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計算機網絡及其計算 期末考點
- 🚀數據通信系統
- 🚀計算機網絡
- 🚀物理層
- 🚀數據鏈路層
- 🚀網絡層
- 🚀傳輸層
🚀數據通信系統
數字通信
:
數字通信的優點: 抗干擾性強、保密性好、設備易于集成化、便于使用計算機技術對其進行處理等。
數字通信的缺點: 占用的信道頻帶比模擬通信寬得多,降低了信道利用率。
數據通信系統 - 模型
:
由 源系統、傳輸系統、目的系統 組成,有五個組成部分:
- 源點: 生成傳輸數據的設備,如PC。
- 發送器: 源點生成的數據需要發送器編碼后才能成為在傳輸系統中進行傳輸的電信號。
- 傳輸系統: 簡單的傳輸線或復雜的網絡系統。
- 接收器: 接收來自傳輸系統的信號,將其轉換成數字比特流。
- 終點: 獲取來自接收器數據的設備。
數據通信系統的主要性能指標
:
有效性指標: 衡量數據通信系統 傳輸能力 的指標。通常用 帶寬、傳輸速率、頻帶利用率等指標表示。
特征性指標: 衡量數據通信系統 傳輸質量 的指標。
-
①差錯率: 常用誤碼率表示。
-
②可靠性: 由兩種主要指標表示:
-
- 平均無故障工作時間
MTBF
: Mean Time Between Failure,系統各部件相鄰兩次故障的平均間隔時間,一般來說MTBF值越大越好。 - 平均故障維修時間
MTTR
: Mean Time To Repair,系統發生故障時需要維修花費的平均時間,一般來說MTTR值越小越好。 - 可靠性定量特征的描述用 系統有效度(A) 更為確切:
- 平均無故障工作時間
-
③通信建立時間: 反映數據通信系統同步性能的指標,該指標應盡可能短。
-
④適應性: 指系統對外界條件變化的適應能力。
-
⑤使用維修性: 操作與維護是否簡單方便,應具備必要的性能顯示與自動故障檢測報警功能,便于迅速排除故障。同時要求系統體積小,重量輕。
-
⑥經濟性: 就是常說的性能價格比指標。
-
⑦標準性: 是縮短研制周期、降低生產成本、利于用戶選購、便于維修的重要措施。采用國際化標準,易于升級換代。
🚀計算機網絡
計算機網絡的定義
:
計算機網絡主要是由一些通用的、可編程的硬件互連而成的,而這些硬件并非專門用來實現某一特定目的。這些可編程的硬件能夠用來傳送多種不同類型的數據,并能支持廣泛和日益增長的應用。
計算機網絡的功能
:
①資源共享:共享網絡資源是開發計算機網絡的動機之一,網絡資源包括 計算機硬件、軟件和數據 ,通過資源共享,消除了用戶使用計算機資源受地理位置的限制,也避免了資源的重復設置而造成的浪費。
硬件資源:是共享其他資源的基礎,包括 處理機,內(外)存儲器,輸入/輸出設備 等。
軟件資源:各種 語言處理程序,服務程序,應用程序 等。
數據:包括 數據文件和大量的電子文檔(包括音頻和視頻文件) 。
②數據通信:是計算機網絡的基本功能,計算機聯網后,為用戶互通信息提供了一個公用的通信平臺。
③提高系統可靠性
④有利于負載均衡
⑤提供靈活的工作環境
計算機網絡的性能指標
:
①速率: 計算機網絡中的主機在信道上單位時間內傳輸的數據量,單位 比特/秒(b/s)。
速率較高,可在b/s前加字母:k(103)、M(10?)、G(10?)、T(1012)、P(101?)、E(101?)
