计算机网络期末复习

IP协议不提供可靠性服务，而TCP将在IP的基础上提供可靠性服
务并保证数据发送和接收次序一致
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全双工服务（Full Duplex Communication）
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流接口（Stream Interface）
可靠的连接建立（Reliable Connection Startup） 完美的连接终止（Graceful Connection Shutdown）
TCP传输策略
• TCP使用与数据链路层不同的窗口协议来实现 流量控制
– 数据链路层：在数据链路层的滑动窗口协议中，发 送窗口的滑动依赖于确认的到达 – TCP层：TCP的窗口大小是其缓冲区的尺寸，建立 连接的双方都将分配一个缓冲区作为接收数据的存 放空间，并相互通知对方，此后，每次对接收数据 确认的同时发布一个窗口公告（window advertisement），报告剩余窗口的大小，任何时刻， 剩余的缓冲区空间的数量叫窗口大小
net1 router net2 外部网 盗用内部 IP地址
– IP分段和重组：IP包的最大长度为65535Byte，传 输过程中允许分段，如重组后的长度超过65535， 则TCP/IP的协议栈将崩溃 – 其他安全漏洞
PSTN 内部网 外部网
防火墙
VPN
• 在公共网络中建立专用的数据通信网的技术， 以取代原来的专线 • VPN可建在ATM或帧中继上，但目前一般指的 是建立在Internet上，通过防火墙和隧道技术保 证安全
– SASE （ Special Application Service Element）
专门的（或具体的）应用服务要素 SASE包括专门的、但广泛应用的功能
如：虚拟终端、文件传输等
防火墙的作用
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保障内部网络的安全，不受攻击
监视、记录进出内部网的信息，包括流量统计，设置 访问控制表等 可以设置NAT（Network Address Translate）网络地址转 换器，用于节约IP地址，使大量用户使用少量IP地址，
– 移动节点向客代理注册，递交自己的IP地址，MAC 地址和一些安全信息 – 客代理与主代理联系，报告自己的网络地址 – 主代理告诉客代理接收此消息
– 客代理保存此移动主机的信息
ISO/OSI参考模型
数据帧丢失
• 通过发送方的重发定时器（超时）解决
• 超时（TimeOut）：在传输过程中，如果所发 送的帧丢失，接收方根本没有收到，不可能发 送确认帧（包括否定性确认），当然发送方也 不可能等待收到如何信息，所以发送方每发送
一帧，就启动一个重发定时器，在所设定的时
间内，一般都应该收到确认，如收不到确认， 则在重发定时器溢出后，再重发此帧
让用户仅在出子网时使用正式的IP地址，否则使用内
部的IP地址，对外屏蔽内部网络结构 • 可采用加密技术对信息进行加密处理
网络崩溃的恢复
• 数据报子网：如果传输层对丢失的TPDU留有
副本，可以通过重发来解决
• 虚电路子网：必须重新建立连接，并询问远端
的传输实体哪些TPDU已经收到，没有收到的则
必须重发
–
– –
接收方承认的接收窗口表示接收缓冲区的容量
拥塞窗口表示网络的容量 接收窗口和拥塞窗口，两者取其小
传输协议的要素
• 传输层与数据链路层的比较
相同点： 可靠的数据传输 不同点： 数据链路层通过物理通道直接通信，而在传输层，其 面对的传输通道是一个网络
数据链路层的连接建立很简单，而传输层要复杂得多
地址解析
• 地址解析必须在某一物理网络中进行，一
台主机在向同一物理网络上的另一台计算 机发送数据时，应先做地址解析，然后按 物理地址直接发送数据帧
MAC寻址范围
IP寻址范围网络2 网络3Fra bibliotek物理网段
网络1
互联网络
为什么要区分IGP和EGP
• AS由不同的机构管理运行
• 在AS内部，路由选择的标准很单一，即路径最优
单工的停 – 等协议
协议1中第一个假设保留，第二个假设撤消，假定：
• •
链路是理想的传输通道，所传输的任何数据既不会 出错也不会丢失 考虑实际情况，接收方不可能具有足够高的CPU处 理能力来及时处理所有的接收帧，也不可能具有永 不溢出的缓冲区
即：毋需差错控制，但必须进行流量控制
这里的单工，其实是半双工，所谓流量控制是发送方必须收 到前一帧的确认后才允许发送下一帧，接收方发出确认，意 味着前一帧已接收并交网络层，准备接收下一帧
TCP拥塞控制
• 数据的丢失有两种情况
接收方的容量太小（接收缓冲区） 网络的容量太小（网络带宽）
Tnbm P548 Fig. 6-36所示
• 源主机如何知道拥塞
