YB体育（3）局域网LAN:一般通过微型计算机或工作站相连在较小的范围，学校，工厂

　　1、速率：比特率，b/s或bps,人们谈及网络速率时常常省略bit/s,多少兆，多少G

　　2、带宽：本来指信号拥有的频带宽度。计算机网络中表示单位时间内网络中的某个信道所能通过的最高数据率。带宽的单位就是bit/s.

　　3、吞吐量：表示单位时间内通过某个信道或端口的实际数据量，通常小于带宽。

　　在高速网络链路上，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。

　　传播时延*带宽。在发送的第一个比特即将到达终点时，发送端一共发送的比特数

　　协议的三个要素：（1）语法：数据与控制信息的结构或格式（2）语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作及作出何种响应。

　　2、传输层：为两台主机进程之间的通信提供通用的数据传输服务。主要使用两种协议，TCP和UDP协议。传输控制协议TCP:提供面向连接的、可靠的数据传输服务，数据传输的单位是报文段。用户数据报协议UDP:提供无连接的、尽最大努力的树传输服务YB体育，数据传输单位是用户数据报。

　　3、网络层：为不同主机提供通信服务，网络层将传输层的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。因为网络层使用IP协议，所以分组也叫IP数据报。

　　网络层的另一个任务就是选择合适的路由，是的传输层下来的分组通过网络中的路由器找到目的主机。

　　4、数据链路层：把IP数据报组装成帧，帧包含数据和必要的控制信息。在相邻的节点之间的链路传送帧。

　　（1）非对称数字用户线ADSL技术：改造现有的模拟用户线，使其能承载宽带数字业务。

　　（1）点对点信道和广播信道这两种信道使用的协议PPP协议和CSMA/CD协议

　　当传输用文本文件组成的帧时不用考虑这个问题，因为文本文件的字符都是从键盘输入的，不会出现控制字符，这就叫做透明传输。

　　当数据部分是非ASCII码的文本文件时（二进制代码的程序和图像），会出现与控制字符冲突，如字符EOT的二进制数据是00000100，导致错误的接收和丢弃。这就不是透明传输。

　　一般认为接收端数据链路层接收的帧均无差错。这是误比特的方面的差错，还有一种是传输差错，多接收了帧或顺序错了等，这样就不能为网络提供可靠传输。

　　为此在CRC检测的基础上还加入了帧编号、确认和重传机制。接收端收到了要向发送端发送确认，若发送端未收到确认则要重传。

　　实际上，对于通信质量良好的链路（有限），数据链路层不采用确认和重传的机制，因为本身差错就很少，这时的差错转到上层传输层TCP层协议纠正差错。对于通信质量差的链路（无线），还是用那种确认重传的机制。

　　用户一般通过某个ISP接入互联网，PPP协议就是计算机和ISP通信时使用的数据链路层协议。

　　局域网根据网络拓扑分类：星形网、环形网、总线网。传统的以太网就是总线网。现在的以太网占据局域网市场的绝对优势，几乎成了局域网的代名词。

　　适配器实现了数据链路层和物理层两个层次的功能，组装帧发送到局域网或从局域网接收帧。

　　1、无连接的工作方式，适配器对发送的帧不编号也不要求对方确认，以太网尽最大努力交付，即不可靠交付。差错帧是否重传有高层协议控制。总线上同一时间只允许一台计算机发送资源，如何协调总线上计算机的工作？以太网采用随机接入的方式减少冲突。使用的协议就是CSMA/CD，载波监听多点接入/碰撞检测。

　　在使用CSMA/CD协议时，一个站不可能同时进行发送和接收，不可能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。

　　具体是指局域网上的每一台计算机中固化在适配器ROM中的地址。48位（6字节）

　　源主机先查找自己的路由表，看目的主机是否就在此网络上，如在则不需要经过任何路由器直接交付。如不在，则必须把IP数据报转发给某个路由器，路由器在查找了自己的路由表之后再转发出去，直到最后的路由器与目的主机在一个网络上。

　　网络号是全网唯一的，主机号在前面标志的网络里面也是唯一的。所以一个IP地址在整个互联网内是唯一的。

　　一个路由器至少连接两个网络，所以至少有两个不同的IP地址。使用网桥或转发器连接的若干局域网仍然是一个网络。具有不同网络号的局域网必须用路由器互联。

　　物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，IP地址是网络层及以上使用的地址。

　　在网络层使用ip地址，但在实际的链路上还是根据硬件地址。ip地址与硬件地址不是简单的映射关系，并且新加入或撤走主机，更换适配器（硬件地址改变），要维护这样的关系。ARP协议就是在主机的ARP缓存中存放一个映射表并动态更新。

