計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第5版)重點(diǎn)知識(shí)考研期末考試

./一、現(xiàn)在最主要的三種網(wǎng)絡(luò)電信網(wǎng)絡(luò)〔網(wǎng)有線電視網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)<發(fā)展最快,信息時(shí)代的核心技術(shù)>internet和Internetinternet是普通名詞泛指一般的互連網(wǎng)〔互聯(lián)網(wǎng)Internet是專有名詞,標(biāo)準(zhǔn)翻譯是"因特網(wǎng)"世界圍的互連網(wǎng)〔互聯(lián)網(wǎng)使用TCP/IP協(xié)議族前身是美國(guó)的阿帕網(wǎng)ARPANET計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬是指網(wǎng)絡(luò)可通過的最高數(shù)據(jù)率,即每秒多少比特。描述帶寬也常常把"比特/秒"省略。例如,帶寬是10M,實(shí)際上是10Mb/s。注意：這里的M是106。對(duì)寬帶傳輸?shù)腻e(cuò)誤概念在網(wǎng)絡(luò)中有兩種不同的速率：信號(hào)〔即電磁波在傳輸媒體上的傳播速率〔米/秒,或公里/秒計(jì)算機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率〔比特/秒,也叫傳輸速率。這兩種速率的意義和單位完全不同。寬帶傳輸：計(jì)算機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率較高。寬帶線路：每秒有更多比特從計(jì)算機(jī)注入到線路。寬帶線路和窄帶線路上比特的傳播速率是一樣的。早期的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用電路交換,新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用分組交換的、基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式。分組交換：在發(fā)送端把要發(fā)送的報(bào)文分隔為較短的數(shù)據(jù)塊每個(gè)塊增加帶有控制信息的首部構(gòu)成分組〔包依次把各分組發(fā)送到接收端接收端剝?nèi)ナ撞?抽出數(shù)據(jù)部分,還原成報(bào)文IP網(wǎng)絡(luò)的重要特點(diǎn)每一個(gè)分組獨(dú)立選擇路由。發(fā)往同一個(gè)目的地的分組,后發(fā)送的有可能先收到〔即可能不按順序接收。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的通信量過大時(shí),路由器就來不及處理分組,于是要丟棄一些分組。因此,IP網(wǎng)絡(luò)不保證分組的可靠地交付。IP網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)被稱為：盡最大努力服務(wù)<besteffortservice>最重要的兩個(gè)協(xié)議：IP和TCPTCP協(xié)議保證了應(yīng)用程序之間的可靠通信,IP協(xié)議控制分組在因特網(wǎng)的傳輸,但因特網(wǎng)不保證可靠交付.在TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議使用的是客戶服務(wù)器方式?？蛻?lt;client>和服務(wù)器<server>都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程?？蛻舴?wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。當(dāng)A進(jìn)程需要B進(jìn)程的服務(wù)時(shí)就主動(dòng)呼叫B進(jìn)程,在這種情況下,A是客戶而B是服務(wù)器?？赡茉谙乱淮瓮ㄐ胖?B需要A的服務(wù),此時(shí),B是客戶而A是服務(wù)器。注意：使用計(jì)算機(jī)的人是"用戶"<user>而不是"客戶"<client>?？蛻艉头?wù)器都指的是進(jìn)程,即計(jì)算機(jī)軟件。由于運(yùn)行服務(wù)器進(jìn)程的機(jī)器往往有許多特殊的要求,因此人們經(jīng)常將主要運(yùn)行服務(wù)器進(jìn)程的 機(jī)器〔硬件不嚴(yán)格地稱為服務(wù)器。例如,"這臺(tái)機(jī)器是服務(wù)器。"意思是："這臺(tái)機(jī)器〔硬件主要是用來運(yùn)行服務(wù)器進(jìn)程〔軟件。"因此,服務(wù)器<server>一詞有時(shí)指的是軟件,但也有時(shí)指的是硬件。六、總結(jié)因特網(wǎng)<Internet>是世界圍的、互連起來的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),它使用TCP/IP協(xié)議族,并且它的前身是美國(guó)阿帕網(wǎng)ARPANET。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬是網(wǎng)絡(luò)可通過的最高數(shù)據(jù)率。因特網(wǎng)使用基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換,并使用IP協(xié)議傳送IP分組。路由器把許多網(wǎng)絡(luò)互連起來,構(gòu)成了互連網(wǎng)。路由器收到分組后,根據(jù)路由表查找出下一跳路由器的地址,然后轉(zhuǎn)發(fā)分組。路由器根據(jù)與其他路由器交換的路由信息構(gòu)造出自己的路由表。IP網(wǎng)絡(luò)提供盡最大努力服務(wù),不保證可靠交付。TCP協(xié)議保證計(jì)算機(jī)程序之間的、端到端的可靠交付。在TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議使用的是客戶服務(wù)器方式?？蛻艉头?wù)器都是進(jìn)程〔即軟件。客戶是服務(wù)請(qǐng)求方,服務(wù)器是服務(wù)提供方。服務(wù)器有時(shí)也指"運(yùn)行服務(wù)器軟件"的機(jī)器。