收到ICMP的源抑制报文
因报文丢失引起的超时
拥塞窗口
• 网络拥塞造成数据包丢失，重发机制进 一步加剧了拥塞
TCP的拥塞控制方案应将由接收方的容量和由网络的 容量所产生的拥塞问题分别处理，除了已定义的接收 窗口外，还定义了拥塞窗口，拥塞窗口的动态调整： 一旦发现数据包丢失，则降低重发数据包的速率
传输服务访问点TSAP（Transport
Service Access Point）
• 两个程序要建立连接时，必须指明对方是哪一个 应用程序，这个标记称为传输层地址，也称为传
输服务访问点（TSAP）
– 在TCP协议中传输层地址即TCP的端口号
– 网络层地址称为网络服务访问点NSAP（Network Service Access Point），NSAP在IP协议中即IP地址
– 在一个物理网络（一个路由器端口连接的网络）内 可划分多个逻辑子网
• 减少主机因网络逻辑拓扑改变而在物理上的移 动
TCP提供的服务
• • • 面向连接（Connection Orientation） 端到端的服务（End – to – End Communication） 完全可靠性服务（Complete Reliability）
Tnbm P207 Fig. 3-11 一个单工的停 – 等协议
协议2：SENDER
void sender2(void) { frame s; packet buffer; event_type event; while (true) { from_network_layer(&buffer); =buffer; to_physical_layer(&s); wait_for_event(&event); } }
生成树网桥
• 如在LANs之间为提高可靠性，并行连接有2台
（或多台）采用逆向学习算法的透明网桥，则 可能由于无限制的循环扩散而使流量骤增，最 后导致网络瘫痪 • 从原理上说，如网络中存在回路，常规算法的 透明网桥都不能正常工作
网络层防火墙（续）
• 可能存在的漏洞
– IP地址欺骗：冒充被授权或被信任的主机
虚拟局域网VLAN
VLAN是采用交换机技术，将原有网络分成若干个 逻辑上的子网，逻辑子网也具有物理子网相同的 网络性能，一个VLAN是一个广播域
• VLAN基于交换技术 • VLAN的划分
• VLAN的技术特点
网段和子网
• 网段（一个网段即一个冲突域）
– 将若干个网络（网段）通过交换机（网桥）连接，以 增加网络内的主机数并扩大覆盖范围，交换机（网桥） 的每个端口连接一个网段，网段是链路层概念 – 一个网段内的主机为一个冲突域，所有的主机是一个 广播域，不同网段的主机间的通信则由交换机（网桥） 负责转发或扩散
协议2：RECEIVER
void receiver2(void) { frame r,s; event_type event; while (true) { wait_for_event(&event); from_physical_layer(&r); to_network_layer(&); to_physical_layer(&s); } }
通信子网
• 介于通信子网和资源子网之间，对高层用户屏蔽了通 信的细节 • 弥补了通信子网所提供服务的差异和不足，提供端到 端之间的无差错保证
• 传输层工作的简繁取决于通信子网提供服务的类型
移动IP的工作机制
• 代理周期性地发送广播，宣告他们与链路之间 的关系 • 移动节点收到这些广播后，判断自己是在本地 网还是在其他网。 • 如在其他网
Internet
Tnbm P779 Fig. 8-30 VPN 防火墙
VLAN的技术特点
• 提高网络的可管理性，便于建立虚拟工作组
– 不同物理网络中的主机可定义在同一个VLAN内， 同一物理网络内的主机也可定义在不同的VLAN中
• 提高网络的安全性
– 不在一个VLAN中的主机，无法监听
• 有效地避免广播风暴，以提高信道利用率，并 降低路由器的投资成本
数据链路层的通信是点对点的，每条输出线对应了唯 一的一个设备，而传输层则需要给出目的端地址 在数据链路层无中间存储环节，而在传输层，每一途 经的路由器都必须存储、寻径、转发，而寻径到转发 的时间随路由器本身的性能和路由算法而定 数据链路层通常使用一对发送缓冲区和接收缓冲区， 而在传输层，对每个连接都必须分配一定的缓冲区， 其缓冲区的管理将复杂得多
• AS之间的路由，要选择最佳是不现实的，因为每
个AS中的代价的含义不同。因此AS间的路由只交 换可达性 • AS之间的通信会受到很多人为因素的影响，这些 因素称为路由策略。例如，A到B之间最佳的线路
是通过C，但C不愿意帮他们传输
OSPF协议
• OSPF协议采用链路状态法，直接IP协议传送 • OSPF协议中的距离可以是真正的距离，也可 以是费用、时延、带宽等 • 网络拓扑信息存放在网络拓扑数据库 • 只有当链路状态变化时，才发送信息