計算機網(wǎng)絡(luò) 第五版 謝希仁 超詳細重點

1、第一章“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的最重要的功能:連通性上網(wǎng)用戶之間都可以交換信息，好像這些用戶的計算機都可以彼此直接連通一樣。 共享即資源共享。可以是信息共享、軟件共享，硬件共享。 因特網(wǎng)現(xiàn)，最大的國際性計算機互聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)(network)由若干結(jié)點(node)和連接這些結(jié)點的鏈路(link)組成。 互聯(lián)網(wǎng)是“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”(network of networks)。 連接在因特網(wǎng)上的計算機都稱為主機(host)。網(wǎng)絡(luò)把許多計算機連接在一起，因特網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡(luò)連接在一起。因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段：第一階段是從單個網(wǎng)絡(luò) arpanet 向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。 /以

2、小寫字母 i 開始的 internet（互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)）是一個通用名詞，它泛指由多個計算機網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)。 以大寫字母i開始的的 internet（因特網(wǎng)）則是一個專用名詞，它指當(dāng)前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡(luò)，它采用 tcp/ip 協(xié)議族作為通信的規(guī)則，且其前身是美國的 arpanet。第二階段的特點是建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。 三級計算機網(wǎng)絡(luò)，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。 第三階段的特點是逐漸形成了多層次 isp 結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。出現(xiàn)了因特網(wǎng)服務(wù)提供者 isp (internet service provider)。從因特網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分

3、為以下的兩大塊：(1) 邊緣部分 由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，用來進行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。(2) 核心部分 由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）。處在因特網(wǎng)邊緣的部分就是連接在因特網(wǎng)上的所有的主機。這些主機又稱為端系統(tǒng)(end system)?！爸鳈C a 和主機 b 進行通信”，實際上是指：“運行在主機 a 上的某個程序和運行在主機 b 上的另一個程序進行通信”。即“主機 a 的某個進程和主機 b 上的另一個進程進行通信”，或簡稱為“計算機之間通信”。在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的通信方式分

4、為兩大類：客戶服務(wù)器方式（c/s 方式）即client/server方式 對等方式（p2p 方式）即 peer-to-peer方式 客戶(client)和服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個應(yīng)用進程?？蛻舴?wù)器方式所描述的是進程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。客戶是服務(wù)的請求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。客戶軟件的特點：被用戶調(diào)用后運行，在打算通信時主動向遠地服務(wù)器發(fā)起通信（請求服務(wù)）。因此，客戶程序必須知道服務(wù)器程序的地址，不需要特殊的硬件和很復(fù)雜的操作系統(tǒng)。服務(wù)器軟件的特點 ：一種專門用來提供某種服務(wù)的程序，可同時處理多個遠地或本地客戶的請求。系統(tǒng)啟動后即自動調(diào)用并一直不斷地運行著，被動地等

5、待并接受來自各地的客戶的通信請求。因此，服務(wù)器程序不需要知道客戶程序的地址，一般需要強大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。對等連接(peer-to-peer，簡寫為 p2p)是指兩個主機在通信時并不區(qū)分哪一個是服務(wù)請求方還是服務(wù)提供方，兩個主機都運行了對等連接軟件（p2p 軟件），它們就可以進行平等的、對等連接通信。雙方都可以下載對方已經(jīng)存儲在硬盤中的共享文檔。對等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使用客戶服務(wù)器方式，只是對等連接中的每一個主機既是客戶又同時是服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機提供連通性，路由器是實現(xiàn)分組交換(packet switching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，

6、這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。路由器是實現(xiàn)分組交換(packet switching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能?！敖粨Q”(switching)的含義就是轉(zhuǎn)接把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，使它們連通起來。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。電路交換的特點：電路交換必定是面向連接的。而且，在通話的全部時間內(nèi)，通話的兩個用戶始終占用端到端的通信資源。 電路交換的三個階段：建立連接，通信，釋放連接數(shù)據(jù)效率低：數(shù)據(jù)具有突發(fā)性，這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。分組首部的重要性：首部含有地址等控制信息。分組交換網(wǎng)中的結(jié)點交換機根據(jù)

7、收到的分組的首部中的地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個結(jié)點交換機。用這樣的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達最終目的地。路由器處理分組的過程：把收到的分組先放入緩存（暫時存儲）；查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出到某個目的地址應(yīng)從哪個端口轉(zhuǎn)發(fā)；把分組送到適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。主機是為用戶進行信息處理的，并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送分組，從網(wǎng)絡(luò)接收分組。路由器對分組進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，最后把分組交付目的主機。高效，動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段占用。 靈活，以分組為傳送單位和查找路由。迅速，不必先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組?？煽?，保證可靠性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。分布式的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。分組交換帶來的問題：分組在各結(jié)點存儲轉(zhuǎn)發(fā)時需要

8、排隊，這就會造成一定的時延。 分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的開銷。arpanet的成功使計算機網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生根本變化 。早期的面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)是以單個主機為中心的星形網(wǎng)，各終端通過通信線路共享昂貴的中心主機的硬件和軟件資源。 分組交換網(wǎng)則是以網(wǎng)絡(luò)為中心，主機都處在網(wǎng)絡(luò)的外圍。用戶通過分組交換網(wǎng)可共享連接在網(wǎng)絡(luò)上的許多硬件和各種豐富的軟件資源。 不同作用范圍的網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng) wan (wide area network)，局域網(wǎng) lan (local area network) ，城域網(wǎng) man (metropolitan area network)，個人區(qū)域網(wǎng) p