　　在局域网中这样一个映射表是怎么建立的呢，如果主机（路由器）的ARP的缓存里还没有信息。

　　通过在局域网广播APR请求分组，发送自己的ip和硬件地址，收到请求响应之后将相应的映射写入ARP高速缓存。这是解决同一局域网的主机ip和硬件地址。

　　如果不是在同一局域网下，首先通过本局域网的路由器进行转发，通过转发表和ARP找到下一个路由器的硬件地址。

　　那为什么已经用的硬件地址，还要用ip地址？因为在各式各样的网络中存在不同的硬件地址，不能把这些转换的工作交个主机或用户来解决，ip地址的方式对用户屏蔽了底层的调用ARP的过程，提供方便。

　　比如一个二级的ip地址（网络号16位）到了目标网络的路由器，子网掩码上的1多余16位，说明划分了子网，这时路由器将使用三级ip地址的子网掩码（24位1），与该地址做与运算，得到目的子网的网络地址。

　　划分了子网之后，分组转发的算法也要改，路由表必须包含目的网络地址、子网掩码和下一跳地址。

　　连接的各个网络逐一检查，将各网络的子网掩码与ip相与，看得到的结果是否与目的网络一致。若一致，则直接交付（当然也要封装成帧转发）。

　　（2）若都不一致，则看路由表上是否有目的地址的特定主机路由，有则直接给对应的下一跳路由器。（3）查找路由表中的其他项目，也是将ip与子网掩码做与运算，然后检查是否与对应网络一致。

　　在一个子网划分子网的网络中使用变长子网掩码（VLSM）进一步提高ip地址利用率。在VLSM的基础上提出无分类编址方法，又叫无分类域间路由选择。（CIDR）

　　（1）没有ip分类和划分子网的概念，将32位分为两部分，回到原来的两级编址，但是两部分现在分别是网络前缀和主机号。使用斜线记法。在ip地址后加上斜线/，再加上网络前缀的位数。

　　（2）CIDR地址把网络前缀都相同的连续地址组成一个CIDR地址块，如192.199.170.82/27，表示前27位表示网络前缀，后5位做主机号，这个地址块最多可以有32个地址，并且可以推出起始地址和结束地址，方法是将网络前缀的27位固定，后5位全取0或1得到两个地址。CIDR地址后面表示网络前缀位数的数字也可以用32位的0、1串表示，用1的个数表示网络前缀的个数。

　　（3）因为一个CIDR地址块中有很多地址，所以在路由选择的时候可以利用CIDR地址块来查找目的网络。这种地址的聚合称为路由聚合。可以使路由表中的一行表示以前的很多个路由。也叫构成超网。

　　CIDR的好处就是可以更加有效的分配IPV4地址，以前只能以/8、/16、/24来分配。现在可以很灵活的用特定的位数。网络前缀和主机号可以不是出现在整数字节处。

　　在查找路由表匹配的时候，可能会匹配到多个CIDR地址块，我们使用最长前缀匹配，让我们找到的下一跳地址更加精确。

　　例如，大学的CIDR地址块是206.0.68.0/22,大学四系的CIDR地址块是206.0.71.128/25.四系希望ISP把发给四系的数据直接发到四系，而不经过大学的路由器。这时需要在ISP的路由表加上四系的CIDR地址块206.0.71.128/25。如果有数据发送到四系下面的一个地址206.0.71.130.在ISP的路由表上，会匹配到大学的CIDR地址块和四系的CIDR地址块，因为我们使用最长前缀匹配，所以会根据四系的CIDR地址块直接转发到四系的路由器。匹配的过程就是将目的地址与两个地址块的掩码相与，因为四系的掩码匹配了25位，而大学的掩码匹配了22位，所以选择四系的路由器。

　　在路由表中必须使用很好的数据结构并使用先进的算法减少查找的时间。目前的方法是使用

　　最简单的方法是岁所有可能的前缀长度循环查找。对每一个长度M都要进行匹配，如果路由表项目很多YB体育，查找的时间复杂度很高，如果没有这个路由，就是最坏情况要查找32次。构造二叉线索数。首先要把路由表的每个项目在所有项目里的唯一前缀找出来，使用这个唯一前缀来构造二叉线索树。在查找时，只要与唯一前缀匹配，就能找到对应的CIDR地址块。

