第一篇：網絡原理 考試
第一章
計算機網絡四個發展階段：面向終端的計算機網絡、計算機-計算機網絡、開放式標準化網絡、因特網廣泛應用和高速網絡技術發展。我國三大網絡：電信網絡、廣播電視網絡、計算機網絡。未來發展趨勢：寬帶、全光、多媒體、移動、下一代網絡。計算機網絡由資源子網和通信子網構成。
計算機網絡的定義：利用通訊設備和線路將地理位置不同的、功能獨立的多個計算機系統互連起來，以功能完善的網絡軟件實現網絡中資源共享和信息傳遞的系統。計算機網絡的功能：軟/硬件資源共享、用戶間信息交換。
計算機網絡的應用：辦公自動化、遠程教育、電子銀行、證券及期貨交易、企業網絡、智能大廈和結構化綜合布線系統。計算機網絡的分類：
按拓撲結構：星形、總線形、環形、樹形、混合形、網形。按交換方式：電路交換網、報文交換網、分組交換網。按覆蓋范圍：廣域網、城域網、局域網。
按傳輸技術：廣播方式網絡、點對點方式網絡。ISO（國際標準化組織），ITU（國際電信聯盟），IETF（因特網工程特別任務組）第二章
網絡協議：為計算機網絡中進行數據交換而建立的規則、標準或約定的集合。網絡協議由三個要素組成：語義、語法、時序關系。分層：將一個復雜的劃分為若干個簡單的網絡的體系結構：計算機網絡各層次結構模型及其協議的集合面向連接服務：開始時建立連接，傳輸時不用攜帶目的節點的地址。
無連接服務：開始時不需建立連接，每個分組都要攜帶完整的目的節點地址，不同分組可能選擇不同路徑達到目的節點，節點接收到的分組可能出現亂序、重復、丟失的現象。協議相對簡單，效率較高。
OSI的三級抽象：體系結構、服務定義、協議規范。
多播路由選擇：為了實現多播路由選擇，每個路由器計算一顆生成樹，該生成樹覆蓋所有其它的路由器。然后，修剪工作從每條路徑的末端開始，逐步向根路由器前行，同時去掉所有不屬于相應組的路由器。
最優化原則：如果路由器J在從路由器I到K的最佳路由上，那么從J到K的最佳路線就會在同一路由之中。
擁塞發生的原因：1，內存不夠，沒有足夠的內存存放同時到達的分組，2，路由器處理器的處理速度慢，難以完成排隊，更新路由表等工作
擁塞控制的任務：確保子網能夠承載所有到達的流量，這是一個全局的問題。流量控制只與特定的發送方和特定的接收方之間的點到點流量有關。虛電路子網中的擁塞控制：1，準入控制，2，路由選擇，3，資源預留。數據報子網中的擁塞控制：1，警告位，2，抑制分組，3，逐跳抑制分組。QoS四個特征：可靠性、延遲、抖動、帶寬。
網絡互連的目的：是使一個網絡上的用戶能訪問其它網絡上的資源，使不同網絡上的用戶互相通信和交換信息。
條件：在網絡間至少提供一條物理上連接的鏈路；在不同網絡進程間提供合適的路由實現數據交換；有一個統一的計費服務；在提供以上服務時，盡可能不對互聯在一起的網絡的體系結構作任何修改。
中繼設備（網間連接器）：轉發器（物理層的連接）；網橋（數據鏈路層）；路由器（網絡層）（建立并維護路由表，提供網絡間的分組轉發功能）；網關（傳輸層及以上）幀中繼應用：局域網的連接；語音傳輸；文件傳輸。IP（互聯網協議），OSPF（開放最短路徑優先協議），HDLC（高級數據鏈路控制協議）ICMP（互聯網控制報文協議）（詢問和響應），ARP（地址轉換協議），RARP（反向地址轉換協議）FTP（文件傳輸協議），Telnet（遠程登錄的協議）BBS（電子公告版系統），URL（統一資源定位器），HTTP（超文本傳輸協議）：是客戶端瀏覽器和Web服務器之間的應用層通信協議。第六章
傳輸層功能：從源主機到目的主機提供可靠的價格低廉的數據傳輸，而與當前網絡或使用的網關無關。
傳輸層的作用：傳輸層提供應用進程端到端的進程通信服務，既是七層模型中負責數據通信的最高層，又是面向網絡通信的低三層和面向信息處理的高三層之間的中間層。尋址：先按照IP地址找到目標主機，再根據主機端口號確定進程的端口。
TCP地址與IP地址不同，IP地址是字節地址，一個節點可以運行多個應用，TCP的地址是節點的某個應用的地址，這種應用在計算機內部是進程。多個進程的數據傳遞通過不同的端口完成，因此在TCP段結構中，是以“端口”表示地址的。
