计网知识点总结2016-6-20 (1)

《计网知识点总结2016-6-20 (1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计网知识点总结2016-6-20 (1)（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、计算机网络复习资料一、CRC 计算。计算。P.166（目的：理解 G（x）多项式，会进行计算判断接受的比特串是否正确）1. CRC 校验原理具体来说，CRC 校验原理就是以下几个步骤：（1）先选择（可以随机选择，也可按标准选择，具体在后面介绍）一个用于在接收端进 行校验时，对接收的帧进行除法运算的除数（是二进制比较特串，通常是以多项方式表示， 所以 CRC 又称多项式编码方法，这个多项式也称之为“生成多项式”）。（2）看所选定的除数二进制位数（假设为 k 位），然后在要发送的数据帧（假设为 m 位） 后面加上 k-1 位“0”，然后以这个加了 k-1 个“0“的新帧（一 共是 m+k-1 位）

2、以“模 2 除法” 方式除以上面这个除数，所得到的余数（也是二进制的比特串）就是该帧的 CRC 校验码， 也称之为 FCS（帧校验序列）。但 要注意的是，余数的位数一定要是比除数位数只能少一余数的位数一定要是比除数位数只能少一 位，哪怕前面位是位，哪怕前面位是 0，甚至是全为，甚至是全为 0（附带好整除时）也都不能省略（附带好整除时）也都不能省略。（3）再把这个校验码附加在原数据帧（就是 m 位的帧，注意不是在后面形成 的 m+k-1 位的帧）后面，构建一个新帧发送到接收端，最后在接收端再把这个 新帧以“模 2 除法”方式除以前面选择的除数，如果没有余数，则表明该帧在传 输过程中没出错，否则出

3、现了差错。【说明】“模 2 除法”与“算术除法”类似，但它既不向上位借位，也不比较除数和被除 数的相同位数值的大小，只要以相同位数进行相除即可。模 2 加法运算为： 1+1=0，0+1=1，0+0=0，无进位，也无借位；模 2 减法运算为：1-1=0，0-1=1，1-0=1，0- 0=0，也无进位，无借位。相当于二进制中的逻辑异或运算。也就是比较后，两者对应位相 同则结果为“0”，不同则结果为“1”。如 100101 除以 1110，结果得到商为 11，余数为 1，如图 5-9 左图所示。如 1111=101，如图 5-9 右图所示。图 5-9 “模 2 除法”和“模 2 乘法”示例例题：下面

4、以一个例子来具体说明整个过程。现假设选择的 CRC 生成多项式为 G（X） = X4 + X3 + 1，要求出二进制序列 10110011 的 CRC 校验码。下面是具体的计算过程：（1）首先把生成多项式转换成二进制数，由 G（X） = X4 + X3 + 1 可以知道（，它一共 是 5 位（总位数等于最高位的幂次加 1，即 4+1=5），然后根据多项式各项的含义（多项 式只列出二进制值为 1 的位，也就是这个二进制的第 4 位、第 3 位、第 0 位的二进制均为 1，其它位均为 0）很快就可得到它的二进制比特串为 11001。（2）因为生成多项式的位数为 5，根据前面的介绍，得知 CRC 校

5、验码的位数为 4（校验 码的位数比生成多项式的位数少 1）。因为原数据帧 10110011，在它后面再加 4 个 0，得 到 101100110000，然后把这个数以“模 2 除法”方式除以生成多项式，得到的余数，即 CRC 校验码为 0100，如图 5-10 所示。注意参考前面介绍的“模 2 除法”运算法算法则。图 5-10 CRC 校验码计算示例（3）把上步计算得到的 CRC 校验码 0100 替换原始帧 101100110000 后面的四个“0”， 得到新帧 101100110100。再把这个新帧发送到接收端。（4）当以上新帧到达接收端后，接收端会把这个新帧再用上面选定的除数 11001