9、an (personal area network) 從網(wǎng)絡(luò)的使用者進行分類：公用網(wǎng) (public network) ，專用網(wǎng) (private network) 接入網(wǎng) an (access network)，它又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。由 isp 提供的接入網(wǎng)只是起到讓用戶能夠與因特網(wǎng)連接的“橋梁”作用。 計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1. 速率比特（bit）是計算機中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。bit 來源于 binary digit，意思是一個“二進制數(shù)字”，因此一個比特就是二進制數(shù)字中的一個 1 或 0。速率即數(shù)據(jù)率(data rate)或比特率(bit rate)是計

10、算機網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個性能指標(biāo)。速率的單位是 b/s，或kb/s, mb/s, gb/s 等速率往往是指額定速率或標(biāo)稱速率?！皫挕?bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）?，F(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 吞吐量(throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常地用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡(luò)的一種測量，以便知道實際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡(luò)。吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。 傳輸時延（發(fā)送時延 ）發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進入到傳輸媒

11、體所需要的時間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。傳播時延，電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。 （注意區(qū)別）信號傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號在信道上的傳播速率是不同的概念容易產(chǎn)生的錯誤概念對于高速網(wǎng)絡(luò)鏈路，我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。 提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延。 鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。利用率信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。完全空閑的信道的利用率是零。網(wǎng)絡(luò)利用率則是全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。信道利用率并非越高越好。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成要素：語法，數(shù)

12、據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式 。 語義，需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應(yīng)。 同步，事件實現(xiàn)順序的詳細說明。 主機1向主機2通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送文件，可以將要做的工作進行如下的劃分。第一類工作與傳送文件直接有關(guān)。確信對方已做好接收和存儲文件的準(zhǔn)備。雙方協(xié)調(diào)好一致的文件格式。兩個主機將文件傳送模塊作為最高的一層 。剩下的工作由下面的模塊負責(zé)。市場化方面 osi 失敗了：沒有商業(yè)驅(qū)動力；過分復(fù)雜，且運行效率很低；osi 標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長，因而設(shè)備無法及時進入市場；層次劃分并也不太合理，有些功能在多層次中重復(fù)出現(xiàn)。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(network protocol)，簡稱為協(xié)議，是為進行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)

13、交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。 分層的好處 ：各層之間是獨立的；靈活性好；結(jié)構(gòu)上可分割開；易于實現(xiàn)和維護；能促進標(biāo)準(zhǔn)化工作。計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計算機網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。 tcp/ip 是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。但最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒有具體內(nèi)容。因此往往采取折中的辦法，即綜合 osi 和 tcp/ip 的優(yōu)點，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) ，應(yīng)用層(application layer) ，運輸層(transport layer) ，網(wǎng)絡(luò)層(network layer) ，數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer) ，物理層(

14、physical layer) 。主機1向主機2發(fā)送數(shù)據(jù)的實現(xiàn)過程：應(yīng)用進程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層，加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層 pdu應(yīng)用層 pdu 再傳送到運輸層；加上運輸層首部，成為運輸層報文 運輸層報文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層；加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為 ip 數(shù)據(jù)報（或分組）；p 數(shù)據(jù)報再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層，加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀；數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層，最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體。信號在物理媒體中傳播，物理層將比特流上交給數(shù)據(jù)鏈路層；數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層；網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給運輸層；運輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層；應(yīng)用

15、層剝?nèi)ナ撞?，取出?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進程。主機2：我收到了 ap1 發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！實體(entity) 表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程。協(xié)議是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合。在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。 本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議，下面的協(xié)議對上面的服務(wù)用戶是透明的。 協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實體之間通信的規(guī)則。服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過層間接口提供的。同一系統(tǒng)相鄰兩層的實體進行交互的地方，稱為服務(wù)訪問點 sap (service access

16、 point)。dns，全稱domain name system，即域名解析系統(tǒng)。dns幫助用戶在互聯(lián)網(wǎng)上尋找路徑。在互聯(lián)網(wǎng)上的每一個計算機都擁有一個唯一的地址，稱作“ip地址”用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（user datagram protocol）實時傳輸協(xié)議（real time protocol）簡單郵件傳輸協(xié)議（simple message transfer protocol）超文本傳輸協(xié)議（hyper text transport protocol）互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（internet protocol）第二章物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即： 機械特性，指明接口所用接線器的形狀

17、和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。電氣特性，指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。功能特性，指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。過程特性，指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。數(shù)據(jù)(data)運送消息的實體。信號(signal)數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。 “模擬的”(analogous)代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。 “數(shù)字的”(digital)代表消息的參數(shù)的取值是離散的。 碼元(code)在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基本波形。單向通信（單工通信）只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。雙向交替通信（半雙工通信）通信的雙方都

18、可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時接收)。雙向同時通信（全雙工通信）通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。 基帶信號（即基本頻帶信號）來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號?；鶐盘柾休^多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對基帶信號進行調(diào)制(modulation)。 帶通信號把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道）。 基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。為了解決這一