建立連接與釋放連接都是三次握手法：1，發出請求，2，確認請求，3，對確認請求的確認。TCP（傳輸控制協議），UDP（用戶數據報傳輸協議）。OSI/RM：物理層（使原始的數據比特流能在物理介質上傳輸）、數據鏈路層（通過校驗、確認和反饋重發等手段，將不可靠的物理鏈路改造稱對網絡層無差錯的數據鏈路）、網絡層（進行路由先擇和流量控制，以網絡協議書庫單元為為單位進行傳輸）、傳輸層（提供端到端的透明數據傳輸服務，處理端到端的差錯控制和流量控制問題）、會話層（負責在兩個會話層實體間進行對話連接的建立和拆除）、表示層（為上層用戶提供共同的數據或信息語法表示轉換）、應用層（是開放系統互聯環境的最高層）。TCP/IP：主機-網絡層、互聯層、傳輸層、應用層。
特點：開放的協議標準，可以免費使用，且獨立于特定的計算機硬件與操作系統；獨立于特定的網絡硬件；同意的網絡地址分配方案，使整個TCP/IP設備在網中都具有唯一的地址；標準化的高層協議。
ORI/RM與TCP/IP的比較：
共同：1，兩者都以協議棧的概念為基礎，協議棧中的協議彼此相互獨立，2，都采用了層次結構的概念，各層功能大體相似。
不同：1，OSI有7層，TCP/IP有4層。TCP/IP網絡層提供無連接通信，傳輸層支持2種。OSI網絡層支持2種，傳輸層支持面向連接的通信。第三章
物理層定義：在物理信道實體之間合理地通過中間系統，為比特傳輸所需的物理連接的激活、保持和去除提供機械的、電氣的、功能性和規程性的手段 DTE:：數據終端設備，對屬于用戶所有的聯網設備或工作站的統稱，如計算機、終端等。DCE：數據通信設備，為用戶提供入網連接點的網絡設備的統稱，如調制解調器。
物理信道的特性：機械特性、電氣特性（非平衡方式、采用差動接收器的非平衡方式、平衡方式）、功能特性（數據信號線、控制信號線、定時信號線、接地線）、規程特性。電氣特性分三種：1，非平衡方式（非平衡發送器+接收器+1導線+1地線），2，采用差動接收器的非平衡方式（非平衡發送器+差動接收器+1導線+2地線），3，平衡方式（平衡發送器+差動接收器+2導線+2地線）。
EIA（美國電子工業協會）RS-232C，：提供了利用公用電話網絡作為傳輸介質，通過調制解調器將遠程設備連接起來的技術規定。RS-422（平衡方式），RS-423（采用差動接收器的非平衡方式）
X.21機械特性采用15芯標準
有線介質：雙絞線、同軸電纜、光纖。無線介質：無線電波、微波、紅外線、激光、衛星通信。傳輸介質特性：物理特性、傳輸特性、連通性、地理范圍、抗干擾性、相對價格‘
數據傳輸速率：是指每秒能傳輸的二進制信息位數，單位為位/秒(bps)。R=1/T*log2N（bps）信號傳輸速率（調制速率）：表示單位時間內通過信道傳輸的碼元個數。R=1/T（Baud）信道容量：表征一個信道傳輸數據的能力，單位為位/秒（bps）。
信道容量表示信道的最大數據傳輸速率，是信道傳輸數據能力的極限，數據傳輸速率表示實際的數據傳輸速率。奈奎斯特公示：C=2*H*log2N（bps），香農公式：C=H*log2(1+S/N)（bps）(H：信道帶寬，S/N：信噪比)誤碼率=出錯數Ne/總數N 放大器：增強信號中的能量，同時使噪音分量增強。中繼器：重新生成信號。
數據：可定義為有意義的實體，涉及事物的存在形式；信號：是數據的電子或電磁編碼；信息：是數據的內容和解釋；信源：通信過程中產生和發送信息的設備；信宿：通信過程中接收和處理信息的設備；信道：
是信源和信宿間的通信線路。
數據通信：是一種通過計算機或其他數據裝置與通信線路，完成數據編碼信號的傳輸、轉接、存儲和處理的通信技術。多路復用技術：頻分多路復用FDM，時分多路復用TDM，波分是頻分的變形。
FDM：物理信道分為若干子信道，同時傳送若干信號。TDM：物理信道按時間片輪流分給多個信號使用。信號數字化過程:采樣，量化，編碼。字長=log2N 傳輸線路三個主要問題：衰減、延遲畸變、噪聲。
電路交換特點：優（數據傳輸可靠、迅速；數據不會丟失且保持原來的序列）；缺（電路空閑時的信道容量被浪費、數據傳輸階段的持續時間不長會導致電路建立和拆除會浪費時間）報文交換原理：數據傳輸單位是報文，報文就是站點一次性要發送的數據塊，長度不限且可變，報文交換不需要在兩個站間建立專用通道，傳送方式“存儲-轉發” 分組交換網分為虛電路和數據報兩種
