计算机网络

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因特网概述

计算机网络定义 简单定义： 一些互相连接、自治的计算机的集合 较好定义： 由一些通用的、可编程的硬件互连而成，而这些精简并非专门用来实现某一特定目的。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用

网络 互联(连)网 英特网 网络 由若干节点和连接这些结点的链路组成 多个网络可以通过路由器连起来 这样就构成一个覆盖范围更大的网络 即因特网(互联网) 因此互联网是网络的网络 因特网 是世界上最大的网络 因特网发展三个阶段 从单个网络ARPANET向互联网发展 逐步建成三级结构的因特网 逐步形成了多层次ISP结构的因特网 英特网服务提供者ISP Internet Service Provide 用户通过ISP向英特网发出请求，介入到英特网 如(电信 联通 移动)

英特网组成

  • 边缘部分 所有连接在英特网的主机组成 这部分用户直接使用 用来进行通信和资源共享(传输数据 音频 视屏)
  • 核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由器组成 这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)

分类 按交换技术分了

  • 电路交换网络
  • 报文交换网络
  • 分组交换网络 按照使用者分类
  • 公用网
  • 专用网 按传输介质分类
  • 有线网络
  • 无线网络 按照覆盖范围分类
  • 广域网WAN
  • 城域网MAN
  • 局域网LAN
  • 个域网PAN

三种交换方式

  1. 电路交换 建立时间长 线路独占 眼是小

    • 电话交换机接通电话线的方式成为电路交换
    • 从通信资源分配角度来看 交换就是按照某种方式动态分配传输线路的资源
    • 电路交换三步骤
      1. 建立连接
      2. 通话
      3. 释放连接

  2. 分组交换 需要额外的信息量 可能存在数据丢失 引起转发延迟 将发送的数据称作为报文 步骤：

    1. 把较长的报文划分为跟小的等长数据段
    2. 在数据段前加入一些由必要的控制信息组成的首部后构成一个分组 称之为"包" 首部可称为"包头"
    3. 分组交换(路由)机接收到一个分组后将其暂时保存起来 检查其首部 按照首部中的目的地址进行查表转发 找到合适的转发接口 通过接口将分组转发给下一个分组交换机
    4. 接收到数据后去其首部将内容拼接起来

    分组过程中的两组情况：

    1. 各分组从源站到目的站可以走不同的路径(不同路由)
    2. 分组乱序 分组到达目的站的熟悉女不一定于分组在源站的发送顺序相同

  3. 报文交换 需要较大存储缓存空间

    报文整个地发送，一次一跳。报文交换是分组交换的前身。 报文交换的主要特点是：存储接收到的报文，判断其目标地址以选择路由，最后，在下一跳路由空闲时，将数据转发给下一跳路由。报文交换系统现今都由分组交换或电路交换网络所承载。

体系结构域参考模型 OSI参考模型

  • 应 用 层(Application Layer) 确定进程之间通信的性质以满足用户需要以及提供网络与用户应用软件之间的接口服务
  • 表 示 层(Presentation Layer) 提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作都由表示层负责。
  • 会 话 层(Session Layer) 数据传送的单位不再另外命名，统称为报文。提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制
  • 传 输 层(Transport Layer) 为两个端系统（也就是源站和目的站）的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能。信息的传送单位是报文
  • 网 络 层(Network Layer) 网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点
  • 数 据 链 路 层(Data Link Layer) 无差错的传送以帧为单位的数据
  • 物 理 层(Physical Layer) 物理媒体，如双纽线、同轴电缆 TCP/IP 模型
  • 应用层
  • 传输层
  • 网络层
  • 物理层 五层参考模型
  • 应用层
  • 运输层
  • 网络层
  • 数据链路层
  • 物理层

数据链路层

点对点信道

封装成帧

数据链路层给上层教父的协议数据单元添加帧头和帧尾 帧头和帧尾作用之一就是帧定界 透明传输 指对上层交付的传输数据么有任何限制 好比该层不存在一般 防止出现帧误判现象 在帧定界前插入一个转义字符（零比特填充法） 零比特填充法：每5个1后面加一个0 MAC帧=6目的地址+6源地址+2类型+46-1500数据载荷+6字节FCS帧检测序列 PPP帧 = 1标志+1地址+1控制+2协议+1500以内数据载荷+2FCS+1标志

差错检测

比特差错:比特在传输过程中产生差错：1->0，0->1 传输差错还包括：分组丢失 分组失序 分组重复 误码率：传输错误的比特/比特总数 方法：

  1. 奇偶校验：在待发送数据后加入1为奇偶校验位 使所有的“1”的个数为奇或偶
  2. 循环冗余校验CRC：
    • 接收双方约定好一个生成多项式G(X)
    • 计算冗余吗 添加到数据后面一起传输
    • 接收方通过生成多项式计算收到的数据是否产生误码

可靠传输

可靠传输：发送方发什么接收方就收什么 不可靠传输：仅仅丢弃有误的帧
有线链路误码率低不要求数据链路层向上提供可靠传输服务 无线链路易受干扰，因此必须向上层提供可靠传输服务

可靠传输的实现机制

  1. 停止等待协议 发送方发送DATA(0,1,2...) 接收方接收到后发送ACK(0,1,2...) 后面数值为数据分组编号 如果DATA丢失 存在超时计时器(时间为往返时常)
  2. 回退N帧协议GBN 相当于在停止等待协议之上加了一个缓存 如果遇到差错情况 “缓冲区”首位会移动到该出错点进行重新上传 接收方发送的ACK会一直停留在出错前一点 停止等待协议 Wt = 1 回退N帧协议 Wt < 2^n -1
  3. 选择重传协议SR 在“缓冲区”的基础上，如果出现错误，窗口滑动至出错口前，发送方重新发送填满该窗口后，两边窗口才可以正常移动

点对点协议PPP

用户通过PPPoE协议-->ISP(电信移动...)通信 <==> 因特网

媒体介入控制

静态划分信道

频分多址
时分多址
码分多址

动态介入控制

受控介入
随机接入

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