②帶寬: 某個信號所具有的頻帶寬度,帶寬越寬、傳輸速率越高,單位 比特/秒(b/s)。
③吞吐量: 單位時間內通過某個網絡(或信道、接口)的數據量,單位 比特/秒(b/s)。
④時延: 數據從一端傳送到另一端所需要的時間,計算機網絡的時延由以下幾個部分組成:
- 發送時延:
發送時延 = 數據幀長度(b) / 信道帶寬(b/s)
- 傳播時延:
傳播時延 = 信道長度(m) / 電磁波在信道中的傳播速率(m/s)
-
- 電磁波在自由空間的傳播速率是光速(3.0*10?km/s),在銅線電纜中的傳播速率是
2.3*10?km/s
,在光纜中的傳播速率是2.0*10?km/s
。
- 電磁波在自由空間的傳播速率是光速(3.0*10?km/s),在銅線電纜中的傳播速率是
- 處理時延
- 排隊時延
⑤時延帶寬積: 時延帶寬積 = 傳播時延 * 帶寬
⑥利用率: 利用率分為網絡利用率和信道利用率。
- 信道利用率:規定時間內信道上用于傳輸數據的時間比例,若信道未傳輸數據,利用率為0。
- 網絡利用率:全網絡的信道利用率的加權平均值。
網絡協議的三要素
:
- 語法: 規定協議元素(數據和控制信息)的格式;
- 語義: 規定通信雙方做出何種動作和響應,發出何種控制信息;
- 同步: 規定通信事件發生的順序并詳細說明;
🚀物理層
消息和信息
:
消息和信息的區別: 消息是信息的載體,消息中可能包含有信息,但消息和信息是兩個不同的概念。
消息包含信息量的多少: 根據香農的理論,一條消息包含信息的多少稱之為信息量。信息量的大小與消息所描述事件的出現概率有關。如果一條消息所表示的事件是必然事件,即該事件發生的概率為1,則該消息所傳遞的信息量應該為0。如果一條消息表示的是一個根本不可能發生的事件,那么這條消息就含有無窮的信息量。香農規定,一條消息所荷載的信息量I
,等于它所表示的事件發生的概率p
的倒數的對數。即信息量為:
信號
:
- 隨機信號與確知信號的區別:
-
- 隨機信號:取值不確定,且不能實現確切預知的信號。
- 確知信號:取值在任何時間都是確定的和可預知的信號。
- 嚴格的講,除了實驗室可產生有規律的信號外,一般的信號都是隨機的。
傳輸方式
:
- 基帶傳輸和頻帶傳輸:
基帶傳輸:不搬移數據信號頻譜的傳輸體制。基帶信號包含的頻率成分范圍極寬,故只限在能通過此頻率分量的線路上使用。
頻帶傳輸:一種利用調制解調器搬移數據信號頻譜的傳輸體制,搬移頻譜的目的是為了適應傳輸信道的頻率特性。
- 串行傳輸和并行傳輸:
串行傳輸:數據在一個信道上按位依次傳輸的方式。
并行傳輸:數據在多個信道上同時傳輸的方式。
- 異步傳輸和同步傳輸:
異步傳輸:對每一個傳送的字符一般都附加有一個起始位和一個停止位。
同步傳輸:通常不是獨立地發送每個字符(每個字符都有自己地開始位和停止位),而是把它們組合起來構成數據幀進行傳輸。
-
區別:
-
- ①異步傳輸是面向字符 的傳輸,而同步傳輸是面向比特 的傳輸。
- ②異步傳輸的單位是字符 ,同步傳輸的單位是幀 。
- ③異步傳輸通過字符起止的起始位和停止位 來實現,而同步傳輸則需從數據中抽取同步信息 。