========================================================================一、IP網(wǎng)絡(luò)是虛擬網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)是虛擬的。在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送的是IP數(shù)據(jù)報(bào)〔IP分組。實(shí)際上在網(wǎng)絡(luò)鏈路上傳送的是"幀",使用的是幀的硬件地址〔MAC地址。地址解析協(xié)議ARP用來把IP地址〔虛擬地址轉(zhuǎn)換為硬件地址〔物理地址。IP地址的表示方法IP地址的表示方法有兩種：二進(jìn)制和點(diǎn)分十進(jìn)制。IP地址是32位二進(jìn)制數(shù)字,為方便閱讀和從鍵盤上輸入,可把每8位二進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換成一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字,并用小數(shù)點(diǎn)隔開,這就是點(diǎn)分十進(jìn)制。三、因特網(wǎng)的域名因特網(wǎng)的域名分為：頂級(jí)域名二級(jí)域名三級(jí)域名四級(jí)域名域名服務(wù)器DNS<DomainNameServer>因特網(wǎng)中設(shè)有很多的域名服務(wù)器DNS,用來把域名轉(zhuǎn)換為IP地址。電子發(fā)送使用的協(xié)議——簡(jiǎn)單傳送協(xié)議SMTP<SimpleMailTransferProtocol>接收使用的協(xié)議——郵局協(xié)議版本3POP3<PostOfficeProtocolversion3>注：的傳送仍然要使用IP和TCP協(xié)議統(tǒng)一資源定位符URL<UniformResourceLocator>URL用來標(biāo)識(shí)萬維網(wǎng)上的各種文檔。因特網(wǎng)上的每一個(gè)文檔,在整個(gè)因特網(wǎng)的圍具有惟一的標(biāo)識(shí)符URL。URL實(shí)際上就是文檔在因特網(wǎng)中的地址。超文本傳送協(xié)議HTTP<HyperTextTransferProtocol>萬維網(wǎng)客戶程序與服務(wù)器程序之間的交互遵守超文本傳送協(xié)議HTTP。結(jié)束語IP地址是32位二進(jìn)制數(shù)字。為便于閱讀和鍵入,也常使用點(diǎn)分十進(jìn)制記法。個(gè)人用戶上網(wǎng)可向本地ISP租用臨時(shí)的IP地址。域名服務(wù)器DNS把計(jì)算機(jī)域名轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)使用的32位二進(jìn)制IP地址。發(fā)送電子使用SMTP協(xié)議,接收電子使用POP3協(xié)議。統(tǒng)一資源定位符URL惟一地確定了萬維網(wǎng)上文檔的地址。超文本傳送協(xié)議HTTP用于萬維網(wǎng)瀏覽器程序和服務(wù)器程序的信息交互。超文本標(biāo)記語言HTML使萬維網(wǎng)文檔有了統(tǒng)一的格式。IP不使用TCP協(xié)議。利用IP網(wǎng)關(guān)使得在普通之間可以打IP。==========================================================================因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP<InternetServiceProvider>根據(jù)提供服務(wù)的覆蓋面積大小以及所擁有的IP地址數(shù)目的不同,ISP也分成為不同的層次。兩種通信方式在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中運(yùn)行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢悾篊/S方式和P2P方式〔Peer-to-Peer,對(duì)等方式。因特網(wǎng)的核心部分網(wǎng)絡(luò)核心部分是因特網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(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)。因特網(wǎng)的核心部分是由許多網(wǎng)絡(luò)和把它們互連起來的路由器組成,而主機(jī)處在因特網(wǎng)的邊緣部分。在因特網(wǎng)核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連接,而在網(wǎng)絡(luò)邊緣的主機(jī)接入到核心部分則通常以相對(duì)較低速率的鏈路相連接。主機(jī)的用途是為用戶進(jìn)行信息處理的,并且可以和其他主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)交換信息。路由器的用途則是用來轉(zhuǎn)發(fā)分組的,即進(jìn)行分組交換的。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。電路交換電路交換必定是面向連接的。電路交換的三個(gè)階段：建立連接、通信、釋放連接。網(wǎng)絡(luò)的分類不同作用圍的網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)WAN<WideAreaNetwork>局域網(wǎng)LAN<LocalAreaNetwork>城域網(wǎng)MAN<MetropolitanAreaNetwork>個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN<PersonalAreaNetwork>從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類公用網(wǎng)<publicnetwork>專用網(wǎng)<privatenetwork>用來把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)AN<AccessNetwork>,它又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。