計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)課

1、12概述: 1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 1.2 網(wǎng)絡(luò)硬件 1.3 網(wǎng)絡(luò)軟件 1.4 參考模型3 一、什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一、什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)通信通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)與通信的相互結(jié)合主要有兩個(gè)方面計(jì)算機(jī)與通信的相互結(jié)合主要有兩個(gè)方面:通信網(wǎng)絡(luò)為計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳遞和交換提供了必要的手段；通信網(wǎng)絡(luò)為計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳遞和交換提供了必要的手段；數(shù)字計(jì)算技術(shù)的發(fā)展?jié)B透到通信技術(shù)中，又提高了通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)字計(jì)算技術(shù)的發(fā)展?jié)B透到通信技術(shù)中，又提高了通信網(wǎng)絡(luò)的各種性能。的各種性能。4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義:凡是利用通信設(shè)備和線路按不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將位于不同地理不同地理位置位置、功能獨(dú)立的功

2、能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)軟件（網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中硬件、軟件資源共享資源共享和信息傳遞信息傳遞的系統(tǒng)。5 分類標(biāo)準(zhǔn)：分類標(biāo)準(zhǔn)：傳輸技術(shù)傳輸技術(shù) 與與 范圍規(guī)模范圍規(guī)模 兩類傳輸技術(shù)： 廣播廣播: A packet is sent to all destinations by using a special code in the address field, which is received and processed by every machine on the network. 組播組播: A packet is onl

3、y allowed it sent to a subset of the network.廣播鏈路廣播鏈路2. 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路 單播單播: Point-to-point transmission with one sender and one receiver.63. 廣播局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)廣播局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.2.1 局域網(wǎng)局域網(wǎng)(a) Bus 總線總線 (b) Ring令牌令牌Bus: IEEE 802.3( Ethernet), is a bus-based broadcast network with decentralized control. Ring: IEEE 802.5

4、Token Ring: IEEE 802.471.2.3 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī)主機(jī)子網(wǎng)子網(wǎng)傳輸線路傳輸線路路由器路由器81.2.3 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)A stream of packets from sender to receiver. Store-and-Forward or Packet-Switched technology存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)或分組交換存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)或分組交換 Routing Algorithm路由算法路由算法91.3.1 協(xié)議體系結(jié)構(gòu)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)層層, 協(xié)議協(xié)議, 接口接口101、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能的分層l計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能是為地理位置不同的計(jì)算機(jī)用戶之間提供訪問(wèn)通路。l下述功能是必

5、須提供的：連接源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)的物理傳輸線路，可以經(jīng)過(guò)中間結(jié)點(diǎn)；每條線路兩端的結(jié)點(diǎn)利用波形進(jìn)行二進(jìn)制通信；無(wú)差錯(cuò)的信息傳送多個(gè)用戶共享一條物理線路按照地址信息，進(jìn)行路由選擇11信息緩沖和流量控制會(huì)話控制滿足各種用戶、各種應(yīng)用的訪問(wèn)要求l上述功能有三個(gè)顯著特點(diǎn)上述功能必須同時(shí)滿足一對(duì)用戶用戶之間的通信功能是相互的這些功能分散在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和用戶設(shè)備中。l一般人們采用“層次結(jié)構(gòu)”的方法來(lái)描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，即：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中提供的功能是分成層次的。122、協(xié)議和協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)l協(xié)議的定義和組成層次結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能中，最重要的功能是通信功能這種通信功能主要涉及同一層次中通信雙方的相互作用位于不同計(jì)算機(jī)

6、上進(jìn)行對(duì)話的第N層通信各方可分別看成是一種進(jìn)程，稱為對(duì)等（同等）進(jìn)程。協(xié)議（Protocol）： 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)同等層次中，通信雙方進(jìn)行信息交換時(shí)必須遵守的規(guī)則。13協(xié)議的組成l語(yǔ)法（syntax）：以二進(jìn)制形式表示的命令和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)l語(yǔ)義（semantics）：由發(fā)出的命令請(qǐng)求，完成的動(dòng)作和回送的響應(yīng)組成的集合l定時(shí)關(guān)系（timing）：有關(guān)事件順序的說(shuō)明l協(xié)議的分層和層間結(jié)構(gòu)協(xié)議的分層原則 （layering principle）lLayer N software on the destination computer must receive exactly the message sent

7、 by layer N software on the sending computer. Mathematically, if the sender applies a transformation T, the receiver must apply the inverse T-1.l協(xié)議分層要保證整個(gè)通信系統(tǒng)功能完備、高效。14每一相鄰層之間有一個(gè)接口（Interface），它定義了下層向上層提供的原語(yǔ)操作和服務(wù)。對(duì)于第N層協(xié)議來(lái)說(shuō)，它有如下特性l不知道上、下層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)l獨(dú)立完成某種功能l為上層提供服務(wù)l使用下層提供的服務(wù)153、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)l基本術(shù)語(yǔ)與分層結(jié)構(gòu)接口：定義了下層

8、向上層提供的原語(yǔ)操作和服務(wù)。協(xié)議：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)同等層次中，通信雙方進(jìn)行信息交換時(shí)必須遵守的規(guī)則。服務(wù)：層間交換信息時(shí)必須遵守的規(guī)則。服務(wù)和協(xié)議的關(guān)系服務(wù)提供者，服務(wù)用戶161.4.2 OSI（Open System Interconnection）參考模型l1983年ISO 的 OSI 模型正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)物理層（The Physical Layer）：在物理線路上傳輸原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位（基本網(wǎng)絡(luò)硬件）數(shù)據(jù)鏈路層（The Data Link Layer）：在有差錯(cuò)的物理線路上提供無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸（Frame）網(wǎng)絡(luò)層（The Network Layer）：控制通信子網(wǎng)提供源點(diǎn)到目的站點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送（

9、Packet）傳輸層（The Transport Layer）：為用戶提供端到端的可靠數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。1.4 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（5）17會(huì)話層（The Session Layer）：為用戶提供會(huì)話控制服務(wù)（安全認(rèn)證）ltoken management and synchronization （insert checkpoints into the data stream）表示層（The Presentation Layer）：為用戶提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和表示服務(wù)。應(yīng)用層（The Application Layer）1.4 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（6）18191.4.3 TCP/IP 參考模型l

10、以 TCP/IP 協(xié)議為核心的 Internet 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)物理層：在物理線路上傳輸原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)鏈路層：在有差錯(cuò)的物理線路上提供無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸lTCP/IP 參考模型把第1層和第2層合起來(lái)稱為：Host-to- NetworkInternet層（網(wǎng)絡(luò)層）：控制通信子網(wǎng)提供源點(diǎn)到目的點(diǎn)的 IP 包傳送1.4 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（7）20運(yùn)輸層：提供端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。TCP 和 UDP應(yīng)用層：提供各種 Internet 管理和應(yīng)用服務(wù)功能lTCP/IP 與 OSI 的比較1.4 典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型（8）212.1 數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ) 有關(guān)信號(hào)的幾個(gè)基本概

