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② 1.简述计算机网络的组成和主要功能。
1、组成:
计算机网络的组成基本上包括:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的传输介质就是空间)以及相应的应用软件四部分。
2、功能:
从整体上来说计算机网络可以把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息,共享硬件、软件、数据信息等资源。
简单来说,计算机网络就是由通信线路互旁搏隐相连接的许多自运厅主工作的计算机构成的集合体。
(2)计算机网络知识简述扩展阅读
计算机网络的性能指标:
(1)速率
计算机发送出的信号都是数字形式的。比特是计算机中数据量的单位,也是信息论中使用的信息量的单位。
速率是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是bit/s(比特每秒)(即bit per second)。
(2)带宽
(3)吞吐量
吞吐量表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。显然,吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
(4)时延
时延是指数据(一个报文或分组,甚至比特)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。时延是个很重要的性能指标,它有时也称为延迟或迟延。
(5)往返时间(RTT)
在计算机网络中,往返时间也是一个重要的性能指标,它表示从发送方发送数据开始,到发送银孝方收到来自接收方的确认(接受方收到数据后便立即发送确认)总共经历的时间。
参考资料来源:网络-计算机网络
③ 计算机网络名词解释知识点简答题整理
基带传输:比特流直接向电缆发送,无需调制到不同频段;
基带信号:信源发出的没有经过调制的原始电信号;
URL :统一资源定位符,标识万维网上的各种文档,全网范围唯一;
传输时延:将分组的所有比特推向链路所需要的时间;
协议:协议是通信设备通信前约定好的必须遵守的规则与约定,包括语法、语义、定时等。
网络协议:对等层中对等实体间制定的规则和约定的集合;
MODEM :调制解调器;
起始(原始)服务器:对象最初存放并始终保持其拷贝的服务器;
计算机网络:是用通信设备和线路将分散在不同地点的有独立功能的多个计算机系统互相连接起来,并通过网络协议进行数据通信,实现资源共享的计算机集合;
解调:将模拟信号转换成数字信号;
多路复用:在一条传输链路上同时建立多条连接,分别传输数据;
默认路由器:与主机直接相连的一台路由器;
LAN :局域网,是一个地理范围小的计算机网络;
DNS :域名系统,完成主机名与 IP 地址的转换;
ATM :异步传输模式,是建立在电路交换和分组交换基础上的一种面向连接的快速分组交换技术;
Torrent :洪流,参与一个特定文件分发的所有对等方的集合;
Cookie :为了辨别用户、用于 session 跟踪等而储存在用户本地终端的数据;
SAP :服务访问点;
n PDU : PDU 为协议数据单元,指对等层之间的数据传输单位;第 n 层的协议数据单元;
PPP :点对点传输协议;
Web caching :网页缓存技术;
Web 缓存:代替起始服务器来满足 HTTP 请求的网络实体。
Proxy server :代理服务器;
Go-back-n :回退 n 流水线协议;允许发送方连续发送分组,无需等待确认,若出错,从出错的分组开始重发;接收方接收数据分组,若正确,发 ACK ,若出错,丢弃出错分组及其后面的分组,不发任何应答;
Packet switching :分组交换技术;
CDMA :码分多路复用技术;各站点使用不同的编码,然后可以混合发送,接收方可正确提取所需信息;
TDM :时分多路复用,将链路的传输时间划分为若干时隙,每个连接轮流使用不同时隙进行传输;
FDM :频分多路复用,将链路传输频段分成多个小的频段,分别用于不同连接信息的传送;
OSI :开放系统互连模型,是计算机广域网体系结构的国际标准,把网络分为 7 层;
CRC :循环冗余检测法,事先双方约定好生成多项式,发送节点在发送数据后附上冗余码,使得整个数据可以整除生成多项式,接收节点收到后,若能整除,则认为数据正确,否则,认为数据错误;
RIP :路由信息协议;
Socket (套接字):同一台主机内应用层和运输层的接口;
转发表:交换设备内,从入端口到出端口建立起来的对应表,主要用来转发数据帧或 IP 分组;
路由表:路由设备内,从源地址到目的地址建立起来的最佳路径表,主要用来转发 IP 分组;
存储转发:分组先接收存储后,再转发出去;
虚电路网络:能支持实现虚电路通信的网络;
数据报网络:能支持实现数据报通信的网络;
