計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)總結(jié)

1、1）物理層的作用是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的物理媒體上提供的路線的建立、維持和釋放，實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制位流的透明傳輸，并進(jìn)行差錯(cuò)檢查等。物理層是對(duì)DTE和DCE之間通信接口的描述和規(guī)定2）物理層提供的功能1、保證數(shù)據(jù)按位傳送的正確性，同時(shí)提供通信接口定義、控制信號(hào)、數(shù)據(jù)傳輸速率、接口信號(hào)電平等2、物理層管理；3、建立、維持和釋放物理連接3）數(shù)據(jù)鏈路層的作用是利用物理層提供的位串傳輸功能，將物理層傳輸原始比特流時(shí)可能出錯(cuò)的物理連接，改造成為邏輯上無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路，在相鄰節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)透明的高可靠性傳輸，同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)層提供有效的服務(wù)。4）成幀的目的是為了一旦在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)出錯(cuò)，只重傳或糾正有錯(cuò)的幀，而不必重發(fā)全部數(shù)據(jù)，從而

2、提高效率。5）幀的同步為了能收到比特流中明確區(qū)分出一幀，發(fā)送方必須建立和識(shí)別幀的邊界，一般是在幀的開(kāi)始和結(jié)束位置增加一些特殊的位組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。6）差錯(cuò)發(fā)生的原因主要是由于線路本身點(diǎn)起特性所產(chǎn)生的隨機(jī)噪聲（熱噪聲）、信號(hào)振幅、頻率和相位的衰減或畸變、電信號(hào)在傳輸介質(zhì)上的反射回音效應(yīng)、相鄰線路的串?dāng)_、外界的電磁干擾和設(shè)備保障等因素造成的7）數(shù)據(jù)鏈路層編碼和物理層的數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制不同。物理層編碼針對(duì)的事單個(gè)比特，解決傳輸過(guò)程中比特的同步等問(wèn)題，如曼徹斯特編碼。而數(shù)據(jù)鏈路層的編碼針對(duì)的是一組比特，他通過(guò)冗余碼的技術(shù)實(shí)現(xiàn)一組二進(jìn)制比特串在傳輸過(guò)程是否出現(xiàn)了差錯(cuò)8）檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼：只有具有檢錯(cuò)能力的編碼稱為

3、檢錯(cuò)碼。既能檢錯(cuò)又能自動(dòng)糾錯(cuò)能力的編碼稱為糾錯(cuò)碼。差錯(cuò)控制方式有自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ和前向糾錯(cuò)FECARQ采用檢錯(cuò)碼方法實(shí)現(xiàn)，它使用冗余技術(shù)。所謂冗余技術(shù)是在發(fā)送方的數(shù)據(jù)單元中增加一些用于檢查差錯(cuò)的附加位，便于接收端進(jìn)行檢錯(cuò)。FEC采用糾錯(cuò)碼方法實(shí)現(xiàn)。糾錯(cuò)碼比檢錯(cuò)碼復(fù)雜，需足夠多的冗余位，實(shí)現(xiàn)來(lái)復(fù)雜，編碼和解碼速度慢，效率低，造價(jià)高且費(fèi)時(shí)。常用ARQ9）奇偶校驗(yàn)碼通過(guò)在信息位的后面附加一個(gè)檢驗(yàn)位，使得碼字中的“1”的個(gè)數(shù)保持為奇數(shù)和偶數(shù)的編碼方法 同時(shí)有兩個(gè)錯(cuò)誤的時(shí)候就檢查不出來(lái)了10）循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）是一種最常用的檢錯(cuò)碼。CFC是通過(guò)在信息位的后面附加一串冗余的比特實(shí)現(xiàn)的。方法是將要發(fā)

