計算機網(wǎng)絡總結(jié)

1、1）物理層的作用是在網(wǎng)絡節(jié)點之間的物理媒體上提供的路線的建立、維持和釋放，實現(xiàn)二進制位流的透明傳輸，并進行差錯檢查等。物理層是對DTE和DCE之間通信接口的描述和規(guī)定2）物理層提供的功能1、保證數(shù)據(jù)按位傳送的正確性，同時提供通信接口定義、控制信號、數(shù)據(jù)傳輸速率、接口信號電平等2、物理層管理；3、建立、維持和釋放物理連接3）數(shù)據(jù)鏈路層的作用是利用物理層提供的位串傳輸功能，將物理層傳輸原始比特流時可能出錯的物理連接，改造成為邏輯上無差錯的數(shù)據(jù)鏈路，在相鄰節(jié)點間實現(xiàn)透明的高可靠性傳輸，同時為網(wǎng)絡層提供有效的服務。4）成幀的目的是為了一旦在數(shù)據(jù)傳輸時出錯，只重傳或糾正有錯的幀，而不必重發(fā)全部數(shù)據(jù)，從而

2、提高效率。5）幀的同步為了能收到比特流中明確區(qū)分出一幀，發(fā)送方必須建立和識別幀的邊界，一般是在幀的開始和結(jié)束位置增加一些特殊的位組合來實現(xiàn)。6）差錯發(fā)生的原因主要是由于線路本身點起特性所產(chǎn)生的隨機噪聲（熱噪聲）、信號振幅、頻率和相位的衰減或畸變、電信號在傳輸介質(zhì)上的反射回音效應、相鄰線路的串擾、外界的電磁干擾和設備保障等因素造成的7）數(shù)據(jù)鏈路層編碼和物理層的數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制不同。物理層編碼針對的事單個比特，解決傳輸過程中比特的同步等問題，如曼徹斯特編碼。而數(shù)據(jù)鏈路層的編碼針對的是一組比特，他通過冗余碼的技術(shù)實現(xiàn)一組二進制比特串在傳輸過程是否出現(xiàn)了差錯8）檢錯碼和糾錯碼：只有具有檢錯能力的編碼稱為

3、檢錯碼。既能檢錯又能自動糾錯能力的編碼稱為糾錯碼。差錯控制方式有自動請求重發(fā)ARQ和前向糾錯FECARQ采用檢錯碼方法實現(xiàn)，它使用冗余技術(shù)。所謂冗余技術(shù)是在發(fā)送方的數(shù)據(jù)單元中增加一些用于檢查差錯的附加位，便于接收端進行檢錯。FEC采用糾錯碼方法實現(xiàn)。糾錯碼比檢錯碼復雜，需足夠多的冗余位，實現(xiàn)來復雜，編碼和解碼速度慢，效率低，造價高且費時。常用ARQ9）奇偶校驗碼通過在信息位的后面附加一個檢驗位，使得碼字中的“1”的個數(shù)保持為奇數(shù)和偶數(shù)的編碼方法 同時有兩個錯誤的時候就檢查不出來了10）循環(huán)冗余校驗碼（CRC）是一種最常用的檢錯碼。CFC是通過在信息位的后面附加一串冗余的比特實現(xiàn)的。方法是將要發(fā)

4、送的二進制比特序列當做一個多項式F(X)的系數(shù)，在發(fā)送端，用雙方預先約定的G（x）生成多項式對應的比特序列去除，F(xiàn)（x）對應的比特序列后面加上n個0，n是一個比G(X)生成多項式對應的比特序列的位數(shù)減一的數(shù)求的一個余數(shù)多項式，他就是循環(huán)冗余檢驗碼，然后將他附加在防災信息位的后面組成CR碼進行傳輸。在接收端，用同樣的G（x）去除接受到的比特序列，若能被其整除，便是傳輸正確，否則表示有錯11）流量控制是限制發(fā)送方的數(shù)據(jù)發(fā)送流量，使其發(fā)送速率下至超過接收方所能處理的能力，而導致幀的“淹沒”一般利用滑動窗口12）鏈路管理用于面向連接的服務，他包括鏈路的建立、維持和釋放，它可以為網(wǎng)絡層提供幾種不同質(zhì)量的

