《计算机网络复习》PPT课件.ppt

第23讲,第一章,接入网分类：家庭接入方式，企业接入及广域网无线接入。 常见的物理媒体，双绞线和光纤 分组交换和电路交换的区别，时延有哪些部分组成？,TCP在传送报文段前，会先建立连接 建立初始序号，交换缓存、流量控制信息 TCP三方握手(Three way handshake) 步骤1：客户端TCP先发送一个特殊的SYN报文段给服务器端TCP，SYN为1。客户端会随机选择初始序号client_isn 步骤2 ：服务器端为该TCP连接分配TCP缓存和变量，然后送出一个允许连接SYNACK报文段给客户端TCP。SYN及ACK设定为1。确认字段会被设定为client_isn+1 步骤3 ：收到SYNACK报文段，客户端也要给该连接配置缓存与变量。携带客户端给服务器端的数据。,3.5.6 TCP连接管理,3.5.6 建立TCP连接,关闭TCP连接,6,24,从连续收到三个重复的确认转入拥塞避免,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,0,0,4,8,12,16,20,传输轮次,拥塞窗口 cwnd,收到 3 个重复的确认 执行快重传算法,慢开始,“乘法减小”,拥塞避免 “加法增大”,TCP Reno 版本,TCP Tahoe 版本 (已废弃不用）,ssthresh 的初始值,拥塞避免 “加法增大”,新的 ssthresh 值,慢开始,快恢复,3.7 TCP拥塞控制,因超时侦测出分组丢失： cwnd值设定为1 MSS，ssthresh=cwnd/2 cwnd再倍数增加(进入慢启动) 当cwnd=ssthresh时 结束慢启动进入拥塞避免模式。 因三次冗余ACK侦测出分组丢失 执行快速重传 cwnd值减为一半(进入快速恢复),TCP：分组丢失的侦测与回应,传输层作业,R15,IP地址分类,A类网络的IP地址范围为： 1.0.0.1127.255.255.254； B类网络的IP地址范围为： 128.1.0.1191.255.255.254； C类网络的IP地址范围为： 192.0.1.1223.255.255.254。,私有IP地址,私有IP地址是一段保留的IP地址。只是使用在局域网中，在Internet上是不使用的。 私有IP地址的范围有： 10.0.0.0-10.255.255.255 172.16.0.0172.31.255.255 192.168.0.0-192.168.255.255 上述的IP地址都是可以使用在局域网中的。,非所有路由器都能同时执行IPv6 无法在一天内转换 网络如何在IPv4和IPv6都存在的情况下运作？ 解法1：采用双栈(dual-stack) 方案，让IPv6 节点也执行完整的IPv4,从 IPv4转换成 IPv6,解法2：采用建隧道(tunneling)方案，将IPv6数据报放入IPv4数据报的数据(内容)字段中,从 IPv4转换成 IPv6,跨AS的路由协议 BGP 内部网关路由协议 RIP OSPF,AS内部路由选择协议 判断如何在自治系统 (AS) 内部执行路由选择工作 RIP是一种距离矢量协定 实际在RIP (OSPF 亦同)中，成本定义为从源路由器到目的端子网之间每道连结的成本皆为1 跳数(hop count)：从源端路由器到目的端子网的最短路径上需穿越的子网数目(也包括目的端子网络) 路径的最大跳数为15,RIP (Routing Information Protocol),RIP通告,相邻节点间大约每隔30秒就会使用RIP响应报文 (RIP response message) 交换信息 响应报文也称为RIP通告 (RIP advertisement),使用连结状态算法 节点广播连结状态信息 Dijkstra 最小成本路由算法(判断出以自己为根节点，前往所有子网的最短路径树) 每个路由器建构出完整拓朴图 (所有路由器用同一个图) 链路成本由网络管理员配置 OSPF并未规范设定连结权值的策略，而是根据已知权值集合，找出最小成本路径的路由 OSPF通告广播到整个自治系统 透过IP传送 (上层协议值：89) 发送通告时机：周期性及链路状态发生变化时,OSPF (Open Shortest Path First),安全性：OSPF信息交换经过认证，可防止恶意的入侵者将不正确的讯息注入绕送表中 可使用多条成本相同的路径 支援单播与群播路由选择：群播OSPF (MOSPF) 