4、送的二進(jìn)制比特序列當(dāng)做一個(gè)多項(xiàng)式F(X)的系數(shù)，在發(fā)送端，用雙方預(yù)先約定的G（x）生成多項(xiàng)式對(duì)應(yīng)的比特序列去除，F(xiàn)（x）對(duì)應(yīng)的比特序列后面加上n個(gè)0，n是一個(gè)比G(X)生成多項(xiàng)式對(duì)應(yīng)的比特序列的位數(shù)減一的數(shù)求的一個(gè)余數(shù)多項(xiàng)式，他就是循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼，然后將他附加在防災(zāi)信息位的后面組成CR碼進(jìn)行傳輸。在接收端，用同樣的G（x）去除接受到的比特序列，若能被其整除，便是傳輸正確，否則表示有錯(cuò)11）流量控制是限制發(fā)送方的數(shù)據(jù)發(fā)送流量，使其發(fā)送速率下至超過(guò)接收方所能處理的能力，而導(dǎo)致幀的“淹沒(méi)”一般利用滑動(dòng)窗口12）鏈路管理用于面向連接的服務(wù)，他包括鏈路的建立、維持和釋放，它可以為網(wǎng)絡(luò)層提供幾種不同質(zhì)量的

5、鏈路服務(wù)。13）數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 異步協(xié)議：以字符作為信息傳輸單位，在每個(gè)字符的起始處同步，但字符之間的間隔時(shí)間是不固定的（即字符之間是異步的） 同步協(xié)議：以許多字符或許多比特組織的數(shù)據(jù)塊位傳輸單位，在幀的起始處同步。同步協(xié)議又分為面向字符（字節(jié)）的協(xié)議和面向比特的協(xié)議兩類。如：HDLC14）物理層和數(shù)據(jù)鏈路層考慮節(jié)點(diǎn)間直接相連的情形（LAN內(nèi)），而網(wǎng)絡(luò)層則考慮源和目的節(jié)點(diǎn)曾在許多中間節(jié)點(diǎn)的情形（WAN內(nèi)），網(wǎng)絡(luò)層是通信子網(wǎng)的最高層，主要任務(wù)是提供路由，以及數(shù)據(jù)的交換方式、流量控制、阻塞與死鎖處理和網(wǎng)際互聯(lián)等問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)單元稱為分組或者包15）網(wǎng)絡(luò)層主要作用： 建立網(wǎng)絡(luò)連接，提供網(wǎng)絡(luò)地址，

6、提供尋址實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元（包）的傳送路由選擇擁塞控制差錯(cuò)控制消除通信子網(wǎng)的質(zhì)量差異確定網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，如網(wǎng)絡(luò)吞吐量、網(wǎng)絡(luò)延遲等。16）網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù) 1）面向連接的服務(wù) 主要是虛電路（電話型服務(wù)）。這種方式在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，需要經(jīng)過(guò)連接的建立、維持（數(shù)據(jù)傳輸）和連接的拆除三個(gè)階段。連接建立好后，所有的包沿著虛電路有序、無(wú)差錯(cuò)的傳輸，面向連接的服務(wù)往往是有確認(rèn)的服務(wù)，使用與可靠性要求高和大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用領(lǐng)域，典型的提供面向連接的服務(wù)時(shí)X.25協(xié)議。 2）面向無(wú)連接的服務(wù) 主要是數(shù)據(jù)服務(wù)（電報(bào)型服務(wù)）。數(shù)據(jù)傳輸不需建立連接和拆除過(guò)程，各個(gè)數(shù)據(jù)包多有自己的控制信息。因此，面向無(wú)連接的服務(wù)時(shí)不可靠

7、的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，但這種方式因無(wú)信道的連接和拆除過(guò)程，開(kāi)銷小，在信息不太長(zhǎng)時(shí)非常使用。典型的面向無(wú)連接的服務(wù)時(shí)IP協(xié)議。17）路由的選擇 廣域網(wǎng)中原結(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間一般有多傳輸路徑共選擇，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)在收到一個(gè)數(shù)據(jù)包后，多要確定下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳送路徑，這就是路由選擇。完成路由選擇的設(shè)備是路由器，路由算法有一下幾種：1、靜態(tài)路由選擇策略 a，擴(kuò)散法（效率低 但他的間斷性更前） b固定路由選擇 c隨機(jī)路由選擇（效率也不是很高 處于中等） 2、動(dòng)態(tài)路由選擇策略 a獨(dú)立路由選擇（根據(jù)自己的信息區(qū)選） b集中路由選擇 c 分布路由選擇（不斷變更）18）擁塞控制 擁塞也稱阻塞，是只源和目的節(jié)點(diǎn)之間中某一個(gè)