5、鏈路服務。13）數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 異步協(xié)議：以字符作為信息傳輸單位，在每個字符的起始處同步，但字符之間的間隔時間是不固定的（即字符之間是異步的） 同步協(xié)議：以許多字符或許多比特組織的數(shù)據(jù)塊位傳輸單位，在幀的起始處同步。同步協(xié)議又分為面向字符（字節(jié)）的協(xié)議和面向比特的協(xié)議兩類。如：HDLC14）物理層和數(shù)據(jù)鏈路層考慮節(jié)點間直接相連的情形（LAN內(nèi)），而網(wǎng)絡層則考慮源和目的節(jié)點曾在許多中間節(jié)點的情形（WAN內(nèi)），網(wǎng)絡層是通信子網(wǎng)的最高層，主要任務是提供路由，以及數(shù)據(jù)的交換方式、流量控制、阻塞與死鎖處理和網(wǎng)際互聯(lián)等問題。網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)單元稱為分組或者包15）網(wǎng)絡層主要作用： 建立網(wǎng)絡連接，提供網(wǎng)絡地址，

6、提供尋址實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)單元（包）的傳送路由選擇擁塞控制差錯控制消除通信子網(wǎng)的質(zhì)量差異確定網(wǎng)絡層服務質(zhì)量參數(shù)，如網(wǎng)絡吞吐量、網(wǎng)絡延遲等。16）網(wǎng)絡層提供的服務 1）面向連接的服務 主要是虛電路（電話型服務）。這種方式在數(shù)據(jù)傳輸時，需要經(jīng)過連接的建立、維持（數(shù)據(jù)傳輸）和連接的拆除三個階段。連接建立好后，所有的包沿著虛電路有序、無差錯的傳輸，面向連接的服務往往是有確認的服務，使用與可靠性要求高和大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽妙I域，典型的提供面向連接的服務時X.25協(xié)議。 2）面向無連接的服務 主要是數(shù)據(jù)服務（電報型服務）。數(shù)據(jù)傳輸不需建立連接和拆除過程，各個數(shù)據(jù)包多有自己的控制信息。因此，面向無連接的服務時不可靠

7、的網(wǎng)絡服務，但這種方式因無信道的連接和拆除過程，開銷小，在信息不太長時非常使用。典型的面向無連接的服務時IP協(xié)議。17）路由的選擇 廣域網(wǎng)中原結(jié)點和目的節(jié)點之間一般有多傳輸路徑共選擇，網(wǎng)絡中每個中間節(jié)點在收到一個數(shù)據(jù)包后，多要確定下一個節(jié)點的傳送路徑，這就是路由選擇。完成路由選擇的設備是路由器，路由算法有一下幾種：1、靜態(tài)路由選擇策略 a，擴散法（效率低 但他的間斷性更前） b固定路由選擇 c隨機路由選擇（效率也不是很高 處于中等） 2、動態(tài)路由選擇策略 a獨立路由選擇（根據(jù)自己的信息區(qū)選） b集中路由選擇 c 分布路由選擇（不斷變更）18）擁塞控制 擁塞也稱阻塞，是只源和目的節(jié)點之間中某一個

8、中間節(jié)點緩存中的包數(shù)量過多，使得該部分網(wǎng)絡來不及處理，而后續(xù)的數(shù)據(jù)包還不斷傳送過來，導致緩存中的數(shù)據(jù)包“淹沒”，以至這部分乃至整個網(wǎng)絡性能急劇下降（甚至死鎖） 擁塞現(xiàn)象如同交通擁擠一樣，在某個瓶頸路段，各種走向的車流相互干擾，是每輛車到達目的地的時間都相對增加（延遲增加），甚至有時在某段公路上車輛因堵塞而無法開動（局部死鎖） 注意： 網(wǎng)絡層最典型的協(xié)議時IP協(xié)議、X.25（提供面相連接的虛電路終端）、幀中繼（加快速度 局域網(wǎng)用的多）和ATM19）傳輸層處于通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)之間，起著承上啟下的作用，它能在源和目的計算機之間提供可靠經(jīng)濟的數(shù)據(jù)傳輸服務，而且獨立于所使用的網(wǎng)絡（屏蔽各種通信子網(wǎng)的差

