2022年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下知識(shí)點(diǎn)總結(jié)_第1頁
2022年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下知識(shí)點(diǎn)總結(jié)_第2頁
2022年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下知識(shí)點(diǎn)總結(jié)_第3頁
2022年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下知識(shí)點(diǎn)總結(jié)_第4頁
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文檔簡介

1.端系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)核心、協(xié)議處在因特網(wǎng)邊緣的部分就是連接在因特網(wǎng)上的所有的主機(jī)。這些主機(jī)又稱為端系統(tǒng)(endsystem)網(wǎng)絡(luò)核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機(jī)提供連通性,使邊緣部分中的任何一個(gè)主機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信(即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù))。在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是實(shí)現(xiàn)分組交換(packetswitching)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。注:分組交換主要有兩類,一類叫做路由器,一類叫作鏈路層交換機(jī)。兩者的作用類似,都是轉(zhuǎn)發(fā)分組,不同點(diǎn)在于轉(zhuǎn)發(fā)分組所依據(jù)的信息不同。路由器根據(jù)分組中的IP地址轉(zhuǎn)發(fā)分組,鏈路層交換機(jī)根據(jù)分組中的目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)分組。用于網(wǎng)絡(luò)核心的交換技術(shù)主要有兩種:電路交換(circuitswitching),分組交換(packetswitching)協(xié)議(protocol)是通信雙方共同遵守的規(guī)則,主要用于指定分組格式以及接收到每個(gè)分組后執(zhí)行的動(dòng)作。2.兩種基本的服務(wù)(1)面向連接的服務(wù)保證從發(fā)送端發(fā)送到接收端的數(shù)據(jù)最終將按順序、完整地到達(dá)接收端面向連接服務(wù)的過程包括連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放3個(gè)階段。在數(shù)據(jù)交換之前,必須先建立連接;數(shù)據(jù)交換結(jié)束后,必須終止這個(gè)連接。傳送數(shù)據(jù)時(shí)是按序傳送的。有握手信號(hào),由tcp提供,提供可靠的流量控制和擁塞控制(2)無連接服務(wù)對(duì)于傳輸不提供任何保證在無連接服務(wù)的情況下,兩個(gè)實(shí)體之間的通信不需要先建立好一個(gè)連接,因此其下層的有關(guān)資源不需要事先進(jìn)行預(yù)定保留。這些資源將在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行分配。無連接服務(wù)的特點(diǎn)是無握手信號(hào),由udp提供,不提供可靠的流量控制和擁塞控制,因而是一種不可靠的服務(wù),稱為“盡最大努力交付”。面向連接服務(wù)并不等同于可靠的服務(wù),面向連接服務(wù)時(shí)可靠服務(wù)的一個(gè)必要條件,但不充分,還要加上一些措施才能實(shí)現(xiàn)可靠服務(wù)。目前Internet只提供一種服務(wù)模型,”盡力而為”,無服務(wù)質(zhì)量功能3.復(fù)用技術(shù)概念:是指能在同一傳輸媒質(zhì)中同時(shí)傳輸多路信號(hào)的技術(shù),目的提高通信線路的利用率。頻分復(fù)用(FDM)的所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源。時(shí)分復(fù)用(TDM)則是將時(shí)間劃分為一段段等長的時(shí)分復(fù)用幀(TDM幀)。每一個(gè)時(shí)分復(fù)用的用戶在每一個(gè)TDM幀中占用固定序號(hào)的時(shí)隙。利用不同的時(shí)隙傳送不同的信號(hào)。統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用(STDM)在時(shí)分復(fù)用的基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際情況“按需分配”。4.交換技術(shù)“交換”(switching)就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。1、電路交換:在通信進(jìn)行過程中,網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)傳輸在傳輸路徑上預(yù)留資源,這些資源只能被這次通信雙方所使用;2、分組交換:數(shù)據(jù)被分成一個(gè)一個(gè)的分組,每個(gè)分組均攜帶目的地址,網(wǎng)絡(luò)并不為packet傳輸在沿途packetswitches上預(yù)留資源,packetswitches為每個(gè)packet獨(dú)立確定轉(zhuǎn)發(fā)方向.與電路交換不同,鏈路、交換機(jī)/路由器等資源被多個(gè)用戶所共享,交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)分組時(shí)的速度為其輸出鏈路的full速度。注:分組交換一般采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),分組在分組交換機(jī)中會(huì)經(jīng)歷一個(gè)排隊(duì)(queuing)延遲。排隊(duì)延遲與交換機(jī)的忙閑有關(guān),大小可變。如果分組到達(dá)時(shí)緩存已滿,則交換機(jī)會(huì)丟掉一個(gè)分組。分組交換網(wǎng)絡(luò)有兩大類1、Datagram(數(shù)據(jù)報(bào))網(wǎng)絡(luò)2、VirtualCircuit虛電路網(wǎng)絡(luò)3、報(bào)文交換將形成的報(bào)文發(fā)送給結(jié)點(diǎn)交換機(jī),結(jié)點(diǎn)交換機(jī)把收到的報(bào)文存儲(chǔ)并送輸入隊(duì)列等待處理。結(jié)點(diǎn)交換機(jī)再依次對(duì)輸入隊(duì)列中報(bào)文做適當(dāng)處理,然后根據(jù)報(bào)文頭中的目的地址選擇適當(dāng)?shù)妮敵鲦溌?。若鏈路空閑,便將報(bào)文發(fā)送下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī);若輸出鏈路正忙,則將報(bào)文送該鏈路的輸出隊(duì)列等待發(fā)送。