11、念：有關(guān)信號(hào)的幾個(gè)基本概念： 單工，半雙工，全雙工單工，半雙工，全雙工 模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)，基帶信號(hào)，寬帶信號(hào)模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)，基帶信號(hào)，寬帶信號(hào) 數(shù)據(jù)通信中的幾個(gè)主要指標(biāo)：數(shù)據(jù)通信中的幾個(gè)主要指標(biāo)： 帶寬，信號(hào)傳輸速率，數(shù)據(jù)傳輸率，信號(hào)容量帶寬，信號(hào)傳輸速率，數(shù)據(jù)傳輸率，信號(hào)容量 Nyquist定理：定理：理想信道、無(wú)噪聲信道理想信道、無(wú)噪聲信道 Shannon定理：有噪聲信道定理：有噪聲信道222.2.2 雙絞線雙絞線2.2.4 光纖光纖2.2.3 同軸電纜同軸電纜232.5.1 電話系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電話系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)全連接網(wǎng)絡(luò)全連接網(wǎng)絡(luò)集中交換集中交換 二級(jí)層次結(jié)構(gòu)二級(jí)層次結(jié)構(gòu)電話系統(tǒng)組成電話

12、系統(tǒng)組成本地回路本地回路干線干線 交換局交換局 24Modem：最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種：調(diào)幅(AM)調(diào)頻(FM)調(diào)相(PM)Figure 2-25. (a) QPSK. (b) QAM-16. (c) QAM-64. most modems sample 2400 times/sec and focus on getting more bits per sample. 2400-baud 25ADSLADSL的原理：的原理： 傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)使用的是銅線的低頻部分（傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)使用的是銅線的低頻部分（4 4kHzkHz以下頻以下頻段）。而段）。而ADSLADSL采用采用DMTDMT（

13、離散多音頻）技術(shù)，將原先電話線路離散多音頻）技術(shù)，將原先電話線路0 0HzHz到到1.11.1MHzMHz頻段劃分成頻段劃分成256256個(gè)頻寬為個(gè)頻寬為4.34.3kHzkHz的子頻帶。其中，的子頻帶。其中，4 4kHzkHz以下頻段仍用于傳送以下頻段仍用于傳送POTSPOTS（傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)），信道傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)），信道1 15 5沒(méi)沒(méi)有被使用，剩余有被使用，剩余250250條信道用來(lái)傳送上行信號(hào)條信道用來(lái)傳送上行信號(hào)( (upstream )upstream )和下和下行信號(hào)行信號(hào)( (downstream )downstream )。Figure 2-28. Operation of AD

14、SL using discrete multitone modulation.26 FDM: 頻分多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用技術(shù) WDM: 波分多路復(fù)用技術(shù)波分多路復(fù)用技術(shù) TDM: 時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)時(shí)分多路復(fù)用技術(shù) SONET/SDH: 同步光纖技術(shù)同步光纖技術(shù)/同步數(shù)字分級(jí)結(jié)構(gòu)同步數(shù)字分級(jí)結(jié)構(gòu)27基本概念基本概念:結(jié)點(diǎn)（結(jié)點(diǎn)（node）：）：網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)（網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)（host）和路由器和路由器（router）。）。鏈路鏈路（link）：通信路徑上連接通信路徑上連接相鄰結(jié)點(diǎn)相鄰結(jié)點(diǎn)的通信信的通信信道，中間沒(méi)有任何其他的交換結(jié)點(diǎn)。一條鏈路只是道，中間沒(méi)有任何其他的交換結(jié)點(diǎn)。一條鏈路只是一條通路

15、的一個(gè)組成部分。一條通路的一個(gè)組成部分。數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路( (data link):):要在一根線路上傳送數(shù)據(jù)，除要在一根線路上傳送數(shù)據(jù)，除了要有一條物理線路外，還要有一些必要的規(guī)程來(lái)控了要有一條物理線路外，還要有一些必要的規(guī)程來(lái)控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。將實(shí)現(xiàn)這些規(guī)程的硬件和軟件加制這些數(shù)據(jù)的傳輸。將實(shí)現(xiàn)這些規(guī)程的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。28l通過(guò)一些數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議，在不太可靠的物理鏈路上實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。鏈路管理數(shù)據(jù)成幀(frame) *差錯(cuò)控制(error control)*流量控制(flow control)*透明傳輸尋址29幀同步：以幀為單位

16、進(jìn)行傳送，指出哪里是幀的開幀同步：以幀為單位進(jìn)行傳送，指出哪里是幀的開始和結(jié)束。始和結(jié)束。為什么成幀為什么成幀? 提高傳輸效率提高傳輸效率 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制 成幀方法成幀方法: 字符計(jì)數(shù)法 帶字符填充的首尾字符定界法 帶位填充的首尾標(biāo)記定界法 物理層編碼違例法注意：在很多數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議中，使用字符計(jì)數(shù)法和一種其它方法的組合。30 方法：方法：在幀頭中用一個(gè)域來(lái)表示整個(gè)幀的字符個(gè)數(shù).問(wèn)題：若計(jì)數(shù)出錯(cuò)，對(duì)本幀和后面的幀有影響問(wèn)題：若計(jì)數(shù)出錯(cuò)，對(duì)本幀和后面的幀有影響.60 1 2 3 40 1 2 3 4 5 6 7965 6 7 8 98 9 0 1 2 3 4 59幀1幀2幀3幀460 1 2 3

17、 40 1 2 3 4 5 6 7975 6 7 8 98 9 0 1 2 3 4 59幀1幀2錯(cuò)誤錯(cuò)誤的字符計(jì)數(shù)31方法：幀的起始和結(jié)束都用一個(gè)特殊的位串方法：幀的起始和結(jié)束都用一個(gè)特殊的位串“01111110”01111110”，稱為標(biāo)記，稱為標(biāo)記(flag),(flag), 即即 01111110. 問(wèn)題：?jiǎn)栴}：01111110 在幀中存在在幀中存在 解決解決: 0比特插入刪除技術(shù)比特插入刪除技術(shù)Figure 3-6. Bit stuffing. (a) The original data. (b) The data as they appear on the line. (c) The

18、 data as they are stored in the receivers memory after destuffing.32目的目的:使使DLDL能夠向上層提供無(wú)差錯(cuò)的服務(wù)能夠向上層提供無(wú)差錯(cuò)的服務(wù)(鏈路有干擾鏈路有干擾)基本原理基本原理:接收端向發(fā)送端發(fā)送確認(rèn)信息接收端向發(fā)送端發(fā)送確認(rèn)信息(ACK,NAK)data0ackdata1data0nakdata033 問(wèn)題問(wèn)題: 發(fā)送者發(fā)送數(shù)據(jù)的能力高于接收者的發(fā)送者發(fā)送數(shù)據(jù)的能力高于接收者的接收能力接收能力 解決方法解決方法:1. 基于反饋的流量控制基于反饋的流量控制2. 基于速率的流量控制基于速率的流量控制34生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式

19、G(x) ：r次次(r+1位位)高位與最低位必須為高位與最低位必須為1發(fā)送端編碼：發(fā)送端編碼：1、將要傳送的數(shù)據(jù)位后面加上、將要傳送的數(shù)據(jù)位后面加上r個(gè)個(gè)0， xr M(x)2、用、用xr M(x)除以除以G(x),得到的余數(shù)得到的余數(shù)r(x)3、用用xr M(x)減去余數(shù)減去余數(shù)r(x) ,構(gòu)成要傳輸?shù)臉?gòu)成要傳輸?shù)膎位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)T(x)除以G(x)M(x)待傳數(shù)據(jù) r個(gè)0M(x)待傳數(shù)據(jù) r個(gè)余數(shù)35兩個(gè)假定兩個(gè)假定在完全理想化的情況下，數(shù)據(jù)鏈路層不需要做任何在完全理想化的情況下，數(shù)據(jù)鏈路層不需要做任何差錯(cuò)控制和流量控制：差錯(cuò)控制和流量控制：假設(shè)假設(shè)1：鏈路是理想的傳輸信道，所傳送的任何數(shù)據(jù)

