第一章概述

互联网的组成——边缘部分、核心部分

边缘部分:由各主机构成，用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。

核心部分:由各路由器连网,负责为边缘部分提供高速远程分组交换。

分组交换的主要特点、优点

特点：采用存储转发的机制；统计时分复用；具有差错控制和流量控制。

优点：

1、高效：在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路逐段占用

2、灵活：为每一个分组独立地选择最合适的转发路由

3、迅速：以分组作为传送单位，不先建立连接就能向其他主机发送分组

4、可靠：保证可靠的网络协议；分布式多路由地分组交换网，使网络有很好的生存性

互联网的主要类别：广域网、城域网、局域网、个人区域网

广域网（WAN）：作用范围几十到几千公里、

城域网（MAN）：作用距离为5~50km

局域网（LAN）：地理上局限在较小的范围

个人区域网（PAN）：作用范围在10m

第二章物理层

几种传输媒体及其特点

导引型传输媒体：

双绞线： 容易受到外部高频电磁波的干扰，误码率高，价格便宜，安装方便，适用于点到点和多点连接。

同轴电缆： 高带宽，低误码率，性能价格比高

光缆： 直径小，重量轻；传输频带宽，通信容量大；抗雷电和电磁干扰性能好，无串音干扰，保密性好，误码率低

非导引型传输媒体

无线传输： 频率高，频率范围宽，通信信道的容量大；信号所受工业干扰较小，传输质量高，通信比较稳定；不受地理环境的影响，投资建设少。

全双工、半双工、单工

根据双方信息交互的方式进行划分

单工：表示双向交替通信

单向通信（单工通信） ：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互

双向交替通信（半双工通信） ：通信的双方都能发送信息，但不能双方同时发送，只能一方发送信息，一方接收

双向同时通信（全双工通信） ：通信双方同时发送和接收信息

第三章——数据链路层

1、三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测

封装成帧

在进行数据链路层传输的时候存在一个问题，我们需要对饮数据链路层的协议对应将有效的数据封装成一个帧，封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成一个帧。这个时候我们就需要考虑，我们如何来识别一个帧，所以这里提出了一个帧定界的概念，使用两个控制字符，一个控制字符SOH放在一帧的最前面，表示帧的首部开始。另一个控制字符EOT标识帧的结束。所以简单的说第一步就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。首部和尾部就是起到帧定界的作用。

透明传输

关于透明传输，我们主要目的是因为，在帧的有效数据当中，可能出现和帧定界的控制字符一样的字符，为了防止将这些字符当中帧定界的字符，错误的处理帧，所以我们采方法使得数据当中可能出现的控制字符“SOH”和“EOT”在接收端不被解释为控制字符。

方法是：发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符”ESC”。而在接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除这个插入的转义字符。我们把这种方法叫做字节填充法。当然如果转义字符”ESC“也出现在数据当中，那么解决的方法仍然是在转义字符的前面插入一个转义字符，所以，当接受到连续的两个转义字符的时候，就去删除其中前面的一个。

差错检测

数据链路层点对点传输的第三个问题就是差错检测。就是我们所说的比特在传出过程当中可能会产生差错，1可能会变成0，0可能会变成1.这就是比特差错。而这种差错对于我们来说是不希望发生这种状况的，所以为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用差错检测措施。目前广泛运用的是循环冗余检验CRC，

循环冗余校验

CRC的基本思想就是将传输的数据当作一个位数很长的数，将这个数除以另外的一个数。得到的余数作为校验数据附加到原数据后面。

生成校验位

根据生成多项式约定除数
确定校验位的位数——信息码的长度+生成多项式的最高次幂数
移位——信息码左移R位
相除——对移位后的信息码，用生成多项式进行模2除法，产生余数，然后与信息码进行拼接
检错和纠错

纠错和检错

0比特插入

在发送端，当一串比特流尚未加上标志字段时，先用硬件扫描整个帧。只要发现5个连续1，则立即填入一个0。在接收一个帧时，每发现5个连续1时，就将这5个连续1后的一个0删除，以还原成原来的比特流。这样就保证了在所传送的比特流中，不管出现什么样的比特组合，也不至于引起帧边界的判断错误。

例如：某一非标志字段（0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0）中恰好出现“01111110”，被误认为是标志字段。