這樣,通過多次轉(zhuǎn)發(fā)直至報(bào)文到達(dá)指定目標(biāo)。5.通訊介質(zhì)及特點(diǎn)導(dǎo)向傳輸媒體:雙絞線、同軸電纜、光纖非導(dǎo)向傳輸媒體:無線電通訊1.雙絞線(Twisted-PairCopperWire)抗電磁干擾,模擬傳輸和數(shù)字傳輸都可以用2.同軸電纜(CoaxialCable)廣泛用于閉路電視中,容易安裝、造價(jià)較低、網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和擴(kuò)展比較困難、電纜系統(tǒng)的斷點(diǎn)較多,影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。3.光纖(FiberOptics)傳輸損耗小,抗雷電和電磁干擾性好,保密性好,體積小,質(zhì)量輕。4.無線電通訊(Radio)用無線電傳輸,優(yōu)點(diǎn):通訊信道容量大,微波傳輸質(zhì)量高可靠性高,與電纜載波相比,投資少見效快。缺點(diǎn):在傳播中受反射、阻擋、干涉的影響。6、常見網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)接入網(wǎng)絡(luò)指連接Host到邊界路由器的物理鏈路(lastmile),分為家庭接入、單位接入和無線接入三類。早期家庭上網(wǎng)通常使用撥號(hào)網(wǎng)絡(luò),利用調(diào)制解調(diào)器在普通電話線最多以56kbps的速率傳輸數(shù)據(jù),此時(shí)在邊界路由器處也需要一MODEM。因此,此時(shí)的接入網(wǎng)絡(luò)是包括一對(duì)MODEM和一條點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電話線。由于速率較低,打電話和上網(wǎng)不能同時(shí)進(jìn)行。目前許多家庭使用寬帶接入技術(shù),如xDSL和HFC。xDSL也是在模擬電話線路上傳輸數(shù)字信號(hào),它使用了一種新的調(diào)制解調(diào)技術(shù)并且限定了最大傳輸距離,因此可以以更高速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。利用ADSL,打電話和上網(wǎng)可以同時(shí)進(jìn)行,兩者互不影響。ADSL之上行速率和下行速率不同。上行鏈路速率可達(dá)1Mbps,下行鏈路速率可達(dá)10Mbps。DSL使用頻分多路復(fù)用技術(shù),將通信鏈路分為三個(gè)頻率互不覆蓋的信道,分別為:1、0~4KHz的雙向語音信道2、4KHz~50KHz的上行數(shù)據(jù)信道3、50KHz~1MHz的下行數(shù)據(jù)信道另外一種寬帶家庭接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是HFC。HFC與DSL技術(shù)不同,HFC在現(xiàn)有的廣播有線電視系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來。在有線電視系統(tǒng)中,位于線纜頭部的電視臺(tái)向所有用戶廣播電視信號(hào),電視信號(hào)沿電視臺(tái)-〉用戶方向進(jìn)行傳輸和放大。HFC(混合光纖同軸電纜網(wǎng))中,Host需要使用叫做線纜Modem的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò),CableModem將link分成上行和下行兩個(gè)信道。由于信道是在多個(gè)用戶之間所共享,因此存在擁塞和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模問題。與ADSL類似,HFC的上行信道速率要低于下行信道速率,并且整個(gè)信道被所有用戶所共享。而ADSL使用的是PointtoPoint信道,是專用信道。無線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)是通過基站傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)接入技術(shù),基站與有線網(wǎng)相連的。目前該系列包含三種標(biāo)準(zhǔn):802.11a(2Mbps)、802.11b(11Mbps)以及802.11g(54Mbps)。7、延時(shí)分類1、傳輸時(shí)延(發(fā)送時(shí)延)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起,到該幀的最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。2、傳播時(shí)延電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。信號(hào)傳輸速率(即發(fā)送速率)和信號(hào)在信道上的傳播速率是完全不同的概念。3、處理時(shí)延:交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。4、排隊(duì)時(shí)延:結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。排隊(duì)時(shí)延的長短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的通信量。注:排隊(duì)延遲是節(jié)點(diǎn)延遲中最復(fù)雜、也是最有趣的部分。之所以最有趣,指目前或多研究工作就是針對(duì)排隊(duì)延遲來進(jìn)行的,包括調(diào)度算法、緩存策略等。排隊(duì)延遲與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)載狀況密切相關(guān),不同分組所經(jīng)歷的排隊(duì)延遲會(huì)隨著負(fù)載的變化而變化關(guān)于發(fā)送延遲和傳播延遲,容易弄混。需要記住,傳輸延遲指將一個(gè)分組所有bit發(fā)送到link上所需的時(shí)間,與分組長度和發(fā)送速率有關(guān),與兩點(diǎn)之間的距離沒有任何關(guān)系。而傳播延遲指一位從鏈路的一端傳播到另一端所需的時(shí)間,與link的長度和信號(hào)的傳播速度有關(guān)。8、TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)1)層次、功能、層次之間的關(guān)系2)每層數(shù)據(jù)包的名稱3)每層地址4)接口、協(xié)議、服務(wù)至上而下分為:應(yīng)用層:包含大量應(yīng)用普遍需要的協(xié)議(如HTTPFTPSMTPDNS等);應(yīng)用傳遞的數(shù)據(jù)包叫做報(bào)文。傳輸層:負(fù)責(zé)從應(yīng)用層接收消息,并傳輸應(yīng)用層的message,到達(dá)目的后將消息上交給應(yīng)用。傳輸層的數(shù)據(jù)包叫做segment(段)此層協(xié)議有TCPUDP。