9、異），同時向高層提供一個標準及完善的服務界面20）傳輸層的功能 傳輸層是OSI/RM的核心，它提供的服務類似于數(shù)據(jù)鏈路層。區(qū)別是數(shù)據(jù)鏈路層控制局域網(wǎng)中單條鏈路上“點到點”傳輸?shù)那樾?，而“端到端”是指從源段到目的端，終極愛你可以有一個或多個交換節(jié)點。傳輸層功能有下面幾個：端到端的傳遞 尋址 可靠傳輸 流量控制 復用 分段和重組20）面向連接和面向無連接 端到端的傳遞也采用面向連接和面向無連接兩種方式。面向連接的協(xié)議通過互聯(lián)網(wǎng)在源端和目的端之間建立一條虛電路或路徑，然后，屬于同一個報文的所有數(shù)據(jù)包多在這一路徑上傳遞。面向連接有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和鏈接終止三個階段。面向無連接的傳輸服務只為上層提供一

10、種類型的服務，他為所有傳輸提供單個獨立的數(shù)據(jù)單元。每個單元包含傳輸所需要的所有協(xié)議控制信息，但是不提供順序和流量控制。 TCP/IP協(xié)議中的TCP和UDP是傳輸層協(xié)議。其中，傳輸控制協(xié)議TCP協(xié)議時面向連接的協(xié)議，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP時面向無連接的協(xié)議21）高層協(xié)議會話層 功能有限，他們提供的服務主要有 數(shù)據(jù)交換 隔離服務 與會話管理有關(guān)的服務 會話層與傳輸層的交互 同步點表示層 翻譯 數(shù)據(jù)加密 認證 數(shù)據(jù)壓縮22）局域網(wǎng)只涉及通信子網(wǎng)的功能，它是同一個網(wǎng)絡中節(jié)點與節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信問題，它不涉及網(wǎng)絡層。數(shù)據(jù)鏈路層分為媒體訪問控制MAC和邏輯鏈路控制LLC兩個子層，LLC子層與所有的傳輸介質(zhì)無

11、關(guān)，僅讓MAC子層根據(jù)物理介質(zhì)處理介質(zhì)訪問控制方法23）局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方法 1）具有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）-爭用型 2）令牌技術(shù)-輪詢型 采用輪流訪問的公平公式，類似“擊鼓傳花”游戲。TOKEN技術(shù)最初用在環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)中，它使用一個稱為令牌的特殊短幀，可以把令牌當做一個通行證，網(wǎng)絡中只有取得TOKEN的節(jié)點才可以發(fā)送數(shù)據(jù)。當網(wǎng)絡中沒有發(fā)送數(shù)據(jù)時令牌就沿高速單向繞行。令牌訪問介質(zhì)方式的優(yōu)點是：不存在競爭，因此不出現(xiàn)沖突，常用語高負荷通信量較大的網(wǎng)路。 令牌環(huán)繞一周的時間是固定，實時性好，設和與控制型或?qū)崟r性要求較高的場合 令牌單向流動，因此可使用帶寬高的光纖作為傳輸介

12、質(zhì)。 可以設置優(yōu)先級，適合于集中管理 負荷較高時，有較好的響應方式24)網(wǎng)絡適配器的功能：完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能，實現(xiàn)并行數(shù)據(jù)和串行信號之間的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)幀的裝配與拆裝、介質(zhì)訪問控制和數(shù)據(jù)緩沖等。25）以太網(wǎng) 之所以稱之為以太網(wǎng)，源于電磁輻射是可以通過發(fā)光的以太來傳播 這一想法以太網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，技術(shù)相對成熟，網(wǎng)絡連接設備的成本越來越低。以太網(wǎng)類型較多，但互相兼容，不同類型的以太網(wǎng)可以很好地集成在一個局域網(wǎng)中，他的擴展性很好。因此，當前組建局域網(wǎng)校園網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)的單元多把以太網(wǎng)作為首選26）令牌環(huán)工作原理 令牌環(huán)網(wǎng)在物理上由一系列換接口和這些接口間的點-點鏈路構(gòu)成的閉