8、中間節(jié)點(diǎn)緩存中的包數(shù)量過(guò)多，使得該部分網(wǎng)絡(luò)來(lái)不及處理，而后續(xù)的數(shù)據(jù)包還不斷傳送過(guò)來(lái)，導(dǎo)致緩存中的數(shù)據(jù)包“淹沒(méi)”，以至這部分乃至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能急劇下降（甚至死鎖） 擁塞現(xiàn)象如同交通擁擠一樣，在某個(gè)瓶頸路段，各種走向的車流相互干擾，是每輛車到達(dá)目的地的時(shí)間都相對(duì)增加（延遲增加），甚至有時(shí)在某段公路上車輛因堵塞而無(wú)法開(kāi)動(dòng)（局部死鎖） 注意： 網(wǎng)絡(luò)層最典型的協(xié)議時(shí)IP協(xié)議、X.25（提供面相連接的虛電路終端）、幀中繼（加快速度 局域網(wǎng)用的多）和ATM19）傳輸層處于通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)之間，起著承上啟下的作用，它能在源和目的計(jì)算機(jī)之間提供可靠經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，而且獨(dú)立于所使用的網(wǎng)絡(luò)（屏蔽各種通信子網(wǎng)的差

9、異），同時(shí)向高層提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)及完善的服務(wù)界面20）傳輸層的功能 傳輸層是OSI/RM的核心，它提供的服務(wù)類似于數(shù)據(jù)鏈路層。區(qū)別是數(shù)據(jù)鏈路層控制局域網(wǎng)中單條鏈路上“點(diǎn)到點(diǎn)”傳輸?shù)那樾?，而“端到端”是指從源段到目的端，終極愛(ài)你可以有一個(gè)或多個(gè)交換節(jié)點(diǎn)。傳輸層功能有下面幾個(gè)：端到端的傳遞 尋址 可靠傳輸 流量控制 復(fù)用 分段和重組20）面向連接和面向無(wú)連接 端到端的傳遞也采用面向連接和面向無(wú)連接兩種方式。面向連接的協(xié)議通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)在源端和目的端之間建立一條虛電路或路徑，然后，屬于同一個(gè)報(bào)文的所有數(shù)據(jù)包多在這一路徑上傳遞。面向連接有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和鏈接終止三個(gè)階段。面向無(wú)連接的傳輸服務(wù)只為上層提供一

10、種類型的服務(wù)，他為所有傳輸提供單個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)單元。每個(gè)單元包含傳輸所需要的所有協(xié)議控制信息，但是不提供順序和流量控制。 TCP/IP協(xié)議中的TCP和UDP是傳輸層協(xié)議。其中，傳輸控制協(xié)議TCP協(xié)議時(shí)面向連接的協(xié)議，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP時(shí)面向無(wú)連接的協(xié)議21）高層協(xié)議會(huì)話層 功能有限，他們提供的服務(wù)主要有 數(shù)據(jù)交換 隔離服務(wù) 與會(huì)話管理有關(guān)的服務(wù) 會(huì)話層與傳輸層的交互 同步點(diǎn)表示層 翻譯 數(shù)據(jù)加密 認(rèn)證 數(shù)據(jù)壓縮22）局域網(wǎng)只涉及通信子網(wǎng)的功能，它是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信問(wèn)題，它不涉及網(wǎng)絡(luò)層。數(shù)據(jù)鏈路層分為媒體訪問(wèn)控制MAC和邏輯鏈路控制LLC兩個(gè)子層，LLC子層與所有的傳輸介質(zhì)無(wú)