19、問題，就必須對基帶信號進行調(diào)制(modulation)。 最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種：調(diào)幅(am)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。 調(diào)頻(fm)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。調(diào)相(pm) ：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。 在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯猩舷薜?，否則就會出現(xiàn)碼間串?dāng)_的問題，使接收端對碼元的判決（即識別）成為不可能。如果信道的頻帶越寬，也就是能夠通過的信號高頻分量越多，那么就可以用更高的速率傳送碼元而不出現(xiàn)碼間串?dāng)_。 奈氏準(zhǔn)則：在物理層的數(shù)據(jù)通信中，有著名的奈氏準(zhǔn)則。它在數(shù)據(jù)通信中的意義是什么？奈奎斯特(nyquist)推導(dǎo)出在理想低通信道下的最高碼元傳輸速率的

20、公式，奈氏準(zhǔn)則：理想低通信道） 最高碼元傳輸速率 = 2w baud w是的帶寬(hz); 1波特為每秒傳送1個碼元. 另一種表達方法是:每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒2個碼元.香農(nóng)(shannon)用信息論的理論推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯的信息傳輸速率。信道的極限信息傳輸速率 c = w log2(1+s/n) b/s w 為信道的帶寬（以 hz 為單位）；s 為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；n 為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。香農(nóng)公式表明 ：信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。 只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以

21、找到某種辦法來實現(xiàn)無差錯的傳輸。 若信道帶寬 w 或信噪比 s/n 沒有上限（當(dāng)然實際信道不可能是這樣的），則信道的極限信息傳輸速率 c 也就沒有上限。實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率低不少。 注意：對于頻帶寬度已確定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且碼元傳輸速率也達到了上限值，那么還有辦法提高信息的傳輸速率。這就是用編碼的方法讓每一個碼元攜帶更多比特的信息量。導(dǎo)向傳輸媒體：雙絞線 同軸電纜 光纜非導(dǎo)向傳輸媒體：短波通信主要是靠電離層的反射，但短波信道的通信質(zhì)量較差。微波在空間主要是直線傳播。時分復(fù)用則是將時間劃分為一段段等長的時分復(fù)用幀（tdm 幀）。每一個時分復(fù)用的

22、用戶在每一個 tdm 幀中占用固定序號的時隙。每一個用戶所占用的時隙是周期性地出現(xiàn)（其周期就是 tdm 幀的長度）。tdm 信號也稱為等時(isochronous)信號。時分復(fù)用的所有用戶是在不同的時間占用同樣的頻帶寬度。時分復(fù)用可能會造成線路資源的浪費 還有，統(tǒng)計時分復(fù)用 stdm(statistic tdm)又稱異步時分復(fù)用波分復(fù)用 wdm(wavelength division multiplexing)波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。碼分復(fù)用 cdm(code division multiplexing) 常用的名詞是碼分多址 cdma (code division multiple acc

23、ess)。各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。 每一個比特時間劃分為 m 個短的間隔，稱為碼片(chip)。碼片序列(chip sequence)：每個站被指派一個唯一的 m bit 碼片序列。如發(fā)送比特 1，則發(fā)送自己的 m bit 碼片序列。如發(fā)送比特 0，則發(fā)送該碼片序列的二進制反碼。 例如，s 站的 8 bit 碼片序列是 00011011。發(fā)送比特 1 時，就發(fā)送序列 00011011，發(fā)送比特 0 時，就發(fā)送序列 11100100。為了方便，按照管理將碼片中的0寫作-1，1寫作+1.則s

24、站的碼片序列：(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1) 每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。在實用的系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。xdsl 技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。雖然標(biāo)準(zhǔn)模擬電話信號的頻帶被限制在 3003400 hz 的范圍內(nèi)，但用戶線本身實際可通過的信號頻率仍然超過 1 mhz。xdsl 技術(shù)就把 04 khz 低端頻譜留給傳統(tǒng)電話使用，而把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網(wǎng)使用。dsl 就是數(shù)字用戶線(digital subscriber line)的縮寫。而 dsl 的前綴 x 則表示在數(shù)字

25、用戶線上實現(xiàn)的不同寬帶方案。adsl (asymmetric digital subscriber line)：非對稱數(shù)字用戶線hdsl (high speed dsl)：高速數(shù)字用戶線sdsl (single-line dsl)：1 對線的數(shù)字用戶線vdsl (very high speed dsl)：甚高速數(shù)字用戶線dsl ：isdn 用戶線。radsl (rate-adaptive dsl)：速率自適應(yīng) dsl，是 adsl 的一個子集，可自動調(diào)節(jié)線路速率）。 adsl 的特點：上行和下行帶寬不對稱。上行指從用戶到 isp，而下行指從 isp 到用戶。adsl 在用戶線（銅線）的兩端各安

26、裝一個 adsl 調(diào)制解調(diào)器。我國目前采用的方案是離散多音調(diào) dmt (discrete multi-tone)調(diào)制技術(shù)。這里的“多音調(diào)”就是“多載波”或“多子信道”的意思。adsl 的數(shù)據(jù)率：由于用戶線的具體條件往往相差很大（距離、線徑、受到相鄰用戶線的干擾程度等都不同），因此 adsl 采用自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)使用戶線能夠傳送盡可能高的數(shù)據(jù)率。當(dāng) adsl 啟動時，用戶線兩端的 adsl 調(diào)制解調(diào)器就測試可用的頻率、各子信道受到的干擾情況，以及在每一個頻率上測試信號的傳輸質(zhì)量。adsl 不能保證固定的數(shù)據(jù)率。對于質(zhì)量很差的用戶線甚至無法開通 adsl。通常下行數(shù)據(jù)率在 32 kb/s 到 6.4

