華科控制系考研復(fù)試資料

1、n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換方式n電路交換、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換(報(bào)文交換、分組交換、數(shù)據(jù)報(bào)、虛電路)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議n定義、三要素、分層思路nOSI/RM參考模型的層次劃分及各層的功能nTCP/IP 參考模型的層次劃分及各層的功能nOSI/RM 和 TCP/IP 模型的比較 n混合模型第一章 概述網(wǎng)絡(luò)邊緣系統(tǒng)local ISPcompanynetworkregional ISProuterworkstationservermobilen網(wǎng)絡(luò)端設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)端設(shè)備：n PC、工作站、移動(dòng)設(shè)備、工作站、移動(dòng)設(shè)備、n 智能電子產(chǎn)品等智能電子產(chǎn)品等n工作模式工作模式n 客戶客

2、戶-服務(wù)器模式：服務(wù)器模式：n 即即Client/Server方式方式 （C/S、B/S）n 對(duì)等模式：對(duì)等模式：n 即即 Peer-to-Peer方式方式 （P2P）n網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)n面向連接的服務(wù)面向連接的服務(wù)n面向無(wú)連接的服務(wù)面向無(wú)連接的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)核心系統(tǒng)n數(shù)據(jù)“交換”定義 ：n從通信資源的分配角度來(lái)看，從通信資源的分配角度來(lái)看，“交換交換”就是按就是按照某種方式照某種方式動(dòng)態(tài)地分配動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。傳輸線路的資源。n技術(shù)分類n 電路交換：電路交換：FDM、 TDMn 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換：報(bào)文交換和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換：報(bào)文交換和分組交換分組交換P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文

3、報(bào)文A B C D A B C DA B C D報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放數(shù)據(jù)傳送的特點(diǎn)比特流直達(dá)終點(diǎn)報(bào)文報(bào)文報(bào)文分組 分組 分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文交換 VS 分組交換 VS 電路交換n定義n一組控制數(shù)據(jù)通信的規(guī)則。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中互相通信的對(duì)等實(shí)體間對(duì)等實(shí)體間交換信息時(shí)所必須遵守的規(guī)則的集合規(guī)則的集合。n網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本要素n語(yǔ)法、語(yǔ)義、同步n網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)n分層思路n定義n層協(xié)議服務(wù)訪問點(diǎn)服務(wù)接口調(diào)用n+1層協(xié)議OSI/RM參考模型TCP/IP參考模型應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層主機(jī)A主機(jī)B路由器網(wǎng)絡(luò) 2網(wǎng)絡(luò) 1應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際

4、層網(wǎng)絡(luò)接口層4321n混合模型nISO/OSI概念模型好，協(xié)議實(shí)現(xiàn)不好；nTCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)好，模型不好；n采用混合模型Application LayerTransport LayerNetwork LayerData Link LayerPhysical Layer第二章 物理層n物理層的功能及需要考慮的問題n物理層的四個(gè)重要特性n機(jī)械特性、電氣特性、功能特性、規(guī)程特性n物理層協(xié)議的內(nèi)容n數(shù)據(jù)通信中的若干基本概念n模擬傳輸、數(shù)字傳輸、模擬信道、數(shù)字信道等n信號(hào)編碼、調(diào)制技術(shù)n多路復(fù)用技術(shù)n奈奎斯特定律和香農(nóng)公式n常用的傳輸介質(zhì)n物理層協(xié)議物理層協(xié)議n在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間提供透明的比特流傳輸n

5、在數(shù)據(jù)終端設(shè)備、數(shù)據(jù)通信和交換設(shè)備等設(shè)備之間完成對(duì)數(shù)據(jù)鏈路的建立、保持和拆除操作。n物理信道是模擬信道時(shí)：RS-232C、RS-449（與RS232兼容）、V系列（V.24、V.35） n物理信道是數(shù)字信道時(shí)：X.21等n奈奎斯特定律奈奎斯特定律:n(1) 理想低通信道下的最高碼元傳輸速率 = 2W Baudn這里W是理想低通信道的頻帶寬，單位為赫(Hz)n即：每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒2個(gè)碼元。n(2) 理想帶通信道的最高碼元傳輸速率 = W Baudn即：每赫帶寬的帶通信道的最高碼元傳輸速率是每秒1個(gè)碼元。n香農(nóng)公式：香農(nóng)公式：n 信道的極限信息傳輸速率C可表示為：)/

6、1 (log2NSHCnH-信道頻帶寬，以Hz為單位nS-信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率nN-信道內(nèi)部的高斯噪聲功率nS/N-信噪比，單位：db（分貝）1010log/S N對(duì)單位db的說明：當(dāng) S/N = 10 時(shí)，信噪比為10db 當(dāng) S/N = 1000 時(shí)，信噪比為30db編碼與調(diào)制n不同類型的信號(hào)在不同類型的信道上傳輸有不同類型的信號(hào)在不同類型的信道上傳輸有4種情況：種情況：數(shù)據(jù)：模擬數(shù)據(jù) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)：模擬信號(hào) 數(shù)字信號(hào) 信道：模擬信道 數(shù)字信道模擬傳輸和數(shù)字傳輸所使用的技術(shù)話音話音移頻移頻,調(diào)制調(diào)制模擬模擬數(shù)字?jǐn)?shù)字模擬模擬模擬模擬PCM編碼編碼數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字編碼數(shù)字編碼數(shù)字?jǐn)?shù)字模

