贵州师范大学计算机网络2011期末考试复习资料

4-07 试说明 IP 地址与硬件地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址？
答案：如图所示，IP 地址在 IP 数据报的首部，而硬件地址则放在 MAC 帧的首部。在
网络层以上使用的是 IP 地址，而链路层及以下使用的是硬件地址。
在 IP 层抽象的互连网上，我们看到的只是 IP 数据报，路由器根据目的站的 IP 地址
进行选路。在具体的物理网络的链路层，我们看到的只是MAC 帧，IP 数据报被封装在 MAC
帧里面。MAC 帧在不同的网络上传送时，其MAC 帧的首部是不同的。 这种变化， 在上面的IP
层上是看不到的。每个路由器都有 IP 地址和硬件地址。使用 IP 地址与硬件地址，尽管连
接在一起的网络的硬件地址体系各不相同， 但 IP 层抽象的互连网却屏蔽了下层这些很复杂
的细节，并使我们能够使用统一的、抽象的 IP 地址进行通信。

4-03 作为中间系统，转发器、网桥、路由器和网关都有何区别？
答案：
1）转发器、网桥、路由器、和网关所在的层次不同。
转发器是物理层的中继系统。
网桥是数据链路层的中继系统。
路由器是网络层的中继系统。
在网络层以上的中继系统为网关。
2）当中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，因为仍然是一个网络。
路由器其实是一台专用计算机， 用来在互连网中进行路由选择。 一般讨论的互连网都是
指用路由器进行互连的互连网络。


计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

交换机是怎样工作的
（1） 当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源 MAC地址的机器是连在哪个端口上的；
（2） 再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；
（3） 如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；
（4） 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。


路由器主要有以下几种功能：
第一，网络互连，
第二，数据处理
第三，网络管理，

面向连接的TCP
“面向连接”就是在正式通信前必须要与对方建立起连接。比如你给别人打电话，必须等线路接通了、对方拿起话筒才能相互

通话。
TCP协议能为应用程序提供可靠的通信连接，使一台计算机发出的字节流无差错地发往网络上的其他计算机，对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。

面向非连接的UDP协议
“面向非连接”就是在正式通信前不必与对方先建立连接，不管对方状态就直接发送。这与现在风行的手机短信非常相似：你在发短信的时候，只需要输入对方手机号就OK了。
UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境
UDP协议是面向非连接的协议，没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程，所以它的通信效果高；但也正因为如此，它的可靠性不如TCP协议高。QQ就使用UDP发消息，因此有时会出现收不到消息的情况。
三网融合？
电信网、有线电视网和计算机通信网

1969年美国国防部创建的第一个分组交换机arpanet是一个分组交换机

电路交换
建立连接-通话-释放连接

发送时延=数据帧长度/发送速率 传播时延=信道长度/电磁波的速度

网络协议三要素：语法，语义，同步


五层协议：物理层，数据链路层，网络层，运输层，（会话层，表示层），应用层

应用层
应用层是体系结构中的最高层。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。这里的进程就是指正在运行的程序。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理，来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。应用层直接为用户的应用进程提供服务。

传输层
传输层的任务就是负责主机中两个进程之间的通信。因特网的传输层可使用两种不同协议：即面向连接的传输控制协议TCP，和无连接的用户数据报协议UDP。面向连接的服务能够提供可靠的交付，但无连接服务则不保证提供可靠的交付，它只是“尽最大努力交付”。这两种服务方式都很有用，备有其优缺点。在分组交换网内的各个交换结点机都没有传输层。

网络层
网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信。在发送数据时，网络层将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在TCP/IP体系中，分组也叫作IP数据报，或简称为数据报。网络层的另一个任务就是要选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。

数据链路层
当发送数据时，数据链路层的任务是将在网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息、地址信息、差错控制、以及流量控制信息等）。控制信息使接收端

能够知道—个帧从哪个比特开始和到哪个比特结束。控制信息还使接收端能够检测到所收到的帧中有无差错。

物理层
物理层的任务就是透明地传送比特流。在物理层上所传数据的单位是比特。传递信息所利用的一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，并不在物理层之内而是在物理层的下面。因此也有人把物理媒体当做第0层。

信噪比=10log10（s/n) ，香浓公式：w（信道带宽）log2（1+s/n)=c（信道的极限传输速率）

7e(7d,5e) 7d(7d,5d)
csma/cd协议要点：多点接入，载波监听，碰撞检测。

共享式局域网的概念
利用集线器连接的局域网叫共享式局域网,利用交换机连接的局域网叫交换式局域网。


。以太网中，如果某个一个CSMA/CD网络上的两台计算机在同时通信时会发生冲突，那么这个CSMA/CD网络就是一个冲突域。如果以太网中的各个网段以中继器连接，因为不能避免冲突，所以它们仍然是一个冲突域。
使用交换机可有效避免冲突。而集线器则不行！因为交换机可以利用物理地址进行选路，它的每一个端口为一个冲突域。而集线器不具有选路功能，只是将接受到的数据以广播的形式发出，极其容易产生广播风暴。它的所有端口为一个冲突域。

路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。

所以，ARP地址转换的情况被分成下面的四种情况::

发送方是主机::
情况一:发送方和接受方处于同一个局域网
发送方是主机，要把IP数据报发送到本网络上的另外一个主机。此时发送方主机在自己的ARP高速缓存中寻找目的主机IP的MAC地址。
找到，使用MAC地址奖IP数据报封装成MAC帧进行传输。
没有找到，在该局域网上发送ARP请求(以广播的形式，ARP请求中包含了发送请求的主机的MA地址)。收到ARP请求，并且是查询的目的IP是自己的主机，进行响应，将自己的MAC地址发送给请求方，这样就可以通信了。

情况二:发送方和接受方处于不同一个局域网
发送方是主机，要把IP数据报发送到另外一个网络上的主机。
ARP首先找到本网络上的一个路由器的硬件地址。然后将数据发送给路由器，由路由器进行处理。

发送方是路由器::
情况三:发送方和接受方处于同一个局域网
发送方是路由器，要把IP数据报转发到本网络上的一个主机。
利用ARP找到本主机的MAC地址，讲数据转发给交换机，交换机能够奖MAC和交换机的端口对应起来，转发给主机。

情况四:发送方和接受方处于不同一个局域网
发送方是路由器，要把IP数据报转发给另一个网络的一个主机。
利用ARP首先找到本网络上的一个路由

器的硬件地址。然后节哀那个数据发送给路由，由路由器进行处理。

隧道技术
协议转换

由于从IPv4向IPv6的过渡需要一个相当长的过程，在此期间，必须保证IPv4和IPv6具有互操作性。这种过渡应与顺序无关，即可先对主机升级，也可先对路由器升级，甚至也可以将部分主机与部分路由器同时升级。本文重点阐述从IPv4向IPv6过渡应采用的、且保证IPv4和IPv6具有互操作性的两种技术与策略，这两种技术分别是隧道(tunnels)技术与协议转换技术，但是究竟哪一种技术将成为主流目前仍不明朗。