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
七层模型 和简化的五层模型
概述
发送时延
传播时延
处理实验
排队时延
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
信噪比：s/n
分贝：10lg（S/N）
信息极限：wlog2 （1+S/N）
香农定理
优点：设计简单
缺点：不包括时钟信息难以同步
低0 高1
不归零码
010 代表1
归零码
优点：抗干扰强，包含时钟信息
缺点：信道容量减半
曼彻斯特编码
2半 一个码元起始有跳变就是1
差分曼彻斯特编码
一个马元所包含的信息=调幅*调相[*log2（电平状态数）]
编码方式
光缆
同轴电缆
双绞线
物理线路类型
固定划分频率
频分复用FDM
划分时间片
时分复用TDM
整合发送出去
统计时分复用
时分复用 用于光纤传播的特例
波分复用WDM
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
源站码片与合并码的规格化内积
分离各个用户的信号
码分复用CSDM
信道复用 静态复用
设备：中继器，集线器（多口中继器） 拥有信号再生 放大功能
物理层
首SOH start ofheader
尾EOT end of transmission
添加首部尾部 用于帧界定 与其他信息
封装成帧
字节填充
转义字符的转义字符ESC
转义字符ESC
可以发送任何信息而不受到制约
透明传输
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
奇偶校验
目的是向数据最后添加合适的FCS冗余码
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
方法
硬件实现 仅仅实现检错 所以并不可靠
CRC循环冗余码
差错控制
由协议控制的数据传输
一般用于用户与isp的直接连接
帧首部01111110 0x7e
零比特填充见五个1填0
全双工
点对点协议ppp
hdlc高级链路控制
频分 波分 码分 时分
固定信道划分
争用期t
发前监听，边发边听，碰撞重传
基本时间单位2t
k=min（重传次数，10）
取r=random（0至2^k -1）
重传时间=2t*r
截断二进制指数退避
碰撞重传
csma/cd 载波侦听 多路访问
无法像有线网那样全面检测
隐蔽站的问题
用于无线局域网
工作方式
csma/ca 碰撞避免 载波侦听
csma
局域网广播
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
mac层
设备：网桥
数据链路层
简单的 灵活的 尽最大努力交付的，使用路由器
必要性
物理连接
电路交换：电话交换机
报文交换 一次性存储转发
无连接 携带源 目的 地址 分组号
数据报
逻辑连接
虚电路
分组交换：存储转发 数据包分组 排队
交换方式
数据交互方式
使用ip地址，屏蔽下层网络的不同
地址分类
基于udp 提供即插即用的IP地址服务
dhcp 动态ip分配
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
arp 地址转换
使用icmp回送请求
Ping
超时报告
tracerouter
提供差错报告 的功能
ICMP网际控制协议
掩码
子网划分
无分类ip cidr
ip层 ip地址
由管理员静态配置
静态路由算法
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
适应大规模
不存在坏消息传的慢
收敛很快
优缺点
全局性OSPF 开放最短路径
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
路由器仅仅和邻居交换信息，也只知道邻居的状态
练习
简单
只适合小型互联网
好消息传得快 坏消息传的慢
分散性 距离向量路由选择算法 RIP
OSPF RIP
IGP内部网关协议
BGP AS之间使用
EGP外部网关协议
自治系统AS
分层次的路由选择协议
动态（自适应）路由算法
路由选择算法
网络层
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
复用
将网络层提交来的信息进行区分
分用
知名端口号0-1023
普通端口号1024-49151
服务器端口号
49152-65535
客户端端口号
端口号：给每个进程分配的id
真正的传输层地址，由IP地址+端口号组成
套接字socket
端口号与套接字
传输层的任务是提供主机之间的通信
传输层概述
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
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
udp校验
udp
三次握手 建立连接
四次挥手
有连接
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
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
流量控制
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
慢开始
拥塞避免
快重传
快恢复
四种防止拥塞的办法
拥塞控制
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
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
tcp：面向字节流
传输层
http
dns
应用层
信道复用
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