7、擬數(shù)據(jù)，模擬信號(hào)模擬數(shù)據(jù)，模擬信號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，模擬信號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，模擬信號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào)模擬數(shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào)模擬數(shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào)10101010調(diào)制調(diào)制寬帶調(diào)制技術(shù)(數(shù)字模擬信號(hào))010011100基帶信號(hào)調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相脈沖編碼調(diào)制PCMPCM編碼過程舉例編碼過程舉例數(shù)字信號(hào)編碼技術(shù)(數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào))n為什么要編碼n數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為二進(jìn)制數(shù)(0或1)，數(shù)字信號(hào)為高電平或低電平進(jìn)行傳輸，所以需要將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為高電平或低電平。n常用的編碼技術(shù)：n不歸零編碼n曼徹斯特編碼n差分曼徹斯特編碼n塊編碼（4B/5B、8B/10B）n例：畫出信息“001101”的不歸零不歸零碼碼、曼徹斯特編碼曼徹斯特

8、編碼、差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼波形圖。數(shù)字信號(hào)編碼技術(shù)(數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)) 多路復(fù)用技術(shù)n定義：n為了節(jié)省通信設(shè)備與費(fèi)用，常常需要在一條物理通道上同時(shí)傳送多路信息，這種技術(shù)稱為多路復(fù)用(Multiplexing)或稱為多路共傳。n常用的方案有：n頻分多路復(fù)用 (FDM); 時(shí)分多路復(fù)用 (TDM)n波分多路復(fù)用 (WDM); 碼分多路復(fù)用（CDM） 數(shù)字載波標(biāo)準(zhǔn)nT1標(biāo)準(zhǔn)線路的帶寬計(jì)算：n以Bell系統(tǒng)的T1載體為例，Bell系統(tǒng)將24個(gè)音頻個(gè)音頻通道一起多路傳輸。n按Nyquist定理，頻帶寬為頻帶寬為4KHz的音頻通道，只要每秒采樣每秒采樣8000次次(即125us采一次)就能捕捉其全

9、部信息。n每次采樣經(jīng)量化編碼產(chǎn)生一個(gè)量化編碼產(chǎn)生一個(gè)7bit的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，24條音頻通道的條音頻通道的一次采樣數(shù)據(jù)放進(jìn)一個(gè)幀一次采樣數(shù)據(jù)放進(jìn)一個(gè)幀中，幀的長(zhǎng)度為幀的長(zhǎng)度為193bit，每條邏輯通道占8bit(7bit數(shù)據(jù)，1bit控制信號(hào))，第193bit用于幀同步。nT1載體每秒傳送每秒傳送8000個(gè)個(gè)這樣的幀，故要求物理通道的信道容量大于193*8000bit/s=1.544Mbit/snE1標(biāo)準(zhǔn)線路的帶寬計(jì)算：n每125us為一個(gè)時(shí)間片，每時(shí)間片分為32個(gè)通道 (供32個(gè)用戶輪流使用) ，則每通道占用125us / 32 = 3.90625usn每通道一次傳送8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，即每個(gè)二進(jìn)制

10、位占用3.90625 / 8 = 0.48828125usn所以 E1速率 = 1/0.48828125 = 2.048Mb/s 0 1 21631125 us , 32 時(shí)隙時(shí)隙 , 2.048 Mbps幀同步幀同步信令信道信令信道30 路話音數(shù)據(jù)信道路話音數(shù)據(jù)信道 + 2 路控制信路控制信道道同步光纖網(wǎng) SONETn舊的數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在著許多缺點(diǎn)。其中最主要的是以下兩個(gè)方面： n速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。n如果不對(duì)高次群的數(shù)字傳輸速率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，國(guó)際范圍的高速數(shù)據(jù)傳輸就很難實(shí)現(xiàn)。 n不是同步傳輸。n在過去相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)，各國(guó)的數(shù)字網(wǎng)主要是采用準(zhǔn)同步方式。 n同步光纖網(wǎng) SONET (Sy

11、nchronous Optical Network) 的各級(jí)時(shí)鐘都來(lái)自一個(gè)非常精確的主時(shí)鐘。 n第 1 級(jí)同步傳送信號(hào) STS-1 (Synchronous Transport Signal)的傳輸速率是 51.84 Mb/s。n光信號(hào)則稱為第 1 級(jí)光載波 OC-1，OC 表示Optical Carrier。 線路速率(Mb/s)SONET符號(hào)ITU-T符號(hào)表示線路速率的常用近似值 51.840OC-1/STS-1 155.520OC-3/STS-3STM-1155 Mb/s 466.560OC-9/STS-9STM-3 622.080OC-12/STS-12STM-4622 Mb/s 93

12、3.120OC-18/STS-18STM-61244.160OC-24/STS-24STM-82488.320OC-48/STS-48STM-162.5 Gb/s4976.640OC-96/STS-96STM-329953.280OC-192/STS-192STM-6410 Gb/s39813.120 OC-768/STS-768 STM-256 40 Gb/s SONET 的 OC 級(jí)/STS 級(jí)與 SDH 的 STM 級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 無(wú)線電微波紅外線可見光紫外線X射線射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波 調(diào)幅無(wú)線電 調(diào)頻無(wú)線電 海事無(wú)線電光纖電視(Hz)f (Hz)fLFMFHFVHF UHF S