網(wǎng)絡(luò)層:源Host的傳輸層協(xié)議負(fù)責(zé)將segment交給網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將segment傳輸?shù)侥康膆ost的傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包叫做datagram(數(shù)據(jù)報(bào))此層協(xié)議有IP。鏈路層:網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)在源和目的之間傳遞數(shù)據(jù),鏈路層負(fù)責(zé)將packet從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)较乱粋€(gè)節(jié)點(diǎn)。鏈路層傳輸數(shù)據(jù)的單位叫做Frame(幀)此層協(xié)議有Ethernet、WiFi、PPP協(xié)議。物理層:Link層負(fù)責(zé)將一個(gè)Frame從一個(gè)Node傳遞到下一個(gè)Node,物理層負(fù)責(zé)將Frame中的每一位(bit)從鏈路的一端傳輸?shù)搅硪欢耍锢韺觽鬏敂?shù)據(jù)的單位叫做bit(比特)。數(shù)據(jù)報(bào)的名稱功能層次之間的關(guān)系每層地址5應(yīng)用層Message報(bào)文支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用一層嵌到另一層(每一層次都從上層的導(dǎo)數(shù)據(jù),加上首部信息形成新的數(shù)據(jù)單元,將新的數(shù)據(jù)單元傳遞給下一層)不同的應(yīng)用有不同的地址4傳輸層Segment報(bào)文段負(fù)責(zé)應(yīng)用進(jìn)程間的通訊端口號(hào)3網(wǎng)絡(luò)層Datagram數(shù)據(jù)段從源到目的地?cái)?shù)據(jù)報(bào)的路由Ip地址2數(shù)據(jù)鏈路層Frames幀相鄰節(jié)點(diǎn)之幀轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)卡地址1物理層無數(shù)據(jù)包比特轉(zhuǎn)發(fā)無互聯(lián)網(wǎng)是個(gè)異常復(fù)雜的系統(tǒng),包括硬件軟件,包括應(yīng)用、協(xié)議、端系統(tǒng)、不同種類的通信介質(zhì)、路由器/交換機(jī)等。Internet的體系結(jié)構(gòu)也采用的分層結(jié)構(gòu),Internet的每一層也是利用本層或下層功能為上層提供一種或多種服務(wù)。應(yīng)用層的地址不止有IP地址還有端口號(hào),傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層為IP地址,鏈路層、物理層的地址為MAC地址。接口在兩層之間,協(xié)議是同層之間的,服務(wù)是下層為上層提供的。9.應(yīng)用結(jié)構(gòu):client/server、P2P、HybridofC/S和P2P客戶服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間的服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系??蛻羰欠?wù)的請(qǐng)求方,服務(wù)器是服務(wù)的提供方。Client/Server的好處是系統(tǒng)管理容易,問題是Server容易成為系統(tǒng)的bottleneck瓶頸.P2P中,沒有在C/S中處于中心地位的Server,所有Host的地位平等,叫做Peers,因此這種系統(tǒng)也叫PeertoPeer.P2P中沒有必須alwayson的服務(wù)器,并且peer可以隨時(shí)更換自己的IP。Gnutella是PureP2P的一個(gè)很好的例子。P2P的最大好處是系統(tǒng)可擴(kuò)展性(scalability)強(qiáng)。由于每個(gè)peer既是Server又是Client,隨著系統(tǒng)中Peer的數(shù)量增多,系統(tǒng)的處理能力越強(qiáng)。P2P的問題是可管理性,由于系統(tǒng)是完全分散的、無中心的,管理起來極其困難。HybridofC/S和P2P即以上兩種方式的結(jié)合。10.常見的應(yīng)用、服務(wù)要求和底層協(xié)議部分網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求 應(yīng)用數(shù)據(jù)丟失寬帶時(shí)間敏感文件傳輸不能丟失彈性不電子郵件不能丟失彈性不Web文檔不能丟失彈性(幾kb/s)不實(shí)時(shí)音頻/視頻容忍丟失音頻(幾kb/s)視頻(10kb/s~5mb/s)是,100ms存儲(chǔ)音頻/視頻容忍丟失同上是,幾秒交互游戲容忍丟失(幾kb/s~10kb/s)是,100ms即時(shí)訊息不能丟失彈性是和不是流行的因特網(wǎng)應(yīng)用及其應(yīng)用層協(xié)議和下面的運(yùn)輸協(xié)議應(yīng)用應(yīng)用層協(xié)議下面的運(yùn)輸協(xié)議/底層協(xié)議電子郵件Smtptcp遠(yuǎn)程終端訪問telnettcpWebhttptcp文件傳輸ftptcp遠(yuǎn)程文件服務(wù)器NfsUdp或tcp流媒體通常專用,如realnetworkUdp或tcp因特網(wǎng)電話通常專用,如dlalpad典型udp11.HTTP通訊超文本傳輸協(xié)議HTTP主要規(guī)定了message的結(jié)構(gòu)和client和server交換message的方式。1)B/S的通訊過程、無狀態(tài)2)流水線協(xié)議和非流水線協(xié)議3)持續(xù)和非持續(xù)方式4)代理服務(wù)器、cookie一)1)Browser首先建立與Server的TCP連接2)連接建立起來后,browser和server就向/從Socket發(fā)送/接收HTTP的消息。借助TCP的reliabledatatransfer,HTTP知道消息肯定會(huì)到達(dá)對(duì)方,這就是協(xié)議分層的好處。HTTP是一種stateless(無狀態(tài))協(xié)議,server不保存任何client的任何狀態(tài)信息。如果server在很短的時(shí)間內(nèi)從browser接收到對(duì)某個(gè)object的兩次請(qǐng)求,server就會(huì)發(fā)送兩次response。2)非流水線方式:客戶在收到前一個(gè)響應(yīng)后才能發(fā)出下一個(gè)請(qǐng)求。這比非持續(xù)連接的兩倍RTT的開銷節(jié)省了建立TCP連接所需的一個(gè)RTT時(shí)間。但服務(wù)器在發(fā)送完一個(gè)對(duì)象后,其TCP連接就處于空閑狀態(tài),浪費(fèi)了服務(wù)器資源。流水線方式:客戶在收到HTTP的響應(yīng)報(bào)文之前就能夠接著發(fā)送新的請(qǐng)求報(bào)文。一個(gè)接一個(gè)的請(qǐng)求報(bào)文到達(dá)服務(wù)器后,服務(wù)器就可連續(xù)發(fā)回響應(yīng)報(bào)文。使用流水線方式時(shí),客戶訪問所有的對(duì)象只需花費(fèi)一個(gè)RTT時(shí)間,使TCP連接中的空閑時(shí)間減少,提高了下載文檔效率。