注：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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)速率帶寬吞吐量時(shí)延<delay或latency>傳輸時(shí)延〔發(fā)送時(shí)延>——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。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。注：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。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。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。總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延+處理時(shí)延時(shí)延帶寬積利用率——分為信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率。信道利用率——某信道有百分之幾的時(shí)間是被利用的〔有數(shù)據(jù)通過。網(wǎng)絡(luò)利用率——全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。注：信道利用率并非越高越好。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議<networkprotocol>簡(jiǎn)稱為協(xié)議,是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。其組成要素有以下三點(diǎn)：語法數(shù)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(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。同步事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。八、實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點(diǎn)實(shí)體<entity>——表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。協(xié)議——是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。在協(xié)議的控制下,兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要實(shí)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(duì)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(duì)等實(shí)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(shí)體進(jìn)行交互的地方,稱為服務(wù)訪問點(diǎn)SAP<ServiceAccessPoint>。TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)最高只用到網(wǎng)絡(luò)層,而沒有使用運(yùn)輸層和應(yīng)用層。=================================================================================物理層一、物理層的基本概念物理層的主要任務(wù)是確定與傳輸媒體的接口的一些特性,即：機(jī)械特性——指明接口所用接線器的形狀和尺寸、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(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。幾個(gè)術(shù)語數(shù)據(jù)<data>——運(yùn)送消息的實(shí)體。信號(hào)<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(shí)間域〔或簡(jiǎn)稱為時(shí)域的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí),代表不同離散數(shù)值的基 本波形。三、有關(guān)信號(hào)的幾個(gè)基本概念 單向通信〔單工通信——只能有一個(gè)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——通信的雙方都可以發(fā)送信息,但不能雙方同時(shí)發(fā)送<當(dāng)然也 就不能同時(shí)接收>。雙向同時(shí)通信〔全雙工通信——通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。四、基帶信號(hào)和調(diào)制基帶信號(hào)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。為了解決這一問題,就必須對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)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(hào)而變化。調(diào)頻<FM>：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)相<PM>:載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。導(dǎo)向傳輸媒體雙絞線、同軸電纜、光纜、無線信道。六、信道復(fù)用技術(shù)復(fù)用<multiplexing>是通信技術(shù)中的基本概念。

