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2018-03-14 20:31:59 +08:00
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commit 9f986651b0
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140
notes/计算机网络.md
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@ -100,7 +100,7 @@
网络把主机连接起来，而互联网是把多种不同的网络连接起来，因此互联网是网络的网络。
<div align="center"> <img src="../pics//f1fb826b-ecf4-4ddb-91f0-2bafecf08869.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/f1fb826b-ecf4-4ddb-91f0-2bafecf08869.jpg"/> </div><br>
## ISP
@ -110,14 +110,14 @@
互联网交换点 IXP 允许两个 ISP 直接相连而不用经过第三个 ISP。
<div align="center"> <img src="../pics//0f8c0a60-d4c6-47f4-978d-1a5c393fedac.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/0f8c0a60-d4c6-47f4-978d-1a5c393fedac.jpg"/> </div><br>
## 互联网的组成
1. 边缘部分：所有连接在互联网上的主机，用户可以直接使用；
2. 核心部分：由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分的主机提供服务。
<div align="center"> <img src="../pics//8ab40d6d-bd7c-47d3-afe8-6a8bc9f5d04c.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/8ab40d6d-bd7c-47d3-afe8-6a8bc9f5d04c.jpg"/> </div><br>
## 主机之间的通信方式
@ -131,7 +131,7 @@
## 电路交换与分组交换
<div align="center"> <img src="../pics//c50d230c-8b89-4644-8f62-8708d03aac5b.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/c50d230c-8b89-4644-8f62-8708d03aac5b.jpg"/> </div><br>
### 1. 电路交换
@ -145,7 +145,7 @@
分组交换也使用了存储转发，但是转发的是分组而不是报文。把整块数据称为一个报文，由于一个报文可能很长，需要先进行切分，来满足分组能处理的大小。在每个切分的数据前面加上首部之后就成为了分组，首部包含了目的地址和源地址等控制信息。
<div align="center"> <img src="../pics//2366c2ad-5859-4d4e-805f-7e2b88061cd8.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/2366c2ad-5859-4d4e-805f-7e2b88061cd8.jpg"/> </div><br>
存储转发允许在一条传输线路上传送多个主机的分组，因此两个用户之间的通信不需要占用端到端的线路资源。
@ -155,13 +155,13 @@
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延
<div align="center"> <img src="../pics//ceee91c2-da26-4169-94c3-e4608b46b9ac.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/ceee91c2-da26-4169-94c3-e4608b46b9ac.png"/> </div><br>
### 1. 发送时延
主机或路由器发送数据帧所需要的时间。
<div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?delay=\frac{l(bit)}{v(bit/s)}"/></div> <br>
<div align="center"> <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?delay=\frac{l(bit)}{v(bit/s)}"/></div> <br> </div><br>
其中 l 表示数据帧的长度，v 表示发送速率。
@ -169,7 +169,7 @@
电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间，电磁波传播速度接近光速。
<div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?delay=\frac{l(m)}{v(m/s)}"/></div> <br>
<div align="center"> <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?delay=\frac{l(m)}{v(m/s)}"/></div> <br> </div><br>
其中 l 表示信道长度，v 表示电磁波在信道上的传播速率。
@ -183,7 +183,7 @@
## 计算机网络体系结构*
<div align="center"> <img src="../pics//1005dc9d-9049-4b06-9524-6171e56ebd8c.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/1005dc9d-9049-4b06-9524-6171e56ebd8c.png"/> </div><br>