3)1、非持續(xù)連接:建立一次TCP連接,browser和server通過此連接只傳輸一個(gè)request消息和一個(gè)respond消息2、持續(xù)連接:建立一次TCP連接,browser和server通過此連接可以傳輸多個(gè)request消息和多個(gè)respond消息4)代理服務(wù)器(proxyserver)又稱為萬維網(wǎng)高速緩存(Webcache),它代表瀏覽器發(fā)出HTTP請(qǐng)求。萬維網(wǎng)高速緩存把最近的一些請(qǐng)求和響應(yīng)暫存在本地磁盤中。當(dāng)與暫時(shí)存放的請(qǐng)求相同的新請(qǐng)求到達(dá)時(shí),萬維網(wǎng)高速緩存就把暫存的響應(yīng)發(fā)送出去,而不需要按URL的地址再去因特網(wǎng)訪問該資源。Cookie定義如下:Cookie是Web服務(wù)器保存在用戶硬盤上的一段文本,Cookie允許一個(gè)Web站點(diǎn)在用戶的電腦上保存信息并且隨后再取回它。信息的片斷以‘名/值’對(duì)(name-valuepairs)的形式儲(chǔ)存。注:WebCache比Server更靠近Client,即使只從延遲上將也會(huì)減小服務(wù)響應(yīng)時(shí)間;利用Cache可以減小響應(yīng)延遲,但WebCache引入了一個(gè)新問題:即WebCache中保存的對(duì)象可能與原始服務(wù)器中保存的對(duì)象不同。12.DNS的作用以及兩種查詢方式DNS是域名解析系統(tǒng)(DomainNameSystem)的縮寫,它是由解析器和域名服務(wù)器組成的。用于便于人們使用的機(jī)器名字轉(zhuǎn)換為IP地址兩種查詢方式:1、主機(jī)向本地域名服務(wù)器的查詢一般都是采用遞歸查詢。如果主機(jī)所詢問的本地域名服務(wù)器不知道被查詢域名的IP地址,那么本地域名服務(wù)器就以DNS客戶的身份,向其他根域名服務(wù)器繼續(xù)發(fā)出查詢請(qǐng)求報(bào)文。2、本地域名服務(wù)器向根域名服務(wù)器的查詢通常是采用迭代查詢。當(dāng)根域名服務(wù)器收到本地域名服務(wù)器的迭代查詢請(qǐng)求報(bào)文時(shí),要么給出所要查詢的IP地址,要么告訴本地域名服務(wù)器:“你下一步應(yīng)當(dāng)向哪一個(gè)域名服務(wù)器進(jìn)行查詢”。然后讓本地域名服務(wù)器進(jìn)行后續(xù)的查詢。13.傳輸層的作用傳輸層位于網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間,是網(wǎng)絡(luò)分層模型的核心。傳輸層負(fù)責(zé)運(yùn)行在不同Host上應(yīng)用進(jìn)程之間的通信。14.UDP的服務(wù)特點(diǎn)UDP是一種無連接的、輕量級(jí)傳輸層協(xié)議,提供了最最健的服務(wù)模型。沒有連接,直觀上就應(yīng)該比TCP更高效。1、不可靠的數(shù)據(jù)傳輸:發(fā)送端將數(shù)據(jù)Push入U(xiǎn)DPSocket后,UDP并不保證數(shù)據(jù)最終會(huì)到達(dá)接收端,即使到達(dá)也不保證是按序到達(dá);2、沒有congestioncontrol機(jī)制:發(fā)送方可以以任意的速率向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù),不管網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況。但發(fā)送的數(shù)據(jù)可能最終到達(dá)不了接收方,產(chǎn)生丟包。優(yōu)點(diǎn):1、應(yīng)用可更好控制何時(shí)發(fā)送何種數(shù)據(jù):無須建立連接,UDP可盡快將消息發(fā)給網(wǎng)絡(luò)層;TCP可能需要重傳在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒有到達(dá)的Segment。UDP沒有建立連接所引入的延遲,這可能是DNS選擇UDP而不是TCP的最主要原因。2、實(shí)現(xiàn)簡單:UDP因?yàn)槭菬o連接的,Host因而無須維護(hù)連接狀態(tài),實(shí)現(xiàn)簡單;3、頭部開銷?。篣DP的Segment頭部字段共8個(gè)字節(jié);而TCP的頭部共包括20個(gè)字節(jié).15.可靠性傳輸原理可靠性傳輸原理是由rdt1.0rdt2.0rdt2.1rdt2.2rdt3.0一步步累加而來的。rdt1.0:接收方無返回確認(rèn)信息rdt2.0:接收方進(jìn)行檢錯(cuò),并發(fā)送ACK或NAK反饋給發(fā)送方rdt2.1:加入序列號(hào)0和1rdt2.2:接收方不再發(fā)NAK而將ACK中加入序列號(hào)rdt3.0:發(fā)送方引入定時(shí)器以上都是停等式(stop-and-wait)協(xié)議為了解決stop-and-wait協(xié)議低效問題的方法非常簡單,就是允許發(fā)送方可以在等待Receiver的ACK之前連續(xù)發(fā)送多個(gè)分組。這種技術(shù)叫做流水線。流水線技術(shù)對(duì)可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的影響:1、更大的序列號(hào)范圍。連續(xù)發(fā)送的并且是還沒有得到ACK的多個(gè)分組必須要有唯一的序列號(hào),否則引起混亂。2、Sender和Receiver方需要存儲(chǔ)空間來緩存分組。對(duì)于Sender來說,需要緩存已經(jīng)發(fā)送出去但還沒有得到ACK的分組;為了實(shí)現(xiàn)按序遞交,接收方一般也需要存儲(chǔ)空間。序列號(hào)的范圍和Buffer的大小取決于傳輸層協(xié)議如何相應(yīng)分組丟失、差錯(cuò)以及過度延遲分組的方式。解決流水線的差錯(cuò)恢復(fù)有兩種基本方法:回退N步(Go-Back-N)和選擇性重傳(SelectiveRepeat)GBN(Go-Back-N)允許發(fā)送方發(fā)送N個(gè)分組而無需確認(rèn),流水線中最多有N個(gè)等待確認(rèn)消息的分組,允許使用的序列號(hào)范圍可以看作是長度為N的一個(gè)窗口。隨著協(xié)議的運(yùn)行,這個(gè)窗口在序列號(hào)空間內(nèi)向前滑動(dòng),因此這種協(xié)議也叫滑動(dòng)窗口協(xié)議(sliding-windowprotocol)在此系統(tǒng)中,一個(gè)分組或其ACK的丟失可能造成GBN重傳太多的分組。當(dāng)信道差錯(cuò)率逐漸變大,信道會(huì)被不必要的重傳分組所塞滿。SR(SelectiveRepeat)選擇性重傳就是Sender只重傳那些出現(xiàn)錯(cuò)誤的分組,而不是窗口中的所有分組。16.TCP的流量控制原理流量控制(flowcontrol)就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快,既要讓接收方來得及接收,也不要使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。實(shí)現(xiàn)方式:利用滑動(dòng)窗口機(jī)制可以很方便地在TCP連接上實(shí)現(xiàn)流量控制。定義:主要是為避免低速端系統(tǒng)不至于被對(duì)端發(fā)送的數(shù)據(jù)所淹沒。基本機(jī)制是緩沖。