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计算机网络
第一章计算机网络概述
++是你流的泪韵开
计算机网络发展:
面向终端的计算计网络
计算机-计算机网络
开放式标准化网络
因特网广泛应用
高速网络技术发展
简单的“终端-通信线路-计算机”构成计算机网络的雏形
ARPA(美国国防部高级研究计划局)网,标志着目前所称计算机网络的兴起
没有统一的网络体系结构叫做“封闭”系统++是你流的泪韵开
宽带网络技术的发展为全球信息高速公路的建设提供了技术基础。
三大网络:
电信网络,广播电视网络,计算机网络
未来网络发展趋势:
宽带网络,全光网络,多媒体网络,移动网络,下一代网络
计算机网络是现代计算机技术与通讯技术互相渗透,密切结合的产物,是随着社会对信息共享和信息传递的日益增强需求发展起来的。
一个计算机网络是由资源子网和通信子网构成的
资源子网负责信息处理,通信子网负责信息传递
广域网WAN采用存储-转发
计算机网络功能:
1.硬件资源共享
2.软件资源共享
3.用户间信息交换
计算机网络分类(按拓扑类型分类):
星型拓扑,总线型拓扑,环形拓扑,树型拓扑,混合型拓扑,网形拓扑
网络拓扑根据通讯子网中通信信道类型分为:
1.点-点线路通信子网(星形,环形,树型,网状)
2.广播信道通信子网(总线,树型,环型,无线通信,卫星通信)
按交换方式分类:
电路交换网,报文交换网,分组交换网
地理分布:
广域,局域,城域
按传输技术分类:
广播方式,点对点方式
第二章计算机网络体系结构
网络协议;语义,语法,定时
语义:
协调和差错处理的控制信息
语法:
数据和信息格式,编码,信号电平
定时:
速度匹配,排序
计算机网络层次结构模型称为网络体系结构
OSI从下往上分为:
物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层
通信服务分为:
面向连接服务(无需携带目的节点)
无连接服务(需要携带目的节点)。
面向连接服务特点:
建立,连接,维护和释放连接,不需要携带目的节点!
无连接服务特点:
需要携带目的节点
TCP/IP与OSI参考模型对比!
应用层
传输层
互连层
主机-网络层
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
OSI与TCP/IP结构两者都是以协议栈的概念为基础
协议栈中彼此协议独立
功能大体相似
OSI有7层,TCP/IP只有4层,他们都有网络层
传输层和应用层
OSI支持面向连接,和无连接,TCP/IP只支持无连接
第三章物理层
物理层位于OSI最底层,功能是:
实现比特流的透明传输,为数据链路层提供数据传输服务
物理层单位是:
比特(Bit)
物理层接口特:
机械特性,电气特性,功能特性,规程特性
物理层接口协议只要解决:
网络节点与物理信道的连接问题
物理层规定的特性为了便于不同厂家根据公认标准各自独立制造设备,提高设备兼容性。
1.机械特性:
主要是设备接口的几何尺寸,等规定
2.电气特性:
接收器和发送器电路特性
3.功能特性:
规定接口信号来源,作用及其其他信号关系
4.规程特性:
完成比特流的完整传输
传输介质:
双绞线,通轴电缆,光纤,无线传输
传输介质选择因素;网络拓扑结构,实际需要的信道容量,可靠性要求,能够承担的价格范围
