计算机网络试验Word格式.docx
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网络中数据是怎么进行传送的。
(上层数据到了下层需要封装,加报头之类的。
。
)
数据被分成一个一个的包(Packet)
发送端:
1)包的数据头(或数据尾)被第一层协议(比如TFTP协议)加上第一层应用层协议数据;
2)然后整个包(包括内部加入的TFTP信息头)被下层协议再次包装(比如UDP),
3)再这之后数据包会再次被下层协议包装(比如IP协议),
4)最后是被最底层的硬件层(物理层)包装上最后一层信息(Ethernet信息头)。
当接受端的计算机接收到这个包后,
1)硬件首先剥去数据包中的Ethernet信息头,
2)然后内核在剥去IP和UDP信息头,
3)最后把数据包提交给TFTP应用程序,由TFTP剥去TFTP信息头,最后得到了原始数据
硬件设施:
计算机网络的硬件系统通常由五部分组成:
文件服务器、工作站(包括终端)、传输介质、网络连接硬件和外部设备。
文件服务器一般要求是配备了高性能CPU系统的微机,它充当网络的核心。
除了管理整个网络上的事务外,它还必须提供各种资源和服务。
而工作站可以说是一种智能型终端,它从文件服务器取出程序和数据后,能在本站进行处理,一般有有盘和无盘之分。
接下来谈谈传输介质,它是通信网络中发送方和接受方之间的物理通路,在局域网中就是用来连接服务器和工作站的电缆线.目前常用的网络传输介质有双绞线(多用于局域网)、同轴电缆和光缆等.常用的网络连接硬件有网络接口卡(NIC)、集线器(HUB)、中继器(Repeater)以及调制解调器(Modem)等。
而打印机、扫描仪、绘图仪以及其它任何可为工作站共享的设备都能被称为外部设备。
数据链路层的作用有哪些。
数据链路可以粗略地理解为数据通道。
物理层要为终端设备间的数据通信提供传输媒体及其
连接.媒体是长期的,连接是有生存期的.在连接生存期内,收发两端可以进行不等的一次或多次数
据通信.每次通信都要经过建立通信联络和拆除通信联络两过程.这种建立起来的数据收发关系就
叫作数据链路.而在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错,为了弥补
物理层上的不足,为上层提供无差错的数据传输,就要能对数据进行检错和纠错.数据链路的建立,
拆除,对数据的检错,纠错是数据链路层的基本任务.
⑴链路层的主要功能
链路层是为网络层提供数据传送服务的,这种服务要依靠本层具备的功能来实现。
链路层应
具备如下功能:
①链路连接的建立,拆除,分离.
②帧定界和帧同步.链路层的数据传输单元是帧,协议不同,帧的长短和界面也有差别,但
无论如何必须对帧进行定界.
③顺序控制,指对帧的收发顺序的控制.
④差错检测和恢复。
还有链路标识,流量控制等等.差错检测多用方阵码校验和循环码校
验来检测信道上数据的误码,而帧丢失等用序号检测.各种错误的恢复则常靠反馈重发
技术来完成.
⑵数据链路层的主要协议
数据链路层协议是为发对等实体间保持一致而制定的,也为了顺利完成对网络层的服务。
主
要协议如下:
a.ISO1745--1975:
"
数据通信系统的基本型控制规程"
.这是一种面向字符的标准,利用10
个控制字符完成链路的建立,拆除及数据交换.对帧的收发情况及差错恢复也是靠这些
字符来完成.ISO1155,ISO1177,ISO2626,ISO2629等标准的配合使用可形成多种链路
控制和数据传输方式.
b.ISO3309--1984:
称为"
HDLC帧结构"
.ISO4335--1984:
HDLC规程要素"
.
ISO7809--1984:
HDLC规程类型汇编"
.这3个标准都是为面向比特的数据传输控制
而制定的.有人习惯上把这3个标准组合称为高级链路控制规程.
c.ISO7776:
DTE数据链路层规程"
.与CCITTX.25LAB"
平衡型链路访问规程"
相兼容.
