山东大学软件学院-计算机网络作业整理

任课教师：朱方金老师

年级：21级

共计八次作业内容整理，包含网络中数据流动过程、编码调制、CRC计算、滑动窗口等

作业一：网络中数据流动过程

说明网络中数据流动过程（包括层层封装、解封装过程）

数据首先从应用层发出，经过传输层，添加TCP头，然后传输到网络层，添加IP头封装成分组；接下来进入数据链路层，添加帧头、帧尾；最后通过物理层传输。

经过交换机到达路由器，从物理层校验正确后去除帧尾并到达链路层，进而去除帧头成为分组，然后传递到网络层，排队等候传输处理。路由器根据路由表和分组中的目标IP地址找到下一个路由器，进行数据转发。

重复此过程直到找到目标机器所在的局域网，找到目标主机后，从物理层传递给数据链路层，解封装去掉帧头帧尾后传递给网络层，网络层去掉IP头成为段，传递给传输层，进而去除TCP头成为原本的数据传给应用层。

作业二：编码、调制

作业三：CRC

作业四：滑动窗口

作业五：

作业六：网桥映射表

网桥映射表的变化以及是否转发

作业七：OSPF和BGP

OSPF（开放最短路径优先协议）：

使用链路状态路由算法的典型代表，也是IGP（内部网关协议）的一种。

    1、工作机制：

搜集信息和传递信息：当路由器开启OSPF后，路由器之间就会相互发送HELLO报文，HELLO报文中包含一些路由器和链路的相关信息，发送HELLO报文的目的是为了形成邻居表，然后，路由器之间就会发送LSA（LINK STATE ADVERTISEMENT，链路状态通告），LSA告诉自己的邻居路由器和自己相连的链路的状态，最后，形成网络的拓扑表，其实这个过程是很复杂的，他们经过发LSA，记录LSA，装发LSA，最后形成LSDB（链路状态数据库，即拓扑表），形成拓扑表之后，在经过SPF算法，通过计算LSDB，最后形成路由表。

    2、特点：

• • • OSPF是真正的LOOP- FREE路由协议。源自其算法本身的优点。
    • OSPF收敛速度快：能够在最短的时间内将路由变化传递到整个自治系统。
    • 提出区域划分的概念，将自治系统划分为不同区域后，通过区域之间的对路由信息的摘要，大大减少了需传递的路由信息数量。也使得路由信息不会随网络规模的扩大而急剧膨胀。
    • 将协议自身的开销控制到最小。
    • 通过严格划分路由的级别（共分四级），提供更可信的路由选择。

BGP（边界网关协议）：

    1、工作机制：每个自治系统的管理员要选择至少一个路由器作为该自治系统的发言人，一个BGP发言人与其他自治系统中的BGP发言人要交换陆游信息，就要先建立TCP连接（可见BGP报文是通过TCP传送的，即BGP报文是TCP报文的数据部分）然后在此连接上交换BGP报文以建立BGP会话交换路由信息。当所有发言人都相互交换网络可达性的信息后，各发言人就可找出到达各个自治系统的较好的路由。

2、通过四种报文来工作：

Open消息：是TCP连接建立后发送的第一个消息，用于建立BGP对等体之间的连接关系。对等体在接收到Open消息并协商成功后，将发送Keepalive消息确认并保持连接的有效性。确认后，对等体间可以进行Update、Notification、Keepalive和Route-Refresh消息的交换。

Update消息：用于在对等体之间交换路由信息。Update消息可以发布多条属性相同的可达路由信息，也可以撤销多条不可达路由信息。

Keepalive消息：BGP会周期性的向对等体发出Keepalive消息，用来保持连接的有效性。

Notification消息：当BGP检测到错误状态时，就向对等体发出Notification消息，之后BGP连接会立即中断。

报文的使用：

1）通过TCP建立BGP连接时，发送OPEN消息；

2）连接建立后，如果有路由需要发送或路由变化时，发送UPDATE消息通告对端；

3）稳定后要定时发送KEEPALIVE消息以保持BGP连接的有效性；

4）当本地BGP在运行中发现错误时，要发送NOTIFICATION消息通告BGP对等体；

5）ROUTE-REFRESH消息用来通知对等体自己支持路由刷新；

作业八：地址聚合和划分