13、HFEHFTHF波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移動(dòng)無(wú)線電 電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜第三章 數(shù)據(jù)鏈路層n數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念(數(shù)據(jù)鏈路層的基本功能，幀的格式，形成幀的四種方法)n差錯(cuò)控制中的編碼技術(shù)(海明糾錯(cuò)碼，循環(huán)冗余碼(CRC)n停止等待協(xié)議的原理(單工，雙工停等協(xié)議)n連續(xù)ARQ協(xié)議n滑動(dòng)窗口協(xié)議及分析方法n高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程的相關(guān)概念nHDLC的幀格式及各字段的意義nHDLC的

14、三種幀類型nPPP協(xié)議的相關(guān)概念n半雙工“點(diǎn)-點(diǎn)”數(shù)據(jù)傳送n全雙工“點(diǎn)-點(diǎn)”數(shù)據(jù)傳送鏈路層的服務(wù)n成幀 : n將分組封裝入幀, 加上幀頭, 幀尾n物理地址 放在幀首用來(lái)確定信源、信宿 n鏈路訪問:n媒體訪問控制協(xié)議定義了幀在鏈路上傳輸?shù)囊?guī)則n如果是共享介質(zhì)，則需實(shí)現(xiàn)信道的訪問n點(diǎn)對(duì)點(diǎn)介質(zhì)則協(xié)議很簡(jiǎn)單n在兩臺(tái)物理上連接的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)可靠傳遞鏈路層的服務(wù)n錯(cuò)誤檢測(cè): n信號(hào)衰減和噪聲會(huì)導(dǎo)致出錯(cuò). n接收端檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí): n給發(fā)送端信號(hào)要求重發(fā)或丟棄出錯(cuò)幀 n錯(cuò)誤校正: n接受端檢測(cè)某位錯(cuò)并加以校正 而無(wú)需要求發(fā)送端重發(fā)n流量控制: n保持收發(fā)雙方的同步n形成幀的四種方法n帶位填充的首尾標(biāo)記定界法n

15、幀的起始和結(jié)束都用一個(gè)特殊的位串“01111110”，稱為標(biāo)記（flag）n“0”比特插入刪除技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)：錯(cuò)誤檢測(cè)：EDC= 錯(cuò)誤檢測(cè)校正（Error Detection and Correction (冗余數(shù)據(jù))）位 錯(cuò)誤檢測(cè)不可能達(dá)到 100% 可靠! 協(xié)議算法可能會(huì)忽略了某些錯(cuò)誤, 但比例極小 較大的 EDC 字段可以產(chǎn)生較好的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)效果差錯(cuò)控制加了它就可能加了它就可能知道？知道？差錯(cuò)控制的基本概念n差錯(cuò)出現(xiàn)的特點(diǎn)n隨機(jī)，連續(xù)突發(fā)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中處理差錯(cuò)的兩種基本策略n使用糾錯(cuò)碼（海明碼）n發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，并能糾正錯(cuò)誤。

16、n使用檢錯(cuò)碼（奇偶校驗(yàn)、CRC）n發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入必要的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，但不能判斷哪里有錯(cuò)。海明糾錯(cuò)碼n海明糾錯(cuò)碼的格式海明糾錯(cuò)碼的格式n碼字的編號(hào)從左到右，最左邊是第一位，其中2的冪數(shù)位是檢的冪數(shù)位是檢驗(yàn)位，其余是驗(yàn)位，其余是k個(gè)數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù)據(jù)位(信息元)。n海明糾錯(cuò)碼格式如下：n 20 21 22 23 24n p1 p2 * p3 * * * p4* * * * * * * p5 n *-信息元 P-校驗(yàn)位海明糾錯(cuò)碼n將編碼字寫成串形式的一維向量11121112122212121121(p1 p2 * p3 * * * p4* * . )rrrrr

17、rKKKrKrb bbbb bbbl lllMb bbb其中，l1 =l2 =lr =1或0(l=0為偶校驗(yàn)，l=1為奇校驗(yàn))； bij = 1 或 0 循環(huán)冗余碼(CRC)n循環(huán)冗余碼（CRC）n基本思想n收發(fā)雙方約定一個(gè)生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式G(x)（其最高階和最低階系數(shù)必須為1），發(fā)送方在幀的末尾加上校驗(yàn)序列，使帶校驗(yàn)序列的幀的多項(xiàng)式能被G(x)整除；接收方收到后，用G(x)除多項(xiàng)式，若有余數(shù)，則傳輸有錯(cuò)。n多項(xiàng)式碼n將位串看成系數(shù)為0或1的多項(xiàng)式如：110001，表示成多項(xiàng)式 x5+x4+1 循環(huán)冗余碼(CRC)n循環(huán)冗余碼（CRC）nCRC的計(jì)算算法n差錯(cuò)控制n差錯(cuò)控制編碼n檢錯(cuò)碼和糾