6、 以“模 2 除法”方式去除，验证余数是否为 0，如果为 0，则证明该帧数据在传输过程中没有出现 差错，否则出现了差错。2、子网掩码的作用和计算子网掩码的作用和计算作用：子网掩码就是用来指定某个 IP 地址的网络地址的，换一句话说，就是用来划分子网 的。计算子网掩码：要划分子网就需要计算子网掩码和分配相应的主机块，尽管采用二进制计 算可以得出相应的结论，但如果采用十进制计算方法，计算起来更为简便。方法一：利用子网数来计算。（主要）方法一：利用子网数来计算。（主要）1.首先，将子网数目从十进制数转化为二进制数； 2.接着，统计得到的二进制数的位数，设为 N； 3.最后，先求出此 IP 地址对应的

7、地址类别的子网掩码。再将求出的子网掩码的主机地址部 分(也就是“主机号”)的前 N 位全部置 1，这样即可得出该 IP 地址划分子网的子网掩码。例：需将 B 类 IP 地址 167.194.0.0 划分成 28 个子网：1)(28)10=(11100)2；2)此二进制的位数是 5，则 N=5；3)此 IP 地址为 B 类地址，而 B 类地址的子网掩码是 255.255.0.0，且 B 类地址的主机地址 是后 2 位(即 0-255.1-254)。于是将子 网掩码 255.255.0.0 中的主机地址前 5 位全部置 1，就 可得到 255.255.248.0，而这组数值就是划分成 28 个子网

8、的 B 类 IP 地址 167.194.0.0 的子 网掩码。方法二：利用主机数来计算。方法二：利用主机数来计算。1首先，将主机数目从十进制数转化为二进制数； 2接着，如果主机数小于或等于 254(注意：应去掉保留的两个 IP 地址)，则统计由“1” 中得到的二进制数的位数，设为 N；如果主机数大于 254，则 N8，也就是说主机地址将超 过 8 位； 3最后，使用 255.255.255.255 将此类 IP 地址的主机地址位数全部置为 1，然后按照 “从后向前”的顺序将 N 位全部置为 0，所得到的数值即为所求的子网掩码值。例：需将 B 类 IP 地址 167.194.0.0 划分成若干个

9、子网，每个子网内有主机 500 台：1)(500)10=(111110100)2；2)此二进制的位数是 9，则 N=9；3)将该 B 类地址的子网掩码 255. 255.0.0 的主机地址全部置 1，得到 255.255.255.255。然后 再从后向前将后 9 位置 0，可得：11111111. 11111111.11111110.00000000 即 255.255.254.0。这组数值就是划分成主机为 500 台的 B 类 IP 地址 167.194.0.0 的子网掩码。相关例题： P 地址为 192168100163 子网掩码是 255255255224。算出网络地址、广播地址、 地址

10、范围、主机数。 计算过程。答：根据题目子网掩码 255.255.255.224，算出块大小 256-224=32 分出的子网数 0,32,64,96,128,160,192,224 8 个子网 子网地址分别是192.168.100.0 192.168.100.32 192.168.100.64 192.168.100.96 192.168.100.128 192.168.100.160 192.168.100.192 192.168.100.224则题目的 IP 地址 是在 192.168.100.160 这个子网里面。地址范围 192.168.100.161192.168.100.190 可

11、用主机数 30 台 广播地址是 192.168.100.191 网络地址是 192.168.100.1603、TCP 拥塞控制算法拥塞控制算法P441慢速启动-拥塞避免-快速重传-快速恢复（记住关键词了解即可）慢 启动：最初的 TCP 在连接建立成功后会向网络中发送大量的数据包，这样很容易导 致网络中路由器缓存空间耗尽，从而发生拥塞。因此新建立的连接不能够一开始 就大量发 送数据包，而只能根据网络情况逐步增加每次发送的数据量，以避免上述现象的发生。具 体来说，当新建连接时，cwnd 初始化为 1 个最大报文段 (MSS)大小，发送端开始按照拥塞 窗口大小发送数据，每当有一个报文段被确认，cwn

