一、TCP五层协议
1.体系结构
2.各层功能（精简版）
应用层:为应用程序提供各种功能，有各种协议表示层:数据格式转化，数据编码，解压，解密等会话层:建立，管理，维护会话，流量控制及出错控制传输层:建立、管理和维护端到端的连接网络层:IP选址及路由选择数据链路层:提供介质访问和链路管理物理层:传输数据比特流
二、数字信号常用的编码方式
如图
不归零制:正电平代表1，负电平代表0。
归零制:正脉冲代表1，负脉冲代表0。
曼彻斯特编码:位周期中心的向上跳变代表0,位周期中心的向下跳变代表1。 但也可反过来定义。
差分曼彻斯特编码:在每- -位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表0,而位开始边界没有跳变代表1。
从信号波形中可以看出，曼彻斯特(Manchester)编码产生的信号频率比不归零制高。从自同步能力来看，不归零制不能从信号波形本身中提取信号时钟频率(这叫作没有自同步能力)，而曼彻斯特编码具有自同步能力。
三、CSMA/CD协议
1.简介：
CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection），在以太网中使用随机争用型的介质访问控制方法，即冲突检测的载波监听多路访问的方法。
2.工作原理
CSMA/CD的基本原理是：每个节点都共享网络传输信道，在每个站要发送数据之前，都会检测信道是否空闲，如果空闲则发送，否则就等待；在发送出信息后，则对冲突进行检测，当发现冲突时，则取消发送。我们可以借助于生活中的一个例子来解释：假设有这一层楼，两旁住了几十户人，中间只有一条仅供一人同行的走道。我们看情况会怎么样：①当这些住户要经过走道出来时，首先探出头来看看走道上有没有人（这就是载波监听），如果没有，就通过走道出来；②如果走道上有人走，那么就一直盯着走道，直到走道上没人时再出来（1-坚持监听算法）；③如果有两人同时看到走道上没有人，而同时走向走道（冲突检测），则两个人发现时就马上回到自己屋里。在整个协议中最关键的是载波监听、冲突检测两部分。
四、IP地址分类
1. A类IP地址
一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”， 地址范围从1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1亿多个主机。
2. B类IP地址
一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机 。
3. C类IP地址
一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。
4. D类地址用于多点广播(Multicast)
D类IP地址第一个字节以“lll0”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播(Multicast)中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。
5. E类IP地址
以“llll0”开始，为将来使用保留。
全零(“0.0.0.0”)地址对应于当前主机。全“1”的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址。
在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为私有地址，其地址范围如下：
A类地址：10.0.0.0～10.255.255.255 。
B类地址：172.16.0.0～172.31.255.255 。
C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255。
A类地址的第一组数字为1～126。注意，数字0和 127不作为A类地址，数字127保留给内部回送函数，而数字0则表示该地址是本地宿主机，不能传送。
B类地址的第一组数字为128～191。
C类地址的第一组数字为192～223。
1. A类地址
A类地址的表示范围为：0.0.0.0~126.255.255.255，默认网络掩码为：255.0.0.0;A类地址分配给规模特别大的网络使用。A类网络用第一组数字表示网络本身的地址，后面三组数字作为连接于网络上的主机的地址。分配给具有大量主机(直接个人用户)而局域网络个数较少的大型网络。例如IBM公司的网络。
2. B类地址
B类地址的表示范围为：128.0.0.0~191.255.255.255，默认网络掩码为：255.255.0.0;B类地址分配给一般的中型网络。B类网络用第一、二组数字表示网络的地址，后面两组数字代表网络上的主机地址。
3. C类地址
C类地址的表示范围为：192.0.0.0~223.255.255.255，默认网络掩码为：255.255.255.0;C类地址分配给小型网络，如一般的局域网和校园网，它可连接的主机数量是最少的，采用把所属的用户分为若干的网段进行管理。C类网络用前三组数字表示网络的地址，最后一组数字作为网络上的主机地址。