虚电路:源和目的主机之间建立的一条逻辑连接,创建这条逻辑连接时,将指派一个虚电路标识符 VC.ID ,相关设备为它运行中的连接维护状态信息;
毒性逆转技术: DV 算法中,解决计数到无穷的技术,即告知从相邻路由器获得最短路径信息的相邻路由器到目的网络的距离为无穷大;
加权公平排队 WFQ :排队策略为根据权值大小不同,将超出队列的数据包丢弃;
服务原语:服务的实现形式,在相邻层通过服务原语建立交互关系,完服务与被服务的过程;
透明传输:在无需用户干涉的情况下,可以传输任何数据的技术;
自治系统 AS :由一组通常在相同管理者控制下的路由器组成,在相同的 AS 中,路由器可全部选用同样的选路算法,且拥有相互之间的信息;
分组丢失:分组在传输过程中因为种种原因未能到达接收方的现象;
隧道技术:在链路层或网络层通过对等协议建立起来的逻辑通信信道;
移动接入:也称无线接入,是指那些常常是移动的端系统与网络的连接;
面向连接服务:客户机程序和服务器程序发送实际数据的分组前,要彼此发送控制分组建立连接;
无连接服务:客户机程序和服务器程序发送实际数据的分组前,无需彼此发送控制分组建立连接;
MAC 地址:网卡或网络设备端口的物理地址;
拥塞控制:当网络发生拥塞时,用响应的算法使网络恢复到正常工作的状态;
流量控制:控制发送方发送数据的速率,使收发双方协调一致;
Ad Hoc 网络:自主网络,无基站;
往返时延:发送方发送数据分组到收到接收方应答所需要的时间;
电路交换:通信节点之间采用面向连接方式,使用专用电路进行传输;
ADSL :异步数字用户专线,采用不对称的上行与下行传输速率,常用于用户宽带接入。
多播:组播,一对多通信;
路由器的组成包括:输入端口、输出端口、交换结构、选路处理器;
网络应用程序体系结构:客户机 / 服务器结构、对等共享、混合;
集线器是物理层设备,交换机是数据链路层设备,网卡是数据链路层设备,路由器是网络层设备;
双绞线连接设备的两种方法:直连线和交叉线,同种设备相连和计算机与路由器相连都使用交叉线;不同设备相连用直连线;
MAC 地址 6 字节, IPv4 地址 4 字节, IPv6 地址 16 字节;
有多种方法对载波波形进行调制,调频,调幅,调相;
IEEE802.3 以太网采用的多路访问协议是 CSMA/CD ;
自治系统 AS 内部的选路协议是 RIP 、 OSPF ;自治系统间的选路协议是 BGP ;
多路访问协议:分三大类:信道划分协议、随机访问协议、轮流协议;
信道划分协议包括:频分 FDM 、时分 TDM 、码分 CDMA ;
随机访问协议包括: ALOHA 、 CSMA 、 CSMA/CD(802.3) 、 CSMA/CA(802.11) ;
轮流协议包括:轮询协议、令牌传递协议
ISO 和 OSI 分别是什么单词的缩写,中文意思是什么?用自己的理解写出 OSI 分成哪七层?每层要解决的问题和主要功能是什么?
答:ISO:international standard organization 国际标准化组织;OSI:open system interconnection reference model 开放系统互连模型;
OSI分为 应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层;
层名称解决的问题主要功能
应用层实现特定应用选择特定协议;针对特定应用规定协议、时序、表示等,进行封装。在端系统中用软件来实现,如HTTP;
表示层压缩、加密等表示问题;规定数据的格式化表示,数据格式的转换等;
会话层会话关系建立,会话时序控制等问题;规定通信的时序;数据交换的定界、同步、建立检查点等;
传输层源端口到目的端口的传输问题;所有传输遗留问题:复用、流量、可靠;
网络层路由、拥塞控制等网络问题;IP寻址,拥塞控制;
数据链路层相邻节点无差错传输问题;实现检错与纠错,多路访问,寻址;
物理层物理上可达;定义机械特性,电气特性,功能特性等;
因特网协议栈分层模型及每层的功能。
分层的优点:使复杂系统简化,易于维护和更新;
分层的缺点:有些功能可能在不同层重复出现;
假设一个用户 ( 邮箱为: [email protected]) 使用 outlook 软件发送邮件到另一个用户 ( 邮箱为: [email protected]) ,且接收用户使用 IMAP 协议收取邮件,请给出此邮件的三个传输阶段,并给出每个阶段可能使用的应用层协议。
用户 [email protected] 使用outlook软件发送邮件到 163 邮件服务器
163邮件服务器将邮件发送给用户 [email protected] 的yahoo邮件服务器
用户 [email protected] 使用IMAP协议从yahoo邮件服务器上拉取邮件
第1、2阶段可以使用SMTP协议或者扩展的SMTP协议:MIME协议,第3阶段可以使用IMAP、POP3、HTTP协议
三次握手的目的是什么?为什么要三次(二次为什么不行)?