⑶链路层产品
独立的链路产品中最常见的当属网卡,网桥也是链路产品。
MODEM的某些功能有人认为属于链
路层,对些还有争议.
数据链路层将本质上不可靠的传输媒体变成可靠的传输通路提供给网络层。
在IEEE802.3情况
下,数据链路层分成了两个子层,一个是逻辑链路控制,另一个是媒体访问控制
数据链路层的帧是什么,格式是什么。
帧是数据链路层的传送单位
帧头:
6个字节的目的MAC地址和6字节的源MAC地址。
2字节的类型字段,表示封装在数据中的数据类型。
数据:
46-1500字节的数据字段。
帧尾:
4字节的帧效验序列。
网卡的作用。
1.数据的封装与解封:
发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部,成为以太网的帧。
接收时将以太网的帧剥去首部和尾部,然后送交上一层;
2.链路管理:
主要是CSMA/CD协议的实现;
3.编码与译码:
即曼彻斯特编码与译码
集线器是什么,怎么工作的。
集线器(HUB)是对网络进行集中管理的重要工具,像树的主干一样,它是各分枝的汇集点。
HUB是一个共享设备,其实质是一个中继器,而中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大,以扩大网络的传输距离。
在网络中,集线器主要用于共享网络的建设,是解决从服务器直接到桌面的最佳、最经济的方案。
在交换式网络中,HUB直接与交换机相联,将交换机端口的数据送到桌面。
使用HUB组网灵活,它处于网络的一个星型结点,对结点相连的工作站进行集中管理,不让出问题的工作站影响到整个网络的正常运行。
集线器实质上是一个多端口中继器。
在局域网内,集线器是中枢,是为优化网络布线
结构、简化网络管理而设计的。
用集线器连接的网络,拓扑结构呈星形,但内部仍用广播
方式工作,因此仍然是总线型网络,应遵守总线型以太网组网规则。
集线器具有信号再生、重新定时以及碰撞检测等功能:
当数据信号到达集线器时,集
线器先对此信号的幅度和相位失真进行补偿,然后将再生的信号向与集线器相连的其他
站点广播,所以在共享集线器下面同一网段的所有机器的网卡都能接收到数据。
图214表示了从一个端口接收到已衰减的信号,然后经过整形放大再广播到另外7个端
口的情况。
当有多个站点同时发送时,集线器根据检测到的冲突产生冲突强化信号,并发
向集线器连接的所有站点。
什么是csma/cd协议。
IEEE802.3是一个使用CSMA/CD媒体访问控制方法的LAN的综合性标准。
从逻辑上可以划分为两大部分:
数据链路层的媒体访问控制子层(MAC)和物理层。
它严格对应于ISO开放系统互连模式的最低两层。
LLC子层和MAC子层在一起完成OSI模式的数据链路层的功能。
交换机是什么,怎么工作的。
交换机(是一种用于电信号转发的网络设备。
它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。
(1)当交换机从某个端口收到一个数据包
它先读取包头中的源MAC地址,这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的;
(2)再去读取包头中的目的MAC地址,并在地址表中查找相应的端口;
(3)如表中有与这目的MAC地址对应的端口,把数据包直接复制到这端口上;
(4)如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上,当目的机器对源机器回应时,交换机又可以学习目的MAC地址与哪个端口对应,在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
不断的循环这个过程,对于全网的MAC地址信息都可以学习到
二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。
交换机与集线器的区别?