### 1. 七层协议
@ -210,7 +210,7 @@
路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心中，不需要为进程或者应用程序提供服务，因此也就不需要运输层和应用层。
<div align="center"> <img src="../pics//ac106e7e-489a-4082-abd9-dabebe48394c.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/ac106e7e-489a-4082-abd9-dabebe48394c.jpg"/> </div><br>
### 4. TCP/IP 体系结构
@ -218,11 +218,11 @@
现在的 TCP/IP 体系结构不严格遵循 OSI 分层概念，应用层可能会直接使用 IP 层或者网络接口层。
<div align="center"> <img src="../pics//37b74a34-251c-45f8-88a4-614ec953f7e9.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/37b74a34-251c-45f8-88a4-614ec953f7e9.png"/> </div><br>
TCP/IP 协议族是一种沙漏形状，中间小两边大，IP 协议在其中占用举足轻重的地位。
<div align="center"> <img src="../pics//93cbce0c-c37d-429c-815b-861976a46bd8.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/93cbce0c-c37d-429c-815b-861976a46bd8.png"/> </div><br>
# 第二章 物理层
@ -236,7 +236,7 @@ TCP/IP 协议族是一种沙漏形状，中间小两边大，IP 协议在其中
模拟信号是连续的信号，数字信号是离散的信号。带通调制把数字信号转换为模拟信号。
<div align="center"> <img src="../pics//d2c55c84-aa1f-43c1-bd97-457bcb7816b3.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/d2c55c84-aa1f-43c1-bd97-457bcb7816b3.png"/> </div><br>
## 信道复用技术
@ -246,41 +246,41 @@ TCP/IP 协议族是一种沙漏形状，中间小两边大，IP 协议在其中
使用这两种方式进行通信，在通信的过程中用户会一直占用一部分信道资源。但是由于计算机数据的突发性质，没必要一直占用信道资源而不让出给其它用户使用，因此这两种方式对信道的利用率都不高。
<div align="center"> <img src="../pics//543d47a1-f0dd-414f-b23c-0c142c814854.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/543d47a1-f0dd-414f-b23c-0c142c814854.png"/> </div><br>
### 2. 统计时分复用
是对时分复用的一种改进，不固定每个用户在时分复用帧中的位置，只要有数据就集中起来组成统计时分复用帧然后发送。
<div align="center"> <img src="../pics//29058e09-bb72-4040-a73d-4c497895e9ce.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/29058e09-bb72-4040-a73d-4c497895e9ce.jpg"/> </div><br>
### 3. 波分复用
光的频分复用。由于光的频率很高，因此习惯上用波长而不是频率来表示所使用的光载波。
<div align="center"> <img src="../pics//78534153-88d1-4f83-a6e0-59064dbdc43a.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/78534153-88d1-4f83-a6e0-59064dbdc43a.png"/> </div><br>
### 4. 码分复用
为每个用户分配 m bit 的码片，并且所有的码片正交，对于任意两个码片 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S}"/> 和 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{T}"/> 有
<div align="center"> 为每个用户分配 m bit 的码片，并且所有的码片正交，对于任意两个码片 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S}"/> 和 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{T}"/> 有 </div><br>
<div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S}\cdot\vec{T}=0"/></div> <br>
<div align="center"> <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S}\cdot\vec{T}=0"/></div> <br> </div><br>
为了方便，取 m=8，设码片 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S}"/> 为 00011011。在拥有该码片的用户发送比特 1 时就发送该码片，发送比特 0 时就发送该码片的反码 11100100。