流量控制的基本思想比較簡單,即TCP的Sender維護(hù)一個(gè)叫做接收窗口Receiverwindows的變量,指示接收方空閑的緩存大小,發(fā)送方最多背靠背發(fā)送RcvWindow個(gè)字節(jié),以免淹沒接收方。連接建立時(shí)接收方開辟大小為RcvBuffer的緩存,應(yīng)用進(jìn)程不斷從Buffer中讀取數(shù)據(jù),利用LastByteRead和LastByteRcvd分別Las記錄最后讀取的字節(jié)和最后收到字節(jié)的序列號(hào),則LastByteRcvd-LastByteRead就是在Buffer中應(yīng)用還未讀取的數(shù)據(jù)。則RcvWindow=RcvBuffer–(LastByteRcvd-tByteRead)為空閑的Buffer大小。TCPSegment的頭部中包含叫做ReceiveWindow的頭部字段,通知發(fā)送方自己的空閑Buffer大小。發(fā)送方限制自己已經(jīng)發(fā)送的但還未收到ACK的數(shù)據(jù)不超過接收方的空閑Buffer尺寸。這樣,加上那些已經(jīng)發(fā)送了ACK但還未被應(yīng)用讀取的數(shù)據(jù)后的總量便可小于總的Buffer大小。17.TCP的服務(wù)特點(diǎn)、流的概念TCP(TransmissionControlProtocol,傳輸控制協(xié)議)是一種面向連接的協(xié)議,即數(shù)據(jù)傳輸之前要經(jīng)過三次握手建立一條全雙工連接,然后才能進(jìn)行真正的數(shù)據(jù)傳輸。TCP除了是一種面向連接的協(xié)議外,還提供可靠的、按需到達(dá)的字節(jié)流數(shù)據(jù)傳輸、流控和擁塞控制。無頭無尾,連續(xù)不斷。面向字節(jié)流。(TCP不采用停等式的傳輸,而用流水線的方式,且序列號(hào)是根據(jù)數(shù)據(jù)段的第一個(gè)字節(jié)填寫的)18.TCP的擁塞控制原理TCP擁塞控制的基本思想:避免網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入一種叫做Gridlock的狀態(tài),即檢測到網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞狀況時(shí)降低自己的發(fā)送速度。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)需要考慮三個(gè)問題:1、如何降低發(fā)送速率?2、如何檢測網(wǎng)絡(luò)擁塞?3、利用什么樣的算法來減低發(fā)送速度?1、如何降低發(fā)送速率?CongWin是限制發(fā)送速率的主要因素發(fā)送速率rate≈CongWin/RTT(bytes/Sec)。因此,通過調(diào)整CongWin可以控制發(fā)送端的發(fā)送速率2、如何檢測網(wǎng)絡(luò)擁塞?超時(shí)/收到對(duì)某個(gè)分組的三次重復(fù)確認(rèn)消息ACK,則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞。此時(shí),TCP降低自己的發(fā)送速率3、利用什么樣的算法來減低發(fā)送速度?TCP的擁塞控制算法主要包括三部分:1)加性增-乘性減(AdditiveIncrease,MultiplicativeDecrease,AIMD)2)慢啟動(dòng)3)對(duì)超時(shí)事件的反應(yīng)19.TCP連接建立和拆除的過程TCP的連接建立過程是:首先由Client進(jìn)程發(fā)起、服務(wù)器確認(rèn)、客戶再確認(rèn),其中前兩次segment中沒有數(shù)據(jù),而第三次中可以攜帶數(shù)據(jù)。TCP的連接建立過程也叫三次握手。TCP的連接拆除過程是:首先由Client進(jìn)程發(fā)FIN給服務(wù)器、服務(wù)器確認(rèn)、服務(wù)器再發(fā)FIN給Client,Client確認(rèn)。四次握手。在發(fā)送完最后的ACK后,發(fā)起連接拆除方需要等待一段時(shí)間,以便在ACK丟失時(shí),拆除方可以重新發(fā)送ACK。一般等待30s。20.TCP段結(jié)構(gòu)中各單元表示的意義與作用源端口和目的端口字段——各占2字節(jié)。端口是運(yùn)輸層與應(yīng)用層的服務(wù)接口。運(yùn)輸層的復(fù)用和分用功能都要通過端口才能實(shí)現(xiàn)。序號(hào)字段——占4字節(jié)。TCP連接中傳送的數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)字節(jié)都編上一個(gè)序號(hào)。序號(hào)字段的值則指的是本報(bào)文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。確認(rèn)號(hào)字段——占4字節(jié),是期望收到對(duì)方的下一個(gè)報(bào)文段的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。數(shù)據(jù)偏移(即首部長度)——占4位,它指出TCP報(bào)文段的數(shù)據(jù)起始處距離TCP報(bào)文段的起始處有多遠(yuǎn)。“數(shù)據(jù)偏移”的單位是32位字(以4字節(jié)為計(jì)算單位)。保留字段——占6位,保留為今后使用,但目前應(yīng)置為0。緊急URG——當(dāng)URG1時(shí),表明緊急指針字段有效。它告訴系統(tǒng)此報(bào)文段中有緊急數(shù)據(jù),應(yīng)盡快傳送(相當(dāng)于高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù))。確認(rèn)ACK——只有當(dāng)ACK1時(shí)確認(rèn)號(hào)字段才有效。當(dāng)ACK0時(shí),確認(rèn)號(hào)無效。推送PSH(PuSH)——接收TCP收到PSH=1的報(bào)文段,就盡快地交付接收應(yīng)用進(jìn)程,而不再等到整個(gè)緩存都填滿了后再向上交付。復(fù)位RST(ReSeT)——當(dāng)RST1時(shí),表明TCP連接中出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)(如由于主機(jī)崩潰或其他原因),必須釋放連接,然后再重新建立運(yùn)輸連接。同步SYN——同步SYN=1表示這是一個(gè)連接請(qǐng)求或連接接受報(bào)文。終止FIN(FINis)——用來釋放一個(gè)連接。FIN1表明此報(bào)文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢,并要求釋放運(yùn)輸連接。窗口字段——占2字節(jié),用來讓對(duì)方設(shè)置發(fā)送窗口的依據(jù),單位為字節(jié)。緊急指針字段——占16位,指出在本報(bào)文段中緊急數(shù)據(jù)共有多少個(gè)字節(jié)(緊急數(shù)據(jù)放在本報(bào)文段數(shù)據(jù)的最前面)。21.數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路的概念數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)面向無連接的數(shù)據(jù)傳輸,工作過程類似于報(bào)文交換。