- ④異步傳輸對時序的要求較低,同步傳輸往往通過特定的時鐘線路協調時序。
- ⑤異步傳輸相對于同步傳輸效率較低 。
- 單工、半雙工和全雙工傳輸:
單工傳輸:兩數據站之間只能沿一個指定的方向傳送數據信號。
半雙工傳輸:兩數據站之間能夠在兩個方向上傳送數據信號,但不能同時進行。
全雙傳輸:兩數據站之間能夠在兩個方向上同時傳送數據信號。
傳輸速率(考計算)
:
- 調制速率
調制速率RB
表示信號在調制過程中,單位時間內調制信號波形的變換次數,即單位時間內所能調制的次數,簡稱波特率,單位 波特(baud)。 如果一個單位調制信號波的時間長度為T
秒,則:調制速率RB = 1 / T(s)(baud)
- 數據信號速率
數據信號速率Rb
簡稱比特率,表示單位時間內通過信道的信息量,單位 比特/秒(b/s):
多狀態的調制信號,如多相調制中的 4相和 8 相調制,多電平調幅中的 4 電平和8 電平調制等。在 4 相制調制中,單位調制信號波包含著2 位的信息量 ; 在 8 制調制中,單位調制信號波包含3位的信息量 。
傳輸損傷
:
ITU-T推薦使用誤碼、抖動、漂移、滑動和時延 等來表示數字傳輸損傷:
- ①誤碼:信號在傳輸過程中碼元發生的差錯,即接收與發送數字信號的單個數字之間的差異。
- ②抖動:碼元出現的時刻隨事件頻繁地變化,即各有效瞬間相對于理想時間位置的短時間偏移。
- ③漂移:碼元各有效瞬間相對于理想時間位置地長期緩慢偏移。
- ④滑動:一個信號序列在傳輸過程中,不可恢復地丟失或增加若干碼元。
- ⑤時延:信號的各有效瞬間相對于理想時間位置的滯后或推遲。
傳輸損傷產生的原因:
①源于外界環境干擾和設備內部的技術缺陷。
②來自傳輸損傷之間的互相影響或轉化。
傳輸質量
:
傳輸損傷對傳輸質量的影響,可用以下指標加以描述:
- 衰減和增益
衰減 :當信號沿傳輸介質傳輸時,因其中的部分能力轉換成熱能或被傳輸介質所吸收,信號強度會不斷減弱,這種現象稱為衰減。
衰減和增益的關系 :當信號通過傳輸系統時,若輸出端功率P2
小于輸入端功率P1
,則信號在系統中經過了衰減,反之,則認為信號在傳輸系統中得到了增益。
- 失真
信號通過傳輸系統時,其波形可能發生畸變,這種現象稱為失真。
衰減失真(振幅失真): 由衰減所引起的失真,這種失真與信號的頻率有關,主要來源于音頻電纜與系統中的濾波器。
相位失真(群時延失真): 由路線的相位-頻率特性的非線性或不同頻率分量的傳播速度不一致導致的失真,也主要來源于音頻電纜與系統中的濾波器。
衰減失真和群時延失真 對數據傳輸的主要影響是使得碼元信號波形展寬,從而引起碼間串擾 ,這是傳輸速率受到限制的主要原因。通過增加碼元寬度和采用均衡等措施 可以減少碼間串擾的影響。
- 畸變
衰減和失真時是引發數字信號畸變的主要原因。
-
①規則畸變: 信號波形按一定的法則有規律地發生代碼畸變,這是由電源電壓不平衡,電平變動,調制解調器調整不良等因素引起的,規則畸變分為偏畸變和特性畸變。
-
- 偏畸變:
-
- 正偏:使
1
時間伸長,使0
時間 縮短。 - 負偏:使