20、既不：鏈路是理想的傳輸信道，所傳送的任何數(shù)據(jù)既不會(huì)出差錯(cuò)也不會(huì)丟失（差錯(cuò)問(wèn)題）會(huì)出差錯(cuò)也不會(huì)丟失（差錯(cuò)問(wèn)題）假設(shè)假設(shè)2：不管發(fā)送方以多快的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，收方總是：不管發(fā)送方以多快的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，收方總是來(lái)得及收下來(lái)得及收下, ,并及時(shí)上交主機(jī)（流量問(wèn)題）并及時(shí)上交主機(jī)（流量問(wèn)題）發(fā)送方發(fā)送方：循環(huán)從網(wǎng)絡(luò)層獲得：循環(huán)從網(wǎng)絡(luò)層獲得packet，封裝成封裝成frame之后發(fā)送之后發(fā)送出去出去 接收方接收方：循環(huán)從物理層獲得：循環(huán)從物理層獲得frame，取出取出packet交給網(wǎng)絡(luò)層交給網(wǎng)絡(luò)層36去掉第二個(gè)假設(shè)去掉第二個(gè)假設(shè)：鏈路不出錯(cuò)，但有可能出現(xiàn)流：鏈路不出錯(cuò)，但有可能出現(xiàn)流量不匹配情況量不匹配情

21、況解決方案解決方案:1. 不現(xiàn)實(shí)的解決方案：簡(jiǎn)單插入一時(shí)延不現(xiàn)實(shí)的解決方案：簡(jiǎn)單插入一時(shí)延t，使得接收方有使得接收方有足夠時(shí)間來(lái)接收和處理。足夠時(shí)間來(lái)接收和處理。 問(wèn)題：?jiǎn)栴}： t選擇困難，且變化選擇困難，且變化現(xiàn)實(shí)的解決方案：讓接收方提供反現(xiàn)實(shí)的解決方案：讓接收方提供反 饋信息給發(fā)送方饋信息給發(fā)送方 發(fā)方發(fā)方：每發(fā)一幀，停止下來(lái)：每發(fā)一幀，停止下來(lái)收方收方：每收到一幀，上交網(wǎng)絡(luò)層，：每收到一幀，上交網(wǎng)絡(luò)層，再發(fā)一個(gè)確認(rèn)給發(fā)方，表示收到再發(fā)一個(gè)確認(rèn)給發(fā)方，表示收到發(fā)方發(fā)方：收到確認(rèn)，再發(fā)下一幀：收到確認(rèn)，再發(fā)下一幀data0ackdata137 去掉兩個(gè)假設(shè)去掉兩個(gè)假設(shè)： 1、信道可能出錯(cuò)信道

22、可能出錯(cuò)，要進(jìn)行差錯(cuò)控制要進(jìn)行差錯(cuò)控制 2、要進(jìn)行流量控制要進(jìn)行流量控制 差錯(cuò)控制編碼與否認(rèn)幀差錯(cuò)控制編碼與否認(rèn)幀(nak)通過(guò)通過(guò)CRC，如如B檢測(cè)有錯(cuò)檢測(cè)有錯(cuò)，則發(fā)則發(fā)NAK（否則否則ACK） A收到收到NAK，則重發(fā)，直到收到，則重發(fā)，直到收到B發(fā)發(fā)來(lái)的來(lái)的ACK為止為止 若若B多次收到多次收到NAK，則向上提示出錯(cuò)，則向上提示出錯(cuò)datanakdata檢查檢查出錯(cuò)出錯(cuò)解決解決了幀出錯(cuò)的問(wèn)題了幀出錯(cuò)的問(wèn)題38數(shù)據(jù)幀丟失數(shù)據(jù)幀丟失data0deadlock超時(shí)重發(fā)超時(shí)重發(fā)(timer)data0data0Tout解決方案解決方案問(wèn)題問(wèn)題139簡(jiǎn)單協(xié)議的問(wèn)題簡(jiǎn)單協(xié)議的問(wèn)題:效率低效率低,一次

23、只能發(fā)送一個(gè)幀一次只能發(fā)送一個(gè)幀當(dāng)傳播時(shí)間比發(fā)送時(shí)間大得多時(shí)當(dāng)傳播時(shí)間比發(fā)送時(shí)間大得多時(shí),效率尤為不可忍受效率尤為不可忍受連續(xù)連續(xù)ARQ思想思想：發(fā)送端發(fā)送端: 在發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，不是停下來(lái)等待應(yīng)答幀，而是可以在發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，不是停下來(lái)等待應(yīng)答幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送下面數(shù)據(jù)幀。如果這時(shí)收到了接收端發(fā)來(lái)的確認(rèn)幀，那么連續(xù)再發(fā)送下面數(shù)據(jù)幀。如果這時(shí)收到了接收端發(fā)來(lái)的確認(rèn)幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀,如果在超時(shí)時(shí)間到時(shí)如果在超時(shí)時(shí)間到時(shí),仍然沒(méi)有收到相應(yīng)幀的確仍然沒(méi)有收到相應(yīng)幀的確認(rèn)幀認(rèn)幀,則重新從這個(gè)幀開始傳起則重新從這個(gè)幀開始傳起(go back N ARQ);接收

24、端接收端: 連續(xù)接收幀連續(xù)接收幀,當(dāng)接收到一個(gè)壞幀時(shí)當(dāng)接收到一個(gè)壞幀時(shí),簡(jiǎn)單丟棄這個(gè)幀和這個(gè)幀以簡(jiǎn)單丟棄這個(gè)幀和這個(gè)幀以后的所有幀后的所有幀,讓它們?cè)诎l(fā)送端超時(shí)讓它們?cè)诎l(fā)送端超時(shí) ,直到收到這個(gè)幀為止。直到收到這個(gè)幀為止。選擇重發(fā)選擇重發(fā)40停止等待協(xié)議和連續(xù)停止等待協(xié)議和連續(xù)ARQ協(xié)議的問(wèn)題協(xié)議的問(wèn)題發(fā)送端發(fā)送端:一次連續(xù)發(fā)送未經(jīng)確認(rèn)的的幀是受到發(fā)送窗口一次連續(xù)發(fā)送未經(jīng)確認(rèn)的的幀是受到發(fā)送窗口(sending window)控制的，只有落到發(fā)送窗口的幀才是可以發(fā)送的控制的，只有落到發(fā)送窗口的幀才是可以發(fā)送的停止等待協(xié)議停止等待協(xié)議:發(fā)送發(fā)送-停止停止-等待等待,效率降低效率降低,當(dāng)傳播時(shí)間比