4.如图
五.地址掩码
子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。
子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。
通过计算机的子网掩码判断两台计算机是否属于同一网段的方法是，将计算机十进制的IP地址和子网掩码转换为二进制的形式，然后进行二进制“与”(AND)计算（全1则得1，不全1则得0），如果得出的结果是相同的，那么这两台计算机就属于同一网段。
计算： a.首先,将主机数目从十进制数转化为二进制数;
b.接着,如果主机数小于或等于254(注意:应去掉保留的两个IP地址),则统计由“1”中得到的二进制数的位数,设为N;如果主机数大于254,则 N>8,也就是说主机地址将超过8位;
c.最后,使用255.255.255.255将此类IP地址的主机地址位数全部置为1,然后按照“从后向前”的顺序将N位全部置为0,所得到的数值即为所求的子网掩码值。
六、更新路由表
1.如何利用RIP协议更新路由的算法计算路由表的更新
RIP协议是-种分布式的基于距离向量的路由选择协议，是互联网的标准协议，其最大优点就是简单。
RIP协议的特点是
(1) 仅和相邻路由器交换信息。如果两个路由器之间的通信不需要经过另一个路由器，那么这两个路由器就是相邻的。RIP 协议规定，不相邻的路由器不交换信息。
(2)路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。也就是说，交换的信息是:“我到本自治系统中所有网络的(最短)距离，以及到每个网络应经过的下一跳路由器”
(3) 按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔30秒。然后路由器根据收到的路由信息更新路由表。当网络拓扑发生变化时，路由器也及时向相邻路由器通告拓扑变化后的路由信息。
RIP协议根据从邻居节点收到的路由信息更新自身的路由表，其更新算法的一个重要步骤是将收到的路由信息中的距离改为原值加1。
RIP协议更新路由的算法(具体规则)如下:
(1)收到相邻路由器X的RIP报文，为方便，将其称为路由表X(一个临时表)。将路由表X中"下一跳路由器地址"字段都改为X，将所有"距离都加1(含义是:假定本路由器的下一跳为X，原来从X到达的网络的距离加上从本路由器到X的距离);
(2)对修改后的路由表X的每- -行，重复:若目的网络不在本地路由表中，则将该行添加到本地路由表中;否则，若下一跳的内容与本地路由表中的相同，则替换本地路由表中的对应行;否则，若该行的"距离"小于本地路由表中相应行的“距离”，则用该行更新本地路由表中的相应行;否则，返回;
(3)若180秒(或其它假定一定时间内)未收到邻居X的路由表，则将到邻居路由器X的距离置为16(不可达)。
2.例题：如图
七、TCP的拥塞控制
TCP进行拥塞控制的算法有四种：慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复。
1.慢开始和拥塞避免
发送方维持一个叫做拥塞窗口cwnd(congestion window)的状态变量。拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态地在变化。发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口。
慢开始：当主机开始发送数据时，由于并不清楚网络的负荷情况，所以如果立刻把大量数据字节注入到网络，就可能引起网络发生拥塞。先探测一下，即由小到大逐渐增大发送窗口（拥塞窗口）。使用慢开始算法后，每经过一个传输轮次，拥塞窗口cwnd就加倍。
为了防止拥塞窗口cwnd增长过大引起网络拥塞，还需要设置一个慢开始门限 ssthresh。
当cwnd<ssthresh时，使用慢开始算法。
当cwnd>ssthresh时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。
当cwnd=ssthresh时，既可使用慢开始算法，也可使用拥塞避免算法。
拥塞避免：让拥塞窗口cwnd缓慢地增大，即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1（报文段的个数）。
2.快重传：让发送方尽早知道发生了个别报文段的丢失。首先要求接收方不要等待自己发送数据时才进行捎带确认，而是要立刻发送确认，即使收到了失序的报文段也要立即发出对已收到的报文段的重复确认。发送方只要一连收到3个重复确认，就知道接收方确实没有收到，应当立即进行重传（即，快重传）。这样不会出现超时，发送方也不会误认为出现了网络拥塞。
3.快恢复：发送方知道现在只是丢失了个别的报文段，于是不启动慢开始，执行快恢复算法。此时，发送方调整门限值ssthresh=cwnd/2，同时cwnd=ssthresh，并开始执行拥塞避免算法。