光交換技術：微電子機械系統的光交換機、無交換式光路由器、陣列波導光柵路由器。第四章
數據鏈路層的功能：幀同步、差錯控制、流量控制、鏈路管理。
差錯控制：發現并采取措施糾正差錯，使差錯控制在所能允許的盡可能小的范圍內。反饋重發、超時計時器、幀編號。流量控制：數據鏈路層控制相鄰兩節點之間數據鏈路上的流量，傳輸層控制從源到最終目的之間端對端的流量。
滑動窗口原理：在收到一確定幀之前，對發送方可發送的幀的數目加以限制，這是由發送方調整保留在重發表中的等待確認幀的數目來實現的，若接收方來不及對收到的幀進行處理，則接收方便停發確認信息，此時
發送方的重發表會增長，當達到重發表限度時，發送方就不再發送新幀，直至再次收到確認信息為止。發送窗口：是指發送方存放待確認幀的重發表中，應設置待確認幀數目的最大限度。噪聲有兩大類：隨即熱噪聲（隨機錯）和沖擊噪聲（突發錯）。編碼效率R=k／n=k／（k+r）鏈路控制協議：異步協議（字符內同步，字符間異步）同步協議（許多字符和比特組成的幀同步）HDLC：面向比特，有信息幀0（I幀），監控幀10（S幀）和無編號幀11（U幀）。BSC：面向字符，分為數據報文和監控報文兩類。HDLC操作方式：正常響應方式、異步響應方式、異步平衡方式
HDLC特點：協議不依賴于任何一種字符編碼集；數據報文可透明傳輸；全雙工通信，傳輸數率高；采用CRC校驗，傳輸可靠性高；傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大靈活性。Go-back-N原理：當接收方檢測出失序的信息幀后，要求發送方重發最后一個正確接收的信息幀之后的所有未被確認的幀。幀格式：標志地址控制 信息 幀校驗序列標志FACIFCSF011111108位8位N位16位01111110 PPP協議提供三類功能：成幀、鏈路控制、網絡控制。第五章
網絡層的功能：路由選擇、擁塞控制和網際互聯等。網橋功能：幀的轉發功能；自動學習功能；隔離數據功能；MAC地址映射功能。
虛電路操作方式：網絡源節點和目的節點間建立一條邏輯通路；邏輯信道實際上由節點的分組緩沖期來實現；各節點內部必須建立一張虛電路表;每個分組必須攜帶一個邏輯信道號；用該邏輯信道號替換分組中原先的邏輯信道號后，再將該分組發往下一個節點。
數據報和虛電路子網比較：數據報子網不需要建立電路，每個分組包含完整的源地址和目標地址，路由器不保留任何有關聯的狀態信息，每個分組被獨立的路由，沒有路由器失效的影響，服務質量很難實現，擁塞控制很難實現。
路由選擇：網絡節點在收到一個分組后，要確定向下一節點傳送的路徑。
路由選擇考慮因素：是選擇最短路由還是最佳路由；考慮通信子網是采用虛電路還是數據報的操作方式；是采用分布式路由算法還是集中式路由算法；要考慮關于網絡拓撲、流量和延遲等網絡信息的來源。
第七章
IP地址：為了確保通信時能夠相互識別，在Internet上的每臺主機都必須有一個唯一的標識，即主機的IP地址。A類地址0～，B類地址128～，C類地址192～。
域名：為了用戶使用和記憶方便，引進了字符形式的IP地址。域名解析原理：1，UDP報文方式發送給本地域名服務器，2，本地域名服務器找不到的話向其他域名服務器（根域名服務器）查找
SMTP（簡單郵件傳輸協議）是郵件服務器之間的傳輸協議，POP3（郵局協議）是用戶計算機與郵件服務器之間的傳輸協議。IMAP（Internet消息訪問協議）：為用戶提供了有選擇的從郵件服務器接收郵件的功能，基于服務器的信息處理功能和共享信箱功能。
WWW的工作原理：1，客戶端建立連接，用戶用瀏覽器向WEB服務器發送瀏覽信息請求，2，WEB服務器收到請求，向瀏覽器返回所請求的信息，3，關閉連接。第八章
廣播信道的分配策略：靜態分配策略（頻分多路復用，同步時分多路復用）和動態分配策略（隨機訪問，控制訪問）。CSMA（載波監聽多路訪問）：
1-堅持CSMA：要發送數據時，首先監聽信道，如果信道空閑就立即發送數據；如果信道忙則等待，同時繼續監聽信道直到空閑；如果發生沖突，則隨機等待一段時間后重新監聽信道。非堅持CSMA：與1-堅持CSMA不同的是如果信道忙就等待，同時不見監聽，隨機等待一段時間再監聽。