集线器(HUB)就是一种共享设备,HUB本身不能识别目的地址,当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时,数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。
也就是说,在这种工作方式下,同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯,如果发生碰撞还得重试。
这种方式就是共享网络带宽。
交换机(SWITCH)拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。
交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,目的MAC若不存在才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部MAC地址表中。
使用交换机也可以把网络“分段”,通过对照MAC地址表,交换机只允许必要的网络流量通过交换机。
通过交换机的过滤和转发,可以有效的隔离广播风暴,减少误包和错包的出现,避免共享冲突。
交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。
每一端口都可视为独立的网段,连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽,无须同其他设备竞争使用。
当节点A向节点D发送数据时,节点B可同时向节点C发送数据,而且这两个传输都享有网络的全部带宽,都有着自己的虚拟连接。
假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机,那么该交换机这时的总流通量就等于2×
10Mbps=20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB时,一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。
以太网是什么。
以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范,是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。
以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术,并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。
以太网与IEEE802.3系列标准相类似。
传统以太网拓扑结构是什么样子的。
总线型:
所需的电缆较少、价格便宜、管理成本高,不易隔离故障点、采用共享的访问机制,易造成网络拥塞。
早期以太网多使用总线型的拓扑结构,采用同轴缆作为传输介质,连接简单,通常在小规模的网络中不需要专用的网络设备,但由于它存在的固有缺陷,已经逐渐被以集线器和交换机为核心的星型网络所代替。
星型:
管理方便、容易扩展、需要专用的网络设备作为网络的核心节点、需要更多的网线、对核心设备的可靠性要求高。
采用专用的网络设备(如集线器或交换机)作为核心节点,通过双绞线将局域网中的各台主机连接到核心节点上,这就形成了星型结构。
星型网络虽然需要的线缆比总线型多,但布线和连接器比总线型的要便宜。
此外,星型拓扑可以通过级联的方式很方便的将网络扩展到很大的规模,因此得到了广泛的应用,被绝大部分的以太网所采用。
传统以太网和交换以太网的差别
传统的以太网是采用CSMA/CD的方式来传输数据,也就是在一个局域网内只能同时有且仅有一个客户端发送数据,其他客户端若要发送数据,必须等待一段时间。
典型的模型是:
hub+N台电脑
交换以太网:
其支持的协议仍然是ieee802.3/以太网,但提供多个单独的10mbps端口。
它与原来的ieee802.3/以太网完全兼容,并且克服了共享10mbps带来的网络效率下降。
标准以太网
开始以太网只有10Mbps的吞吐量,使用的是CSMA/CD(带有碰撞检测的载波侦听多路访问)的访问控制方法,这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。
以太网主要有两种传输介质网络传输介质是指在网络中传输信息的载体,常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。
(1)有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分,它能将信号从一方传输到另一方,有线传输介质主要,那就是双绞线和光纤。
所有的以太网都遵循IEEE802.3标准,下面列出是IEEE802.3的一些以太网络标准,在这些标准中前面的数字表示传输速度,单位是“Mbps”,最后的一个数字表示单段网线长度(基准单位是100m),Base表示“基带”的意思,Broad代表“带宽”。
10Base-5使用粗同轴电缆,最大网段长度为500m,基带传输方法;
10Base-2使用细同轴电缆,最大网段长度为185m,基带传输方法;
10Base-T使用双绞线电缆,最大网段长度为100m;
1Base-5使用双绞线电缆,最大网段长度为500m,传输速度为1Mbps;
10Broad-36使用同轴电缆(RG-59/UCATV),最大网段长度为3600m,是一种宽带传输方式;
10Base-F使用光纤传输介质,传输速率为10Mbps
交换以太网的原理很简单,它检测从以太端口来的数据包的源和目的地的MAC(介质访问层)地址,然后与系统内部的动态查找表进行比较,若数据包的MAC层地址不在查找表中,则将该地址加入查找表中,并将数据包发送给相应的目的端口。
交换以太网
优点
交换以太网不需要改变网络其它硬件,包括电缆和用户的网卡,仅需要用交换式交换机改变共享式HUB,节省用户网络升级的费用。
可在高速与低速网络间转换,实现不同网络的协同。
目前大多数交换式以太网都具有100MBPS的端口,通过与之相对应的100MBPS的网卡接入到服务器上,暂时解决了10MBPS的瓶颈,成为网络局域网升级时首选的方案。
它同时提供多个通道,比传统的共享式集线器提供更多的带宽,传统的共享式10MBPS/100MPS以太网采用广播式通信方式,每次只能在一对用户间进行通信,如果发生碰撞还得重试,而交换式以太网允许不同用户间进行传送,比如,一个16端口的以太网交换机允许16个站点在8条链路间通信。
特别是在时间响应方面的优点,使的局域网交换机倍受青睐。
它以比路由器低的成本却提供了比路由器宽的带宽、高的速度,除非有上广域网(WAN)的要求,否则,交换机有替代路由器的趋势。
网络层的作用有哪些。
网络层为建立网络连接和为上层提供服务,应具备以下主要功能.