27、 mb/s 之間，而上行數(shù)據(jù)率在 32 kb/s 到 640 kb/s 之間。光纖同軸混合網(wǎng) hfc (hybrid fiber coax)catv有線電視（community antenna television）hfc 的主要特點 優(yōu)點 略數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：點對點信道。這種信道使用一對一的點對點通信方式。廣播信道。這種信道使用一對多的廣播通信方式，因此過程比較復(fù)雜。廣播信道上連接的主機很多，因此必須使用專用的共享信道協(xié)議來協(xié)調(diào)這些主機。 鏈路(link)是一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結(jié)點。一條鏈路只是一條通路的一個組成部分。數(shù)據(jù)鏈路(data

28、link) 除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。現(xiàn)在最常用的方法是使用適配器（即網(wǎng)卡）來實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件。一般的適配器都包括了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的功能。早期的數(shù)據(jù)通信協(xié)議曾叫作通信規(guī)程(procedure)。因此在數(shù)據(jù)鏈路層，封裝成幀(framing)就是在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，然后就構(gòu)成了一個幀。確定幀的界限。首部和尾部的一個重要作用就是進行幀定界。解決透明傳輸問題:發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)控制字符“soh”或“eot”的前面插入一個轉(zhuǎn)義字符“esc”(其十六進制編碼是 1b)。字節(jié)填

29、充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)接收端的數(shù)據(jù)鏈路層在將數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡(luò)層之前刪除插入的轉(zhuǎn)義字符。如果轉(zhuǎn)義字符也出現(xiàn)數(shù)據(jù)當(dāng)中，那么應(yīng)在轉(zhuǎn)義字符前面插入一個轉(zhuǎn)義字符。當(dāng)接收端收到連續(xù)的兩個轉(zhuǎn)義字符時，就刪除其中前面的一個。對可能出現(xiàn)0變1，1變0，因此要差錯檢測。循環(huán)冗余檢驗的原理：在數(shù)據(jù)鏈路層傳送的幀中，廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗 crc 的檢錯技術(shù)。在發(fā)送端，先把數(shù)據(jù)劃分為組。假定每組 k 個比特。 假設(shè)待傳送的一組數(shù)據(jù) m = 101001（現(xiàn)在 k = 6）。我們在 m 的后面再添加供差錯檢測用的 n 位冗余碼一起發(fā)送。冗余碼的計算 略應(yīng)當(dāng)注意：僅

30、用循環(huán)冗余檢驗 crc 差錯檢測技術(shù)只能做到無差錯接受(accept)。“無差錯接受”是指：“凡是接受的幀（即不包括丟棄的幀），我們都能以非常接近于 1 的概率認為這些幀在傳輸過程中沒有產(chǎn)生差錯”。也就是說：“凡是接收端數(shù)據(jù)鏈路層接受的幀都沒有傳輸差錯”（有差錯的幀就丟棄而不接受）。要做到“可靠傳輸”（即發(fā)送什么就收到什么）就必須再加上確認和重傳機制。 現(xiàn)在全世界使用得最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是點對點協(xié)議 ppp (point-to-point protocol)。用戶使用撥號電話線接入因特網(wǎng)時，一般都是使用 ppp 協(xié)議。ppp 協(xié)議應(yīng)滿足的需求：簡單這是首要的要求，封裝成幀 ，透明性， 多種網(wǎng)

31、絡(luò)層協(xié)議， 多種類型鏈路 ，差錯檢測 ，檢測連接狀態(tài) ，最大傳送單元 ，網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商 ，數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商 ppp 協(xié)議不需要的功能：糾錯 流量控制 序號 多點線路 半雙工或單工鏈路ppp 協(xié)議有三個組成部分 一個將 ip 數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法。鏈路控制協(xié)議 lcp (link control protocol)。網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議 ncp (network control protocol)。 當(dāng)ppp 用在同步傳輸鏈路時，協(xié)議規(guī)定采用硬件來完成比特填充（和 hdlc 的做法一樣）。 當(dāng) ppp 用在異步傳輸時，就使用一種特殊的字符填充法。具體填充法 略ppp 協(xié)議之所以不使用序號和確認機制是出

32、于以下的考慮：在數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)差錯的概率不大時，使用比較簡單的 ppp 協(xié)議較為合理。在因特網(wǎng)環(huán)境下，ppp 的信息字段放入的數(shù)據(jù)是 ip 數(shù)據(jù)報。數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸并不能夠保證網(wǎng)絡(luò)層的傳輸也是可靠的。幀檢驗序列 fcs 字段可保證無差錯接受。 網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(network control protocol) ncp：ppp 協(xié)議的工作狀態(tài):當(dāng)用戶撥號接入 isp 時，路由器的調(diào)制解調(diào)器對撥號做出確認，并建立一條物理連接。pc 機向路由器發(fā)送一系列的 lcp 分組（封裝成多個 ppp 幀）。這些分組及其響應(yīng)選擇一些 ppp 參數(shù)，和進行網(wǎng)絡(luò)層配置，ncp 給新接入的 pc機分配一個臨時的 i

