运算机网络复习资料运算机网络复习资料一、CRC运算； P.166（目的：懂得 G（ x）多项式,会进行运算判定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）先挑选（可以随机挑选,也可按标准挑选,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）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 要留意的是, 余数的位数肯定要是比除数位数只能少一位,哪怕前面位是 0,甚至是全为 0（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,留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,最终在接收端再把这个新帧以 “模 2 除法”方式除以前面挑选的除数, 假如没有余数, 就说明该帧在传输过程中没出错,否就显现了差错；【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； 相当于二进制中的规律异或运算；也就是比较后,两者对应位相同就结果为“ 0”,不同就结果为“ 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11× 11=101,如图 5-9 右图所示；图 5-9 “模 2 除法 ”和“模 2 乘法 ”示例- 11 -例题：下面以一个例子来具体说明整个过程；现假设挑选的 CRC 生成多项式为 G（ X ） = X 4 + X 3 +1,要求出二进制序列10110011 的 CRC 校验码；下面是具体的运算过程：（ 1）第一把生成多项式转换成二进制数,由G（X ） = X + X + 1 可以知道（,它一共43是 5 位（总位数等于最高位的幂次加1,即 4+1=5 ）,然后依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其它位均为 0）很快就可得到它的二进制比特串为4 位、第 3 位、第 0 位的二进制均为11001；1,（ 2）由于生成多项式的位数为码的位数比生成多项式的位数少101100110000,然后把这个数以5,依据前面的介绍,得知CRC 校验码的位数为 4（校验1）；由于原数据帧10110011,在它后面再加“模 2 除法 ”方式除以生成多项式,得到的余数,即4 个 0,得到CRC 校验码为 0100,如图 5-10 所示；留意参考前面介绍的 “模 2 除法 ”运算法 就；图 5-10 CRC 校验码运算示例（ 3）把上步运算得到的 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 以“模2 除法 ”方式去除,验证余数是否为 0,假如为 0,就证明该帧数据在传输过程中没有显现差错,否就显现了差错；二、子网掩码的作用和运算作用：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；运算子网掩码： 要划分子网就需要运算子网掩码和安排相应的主机块, 尽管采纳二进制运算可以得出相应的结论,但假如采纳十进制运算方法,运算起来更为简便；方法一：利用子网数来运算；（主要）1. 第一,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. 最终,先求出此 IP 地址对应的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,就 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 个子网的 B 类 IP 地址 167.194.0.0 的子网掩码；方法二：利用主机数来运算；1. 第一,将主机数目从十进制数转化为二进制数；2. 接着,假如主机数小于或等于 254〔 留意：应去掉保留的两个 IP 地址 〕 ,就统计由“ 1” 中得到的二进制数的位数,设为 N；假如主机数大于 254,就 N>8,也就是说主机地址将超过 8 位；3. 最终,使用 255.255.255.255 将此类 IP 地址的主机地址位数全部置为 1,然后依据“从后向前”的次序将 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 划分成如干个子网,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,就 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 192·168· 100·163 子网掩码是 255·255·255·224；算出网络地址、广播地址、地址范畴、主机数；运算过程；答：依据题目 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192.168.100.0192.168.100.32192.168.100.64192.168.100.96192.168.100.128192.168.100.160192.168.100.192192.168.100.224就题目的 IP 地址 是在192.168.100.160 这个子网里面；地址范畴 192.168.100.161~192.168.100.190 可用主机数 30 台广播地址是 192.168.100.191网络地址是 192.168.100.160三、 TCP拥塞掌握算法 P441慢速启动 ->拥塞防止 ->快速重传 ->快速复原（记住关键词明白即可）慢 启动：最初的 TCP在连接建立胜利后会向网络中发送大量的数据包,这样很简洁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头 就大量发送数据包, 而只能依据网络情形逐步增加每次发送的数据量, 以防止上述现象的发生； 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,发送端开头依据拥塞窗口大小发送数据,每当有一个报文段被确认, cwnd 就增加 1 个 MSS大小；这样 cwnd 的值就随着网络来回时间 〔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；我们可以简洁运算下：开头 ---> 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假如带宽为 W,那么经过 RTT*log 2 W时间就可以占满带宽；拥 塞防止：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 不能始终这样无限增长下去,肯定需要某个限制； TCP 使用了一个叫慢启动门限 〔ssthresh〕 的变量,当 cwnd 超过该值后,慢启动过程终止,进入拥塞防止阶段；对于大多数 TCP实现来 说, ssthresh 的值是 65536〔 同样以字节运算 〕 ；拥塞防止的主要思想是加法增大, 也就是 cwnd 的值不再指数级往上升, 开头加法增加； 此时当窗 口中全部的报文段都被确认时, cwnd 的大小加 1,cwnd 的值就随着 RTT 开头线性增加,这样就可以防止增长过快导致网络拥塞,渐渐的增加调整到网络的 正确值；其实 TCP仍有一种情形会进行快速重传：那就是收到 3 个相同的 ACK；TCP在收到乱序到达包时就会立刻发送 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. 重新进入拥塞防止阶段；快速复原的主要步骤是：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 的缘由是由于收到 3 个重复的 ACK,说明有 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；缘由是由于该 ACK确认了新的数据, 说明从重复 ACK时的数据都已收到, 该复原过程已经终止, 可以回到复原之前的状态了,也即再次进入拥塞防止状态；相关例题： 1：为防止和排除拥塞, TCP采纳哪些策略来掌握拥塞窗口答：为了防止和排除拥塞, TCP周而复始地采纳 3 种策略来掌握拥塞窗口的大小；第一是使用慢启动策略,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,开头时只能发送一个数据段,当收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,进入拥塞防止阶段, 在这一阶段使用的策略是, 每收到一。