11、關(guān)，僅讓MAC子層根據(jù)物理介質(zhì)處理介質(zhì)訪問(wèn)控制方法23）局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 1）具有沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA/CD）-爭(zhēng)用型 2）令牌技術(shù)-輪詢型 采用輪流訪問(wèn)的公平公式，類似“擊鼓傳花”游戲。TOKEN技術(shù)最初用在環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，它使用一個(gè)稱為令牌的特殊短幀，可以把令牌當(dāng)做一個(gè)通行證，網(wǎng)絡(luò)中只有取得TOKEN的節(jié)點(diǎn)才可以發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)令牌就沿高速單向繞行。令牌訪問(wèn)介質(zhì)方式的優(yōu)點(diǎn)是：不存在競(jìng)爭(zhēng)，因此不出現(xiàn)沖突，常用語(yǔ)高負(fù)荷通信量較大的網(wǎng)路。 令牌環(huán)繞一周的時(shí)間是固定，實(shí)時(shí)性好，設(shè)和與控制型或?qū)崟r(shí)性要求較高的場(chǎng)合 令牌單向流動(dòng)，因此可使用帶寬高的光纖作為傳輸介

12、質(zhì)。 可以設(shè)置優(yōu)先級(jí)，適合于集中管理 負(fù)荷較高時(shí)，有較好的響應(yīng)方式24)網(wǎng)絡(luò)適配器的功能：完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能，實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)和串行信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)幀的裝配與拆裝、介質(zhì)訪問(wèn)控制和數(shù)據(jù)緩沖等。25）以太網(wǎng) 之所以稱之為以太網(wǎng)，源于電磁輻射是可以通過(guò)發(fā)光的以太來(lái)傳播 這一想法以太網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，技術(shù)相對(duì)成熟，網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的成本越來(lái)越低。以太網(wǎng)類型較多，但互相兼容，不同類型的以太網(wǎng)可以很好地集成在一個(gè)局域網(wǎng)中，他的擴(kuò)展性很好。因此，當(dāng)前組建局域網(wǎng)校園網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)的單元多把以太網(wǎng)作為首選26）令牌環(huán)工作原理 令牌環(huán)網(wǎng)在物理上由一系列換接口和這些接口間的點(diǎn)-點(diǎn)鏈路構(gòu)成的閉

13、合環(huán)路，個(gè)站點(diǎn)通過(guò)環(huán)接口連接到網(wǎng)絡(luò)上，令牌和數(shù)據(jù)幀沿環(huán)單向流動(dòng)。取得令牌的站點(diǎn)，通過(guò)換接口將數(shù)據(jù)幀串行發(fā)送到環(huán)上，環(huán)上的其他個(gè)站點(diǎn)檢測(cè)并轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)上的數(shù)據(jù)幀，當(dāng)目的地址與自身站點(diǎn)地址相符時(shí)，復(fù)制該幀并該幀轉(zhuǎn)發(fā)出去，是數(shù)據(jù)幀在環(huán)上從一個(gè)站點(diǎn)傳至下一個(gè)站點(diǎn)。數(shù)據(jù)幀繞環(huán)一周返回到發(fā)送站點(diǎn)，由發(fā)送站點(diǎn)將其刪除，并生成一個(gè)新的令牌發(fā)送到環(huán)上。27）28）集線器作用和中繼器類似，執(zhí)行相同的功能。遵循相同的中繼規(guī)則。HUB是一種多端口的中繼器，每個(gè)端口多具有發(fā)送與接收數(shù)據(jù)的能力。 當(dāng)某個(gè)端口收到連接該端口上的主機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)時(shí)，就轉(zhuǎn)發(fā)至其他端口。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)之前，每個(gè)端口多對(duì)他進(jìn)行再生、整形，并重新定時(shí)。用HUB連