为了实现可靠数据传输,TCP协议的通信双方,都必须维护一个序列号,以标识发送出去的数据包中,哪些是已经被对方收到的。三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值,并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤。
如果只是两次握手,至多只有连接发起方的起始序列号能被确认,另一方选择的序列号则得不到确认。
选择性重传 (SR) 协议中发送方窗口和接收方窗口何时移动?分别如何移动?
发送方:当收到ACK确认分组后,若该分组的序号等于发送基序号时窗口发生移动;向前移动到未确认的最小序号的分组处;
接收方:当收到分组的序号等于接收基序号时窗口移动;窗口按交付的分组数量向前移动;
简述可靠传输协议 rdt1.0, rdt2.0, rdt2.1, rdt2.2 和 rdt3.0 在功能上的区别。
rdt1.0:经可靠信道上的可靠数据传输,数据传送不出错不丢失,不需要反馈。
rdt2.0(停等协议):比特差错信道上的可靠数据传输,认为信道传输的数据可能有比特差错,但不会丢包。接收方能进行差错检验,若数据出错,发送方接收到NAK之后进行重传。
rdt2.1:在rdt2.0的基础上增加了处理重复分组的功能,收到重复分组后,再次发送ACK;
rdt2.2:实现无NAK的可靠数据传输,接收方回发带确认号的ACK0/1,
收到出错分组时,不发NAK,发送接收到的上一个分组的ACK;
rdt3.0:实现了超时重发功能,由发送方检测丢包和恢复;
电路交换和虚电路交换的区别?哪些网络使用电路交换、报文交换、虚电路交换和数据报交换?请各举一个例子。
电路交换时整个物理线路由通讯双方独占;
虚电路交换是在电路交换的基础上增加了分组机制,在一条物理线路上虚拟出多条通讯线路。
电路交换:电话通信网
报文交换:公用电报网
虚电路交换:ATM
数据报交换:Internet
电路交换:面向连接,线路由通信双方独占;
虚电路交换:面向连接,分组交换,各分组走统一路径,非独占链路;
数据报交换:无连接,分组交换,各分组走不同路径;
交换机逆向扩散式路径学习法的基本原理:
交换表初始为空;
当收到一个帧的目的地址不在交换表中时,将该帧发送到所有其他接口(除接收接口),并在表中记录下发送节点的信息,包括源MAC地址、发送到的接口,当前时间;
如果每个节点都发送了一帧,每个节点的地址都会记录在表中;
收到一个目的地址在表中的帧,将该帧发送到对应的接口;
表自动更新:一段时间后,没有收到以表中某个地址为源地址的帧,从表中删除该地址;
非持久 HTTP 连接和持久 HTTP 连接的不同:
非持久HTTP连接:每个TCP连接只传输一个web对象,只传送一个请求/响应对,HTTP1.0使用;
持久HTTP连接:每个TCP连接可以传送多个web对象,传送多个请求/响应对,HTTP1.1使用;
Web 缓存的作用是什么?简述其工作过程:
作用:代理原始服务器满足HTTP请求的网络实体;
工作过程:
浏览器:与web缓存建立一个TCP连接,向缓存发送一个该对象的HTTP请求;
Web缓存:检查本地是否有该对象的拷贝;
若有,就用HTTP响应报文向浏览器转发该对象;
若没有,缓存与原始服务器建立TCP连接,向原始服务器发送一个该对象的HTTP请求,原始服务器收到请求后,用HTTP响应报文向web缓存发送该对象,web缓存收到响应,在本地存储一份,并通过HTTP响应报文向浏览器发送该对象;
简要说明无线网络为什么要用 CSMA/CA 而不用 CSMA/CD ?