<div align="center"> 为了方便，取 m=8，设码片 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S}"/> 为 00011011。在拥有该码片的用户发送比特 1 时就发送该码片，发送比特 0 时就发送该码片的反码 11100100。 </div><br>
在计算时将 00011011 记作 (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1)，可以得到
<div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\frac{1}{m}\vec{S}\cdot\vec{S}=1"/></div> <br>
<div align="center"> <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\frac{1}{m}\vec{S}\cdot\vec{S}=1"/></div> <br> </div><br>
<div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\frac{1}{m}\vec{S}\cdot\vec{S'}=-1"/></div> <br>
<div align="center"> <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\frac{1}{m}\vec{S}\cdot\vec{S'}=-1"/></div> <br> </div><br>
其中 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S'}"/> 为 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S}"/> 的反码。
<div align="center"> 其中 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S'}"/> 为 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S}"/> 的反码。 </div><br>
利用上面的式子我们知道，当接收端使用码片 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S}"/> 对接收到的数据进行内积运算时，结果为 0 的是其它用户发送的数据，结果为 1 的是用户发送的比特 1，结果为 -1 的是用户发送的比特 0。
<div align="center"> 利用上面的式子我们知道，当接收端使用码片 <img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?\vec{S}"/> 对接收到的数据进行内积运算时，结果为 0 的是其它用户发送的数据，结果为 1 的是用户发送的比特 1，结果为 -1 的是用户发送的比特 0。 </div><br>
码分复用需要发送的数据量为原先的 m 倍。
<div align="center"> <img src="../pics//0042edad-8e3b-4279-bd93-6906fcd1b640.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/0042edad-8e3b-4279-bd93-6906fcd1b640.jpg"/> </div><br>
# 第三章 数据链路层
@ -290,7 +290,7 @@ TCP/IP 协议族是一种沙漏形状，中间小两边大，IP 协议在其中
将网络层传下来的分组添加首部和尾部，用于标记帧的开始和结束。
<div align="center"> <img src="../pics//3402d1c0-7020-4249-9a7f-12ea2ea6adf7.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/3402d1c0-7020-4249-9a7f-12ea2ea6adf7.jpg"/> </div><br>
### 2. 透明传输
@ -298,7 +298,7 @@ TCP/IP 协议族是一种沙漏形状，中间小两边大，IP 协议在其中
帧中有首部和尾部，如果帧的数据部分含有和首部尾部相同的内容，那么帧的开始和结束位置就会被错误的判定。需要在数据中出现首部尾部相同的内容前面插入转义字符，如果需要传输的内容正好就是转义字符，那么就在转义字符前面再加个转义字符，在接收端进行处理之后可以还原出原始数据。这个过程透明传输的内容是转义字符，用户察觉不到转义字符的存在。
<div align="center"> <img src="../pics//4146e14b-56b9-433c-8e3d-74b1b325399c.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/4146e14b-56b9-433c-8e3d-74b1b325399c.jpg"/> </div><br>
### 3. 差错检测
@ -308,7 +308,7 @@ TCP/IP 协议族是一种沙漏形状，中间小两边大，IP 协议在其中
互联网用户通常需要连接到某个 ISP 之后才能接入到互联网，PPP 协议就是用户计算机和 ISP 进行通信时所使用的数据链路层协议。
<div align="center"> <img src="../pics//8393f520-d824-44ea-a5f3-1c1a73d735fb.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/8393f520-d824-44ea-a5f3-1c1a73d735fb.jpg"/> </div><br>
在 PPP 的帧中
@ -317,11 +317,11 @@ TCP/IP 协议族是一种沙漏形状，中间小两边大，IP 协议在其中
- FCS 字段是使用 CRC 的检验序列
- 信息部分的长度不超过 1500