33、p 地址，使 pc 機成為因特網(wǎng)上的一個主機。通信完畢時，ncp 釋放網(wǎng)絡(luò)層連接，收回原來分配出去的 ip 地址。接著，lcp 釋放數(shù)據(jù)鏈路層連接。最后釋放的是物理層的連接。lcp 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議局域網(wǎng)最主要的特點是：網(wǎng)絡(luò)為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數(shù)目均有限。 局域網(wǎng)具有如下的一些主要優(yōu)點：具有廣播功能，從一個站點可很方便地訪問全網(wǎng)。局域網(wǎng)上的主機可共享連接在局域網(wǎng)上的各種硬件和軟件資源。 便于系統(tǒng)的擴展和逐漸地演變，各設(shè)備的位置可靈活調(diào)整和改變。提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和殘存性。數(shù)據(jù)鏈路層的兩個子層：為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802 委員會就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆

34、成兩個子層：邏輯鏈路控制 llc (logical link control)子層媒體接入控制 mac (medium access control)子層。dix ethernet v2 是世界上第一個局域網(wǎng)產(chǎn)品（以太網(wǎng)）的規(guī)約。ieee 的 802.3 標(biāo)準(zhǔn)。dix ethernet v2 標(biāo)準(zhǔn)與 ieee 的 802.3 標(biāo)準(zhǔn)只有很小的差別，因此可以將 802.3 局域網(wǎng)簡稱為“以太網(wǎng)”。嚴格說來，“以太網(wǎng)”應(yīng)當(dāng)是指符合 dix ethernet v2 標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng) 與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在 mac子層，而 llc 子層則與傳輸媒體無關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對 llc 子層來說

35、都是透明的 llc不再有用，不考慮網(wǎng)絡(luò)接口板又稱為通信適配器(adapter)或網(wǎng)絡(luò)接口卡 nic (network interface card)，或“網(wǎng)卡”。 適配器的重要功能：進行串行/并行轉(zhuǎn)換。對數(shù)據(jù)進行緩存。在計算機的操作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動程序。實現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。 最初的以太網(wǎng)是將許多計算機都連接到一根總線上。當(dāng)初認為這樣的連接方法既簡單又可靠，因為總線上沒有有源器件。 總線上的每一個工作的計算機都能檢測到 b 發(fā)送的數(shù)據(jù)信號。 由于只有計算機 d 的地址與數(shù)據(jù)幀首部寫入的地址一致，因此只有 d 才接收這個數(shù)據(jù)幀。 其他所有的計算機（a, c 和 e）都檢測到不是發(fā)送給它們的數(shù)據(jù)幀，因此

36、就丟棄這個數(shù)據(jù)幀而不能夠收下來。具有廣播特性的總線上實現(xiàn)了一對一的通信。為了通信的簡便以太網(wǎng)采取了兩種重要的措施：采用較為靈活的無連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)。 以太網(wǎng)對發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進行編號，也不要求對方發(fā)回確認。這樣做的理由是局域網(wǎng)信道的質(zhì)量很好，因信道質(zhì)量產(chǎn)生差錯的概率是很小的。 以太網(wǎng)提供的服務(wù) 以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。當(dāng)目的站收到有差錯的數(shù)據(jù)幀時就丟棄此幀，其他什么也不做。差錯的糾正由高層來決定。如果高層發(fā)現(xiàn)丟失了一些數(shù)據(jù)而進行重傳，但以太網(wǎng)并不知道這是一個重傳的幀，而是當(dāng)作一個新的數(shù)據(jù)幀來發(fā)送。 “多點接入”表示許多計算機以多點接入

37、的方式連接在一根總線上。“載波監(jiān)聽”是指每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。 總線上并沒有什么“載波”。因此， “載波監(jiān)聽”就是用電子技術(shù)檢測總線上有沒有其他計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)信號。 “碰撞檢測”就是計算機邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓大小。當(dāng)幾個站同時在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。當(dāng)一個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定的門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了碰撞。所謂“碰撞”就是發(fā)生了沖突。因此“碰撞檢測”也稱為“沖突檢測”。每一個正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上

38、出現(xiàn)了碰撞，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費網(wǎng)絡(luò)資源，然后等待一段隨機時間后再次發(fā)送。碰撞的結(jié)果是兩個幀都變得無用。重要特性：使用 csma/cd 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進行全雙工通信而只能進行雙向交替通信（半雙工通信）。每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。 這種發(fā)送的不確定性使整個以太網(wǎng)的平均通信量遠小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。csma/cd 表示 carrier sense multiple access with collision detection爭用期：最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過時間 2t（兩倍的端到端往返時延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。以太網(wǎng)

39、的端到端往返時延 2t稱為爭用期，或碰撞窗口。經(jīng)過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。以太網(wǎng) 51.2微秒二進制指數(shù)類型退避算法 略以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長為 64 字節(jié)，凡長度小于 64 字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止的無效幀。強化碰撞當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)的站一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)生了碰撞時：立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)；再繼續(xù)發(fā)送若干比特的人為干擾信號(jamming signal)，以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生了碰撞。 傳統(tǒng)以太網(wǎng)最初是使用粗同軸電纜，后來演進到使用比較便宜的細同軸電纜，最后發(fā)展為使用更便宜和更靈活的雙絞線。這種以太網(wǎng)采用星形拓撲，在星形的中心則增加了一種可靠性非常高的設(shè)備，