25、發(fā)送時(shí)間大得當(dāng)傳播時(shí)間比發(fā)送時(shí)間大得多時(shí)多時(shí),性能變得不可接受性能變得不可接受連續(xù)連續(xù)ARQ協(xié)議協(xié)議：未經(jīng)確認(rèn)的幀一次傳送過(guò)多，如果出錯(cuò)，重傳的代價(jià)太大；未經(jīng)確認(rèn)的幀一次傳送過(guò)多，如果出錯(cuò)，重傳的代價(jià)太大；序號(hào)占的位數(shù)過(guò)多，影響效率；一次能夠傳送序號(hào)占的位數(shù)過(guò)多，影響效率；一次能夠傳送1024個(gè)幀，個(gè)幀，10位編號(hào)；位編號(hào)；實(shí)際協(xié)議中，一次連續(xù)傳輸?shù)膸膫€(gè)數(shù)是有限的實(shí)際協(xié)議中，一次連續(xù)傳輸?shù)膸膫€(gè)數(shù)是有限的滑動(dòng)窗口協(xié)議是停止等待協(xié)議和連續(xù)滑動(dòng)窗口協(xié)議是停止等待協(xié)議和連續(xù)ARQ協(xié)議的折協(xié)議的折中中:一次連續(xù)發(fā)送未經(jīng)確認(rèn)的幀的個(gè)數(shù)是有限的一次連續(xù)發(fā)送未經(jīng)確認(rèn)的幀的個(gè)數(shù)是有限的接收端接收端:只有落到

26、接收窗口只有落到接收窗口(receiving window)的幀才是可以接收的的幀才是可以接收的41捎帶捎帶(piggybacking)技術(shù)技術(shù)雙向通信雙向通信雙向通信的幀的種類雙向通信的幀的種類A-B數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀 ,B-A的確認(rèn)幀的確認(rèn)幀B-A數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀 ,A-B的確認(rèn)幀的確認(rèn)幀確認(rèn)幀的長(zhǎng)度很短確認(rèn)幀的長(zhǎng)度很短,但同樣需要幀頭但同樣需要幀頭,校驗(yàn)校驗(yàn),控控制信息和幀尾制信息和幀尾,效率較低效率較低捎帶技術(shù)捎帶技術(shù)(piggybacking)將將A-B的數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)幀, A-B的確認(rèn)幀的確認(rèn)幀,混合在一起混合在一起將將B-A的數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)幀, B-A的確認(rèn)幀的確認(rèn)幀,混合在一起混合在一起實(shí)際

27、上是在一方收到另外一方發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀實(shí)際上是在一方收到另外一方發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀之后之后,不立即回發(fā)確認(rèn)幀給對(duì)方不立即回發(fā)確認(rèn)幀給對(duì)方,而是等本站有而是等本站有數(shù)據(jù)要發(fā)送給對(duì)方時(shí)數(shù)據(jù)要發(fā)送給對(duì)方時(shí),將給對(duì)方確認(rèn)信息和本將給對(duì)方確認(rèn)信息和本站發(fā)向?qū)Ψ降臄?shù)據(jù)混合成一個(gè)幀傳送給對(duì)方站發(fā)向?qū)Ψ降臄?shù)據(jù)混合成一個(gè)幀傳送給對(duì)方ABdatadataackack42窗口大?。篘 = 1，發(fā)送序號(hào)和接收序號(hào)的取值范圍：0，1；可進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向傳輸，信息幀中可含有確認(rèn)信息（piggybacking技術(shù)）；信息幀中包括兩個(gè)序號(hào)域：發(fā)送序號(hào)和接收序號(hào)（已經(jīng)正確收到的幀的序號(hào)）43 當(dāng)當(dāng)Wr1時(shí)：時(shí)： 接收方接收方: 陸續(xù)接收出錯(cuò)

28、幀的后續(xù)各幀陸續(xù)接收出錯(cuò)幀的后續(xù)各幀,但不提交給網(wǎng)絡(luò)層但不提交給網(wǎng)絡(luò)層,直到收直到收 到到2號(hào)幀之后號(hào)幀之后,加上以后存儲(chǔ)的各幀加上以后存儲(chǔ)的各幀,按順序交給網(wǎng)絡(luò)層按順序交給網(wǎng)絡(luò)層 發(fā)送方：發(fā)送方： 2號(hào)幀超時(shí)后號(hào)幀超時(shí)后,發(fā)完發(fā)完2號(hào)幀之后號(hào)幀之后,從第從第6號(hào)幀開始號(hào)幀開始 選擇性重傳選擇性重傳 ( selective repeat )出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)的處理辦法出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)的處理辦法當(dāng)當(dāng)Wr1時(shí)：時(shí)： 接收方：全部丟棄（接收方：全部丟棄（drop）, 鏈路層只按順序接收幀鏈路層只按順序接收幀 發(fā)送方：發(fā)送方：2號(hào)幀超時(shí)后號(hào)幀超時(shí)后,從從2號(hào)幀開始發(fā)送號(hào)幀開始發(fā)送回退回退n幀幀 ( go back

29、n protocol )一端收到出錯(cuò)的幀一端收到出錯(cuò)的幀(例如例如:2號(hào)幀號(hào)幀),丟棄丟棄,不發(fā)確認(rèn)不發(fā)確認(rèn),讓發(fā)送方超時(shí)重發(fā)讓發(fā)送方超時(shí)重發(fā)對(duì)后面陸續(xù)到達(dá)的正確的幀的處理辦法對(duì)后面陸續(xù)到達(dá)的正確的幀的處理辦法44HDLCPPP45信道分配l計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分成兩類使用點(diǎn)到點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò) 廣域網(wǎng)使用廣播信道（多路訪問(wèn)信道，隨機(jī)訪問(wèn)信道）的網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)l關(guān)鍵問(wèn)題：如何解決對(duì)信道爭(zhēng)用l解決信道爭(zhēng)用的協(xié)議稱為介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議 MAC (Medium Access Control)，是數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的一部分。l信道分配方法有兩種靜態(tài)分配動(dòng)態(tài)分配46l70年代，Norman Abramson設(shè)計(jì)了ALOHA協(xié)

30、議目的：解決信道的動(dòng)態(tài)分配，基本思想可用于任何無(wú)協(xié)調(diào)關(guān)系的用戶爭(zhēng)用單一共享信道使用權(quán)的系統(tǒng)；分類：純ALOHA協(xié)議和分槽ALOHA協(xié)議47l純ALOHA協(xié)議基本思想：用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，可以直接發(fā)至信道；然后監(jiān)聽信道看是否產(chǎn)生沖突，若產(chǎn)生沖突，則等待一段隨機(jī)隨機(jī)的時(shí)間重發(fā)多用戶共享單一信道，并由此產(chǎn)生沖突，這樣的系統(tǒng)稱為競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)；48l分槽ALOHA協(xié)議基本思想：把信道時(shí)間分成離散的時(shí)間槽，槽長(zhǎng)為一個(gè)幀所需的發(fā)送時(shí)間。每個(gè)站點(diǎn)只能在時(shí)槽開始時(shí)才允許發(fā)送。其他過(guò)程與純ALOHA協(xié)議相同。信道效率l沖突危險(xiǎn)區(qū)是純ALOHA的一半，所以P0 = e-G，S = Ge-G；l與純ALOHA協(xié)議相比，降

