network
calcium_oxide Lv3
  2022-09-02 10:49:20 2022-09-02 10:49

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课程大纲

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第一章 网络基础：网络概述 3学时 谢高岗
第1节 课程介绍
第2节 计算机网络概述
第二章 直连网络 3学时 武庆华
第1节 计算机网络体系结构模型
第2节 数据包发送
第3节 链路共享
第4节 不同网络接入方式
第三章 网络互连 3学时 武庆华
第1节 交换网络
第2节 网络互连
第3节 数据包队列
第四章 网络路由 3学时 武庆华
第1节 网络路由机制
第2节 主机移动的路由机制
第五章 网络传输 3学时 武庆华
第1节 可靠传输机制
第2节 多路径传输
第六章 网络应用 2学时 武庆华
第1节 网络应用协议
第七章 网络实验 1学时 武庆华
第1节 网络实验介绍
第八章 内容分发网络 3学时 李振宇
第1节 CDN网络
第2节 P2P网络
第九章 未来互联网体系结构 3学时 李振宇
第1节 设计理念
第2节 代表性体系结构
第3节 实现和试验环境
第十章 网络服务质量 3学时 孙毅
第1节 QoS的基本概念
第2节 QoS的三种服务模型
第3节 典型的QoS机制
第十一章 网络传输机制与优化 3学时 李振宇
第1节 TCP进阶
第2节 TCP的实现及其可能瓶颈
第3节 代表性优化工作
第4节 新型传输控制协议
第十二章 路由器设计与实现 3学时 谢高岗
第1节 路由器基本概念
第2节 路由器结构
第3节 队列管理
第4节 路由查找算法
第十三章 软件定义网络与网络功能虚拟化 3学时 谢高岗
第1节 软件定义网络/网络功能虚拟化概述
第2节 数据包处理转发算法与实现机制
第十四章 区块链技术 3学时 孙毅
第1节 区块链技术
第2节 区块链应用
第3节 区块链挑战与趋势
第十五章 数据中心网络 3学时 李振宇
第1节 数据中心网络概览
第2节 拓扑结构
第3节 流量模式
第4节 传输控制协议
第5节 基于INT的故障定位介绍
第十六章 网络安全 3学时 孙毅
第1节 网络安全概述
第2节 密码技术
第3节 网络攻击
第4节 移动互联网安全
第5节 未来互联网安全
第十七章 网络测量 3学时 孙毅
第1节 网络测量方法
第2节 可用带宽测量
第3节 网络拓扑探测
第4节 基于网络测量分析的QoS优化技术
第十八章 前沿学术讨论
第1节 前沿学术讨论 3学时 谢高岗
第2节 前沿学术讨论 3学时 孙毅
第3节 前沿学术讨论 3学时 李振宇

计算机网络体系结构

OSI七层模型

细腰结构

直连网络

网络模型

点线模型

性能指标

  • 带宽
  • 时延（传播时延+处理时延+排队时延），大多数关注往返时延（RTT）最主要影响的就是排队时延

功能

  • 透明传输（加入转义字符）
  • 差错检测（加入冗余信息）
  • 可靠传输（超时、重传）
    • 停等协议（带宽利用率低）
    • 滑动窗口算法（回退N机制恢复丢包），是高效可靠的、按需传送、流控功能

链路模型

  • 全双工
  • 半双工
  • 星型（节点收发受其他节点影响）

面向固定带宽分配的多路复用机制

  • 频分复用
  • 时分复用
  • 统计时分复用
  • 码分复用

争用式多路复用机制

  • 载波侦听多路访问（CSMA）

    • 核心思想：先侦听，后发送

  • 带碰撞检测的CSMA（CSMA/CD）

    • 核心思想：1-持续CSMA+碰撞检测

    • 用于半双工和星型

  • 带碰撞避免的CSMA（CSMA/CA）

    • 用于无线

    • 核心思想：p-CSMA+碰撞避免

以太网

以太网地址（网卡的物理地址、MAC地址）

WIFI

接入WIFI热点

蜂窝通信技术

组网与网络互连

交换网络

交换机学习

  1. 直连网络的局限性：
  • 广播网络，带宽利用率低
  • 广播风暴
  1. 解决方法：
  • 网络分割
  • 广播->单播
  1. 交换网络

设计目标：

  • 数据只向目的结点传送
  • 转发规则自己学习
  • 两个部分
    • 数据帧转发
      • 交换机存储目的MAC地址到出端口的映射关系
      • FDB中的MAC地址通过老化机制来更新
    • 学习节点位置
      • FDB条目生成：每收到一个新的数据帧，记录其源MAC地址和入端口

生成树学习

消除广播风暴：

原因：由于网络中存在冗余线路，因此在数据转发的过程中会形成广播风暴

解决方法：为网络中每对源目结点分配唯一确定的一条路径，这些路径形成一个树

生成树协议：选一个根节点，其他每个结点计算确定到根节点的最短路径，保证是最小生成树

生成树算法：

交换网络总结

网络互连

IPv4协议、数据包转发

IP数据包头格式

IP报文转发规则

地址解析协议（ARP）

IP分片以及缺点

ICMP协议

NAT协议

  • NAT设备作为两端的代理

  • 将内网主机作为服务器

IPv6协议

出现的原因：

CIDR、NAT缓解了ipv4地址紧张，但是无法根本解决地址问题

IPv6地址=前缀+接口标识

IPv6地址解析：

IPv6过渡机制

数据包队列

  • 队列应该设置成多大：

  • TCP Incast（队列过小）

  • BufferBloat（队列过大）

  • 队列管理方法：

    • Tail Drop
    • RED（队列满之前主动丢包）
    • CoDel（控制数据包在队列中的时间）

  • 总结

复习

  1. 交换网络的两个部分
  • 数据帧转发
  • 学习结点位置

网络路由

网络路由

路由路径计算

距离向量方法

对应了RIP协议

链路状态方法

对应了OSPF协议

路由协议

域内路由协议RIP OSPF

域间路由协议BGP

考虑主机移动的路由机制

  • Post title：network
  • Post author：calcium_oxide
  • Create time：2022-09-02 10:49:20
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