40、叫做集線器(hub) 不用電纜而使用無屏蔽雙絞線。每個站需要用兩對雙絞線，分別用于發(fā)送和接收。集線器使用了大規(guī)模集成電路芯片，因此這樣的硬件設(shè)備的可靠性已大大提高了。 10base-t 的通信距離稍短，每個站到集線器的距離不超過 100 m。這種 10 mb/s 速率的無屏蔽雙絞線星形網(wǎng)的出現(xiàn)，既降低了成本，又提高了可靠性。 10base-t 雙絞線以太網(wǎng)的出現(xiàn)，是局域網(wǎng)發(fā)展史上的一個非常重要的里程碑，它為以太網(wǎng)在局域網(wǎng)中的統(tǒng)治地位奠定了牢固的基礎(chǔ)。 集線器的一些特點：集線器是使用電子器件來模擬實際電纜線的工作，因此整個系統(tǒng)仍然像一個傳統(tǒng)的以太網(wǎng)那樣運行。 使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個總

41、線網(wǎng)，各工作站使用的還是 csma/cd 協(xié)議，并共享邏輯上的總線。 集線器很像一個多接口的轉(zhuǎn)發(fā)器，工作在物理層。 以太網(wǎng)的信道利用率以太網(wǎng)的信道被占用的情況：爭用期長度為 2滔，即端到端傳播時延的兩倍。檢測到碰撞后不發(fā)送干擾信號。幀長為 l (bit)，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為 c (b/s)，因而幀的發(fā)送時間為 l/c = t0 (s)。 參數(shù)a 見書本對以太網(wǎng)參數(shù)的要求：當(dāng)數(shù)據(jù)率一定時，以太網(wǎng)的連線的長度受到限制，否則 t 的數(shù)值會太大。以太網(wǎng)的幀長不能太短，否則 t0 的值會太小，使 a 值太大信道利用率的最大值 smax 詳見書本在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址，或 mac 地址。 802

42、標(biāo)準(zhǔn)所說的“地址”嚴格地講應(yīng)當(dāng)是每一個站的“名字”或標(biāo)識符。 但鑒于大家都早已習(xí)慣了將這種 48 位的“名字”稱為“地址”，所以本書也采用這種習(xí)慣用法，盡管這種說法并不太嚴格。ieee 的注冊管理機構(gòu) ra 負責(zé)向廠家分配地址字段的前三個字節(jié)(即高位 24 位)。地址字段中的后三個字節(jié)(即低位 24 位)由廠家自行指派，稱為擴展標(biāo)識符，必須保證生產(chǎn)出的適配器沒有重復(fù)地址。一個地址塊可以生成224個不同的地址。這種 48 位地址稱為 mac-48，它的通用名稱是eui-48。“mac地址”實際上就是適配器地址或適配器標(biāo)識符eui-48。適配器從網(wǎng)絡(luò)上每收到一個 mac 幀就首先用硬件檢查 mac

43、 幀中的 mac 地址.如果是發(fā)往本站的幀則收下，然后再進行其他的處理。否則就將此幀丟棄，不再進行其他的處理?！鞍l(fā)往本站的幀”包括以下三種幀： 單播(unicast)幀（一對一），廣播(broadcast)幀（一對全體），多播(multicast)幀（一對多）常用的以太網(wǎng)mac幀格式有兩種標(biāo)準(zhǔn) ：dix ethernet v2 標(biāo)準(zhǔn)，ieee 的 802.3 標(biāo)準(zhǔn)最常用的 mac 幀是以太網(wǎng) v2 的格式。以太網(wǎng)的 mac 幀格式 見書本類型字段用來標(biāo)志上一層使用的是什么協(xié)議，以便把收到的 mac 幀的數(shù)據(jù)上交給上一層的這個協(xié)議。 數(shù)據(jù)字段的正式名稱是 mac 客戶數(shù)據(jù)字段最小長度 64 字節(jié)

44、-18 字節(jié)的首部和尾部 = 數(shù)據(jù)字段的最小長度當(dāng)數(shù)據(jù)字段的長度小于 46 字節(jié)時，應(yīng)在數(shù)據(jù)字段的后面加入整數(shù)字節(jié)的填充字段，以保證以太網(wǎng)的 mac 幀長不小于 64 字節(jié)。為了達到比特同步，在傳輸媒體上實際傳送的要比 mac 幀還多 8 個字節(jié),在幀的前面插入的 8 字節(jié)中的第一個字段共 7 個字節(jié)，是前同步碼，用來迅速實現(xiàn) mac 幀的比特同步。第二個字段是幀開始定界符，表示后面的信息就是mac 幀。無效的 mac 幀:數(shù)據(jù)字段的長度與長度字段的值不一致；幀的長度不是整數(shù)個字節(jié)；用收到的幀檢驗序列 fcs 查出有差錯；數(shù)據(jù)字段的長度不在 46 1500 字節(jié)之間。有效的 mac 幀長度為

45、64 1518 字節(jié)之間。對于檢查出的無效 mac 幀就簡單地丟棄。以太網(wǎng)不負責(zé)重傳丟棄的幀。 用集線器擴展局域網(wǎng) :優(yōu)點使原來屬于不同碰撞域的局域網(wǎng)上的計算機能夠進行跨碰撞域的通信。擴大了局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍。缺點碰撞域增大了，但總的吞吐量并未提高。如果不同的碰撞域使用不同的數(shù)據(jù)率，那么就不能用集線器將它們互連起來。在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng):在數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng)是使用網(wǎng)橋。網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，它根據(jù) mac 幀的目的地址對收到的幀進行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋具有過濾幀的功能。當(dāng)網(wǎng)橋收到一個幀時，并不是向所有的接口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，而是先檢查此幀的目的 mac 地址，然后再確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個接口 網(wǎng)橋的好處:

46、過濾通信量。 擴大了物理范圍。提高了可靠性?？苫ミB不同物理層、不同 mac 子層和不同速率（如10 mb/s 和 100 mb/s 以太網(wǎng)）的局域網(wǎng)網(wǎng)橋帶來的缺點 ：存儲轉(zhuǎn)發(fā)增加了時延。 在mac 子層并沒有流量控制功能。 具有不同 mac 子層的網(wǎng)段橋接在一起時時延更大。網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多(不超過幾百個)和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時還會因傳播過多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。這就是所謂的廣播風(fēng)暴。 網(wǎng)橋和集線器（或轉(zhuǎn)發(fā)器）不同：集線器在轉(zhuǎn)發(fā)幀時，不對傳輸媒體進行檢測。網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)幀之前必須執(zhí)行 csma/cd 算法。若在發(fā)送過程中出現(xiàn)碰撞，就必須停止發(fā)送和進行退避。透明網(wǎng)橋：目前使用得最

47、多的網(wǎng)橋是透明網(wǎng)橋(transparent bridge)。 “透明”是指局域網(wǎng)上的站點并不知道所發(fā)送的幀將經(jīng)過哪幾個網(wǎng)橋，因為網(wǎng)橋?qū)Ω髡緛碚f是看不見的。 透明網(wǎng)橋是一種即插即用設(shè)備，其標(biāo)準(zhǔn)是 ieee 802.1d。網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)表中登記以下三個信息：在網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)表中寫入的信息除了地址和接口外，還有幀進入該網(wǎng)橋的時間。這是因為以太網(wǎng)的拓撲可能經(jīng)常會發(fā)生變化，站點也可能會更換適配器（這就改變了站點的地址）。另外，以太網(wǎng)上的工作站并非總是接通電源的。把每個幀到達網(wǎng)橋的時間登記下來，就可以在轉(zhuǎn)發(fā)表中只保留網(wǎng)絡(luò)拓撲的最新狀態(tài)信息。這樣就使得網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表能反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的最新拓撲狀態(tài)。 網(wǎng)橋的自學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)

48、幀的步驟歸納：網(wǎng)橋收到一幀后先進行自學(xué)習(xí)。查找轉(zhuǎn)發(fā)表中與收到幀的源地址有無相匹配的項目。如沒有，就在轉(zhuǎn)發(fā)表中增加一個項目（源地址、進入的接口和時間）。如有，則把原有的項目進行更新。轉(zhuǎn)發(fā)幀。查找轉(zhuǎn)發(fā)表中與收到幀的目的地址有無相匹配的項目。如沒有，則通過所有其他接口（但進入網(wǎng)橋的接口除外）按進行轉(zhuǎn)發(fā)。如有，則按轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口進行轉(zhuǎn)發(fā)。若轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口就是該幀進入網(wǎng)橋的接口，則應(yīng)丟棄這個幀（因為這時不需要經(jīng)過網(wǎng)橋進行轉(zhuǎn)發(fā)）。生成樹：互連在一起的網(wǎng)橋在進行彼此通信后，就能找出原來的網(wǎng)絡(luò)拓撲的一個子集。在這個子集里，整個連通的網(wǎng)絡(luò)中不存在回路，即在任何兩個站之間只有一條路徑。 為了避免產(chǎn)生轉(zhuǎn)發(fā)的

49、幀在網(wǎng)絡(luò)中不斷地兜圈子。為了得出能夠反映網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)生變化時的生成樹，在生成樹上的根網(wǎng)橋每隔一段時間還要對生成樹的拓撲進行更新。源路由網(wǎng)橋：透明網(wǎng)橋容易安裝，但網(wǎng)絡(luò)資源的利用不充分。源路由(source route)網(wǎng)橋在發(fā)送幀時將詳細的路由信息放在幀的首部中。源站以廣播方式向欲通信的目的站發(fā)送一個發(fā)現(xiàn)幀，每個發(fā)現(xiàn)幀都記錄所經(jīng)過的路由。發(fā)現(xiàn)幀到達目的站時就沿各自的路由返回源站。源站在得知這些路由后，從所有可能的路由中選擇出一個最佳路由。凡從該源站向該目的站發(fā)送的幀的首部，都必須攜帶源站所確定的這一路由信息。多接口網(wǎng)橋以太網(wǎng)交換機1990 年問世的交換式集線器(switching hub)，可明顯

50、地提高局域網(wǎng)的性能。交換式集線器常稱為以太網(wǎng)交換機(switch)或第二層交換機（表明此交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層）。以太網(wǎng)交換機通常都有十幾個接口。因此，以太網(wǎng)交換機實質(zhì)上就是一個多接口的網(wǎng)橋，可見交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層。以太網(wǎng)交換機的特點：以太網(wǎng)交換機的每個接口都直接與主機相連，并且一般都工作在全雙工方式。交換機能同時連通許多對的接口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。 以太網(wǎng)交換機由于使用了專用的交換結(jié)構(gòu)芯片，其交換速率就較高。 獨占傳輸媒體的帶寬：對于普通 10 mb/s 的共享式以太網(wǎng)，若共有 n 個用戶，則每個用戶占有的平均帶寬只有總帶寬(10 mb/