31、低了產(chǎn)生沖突的概率，信道利用率最高為36.8%。49l載波監(jiān)聽（Carrier Sense）站點(diǎn)在為發(fā)送幀而訪問(wèn)傳輸信道之前，首先監(jiān)聽信道有無(wú)載波，若有載波，說(shuō)明已有用戶在使用信道，則不發(fā)送幀以避免沖突。l多路訪問(wèn)（Multiple Access）多個(gè)用戶共用一條線路50l1-堅(jiān)持型CSMA（1-persistent CSMA）原理l若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道；l若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送；l若信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽直至發(fā)現(xiàn)信道空閑，然后完成發(fā)送；l若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后重新開始發(fā)送過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)：減少了信道空閑時(shí)間；缺點(diǎn)：增加了發(fā)生沖突的概率；廣播延遲對(duì)協(xié)議性能的影響：廣播延遲越大，發(fā)生

32、沖突的可能性越大，協(xié)議性能越差。51l非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistent CSMA）原理l若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道；l若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送；l若信道忙，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后重新開始發(fā)送過(guò)程；l若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后重新開始發(fā)送過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)：減少了沖突的概率；缺點(diǎn)：增加了信道空閑時(shí)間，數(shù)據(jù)發(fā)送延遲增大信道效率比 1-堅(jiān)持CSMA高，傳輸延遲比 1-堅(jiān)持CSMA大。52lp-堅(jiān)持型CSMA（p-persistent CSMA）-適用于分槽信道-原理若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)，以概率q =1- p 延遲至下一個(gè)時(shí)槽發(fā)送。若下一個(gè)時(shí)

33、槽仍空閑，重復(fù)此過(guò)程，直至數(shù)據(jù)發(fā)出或時(shí)槽被其他站點(diǎn)所占用；若信道忙，則等待下一個(gè)時(shí)槽，重新開始發(fā)送若產(chǎn)生沖突,等待一隨機(jī)時(shí)間,然后重新開始發(fā)送l五種多路訪問(wèn)協(xié)議性能比較53帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)協(xié)議CSMA/CDl引入原因當(dāng)兩個(gè)幀發(fā)生沖突時(shí)，兩個(gè)被損壞幀繼續(xù)傳送毫無(wú)意義，而且信道無(wú)法被其他站點(diǎn)使用，對(duì)于有限的信道來(lái)講，這是很大的浪費(fèi)。如果站點(diǎn)邊發(fā)送邊監(jiān)聽，并在監(jiān)聽到?jīng)_突之后立即停止發(fā)送，可以提高信道的利用率，因此產(chǎn)生了CSMA/CD。54l原理站點(diǎn)使用CSMA協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；在發(fā)送期間如果檢測(cè)到?jīng)_突，立即終止發(fā)送，并發(fā)出一個(gè)瞬間干擾信號(hào)，使所有的站點(diǎn)都知道發(fā)生了沖突；在發(fā)出干擾信號(hào)后，

34、等待一段隨機(jī)時(shí)間，再重復(fù)上述過(guò)程。55l無(wú)線局域網(wǎng)與有線局域網(wǎng)不同，具有隱藏站點(diǎn)問(wèn)題（hidden station problem）l由于站點(diǎn)距離競(jìng)爭(zhēng)者太遠(yuǎn)，從而不能發(fā)現(xiàn)潛在介質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)者的問(wèn)題稱為隱藏站點(diǎn)問(wèn)題。lA向B發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，C由于收不到A的數(shù)據(jù)，也可以向B發(fā)送數(shù)據(jù)，導(dǎo)致B接收發(fā)生沖突。56-暴露站點(diǎn)問(wèn)題（exposed station problem）由于非競(jìng)爭(zhēng)者距離發(fā)送站點(diǎn)太近，從而導(dǎo)致介質(zhì)非競(jìng)爭(zhēng)者不能發(fā)送數(shù)據(jù)的問(wèn)題稱為暴露站點(diǎn)問(wèn)題。B向A發(fā)送數(shù)據(jù)，被C監(jiān)聽到，導(dǎo)致C不能向D發(fā)送數(shù)據(jù)。57l傳統(tǒng)的CSMA協(xié)議不適合于無(wú)線局域網(wǎng)，需要特殊的MAC子層協(xié)議CSMAl在電纜上，信號(hào)傳播給

35、所有站點(diǎn)lCSMA只判斷本發(fā)送站點(diǎn)周圍是否有活躍發(fā)送站點(diǎn)l沖突被發(fā)送站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)l某一時(shí)刻，信道上只能有一個(gè)有效數(shù)據(jù)幀無(wú)線局域網(wǎng)l信號(hào)只能被發(fā)送站點(diǎn)周圍一定范圍內(nèi)的站點(diǎn)接收58lMAC子層協(xié)議需要盡量保證接收站點(diǎn)周圍一定范圍內(nèi)只有一個(gè)發(fā)送站點(diǎn)。沖突被接收站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)某一時(shí)刻，信道上可以有多個(gè)有效數(shù)據(jù)幀lMACA（Multiple Access with Collision Avoidance）-是IEEE 802.11無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)-基本思想：發(fā)送站點(diǎn)刺激接收站點(diǎn)發(fā)送應(yīng)答短幀，從而使得接收站點(diǎn)周圍的站點(diǎn)監(jiān)聽到該幀，并在一定時(shí)間內(nèi)避免發(fā)送數(shù)據(jù)594.3.1 Ethernet Cabling4.3.

36、2 Manchester Encoding 4.3.3 The Ethernet MAC Sublayer Protocol4.3.4 The Binary Exponential Backoff Algorithm4.3.6 Switched Ethernet4.3.7 Fast Ethernet4.3.8 Gigabit Ethernet4.3.9 IEEE 802.2: Logical Link Control4.3.10 Retrospective on Ethernet60Figure 4-13. The most common kinds of Ethernet cabling.1

37、0Base5：速率為10Mbps，使用基帶信令，分段長(zhǎng)度為500米。61l曼徹斯特碼（Manchester），也稱相位編碼原理：每一位中間都有一個(gè)跳變，從低跳到高表示“0”，從高跳到低表示“1”。優(yōu)點(diǎn)：克服了NRZ碼的不足。每位中間的跳變即可作為數(shù)據(jù)，又可作為時(shí)鐘，能夠自同步。l差分曼徹斯特碼（Differential Manchester）原理：每一位中間都有一個(gè)跳變，每位開始時(shí)有跳變表示“0”，無(wú)跳變表示“1”。位中間跳變表示時(shí)鐘，位前跳變表示數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：時(shí)鐘、數(shù)據(jù)分離，便于提取。62Figure 4-16. (a) Binary encoding. (b) Manchester enco

38、ding. (c) Differential Manchester encoding.1 1為前高后低為前高后低0為前低后高為前低后高0變變1不變不變63Figure 4-17. Frame formats. (a) DIX Ethernet. (b) IEEE 802.3.DEC,IntelDEC,Intel，Xerox Xerox Preamble: 10101010 is used to synchronize the receivers clock with that of the sender. Start: Just a delimiter to tell that the rea

39、l info is now coming. Address: Generally 48-bit fields. Leftmost bit indicates ordinary（0） or group addresses（1）. Second bit indicates global or local address .前導(dǎo)域前導(dǎo)域64Figure 4-18. Collision detection can take as long as 2t t. 如果幀長(zhǎng)度太短，雖然沖突發(fā)生了，但是在突發(fā)噪聲回如果幀長(zhǎng)度太短，雖然沖突發(fā)生了，但是在突發(fā)噪聲回到發(fā)送方（到發(fā)送方（2t t）之前，傳送任務(wù)已經(jīng)完