数据传输速率:
单位,位/秒,每秒能传输的比特流
串行数据传输比并行数据传输慢
数据:
有意义的实体,书屋存在形式
信号:
数据的电频编码
信息:
数据的内容
信源:
通讯过程中发送信息设备
信宿:
通讯过程中接受信息的设备
信道:
信源与信道之间的通讯线路
频分多路复用FDM时分多路复用TDM
波分多路复用WDM
――
基本频带:
二进制比特流序列的矩形脉冲信号的固有频带
数据传输中位同步称为:
同步传输
数据传输中群同步称为:
异步传输
影响传输线路三个问题:
衰减,延迟畸变,噪声
所有的调制解调器都允许同时在两个方向上传输
全双工:
允许在两个方向上同时进行数据传输
半双工:
同一个时刻只有一个方向可以传输数据
单工的:
只允许一个方向上传输
电路交换
电话交换网是使用电路交换技术的典型例子
电路交换技术完成数据传输要经历:
电路建立,数据传输,电路拆除
电路交换方式的优点:
数据传输可靠,迅速,数据不会丢失且保持原来的序列
缺点:
1.电路空闲时候寻到被浪费
2数据传输阶段时间不长,电路建立和拆除阶段在时间上得不到补偿
3使用于系统时间容量大的情况下
报文交换
报文交换与电路交换比较
一.电路利用率高
二.电路交换网络上,当信道量变大,就不能接受新的呼叫
三.报文交换系统可以把一个报文送到多个目的
四.报文交换网络可以进行速度和代码的转换
分组交换
分组交换的具体过程可以分为:
1虚电路分组交换
2数据报分组交换
虚电路交换
网络源节点和目的节点之间要建立一条逻辑通路
第四章数据链路层
数据链路层是OSI参考模型的第二层,介于物理层和网络层之间,它在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务
数据链路层是对物理层传输的原始比特流进行加强
将可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路
帧是数据链路层传输的基本单位
流量控制功能
两种最常见的流量控制方案
一,等待控制方案
二,滑动窗口机制
等待控制方案:
增加缓冲储存空间可以缓解发放双方传输速率上的差异
停止等待方案是一种更主动,更积极的流量控制方法。
发送一个帧后等待回答信号再发送下一个帧!
接受方每受到一个帧,后送出回答信号,再接受下一个帧
如果接受方不送出回答信号,便发送方便一直等待
差错控制指在数据通讯过程中能发现或者纠正差错,把差错尽量控制在尽可能小的范围内
差错都是由噪声引起的:
随机热噪声,冲击噪声
差错检测:
差错控制编码和差错检验
差错控制方法:
自动请求重发ARQ
前向纠错FEC
奇耦效验和循环沉余
循环沉余特点:
可检测出所有奇数错误
可检测所有的双比特的错
可检测出所有小于,等于效验长度度的突发错
生成多项式位数越多,效验能力越强
同步协议:
面向字符的协议
面向比特流的协议
面向字节的协议
任何链路层协议可由链路建立,数据传输,链路拆除
三部分组成
HDLC常有的操作方式有一下三种:
正常响应方式(NRM)
异步响应方式(ARM)
异步平衡方式(ABM)
英特网上被广泛使用的链路层协议:
串行IP协议||远程电话线MODEM接入TCP\IP
点到点协议(PPP协议)|||
HPLC面向位
PPP点到点面向字符
数据链路层主功能:
向网络层传送透明和可靠的数据服务!