做法：

则发送端连续发送5 个“1”后，填入1个“0”：0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0

接收端将5 个连1 之后的“0”删除：0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0

网卡适配器的作用，工作在哪一层

答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件。网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）

CSMA/CD协议

载波监听/多址接入/碰撞检测

注意：这是有线局域网接入

争用期：64比特

帧间最小间隔：96比特

流程

硬件地址(MAC)

当多个主机连接在同一个广播信道上，要想实现两个主机之间的通信，则每个主机都必须有一个唯一的标识,即一个数据链路层地址;
在每个主机发送的帧中必须携带标识发送主机和接收主机的地址。由于这类地址是用于媒体接入控制 MAC(Media Access Control)，因此这类地址被称为MAC地址;
MAC地址一般被固化在网卡(网络适配器）的电可擦可编程只读存储器EEPROM中，因此MAC地址也被称为硬件地址;MAC地址有时也被称为物理地址。

请注意:这并不意味着MAC地址属于网络体系结构中的物理层!

注意：

一个设备可能会拥有更多的MAC地址。综上所述，严格来说，MAC地址是对网络上各接口的唯一标识，而不是对网络上各设备的唯一标识。

标识符 EUI-48

MAC地址格式

单播帧

多播帧

判断多播地址（如果改多播地址不能整除2（1，3，5，7，9，B，D,F），即为多播地址。）

理解：看自己有没有在群聊中，有的话就参与

交换机的学习

对比集线器和交换机

单播

广播

同属于一个广播域

扩展以太网

区别小结

以太网自学习和转发帧

自学习流程

登记——查找——转发

笔记

习题

交换表会定期删除

小结

第四章——网络层

分类Ip地址：

A、B、C、D类地址

注意：

只有A类、B类和C类地址可分配给网络中的主机或路由器的各接口
主机号为“全0”的地址是网络地址，不能分配给主机或路由器的各接口
主机号为“全1”的地址是广播地址，不能分配给主机或路由器的各接口

路由器

路由器的基本结构

分为路由选择部分和分组转发部分

路由选择部分：路由选择处理机

分组转发部分：交换结构和一组输入端口和一组输出端口

路由表和转发表

小结

ARP工作原理

路由信息协议RIP的基本工作原理

路由信息协议RIP(Routing Information Protocol)是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议之一，其相关标准文档为RFC 1058。

RIP要求自治系统AS内的每一个路由器都要维护从它自己到AS内其他每一个网络的距离记录。这是一组距离，称为“距离向量DV(Distance-Vector)”。

RIP使用跳数(Hop Count)作为度量(Metric)来衡量到达目的网络的距离。路由器到直连网络的距离定义为1。

路由器到非直连网络的距离定义为所经过的路由器数加1。
允许一条路径最多只能包含15个路由器。“距离”等于16时相当于不可达。因此，RIP只适用于小型互联网。

RIP认为好的路由就是“距离短”的路由，也就是所通过路由器数量最少的路由当到达同一目的网络有多条“距离相等”的路由时，可以进行等价负载均衡RIP包含以下三个要点:

和谁交换信息仅和相邻路由器交换信息
交换什么信息自己的路由表
何时交换信息周期性交换（例如每30秒)

RIP特点

RIP基本工作过程

1、路由器刚开始工作时，只知道自己到直连网络的距离为1。 2、每个路由器仅和相邻路由器周期性地交换并更新路由信息。 3、若干次交换和更新后，每个路由器都知道到达本AS内各网络的最短距离和下一跳地址,称为收敛。

RIP路由条目的更新规则

以下情况会更新路由：

到达目的网络，相同下一跳,最新消息，更新

发现了新的网络，添加

到达目的网络，不同下一跳，新路由优势，更新

到达目的网络，不同下一跳，等价负载均衡

到达目的网络，不同下一跳，新路由劣势,不更新

示例：

注意：

在RIP协议中，距离16表明目的网络不可达。

RIP存在“坏消息传播得慢”的问题 “坏消息传播得慢”又称为路由环路或距离无穷计数问题，这是距离向量算法的一个固有问题。可以采取多种措施减少出现该问题的概率或减小该问题带来的危害。
限制最大路径距离为15 (16表示不可达)
当路由表发生变化时就立即发送更新报文(即“触发更新”)，而不仅是周期性发送
让路由器记录收到某特定路由信息的接口，而不让同一路由信息再通过此接口向反方向传送(即“水平分割”)