<div align="center"> <img src="../pics//0f39c274-b79c-4e83-8c7c-94fc2747832d.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/0f39c274-b79c-4e83-8c7c-94fc2747832d.jpg"/> </div><br>
## 局域网的拓扑
<div align="center"> <img src="../pics//8b15e36f-69b4-46b6-a07c-7234ac7c7927.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/8b15e36f-69b4-46b6-a07c-7234ac7c7927.jpg"/> </div><br>
## 广播信道 - CSMA/CD 协议*
@ -333,7 +333,7 @@ CSMA/CD 表示载波监听多点接入 / 碰撞检测。
- **载波监听** ：每个站都必须不停地监听信道。在发送前，如果检听信道正在使用，就必须等待。
- **碰撞检测** ：在发送中，如果监听 到信道已有其它站正在发送数据，就表示发生了碰撞。虽然每一个站在发送数据之前都已经检听到信道为空闲，但是由于电磁波的传播时延的存在，还是有可能会发生碰撞。
<div align="center"> <img src="../pics//f9ed4da5-0032-41e6-991a-36d995ec28fd.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/f9ed4da5-0032-41e6-991a-36d995ec28fd.png"/> </div><br>
记端到端的传播时延为 τ，最先发送的站点最多经过 2τ 就可以知道是否发生了碰撞，称 2τ 为 **争用期** 。只有经过争用期之后还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。
@ -351,7 +351,7 @@ CSMA/CD 表示载波监听多点接入 / 碰撞检测。
集线器是一种共享式的传输设备，意味着同一时刻只能传输一组数据帧。
<div align="center"> <img src="../pics//823cdab7-3779-4e3a-a951-dc2d154e0ee6.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/823cdab7-3779-4e3a-a951-dc2d154e0ee6.jpg"/> </div><br>
### 2. 在链路层进行扩展
@ -363,19 +363,19 @@ CSMA/CD 表示载波监听多点接入 / 碰撞检测。
交换机具有自学习能力，学习的是交换表的内容，交换表中存储着 MAC 地址到 接口的映射。下图中，交换机有 4 个接口，主机 A 向主机 B 发送数据帧时，交换机把主机 A 到接口 1 的映射写入交换表中。为了发送数据帧到 B，先查交换表，此时没有主机 B 的表项，那么主机 A 就发送广播帧，主机 C 和主机 D 会丢弃该帧，主机 B 收下之后，查找交换表得到主机 A 映射的接口为 1，因此就把帧发送给主机 A，同时交换机添加主机 B 到接口 3 的映射。
<div align="center"> <img src="../pics//c9cfcd20-c901-435f-9a07-3e46830c359f.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/c9cfcd20-c901-435f-9a07-3e46830c359f.jpg"/> </div><br>
### 3. 虚拟局域网
虚拟局域网可以建立与物理位置无关的逻辑组，只有在同一个虚拟局域网中的成员才会收到链路层广播信息，例如下图中 (A1, A2, A3, A4) 属于一个虚拟局域网，A1 发送的广播会被 A2、A3、A4 收到，而其它站点收不到。
<div align="center"> <img src="../pics//a74b70ac-323a-4b31-b4d5-90569b8a944b.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/a74b70ac-323a-4b31-b4d5-90569b8a944b.png"/> </div><br>
## MAC 层*
MAC 地址是 6 字节（48 位）的地址，用于唯一表示网络适配器（网卡），一台主机拥有多少个适配器就有多少个 MAC 地址，例如笔记本电脑普遍存在无线网络适配器和有线网络适配器。
<div align="center"> <img src="../pics//50d38e84-238f-4081-8876-14ef6d7938b5.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/50d38e84-238f-4081-8876-14ef6d7938b5.jpg"/> </div><br>
- **类型** ：标记上层使用的协议；
- **数据** ：长度在 46-1500 之间，如果太小则需要填充；
@ -390,7 +390,7 @@ MAC 地址是 6 字节（48 位）的地址，用于唯一表示网络适配器
使用 IP 协议，可以把异构的物理网络连接起来，使得在网络层看起来好像是一个统一的网络。
<div align="center"> <img src="../pics//fe3d224c-8ffd-40f9-85b1-86ffe1393f6c.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/fe3d224c-8ffd-40f9-85b1-86ffe1393f6c.jpg"/> </div><br>
与 IP 协议配套使用的还有三个协议：
@ -398,11 +398,11 @@ MAC 地址是 6 字节（48 位）的地址，用于唯一表示网络适配器
2. 网际控制报文协议 ICMP（Internet Control Message Protocol）
3. 网际组管理协议 IGMP（Internet Group Management Protocol）