p-堅持CSMA：用于時分信道，在1-堅持CSMA基礎上，如果信道空閑則以p概率發送數據，以1-p概率推遲到下一時隙。
帶有沖突檢測的CSMA：在1-堅持CSMA基礎上，發送數據后繼續監聽，如果有沖突就停止發送，隨機等待一段時間再嘗試發送數據。將爭用時隙的長度確定為網絡中最大傳播延遲的2倍。
數據幀的最小幀長：Slot Time（時隙時間）= 2S（距離）/0.7C（光速）+2Tphy（物理層處理延遲），Lmin（最小幀長）=Slot Time x R（傳輸速率）
二進制指數退避算法：1，對每一個數據幀，第一次發生沖突時L=2，2，退避間隔取1～L個時間片的隨機數，1個時間片等于兩點間最大傳播時延的兩倍，3，再次發生沖突L加倍，4，設置最大傳輸次數，超過次數不再重傳，報告錯誤。按先進后出LIFO次序控制。
IEEE 802.3：是為采用二進制指數退避和1-堅持CSMA/CD協議的基帶總線局域網制定的標準 FDDI（光纖分布數據接口），100MbpsFDDI協議規定發送站發送完幀后，可立即發送新的令牌幀，而802.5規定當發送出去的幀前沿回送至發送站時，才發送新的令牌幀。局域網操作系統的基本服務功能：1，文件服務，2，打印服務，3，數據庫服務，4，通信服務，5，信息服務，6，分布式服務。第九章
虛擬局域網：是通過路由和交換設備在網絡的物理拓撲結構基礎上建立的邏輯網絡。虛擬局域網的交換技術：端口交換、幀交換、元交換。虛擬局域網的劃分方法：按交換端口號、按MAC地址、按第三層協議。VPN（虛擬專用網），特點：1，安全保障，2，服務質量保證，3，可擴充性和靈活性，4，可管理性。
VPN的安全技術：隧道技術、加解密技術、密鑰管理技術、使用者與設備身份認證技術。網絡管理基本功能：故障管理、計費管理、配置管理、性能管理、安全管理。SNMP（簡單網絡管理協議），CMIS/CMIP（公共管理信息服務和公共管理信息協議）。
第二篇：網絡原理實驗報告網絡層
蘇州科技學院
電子信息實驗中心
實驗報告
課
程 學
號 姓
名 班
級 專
業 指導教師 學年 / 學期
計算機網絡原理 *** 閆自立 軟件1311 計算機科學與技術
陶滔
2015~2016學年第1學期
實驗三
網絡層實驗
實驗項目性質：設計性
計劃學時：4 實
驗 環 境：Microsoft Visual Studio 2010
實驗日期：2015年12月2日
一、實驗目的
1.理解通信子網的完整概念，掌握網絡層的作用和功能。2.掌握分組數據包格式設計方法、分組的分片與重裝的方法。3.掌握網絡層簡單路由選擇協議的實現方法。
二、實驗內容
在已經實現的數據鏈路層基礎上：
(1)設計簡易實用的分組數據包格式；
(2)設計并實現類IP的網絡層協議，路由選擇采用靜態路選擇協議。(3)設計并實現分組的分片與重裝。
(4)設計一個應用程序，利用網絡層的功能直接將文件傳輸到目標主機的接收窗口中。(5)編寫路由配置route_tab.cfg及本機主機地址local.cfg文件，以便與遠地的其他計算機進行通信。
三、實驗（設計）儀器設備和材料清單
計算機一臺，串行電纜一根。
四、實驗指導
本實驗采用靜態路由選擇算法，每個結點上通過配置文件route_tab.cfg確定路由選擇的結果，該文件的格式可設計如下：
主機地址
端口號
注釋
555
#主機地址555的轉發端口號為COM1
556
558
888
*
#默認路由
其中，端口號指PC的COM1（對應端口號1）或COM2（對應端口號2）等。同時為簡化設計，去掉流量控制和擁塞控制，數據包的格式參考IP數據包格式，但盡可能簡化。分組及其他數據結構設計
網絡層的分組設計一方面要考慮到路由選擇的實現，即分組中應含有路由尋址所必要的信息，另一方面要考慮到分組太大時的分片與重裝，主機地址用4位數字字符表示。設計的分組格式如下。
（1）分組（“數據報”）的首部
typedef struct{ //定義數據報首部格式
unsigned char
vers_hlen;
//高4位是版本, 低4 位是首部長度
unsigned char
type;
//類型（保留）
unsigned short
Dlen;