0
時間伸長,使1
時間 縮短。
- 正偏:使
- 特性畸變: 由信道、濾波器和調制解調器特性等因素形成得頻帶受限 以及群時延失真 造成。
-
- 正特性畸變:使得
短1
和短0
兩者都伸長。 - 負特性畸變:使得
短1
和短0
兩者都縮短。
- 正特性畸變:使得
-
②不規則畸變: 指無規律地發生代碼畸變,傳輸信道的噪音、串音和設備不規則的調制等是引起不規則畸變的原因。
- 噪聲和干擾
-
噪聲: 指那些額外混進來的非期望信號, 這是制約傳輸系統性能的重要因素。
-
-
①熱噪聲: 即服從正態分布而功率譜密度又是均勻分布的噪聲,又稱為高斯白噪聲。
-
-
-
②交調噪聲:是多個不同頻率的信號公用同一傳輸介質可能產生的噪聲,是出現在系統輸出端的一些附加的頻率成分。
-
③串音:串音是一條信號道路中的信號在另一條信號道路上產生的干擾信號,又稱串擾。
-
④脈沖噪聲:脈沖噪聲是一種突發的振幅很大且持續時間很短,耦合到信號通路中的非連續的尖峰脈沖引起的干擾信號。脈沖噪聲對語音通信的危害并不十分顯著,然而它卻是數據通信出現差錯的主要根源 。
-
-
干擾:
-
- 環境干擾:大氣干擾、城區人為干擾、非惡意的鄰道干擾。
- 人為惡意干擾:帶有惡意或敵意的人為干擾。
- 信噪比
信噪比SNR(Signal Noise Rate),用來描述信號在傳輸過程中不可避免受到噪聲影響的度量,該值越高越好。信噪比SNR指在信號通路的某一點上,信號有效功率PS與混在信號中的噪聲有效功率PN之比值
- 誤碼率
度量誤碼損傷的嚴重程度一般用下述兩個指標:
-
①平均誤碼率
-
-
-
②誤碼秒平均時間百分數
-
-
信道容量的計算
:
- 信道容量:信道容量是信道在單位時間里所能傳輸信息的最大速率,單位 比特/秒 (b/s)
- 模擬信道容量的計算
- 數字信道容量的計算
模擬信號的抽樣
:
- 低通模擬信號的抽樣
模擬信號通常是在時間上連續的信號,對這種信號在一系列離散的時間點上,進行抽取其樣值,我們稱這種操作為抽樣。
對一個帶寬有限的連續模擬信號進行抽樣是,若抽樣速率足夠高,則這些抽樣值就能夠完全代表原模擬信號。
- 帶通模擬信號的抽樣
- 模擬脈沖調制
一個周期性脈沖序列具有 4 個參量:脈沖重復周期、脈沖振幅、脈沖寬度和脈沖相位(位置) 。其中脈沖重復周期也就是抽樣周期,其值一般由抽樣定理決定,因此只有其他3個參量可以受調制。
- 脈沖振幅調制 PAM :把周期性的脈沖序列看作非正弦載波,而把抽樣過程看作用模擬信號(見圖 4-3(a))對它進行振幅調制。
- 脈沖寬度調制 PDM :將PAM信號的振幅變化按比例地變換成脈沖寬度的變化。
- 脈沖位置調制 PPM :將PAM信號的振幅變化按比例地變換成脈沖相位(位置)的變化
上述各種類型的調制,雖然在時間上是離散的,因它們代表信息的參量仍然是可以連續變化的,所以仍然是模擬調制。而這些已調信號也屬于模擬信號。
抽樣模擬信號的量化
:
- 脈沖編碼調制 PCM
常用的編碼方法有以下兩種:自然二進制碼和折疊二進制碼。
數字基帶傳輸技術
:
- 為什么要研究基帶傳輸?