<div align="center"> <img src="../pics//163cf8b4-5f30-46c9-af00-316a71b3c890.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/163cf8b4-5f30-46c9-af00-316a71b3c890.jpg"/> </div><br>
## IP 数据报格式
<div align="center"> <img src="../pics//8681db55-0873-434b-aa98-83d07e8392ae.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/8681db55-0873-434b-aa98-83d07e8392ae.jpg"/> </div><br>
- **版本** : 有 4（IPv4）和 6（IPv6）两个值；
@ -416,7 +416,7 @@ MAC 地址是 6 字节（48 位）的地址，用于唯一表示网络适配器
- **片偏移** : 和标识符一起，用于发生分片的情况。片偏移的单位为 8 字节。
<div align="center"> <img src="../pics//45c86855-9b18-4cf4-a9a7-f8b6eb78d133.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/45c86855-9b18-4cf4-a9a7-f8b6eb78d133.png"/> </div><br>
- **生存时间** ：TTL，它的存在是为了防止无法交付的数据报在互联网中不断兜圈子。以路由器跳数为单位，当 TTL 为 0 时就丢弃数据报。
@ -438,7 +438,7 @@ IP 地址的编址方式经历了三个历史阶段：
IP 地址 ::= {< 网络号 >, < 主机号 >}
<div align="center"> <img src="../pics//2ddd6132-60be-4a72-9daa-3d9756191f4a.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/2ddd6132-60be-4a72-9daa-3d9756191f4a.png"/> </div><br>
### 2. 子网划分
@ -466,19 +466,19 @@ CIDR 的地址掩码可以继续称为子网掩码，子网掩码首 1 长度为
网络层实现主机之间的通信，而链路层实现具体每段链路之间的通信。因此在通信过程中，IP 数据报的源地址和目的地址始终不变，而 MAC 地址随着链路的改变而改变。
<div align="center"> <img src="../pics//86b71296-0d1e-4a63-bcd9-54955b6b781b.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/86b71296-0d1e-4a63-bcd9-54955b6b781b.jpg"/> </div><br>
## 地址解析协议 ARP
实现由 IP 地址得到 MAC 地址。
<div align="center"> <img src="../pics//1b4d6737-d834-46ed-8f9d-6f123e29c8dd.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/1b4d6737-d834-46ed-8f9d-6f123e29c8dd.jpg"/> </div><br>
每个主机都有一个 ARP 高速缓存，里面有本局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。
如果主机 A 知道主机 B 的 IP 地址，但是 ARP 高速缓存中没有该 IP 地址到 MAC 地址的映射，此时主机 A 通过广播的方式发送 ARP 请求分组，主机 B 收到该请求后会发送 ARP 响应分组给主机 A 告知其 MAC 地址，随后主机 A 向其高速缓存中写入主机 B 的 IP 地址到硬件地址的映射。
<div align="center"> <img src="../pics//8bc6fc2c-d198-4759-b06c-18d94d851e97.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/8bc6fc2c-d198-4759-b06c-18d94d851e97.png"/> </div><br>
## 路由器的结构
@ -486,11 +486,11 @@ CIDR 的地址掩码可以继续称为子网掩码，子网掩码首 1 长度为
分组转发部分由三部分组成：交换结构、一组输入端口和一组输出端口。
<div align="center"> <img src="../pics//3a676c54-b559-4466-9b21-eb10f1e25879.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/3a676c54-b559-4466-9b21-eb10f1e25879.jpg"/> </div><br>
交换结构的交换网络有以下三种实现方式：
<div align="center"> <img src="../pics//7f82fd18-7f16-4125-ada6-bb6b795b4fda.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/7f82fd18-7f16-4125-ada6-bb6b795b4fda.png"/> </div><br>
## 路由器分组转发流程
@ -502,7 +502,7 @@ CIDR 的地址掩码可以继续称为子网掩码，子网掩码首 1 长度为
5. 若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；
6. 报告转发分组出错。
<div align="center"> <img src="../pics//8d211911-0e62-4190-ab00-d8610adec4a0.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/8d211911-0e62-4190-ab00-d8610adec4a0.jpg"/> </div><br>