13、合環(huán)路，個站點通過環(huán)接口連接到網(wǎng)絡上，令牌和數(shù)據(jù)幀沿環(huán)單向流動。取得令牌的站點，通過換接口將數(shù)據(jù)幀串行發(fā)送到環(huán)上，環(huán)上的其他個站點檢測并轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)上的數(shù)據(jù)幀，當目的地址與自身站點地址相符時，復制該幀并該幀轉(zhuǎn)發(fā)出去，是數(shù)據(jù)幀在環(huán)上從一個站點傳至下一個站點。數(shù)據(jù)幀繞環(huán)一周返回到發(fā)送站點，由發(fā)送站點將其刪除，并生成一個新的令牌發(fā)送到環(huán)上。27）28）集線器作用和中繼器類似，執(zhí)行相同的功能。遵循相同的中繼規(guī)則。HUB是一種多端口的中繼器，每個端口多具有發(fā)送與接收數(shù)據(jù)的能力。 當某個端口收到連接該端口上的主機發(fā)來的數(shù)據(jù)時，就轉(zhuǎn)發(fā)至其他端口。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)之前，每個端口多對他進行再生、整形，并重新定時。用HUB連

14、接以太網(wǎng)時，雖然物理上是星型結(jié)構(gòu)，但邏輯上仍然是一個總線型結(jié)構(gòu)。網(wǎng)橋的作用有兩個方面： 將一個負載過重的網(wǎng)絡分割成若干小段，每個網(wǎng)段各自享用自己獨立的帶寬，以提高網(wǎng)絡的效率，從而減少網(wǎng)絡的信息流量。 延伸網(wǎng)絡的距離。應為使用中繼器受網(wǎng)絡直徑和中繼規(guī)限的限制，通過網(wǎng)橋可進一步延伸網(wǎng)絡的距離。30）網(wǎng)橋的分類 按網(wǎng)橋的所處的位置可分為內(nèi)橋和外僑兩種。 按網(wǎng)橋分布的地理范圍可分為本地網(wǎng)橋和遠程網(wǎng)橋。31）網(wǎng)橋的學習功能 網(wǎng)橋接受到一個數(shù)據(jù)幀時，他檢查數(shù)據(jù)的源地址（物理地址），并將該地址與網(wǎng)橋的路徑表中各項進行對比，如果在路徑中沒找到，則將新的源地址加入路徑表中，這就是網(wǎng)橋?qū)W(wǎng)絡地址的學習功能32）交

15、換機和集線器外觀相似，他是一種低價位高性能的多端口網(wǎng)絡設備，它除了具有集線器的全部特性外，還具有自動尋找、數(shù)據(jù)交換等功能。交換技術(shù)可以工作在網(wǎng)絡層和應用層。因此有所謂的第三次、第四層及高層交換的概念。這里只討論第二層的交換機1、交換機的工作原理 交換機也按存儲轉(zhuǎn)發(fā)的原理共作，具有數(shù)據(jù)幀的過濾和地址學習功能。地址學習功能是：首先檢查端口傳送來的數(shù)據(jù)幀物理地址，與交換機內(nèi)部的動態(tài)路徑表進行比較，若不在路徑表中，則加入路徑表中，若在路徑表中，則將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到對應的目標端口，而且只向目標端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。路由表 靜態(tài)路由表：事先設置固定不變的路徑表。 動態(tài)路由表：根據(jù)網(wǎng)絡拓撲、負載的改變等情況自動調(diào)整的

16、路徑表路由器（網(wǎng)關(guān)）的IP編址 路由器或網(wǎng)關(guān)常常被分配兩個或更多的IP地址，用于連接兩個或多個網(wǎng)絡 ip地址的分配和使用 Internet中IP地址是由指定機構(gòu)分配的。這些地址外部用戶可以訪問它們，將它稱為IP公有地址。局域網(wǎng)內(nèi)部的計算機如果不作為Internet的主機供其它用戶訪問，那么IP地址可以任意分配。IPV6的地址只有32位，資源已十分緊張，在新一代的internet中將會使用128位的IPV6地址子網(wǎng)劃分的作用 可以連接不同的網(wǎng)絡 重新組合網(wǎng)絡的通信量 減輕網(wǎng)絡地址數(shù)不夠的負擔 更有效的使用網(wǎng)絡地址端口號 對于TCP或UTP得應用程序，多有標示該應用程序的端口號，即端口號是用于區(qū)分各種應用，端口號的長度是16位，可提供65536個不同的端口號UDP協(xié)議沒有連接建立、釋放連接過程和確認機制，因此數(shù)據(jù)傳輸速率較高，具有更高的優(yōu)越性。它被廣泛應用于如IP電話、網(wǎng)絡會議、可視電話、現(xiàn)場直播、視頻點播VOD