①基帶傳輸是近距離數據通信廣泛采用的一種傳輸方式,頗有實用價值;
②大多數數據傳輸系統在對傳輸信號進行與信道匹配的調制之前,都有一個處理基帶波形的過程;
③理論上可以證明,任何一個采用線性調制的帶通傳輸系統總是可以由一個等效的基帶傳輸系統所替代;
基帶傳輸對信號的要求
:
基帶信號的波形
:
數據交換技術
:
- 電路交換
根據一方的請求在一對站(或數據終端)之間建立的電氣連接過程,其接續路徑采用物理連接。
- 報文交換
為了克服電路交換存在的缺點,提出了報文交換的思想。
- 分組交換
分組交換,報文分組交換的簡稱,又稱為包交換,不同于報文交換將整個報文作為交換單位,分組交換將一份較長的報文分解成若干個定長的分組,每個分組前加上報頭和報尾。
- 三種交換技術的通信過程
物理層接口特性
:
物理層協議實際上是數據終端設備DTE
和數據電路終接設備DCE
之間的一組接口 。
-
數據終端設備DTE: 一種具有一定的數據處理和轉發能力的設備,還具有根據協議控制數據通信的功能。
-
數據電路終接設備DCE: 作用是在DTE和數據線路之間提供信號變換和編碼的功能,且負責建立、保持和釋放數據鏈路。
標準化的DTE/DCE接口具有以下4方面特性:
- 機械特性
- 電氣特性
DTE/DCE標準接口的電氣特性規定了DTE/DCE 之間多條信號線的電氣連接及有關電路特性:
DTE/DCE 標準接口的電氣連接有以下 3 種方式:
- 非平衡方式: 這種方式應用于按分立元件設計的非平衡接口。
- 差動接收的非平衡方式: 這種方式應用于按集成電路元件設計的非平衡接口。與前者相比,采用差動輸入方式,有效地減少了邏輯地電位差及外界干擾信號的影響。
- 平衡方式: 這種方式應用于按集成電路元件設計的平衡接口。
- 功能特性
DTE/DCE 標準接口的功能特性主要是對各接口信號線 做出確切的功能定義 以及相互間的操作關系定義 。
- 規程特性
DTE/DCE 標準接口的規程特性 規定了 DTE/DCE 接口信號線之間的相互關系、動作順序及維護測試操作等 內容。規程特性反映了通信雙方在數據通信過程中可能發生的各種事件。
🚀數據鏈路層
物理層與數據鏈路層的區別
:
-
物理層:
-
- 網絡體系結構最底層 ,指在連接開放系統的物理介質上為上鄰的數據鏈路層提供傳送比特流的一個物理連接 。
-
數據鏈路層:
-
- 網絡體系結構次低層 ,按信道通信方式分為兩種類型。
-
- ①一對一通信方式的點對點信道。
- ②一對多通信方式的廣播信道。
數據鏈路層的主要功能
:
- (1)鏈路管理 對于面向連接的服務,數據鏈路層必須對數據鏈路的建立、維持和釋放實施管理。
- (2)幀定界 數據鏈路層以幀為單位傳送數據。幀定界的作用就在于接收端能夠從收到的比特流中準確地確定幀的邊界位置,即一幀的開始和結束。
- (3)透明傳輸 所謂透明傳輸是指不管鏈路上傳輸的是何種形式的比特組合,都不會影響數據傳輸的正常進行。
- (4)流量控制 流量控制的實質是控制發送方的發送數據速率,不應超過接收方所能承受的能力。數據鏈路層和傳輸層都具有流量控制的功能,但它們的流量控制的對象不同。數據鏈路層控制的是相鄰兩結點之間數據鏈路上的流量,而傳輸層控制的則是從源點到終點之間的流量。
- (5)差錯檢測 差錯檢測是指數據在傳輸過程中檢測是否存在差錯的一種技術。通常采用在被發送的比特流后面附加差錯檢測碼,接收端根據接收到的比特流重新計算差錯檢測碼,然后與收到的差錯檢測碼相比較,指出差錯的存在與否
幀定界
:
幀定界 (framing)就是確定幀的邊界,從傳送的比特流中正確地分離出來。幀定界可采用下面4種方法。
- 字節填充法
以標志字節FLAG
作為幀定界。
