增加时，延迟将增加；当网络流量接近于吞吐容量的,1 0 0%,时，会有很大的延迟。,14,3.,简述抖动对音频和视频的网上播放的影响,相邻数据包之间的时间差,15,Chapter 16 Protocols And Layering,网络协议为什么要分层？,分层是一种很有用的思想，因为它简化了协议的设计和测试。分层避免了一层协议软件引入可为其他层所见的改变。这样做的结果是，每一层的发送和接收软件可独立于其他层进行设计、实现和测试。,对于第,N,层协议来说，它有如下特性：,不知道上、下层的内部结构；,独立完成某种功能；,为上层提供服务；,使用下层提供的服务。,16,ISO-OSI,参考模型包括哪些层次，各有什么作用？不同层次数据包结构如何设计？,Iso-osi,分成七个层次：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层，,17,OSI,各层功能,向用户提供接口和服务,Application,Presentation,Session,Transport,Network,Data Link,Physical,信息转换，包括信息压缩、加密、与标准格式的转换,建立、管理、中止会话,提供进程间通信机制和保证数据传输的可靠,路由选择、流量控制、网络互连,帧定位、检错、纠错、流量控制、介质访问控制,物理介质、机械、电气接口,18,数据封装,19,Chapter 17 Internetworking:Concepts,Architecture,and Protocols,TCP/IP,网络体系结构为什么要保证网络层的协议 一致。,互联网层是,TCP/IP,参考模型中最重要的一层，它是通信的枢纽,从底层来的数据包要由它来选择继续传给其他网络结点或是直接交给传输层,对从传输层来的数据包，要负责按照数据分组的格式填充报头，选择发送路径，并交由相应的线路发送出去,。,统一网络上以太网、令牌环和,APPANET,帧格式。,在互联网层，主要定义了互连协议（,IP,）以及数据分组的格式。它的主要功能是路由选择和拥塞控制。另外，本层还定义了地址解析协议,ARP,和反向地址解析协议,RARP,以及,ICMP,协议。,20,理解,TCP/IP,协议的层次结构和各层功能，比较与,ISO/OSI,参考模型的异同。,应用层,传输层,互连层,网络接口层,4,3,2,1,应用层,表示层,会晤层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,7,6,5,4,3,2,1,ISO,OSI,参考,模型,TCP/IP,参考,模型,21,OSI,模型和,TCP/IP,模型的比较,相似之处：,基于独立的协议栈概念,各层功能大体类似,差别：,层次的差别,OSI,模型的协议、接口、服务概念明确,OSI,参考模型先有模型，后有协议，没有偏向于任何特定的协议；,TCP/IP,参考模型先有协议，模型实际上是对已有协议的表述。,22,Chapter 18 IP:Internet Protocoladdresses,已知,IP,地址,218.193.48.48/27,6.23.136.43/16,求,地址类型,网络位数、子网位数、主机位数,子网掩码,子网掩码支持的子网数量、一个子网内的主机数量,23,已知,IP,地址,218.193.48.48/27,6.23.136.43/16,1,）求地址类型,地址头四位 表索引 地址类型,0110 6 A,1101 218 C,24,6.23.136.43/16 218.193.48.48/27,2,）求网络位数、子网位数、主机位数,地址类 网络位数 子网位数 网络数 主机位数 每个网络主机数,A 16 16-8=8 256 32-16=16 65536-2=65534,C 27 27-24=3 8 32-27=5 32-2=30,3,）子网掩码,6.23.136.43/16,子网掩码：,255.255.0.0,218.193.48.48/27,子网掩码：,255.255.255.224,4,）子网掩码支持的子网数量、一个子网内的主机数量,25,Chapter 19 Binding ProtocolAddresses(ARP),简述,2,种地址解析的方法的原理。,1),查表方法需要一张包含地址联编信息的表，表中的每一项是一个二元组（,P,，,H,），,P,是协议地址，,H,是指等价的物理地址。