復(fù)用技術(shù)的分類：頻分復(fù)用FDM<FrequencyDivisionMultiplexing>時(shí)分復(fù)用TDM<TimeDivisionMultiplexing>波分復(fù)用WDM<WavelengthDivisionMultiplexing>碼分復(fù)用CDM<CodeDivisionMultiplexing>常用的名詞是碼分多址CDMA<CodeDivisionMultipleAccess>。各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型,因此彼此不會(huì)造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)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(gè)比特時(shí)間劃分為m個(gè)短的間隔,稱為碼片<chip>。碼片序列<chipsequence>每個(gè)站被指派一個(gè)唯一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1,則發(fā)送自己的mbit碼片序列。如發(fā)送比特0,則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)制反碼。例如,S站的8bit碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時(shí),就發(fā)送序列00011011,發(fā)送比特0時(shí),就發(fā)送序列11100100。每個(gè)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>。兩個(gè)不同站的碼片序列正交,就是向量S和T的規(guī)格化積<innerproduct>都是0：任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化積都是1：一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化積值是–1。CDMA的工作原理============================================================第3章數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道分類數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道：這種信道使用一對(duì)一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。廣播信道：這種信道使用一對(duì)多的廣播通信方式,因此過程比較復(fù)雜。各層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位網(wǎng)絡(luò)層：IP數(shù)據(jù)報(bào)〔或IP分組數(shù)據(jù)鏈路層：幀物理層：比特三、數(shù)據(jù)鏈路層傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的三個(gè)基本問題<1>封裝成幀<framing>——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(gè)幀。首部 和尾部的一個(gè)重要作用就是進(jìn)行幀定界。<2>透明傳輸<3>差錯(cuò)控制四、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP<Point-to-PointProtocol>現(xiàn)在全世界使用得最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP。用戶使用撥號(hào)線接入因特網(wǎng)時(shí),一般都是使用PPP協(xié)議。PPP協(xié)議應(yīng)滿足的需求簡(jiǎn)單——這是首要的要求封裝成幀透明性多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議多種類型鏈路差錯(cuò)檢測(cè)檢測(cè)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(cuò)<只需要檢測(cè)有無錯(cuò),而不需糾錯(cuò)>流量控制序號(hào)多點(diǎn)線路半雙工或單工鏈路3.PPP協(xié)議有三個(gè)組成部分一個(gè)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法。鏈路控制協(xié)議LCP<LinkControlProtocol>。網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP<NetworkControlProtocol>。4.PPP協(xié)議之不使用序號(hào)和確認(rèn)機(jī)制.媒體共享技術(shù)靜態(tài)劃分信道頻分復(fù)用時(shí)分復(fù)用波分復(fù)用碼分復(fù)用動(dòng)態(tài)媒體接入控制〔多點(diǎn)接入隨機(jī)接入受控接入,如多點(diǎn)線路探詢<polling>,或輪詢。 以太網(wǎng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)DIXEthernetV2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(jiǎn)稱為"以太網(wǎng)"。數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層邏輯鏈路控制LLC<LogicalLinkControl>子層媒體接入控制MAC<MediumAccessControl>子層。與接入到傳輸媒體有關(guān)的容都放在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(duì)LLC子層來說都是透明的,如下圖所示：局域網(wǎng)對(duì)LLC子層是透明的注意：由于TCP/IP體系經(jīng)常使用的局域網(wǎng)是DIXEthernetV2而不是802.3標(biāo)準(zhǔn)中的幾種局域網(wǎng),因此現(xiàn)在802委員會(huì)制定的邏輯鏈路控制子層LLC〔即802.2標(biāo)準(zhǔn)的作用已經(jīng)不大了。很多廠商生產(chǎn)的適配器上就僅裝有MAC協(xié)議而沒有LLC協(xié)議。所以我們以后一般不考慮LLC子層。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(cuò)的數(shù)據(jù)幀時(shí)就丟棄此幀,其他什么也不做。