采用數(shù)據(jù)報(bào)方式傳輸時(shí),被傳輸?shù)姆纸M稱為數(shù)據(jù)報(bào)。虛電路(VirtualCircuit)的概念虛電路是面向連接的數(shù)據(jù)傳輸,工作過程類似于線路交換,不同之處在于此時(shí)的電路是虛擬的。對(duì)比的方面虛電路數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)思路可靠通訊應(yīng)由網(wǎng)絡(luò)來保證可靠通訊由用戶主機(jī)來保證鏈接的建立必須有不需要終端地址僅在連接建立階段使用,每個(gè)分組使用短的虛電路號(hào)每個(gè)分組都有終點(diǎn)的完整地址分組轉(zhuǎn)發(fā)屬于同一條虛電路的分組均按照同一路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)每個(gè)分組獨(dú)立選擇路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)節(jié)點(diǎn)出故障時(shí)所有通過出故障的節(jié)點(diǎn)的虛電路均不能工作出故障的結(jié)點(diǎn)可能會(huì)丟失分組,一些路由可能會(huì)發(fā)生變化分組順序總是按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不一定按發(fā)送順序端到端的差錯(cuò)處理和流量控制可以有網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé),也可以由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)22.兩種路由算法、主要區(qū)別路由算法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔碛?jì)算最小開銷路徑,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⑹侨值幕蚍稚⒌?,路由算法可以分為兩大類?、全局路由算法:利用完整的、全局性的網(wǎng)絡(luò)信息來計(jì)算最小開銷路徑。運(yùn)行全局路由算法的路由器需要事先獲取整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系以及鏈路開銷,然后才能計(jì)算從源到目的節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑。這種算法通常被稱作“鏈路狀態(tài)算法”。2、分布式路由算法:以一種迭代的、分布式的方式計(jì)算最小開銷路徑。每個(gè)路由器只知道道與其直接相連的節(jié)點(diǎn)之間的鏈路開銷,而不知道整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的完整的連接關(guān)系和開銷。這種算法通常被稱作“距離向量算法”23.Internet的主要路由算法RIP中的路由更新消息在鄰居之間利用RIP響應(yīng)消息進(jìn)行交換,每30秒交換一次。再用分布式路由算法進(jìn)行計(jì)算。OSPF中的Open指OSPF是一種開放性的路由協(xié)議并被認(rèn)為是RIP的后繼協(xié)議。OSPF與RIP相比有許多優(yōu)點(diǎn)。本質(zhì)上,OSPF是一種使用鏈路狀態(tài)泛洪(flooding)的鏈路狀態(tài)協(xié)議和Dijkstra最短路徑算法。每個(gè)路由器均可獲取整個(gè)自治系統(tǒng)的完整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳ⅹ?dú)立地計(jì)算以自己為根的最短路徑樹。以上兩種為AS內(nèi)部協(xié)議BGP是一種自治系統(tǒng)間的路由協(xié)議,也是事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。BGP為每個(gè)AS提供了實(shí)現(xiàn)下述目標(biāo)的手段,即:1、從其它AS獲取網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性信息;2、將獲得的可達(dá)性信息在AS內(nèi)部傳播;3、根據(jù)可達(dá)性信息和策略確定到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的”Good”路由。BGP允許一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向Internet公告其存在性,并使得所有AS知道如何到達(dá)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)。BGP為AS之間協(xié)議24.?dāng)?shù)據(jù)報(bào)分片1)為什么分片2)怎樣分片、怎樣組裝3)在哪里分片和組織1)不同鏈路層協(xié)議能夠攜帶的最大傳輸單元MTU不同,為了將超長的ip分組擠到鏈路層分組的有效載荷字段。源發(fā)送的某個(gè)分組可能需要在某個(gè)路由器處分割成多個(gè)更小的分組(fragment,片),以便能夠封裝在Frame中。某個(gè)分組的所有片需要在將其交給傳輸層協(xié)議之前進(jìn)行重組。根據(jù)端到端原則,分片的重組由端系統(tǒng)完成,而不是由路由器完成。端系統(tǒng)的\網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議收到fragment后,根據(jù)其頭部攜帶的identification(標(biāo)識(shí))、flag(分片標(biāo)志)以及fragmentoffset(片偏移量)等字段信息來對(duì)片進(jìn)行排序,重組等。屬于某個(gè)分組的所有fragments具有相同的identifier,根據(jù)flag和offset字段的值判斷時(shí)都收到了所有的fragment并對(duì)他們進(jìn)行排序。當(dāng)一個(gè)分組的一個(gè)或多個(gè)Fragment沒有收到,目的端系統(tǒng)將丟棄這個(gè)分組的所有已經(jīng)收到的Fragment。3)在路由器里分組在終端系統(tǒng)里組裝25.IP數(shù)據(jù)報(bào)格式一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。首部的前一部分是固定長度,共20字節(jié),是所有IP數(shù)據(jù)報(bào)必須具有的。在首部的固定部分的后面是一些可選字段,其長度是可變的版本號(hào)——占4位,指IP協(xié)議的版本目前大多數(shù)的IP協(xié)議版本號(hào)為4(即IPv4)首部長度——占4位,可表示的最大數(shù)值是15個(gè)單位(一個(gè)單位為4字節(jié))因此IP的首部長度的最大值是60字節(jié)。區(qū)分服務(wù)——占8位,用來區(qū)分更好的服務(wù)總長度——占16位,指首部和數(shù)據(jù)之和的長度,單位為字節(jié),因此數(shù)據(jù)報(bào)的最大長度為65535字節(jié)。標(biāo)識(shí)(identification)占16位,它是一個(gè)計(jì)數(shù)器,用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)。