18、錯(cuò)碼n差錯(cuò)控制技術(shù)n差錯(cuò)控制的基本方法：接收方進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，并向發(fā)送方應(yīng)答，告知是否正確接收。n流量控制n自動(dòng)請(qǐng)求重傳Automatic Repeat Request （ARQ）n停等協(xié)議（單工、雙工）nARQnGo-back-N ARQn滑動(dòng)窗口協(xié)議 差錯(cuò)控制和流量控制n點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)聯(lián)絡(luò)層案例n高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程n基本原則n面向比特的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議(規(guī)程）n采用位填充法保證數(shù)據(jù)的透明傳輸nHDLC的組成n幀結(jié)構(gòu)n規(guī)程元素n規(guī)程類型n使用HDLC的語(yǔ)法可以定義多種具有不同操作特點(diǎn)的鏈路層協(xié)議。 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程nHDLC涉及三種類型的站：n主站（Primary

19、 Station）n主要功能是發(fā)送命令（包括數(shù)據(jù)），接收響應(yīng)，負(fù)責(zé)整個(gè)鏈路的控制（如系統(tǒng)的初始、流控、差錯(cuò)恢復(fù)等）；n從站（Secondary Station）n主要功能是接收命令，發(fā)送響應(yīng)，配合主站完成鏈路的控制；n復(fù)合站（Combined Station）n同時(shí)具有主、從站功能，既發(fā)送又接收命令和響應(yīng)，并負(fù)責(zé)整個(gè)鏈路的控制。 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程n原理圖命令命令(B)響應(yīng)響應(yīng)(B)主站主站A從站從站B非平衡配置：點(diǎn)非平衡配置：點(diǎn)-點(diǎn)點(diǎn)命令命令(B/C/D)響應(yīng)響應(yīng)(B)響應(yīng)響應(yīng)(C)響應(yīng)響應(yīng)(D)主站主站A從站從站B從站從站C從站從站D非平衡配置：點(diǎn)非平衡配置：點(diǎn)-多點(diǎn)多點(diǎn)命令命令(B)命

20、令命令(A)響應(yīng)響應(yīng)(B)響應(yīng)響應(yīng)(A)復(fù)合站復(fù)合站A復(fù)合站復(fù)合站B平衡配置平衡配置 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程n幀的一般結(jié)構(gòu) 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程n標(biāo)志字段n以0111 1110作為起止的幀邊界標(biāo)記n零比特填充法n原因n避免數(shù)據(jù)信息字段與標(biāo)志字段F相同，引起幀邊界錯(cuò)誤，達(dá)到透明傳輸。n采用方法n發(fā)送端：n利用硬件掃描數(shù)據(jù)信息字段，遇到5個(gè)1即添加一個(gè)0n接受端：n硬件掃描到連續(xù)5個(gè)1，因?yàn)榘l(fā)送端掃描填充過0，緊接的必然是0，去掉這個(gè)00 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 00 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 00 1 0 0 1 1 1 1

21、 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0信息字段中出現(xiàn)了和標(biāo)志字段 F 完全一樣的 8 比特組合發(fā)送端在 5 個(gè)連 1 之后填入 0 比特再發(fā)送出去在接收端把 5 個(gè)連 1之后的 0 比特刪除會(huì)被誤認(rèn)為是標(biāo)志字段 F 發(fā)送端填入 0 比特接收端刪除填入的 0 比特零比特填充實(shí)例 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程n地址字段n非平衡方式寫入從站地址，平衡方式寫入確認(rèn)站地址n全1地址為廣播方式，全0為無(wú)效地址，有效地址254個(gè)n地址字段可擴(kuò)展 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程nHDLC的三種幀類型n信息幀（Information Frame）n監(jiān)督幀（Supervisory Frame）n無(wú)編號(hào)幀（Unnumbered F

22、rame）第四章 局域網(wǎng)n介質(zhì)訪問技術(shù)nALOHA、時(shí)隙ALOHA、 CSMA、CSMA/CDn局域網(wǎng)的基本組成n局域網(wǎng)的特點(diǎn)n局域網(wǎng)的分類n局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)nIEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)n802.3標(biāo)準(zhǔn)n局域網(wǎng)的擴(kuò)展n物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層n常用設(shè)備鏈路和協(xié)議n有三種類型的 “鏈路”:n點(diǎn)對(duì)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn) ( e.g. PPP, SLIP,HDLC)n共享線路或介質(zhì)共享線路或介質(zhì)( e.g, 以太網(wǎng), 無(wú)線網(wǎng), etc.)n交換式交換式 (e.g., 交換式以太網(wǎng), ATM etc)介質(zhì)訪問控制方法n介質(zhì)訪問技術(shù)是局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。n介質(zhì)訪問技術(shù):n就是研究如何有

23、效地利用通道(介質(zhì))的問題，目的是如何適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈g歇(突發(fā)性)特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)膹?fù)用策略，以提高通道的利用率，減少數(shù)據(jù)傳輸中的時(shí)延，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐率。n分類：n點(diǎn)對(duì)點(diǎn)介質(zhì)訪問控制方法n多點(diǎn)介質(zhì)訪問控制方法n網(wǎng)絡(luò)性能在很大程度上與所采用的介質(zhì)訪問技術(shù)有關(guān)。n多點(diǎn)介質(zhì)訪問技術(shù)的中心問題是解決通道復(fù)用問題。n一條共享的通信信道 n兩個(gè)或多個(gè)結(jié)點(diǎn)可同時(shí)發(fā)送信號(hào): 相互干擾 n在某一時(shí)刻只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以成功地發(fā)送信號(hào) n多點(diǎn)訪問協(xié)議多點(diǎn)訪問協(xié)議:n分布式的算法來(lái)決定如何共享信道, 決定工作站何時(shí)可以發(fā)送n有關(guān)共享通道的通信協(xié)商也必須在該通道自身上解決 n多點(diǎn)訪問協(xié)議需要解決的問題: n同步還是異步 n

