计算机网络
2020-03-31 15:38:37 0 举报AI智能生成
计算机网络知识点总结，持续更新
作者其他创作
大纲/内容
概述
七层模型 和简化的五层模型
物理层
时延
发送时延
传播时延
处理实验
排队时延
本章主要描述 数据的表示方式，如何使用物理设备和物理特性
奈氏定理：码元极限=2W baud
香农定理
信噪比：s/n
分贝：10lg（S/N）
信息极限：wlog2 （1+S/N）
编码方式
不归零码
优点：设计简单
缺点：不包括时钟信息难以同步
低0 高1
归零码
010 代表1
曼彻斯特编码
优点：抗干扰强，包含时钟信息
缺点：信道容量减半
差分曼彻斯特编码
2半 一个码元起始有跳变就是1
一个马元所包含的信息=调幅*调相[*log2（电平状态数）]
物理线路类型
双绞线
同轴电缆
光缆
信道复用 静态复用
频分复用FDM
固定划分频率
时分复用TDM
划分时间片
统计时分复用
整合发送出去
波分复用WDM
时分复用 用于光纤传播的特例
码分复用CSDM
用一组01110011来代表1，反码为0
0一般用-1代替
不同用户之间应该正交，以避免打架
不同用户信号叠加直接做加法
分离各个用户的信号
源站码片与合并码的规格化内积
设备：中继器，集线器（多口中继器） 拥有信号再生 放大功能
数据链路层
由协议控制的数据传输
封装成帧
添加首部尾部 用于帧界定 与其他信息
首SOH start ofheader
尾EOT end of transmission
透明传输
可以发送任何信息而不受到制约
转义字符ESC
转义字符的转义字符ESC
字节填充
差错控制
奇偶校验
奇校验 添加一位使得最后1的个数为奇数
偶校验 添加一位使得最后1的个数为偶数
CRC循环冗余码
目的是向数据最后添加合适的FCS冗余码
方法
给出多项式如4位1101 为P
那么应该有3位FCS信息
数据101001后面补三个零 得到M
M\p （模二运算）最后三位余数即为FCS
硬件实现 仅仅实现检错 所以并不可靠
点对点协议ppp
一般用于用户与isp的直接连接
封装成帧
帧首部01111110 0x7e
零比特填充见五个1填0
全双工
hdlc高级链路控制
局域网广播
固定信道划分
频分 波分 码分 时分
csma
csma/cd 载波侦听 多路访问
曼彻斯特编码
争用期t
发前监听，边发边听，碰撞重传
碰撞重传
基本时间单位2t
截断二进制指数退避
k=min（重传次数，10）
取r=random（0至2^k -1）
重传时间=2t*r
csma/ca 碰撞避免 载波侦听
用于无线局域网
无法像有线网那样全面检测
隐蔽站的问题
工作方式
csma
mac层
48位mac地址 一般厂家 一般自行分配
用以标识唯一的硬件地址
设备：网桥
网络层
简单的 灵活的 尽最大努力交付的，使用路由器
数据交互方式
必要性
交换方式
电路交换：电话交换机
物理连接
报文交换 一次性存储转发
分组交换：存储转发 数据包分组 排队
数据报
无连接 携带源 目的 地址 分组号
虚电路
逻辑连接
ip层 ip地址
使用ip地址，屏蔽下层网络的不同
地址分类
dhcp 动态ip分配
基于udp 提供即插即用的IP地址服务
arp 地址转换
通过广播发送arp请求报文
收到arp请求报文，回复一个单播报文用于更新mac地址
ICMP网际控制协议
提供差错报告 的功能
Ping
使用icmp回送请求
tracerouter
超时报告
子网划分
掩码
无分类ip cidr
路由选择算法
静态路由算法
由管理员静态配置
动态（自适应）路由算法
全局性OSPF 开放最短路径
每个节点都要泛洪与相邻节点交换自身的链路状态
最终 每个路由器都知道完整的网络拓扑，用迪杰斯特拉算法求出最短路径
使用ip数据报
优缺点
适应大规模
不存在坏消息传的慢
收敛很快
分散性 距离向量路由选择算法 RIP
路由器仅仅和邻居交换信息，也只知道邻居的状态
互相告诉对方 我自己到其他网络A的距离 到网络A需要往哪里跳
练习
优缺点
简单
只适合小型互联网
好消息传得快 坏消息传的慢
分层次的路由选择协议
自治系统AS
IGP内部网关协议
OSPF RIP
EGP外部网关协议
BGP AS之间使用
传输层
传输层概述
传输层的任务是提供主机之间的通信
复用
所有的应用程序进程都使用同一个传输层协议将数据提交给网络层
分用
将网络层提交来的信息进行区分
端口号与套接字
端口号：给每个进程分配的id
服务器端口号
知名端口号0-1023
普通端口号1024-49151
客户端端口号
49152-65535
套接字socket
真正的传输层地址，由IP地址+端口号组成
udp
无连接 无拥塞控制，有校验，支持多播广播，不可靠，适合小文件和对错误不敏感的场景
udp校验
伪首部（源ip 目的ip 8个0 17 15）
添加校验：伪首部 udp首部（校验部分置0） 数据进行32位对齐 进行反码运算求和，填入udp首部中的校验位
检查校验：接收方加上伪首部 此时接受到的udp首部校验部分有内容， 32位对齐 得到校验和 如果是全1就是没有差错
tcp：面向字节流
有连接
三次握手 建立连接
四次挥手
可靠传输：保证接收方进程从缓存区中读取的字节流和发送方发出的字节流一致
停等协议
滑动窗口
累计确认重传
校验(通udp)、序号（字节编号）、确认（ack=x+1）、重传
流量控制
接收方返回确认的时候，顺带rwnd字段通知发送方自己的滑动窗口大小
发送方的发送长度取决于rwnd cwnd（链路拥塞窗口）的最小值
拥塞控制
拥塞是网络自身的问题，网络资源不够，资源不够->性能变坏->总资源更少了
防止过多的数据注入到网络中
四种防止拥塞的办法
慢开始
拥塞避免
快重传
快恢复
特点总结：有连接，不广播多播，有可靠传输机制：确认、流量控制、面向连接、计时器、连接管理，可以适应大文件传输要求，但是延迟，数据开销比较大
应用层
http
dns
信道复用
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