## 路由选择协议
@ -515,7 +515,7 @@ CIDR 的地址掩码可以继续称为子网掩码，子网掩码首 1 长度为
1. 内部网关协议 IGP（Interior Gateway Protocol）：在 AS 内部使用，如 RIP 和 OSPF。
2. 外部网关协议 EGP（External Gateway Protocol）：在 AS 之间使用，如 BGP。
<div align="center"> <img src="../pics//e0be6970-5b0e-44a2-bc71-df4d61c42b8f.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/e0be6970-5b0e-44a2-bc71-df4d61c42b8f.jpg"/> </div><br>
### 1. 内部网关协议 RIP
@ -555,17 +555,17 @@ BGP 只能寻找一条比较好的路由，而不是最佳路由。它采用路
每个 AS 都必须配置 BGP 发言人，通过在两个相邻 BGP 发言人之间建立 TCP 连接来交换路由信息。
<div align="center"> <img src="../pics//eb6271de-22c9-4f4b-8b31-eab1f560efac.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/eb6271de-22c9-4f4b-8b31-eab1f560efac.png"/> </div><br>
## 网际控制报文协议 ICMP
ICMP 是为了更有效地转发 IP 数据报和提高交付成功的机会。它封装在 IP 数据报中，但是不属于高层协议。
<div align="center"> <img src="../pics//9b5e0fa0-9274-4219-a3a9-84fbb509c735.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/9b5e0fa0-9274-4219-a3a9-84fbb509c735.jpg"/> </div><br>
ICMP 报文分为差错报告报文和询问报文。
<div align="center"> <img src="../pics//6e11b122-95ce-4869-bf7d-3b0d7591707e.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/6e11b122-95ce-4869-bf7d-3b0d7591707e.jpg"/> </div><br>
## 分组网间探测 PING
@ -580,7 +580,7 @@ PING 的过程：
在一对多的通信中，多播不需要将分组复制多份，从而大大节约网络资源。
<div align="center"> <img src="../pics//c77b6a18-dfac-42a2-ac89-7e99481275dc.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/c77b6a18-dfac-42a2-ac89-7e99481275dc.jpg"/> </div><br>
## 虚拟专用网 VPN
@ -596,7 +596,7 @@ VPN 使用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体。
下图中，场所 A 和 B 的通信部经过互联网，如果场所 A 的主机 X 要和另一个场所 B 的主机 Y 通信，IP 数据报的源地址是 10.1.0.1，目的地址是 10.2.0.3。数据报先发送到与互联网相连的路由器 R1，R1 对内部数据进行加密，然后重新加上数据报的首部，源地址是路由器 R1 的全球地址 125.1.2.3，目的地址是路由器 R2 的全球地址 194.4.5.6。路由器 R2 收到数据报后将数据部分进行解密，恢复原来的数据报，此时目的地址为 10.2.0.3，就交付给 Y。
<div align="center"> <img src="../pics//bf4ed077-d481-4db7-9e7a-85d841a5a8c3.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/bf4ed077-d481-4db7-9e7a-85d841a5a8c3.jpg"/> </div><br>
## 网络地址转换 NAT
@ -604,7 +604,7 @@ VPN 使用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体。
在以前，NAT 将本地 IP 和全球 IP 一一对应，这种方式下拥有 n 个全球 IP 地址的专用网内最多只可以同时有 n 台主机接入互联网。为了更有效地利用全球 IP 地址，现在常用的 NAT 转换表把运输层的端口号也用上了，使得多个专用网内部的主机共用一个全球 IP 地址。使用端口号的 NAT 也叫做网络地址与端口转换 NAPT。
<div align="center"> <img src="../pics//0f31bc7a-d60b-48a6-8e3f-597708369e52.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/0f31bc7a-d60b-48a6-8e3f-597708369e52.png"/> </div><br>
# 第五章 运输层*
@ -620,13 +620,13 @@ VPN 使用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体。
## UDP 首部格式
<div align="center"> <img src="../pics//bd6c05f3-02ee-4c8a-b374-40c87154a898.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/bd6c05f3-02ee-4c8a-b374-40c87154a898.jpg"/> </div><br>