1.路由选择和中继.
2.激活,终止网络连接.
3.在一条数据链路上复用多条网络连接,多采取分时复用技术.
4.差错检测
5.排序,流量控制.
6.服务选择.
7.网络层管理.
8.分段和合段
9.流量控制
10.加速数据传送
11.复位
网络层在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上,进一步管理网络中的数据通信,将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端,从而向传输层提供最基本的端到端的数据传送服务。
网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送,具体功能包括路由选择、拥塞控制和网际互连等。
ip数据报格式是什么样的。
ip数据包和帧如果没有分段的情况下,哪个数据包比较大。
IP数据包比较大
路由选择是什么。
在确定最佳路径的过程中,路由选择算法需要初始化和维护路由选择表(routingtable)。
路由选择表中包含的路由选择信息根据路由选择算法的不同而不同。
一般在路由表中包括这样一些信息:
目的网络地址,相关网络节点,对某条路径满意程度,预期路径信息等。
路由器之间传输多种信息来维护路由选择表,修正路由消息就是最常见的一种。
修正路由消息通常是由全部或部分路由选择表组成,路由器通过分析来自所有其他路由器的最新消息构造一个完整的网络拓扑结构详图。
链路状态广播便是一种路由修正信息。
有哪些比较著名的路由选择协议。
域内协议
地址解析协议(ARP)是一个Internet(TCP/IP)协议,它为内部路由器传递数据报提供了一种方法。
路由选择信息协议(RIP)是一种距离向量路由选择协议。
优先开放最短路径(OSPF)是一种链路状态路由选择协议,它优于RIP。
OSPF是Internet网中最常用的内部网关协议,但OSIIS-IS协议也用于Internet。
端系统到中间系统(ES-IS)是OSI公布的一种协议,它帮助端系统(如用户的计算机)寻找定位路由器,并提供一种方法使路由器告知端系统(ES)它们的存在。
中间系统到中间系统(IS-IS)也是OSI的一种路由选择协议,它为一个域内两个路由器之间传送信息分组提供动态路由。
IS-IS是一种链接状态协议。
内部网关路由选择协议(IGRP)是Cisco开发的一种距离向量路由选择协议。
域间协议
外部网关协议(EGP)是Internet上最初的域间路由选择协议。
现在它已被周边网关协议(BGP)取代了。
支持EGP的路由器也必须支持BGP。
周边网关协议(BGP)提供有关相邻点可达性信息。
BGP可以减低带宽需求,这是因为路由选择信息是增量交换的,而不是在路由器间发送路由选择数据库信息。
BGP也提供了基于策略的算法,使网络管理者对路由选择有较多的控制权,例如对某些信息传输实行优化的能力。
域间路由选择协议(IDRP)是一种OSI无连接分组(CLNP)的OSI路由选择协议。
IDRP包含路由选择的策略,但它不大可能在Internet上代替BGP。
IDRP可用一种协议进行IP和CLNP的域间路由选择来增加对IP的支持
arp协议的作用是什么
arp是一个重要的tcp/ip协议,并且用于确定对应ip地址的网卡物理地址。
实用arp命令,你能够查看本地计算机或另一台计算机的arp高速缓存中的当前内容。
此外,使用arp命令,也可以用人工方式输入静态的网卡物理/ip地址对,你可能会使用这种方式为缺省网关和本地服务器等常用主机进行这项作,有助于减少网络上的信息量。
按照缺省设置,arp高速缓存中的项目是动态的,每当发送一个指定地点的数据报且高速缓存中不存在当前项目时,arp便会自动添加该项目。
一旦高速缓存的项目被输入,它们就已经开始走向失效状态。