无线网络用无线信号实施传输,现在的技术还无法检测冲突,因此无法使用带冲突检测的载波侦听多路访问协议CSMA/CD,而使用冲突避免的载波侦听多路访问协议CSMA/CA;
简述各种交换结构优缺点,并解释线头 HOL 阻塞现象。
内存交换结构:以内存为交换中心;
优点:实现简单,成本低;
缺点:不能并行,速度慢;
总线交换结构:以共享总线为交换中心;
优点:实现相对简单,成本低;
缺点:不能并行,速度慢,不过比memory快;
纵横制:以交叉阵列为交换中心;
优点:能并行,速度快,比memory和总线都快;
缺点:实现复杂,成本高;
线头HOL阻塞:输入队列中后面的分组被位于线头的一个分组阻塞(即使输出端口是空闲的),等待交换结构发送;
CSMA/CD 协议的中文全称,简述其工作原理。
带冲突检测的载波侦听多路访问协议;
在共享信道网络中,发送节点发送数据之前,先侦听链路是否空闲,若空闲,立即发送,否则随机推迟一段时间再侦听,在传输过程中,边传输边侦听,若发生冲突,以最快速度结束发送,并随机推迟一段时间再侦听;
奇偶校验、二维奇偶校验、 CRC 校验三者比较:
奇偶校验能检测出奇数个差错;
二维奇偶校验能够检测出两个比特的错误,能够纠正一个比特的差错;
CRC校验能检测小于等于r位的差错和任何奇数个差错;
GBN 方法和 SR 方法的差异:
GBN:一个定时器,超时,重发所有已发送未确认接收的分组,发送窗口不超过2的k次方-1,接收窗口大小为1,采用累计确认,接收方返回最后一个正确接受的分组的ACK;
SR:多个定时器,超时,只重发超时定时器对应的分组,发送窗口和接收窗口大小都不超过2的k-1次方,非累计确认,接收方收到当前窗口或前一窗口内正确分组时返回对应的ACK;
④ 计算机网络基础知识(一)
参考:计算机网络 谢希仁 第7版
一、现在最主要的三种网络
电信网络(电话网)
有线电视网络
计算机网络 (发展最快,信息时代的核心技术)
二、internet 和 Internet
internet 是普通名词
泛指一般的互连网(互联网)
Internet 是专有名词,标准翻译是“因特网” 世界范围的互连网(互联网)
使用 TCP/IP 协议族
前身是美国的阿帕网 ARPANET
三、计算机网络的带宽
计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率,即每秒多少比特。 描述带宽也常常把“比特/秒”省略。
例如,带宽是 10 M,实际上是 10 Mb/s。注意:这里的 M 是 106。
四、对宽带传输的错误概念
在网络中有两种不同的速率:
信号(即电磁波)在传输媒体上的传播速率(米/秒,或公里/秒)
计算机向网络发送比特的速率(比特/秒),也叫传输速率。 这两种速率的意义和单位完全不同。
宽带传输:计算机向网络发送比特的速率较高。 宽带线路:每秒有更多比特从计算机注入到线路。 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。
早期的计算机网络采用电路交换,新型的计算机网络采用分组交换的、基于存储转发的方式。 分组交换:
在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块
每个块增加带有控制信息的首部构成分组(包)
依次把各分组发送到接收端
接收端剥去首部,抽出数据部分,还原成报文
IP 网络的重要特点
每一个分组独立选择路由。
发往同一个目的地的分组,后发送的有可能先收到(即可能不按顺序接收)。 当网络中的通信量过大时,路由器就来不及处理分组,于是要丢弃一些分组。 因此, IP 网络不保证分组的可靠地交付。
IP 网络提供的服务被称为:
尽最大努力服务(best effort service) 五、最重要的两个协议:IP 和 TCP
TCP 协议保证了应用程序之间的可靠通信,IP 协议控制分组在因特网的传输,但因特网不保证可靠交付.
在 TCP/IP 的应用层协议使用的是客户服务器方式。
客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
当 A 进程需要 B 进程的服务时就主动呼叫 B 进程,在这种情况下,A 是客户而 B 是服务器。
可能在下一次通信中,B 需要 A 的服务,此时,B 是客户而 A 是服务器。
注意:
使用计算机的人是“用户”(user)而不是“客户”(client)。
客户和服务器都指的是进程,即计算机软件。
由于运行服务器进程的机器往往有许多特殊的要求,因此人们经常将主要运行服务器进程的
机器(硬件)不严格地称为服务器。
例如,“这台机器是服务器。” 意思是:“这台机器(硬件)主要是用来运行服务器进程(软件)。” 因此,服务器(server)一词有时指的是软件,但也有时指的是硬件。
六、总结
因特网(Internet)是世界范围的、互连起来的计算机网络,它使用 TCP/IP 协议族,并且它的前身是美 国阿帕网 ARPANET。
计算机网络的带宽是网络可通过的最高数据率。
因特网使用基于存储转发的分组交换,并使用 IP 协议传送 IP 分组。
路由器把许多网络互连起来,构成了互连网。路由器收到分组后,根据路由表查找出下一跳路由器的
地址,然后转发分组。
路由器根据与其他路由器交换的路由信息构造出自己的路由表。
IP 网络提供尽最大努力服务,不保证可靠交付。
TCP 协议保证计算机程序之间的、端到端的可靠交付。
在 TCP/IP 的应用层协议使用的是客户服务器方式。
客户和服务器都是进程(即软件)。客户是服务请求方,服务器是服务提供方。
服务器有时也指“运行服务器软件”的机器。
一、IP 网络是虚拟网络
IP 网络是虚拟的。在 IP 网络上传送的是 IP 数据报(IP 分组)。
实际上在网络链路上传送的是“帧”,使用的是帧的硬件地址(MAC 地址)。
地址解析协议 ARP 用来把 IP 地址(虚拟地址)转换为硬件地址(物理地址)。
二、IP 地址的表示方法
IP 地址的表示方法有两种:二进制和点分十进制。
IP 地址是 32 位二进制数字,为方便阅读和从键盘上输入,可把每 8 位二进制数字转换成一个十进制数字,并 用小数点隔开,这就是点分十进制。
三、因特网的域名
因特网的域名分为: 顶级域名 二级域名 三级域名
四级域名
四、域名服务器 DNS (Domain Name Server)
因特网中设有很多的域名服务器 DNS,用来把域名转换为 IP 地址。
五、电子邮件
发送邮件使用的协议——简单邮件传送协议 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 接收邮件使用的协议——邮局协议版本 3 POP3 (Post Office Protocol version 3) 注:邮件的传送仍然要使用 IP 和 TCP 协议