//數據報數據部分長度
unsigned short ident;
//數據報標識
unsigned short frag;
//分片標識,1-分片，0-不分片 unsigned short offset;
//數據報分片偏移量
unsigned char
TTL;
//生存期
unsigned char
prot[3];
//保留
unsigned short checksum;
//校驗和
IPhost source;
//源主機地址
IPhost dest;
//目標主機地址
} TIPheader;typedef struct { unsigned char cAddr[4];}IPhost;（2）數據報格式
typedef struct { unsigned char cData[MTU];} Msg;typedef struct{
//定義數據報格式
TIPheader
IpHdr;
//分組首部
Msg
Info;
//分組信息部分 } TPacket;（3）分片與重裝的結構
typedef struct fid{
//用于識別同一IP 分組的各分片結構，用于組裝分組
IPhost
source;
//源主機地址
IPhost
dest;
//目標主機地址
unsigned short
ident;
//IP分組標識
long int iLength;
//已接收到的數據長度
unsigned short iCount;//已接收到的分組數 }FragId;typedef struct fragif{
//包含一個分片的結構
unsigned char frgData[MTU];//分片的數據部分
unsigned short iMsgLength;
//當前分片數據部分的長度 unsigned short frag;
//分片標識,1-分片，0-不分片
unsigned short offset;
//分片在數據報中的偏移量
struct fragif *next;
//下一個分片 }FragInfo;（4）路由表結構
typedef struct { //定義路由表
unsigned char cHostAddr[4];//主機地址 char cPort;
//轉發端口
char cComment[30];
//注釋 } TRouteItem;2 分片與重裝
在一個異構的網絡的集合中，提供統一的主機到主機服務模型需要面對的問題之一是每種網絡技術都試圖自己定義分組的大小。例如，以太網能接收的長度最多為1500字節的分組，而FDDI能夠接收的分組長度可達到4500字節。因此網絡層要確保所有的分組足夠小，使得其適合任何網絡技術的分組；或者當分組對某一網絡技術來說太大時，提供一種方法將分組拆分和重組。后一種方法是一種理想的選擇，TCP/IP中的IP數據報傳輸就采用了后一種技術。
這樣每一種網絡類型有一個最大傳輸單元（Maximum Transmission Unit，MTU），這是一幀中所能攜帶的最大數據報，而這個值應比網絡上的最大分組要小。
五、結果分析(可根據需要附加頁)
六、主要源代碼(可根據需要附加頁)#pragma hdrstop #include
#include “..includeNllEntity.h” #include “..includeFtpClass.h” //-------------#pragma package(smart_init)//---------void TNLLNetEntity::readroute(){
#define MAXITEMS 100
// 路由表最大表項數
#define MAXLINE 81
// 路由表文件最大行長度
char fileName[]=“.route_tab.cfg”;
if(fst.fail())return;fst.getline(line,MAXLINE);while(!fst.fail()&&!fst.eof())// 當文件有內容時 {
} iRouteEntries=i;if(iRouteEntries){
routeTab=new TRouteItem[iRouteEntries];for(i=0;i