首部字段只有 8 个字节，包括源端口、目的端口、长度、检验和。12 字节的伪首部是为了计算检验和而临时添加的。
## TCP 首部格式
<div align="center"> <img src="../pics//21a00b02-c0a6-4bcd-9af0-5ec6bb66e34c.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/21a00b02-c0a6-4bcd-9af0-5ec6bb66e34c.jpg"/> </div><br>
- **序号** ：用于对字节流进行编号，例如序号为 301，表示第一个字节的编号为 301，如果携带的数据长度为 100 字节，那么下一个报文段的序号应为 401。
@ -644,7 +644,7 @@ VPN 使用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体。
## TCP 的三次握手
<div align="center"> <img src="../pics//086871db-5871-460f-97b7-126cd738bb0e.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/086871db-5871-460f-97b7-126cd738bb0e.jpg"/> </div><br>
假设 A 为客户端，B 为服务器端。
@ -657,7 +657,7 @@ VPN 使用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体。
## TCP 的四次挥手
<div align="center"> <img src="../pics//78f65456-666b-4044-b4ee-f7692dbbc0d3.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/78f65456-666b-4044-b4ee-f7692dbbc0d3.jpg"/> </div><br>
以下描述不讨论序号和确认号，因为序号和确认号的规则比较简单。并且不讨论 ACK，因为 ACK 在连接建立之后都为 1。
@ -675,7 +675,7 @@ VPN 使用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体。
## TCP 滑动窗口
<div align="center"> <img src="../pics//223fc26e-2fd6-484c-bcb7-443cac134f15.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/223fc26e-2fd6-484c-bcb7-443cac134f15.jpg"/> </div><br>
窗口是缓存的一部分，用来暂时存放字节流。发送方和接收方各有一个窗口，接收方通过 TCP 报文段中的窗口字段告诉发送方自己的窗口大小，发送方根据这个值和其它信息设置自己的窗口大小。
@ -689,11 +689,11 @@ TCP 使用超时重传来实现可靠传输：如果一个已经发送的报文
一个报文段从发送再到接收到确认所经过的时间称为往返时间 RTT，加权平均往返时间 RTTs 计算如下：
<div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?RTTs=(1-a)*(RTTs)+a*RTT"/></div> <br>
<div align="center"> <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?RTTs=(1-a)*(RTTs)+a*RTT"/></div> <br> </div><br>
超时时间 RTO 应该略大于 RRTs，TCP 使用的超时时间计算如下：
<div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?RTO=RTTs+4*RTT_d"/></div> <br>
<div align="center"> <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?RTO=RTTs+4*RTT_d"/></div> <br> </div><br>
其中 RTT<sub>d</sub> 为偏差，它与新的 RRT 和 RRTs 有关。
@ -707,7 +707,7 @@ TCP 使用超时重传来实现可靠传输：如果一个已经发送的报文
如果网络出现拥塞，分组将会丢失，此时发送方会继续重传，从而导致网络拥塞程度更高。因此当出现拥塞时，应当控制发送方的速率。这一点和流量控制很像，但是出发点不同。流量控制是为了让接收方能来得及接受，而拥塞控制是为了降低整个网络的拥塞程度。
<div align="center"> <img src="../pics//a69af9bb-b5ad-4896-862d-697e5ee4feb1.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/a69af9bb-b5ad-4896-862d-697e5ee4feb1.png"/> </div><br>
TCP 主要通过四种算法来进行拥塞控制：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。发送方需要维护有一个叫做拥塞窗口（cwnd）的状态变量。注意拥塞窗口与发送方窗口的区别，拥塞窗口只是一个状态变量，实际决定发送方能发送多少数据的是发送方窗口。
@ -716,7 +716,7 @@ TCP 主要通过四种算法来进行拥塞控制：慢开始、拥塞避免、
1. 接收方有足够大的接收缓存，因此不会发生流量控制；
2. 虽然 TCP 的窗口基于字节，但是这里设窗口的大小单位为报文段。
<div align="center"> <img src="../pics//346244ff-98c1-4f12-9a87-d0832e8c04cf.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/346244ff-98c1-4f12-9a87-d0832e8c04cf.jpg"/> </div><br>