六、统一资源定位符 URL (Uniform Resource Locator)
URL 用来标识万维网上的各种文档。
因特网上的每一个文档,在整个因特网的范围内具有惟一的标识符 URL。 URL 实际上就是文档在因特网中的地址。
七、超文本传送协议 HTTP (HyperText Transfer Protocol) 万维网客户程序与服务器程序之间的交互遵守超文本传送协议 HTTP。
八、结束语
IP 地址是 32 位二进制数字。为便于阅读和键入,也常使用点分十进制记法。 个人用户上网可向本地 ISP 租用临时的 IP 地址。
域名服务器 DNS 把计算机域名转换为计算机使用的 32 位二进制 IP 地址。 发送电子邮件使用 SMTP 协议,接收电子邮件使用 POP3 协议。
统一资源定位符 URL 惟一地确定了万维网上文档的地址。
超文本传送协议 HTTP 用于万维网浏览器程序和服务器程序的信息交互。
超文本标记语言 HTML 使万维网文档有了统一的格式。
IP 电话不使用 TCP 协议。利用 IP 电话网关使得在普通电话之间可以打 IP 电话。
一、因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider) 根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同,ISP 也分成为不同的层次。
二、两种通信方式
在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类:C/S 方式 和 P2P 方式
(Peer-to-Peer,对等方式)。
三、因特网的核心部分
网络核心部分是因特网中最复杂的部分。
网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性,使边缘部分中的任何一个主机都能够向其 他主机通信(即传送或接收各种形式的数据)。
因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成,而主机处在因特网的边缘部分。
在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接,而在网络边缘的主机接入到核心部分则通 常以相对较低速率的链路相连接。
主机的用途是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用 来转发分组的,即进行分组交换的。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件,其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分
最重要的功能。
四、电路交换
电路交换必定是面向连接的。 电路交换的三个阶段:建立连接、通信、释放连接。
五、网络的分类
不同作用范围的网络
广域网 WAN (Wide Area Network)
局域网 LAN (Local Area Network)
城域网 MAN (Metropolitan Area Network)
个人区域网 PAN (Personal Area Network)
从网络的使用者进行分类
公用网 (public network)
专用网 (private network)
用来把用户接入到因特网的网络
接入网 AN (Access Network),它又称为本地接入网或居民接入网。
注:由 ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。
六、计算机网络的性能指标
速率
带宽
吞吐量
时延(delay 或 latency)
传输时延(发送时延) —— 从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完 毕所需的时间。
传播时延 —— 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 注:信号传输速率(即发送速率)和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。
处理时延 —— 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
排队时延 —— 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。 总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+处理时延
时延带宽积
利用率 —— 分为信道利用率和网络利用率。
信道利用率——某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。 网络利用率——全网络的信道利用率的加权平均值。 注:信道利用率并非越高越好。
七、网络协议(network protocol) 简称为协议,是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。其组成要素有以下三点:
语法 语义 同步
数据与控制信息的结构或格式 。
需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。 事件实现顺序的详细说明。
八、实体、协议、服务和服务访问点
实体(entity)——表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 协议——是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。 要实现本层协议,还需要使用下层所提供的服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
协议是“水平的”,即协议是控制对等实体之间通信的规则。
服务是“垂直的”,即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方,称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。
九、TCP/IP 的体系结构
路由器在转发分组时最高只用到网络层,而没有使用运输层和应用层。
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