12、d 就增加 1 个 MSS 大小。这样 cwnd 的 值就随着网络往返时间 (Round Trip Time,RTT)呈指数级增长，事实上，慢启动的速度一 点也不慢，只是它的起点比较低一点而已。我们可以简单计算下：开始 - cwnd = 1经过 1 个 RTT 后 - cwnd = 2*1 = 2经过 2 个 RTT 后 - cwnd = 2*2= 4经过 3 个 RTT 后 - cwnd = 4*2 = 8如果带宽为 W，那么经过 RTT*log2W 时间就可以占满带宽。拥 塞避免：从慢启动可以看到，cwnd 可以很快的增长上来，从而最大程度利用网络 带宽资源，但是 cwnd 不能一直这样无

13、限增长下去，一定需要某个限制。 TCP 使用了一个 叫慢启动门限(ssthresh)的变量，当 cwnd 超过该值后，慢启动过程结束，进入拥塞避免阶段。对于大多数 TCP 实现来 说，ssthresh 的值是 65536(同样以字节计算)。拥塞避免的主 要思想是加法增大，也就是 cwnd 的值不再指数级往上升，开始加法增加。此时当窗 口中 所有的报文段都被确认时，cwnd 的大小加 1，cwnd 的值就随着 RTT 开始线性增加，这样就 可以避免增长过快导致网络拥塞，慢慢的增加调整到网络的 最佳值。其实 TCP 还有一种情况会进行快速重传：那就是收到 3 个相同的 ACK。TCP 在收到乱序

14、到达包时就会立即发送 ACK，TCP 利用 3 个相同的 ACK 来判定数据包的丢失，此时进行快速 重传，快速重传做的事情有：1.把 ssthresh 设置为 cwnd 的一半2.把 cwnd 再设置为 ssthresh 的值(具体实现有些为 ssthresh+3)3.重新进入拥塞避免阶段。快速恢复的主要步骤是：1.当收到 3 个重复 ACK 时，把 ssthresh 设置为 cwnd 的一半，把 cwnd 设置为 ssthresh 的值加 3，然后重传丢失的报文段，加 3 的原因是因为收到 3 个重复的 ACK，表 明有 3 个“老”的数据包离开了网络。 2.再收到重复的 ACK 时，拥塞窗

15、口增加 1。3.当收到新的数据包的 ACK 时，把 cwnd 设置为第一步中的 ssthresh 的值。原因是因 为该 ACK 确认了新的数据，说明从重复 ACK 时的数据都已收到，该恢复过程已经结束，可 以回到恢复之前的状态了，也即再次进入拥塞避免状态。相关例题：1：为避免和消除拥塞，TCP 采用哪些策略来控制拥塞窗口答：为了避免和消除拥塞，TCP 周而复始地采用 3 种策略来控制拥塞窗口的大小。首先是使用慢启动策略，在建立连接时拥塞窗口被设置为一个最大段大小 MSS。对 于每一个段的确认都会使拥塞窗口增加一个 MSS，实际上这种增加方式是指数级的增加。 例如，开始时只能发送一个数据段，当收

16、到该段的确认后拥塞窗口加大到两个 MSS，发送 方接着发送两个段，收到这两个段的确认后，拥塞窗口加大到 4 个 MSS，接下来发送 4 个 段，依此类推。当拥塞窗口加大到门限值(拥塞发生时的拥塞窗口的一半)时，进入拥塞避免阶段，在 这一阶段使用的策略是，每收到一个确认，拥塞窗口加大 1n 个 MSS(n 为拥塞窗口大小)， 即使确认是针对多个段的，拥塞窗口也只加大 1 个MSS，这在一定程度上减缓了拥塞窗口的增长。但在此阶段，拥塞窗口仍在增长，最终 可能导致拥塞。拥塞使重传定时器超时，发送方进入拥塞解决阶段。发送方在进行重传的 同时，将门限值调整为拥塞窗口的一半，并将拥塞窗口恢复成一个 MSS，然后进人新一轮 的循环。2：为什么说，拥塞造成的数据丢失，仅仅靠超时重传是无法解决的？答：拥塞是由于网络中的路由器超载而引起的严重延迟现象。拥塞的发生会造成数据 的丢失，数据的丢失会引起超时重传，而超时重传的数据又会进一步加剧拥塞，如果不加 以控制，最终将会导致系统的崩溃4、TCP 报文报文