當標志字節出現在待傳送的數據信息當中時,就會被誤認為是幀的邊界。解決方式:發送端的數據鏈路層在出現標志字節前插入一個轉義字符 (ESC
);接收端的數據鏈路層在將數據送往網絡層之前刪除掉這個轉義字符。這種技術稱為字節填充 (byte stufing)。
如果轉義字符出現在待發送的數據信息當中。解決方式:仍是用一個轉義字符來填充。
- 比特填充法
以標志字節01111110
作為幀定界。
比特填充法,使用零比特插入、刪除
技術:發送端的數據鏈路層遇到數據比特流中出現5個連續“1”的時候,它就自動在輸出比特流中插入一個“0”;接收端遇到 5 個輸入比特為“1”,且后面緊接的是“0”時,自動將其刪除。
- 字節計數法
字節計數法采用一個特定字符來表示一幀的開始 ,隨后使用一字節計數字段指明該幀所要求傳輸的字節數 。接收端通過對特定字符的識別,從比特流中確切地區分出幀的起始位置,接著按照字節計數字段注明的字節數來確定該幀的結束位置。
存在問題: 如果字節計數字段的值在傳輸過程中出現錯誤,那么就無法確定幀的結束邊界。
- 非法比特編碼法
非法比特編碼法僅適用于物理介質上采用特定的比特編碼的場合。特定場合下,將非法比特碼
作為幀定界。
例如,當基帶傳輸碼型采用雙相碼時,每個碼元的中點都存在電平跳變,如以“先高后低”電平變化表示比特“0”,而以“先低后高”電平變化表示比特“1”。這樣,對于碼元中點不發生電平跳變的比特編碼就屬于非法比特編碼,這種非法比特編碼可用作幀的定界。
透明傳輸
:
- 字節填充法中,采用
字節填充技術
實現透明傳輸。 - 比特填充法中,采用
零比特插入、刪除技術
實現透明傳輸。 - 字節計數法中,采用一個特定字符來表示一幀的開始,隨后使用一字節計數字段指明該幀所要求傳輸的字節數。來實現透明傳輸。
差錯檢測
:
PPP 和 PPPoE協議(點對點信道的數據鏈路層協議)
:
- PPP協議的組成 :
①一個將 IP 數據報封裝到串行鏈路的方法 。它既支持異步鏈路,也支持面向比特的同步鏈路。IP 數據報作為 PPP幀 的信息部分,其長度僅受最大傳送單元 MTU的限制。
②一個用來建立、配置和測試數據鏈路連接的鏈路控制協議 LCP (Link Control Protocol) 。該協議允許通信雙方協商一些配置選項。RFC 1661 定義了 11 種 LCP幀 的類型。
③一組網絡控制協議NCP(Network Control Protocol) 。其中的每一個協議支持不同的網絡層協議,如 IP,OSI 網絡層,DECnet 等。
- PPPoE協議:
1999 年還公布了可運行在以太網上的 PPP,即 PPPOE 協議 (PPP over Ethernet) 007,這是一個目前流行于寬帶接入方式 ADSL 使用的數據鏈路層協議。PPPOE基于兩個廣泛接受的標準,即以太網協議和 PPP 協議。
🚀網絡層
數據鏈路層與網絡層的區別
:
- 數據鏈路層主要關注相鄰節點之間的通信,提供點對點的可靠傳輸。
- 網絡層則關注整個網絡的通信,通過路由器進行數據的路由和轉發,使數據能夠跨越多個物理網絡到達目的地。
網絡層提供的服務
:
- 虛電路服務
虛電路服務是網絡層向傳輸層提供 的一種使所有分組都能按序到達目的端系統的可靠的數據傳送方式。 在進行數據通信的兩個端系統之間存在著一條為之服務的虛電路。由于虛電路服務使得所有分組通信經由同一條虛電路,因而這些分組到達目的端系統的順序與發送時的順序是完全一致的。
- 數據報服務
數據報服務則是另一種情況。每一個分組都攜帶完整的目的地址信息,獨立地選擇不同的路由。 由于每個分組經歷的路由不同,到達目的端系統的所花費的時間也不一樣,因而這種服務不能保證分組按發送順序交付給目的端系統。