例如,在windowsnt网络中,如果输入项目后不进一步使用,物理/ip地址对就会在2至10分钟内失效。
因此,如果arp高速缓存中项目很少或根本没有时,请不要奇怪,通过另一台计算机或路由器的ping命令即可添加。
所以,需要通过arp命令查看高速缓存中的内容时,请最好先ping此台计算机(不能是本机发送ping命令)。
常用命令选项:
arp-a或arp-g——用于查看高速缓存中的所有项目。
-a和-g参数的结果是一样的,多年来-g一直是unix平台上用来显示arp高速缓存中所有项目的选项,而windows用的是arp-a(-a可被视为all,即全部的意思),但它也可以接受比较传统的-g选项。
arp-aip——如果你有多个网卡。
那么使用arp-a加上接口的ip地址,就可以只显示与该接口相关的arp缓存项目。
arp-sip物理地址——你可以向arp高速缓存中人工输入一个静态项目。
该项目在计算机引导过程中将保持有效状态,或者在出现错误时,人工配置的物理地址将自动更新该项目。
arp-dip——使用本命令能够人工删除一个静态项目。
Tcp三次握手建立连接是怎么实现的。
在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务,采用三次握手建立一个连接。
第一次握手:
建立连接时,客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;
第二次握手:
服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;
第三次握手:
客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。
完成三次握手,客户端与服务器开始传送数据,在上述过程中,还有一些重要的概念:
未连接队列:
在三次握手协议中,服务器维护一个未连接队列,该队列为每个客户端的SYN包(syn=j)开设一个条目,该条目表明服务器已收到SYN包,并向客户发出确认,正在等待客户的确认包。
这些条目所标识的连接在服务器处于Syn_RECV状态,当服务器收到客户的确认包时,删除该条目,服务器进入ESTABLISHED状态。
Backlog参数:
表示未连接队列的最大容纳数目。
SYN-ACK重传次数服务器发送完SYN-ACK包,如果未收到客户确认包,服务器进行首次重传,等待一段时间仍未收到客户确认包,进行第二次重传,如果重传次数超过系统规定的最大重传次数,系统将该连接信息从半连接队列中删除。
注意,每次重传等待的时间不一定相同。
半连接存活时间:
是指半连接队列的条目存活的最长时间,也即服务从收到SYN包到确认这个报文无效的最长时间,该时间值是所有重传请求包的最长等待时间总和。
有时我们也称半连接存活时间为Timeout时间、SYN_RECV存活时间。
Tcp四次握手释放连接是怎么实现的。
UDP与TCP的区别是什么
1、TCP,全名“传输控制协议”,是面向连接的,也就是说在发送方和接收方在发送数据之前,必须通过三次握手建立连接,相当于现实生活中的打电话功能,必须先拨号,接通后才能说话,UDP,全名“用户数据报协议”,是无连接的,其中一方向向另一方发送数据时不需要建立连接,直接发送,相当于现实中的发短信
2、TCP是可靠的传输协议:
TCP在IP协议的基础之上添加了序号机制,确认机制,超时重传机制,数据校验,从而保证传输的可靠性,而UDP是不可靠的协议,UDP协议仅仅就是在IP协议的基础上添加了端口和差错检查的功能,由于IP协议时尽最大努力传输,从而导致了UDP的不可靠性
3、TCP协议是面向字节流的,TCP将应用层传递下来的数据仅仅当做无结构的数据流,并不知道所传数据流的含义,它可能将应用程序的两
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