,每个物理网络使用一个单独的地址联编表，节省空间。,顺序搜索；散列；直接索引,26,2,）相近形式计算地址解析,当一台计算机连入一个动态编址的网络时，该网的管理员必须为它挑选一个硬件地址和一个,I P,地址，并且所挑选的两个地址值应使地址解析非常简单。,3,）消息交换法地址解析,第一种设计是一个网络中包含一个或多个服务器，这些服务器的任务就是回答地址解析的请求。,另一种设计中，不需要专门的地址解析服务器。相反，网上的每台计算机都要参与地址的解析，负责应答对本机地址的解析请求。,第一种方案的主要优点在于集中。第二种方案的主要优点在于分布式计算。,27,简述,ARP,发送和接收端的操作过程。,发送端：,A R P,请求消息被封装于一个硬件帧，广播给网上的所有计算机。传输时当作数据来输,网络硬件不了解,A R P,消息格式且不检测其中每个域中的内容。,接收端：每台计算机收到这个请求后都会检测其中的,I P,地址。与该,I P,地址匹配的计算机发送一个应答，而其他的计算机则会丢弃收到的请求，不发任何应答。,当接收端发送一个,A R P,应答时，这个应答消息并不在全网广播，而是被放进一个帧中直接发回给发送端。,28,Chapter 20 IP Datagrams and Datagram Forwarding,给出下面图形的路由器设备的路由表，格式参考书,P321,图例,20.3,R1,R3,R5,R4,R2,C1,C9,C8,C2,C6,C3,N1,N2,N3,N4,C4,C5,C7,10.0.0.0/8,20.0.0.0/8,30.0.0.0/8,40.0.0.0/8,10.0.0.1,10.0.0.2,10.0.0.3,10.0.0.4,30.0.0.1,30.0.0.2,30.0.0.3,20.0.0.2,40.0.0.1,20.0.0.1,20.0.0.3,20.0.0.4,20.0.0.5,40.0.0.2,40.0.0.3,40.0.0.4,40.0.0.5,29,R1,destination Mask next hop,10.0.0.0 255.0.0.0 deliver direct,20.0.0.0 255.0.0.0 10.0.0.4,30.0.0.0 255.0.0.0 10.0.0.4,40.0.0.0 255.0.0.0 10.0.0.4,R1,R3,R5,R4,R2,C1,C9,C8,C2,C6,C3,N1,N2,N3,N4,C4,C5,C7,10.0.0.0/8,20.0.0.0/8,30.0.0.0/8,40.0.0.0/8,10.0.0.1,10.0.0.2,10.0.0.3,10.0.0.4,30.0.0.1,30.0.0.2,30.0.0.3,20.0.0.2,40.0.0.1,20.0.0.1,20.0.0.3,20.0.0.4,20.0.0.5,40.0.0.2,40.0.0.3,40.0.0.4,40.0.0.5,30,R2,destination Mask next hop,10.0.0.0 255.0.0.0 deliver direct,20.0.0.0 255.0.0.0 deliver direct,30.0.0.0 255.0.0.0 deliver direct,40.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.2,R1,R3,R5,R4,R2,C1,C9,C8,C2,C6,C3,N1,N2,N3,N4,C4,C5,C7,10.0.0.0/8,20.0.0.0/8,30.0.0.0/8,40.0.0.0/8,10.0.0.1,10.0.0.2,10.0.0.3,10.0.0.4,30.0.0.1,30.0.0.2,30.0.0.3,20.0.0.2,40.0.0.1,20.0.0.1,20.0.0.3,20.0.0.4,20.0.0.5,40.0.0.2,40.0.0.3,40.0.0.4,40.0.0.5,31,Chapter 21 IP Encapsulation,Fragmentation,and Reassembly,从,C1,向,C5,发送一个,IP,报文（报文总长,1200B,），给出此,IP,报文在,N1,、,N2,、,N3,、,N4,、,N5,中的每个分片的大小及其偏移量。