IP數據報的格式
:
在TCP/IP標準中,各種數據格式常以32位(即4B)為單位加以描述。
- IP數據報的首部
①版本(4 位)。指明 IP 協議的版本號。
②首部長度(4 位)。表示數據報首部的長度。
③)區分服務(8 位)。表示對數據報的服務要求,只在使用區分服務時才起作用。它分為以下6個子字段:
-
- 優先權子字段(3 位)。表示本數據報的優先權的高低,其取值范圍為 0(一般優先權)到 7(網絡控制優先權)。優先權由用戶指定。
- D子字段(1位)。表示要求有更低的時延服務。
- T子字段(1位)。表示要求有更高的吞吐率服務。
- R子字段 (1位)。表示要求有更高的可靠性服務。
- C子字段(1位)。表示要求選擇費用更低廉的路由服務。
- 最后一位留待后用,被置為 0。
④總長度 (16 位)。表示整個 IP 數據報(包括首部和數據)的長度,以字節為單位。
⑤標識(16位)。該字段用于目的主機將數據報各分片重裝成原來的數據報。
⑥ 標志 (3 位)。該字段目前只有后兩位有意義。其中:
- 最低位記作 MF (morefragment),用于把數據報最后一片與前面其他各片區分開來。 MF=1 表示片未完,即該片不是原數據報的最后一片;MF=0 表示該片已是若干數據報分片中的最后一片。
- 次低位 DF(dont Fragment),用來控制數據報是否允許分片。DF=1 表示該數據報不允許分片;DF=0才允許分片。
⑦片偏移(13 位)。表示本片在原數據報中的偏移,偏移量以 8B 為單位。
⑧生存時間(8位)。表示本數據報在網絡中存在的最長壽命,記作 TTL (Time To Live),最初以秒為計量單位。
⑨協議(8 位)。表示此數據報攜帶的數據所使用的協議編號。常用的一些協議和相應協議字段的值如下:
⑩首部檢驗和(16 位)。該字段只用于檢驗數據報的首部,但不包括數據部分。
⑩①源 IP 地址(32 位)和目的 IP 址(32位)。這兩個字段分別表示本數據報的源主機和目的主機的因特網地址。
⑩② 選項和填充 (可變)。選項字段的長度取決于所選取的選項個數,其長度 1~40B。每一選項由3個部分組成:選項碼 (1B)、長度(B)和項數據 (由"長度"部分決定)。而選項碼又由復制(1 位)、選項類(2 位)和選項號(5 位)三部分組成。
- IP數據報的數據部分
數據部分用于封裝上層(傳輸層)報文,表示所發送數據報的具體內容,其長度以字節計,數據報的最大長度(含首部)為65535B
。
內部網關協議
:
- 路由信息協議
RIP
- RIP協議三個特點:
-
- ①路由器僅與相鄰的路由器交換路由信息
- ②路由器交換的是當前本路由器所知道的所有路由信息。
- ③路由器按照規定的時間間隔或網絡拓撲發生變化是,才與相鄰路由交換路由信息。
-
距離向量算法:
-
🚀傳輸層
UDP主要特點
:
UDP主要特點
:
TCP傳輸控制
:
-
- 可靠傳輸的基本原理
- 停止等待協議(又稱 自動重傳請求ARQ)
-
- ①A發送完一個分組后,等待B發回應答。B收到一個分組,如果未檢測出傳輸過程中出現的差錯,則向A發回確認應答。A收到確認應答后再發送下一個分組。
- ② B 收到 A 發來的一個分組,如果檢測出傳輸過程中出現差錯,則丟棄該分組;或者分組在傳送過程中丟失,則 A 通過超時計時器的超時,再重傳前面發送過的分組。
- ③B 收到 A 發來的一個分組,如果未測出傳輸過程中出現差錯,則發回一個確認應答,但這個確認應答卻在回傳過程中丟失了。此時,A 在設定的超時重傳時間內沒有收到確認,也無法知道是自己發送的分組出錯或丟失,還是 B 發回的確認丟失了。因此,只能在A 超時計時器超時后重傳前面發送過的分組。
