计算机网络原理

传输层:UDP的数据报,TCP的报文段
提供的服务: 吩咐流庸寻差错-可靠

网络层:IP数据报,IP分组,数据报太大划分成一个个分组

流量感知路由:权值
准入控制
流量调节:抑制分组,背压
负载脱落

子网化:主机太大划分成主机范围小
超网化:主机太小,把网络拿来获得更多主机

子网掩码:划分一个子网,所有网络位都是1,主机位都是0
例如:子网213.111.0.0/24,子网掩码是255.255.255.0

子网掩码和主机地址按位与运算可以得到网络地址。

子网掩码的反码与主机地址按位或运算可以得出直接广播地址

假设某子网中的一个主机的IP地址是203.123.1.135,子网掩码是255.255.255.192.
1.那么该子网的子网地址是什么?203.123.1.128/26(子网掩码跟主机IP地址做 与运算,26是根据子网掩码前26位为1求出的)
2.直接广播地址是多少?203.123.1.191(子网掩码取反 跟主机IP地址 或运算,)
3.该子网IP地址总数是多少?32-26=6,2^6=64
4.该子网的可分配IP地址数是多少?64-2=62

动态
链路状态路由选择算法 LS dijkstra 全局式
距离向量路由选择算法 DV B-F 分布式

层次化路由选择
同样的路由选择算法,同样的

Internet自治系统内:内部网关协议IGP。 路由信息协议RIP,开放路径最短优先协议OSPF
Internet自治系统间:外部网关协议EGP。 边界网关协议BGP 四种报文:打开,更新,保活,通知
OSPF:安全,支持多条相同费用路径,支持区别化费用度量,支持单播路由与多播路由,分层路由

RIP: 距离向量 UDP 较小AS内
OSPF:链路状态 IP数据报 大规模AS内
BGP: TCP 跨AS

数据链路层:

网络适配器:实现功能的典型设备,具有唯一的MAC地址
提供的服务:组帧,链路接入,可靠交付,差错控制 (路可帧差)
帧结构:24位厂商,24位适配器,48位

随机噪声,冲击噪声 突发差错 突发长度

差错编码:
1.检错重发,重发,纠正
2.前向纠错,检错,定位,纠正
3.反馈校验,数据返回去
4.检错丢弃,数据丢掉

汉明距离
一个编码集等长码中最小的不同位数
检错:d2-1
纠错:(d2-1)/2

奇偶校验码:最后一位加0或者1,使得奇为奇数个1,偶为偶数个1
循环冗余码 CRC码:
100101: 6位
x^5 + 0x^4 + 0x^3 + x^2 + 0x + 1
x^5 + x^2 + 1

假设CRC编码采用的生成多项式G(x)=x^4+x+1,请为位串10111001进行CRC编码

多项式G(x)=x^4+x+1的位串:10011
位串后面 加上阶的位数个0
10111001 0000

模2除法:理解成1异或:相同的为0,不同的为1。 2:相加不进位
10111001 0000 % 10011
得到余数1001,编码后结果:10111001 1001

多路访问控制协议:
1.信道划分MAC协议:
频分F(频域,载波调制技术)
时分T(同步ST,异步AT时分,异步排队)
波分W(光纤通信)
码分C(扩频)
解决信道的共享问题,多路复用技术:信道划分

2.随机访问MAC协议:
ALOHA:最早的,最基本的无数据通信协议(只说不听)
纯ALOHA:想发就发,如果冲突等待随机时间重发,网络负载不能超过0.5
时隙ALOHA:每个时隙发,如果冲突下一个时隙以概率p重发(不一定发),冲突概率小,网络负载不能超过1.0

载波监听多路访问协议CSMA(先听后说)
非坚持CSMA,不等
1-坚持CSMA,等
p-坚持CSMA,等后概率P

带冲突检测的载波监听多路访问协议CSMA/CD(先听后说,边听边说)
同时发,或者别人先发了,你一起发会冲突
检测碰撞,发出一个冲突强化信号,等待随机时间,重复上述过程
CSMA/CD工作状态:传输周期,竞争周期,空闲周期
信道有三种状态:传输状态,竞争状态,空闲状态

Lmin/R >= 2Dmax/v
传输时延 >= 2传播时延

简述CSMA/CD的基本思想
答:当一个节点要发送数据时,首先监听信道,

3.受控接入MAC协议
集中式:轮叫轮询,传递轮询
分散式:令牌技术:令牌丢失,数据帧无法撤销

局域网:广播方式
广域网:点对点方式

逻辑链路控制(LLC)面向上层网络层
介质访问控制MAC子层,就是上面说的信道划分MAC协议

传输层寻址:端口号
网络层寻址:ip地址
数据链路层寻址:MAC地址

MAC地址长度为6字节,长度就是48位,共有2^48个可能的MAC地址

地址解析协议ARP:根据IP地址获取MAC地址
每台主机,查询广播帧,响应单播帧,ARP表,记录更新(每个MAC有TTL生存时间)

以太网 无连接不可靠
以太网广泛,同行衬托,速率快,价格便宜
以太网 粗同轴电缆,采用CSMA/CD协议
以太网最短帧64字节
10Base-5:10M 基带传输 500m
10Base—T:双绞线(UTP)
100Base—T :快速以太网,IEEE802.3u
千兆网:1000base-SX,1000base-T,SX光纤 IEEE802.3
万兆以太网:IEEE802.3ae

交换机:使用最广泛的设备
集线器:物理层的设备
交换机自学习过程:一开始空白,A向B发送,记录A,广播查找B,记录B,依次
优点:
1消除冲突(划分冲突域,多端口,集线器不同端口就会冲突)
2支持异质链路(不同端口支持不同介质,双绞线光纤)
3网络管理(划分虚拟局域网VLAN,可以检测哪个节点异常,进行隔离管理)

冗余链路会产生兜圈,STP协议,生成树协议

虚拟局域网是一种基于交换机的逻辑分割广播域的局域网应用形式
划分虚拟局域网的方法
1基于交换机端口划分
2基于MAC地址划分
3基于上层协议类型 或 地址 划分

点对点协议PPP:(面向字节)
成帧:开始 结束 校验和
链路控制协议LCP:启动 检测 关闭线路,协商参数 (数据链路层)
网络控制协议NCP:协商网络层选项 (网络层)
透明传输:异步传输,字节填充。数据有01111110前面(也就是传输右边)填充一个转译字节进行转义,跟转义字节一样,就再前面(右边)再加一个转义字节

高级数据链路控制HDLC协议:(面向位)
根据控制位不同,划分三种帧 :1信息帧(I帧),2管理帧(S帧),3无序号帧(U帧)
发送:发现有5个1就插入一个0,避免出现6个0
接收:发现有5个1就删除一个0

物理层:
消息
信息

信号
通信
数据

信源-发送设备-信道(-噪声源)-接收设备-信宿

模拟信号:自变量可以是连续的也可以是离散的,因变量一定是连续的
数字信号:自变量因变量都是离散的

数据通信方式:
数据传输方向:单向,双向交替,双向同时
二进制数据传输的时空顺序:并行,串行
步调一致措施:
异步通信:发送字符,不需要建立同步时钟,实现简单,传输效率低
同步通信:发送数据块,建立同步时钟,实现和控制复杂,传输效率高

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