40、成了，則發(fā)送方將會(huì)之前，傳送任務(wù)已經(jīng)完成了，則發(fā)送方將會(huì)不正確地得出結(jié)論。不正確地得出結(jié)論。 65發(fā)生第一次沖突后，各個(gè)站點(diǎn)等待 0 或 1 個(gè)時(shí)槽再開始重傳；發(fā)生第二次沖突后，各個(gè)站點(diǎn)隨機(jī)地選擇等待0,1, 2或3個(gè)時(shí)槽再開始重傳；第 i 次沖突后，在 0 至 2i-1 間隨機(jī)地選擇一個(gè)等待的時(shí)槽數(shù)，再開始重傳；10次沖突后，選擇等待的時(shí)槽數(shù)固定在0至210-1間；16次沖突后，發(fā)送失敗，報(bào)告上層。 發(fā)生沖突后怎樣處理數(shù)據(jù)重發(fā)發(fā)生沖突后怎樣處理數(shù)據(jù)重發(fā)?Slots length66 解決方法解決方法: 升級(jí)升級(jí) ，但接口不變，但接口不變 問(wèn)題問(wèn)題: 以太網(wǎng)速率太慢以太網(wǎng)速率太慢 .100 M

41、bps67l互連網(wǎng)絡(luò)（internet）：兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成互連網(wǎng)絡(luò)。l多種不同網(wǎng)絡(luò)（協(xié)議）存在的原因歷史原因：不同公司的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品大量使用；價(jià)格原因：網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品價(jià)格低，更多的人有權(quán)決定使用何種網(wǎng)絡(luò)；技術(shù)原因：不同網(wǎng)絡(luò)采用不同技術(shù)、不同硬件、不同協(xié)議。6869l網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備中繼器（repeater）l物理層設(shè)備，在電纜段之間拷貝比特；l對(duì)弱信號(hào)進(jìn)行放大或再生，以便延長(zhǎng)傳輸距離網(wǎng)橋（bridge）l數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，在局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)幀；l網(wǎng)橋可以改變幀格式。-多協(xié)議路由器（multiprotocol router）網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)包；必要時(shí)，做網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議轉(zhuǎn)換。70-傳輸網(wǎng)關(guān)（tran

42、sport gateway）傳輸層設(shè)備，在傳輸層轉(zhuǎn)發(fā)字節(jié)流。-應(yīng)用網(wǎng)關(guān)（application gateway）應(yīng)用層設(shè)備，在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)互連；half-gateway(為了滿足不同國(guó)家、組織的管理需要)715.1網(wǎng)絡(luò)層概述5.2路由算法5.2.1最優(yōu)化原則5.2.2最短路徑路由算法5.2.3洪泛算法5.2.5距離向量路由算法5.2.6鏈路狀態(tài)路由算法5.2.7分層路由725.3擁塞控制算法5.3.1擁塞控制的基本原理5.3.2擁塞控制算法5.5INTERNET網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議5.5.1 IP協(xié)議5.5.2 Internet控制協(xié)議73lISO 定義網(wǎng)絡(luò)層為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接的兩個(gè)傳送實(shí)體間交換網(wǎng)絡(luò)服務(wù)數(shù)據(jù)

43、單元提供功能和規(guī)程的方法，它使傳送實(shí)體獨(dú)立于路由選擇和交換的方式。l網(wǎng)絡(luò)層是處理端到端傳輸?shù)淖畹蛯?。l網(wǎng)絡(luò)層要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是了解通信子網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇路由。74l網(wǎng)絡(luò)層的地位位于數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸層之間，使用數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù)，為傳輸層提供服務(wù)；通信子網(wǎng)的最高層；處理端到端傳輸?shù)淖畹蛯?。l網(wǎng)絡(luò)層的作用屏蔽各種不同類型網(wǎng)絡(luò)之間的差異，實(shí)現(xiàn)互連了解通信子網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇路由，實(shí)現(xiàn)報(bào)文的網(wǎng)絡(luò)傳輸75l網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)的有關(guān)問(wèn)題為傳輸層提供服務(wù)l面向連接服務(wù) 傳統(tǒng)電信的觀點(diǎn)：通信子網(wǎng)應(yīng)該提供可靠的、面向連接的服務(wù)。l無(wú)連接服務(wù) Internet的觀點(diǎn)：通信子網(wǎng)無(wú)論怎么設(shè)計(jì)都是不可靠的，因此網(wǎng)絡(luò)層只需提

44、供無(wú)連接服務(wù)。76l網(wǎng)絡(luò)層的兩種實(shí)現(xiàn)方式 ： 數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路-都屬于分組交換，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。-數(shù)據(jù)報(bào)(datagram)：每個(gè)分組被單獨(dú)路由，分組帶有全網(wǎng)唯一的地址-虛電路(virtual circuit)：先在源端和目的端之間建立一條虛電路，所有分組沿虛電路按次序存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，最后拆除虛電路。在虛電路中，每個(gè)分組無(wú)須進(jìn)行路徑選擇。77Figure 5-2. Routing within a datagram subnet.78Figure 5-3. Routing within a virtual-circuit subnet.label switching79Main issue: Rou

45、ters that constitute the network layer of a network, should cooperate to find the best routes between all pairs of stations. 路由路由:按照某種指標(biāo)按照某種指標(biāo)(傳輸延遲傳輸延遲,所經(jīng)過(guò)的站點(diǎn)數(shù)目所經(jīng)過(guò)的站點(diǎn)數(shù)目等等)找到一條從源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的較好路徑找到一條從源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的較好路徑較好路徑較好路徑: 按照某種指標(biāo)較小的路徑按照某種指標(biāo)較小的路徑路由的時(shí)機(jī)路由的時(shí)機(jī)：虛電路虛電路:在建立虛電路時(shí)使用在建立虛電路時(shí)使用數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào):每個(gè)分組獨(dú)立路由每個(gè)分組獨(dú)立路由80

46、路由算法路由算法：指管理路由表并作出路由選擇的算法。：指管理路由表并作出路由選擇的算法。非自適應(yīng)算法非自適應(yīng)算法：不會(huì)根據(jù)當(dāng)前測(cè)量或者估計(jì)的流：不會(huì)根據(jù)當(dāng)前測(cè)量或者估計(jì)的流量和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，來(lái)調(diào)整它們的路由決策，所有的路量和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，來(lái)調(diào)整它們的路由決策，所有的路由選擇是預(yù)先在離線情況下計(jì)算好的，在網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)由選擇是預(yù)先在離線情況下計(jì)算好的，在網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)的時(shí)候被下載到路由器中，所以又稱這種算法是靜的時(shí)候被下載到路由器中，所以又稱這種算法是靜態(tài)路由。態(tài)路由。 自適應(yīng)算法自適應(yīng)算法：隨拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和流量的變化和而改：隨拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和流量的變化和而改變它們的路由決策，又稱這種算法是動(dòng)態(tài)路由。變它們的路由決策，又稱這