24、了解其他站點(diǎn)的信息 n健壯性 (e.g.如何對(duì)待信道錯(cuò)誤) n性能介質(zhì)訪問控制方法信道共享技術(shù)分類信道共享技術(shù)分類信道共享技術(shù)信道共享技術(shù)TDMFDMSTDMATDM隨機(jī)訪問隨機(jī)訪問受控訪問受控訪問CSMACSMA/CD集中控制集中控制分散控制分散控制輪詢輪詢令牌令牌靜態(tài)分配靜態(tài)分配動(dòng)態(tài)分配動(dòng)態(tài)分配以太網(wǎng)以太網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)WDMCDM隨機(jī)訪問MAC協(xié)議純ALOHAn工作原理n站點(diǎn)可在任意時(shí)刻發(fā)送幀n檢測(cè)到?jīng)_突，等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間后重發(fā)（注：如等待時(shí)間不隨機(jī)，會(huì)因再次沖突而死鎖）n缺點(diǎn)：極容易沖突n性能n網(wǎng)絡(luò)負(fù)載G=0.5時(shí)，吞吐率Smax=0.184n時(shí)隙Aloha（slotted aloh

25、a）n工作原理n將時(shí)間劃分成等長(zhǎng)的時(shí)隙，站點(diǎn)只在時(shí)間片到來(lái)的瞬間發(fā)送幀n信道利用率提高一倍n重發(fā)策略：同純ALOHAn性能：網(wǎng)絡(luò)負(fù)載G=1時(shí)，吞吐率Smax=0. 368n代價(jià)：需要全網(wǎng)同步；可設(shè)置一個(gè)特殊站點(diǎn)，由該站點(diǎn)發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)n幀發(fā)送成功的條件：沒有其他幀在同一時(shí)隙內(nèi)到達(dá)隨機(jī)訪問MAC協(xié)議時(shí)隙ALOHA隨機(jī)訪問MAC協(xié)議CSMAn思想：n如果某一站點(diǎn)在發(fā)報(bào)前已知道通道上有報(bào)文在傳送，它就不必再發(fā)報(bào)，以免產(chǎn)生沖突。n載波監(jiān)聽（carrier sense）n站點(diǎn)在為發(fā)送幀而訪問傳輸信道之前，首先監(jiān)聽信道有無(wú)載波，若有載波，說明已有用戶在使用信道，則不發(fā)送幀以避免沖突n多路訪問（multipl

26、e Access）n多個(gè)用戶共用一條線路n堅(jiān)持CSMAn1-堅(jiān)持CSMA（1-persistent CSMA）n原理n若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道；n若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送；n若信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽直至發(fā)現(xiàn)信道空閑，然后立刻（以n 概率1）開始發(fā)送數(shù)據(jù)；n若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后重新開始發(fā)送過程。n優(yōu)點(diǎn)n減少了信道空閑時(shí)間；n缺點(diǎn)n增加了發(fā)生沖突的概率；n傳播延遲對(duì)協(xié)議性能的影響？傳播延遲對(duì)協(xié)議性能的影響？n傳播延遲越大，發(fā)生沖突的可能性越大，協(xié)議性能越差；隨機(jī)訪問MAC協(xié)議CSMAn堅(jiān)持CSMAnp-堅(jiān)持型CSMA（p-persistent CSMA）n適用于分時(shí)隙信道n原理n若站

27、點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道；n若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)（即以概率q=1-p延遲至下一個(gè)時(shí)隙發(fā)送）。若下一個(gè)時(shí)隙仍空閑，重復(fù)此過程，直至數(shù)據(jù)發(fā)出或時(shí)隙被其他站點(diǎn)所占用；n若信道忙，則等待下一個(gè)時(shí)隙，重新開始發(fā)送；n若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后重新開始發(fā)送。隨機(jī)訪問MAC協(xié)議CSMAn非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistent CSMA）n原理n若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道；n若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則立刻發(fā)送數(shù)據(jù)；n若信道忙，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后再監(jiān)聽信道；n若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后重新開始發(fā)送過程。n優(yōu)點(diǎn)n減少了沖突的概率；n缺點(diǎn)n增加了信道空閑時(shí)間，數(shù)據(jù)發(fā)送延遲增大；n

28、信道效率比1-堅(jiān)持CSMA高，傳輸延遲比1-堅(jiān)持CSMA大。隨機(jī)訪問MAC協(xié)議CSMA隨機(jī)訪問MAC協(xié)議CSMA/CDnCSMA/CD: (Collision Detection，沖突檢測(cè))n在沖突發(fā)生后，短時(shí)間內(nèi)可探測(cè)到n立即中斷傳輸, 減少信道的時(shí)間浪費(fèi) n堅(jiān)持性或非堅(jiān)持性重傳n沖突檢測(cè)沖突檢測(cè): n在有線 LAN中簡(jiǎn)便易行: 檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度, 比較收、發(fā)的信號(hào)n在無(wú)線 LAN比較困難: 傳輸時(shí)接收器是關(guān)閉的n爭(zhēng)用期爭(zhēng)用期n最先發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后至多經(jīng)過時(shí)間 2 （兩倍的端到端往返時(shí)延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是否遭受了碰撞。n端到端往返時(shí)延 2 稱為爭(zhēng)用期。n經(jīng)過爭(zhēng)用期這段時(shí)間還沒