標(biāo)志(flag)占3位,目前只有兩位有意義。標(biāo)志字段的最低位是MF(MoreFragment)。MF1表示后面“還有分片”。MF0表示最后一個(gè)分片。標(biāo)志字段中間的一位是DF(Don'tFragment)。只有當(dāng)DF0時(shí)才允許分片。片偏移(12位)指出:較長的分組在分片后某片在原分組中的相對(duì)位置。片偏移以8個(gè)字節(jié)為偏移單位。生存時(shí)間(8位)記為TTL(TimeToLive)數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中可通過的路由器數(shù)的最大值。協(xié)議(8位)字段指出此數(shù)據(jù)報(bào)攜帶的數(shù)據(jù)的上層使用何種協(xié)議以便目的主機(jī)的IP層將數(shù)據(jù)部分上交給哪個(gè)處理過程(6代表TCP17代表UDP)首部檢驗(yàn)和(16位)字段只檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)的首部不檢驗(yàn)數(shù)據(jù)部分。這里不采用CRC檢驗(yàn)碼而采用簡單的計(jì)算方法源地址和目的地址都各占4字節(jié),即32位的IP地址。IP首部的可變部分就是一個(gè)選項(xiàng)字段,用來支持排錯(cuò)、測量以及安全等措施,內(nèi)容很豐富。選項(xiàng)字段的長度可變,從1個(gè)字節(jié)到40個(gè)字節(jié)不等,取決于所選擇的項(xiàng)目。增加首部的可變部分是為了增加IP數(shù)據(jù)報(bào)的功能,但這同時(shí)也使得IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部長度成為可變的。這就增加了每一個(gè)路由器處理數(shù)據(jù)報(bào)的開銷。實(shí)際上這些選項(xiàng)很少被使用。26.IP地址我們把整個(gè)因特網(wǎng)看成為一個(gè)單一的、抽象的網(wǎng)絡(luò)。IP地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)(或路由器)分配一個(gè)在全世界范圍是唯一的32位的標(biāo)識(shí)符,采用點(diǎn)分十進(jìn)制進(jìn)行表示。每一類地址都由兩個(gè)固定長度的字段組成,其中一個(gè)字段是網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id,它標(biāo)志主機(jī)(或路由器)所連接到的網(wǎng)絡(luò),而另一個(gè)字段則是主機(jī)號(hào)host-id,它標(biāo)志該主機(jī)(或路由器)。A類地址net-id為8位,host-id為24位,B類地址net-id為16位host-id為16位C類地址net-id為24位host-id為8位。目前,Internet中的IP地址分配策略為CIDR(classlessinter-domainrouting,無類域間路由)。CIDR將32位的IP地址分為兩部分:子網(wǎng)地址和主機(jī)地址。地址的表示方式為:a.b.c.d/x,x表示子網(wǎng)地址的長度。這樣,IP地址的高x位為網(wǎng)絡(luò)號(hào),低32-x位為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的主機(jī)號(hào)部分。27.ICMP協(xié)議ICMP是(InternetControlMessageProtocol)Internet控制報(bào)文協(xié)議。它是TCP/IP協(xié)議族的一個(gè)子協(xié)議,用于在IP主機(jī)、路由器之間傳遞控制消息??刂葡⑹侵妇W(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。這些控制消息雖然并不傳輸用戶數(shù)據(jù),但是對(duì)于用戶數(shù)據(jù)的傳遞起著重要的作用。ICMP的用途包括:1)ping:源端發(fā)送type=8,code=0的ICMP消息,目的端發(fā)送type=0,code=0的響應(yīng)2)源抑制機(jī)制:實(shí)際中沒有使用,目的是擁塞控制3)Traceroute:跟蹤主機(jī)到主機(jī)的路由,TraceRoute利用ICMP報(bào)文來實(shí)現(xiàn)28.IPv6基本概念(1)IPv6是128位的地址(2)解決了IPv4面臨的最大問題即地址匱乏問題,解決這一問題是IPv6的初衷;另外,IPv6簡化了在分組頭部格式(3)如何實(shí)現(xiàn)IPv4與IPv4之間的通信?1)一種方法是宣布一個(gè)標(biāo)志日,到時(shí)所有的路由器和主機(jī)同時(shí)從IPv4升級(jí)到IPv6。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模巨大,使得這種方法不可行。2)最直接的方法是采用雙協(xié)議棧(dualstack),即同時(shí)運(yùn)行IPv4和IPv6兩種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議;這種方法的問題是并沒有節(jié)省IPv4地址。3)另外一種可行的方法是采用隧道技術(shù)(tunneling):將IPv6的分組封裝進(jìn)IPv4分組里面,作為IPv4的Payload(載荷)。29.常用校驗(yàn)技術(shù)常用的檢錯(cuò)機(jī)制包括:奇偶校驗(yàn),校驗(yàn)和(checksum)和循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼(CRC)。1位奇偶校驗(yàn)可能是最簡單的檢錯(cuò)方法。假設(shè)帶發(fā)送的數(shù)據(jù)D有d位,在偶校驗(yàn)方案中只需附加一位校驗(yàn)信息,其值應(yīng)使得d+1位中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù);奇校驗(yàn)校驗(yàn)位的值應(yīng)使得d+1位中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。1位奇偶校驗(yàn)方案中,發(fā)送方和接收方的處理都比較簡單。接收方只需要數(shù)d+1位信息中1的個(gè)數(shù),對(duì)于偶校驗(yàn)方案,如果d+1位中有奇數(shù)個(gè)1,則至少有1位發(fā)生了錯(cuò)誤,精確地說有奇數(shù)位信息在傳輸過程中發(fā)生了錯(cuò)誤。但是,如果其中有偶數(shù)個(gè)位信息發(fā)生了錯(cuò)誤,奇偶校驗(yàn)方案將無法檢測出錯(cuò)誤的發(fā)生。1位奇偶校驗(yàn)方法能夠檢測到單個(gè)位錯(cuò)誤,但沒有辦法糾正錯(cuò)誤。Internet校驗(yàn)和的基本思想是:發(fā)送方Checksum的計(jì)算規(guī)則:1、segment按2字節(jié)為單位進(jìn)行分組,奇數(shù)字節(jié)的segment最后補(bǔ)一個(gè)全為0的字節(jié);checksum字段初值為02、計(jì)算所有2字節(jié)數(shù)的和,進(jìn)位加在和的后面;3、將計(jì)算得到的和按位求反,得到checksum接收方的規(guī)則:1、如果計(jì)算所得的和不是全為1,則Segment在傳輸過程中發(fā)生了錯(cuò)誤。