47、種算法是動(dòng)態(tài)路由。81最短路由選擇算法的工作原理最短路由選擇算法的工作原理初始化初始化除了源節(jié)點(diǎn)外除了源節(jié)點(diǎn)外,所有節(jié)點(diǎn)都為臨時(shí)節(jié)點(diǎn)所有節(jié)點(diǎn)都為臨時(shí)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)代價(jià)除了與源節(jié)點(diǎn)代價(jià)相鄰的節(jié)點(diǎn)外節(jié)點(diǎn)代價(jià)除了與源節(jié)點(diǎn)代價(jià)相鄰的節(jié)點(diǎn)外,都為都為INF(infinite)從所有臨時(shí)節(jié)點(diǎn)中找到一個(gè)節(jié)點(diǎn)代價(jià)最小的臨時(shí)節(jié)從所有臨時(shí)節(jié)點(diǎn)中找到一個(gè)節(jié)點(diǎn)代價(jià)最小的臨時(shí)節(jié)點(diǎn)點(diǎn),將之變成永久節(jié)點(diǎn)將之變成永久節(jié)點(diǎn)(當(dāng)前節(jié)點(diǎn)當(dāng)前節(jié)點(diǎn),current node)W對(duì)此永久節(jié)點(diǎn)的所有相鄰節(jié)點(diǎn)對(duì)此永久節(jié)點(diǎn)的所有相鄰節(jié)點(diǎn)V,如果如果 D(v)D(w) + c(w,v), 則重新標(biāo)注此節(jié)點(diǎn)則重新標(biāo)注此節(jié)點(diǎn), (D(W)+C(W,V),

48、 W)開始一個(gè)新的循環(huán)開始一個(gè)新的循環(huán) 82Basic idea:動(dòng)態(tài)路由選擇算法動(dòng)態(tài)路由選擇算法各路由器維護(hù)一張路由表各路由器維護(hù)一張路由表,給出了到每個(gè)目的地的給出了到每個(gè)目的地的已知的最佳距離和路線（表項(xiàng)的兩部分）已知的最佳距離和路線（表項(xiàng)的兩部分）各路由器與相鄰路由器交換路由表各路由器與相鄰路由器交換路由表根據(jù)獲得的路由信息根據(jù)獲得的路由信息,更新路由表更新路由表ToNextdelayAZ1483Figure 5-9. (a) A subnet. (b) Input from A, I, H, K, and the new routing table for J.84l舉例舉例網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

49、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟怨?jié)點(diǎn)以節(jié)點(diǎn)J為例為例,相鄰節(jié)點(diǎn)相鄰節(jié)點(diǎn)A,I,H,KJ測(cè)得到測(cè)得到A,I,H,K的延遲為的延遲為8ms,10ms,12ms,6ms從從A,I,H,K獲得到它們到獲得到它們到G的的延遲為延遲為18ms,31ms,6ms,31ms因此從因此從J經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)A,I,H,K到到G的的延遲為延遲為26ms,41ms,18ms, 37ms將到將到G的路由表項(xiàng)更新為的路由表項(xiàng)更新為18ms, 下一個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)下一個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)H85鏈路狀態(tài)路由算法（Link State Routing）l距離向量路由算法的主要問(wèn)題選擇路由時(shí)，沒(méi)有考慮線路帶寬；路由收斂速度慢。l鏈路狀態(tài)路由算法發(fā)現(xiàn)鄰居結(jié)點(diǎn)，并學(xué)習(xí)它們的網(wǎng)絡(luò)

50、地址；l路由器啟動(dòng)后，通過(guò)發(fā)送HELLO包發(fā)現(xiàn)鄰居結(jié)點(diǎn)；l兩個(gè)或多個(gè)路由器連在一個(gè)LAN時(shí),引入人工結(jié)點(diǎn)；86測(cè)量到每個(gè)鄰居結(jié)點(diǎn)的延遲或開銷；l一種直接的方法是：發(fā)送一個(gè)要對(duì)方立即響應(yīng)的ECHO包，來(lái)回時(shí)間除以2即為延遲。將所有學(xué)習(xí)到的內(nèi)容封裝成一個(gè)包；l包以發(fā)送方的標(biāo)識(shí)符開頭，后面是序號(hào)、年齡和一個(gè)鄰居結(jié)點(diǎn)列表；l列表中對(duì)應(yīng)每個(gè)鄰居結(jié)點(diǎn)，都有發(fā)送方到它們的延遲或開銷；l鏈路狀態(tài)包定期創(chuàng)建或發(fā)生重大事件時(shí)創(chuàng)建。87- 將這個(gè)包發(fā)送給所有其它路由器；基本思想：洪泛鏈路狀態(tài)包，為控制洪泛，每個(gè)包包含一個(gè)序號(hào)，每次發(fā)送新包時(shí)加1。路由器記錄信息對(duì)(源路由器，序號(hào))，當(dāng)一個(gè)鏈路狀態(tài)包到達(dá)時(shí)，若是新的，

51、則分發(fā)；若是重復(fù)的，則丟棄；若序號(hào)比路由器記錄中的最大序號(hào)小，則認(rèn)為過(guò)時(shí)而丟棄；計(jì)算到每個(gè)其它路由器的最短路徑。l根據(jù)Dijkstra算法計(jì)算最短路徑；88分級(jí)的必要性分級(jí)的必要性m當(dāng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)目比較多時(shí)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)目比較多時(shí), 路由表的項(xiàng)目就多路由表的項(xiàng)目就多m路由表的掃描路由表的掃描, 發(fā)布和計(jì)算路由代價(jià)比較高發(fā)布和計(jì)算路由代價(jià)比較高二級(jí)網(wǎng)絡(luò)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分成區(qū)域?qū)⒄麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)分成區(qū)域(region)區(qū)域內(nèi)部路由器知道到本區(qū)所有其它路由器的路區(qū)域內(nèi)部路由器知道到本區(qū)所有其它路由器的路由由,不知道其它區(qū)域內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不知道其它區(qū)域內(nèi)部的結(jié)構(gòu)但知道到其它區(qū)域的路由但知道到其它區(qū)域的路由大大減少了路由表中

52、的項(xiàng)目數(shù)大大減少了路由表中的項(xiàng)目數(shù)89l擁塞（congestion）網(wǎng)絡(luò)上有太多的包時(shí)，性能會(huì)下降，這種情況稱為擁塞擁塞。l擁塞產(chǎn)生的原因多個(gè)輸入對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出；慢速處理器；低帶寬線路。l解決辦法針對(duì)某個(gè)因素的解決方案，只能對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)性能起到一點(diǎn)點(diǎn)好處，甚至可能僅僅是轉(zhuǎn)移了影響性能的瓶頸；需要全面考慮各個(gè)因素。90l擁塞控制與流量控制的差別擁塞控制（congestion control）需要確保通信子網(wǎng)能夠承載用戶提交的通信量，是一個(gè)全局性問(wèn)題，涉及主機(jī)、路由器等很多因素；流量控制（flow control）與點(diǎn)到點(diǎn)的通信量有關(guān)，主要解決快速發(fā)送方與慢速接收方的問(wèn)題，是局部問(wèn)題，一般都是基于反饋