29、有檢測(cè)到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會(huì)發(fā)生碰撞。 隨機(jī)訪問MAC協(xié)議CSMA/CD1 kmABt碰撞t = B 檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)t = / 2發(fā)生碰撞t = 2 A 檢測(cè)到發(fā)生碰撞 t = B 發(fā)送數(shù)據(jù)B 檢測(cè)到發(fā)生碰撞 t = ABABAB t = 0 A 檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)ABt = 0t = B 檢測(cè)到發(fā)生碰撞停止發(fā)送STOPt = 2 A 檢測(cè)到發(fā)生碰撞STOPAB單程端到端傳播時(shí)延記為 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)n局域網(wǎng)參考模型n 對(duì)應(yīng)于OSI參考模型最低兩層：n物理層：透明傳輸位流，規(guī)定信號(hào)編碼、傳輸媒體、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)率n數(shù)據(jù)鏈路層(802委員會(huì)將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層)n介

30、質(zhì)訪問控制子層 MAC（Medium Access Control）n邏輯鏈路控制子層 LLC（Logical Link Control）局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)n局域網(wǎng)參考模型數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層媒體訪問控制媒體訪問控制MAC邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制LLCLogical Link Control Media Access Control 向上層提供向上層提供 連接環(huán)境連接環(huán)境對(duì)下層提供對(duì)下層提供 媒體訪問方媒體訪問方法法局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)nMAC子層子層：n 數(shù)據(jù)鏈路層中與接入各種傳輸媒體有關(guān)的問題。還負(fù)責(zé)在物理層的基礎(chǔ)上進(jìn)行無(wú)差錯(cuò)的通信。n更具體些講，MAC子層的主要功能是：

31、n將上層交下來(lái)的數(shù)據(jù)封裝成幀進(jìn)行發(fā)送(接收時(shí)進(jìn)行相反的過程，將幀拆卸)n實(shí)現(xiàn)和維護(hù)MAC協(xié)議n比特差錯(cuò)檢測(cè)n尋址IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)n802.2 - 邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制n802.3 - n802.4 - n802.5 - n802.6 - n802.8 n802.11 WLAN（無(wú)線局域網(wǎng)）（無(wú)線局域網(wǎng)） CSMA/CD協(xié)議的提出n以太網(wǎng)采用的協(xié)調(diào)方法是使用一種特殊的協(xié)議，即以太網(wǎng)采用的協(xié)調(diào)方法是使用一種特殊的協(xié)議，即 (載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè))nIEEE定義了采用1-堅(jiān)持CSMA/CD技術(shù)的802.3局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，速率從1M到10Mbps，802.3

32、標(biāo)準(zhǔn)與以太網(wǎng)協(xié)議略有差別。n原理原理n站點(diǎn)使用站點(diǎn)使用CSMA協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；n在發(fā)送期間如果檢測(cè)到?jīng)_突在發(fā)送期間如果檢測(cè)到?jīng)_突(CD)，立即終止發(fā)送，并發(fā)，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；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；n在發(fā)出干擾信號(hào)后，等待一段隨機(jī)時(shí)間，再重復(fù)上述過程。在發(fā)出干擾信號(hào)后，等待一段隨機(jī)時(shí)間，再重復(fù)上述過程。CSMA/CD的要點(diǎn)n“載波監(jiān)聽載波監(jiān)聽”n指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否有其他指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免

33、發(fā)計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。以太網(wǎng)使用曼徹斯特編碼信號(hào)。生碰撞。以太網(wǎng)使用曼徹斯特編碼信號(hào)。n“多點(diǎn)接入多點(diǎn)接入”n許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上。許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上。n“碰撞檢測(cè)碰撞檢測(cè)”n計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小，如果檢測(cè)計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小，如果檢測(cè)到電壓超過一定的門限值，就認(rèn)為發(fā)生了碰撞。到電壓超過一定的門限值，就認(rèn)為發(fā)生了碰撞。媒體忙？媒體忙？發(fā)送發(fā)送幀幀碰撞？碰撞？發(fā)發(fā)送送完？完？發(fā)送發(fā)送JamJamN16?N16?YesYesNoNoNoNoYesYes發(fā)送成功發(fā)送成功Y

34、esYes發(fā)送失敗發(fā)送失敗NoNo延遲隨機(jī)時(shí)間延遲隨機(jī)時(shí)間NoNoYesYes發(fā)送發(fā)送碰撞次數(shù)碰撞次數(shù)N+1N+1802.3/Ethernet v2幀格式FCSSATypePADADataPadFCSPA SALENSFDDALLC PDUPad最小幀長(zhǎng)計(jì)算n設(shè)信號(hào)在介質(zhì)上端點(diǎn)到端點(diǎn)的傳播延時(shí)為t秒，數(shù)據(jù)傳輸速率為R b/s，則在最壞情況下能使任何站監(jiān)聽到?jīng)_突的最小幀長(zhǎng)為2tR bits。截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)類型的退避算法n以太網(wǎng)中隨機(jī)等待時(shí)間采用二進(jìn)制指數(shù)后退算法BEB（Binary Exponential Backoff）：n設(shè)退讓時(shí)間片數(shù)為R，取值范圍k（的k次方），其中n K=min (n,