14、接以太網(wǎng)時(shí)，雖然物理上是星型結(jié)構(gòu)，但邏輯上仍然是一個(gè)總線型結(jié)構(gòu)。網(wǎng)橋的作用有兩個(gè)方面： 將一個(gè)負(fù)載過(guò)重的網(wǎng)絡(luò)分割成若干小段，每個(gè)網(wǎng)段各自享用自己獨(dú)立的帶寬，以提高網(wǎng)絡(luò)的效率，從而減少網(wǎng)絡(luò)的信息流量。 延伸網(wǎng)絡(luò)的距離。應(yīng)為使用中繼器受網(wǎng)絡(luò)直徑和中繼規(guī)限的限制，通過(guò)網(wǎng)橋可進(jìn)一步延伸網(wǎng)絡(luò)的距離。30）網(wǎng)橋的分類 按網(wǎng)橋的所處的位置可分為內(nèi)橋和外僑兩種。 按網(wǎng)橋分布的地理范圍可分為本地網(wǎng)橋和遠(yuǎn)程網(wǎng)橋。31）網(wǎng)橋的學(xué)習(xí)功能 網(wǎng)橋接受到一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)，他檢查數(shù)據(jù)的源地址（物理地址），并將該地址與網(wǎng)橋的路徑表中各項(xiàng)進(jìn)行對(duì)比，如果在路徑中沒(méi)找到，則將新的源地址加入路徑表中，這就是網(wǎng)橋?qū)W(wǎng)絡(luò)地址的學(xué)習(xí)功能32）交

15、換機(jī)和集線器外觀相似，他是一種低價(jià)位高性能的多端口網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它除了具有集線器的全部特性外，還具有自動(dòng)尋找、數(shù)據(jù)交換等功能。交換技術(shù)可以工作在網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。因此有所謂的第三次、第四層及高層交換的概念。這里只討論第二層的交換機(jī)1、交換機(jī)的工作原理 交換機(jī)也按存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的原理共作，具有數(shù)據(jù)幀的過(guò)濾和地址學(xué)習(xí)功能。地址學(xué)習(xí)功能是：首先檢查端口傳送來(lái)的數(shù)據(jù)幀物理地址，與交換機(jī)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)路徑表進(jìn)行比較，若不在路徑表中，則加入路徑表中，若在路徑表中，則將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)端口，而且只向目標(biāo)端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。路由表 靜態(tài)路由表：事先設(shè)置固定不變的路徑表。 動(dòng)態(tài)路由表：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒇?fù)載的改變等情況自動(dòng)調(diào)整的

16、路徑表路由器（網(wǎng)關(guān)）的IP編址 路由器或網(wǎng)關(guān)常常被分配兩個(gè)或更多的IP地址，用于連接兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò) ip地址的分配和使用 Internet中IP地址是由指定機(jī)構(gòu)分配的。這些地址外部用戶可以訪問(wèn)它們，將它稱為IP公有地址。局域網(wǎng)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)如果不作為Internet的主機(jī)供其它用戶訪問(wèn)，那么IP地址可以任意分配。IPV6的地址只有32位，資源已十分緊張，在新一代的internet中將會(huì)使用128位的IPV6地址子網(wǎng)劃分的作用 可以連接不同的網(wǎng)絡(luò) 重新組合網(wǎng)絡(luò)的通信量 減輕網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)不夠的負(fù)擔(dān) 更有效的使用網(wǎng)絡(luò)地址端口號(hào) 對(duì)于TCP或UTP得應(yīng)用程序，多有標(biāo)示該應(yīng)用程序的端口號(hào)，即端口號(hào)是用于區(qū)分各種應(yīng)用，端口號(hào)的長(zhǎng)度是16位，可提供65536個(gè)不同的端口號(hào)UDP協(xié)議沒(méi)有連接建立、釋放連接過(guò)程和確認(rèn)機(jī)制，因此數(shù)據(jù)傳輸速率較高，具有更高的優(yōu)越性。它被廣泛應(yīng)用于如IP電話、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、可視電話、現(xiàn)場(chǎng)直播、視頻點(diǎn)播VOD等傳輸語(yǔ)言或影像等多媒體信息的