53、進(jìn)行控制的。915.3.1 擁塞控制的基本原理l根據(jù)控制論，擁塞控制方法分為兩類開環(huán)控制l通過(guò)好的設(shè)計(jì)來(lái)解決問(wèn)題，避免擁塞發(fā)生；l擁塞控制時(shí)，不考慮網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前狀態(tài)。閉環(huán)控制l基于反饋機(jī)制；l工作過(guò)程 監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)何時(shí)何地發(fā)生擁塞； 把發(fā)生擁塞的消息傳給能采取動(dòng)作的站點(diǎn) 調(diào)整系統(tǒng)操作，解決問(wèn)題。925.6.1 IP協(xié)議協(xié)議5.6.2 IP地址地址5.6.3 Internet 控制協(xié)議控制協(xié)議9394Every host and router on the Internet has an IP address, which encodes its network number and host n

54、umber. The combination is unique.classful addressing:951.掌握給出一個(gè)掌握給出一個(gè)IP地址，能指出是那類地址。地址，能指出是那類地址。2.構(gòu)成。構(gòu)成。3.每類地址最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)和最大主機(jī)數(shù)。每類地址最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)和最大主機(jī)數(shù)。96 subnet maskm子網(wǎng)的位數(shù)由各個(gè)單位確定子網(wǎng)的位數(shù)由各個(gè)單位確定，如何在如何在IP地址中地址中區(qū)分哪些是區(qū)分哪些是網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，哪些是，哪些是主機(jī)號(hào)。主機(jī)號(hào)。mSubnet mask:網(wǎng)絡(luò)號(hào)子網(wǎng)號(hào)；網(wǎng)絡(luò)號(hào)子網(wǎng)號(hào)；32Bits，1和和0組組成，成，1表示表示IP地址所在的位為網(wǎng)絡(luò)號(hào)或子網(wǎng)號(hào)地址所在的位為網(wǎng)絡(luò)號(hào)或子

55、網(wǎng)號(hào)，0表示表示IP地址所在的位為主機(jī)號(hào)。地址所在的位為主機(jī)號(hào)。m上例：將上例：將16位主機(jī)號(hào)分成位主機(jī)號(hào)分成6位子網(wǎng)號(hào)，位子網(wǎng)號(hào)，10位主位主機(jī)號(hào)，其子網(wǎng)掩碼為機(jī)號(hào)，其子網(wǎng)掩碼為網(wǎng)絡(luò)號(hào)子網(wǎng)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)子網(wǎng)號(hào)的的22位。位。m不劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼：不劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼：A：255.0.0.0 B：255.255.0.0C：255.255.255.097 IP地址為地址為130.50.15.6，子網(wǎng)掩碼為，子網(wǎng)掩碼為255.255.252.0則：所在網(wǎng)絡(luò)為：則：所在網(wǎng)絡(luò)為： 130.50.12.0，有，有26 -2個(gè)子網(wǎng)可用，個(gè)子網(wǎng)可用， 該子網(wǎng)中可分配該子網(wǎng)中可分配IP的主機(jī)為的主機(jī)為

56、210 -2個(gè)個(gè)98qICMP(Internet Control Message Protocol)mICMP和IP的關(guān)系ICMP使用IP協(xié)議傳輸ICMP報(bào)文，ICMP報(bào)文被封裝在IP數(shù)據(jù)報(bào)中；ICMP協(xié)議和IP協(xié)議同處于一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)層mICMP報(bào)文的格式類型：報(bào)文的類型（差錯(cuò)和詢問(wèn)）類型：報(bào)文的類型（差錯(cuò)和詢問(wèn)）代碼：區(qū)分某種類型的不同情況代碼：區(qū)分某種類型的不同情況99qARP(Address Resolution Protocol)mARP的目的的目的：已知已知IP地址，求該地址，求該IP地址對(duì)應(yīng)的地址對(duì)應(yīng)的MAC地址地址m轉(zhuǎn)換過(guò)程轉(zhuǎn)換過(guò)程 ：LAN內(nèi)部廣播發(fā)送內(nèi)部廣播發(fā)送ARP請(qǐng)求分組，

57、有待求的請(qǐng)求分組，有待求的IP地址地址目標(biāo)站收到該請(qǐng)求，回答，將本機(jī)目標(biāo)站收到該請(qǐng)求，回答，將本機(jī)IP地址和地址和MAC地址以地址以ARP應(yīng)答的方式傳給對(duì)方應(yīng)答的方式傳給對(duì)方100mRARP的工作原理：想要獲知自己的IP地址的站點(diǎn)廣播RARP請(qǐng)求：我的MAC地址是14.04.05.18.01.25，誰(shuí)知道我的IP地址RARP服務(wù)器獲知，通過(guò)RARP應(yīng)答101Figure 6-1. The network, transport, and application layers.102UDPUDP頭格式頭格式 UDP UDP只在只在IPIP的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)之上增加了很少的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)之上增加了很少一點(diǎn)的功

58、能，即端口的功能和差錯(cuò)檢測(cè)的功一點(diǎn)的功能，即端口的功能和差錯(cuò)檢測(cè)的功能。能。103TCP協(xié)議在協(xié)議在IP協(xié)議提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)基礎(chǔ)上，提供可協(xié)議提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)基礎(chǔ)上，提供可靠的、端到端的字節(jié)流服務(wù)?？康?、端到端的字節(jié)流服務(wù)。104TSAP：套接字套接字(socket)TSAP=IP 地址地址+16bit端口號(hào)端口號(hào)服務(wù)器守侯在哪個(gè)服務(wù)器守侯在哪個(gè)IP地址的哪個(gè)地址的哪個(gè)Port?一個(gè)客戶應(yīng)用程序在哪個(gè)一個(gè)客戶應(yīng)用程序在哪個(gè)IP地址的機(jī)器上，并且使用什么端口地址的機(jī)器上，并且使用什么端口?TCP connection：TCP factors： A sender，a receiver Reli

59、able, ordered byte stream. full duplex：Traffic can go in both directions at the same time. connection-oriented：在通信之前，交換控制信息，初始化表空間等操：在通信之前，交換控制信息，初始化表空間等操作。作。 Flow control：發(fā)送端不會(huì)淹沒(méi)接收端：發(fā)送端不會(huì)淹沒(méi)接收端105TCP協(xié)議交換的協(xié)議交換的數(shù)據(jù)單位數(shù)據(jù)單位：段(segment)段的結(jié)構(gòu)：段的結(jié)構(gòu)：20字節(jié)的頭部字節(jié)的頭部+一些字節(jié)的選項(xiàng)一些字節(jié)的選項(xiàng)0或多個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)或多個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)段的大?。憾蔚拇笮。河捎蒚CP實(shí)體確

60、定實(shí)體確定,但是要受到兩個(gè)限制但是要受到兩個(gè)限制形成的數(shù)據(jù)段不大于形成的數(shù)據(jù)段不大于65515個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)MTU(一般為一般為1500)時(shí)時(shí)將該將該IP分組分段分組分段每一個(gè)每一個(gè)fragment都有都有TCP頭和頭和IP頭頭106lTCP 協(xié)議是面向字節(jié)的。TCP 將所要傳送的報(bào)文看成是字節(jié)組成的數(shù)據(jù)流，并使每一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)于一個(gè)序號(hào)。l在連接建立時(shí)，雙方要商定初始序號(hào)。TCP 每次發(fā)送的報(bào)文段的首部中的序號(hào)字段數(shù)值表示該報(bào)文段中的數(shù)據(jù)部分的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。l TCP 的確認(rèn)是對(duì)接收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)表示確認(rèn)。接收端返回的確認(rèn)號(hào)是已收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)加 1