（,IP,报头,20,字节）,R1,R3,R2,N1,N2,C1,C2,MTU=1200B,MTU=800B,R5,R4,N4,R6,N5,C4,C5,MTU=1500B,MTU=600B,MTU=800B,C3,N3,32,分片原则,各片尽可能大，但是必须能为帧所封装,片大小必须为,8,的整数倍,33,N1:,偏移量,0,分片大小,1180B,N2:,偏移量,0,分片大小,776B,偏移量,97,分片大小,404B,N3:,偏移量,0,分片大小,576B,偏移量,72,分片大小,200B,偏移量,97,分片大小,404B,R1,R3,R2,N1,N2,C1,C2,MTU=1200B,MTU=800B,R5,R4,N4,R6,N5,C4,C5,MTU=1500B,MTU=600B,MTU=800B,C3,N3,34,Chapter 23 An Error Reporting Mechanism(ICMP),ICMP,对,IP,数据传输采取了哪些控制措施？,源抑制（,Source Quench,）,超时（,Time Exceeded,）,目的不可达（,Destination Unreachable,）,重定向（,R e d i r e c t,）,参数问题,回应请求,/,应答（,Echo Request/Reply,）,地址屏蔽码请求,/,应答（,Address Mask Request/Reply,）,35,理解,TraceRoute,和,PING,的原理。,p i n g,使用,I C M P,回应请求和回应应答报文来实现。当调用,p i n g,程序时，它发送一个包含,I C M P,回应请求的报文给目的地，然后等待一段很短的时间。如果没有收到应答，则重新传送请求。如果重传的请求仍没有收到应答（或收到一个,I C M P,目的不可达报文），,p i n g,声称该远程机器为不可达。,路由跟踪（,t r a c e r o u t e,）工具在构造一个通往给定目的地的路径上的所有路由器的列表时，用到了,I C M P,报文。路由跟踪程序简单地发送一系列的数据报并等待每一个响应：在发送第一个数据报之前，将它的生存时间置为,1,。第一个路由器收到这一数据报会将生存时间减,1,，显然就会丢弃这一数据报，并发回一个,I C M P,超时报文。由于,I C M P,报文是通过,I P,数据报传送的，因此路由跟踪可以从中取出,I P,源地址，也就是去往目的地的路径上的第一个路由器的地址。,36,考虑如何利用,ICMP,协议对一个网络上的时延性能进行监控？,三个时间戳：发起时间戳，接收时间戳，以及发送时间戳。,ICMP,时间戳请求消息允许主机请求远程主机的当前时间。,ICMP,时间戳请求和应答消息都包含初始、接收和传送时间戳。产生,ICMP,时间戳请求的主机可以使用这三个时间戳估算远程主机的本地时间。,往返时间，它的值是收到回答时的时间值减去发送请求时的时间值。,37,Chapter 24 TCP:Reliable Transport Service,TCP,如何考虑数据传输连接的建立和拆除？,可靠的连接建立（,Reliable Connection Startup,）。,T C P,要求当两个应用创建一个连接时，两端必须遵从新的连接。前一次连接所用的重复的包是非法的，也不会影响新的连接。,友好的连接终止（,Graceful Connection Shutdown,）。一个应用程序能打开一个连接，发送任意数量的数据，然后请求终止连接。,T C P,确保在关闭连接之前传递的所有数据的可靠性。,38,TCP,如何考虑流量控制和拥塞控制？,T C P,使用一种窗口（,w i n d o w,）机制来控制数据流。当一个连接建立时，连接的每一端分配一个缓冲区来保存输入的数据，并将缓冲区的尺寸发送给另一端。当数据到达时，接收方发送确认，其中包含了自己剩余的缓冲区尺寸。剩余的缓冲区空间的大小被称为窗口。,拥塞控制（,congestion control,）的机制，当消息丢失时，,T C P,开始拥塞控制。,T C P,不会重发大量的数据以致于充满接收方的缓冲区（即接收方的窗口尺寸）。相反，,T C P,开始时只发送一个包含数据的消息。如果确认没有丢失，,T C P,就将发送的数据量加倍，即发送两个消息。如果对应的两个确认来了，,T C P,就再发四个，如此这般。指数增长一直持续到,T C P,发送的数据达到接收方通告窗口的一半，这时，,T C P,将降低增长率。,39,End,40,