35、i)n式中，n為沖突次數(shù)，i為退讓極限（Back off limit）。n當(dāng)ni時(shí)，K=n；當(dāng)ni時(shí)，K=i；當(dāng)n=j時(shí)，其中j為嘗試極限（Attempt limit），放棄發(fā)送，并通知高層。n確定基本退避時(shí)間，一般是取爭(zhēng)用期 2tn定義參數(shù)K，它等于重傳次數(shù)，但一般不超過退避極限值（如10）。故K=MIN重傳次數(shù)，退避極限值。n隨機(jī)地取退讓時(shí)間片數(shù)，退避時(shí)間即為2t 以太網(wǎng)的物理層選項(xiàng)與標(biāo)識(shí)方法以太網(wǎng)的物理層選項(xiàng)與標(biāo)識(shí)方法 速率、信號(hào)方式、介質(zhì)類型速率、信號(hào)方式、介質(zhì)類型速率（速率（Mb/s）基帶或?qū)拵Щ鶐Щ驅(qū)拵ase，Broad每段最大長(zhǎng)度（單位每段最大長(zhǎng)度（單位:百米）或百米）或介質(zhì)類

36、型（介質(zhì)類型（T，F(xiàn)，X）10 Base 5傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)10Base5 粗同軸粗同軸10Base2 細(xì)同軸細(xì)同軸10Base-T UTP 10Base-F MMF快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)100Base-T UTP100Base-F MMF/SMF1000Base-X STP/MMF/SMF1000Base-T UTP局域網(wǎng)擴(kuò)展局域網(wǎng)擴(kuò)展n 什么情況下需要擴(kuò)展？n網(wǎng)絡(luò)范圍擴(kuò)大n更多的站點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)n多個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)n如何擴(kuò)展？n主要在三個(gè)層次上n物理層 ：信號(hào)中繼n數(shù)據(jù)鏈路層：幀轉(zhuǎn)發(fā)n網(wǎng)絡(luò)層： 報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)擴(kuò)展的局域網(wǎng)：集線器（Hubs）n物理層設(shè)備: 本質(zhì)上是工作

37、在位流層面上的中繼器: 將接收到的位流在所有其他接口上復(fù)制發(fā)送n集線器不隔離碰撞域: 任意LAN網(wǎng)段中的結(jié)點(diǎn)都可能與其他網(wǎng)段中的結(jié)點(diǎn)發(fā)生沖突n每個(gè)被連接的 LAN稱為 LAN網(wǎng)段n集線器的優(yōu)點(diǎn):n簡(jiǎn)單,廉價(jià)設(shè)備n多層結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)性能略微降低較大的互聯(lián)LAN: 即使一個(gè)集線器故障，部分 LAN結(jié)點(diǎn)仍可以繼續(xù)工作n擴(kuò)展了結(jié)點(diǎn)間的距離 (每個(gè)Hub 100m)n單一的沖突域?qū)е铝俗畲笸掏铝坎豢赡茉黾觧多層結(jié)構(gòu)的吞吐量實(shí)際與單個(gè)網(wǎng)段相同n對(duì)單個(gè) LAN中同樣的沖突域的限制也強(qiáng)加到了所有新近加入到這個(gè)互聯(lián)LAN的結(jié)點(diǎn)上n不能連接不同類型的以太網(wǎng) (e.g., 10BaseT 和 100baseT)擴(kuò)展

38、的局域網(wǎng)：網(wǎng)橋(Bridge)n鏈路層設(shè)備: 使用以太網(wǎng)幀工作, 檢查幀的首部的信宿地址后，選擇性的進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)n由于網(wǎng)橋可以緩存幀，網(wǎng)橋可以隔離碰撞域 n當(dāng)在網(wǎng)段間轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí),網(wǎng)橋使用 CSMA/CD方式訪問網(wǎng)段并進(jìn)行傳輸 n網(wǎng)橋優(yōu)點(diǎn):n隔離沖突域使得網(wǎng)絡(luò)的最大總吞吐量提高, 對(duì)接入的結(jié)點(diǎn)數(shù)和地理覆蓋的范圍沒有限制n由于是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，所以可以連接不同的以太網(wǎng)n透明: 不需要改變主機(jī)的LAN網(wǎng)絡(luò)接口適配器n多端口網(wǎng)橋：交換機(jī)n在網(wǎng)絡(luò)層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展n設(shè)備：n路由器n特點(diǎn)：n一個(gè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)上的分組分組有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)；n擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被路由器分隔成多個(gè)子網(wǎng)子網(wǎng)。n優(yōu)缺點(diǎn)：n隔離廣播域

39、，限制了廣播幀的泛濫；n地域范圍可以任意擴(kuò)展；n能根據(jù)最佳路由轉(zhuǎn)發(fā)分組；n可以互聯(lián)不同類型的網(wǎng)絡(luò)；n轉(zhuǎn)發(fā)速度低，成本較高，維護(hù)復(fù)雜。第五章 網(wǎng)絡(luò)層n網(wǎng)絡(luò)層在ISO/RM和TCP/IP模型中的地位n數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路的比較n幾種路由算法：n最短路徑、泛洪算法、距離向量路由算法、鏈路狀態(tài)算法nIPV4協(xié)議n功能、特性、數(shù)據(jù)報(bào)格式n數(shù)據(jù)報(bào)分段和重組n地址分類編址規(guī)則、尋址規(guī)則n子網(wǎng)掩碼、組網(wǎng)過程nICMP的功能和報(bào)文格式nARP協(xié)議和RARP協(xié)議的作用nIPV6協(xié)議n功能、特性、數(shù)據(jù)報(bào)格式n地址編址規(guī)則、尋址規(guī)則nIPV4向IPV6的過渡技術(shù)n最短路徑路由算法（Shortest Path Routing