使用OSPF链路成本数据库，提供群播路由选择 在单一绕送网域中支援阶层式架构 每个区域中有一或多台区域边境路由器 (area border router) 负责将封包送到区域外的路由选择 AS内会有唯一一个区域被设定为主干 (backbone) 区域，执行 AS其他区域之间的路由选择,OSPF优点,右图左上三个主机接口以及一个路由器接口的前24比特都相同，这4个接口形成的网络，称为子网 (subnet),子网,此子网以223.1.1.0/24表示，其中/24称为子网掩码 (subnet mask)，表示最左边24位定义子网的地址 子网中的主机不透过路由器即可互连 任何新连接到 223.1.1.0/24 子网的主机，都必须具有形式为 223.1.1.xxx 的地址,要确定子网，分开主机或路由器的每个端口，产生多个孤立的网络，其中端口为这些孤立网络的终端。这些孤立网络每个都是所谓的子网络。,子网,子网,几个子网？,例题讲解,P282页p16 Key：128.119.40.64/28,128.119.40.80/28, 128.119.40.96/28, 128.119.40.112/28 P282页p13,图5.7说明了D= 101110、d= 6、G= 1001以及r= 3进行这项运算的情形。,地址解析协议(ARP) 因为有网络层地址(如网际网络IP比特址)以及链路层地址(亦即MAC地址)，所以我们需要在两者之间进行转换。对因特网而言，这是地址解析协议(address resolution protocol，ARP) RFC 826的工作。,提问：发送方主机要如何判断IP地址为222.222.222.222的接收方主机，其MAC地址为何？如你可能已经猜到的，它会使用ARP。 在眼前的案例中，发送方主機222.222.222.220会提供IP地址222.222.222.222给其ARP模块，而ARP模块会传回对应的MAC地址49-BD-D2-C7-56-2A。 ARP会將IP地址解析成MAC地址。,以太网技术 以太网络有许多不同的技术可以选择，这些技术所使用的首字母缩写词令人眼花缭乱，例如10BASE-T、10BASE-2、100BASE-T、1000BASE-LX和10GBASE-T等等。 首字母的第一部分意指此一标准的速率：10、100、1000或10G；分别代表10 Megabit (每秒)、100 Megabit、Gigabit以及10 Gigabit的以太网络。,BASE表示基带的以太网络，意指其物理媒介只有载送以太网络的数据流；几乎所有的802.3标准都是基带以太网络。 首字母的最后一部分表示物理媒介本身；以太网络同时是链路层与物理层规格，它可以藉由各式各样的物理媒介来载送，包括同轴电缆、铜芯线以及光纤等。T代表的是双绞铜芯线。 更长程的运输则需要依赖于中继器或转发器(repeater) 。,3.如果交换机在某段时间老化时间(aging time)内都没有收到源端地址为表格中某个地址的帧时，交换机便会将该笔地址从表格中删除。 说明：交换机是一种即插即用设备(plug-and-play device)，因为它不需要网管或使用者的介入。想要安装交换机的网管，只需要將LAN网段连接到交换机的接口上即可。交换机是双工的，即任何交换机接口能够同时发送和接上。,一种更具扩展性互联VLAN交换机的方法称作VLAN干线连接(VLAN trunking)。 干线端口属于所有的VLAN，而传送给任何VLAN的帧都会透过干线链接被转发至另一台交换机。 IEEE为跨越VLAN干线的帧定义了扩展的以太网络帧格式，802.1Q。 802.1Q帧是由标准的以太网络帧加上首部中加入四字节的VLAN标签(VLAN tag) 所构成，VLAN标签会指出帧所属的VLAN标识符。 VLAN标签自身有一个2字节的标签协议标识符字段，一个2字节的标签控制信息字段（包括12比特的VLAN标识符字段）和一个3比特的优先权字段组成。,Link Layer,5-30,复习：Web页面请求过程,Comcast network 68.80.0.0/13,Googles network 64.233.160.0/19,64.233.169.105,web server,DNS server,校园网 68.80.2.0/24,web page,1.2 3G蜂窝数据网络：将因特网 扩展到蜂窝用户 智能型手机将需要执行一套完整的TCP/IP协议栈(包括物理层、链路层、网络层、运输层和应用层)，并透过蜂窝网络连到因特网中。 