差錯(cuò)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(jìn)行重傳,但以太網(wǎng)并不知道這是一個(gè)重傳的幀,而是當(dāng)作一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀來發(fā)送。以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用曼徹斯特<Manchester>編碼。圖曼徹斯特編碼方式載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/沖突檢測(cè)〔CSMA/CDCSMA/CD表示CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection。"多點(diǎn)接入"表示許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上。"載波監(jiān)聽"是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù), 如果 有,則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù),以免發(fā)生碰撞?？偩€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(cè)總線上有沒有其他計(jì)算機(jī) 發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。"沖突檢測(cè)"就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小。當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),總線上的信號(hào)電壓擺動(dòng)值將會(huì)增大〔互相疊加。當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)到的信號(hào)電壓擺動(dòng)值超過一定的門限值時(shí),就認(rèn)為總線上至少有兩個(gè)站同時(shí)在發(fā)送 數(shù)據(jù),表明產(chǎn)生了沖突。檢測(cè)到碰撞后在發(fā)生碰撞時(shí),總線上傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生了嚴(yán)重的失真,無法從中恢復(fù)出有用的信息來。每一個(gè)正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站,一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了碰撞,就要立即停止發(fā)送,免得繼續(xù)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò) 資源,然后等待一段隨機(jī)時(shí)間后再次發(fā)送。重要特性使用CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信〔半雙工通信。每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間,存在著遭遇碰撞的可能性。這種發(fā)送的不確定性使整個(gè)以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。以太網(wǎng)的MAC層1、48位的MAC地址在局域網(wǎng)中,硬件地址又稱為物理地址,或MAC地址,共48位,其前3個(gè)字節(jié)〔即高24位用于標(biāo)識(shí)不同的生產(chǎn)廠家,后3個(gè)字節(jié)〔即低24位由廠家自行指派,用于標(biāo)識(shí)產(chǎn)品號(hào)。2、從網(wǎng)絡(luò)上發(fā)往本站的幀分為以下3種:單播<unicast>幀〔一對(duì)一廣播<broadcast>幀〔一對(duì)全體多播<multicast>幀〔一對(duì)多3、MAC幀的格式常用的以太網(wǎng)MAC幀格式有兩種標(biāo)準(zhǔn)：DIXEthernetV2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,如下：4、幀間最小間隔幀間最小間隔為9.6s,相當(dāng)于96bit的發(fā)送時(shí)間。一個(gè)站在檢測(cè)到總線開始空閑后,還要等待9.6s才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據(jù)幀的站的接收緩存來得及清理,做好接收下一幀的準(zhǔn)備。多接口網(wǎng)橋——以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)通常都有十幾個(gè)接口。因此,以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)多接口的網(wǎng)橋,可見交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層。以太網(wǎng)交換機(jī)的每個(gè)接口都直接與主機(jī)相連,并且一般都工作在全雙工方式。交換機(jī)能同時(shí)連通許多對(duì)的接口,使每一對(duì)相互通信的主機(jī)都能像獨(dú)占通信媒體那樣,進(jìn)行 無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)交換機(jī)由于使用了專用的交換結(jié)構(gòu)芯片,其交換速率就較高。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(gè)VLAN的幀都有一個(gè)明確的標(biāo)識(shí)符,指明發(fā)送這個(gè)幀的工作站是屬于哪一個(gè)VLAN。虛擬局域網(wǎng)其實(shí)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)。虛擬局域網(wǎng)限制了接收廣播信息的工作站數(shù),使得網(wǎng)絡(luò)不會(huì)因傳播過多的廣播信息<即"廣播風(fēng)暴">而引起性能惡化。