否則;2、認(rèn)為沒有發(fā)生錯(cuò)誤TCP/IP中,TCP和UDP對(duì)包括頭部和數(shù)據(jù)的信息求校驗(yàn)和,IP只對(duì)頭部信息求校驗(yàn)和。CRC叫做循環(huán)冗余檢測編碼,也叫做多項(xiàng)式編碼(polynomialcode)。多項(xiàng)式編碼基于將位串看成是系數(shù)為0或1的多項(xiàng)式,一個(gè)k位位串可以看作是從xk-1到x0的多項(xiàng)式的系數(shù)序列,此多項(xiàng)式的階數(shù)為k-1。如110001有6位,表示成多項(xiàng)式x5+x4+x0。此多項(xiàng)式為5階多項(xiàng)式。CRC的基本思想是:設(shè)d位長的位串D,附加長度為r的校驗(yàn)和R,則實(shí)際傳輸?shù)奈淮L度為d+r。將校驗(yàn)和R附加在位串D的尾部,計(jì)算校驗(yàn)和R,使帶校驗(yàn)和的位串的多項(xiàng)式能被生成多項(xiàng)式除盡。當(dāng)接收方收到帶校驗(yàn)和的位串時(shí),用G去除它,如果有余數(shù),則傳輸出錯(cuò)。多項(xiàng)式按模2運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算,即,加法不進(jìn)位,減法不借位,加法、減法與異或運(yùn)算的結(jié)果相同。CRC中,發(fā)送方和接收方必須事先商量好一個(gè)r階的叫做生成多項(xiàng)式(Generator)的G(r+1位位模式),并且其最高位和最低位必須為1。計(jì)算校驗(yàn)和的算法如下:1、設(shè)G為r階,則在待帶傳輸位串的后面添加r個(gè)0,使位串變?yōu)閐+r位,則相應(yīng)的多項(xiàng)式為D.2r2、按模2除法用D.2r除以G3、余數(shù)即為校驗(yàn)和RCRC這里有個(gè)計(jì)算30.MAC的兩種方式以及CSMA/CD多路訪問協(xié)議可以如下描述:1)是一種控制共享信道在節(jié)點(diǎn)之間共享的分布式算法2)利用信道本身進(jìn)行信道共享的協(xié)商、通信,控制信息傳輸采用帶內(nèi)機(jī)制。多路訪問控制協(xié)議可以大致分為三類:1)信道劃分協(xié)議;2)隨機(jī)訪問協(xié)議;3)輪轉(zhuǎn)協(xié)議。隨機(jī)訪問協(xié)議:每個(gè)節(jié)點(diǎn)如果有數(shù)據(jù)發(fā)送,總是以信道的全速率發(fā)送。但多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送會(huì)引發(fā)碰撞,此時(shí)節(jié)點(diǎn)將重傳數(shù)據(jù),直到數(shù)據(jù)無碰撞地到達(dá)接收端。隨機(jī)訪問協(xié)議中,如果發(fā)生碰撞,節(jié)點(diǎn)可能需要延遲一段時(shí)間再重新發(fā)送數(shù)據(jù),而延遲時(shí)間的大小是隨機(jī)的,并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立地選擇這個(gè)延遲時(shí)間。因而這類協(xié)議叫做隨即訪問協(xié)議。輪轉(zhuǎn)協(xié)議主要有兩大類:1、輪詢協(xié)議:網(wǎng)絡(luò)中存在一個(gè)主節(jié)點(diǎn),主節(jié)點(diǎn)以循環(huán)方式詢問其他每個(gè)節(jié)點(diǎn)。例如,主節(jié)點(diǎn)通知節(jié)點(diǎn)1可以發(fā)送的最大信息量;在節(jié)點(diǎn)1傳輸完畢后,主節(jié)點(diǎn)通知節(jié)點(diǎn)2可以發(fā)送的最大信息量,依次類推。輪詢協(xié)議可以消除碰撞的可能,并能避免隨機(jī)協(xié)議中的空閑時(shí)隙問題,可以獲得很到的信道利用率。不過,輪詢協(xié)議存在如下缺點(diǎn):1)輪詢延遲;2)單點(diǎn)故障問題2、令牌協(xié)議:網(wǎng)絡(luò)沒有主節(jié)點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)中按某種固定次序傳遞叫做Token(令牌)的Frame。節(jié)點(diǎn)只有獲得令牌后才能發(fā)送Frame,并且,節(jié)點(diǎn)只有在有數(shù)據(jù)要發(fā)送的情況下才能有持有令牌,否則將立即將令牌傳向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。同時(shí),一個(gè)節(jié)點(diǎn)在獲得令牌后可以發(fā)送的最大信息量固定。令牌協(xié)議的缺點(diǎn)包括:令牌傳遞開銷;延遲;單點(diǎn)故障(令牌的丟失與恢復(fù))。CSMA(載波偵聽多路訪問)中,節(jié)點(diǎn)在傳輸Frame之前偵聽信道,如果信道空閑時(shí)才開始發(fā)送整個(gè)Frame。不過,CSMA中的節(jié)點(diǎn)在開始發(fā)送Frame后就要發(fā)送整個(gè)Frame,不管在該Frame的發(fā)送過程中有沒有碰撞產(chǎn)生。CSMA/CD與CSMA類似,節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前首先偵聽信道,如果信道忙,則延后一段時(shí)間繼續(xù)偵聽信道,直到信道空閑才能開始發(fā)送;另外,CSMA/CD節(jié)點(diǎn)在發(fā)送Frame的同時(shí)繼續(xù)偵聽信道,如果檢測到碰撞,則立即中止Frame的發(fā)送。CSMA/CD對(duì)CSMA的改善是顯而易見的。31.ARP協(xié)議地址解析協(xié)議(AddressResolutionProtocol)的工作是從IP地址得到對(duì)應(yīng)的MAC地址。每個(gè)主機(jī)的ARP模塊維護(hù)ARP表,ARP表的結(jié)構(gòu)一般為<IPAddress,MACAddress,TTL>。其中,TTL指示表項(xiàng)從開始創(chuàng)建到從表中刪除的時(shí)間。同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)部的ARP處理過程:1、主機(jī)A構(gòu)造一個(gè)ARP查詢消息,向子網(wǎng)內(nèi)所有主機(jī)廣播,消息中包含欲解析主機(jī)(B)的IP地址。2、主機(jī)B收到ARP查詢消息后,向A回答自己的MAC地址。ARP表是自動(dòng)生成的,無須手工操作。同時(shí),ARP表也起著Cache的作用。32.10Mbps以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)HUB、交換機(jī)的區(qū)別、交換機(jī)的自學(xué)習(xí)、交換機(jī)的切入式轉(zhuǎn)發(fā)1)HUB、交換機(jī)的區(qū)別集線器(HUB)本質(zhì)上是一個(gè)物理層設(shè)備,它作用于單個(gè)bit而不是Frame。Hub將收到的信號(hào)進(jìn)行再生和放大,并廣播所收到的每一位。由于H

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