第五章网络层
网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传输。
具体包括路由选择,拥塞控制,网际互连
在OSI参考模型中网络层是网络节点的最高层
在分组交换方式中,通信子网向端系统提供虚电路和数据报两种网络服务,通信子网内部的操作也有虚电路和数据报两种方式
在数据报操作方式中,每一个分组被成为数据报,若干个数据报构成一次要传送的报文或者数据块
虚电路服务是网络层向传输层提供的使用所有分组按顺序到达目的端系统的可靠数据传输
数据报和虚电路的比较
比较项目
数据报子网
虚电路子网
建立电路
不需要
需要
地址信息
每个分组包含完整源地址和目标地址
每一个分组包含一个很短的虚电路号
状态讯息
路由器不保留任何有关连接的状态讯息
每个虚电路都要求路由器为每个连接建立表项
路由
每个分组被独立路由
虚电路检录选择路径,所有的分组都沿着这个路径
路由器失效的影响
没有,除非在崩溃过程中分组丢失
所有经过此失效路由器的虚电路都停止
服务质量
很难实现
有足够的资源分配给一个虚电路,容易实现
拥塞控制
很难实现
有足够的资源,容易实现
三种静态路由选择算法:
1.最短路由选择算法
2.扩散法(泛射路由选择)
3.基于流量的路由选择算法
动态路由算法
节点的路由需要根据网络当前的状态来决定的策落
称为:
动态路由选择策略(也称为自适应选择算法)
动态路由选择策略:
1.距离矢量路由
2.链路状态路由,必须完成以下过程
发现邻居节点,知道网络地址
测量到各邻居节点的延迟或者开销
构造一个分组,分组中包含刚刚知道的信息
将这个分组发送到其他路由器
计算到每一个其他路由器的最短路由
广播路由选择
-》给所有目标发送一个分组
五种广播路由选择
1.让源机器简单的给一个独发的分组
2.扩散法
3.多目标路由选择
4.以广播路由为根的汇集树
5.逆向路劲转发
逆向路径转发优点:
效率相对合理,不需要路由器都知道生成树
不需要每个分组包含目标列表,
不需要特殊的机制来终止或扩散过程
拥塞控制
拥塞发生的原因:
1.多条流入线路有分组到达,需要同一个输出线路,如果路由器没有足够的内存存放这些分组,那么部分分组会丢失
2.路由器慢速处理器的缘故,难以完成必须要的处理工作
多余的线路也要进入队列中
拥塞控制的任务:
确保子网所有的流量能够到达
拥塞控制的通用原则:
1.监视系统
2.将该信息传送到达能够采取行动的地方
3.调整系统的运行
弃前分组称为葡萄酒策略
弃后分组称为牛奶策略
RED随机早期预算算法
在集成服务体系结构中,IETF是资源预留协议
网络互联原理!
网络互联的目的:
是使一个网络上的用户能访问去其他网络上的资源,使不同的网络上的用户互相通信和交换讯息
转发器:
是一种低层次设备,实现网络物理层的连接,它对网段衰减的信号进行放大整形,或者再生。
网桥:
提供数据链路层上的协议连接,在不同或相同的局域网之间存储,转发
路由器:
作用于网络层,提供网络层上的协议转换,在不同网络之间储存和转发
网关:
提供传输层及传输层以上各层间协议转换
IP数据报头
一个数据报头由一个头部和数据部分构成
头部包括一个20字节的固定长度部分和一个可以任意长度的部分
源地址:
产生IP数据报的源主机IP地址
目的地址:
IP数据报的目的主机的IP地址
生命期:
用来限制分组周期的计数器
IHL:
代表头部的总长度
第六章传输层
传输层是整个协议层次结构的核心
功能:
从源主机到目的主机提供可靠的,价格低廉的数据传输
传输层中完成向应用层提供服务的硬件和软件的服务称为
传输实体
传输实体可能存在下列软,硬件环境中
操作系统的内核中
一个单独的用户进程内
网络应用的程序库中
网络接口卡上
传输协议的要素:
1.寻址(如层次型,地址=国家|网络|主机|端口)
2.建立连接
3.释放连接(对称释放方式:
在两个方向上分别释放连接
非对称释放方式:
当一方被释放时,两个方向都会被释放
传输层在OSI中的地位和作用
OSI七层参考模型中的物理层,数据链路层和网络层是面向网络通讯的低三层协议,为网络环境中的主机提供点对点通信服务。
传输层提供应用进程端到端的进程通信服务,即是七层中负责数据通讯的最高层,又是面向网络通信的低三层和面向信息处理
的高三层之间的中间层
传输层是OSI七层模型中最重要最关键的一层,是唯一负责总体数据输出和控制的一层。
传输层的两个主要目的是:
第一,提供可靠的端到端的通信,第二,向会话层提供独立于网络的传输服务
根据传输层在七层中的地位,它的主要功能是:
对一个进行的对话或连接提供可靠的传输服务,在通向网络的单一物理连接上实现该连接的复用,在单一连接上提供端到端的序号于流量控制,端到端的差错控制及恢复等服务!
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