51、s)的 n 分之一。使用以太網(wǎng)交換機時，雖然在每個接口到主機的帶寬還是 10 mb/s，但由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網(wǎng)絡(luò)用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對于擁有 n 對接口的交換機的總?cè)萘繛?n10 mb/s。這正是交換機的最大優(yōu)點。利用以太網(wǎng)交換機可以很方便地實現(xiàn)虛擬局域網(wǎng) ：虛擬局域網(wǎng) vlan 是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組。這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。每一個 vlan 的幀都有一個明確的標(biāo)識符，指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個 vlan。虛擬局域網(wǎng)其實只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務(wù)，而并不是一種新型局域網(wǎng)。高速以太網(wǎng)：速率達到或超過 100 mb/s 的以太網(wǎng)

52、稱為高速以太網(wǎng)。在雙絞線上傳送 100 mb/s 基帶信號的星型拓撲以太網(wǎng)，仍使用 ieee 802.3 的csma/cd 協(xié)議。100base-t 以太網(wǎng)又稱為快速以太網(wǎng)(fast ethernet)。全雙工方式即通信雙方可同時進行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)第四章誰來可靠交付？思路一：面向連接的通信方式 建立虛電路(virtual circuit)，以保證雙方通信所需的一切網(wǎng)絡(luò)資源。 如果再使用可靠傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就可使所發(fā)送的分組無差錯按序到達終點。虛電路表示這只是一條邏輯上的連接，分組都沿著這條邏輯連接按照存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式傳送，而并不是真正建立了一條物理連接。請注意，電路交換的電話通信是先建立了一條真正

53、的連接。因此分組交換的虛連接和電路交換的連接只是類似，但并不完全一樣。因特網(wǎng)采用的設(shè)計思路:網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)在發(fā)送分組時不需要先建立連接。每一個分組（即 ip 數(shù)據(jù)報）獨立發(fā)送，與其前后的分組無關(guān)（不進行編號）。網(wǎng)絡(luò)層不提供服務(wù)質(zhì)量的承諾。即所傳送的分組可能出錯、丟失、重復(fù)和失序（不按序到達終點），當(dāng)然也不保證分組傳送的時限。盡最大努力交付的好處:由于傳輸網(wǎng)絡(luò)不提供端到端的可靠傳輸服務(wù)，這就使網(wǎng)絡(luò)中的路由器可以做得比較簡單，而且價格低廉（與電信網(wǎng)的交換機相比較）。如果主機（即端系統(tǒng)）中的進程之間的通信需要是可靠的，那么就由網(wǎng)絡(luò)的主機中的運輸

54、層負責(zé)（包括差錯處理、流量控制等）。采用這種設(shè)計思路的好處是：網(wǎng)絡(luò)的造價大大降低，運行方式靈活，能夠適應(yīng)多種應(yīng)用。因特網(wǎng)能夠發(fā)展到今日的規(guī)模，充分證明了當(dāng)初采用這種設(shè)計思路的正確性。 網(wǎng)際協(xié)議 ip 是 tcp/ip 體系中兩個最主要的協(xié)議之一。與 ip 協(xié)議配套使用的還有四個協(xié)議：地址解析協(xié)議 arp (address resolution protocol)逆地址解析協(xié)議 rarp (reverse address resolution protocol)網(wǎng)際控制報文協(xié)議 icmp (internet control message protocol)網(wǎng)際組管理協(xié)議 igmp(intern

55、et group management protocol)中間設(shè)備又稱為中間系統(tǒng)或中繼(relay)系統(tǒng)。物理層中繼系統(tǒng)：轉(zhuǎn)發(fā)器(repeater)。數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋或橋接器(bridge)。網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)：路由器(router)。網(wǎng)橋和路由器的混合物：橋路器(brouter)。網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān)(gateway)。當(dāng)中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋時，一般并不稱之為網(wǎng)絡(luò)互連，因為這僅僅是把一個網(wǎng)絡(luò)擴大了，而這仍然是一個網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)關(guān)由于比較復(fù)雜，目前使用得較少?；ヂ?lián)網(wǎng)都是指用路由器進行互連的網(wǎng)絡(luò)。由于歷史的原因，許多有關(guān) tcp/ip 的文獻將網(wǎng)絡(luò)層使用的路由器稱為網(wǎng)關(guān)。虛擬互連網(wǎng)絡(luò)的意義:所謂虛擬互連網(wǎng)絡(luò)也就是邏輯互連網(wǎng)絡(luò)，它的意思就是互連起來的各種物理網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性本來是客觀存在的，但是我們利用 ip 協(xié)議就可以使這些性能各異的網(wǎng)絡(luò)從用戶看起來好像是一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。使用 ip 協(xié)議的虛擬互連網(wǎng)絡(luò)可簡稱為 ip 網(wǎng)。使用虛擬互連網(wǎng)絡(luò)的好處是：當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)上的主機進行通信時，就好像在一個網(wǎng)絡(luò)上通信一樣，而看不見互連的各具體的網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)細節(jié)。ip 地址的一些重要特點:(1) ip 地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)。分兩個等級的好處是：第一，ip 地址管理機構(gòu)在分配 ip 地址時只分配網(wǎng)絡(luò)號，而剩下的主機號則由得到該網(wǎng)絡(luò)號的單位自行分配。這樣就方便了 ip 地址