### 慢开始与拥塞避免
@ -734,7 +734,7 @@ TCP 主要通过四种算法来进行拥塞控制：慢开始、拥塞避免、
在这种情况下，只是丢失个别报文段，而不是网络拥塞，因此执行快恢复，令 ssthresh = cwnd / 2 ，cwnd = ssthresh，注意到此时直接进入拥塞避免。
<div align="center"> <img src="../pics//b18d679b-c8e2-4564-88ee-7600090e46da.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/b18d679b-c8e2-4564-88ee-7600090e46da.jpg"/> </div><br>
# 第六章 应用层*
@ -748,9 +748,9 @@ TCP 主要通过四种算法来进行拥塞控制：慢开始、拥塞避免、
一个域名由多个层次构成，从上层到下层分别为顶级域名、二级域名、三级域名以及四级域名。所有域名可以画成一颗域名树。
<div align="center"> <img src="../pics//c2117f61-1177-4768-bf33-cf4f950d911c.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/c2117f61-1177-4768-bf33-cf4f950d911c.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="../pics//a4b162e5-db2a-4a27-b213-1fe481c5a06a.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/a4b162e5-db2a-4a27-b213-1fe481c5a06a.png"/> </div><br>
域名服务器可以分为以下四类：
@ -761,11 +761,11 @@ TCP 主要通过四种算法来进行拥塞控制：慢开始、拥塞避免、
区和域的概念不同，可以在一个域中划分多个区。图 b 在域 abc.com 中划分了两个区：abc.com 和 y.abc.com
<div align="center"> <img src="../pics//fc0c6b2d-68c7-4de8-aaaa-97355a4f0472.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/fc0c6b2d-68c7-4de8-aaaa-97355a4f0472.jpg"/> </div><br>
因此就需要两个权限域名服务器：
<div align="center"> <img src="../pics//8b335d94-c1ca-42e1-ad48-bb179d28a4f1.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/8b335d94-c1ca-42e1-ad48-bb179d28a4f1.jpg"/> </div><br>
### 2. 解析过程
@ -773,13 +773,13 @@ TCP 主要通过四种算法来进行拥塞控制：慢开始、拥塞避免、
迭代的方式下，本地域名服务器向一个域名服务器解析请求解析之后，结果返回到本地域名服务器，然后本地域名服务器继续向其它域名服务器请求解析；而递归地方式下，结果不是直接返回的，而是继续向前请求解析，最后的结果才会返回。
<div align="center"> <img src="../pics//6bc61bb8-3b1c-4dc8-ac25-cef925ace0eb.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/6bc61bb8-3b1c-4dc8-ac25-cef925ace0eb.jpg"/> </div><br>
## 文件传输协议 FTP
FTP 在运输层使用 TCP，并且需要建立两个并行的 TCP 连接：控制连接和数据连接。控制连接在整个会话期间一直保持打开，而数据连接在数据传送完毕之后就关闭。控制连接使用端口号 21，数据连接使用端口号 20。
<div align="center"> <img src="../pics//58633775-8584-4a01-ad3f-eee4d9a466e1.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/58633775-8584-4a01-ad3f-eee4d9a466e1.jpg"/> </div><br>
## 远程终端协议 TELNET
@ -795,7 +795,7 @@ TELNET 可以适应许多计算机和操作系统的差异，例如不同操作
一个电子邮件系统由三部分组成：用户代理、邮件服务器以及邮件发送协议和读取协议。其中发送协议常用 SMTP，读取协议常用 POP3 和 IMAP。
<div align="center"> <img src="../pics//de1e46d2-748f-4da3-a29e-7de7bc840366.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/de1e46d2-748f-4da3-a29e-7de7bc840366.jpg"/> </div><br>
### POP3
@ -809,7 +809,7 @@ IMAP 协议中客户端和服务器上的邮件保持同步，如果不去手动
SMTP 只能发送 ASCII 码，而互联网邮件扩充 MIME 可以发送二进制文件。MIME 并没有改动或者取代 SMTP，而是增加邮件主题的结构，定义了非 ASCII 码的编码规则。
<div align="center"> <img src="../pics//ed5522bb-3a60-481c-8654-43e7195a48fe.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="index_files/ed5522bb-3a60-481c-8654-43e7195a48fe.png"/> </div><br>
## 动态主机配置协议 DHCP