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1、Page 1 通信网络复习提纲 教材：计算机与通信网络(Computer and Communication Networks),Nader F. Mir,中国电力出版社 201001(Prentice Hall 200602) Chapter1 分组交换网络分组交换网络 1.1 通信网络的基本概念通信网络的基本概念 1.1.1 通信网络是由一定数量的节点（包括终端和交换设备）和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起，以实 现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。通信网络是所有用于信息传递的网络的总称，它包括电信网、计算 机网、广播电视网和移动通信网。通信网络的硬件构成有终端设备、传输链路、交
2、换设备，软件构成有信令方 案、协议、网络结构、路由方案、编号方案、资费与质量等。 通信网络中的信息交换技术是通信网的基本问题，比较三种交换：电路交换，报文交换，分组交换。 1.1.2 分组交换（Packet Switching） ：把信息分成一个个小的数据块,每个块为一个分组,采用存储转发交换技术。一 个“分组”即“包（Packet） ”可以分成多个“帧” ，即“片（Frame） ” 。分组交换的优点: 高效-动态分配网络资源；灵活-每个分组独立路由；可非实时工作-无连接和呼叫。 分组交换的缺点：传输时延长；分组中报头信息开销。但分组交换是必然趋势。 1.2 分组交换网络的类型分组交换网络的类
3、型 1.2.1 分组交换网络提供的两种类型服务：数据报（Datagram） ，网络随时接受数据报，存储分组后，每分组独立选 择路由传送。虚电路（Virtual Circuit） ：先向网络申请建立一条虚链路，然后传送数据，H1 发送给 H2 的所有分 组（网络层之间）都沿着同一条虚电路传送。 1.2.2 虚电路与数据报的比较： 不同点：数据分组可能损失，数据报是无质量保证 服务；虚电路方式很容易保证服务质量 QoS（Quality of Service） ，但比较脆弱；数据报要求路由器有较大内存 空间；虚电路方式存在连接建立时间；数据报方式存在 交换、地址查找的时间延迟。 共同点：子网提供的服
4、务（面向连接或无连接）与 子网结构（虚电路或数据报）无关。 Chapter2 网络协议基础网络协议基础 通信网络的体系结构（从功能的角度描述）是层次和协议的集合。 协议（Protocol）的定义：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。计算机网络同等层次中，通信双 方进行信息交换时必须遵守的规则。 协议三要素：语法（Syntax）是数据与控制信息的结构或格式，语义（Semantics）是由发出的命令请求所完 成的动作和回送的响应组成的集合，定时关系（Timing)（也称同步）是有关事件顺序的说明。 协议分层的好处：各层之间是独立的，灵活性好，结构上可分割开，易于实现和维护，能促进标准化
5、工作。 协议分层的缺点：增加了额外开销。 Page 2 不同的层实现不同的功能：差错控制、流量控制、分段和重装、复用和分用、连接的建立和释放。 协议的复杂性：协议必须把所有不利的条件事先都估计到，而不能假定一切都是正常的和非常理想的。看一 个通信网络协议是否正确，不能光看在正常情况下是否正确，而且还必须非常仔细地检查这个协议能否应付各种 异常情况。 2.1 TCPIP 的五层协议的五层协议 （TCP 和 IP 是两层著名协议， TCPIP 指整个协议族。 ） 1.物理层：在物理线路上传输原始的二进制数据位。 2.数据链路层：在有差错的物理线路上提供无差错的数据传 输。 3.网络层：控制通信子网
6、提供源点到目的点的 IP 包传送。 4.运输层：提供端到端的数据传送服务。TCP 和 UDP 5.应用层：提供各种 Internet 管理和应用服务功能。 有人把第 1 层和第 2 层合起来称为网络接口层（Host-to- Network） 2.3.1 IP packet format Each packet comprises the header and data. The size of the header is variable, with 20 bytes of fixed-length header and an options field whose size is varia
7、ble up to 40 bytes. A brief description of the fields follows. Version specifies the IP version. Header length (HL) specifies the length of the header. Type of service specifies the quality-of-service (QoS) requirements of the packet, such as priority level, delay, reliability, throughput, and cost.
8、 Total length specifies the total length of the packet in bytes, including the header and data. A total of 16 bits are assigned to this field. Identification, flags, and fragment offset are used for packet fragmentation and reassembly. Time to live specifies the maximum number of hops after which a
9、packet must be discarded. Protocol specifies the protocol used at the destination. Header checksum is a method of error detection and is described in Chapter 4. Source address and destination address are 32-bit fields specifying the source address and the destination address, respectively. Options i
10、s a rarely used variable-length field to specify security level, timestamp, and type of route. Padding is used to ensure that the header is a multiple of 32 bits. 2.3.2 IP 地址的分类地址的分类 Consider the lengths of corresponding fields shown in this figure. Class A starts with a 0 and supports 126 networks
11、and 16 million hosts per network. Class B addressing always starts with 10 and supports 16,382 networks and 65,534 hosts per network. Class C addressing starts with 110 and supports 2 million networks and 254 hosts per network. Class D addressing starts with 1110 and is specifically designed for mul
12、ticasting and broadcasting. Class E always starts with 1111 reserved for network experiments. For ease of use, the IP address is represented in dot-decimal notation. The address is grouped into 4 dot-separated bytes. e.g. A host with an IP address of 10001000 11100101 11001001 00010000 belongs to cl
13、ass B, since it starts with 10, and its Page 3 decimal equivalent is 136.229.201.16. 2.3.3 子网寻址和掩码子网寻址和掩码 Subnet Addressing and Masking Depending on the network size, different values of subnet ID and host ID can be chosen. Doing so would prevent the outside world from being burdened by a shortage o
14、f new network addresses. To determine the subnetting number, a subnet masklogic AND functionis used. The subnet mask has a field of all 0s for the host ID and a field of all 1s for the remaining field. e.g. Given an IP address of 150.100.14.163 and a subnet mask of 255.255 .255.128, determine the ma
15、ximum number of hosts per subnet. Solution: Figure 2.6 shows the details of the solution. Masking 255.255.255.128 on the IP address results in 150.100.14.128. Clearly, the IP address 150.100.14.163 is a class B address. In a class B address, the lower 16 bits are assigned to the subnet and host fiel
16、ds. Applying the mask, we see that the maximum number of hosts is 27 = 128. Exercise: Specify the class of address and the subnet ID for the following cases: a. A packet with IP address 173.168.28.45 using mask pattern 255.255.255.0 b. A packet with IP address 188.145.23.1 using mask pattern 255.255.255.128 c. A packet with IP address 139.189.91.190 using mask pattern 255.255.255 .128 2.3.4 无类别无类别域间路由域间路由（编址）编址）Classless Int