我们将聚焦在由第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership project，3GPP)所开发的通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications Service，UMTS) 3G标准。,Wireless, Mobile Networks,6-32,BSC,BTS,Base station system (BSS),2G (voice) 网络架构,MSC,Public telephone network,Gateway MSC,G,Wireless, Mobile Networks,6-33,radio network controller,MSC,SGSN,Public telephone network,Gateway MSC,G,Public Internet,GGSN,G,无线电接入网 Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN),核心网通用 General Packet Radio Service (GPRS) Core Network,公共 因特网,无线电接口 (WCDMA, HSPA),3G (voice+data)网络架构,3G核心网络 3G核心蜂窝网络把无线电电话数据接入网络连接到公众因特网。 3G数据服务设计者所采取的方式很明显：不去触动贡有核心GSM蜂窝语音网，增加与现有蜂窝语音网平行的附加蜂窝数据功能。,3G核心网络中有两种型态的结点：服务通用分组无线服务支持结点(Serving GPRS Support Nodes，SGSN) 和GPRS网关支持结点(Gateway GPRS Support Nodes，GGSN) 。 一个SGSN连接到一无线电接入网络，并负责传送数据报给该无线电接入网络中的移动结点或是传送来自该网络中移动结点的数据报。SGSN和该区域的蜂窝电话语音网路MSC互动。 GGSN行为像是一个网关，连接多个SGSN到因特网中。,3G无线电接入网络：无线边缘（Edge） 以3G方面的角度来看，3G无线电接入网络(3G radio access network) 是无线第一个跳网络。 无线电网络控制器(Radio Network Controller，RNC) 通常控制好几个小区收发基站，它们类似于在2G系统中的基站(但是以3G UMTS的说法，它们正式称为结点B一个相当没有描述性的名称！),RNC透过一个MSC连接到电路交换式的蜂窝电话语音网络，并透过一个SGSN连接到分组交换的因特网。 因此，虽然3G蜂窝电话语音和蜂窝电话数据服务使用不同的核心网络，它们共享了一个相同的第一最后一跳无线电接入网络。,比起2G网络，3G UMTS一项显著的改变为它不使用GSM的FDMA/TDMA方法，而是在TDMA时隙中使用称为直接序列宽带CDMA (Direct Sequence Wideband CDMA，DS-WCDMA)的CDMA技术。 与WCDMA规格相关的数据服务称作HSP 高速分组接入(High Speed Packet Access)，声称最高可达到14 Mbps的数据传输速率。,1.3 走向4G：LTE 3GPP所推出的4G长期演进技术(Long-Term Evolution，LTE)标准比起3G系统有两项重要的创新： 演化的分组核心(Evolved Packet Core，EPC) 。 EPC是一个简化的全IP核心网络，它统一了如图6.19所示分开的电路交换式的蜂窝语音网络和分组交换式的蜂窝数据网络。,所谓的全IP网络意即语音和数据都是用IP数据报的方式来携带。EPC的一个关键任务就是管理网络资源以提供这项高质量的服务。 LTE无线电接入网络。LTE在下传信道上使用了一种分频多任务和分时多任务的特殊组合， 就是所谓的正交分频多复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)。图6.20展示出在四个频率上八个时隙的配置。,若配给更多的时隙(不管是在相同的频率上还是在不同的频率上)，一移动结点就可以达到更高的传输率。LTE无线电网络的另一项创新为使用复杂的多输入多输出(MIMO)天线。 把时隙分配给移动结点的方式并没有在LTE标准中定义。反而，在一特定频率上的特定时隙中要让哪