虛擬局域網(wǎng)協(xié)議允許在以太網(wǎng)的幀格式中插入一個(gè)4字節(jié)的標(biāo)識(shí)符,稱為VLAN標(biāo)記<tag>,用來指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層提供兩種類型的的服務(wù),即：虛電路服務(wù)和數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。面向連接的通信方式建立虛電路<VirtualCircuit>,以保證雙方通信所需的一切網(wǎng)絡(luò)資源。圖示虛電路服務(wù)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(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式傳送,而并不是真正建立了一條物理連接。請(qǐng)注意,電路交換的通信是先建立了一條真正的連接。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。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(cuò)按序到達(dá)終點(diǎn)。無連接的通信方式網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡(jiǎn)單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。圖示數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)網(wǎng)際協(xié)議IP網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP/IP體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一。與IP協(xié)議配套使用的還有四個(gè)協(xié)議：地址解析協(xié)議ARP<AddressResolutionProtocol>逆地址解析協(xié)議RARP<ReverseAddressResolutionProtocol>網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP<InternetControlMessageProtocol>注：ICMP不是高層協(xié)議,而是IP層的協(xié)議。網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP<InternetGroupManagementProtocol>十四、網(wǎng)際層的IP協(xié)議及配套協(xié)議注：ICMP網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議網(wǎng)絡(luò)互相連接起來要使用一些中間設(shè)備中間設(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>、中繼器。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>。十六、網(wǎng)絡(luò)互連使用路由器當(dāng)中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋時(shí),一般并不稱之為網(wǎng)絡(luò)互連,因?yàn)檫@僅僅是把一個(gè)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大了,而 這仍然是一個(gè)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(jìn)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(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)層使用的路由器稱為網(wǎng)關(guān)。路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的IP地址。路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的IP地址。分類IP地址每一類地址都由兩個(gè)固定長(zhǎng)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。兩級(jí)的IP地址可以記為：IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)號(hào)>,<主機(jī)號(hào)>},::=代表"定義為"IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段常用的三種類別的IP地址IP地址的一些重要特點(diǎn)<1>IP地址是一種分等級(jí)的地址結(jié)構(gòu)<2>實(shí)際上IP地址是標(biāo)志一個(gè)主機(jī)〔或路由器和一條鏈路的接口。當(dāng)一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí),該主機(jī)就必須同時(shí)具有兩個(gè)相應(yīng)的IP地址,其網(wǎng)絡(luò) 號(hào)net-id必須是不同的。這種主機(jī)稱為多歸屬主機(jī)<multihomedhost>。由于一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)〔這樣它才能將IP數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一 個(gè)網(wǎng)絡(luò),因此一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)不同的IP地址。<3>用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò),因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id。<4>所有分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id的網(wǎng)絡(luò),無論是圍很小的局域網(wǎng),還是可能覆蓋很理圍的廣域 網(wǎng),都是平等的。