　　把整个互联网划分为很多小的自治系统AS.每个AS对于其他的AS都表现出一个单一和一致的路由选择策略。

　　AS内部使用的路由选择协议称之为内部网关协议（比如说有RIP和OSPF）

　　AS之间进行数据传递时，因为不同AS内部会采用不同的内部网关协议，所以要有一个外部网关协议（目前都是用BGP-4）进行路由转换。AS之间的路由选择叫域间路由选择，AS内部的路由选择叫域内路由选择。

　　（1）RIP协议的原理：简单，是分布式的基于距离向量的路由选择协议。直连的网络距离为0，经过一个路由器到非直连的网络，距离记为1。

　　RIP的特点是：仅和相邻路由器交换、交换信息为自己路由表的全部信息、按照固定的时间间隔来交换。

　　在一般情况下，RIP协议可以收敛。路由表中的主要信息就是到某个网络的距离及下一跳地址。要是最短距离。更新最短距离的算法叫距离向量算法。

　　每个路由器使用链路状态数据库中的数据通过迪杰克斯拉算法构造自己的路由表。链路状态数据库能较快的更新，OSPF的路由表的收敛过程更快。OSPF可以将一个AS再分成若干区域，这样可以减小洪泛的范围，减少通信量。一个区域内部的路由器只知道本区域的完整网络拓扑。OSPF直接使用IP数据报传送。

　　（a）对于不同类型的业务可以计算出不同的路由YB体育，根据业务的类别，对于时间的敏感程度，对链路设置不同的代价来计算路由。

　　（c）OSPF路由器之间交换分组，可以根据链路状态更新的分组来交换链路信息。

　　问候分组、数据库描述分组、链路状态请求分组、链路状态更新分组、链路状态确认分组。

　　首先相邻路由器发送数据库描述分组，交换链路状态的摘要信息（哪些路由器的链路状态信息已经写入了数据库），然后发送链路状态请求分组，请求自己缺少的项目信息，经过一系列分组交换，建立全网同步的数据链路状态表。

　　在运行过程中，只要一个路由器的链路状态发生变化，就要像全网洪泛链路状态更新分组。OSPF的洪泛是可靠洪泛，不会洪泛到之前的路由器。

　　因为互联网规模巨大，使得不同AS之间的路由选择十分困难，如果使用链路状态协议，每个路由器都要维护很大的链路状态数据库。而且不同的AS对于路由选择的协议不同，而且如果使用计算代价的方式，不同AS选用的代价的尺度不一样，在AS之间使用计算代价的方法计算AS之间的最短路由行不通。所以只在AS之间交换“可达性”信息。

　　AS之间的路由选择必须支持多种策略。比如最短路径、代价最小、安全性最好等等。有的AS只允许对自己付费的AS从自己的路由器经过。国内的不要经过国外的兜圈子。

　　所以BGP不是要找最佳路由，而是要找一条能够到达目的网络的比较好的路由。

　　（2）不同AS的BGP发言人交换路由信息：首先建立TCP连接，交换BGP报文建立BGP会话（session），利用TCP会话交换路由信息，使用TCP连接提供可靠的服务。每个BGP发言人除了运行BGP协议之外还要运行内部网关协议。

　　BGP协议交换的路由信息即可达性信息就是要到达某个网络所要经过的一系列AS。BGP的路由信息的数量级是AS的个数的量级，这远比网络的数量少的多。

　　BGP支持无分类域间路由选择CIDR。BGP发言人的路由表包含网络前缀、下一跳地址以及到达目标网络需要经过的AS序列。使用路径向量信息避免兜圈子路由。

　　BGP刚运行时与邻站交换整个BGP路由表，之后只交换更新变化的部分。BGP有四种报文

　　OPEN（建立关系，初始化通信）、UPDATE（通知更新路由信息）、KEEPALIVE（验证连通性）、NOTIFICATION（发送检测到的差错）四种。

　　从IPv4向IPv6过渡，IPv6需要能够向后兼容。有两种过渡的策略：双协议栈和隧道技术

　　1、双协议栈，使一部分主机或路由器装有双协议栈，即能和IPv6的系统通信又能和IPv4的系统通信。那如何知道使用的是那种地址呢？使用域名系统DNS查询地址，看返回的是IPv4还是IPv6地址。在数据报的传输过程中，IPv4与IPv6的转换需要转换首部，而在恢复的时候，IPv6的一些首部信息无法恢复，会置为空缺，这种损失无法避免。

　　IPv6也不保证可靠交付，因为路由器可能会丢弃数据报，所以依靠ICMPv6反馈差错信息，已合并了ARP地址解析协议

　　专用地址只用做本地地址，用于机构的内部通信。互联网中的所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。

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