- ④B 收到 A 發來的一個分組,如果未檢測出傳輸過程中出現差錯,則發回一個確認應答,但這個確認應答卻在回傳過程中延誤了。此時,A 因在設定的超時重傳時間內沒有收到確認,只得超時重傳。當 B 再次收到重傳的分組時,應丟棄該重傳分組,并向 A 發送確認。A 收到確認后,即發送下一個分組。A 對遲到確認則以丟棄處理。
- 連續ARQ協議
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- ①A 在發送完一個分組后,不是停下來等待應答的到來,而是連續地再發送若干個分組。
- ②B 收到 A 發來的分組,只按序接收沒有差錯的分組,并給出相應的確認應答,或者只對按序到達的無差錯的最后一個分組發送確認應答。對于檢測出差錯的分組則丟棄。
- ③A 在每發完一個分組時都要開啟該分組的超時計時器。如果在所設置的超時時間內收到了確認應答,就立即將超時計時器清零。若在設置的超時時間內未收到確認應答,則要重傳前面發送過的分組。(可采用選擇重傳策略:只重傳出現錯誤的分組。)
- ④如果B檢測出傳輸過程中出現的差錯、丟失或延誤,則丟棄該分組;或者分組在傳送過程中丟失,則 A 通過超時計時器的超時,再重傳前面發送過的分組。
- 序號確認
即時確認: 接收端收到的數據正確而且被接受,就立即返回一個確認報文。
累積確認: 接收端收到的數據正確而且被接受,先將其作為需要確認的報文記錄在案,再收到幾個分組后,只對按序到達的最后一個分組發送確認。
- 流量控制
- 滑動窗口(TCP實現流量控制的機制):
- 滑動窗口 前沿與后沿的變化:
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- 后沿:
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- ①不動:未收到新的確認
- ②前移:收到新的確認
- ③不允許后移,因為不能撤銷已收到的確認。
- 前沿:
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- ①前沿通常不斷地向前移動。
- ②沒有收到新的確認時,前沿不動。
- ③收到新的確認但接收端通知發送窗口要縮小,可能使得前沿正好不動。
- 發送控制
- TCP控制報文段發送的3種機制:
①TCP 維持一個變量,它等于最大報文長度 MSS。只要緩沖區中存放的數據達到 MSS字節時,就組裝成一個報文段發送出去。
②由發送端的應用進程指明要求發送報文段,利用 TCP 報文段格式中控制字段的推送操作位(push)的作用。接收端 TCP 收到此報文段后,就盡快地交付給接收端的應用進程,而不再等到整個緩沖區都填滿了以后再向上交付。
③發送端設置一個計時器,待計時器所設置的時間一到,就把當前緩沖區中的數據裝入報文段(長度不超過 MSS)發送出去。但問題在于如何控制 TCP 發送報文段的時機。
- 重傳控制
在傳送報文過程中,凡是出現下列兩種情況都必須將該報文段重新發送:
①報文段在傳輸過程中受損,但仍能到達接收端。該報文段被接收端檢驗發現差錯,接受實體便將其丟棄。此后,發送端等待應答超時,必須重傳原來發送過的報文段。
②報文段在傳輸過程中丟失,沒能到達接收端目的站,由于發送端的傳輸實體并不知道這個報文段的傳輸已經失敗,所以也高重傳原來發送過的報文段。
TCP擁塞控制
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擁塞: 當對網絡中某一資源的需求超過了該資源所能提供的能力,而導致網絡性能的下降。
- TCP擁塞控制的方法:
- 慢啟動和擁塞避免
- 快重傳和快恢復