十八、IP地址與硬件地址網(wǎng)絡(luò)層及以上使用IP地址路由器只根據(jù)目的站的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)進(jìn)行路由選擇鏈路層及以下使用MAC地址在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路層只能看見MAC幀而看不見IP數(shù)據(jù)報(bào)地址解析協(xié)議ARP和逆地址解析協(xié)議RARP1、ARP不管網(wǎng)絡(luò)層使用的是什么協(xié)議,在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時(shí),最終還是必須使用硬件地址。每一個(gè)主機(jī)都設(shè)有一個(gè)ARP高速緩存<ARPcache>,里面有所在的局域網(wǎng)上的各主機(jī)和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。當(dāng)主機(jī)A欲向本局域網(wǎng)上的某個(gè)主機(jī)B發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí),就先在其ARP高速緩存中查看有無主機(jī)B的IP地址。如有,就可查出其對(duì)應(yīng)的硬件地址,再將此硬件地址寫入MAC幀,然后通過局域網(wǎng)將該MAC幀發(fā)往此硬件地址。ARP是解決同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題。如果所要找的主機(jī)和源主機(jī)不在同一個(gè)局域網(wǎng)上,那么就要通過ARP找到一個(gè)位于本局域網(wǎng)上的某個(gè)路由器的硬件地址,然后把分組發(fā)送給這個(gè)路由器,讓這個(gè)路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。剩下的工作就由下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來做。2、RARP逆地址解析協(xié)議RARP使只知道自己硬件地址的主機(jī)能夠知道其IP地址。這種主機(jī)往往是無盤工作站。因此RARP協(xié)議目前已很少使用。二十、查找路由表在路由表中,對(duì)每一條路由,最主要的是〔目的網(wǎng)絡(luò)地址,下一跳地址.根據(jù)目的網(wǎng)絡(luò)地址就能確定下一跳路由器,這樣做的結(jié)果是：IP數(shù)據(jù)報(bào)最終一定可以找到目的主機(jī)所在目的網(wǎng)絡(luò)上的路由器〔可能要通過多次的間接交付。只有到達(dá)最后一個(gè)路由器時(shí),才試圖向目的主機(jī)進(jìn)行直接交付。二十一、劃分子網(wǎng)<subnetting>從1985年起在IP地址中又增加了一個(gè)"子網(wǎng)號(hào)字段",使兩級(jí)的IP地址變成為三級(jí)的IP地址。這種做法叫作劃分子網(wǎng)<subnetting>。劃分子網(wǎng)已成為因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。劃分子網(wǎng)純屬一個(gè)單位部的事情。單位對(duì)外仍然表現(xiàn)為沒有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。從主機(jī)號(hào)借用若干個(gè)位作為子網(wǎng)號(hào)subnet-id,而主機(jī)號(hào)host-id也就相應(yīng)減少了若干個(gè) 位。IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)號(hào)>,<子網(wǎng)號(hào)>,<主機(jī)號(hào)>}凡是從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給本單位某個(gè)主機(jī)的IP數(shù)據(jù)報(bào),仍然是根據(jù)IP數(shù)據(jù)報(bào)的目的網(wǎng) 絡(luò)號(hào)net-id,先找到連接在本單位網(wǎng)絡(luò)上的路由器。然后此路由器在收到IP數(shù)據(jù)報(bào)后,再按目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id和子網(wǎng)號(hào)subnet-id找到目 的子網(wǎng)。最后就將IP數(shù)據(jù)報(bào)直接交付目的主機(jī)。子網(wǎng)掩碼從一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部并無法判斷源主機(jī)或目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)是否進(jìn)行了子網(wǎng)劃分。使用子網(wǎng)掩碼<subnetmask>可以找出IP地址中的子網(wǎng)部分。IP地址的各字段和子網(wǎng)掩碼默認(rèn)子網(wǎng)掩碼二十二、因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議有關(guān)路由選擇協(xié)議的幾個(gè)基本概念:1>理想的路由算法算法必須是正確的和完整的。算法在計(jì)算上應(yīng)簡(jiǎn)單。算法應(yīng)能適應(yīng)通信量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?這就是說,要有自適應(yīng)性。算法應(yīng)具有穩(wěn)定性。算法應(yīng)是公平的。算法應(yīng)是最佳的。2、關(guān)于"最佳路由"不存在一種絕對(duì)的最佳路由算法。所謂"最佳"只能是相對(duì)于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。實(shí)際的路由選擇算法,應(yīng)盡可能接近于理想的算法。路由選擇是個(gè)非常復(fù)雜的問題它是網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點(diǎn)共同協(xié)調(diào)工作的結(jié)果。路由選擇的環(huán)境往往是不斷變化的,而這種變化有時(shí)無法事先知道。3、從路由算法的自適應(yīng)性考慮：靜態(tài)路由選擇策略——即非自適應(yīng)路