40、）nDijkstra算法舉例1243561225331152n最短路徑路由算法（Shortest Path Routing）nDijkstra算法舉例)(vDvn最短路徑路由算法（Shortest Path Routing）nDijkstra算法舉例n最短路徑路由算法（Shortest Path Routing）nDijkstra算法舉例n最短路徑路由算法（Shortest Path Routing）nDijkstra算法舉例n最短通路樹(匯集樹)及對(duì)應(yīng)路由表124356目的節(jié)點(diǎn)后繼節(jié)點(diǎn)2 23 44 45 46 4D-V（距離矢量）算法（Distance Vector Routing） n是

41、動(dòng)態(tài)、分布式算法。n實(shí)現(xiàn)分布式算法的三要素： The measurement process（測(cè)量）（測(cè)量）The update protocol（更新鄰接點(diǎn)距離矢量）（更新鄰接點(diǎn)距離矢量）The calculation（計(jì)算）（計(jì)算） D-V算法的工作原理 n每個(gè)路由器用兩個(gè)向量Di和Si來(lái)表示該節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)上所有節(jié)點(diǎn)的路徑距離及其下一個(gè)節(jié)點(diǎn)n相鄰路由器之間交換路徑信息n各節(jié)點(diǎn)根據(jù)路徑信息更新路由表 di1：從節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)i 到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)1 的時(shí)延向量的時(shí)延向量di2：從節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)i 到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)2 的時(shí)延向量的時(shí)延向量 Di =di1di2di3dinSi =si1si2si3sinsi1：從節(jié)

42、點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)1的一條最小時(shí)延路徑上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的一條最小時(shí)延路徑上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)si2：從節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)2的一條最小時(shí)延路徑上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的一條最小時(shí)延路徑上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)其中：n 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)Di節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)i的時(shí)延向量的時(shí)延向量dij節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)i到到j(luò)的最小時(shí)延的當(dāng)前估計(jì)值的最小時(shí)延的當(dāng)前估計(jì)值Si節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)i的后繼節(jié)點(diǎn)向量的后繼節(jié)點(diǎn)向量sij從節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)i到到j(luò)的最小時(shí)延路徑上的下一節(jié)點(diǎn)的最小時(shí)延路徑上的下一節(jié)點(diǎn) 路由表的更新ndij = min(dix + dxj) ( x A )n（從i到j(luò)的時(shí)延取途經(jīng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)的時(shí)延的最小值） nSij = x（從i到j(luò)途經(jīng)

43、的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)為x） 其中：其中：A與與i相鄰的所有節(jié)點(diǎn)的集合相鄰的所有節(jié)點(diǎn)的集合diji到到j(luò) 的最短距離的最短距離dixi到到x的距離的距離dxjx到到j(luò) 的最短距離的最短距離 To通過A 通過I 通過H 通過KA0242021B12363128C25181936D4027824E1473022F23201940G1831631H1720019I2101422J911710K2422220L293399J到A延時(shí)為8 J到I延時(shí)為10 J到H延時(shí)為12 J到K延時(shí)為6 線路8A20A28I20H17I30I18H12H10I0-6K15K節(jié)點(diǎn)J的新路由表AEIHGFDCBLKJJ重新重新估計(jì)

44、估計(jì)的延時(shí)的延時(shí)注意：注意：AI為為21；IA為為24因?yàn)椋汗?jié)點(diǎn)因?yàn)椋汗?jié)點(diǎn)A和和I都是各自測(cè)都是各自測(cè)得的距離，且不一定是同一得的距離，且不一定是同一時(shí)刻測(cè)得的，線路狀態(tài)是動(dòng)時(shí)刻測(cè)得的，線路狀態(tài)是動(dòng)態(tài)變化的態(tài)變化的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為JL-S（鏈路狀態(tài)）算法（Link State Routing） n基本思想 發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)絡(luò)地址 測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷 組裝一個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息組裝一個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息 將這個(gè)分組發(fā)給所有其他路由器將這個(gè)分組發(fā)給所有其他路由器 計(jì)算到每個(gè)其他路由器的最

45、短路徑計(jì)算到每個(gè)其他路由器的最短路徑發(fā)現(xiàn)鄰接節(jié)點(diǎn) n當(dāng)一個(gè)路由器啟動(dòng)后，向每個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)線路發(fā)送HELLO分組，另一端的路由器發(fā)送回來(lái)一個(gè)應(yīng)答來(lái)說明它是誰(shuí) 測(cè)量線路開銷 n發(fā)送一個(gè)ECHO分組要求對(duì)方立即響應(yīng)，通過測(cè)量一個(gè)來(lái)回時(shí)間再除以2，發(fā)送方就可以得到一個(gè)延遲估計(jì)值，想要更精確些，可以重復(fù)這一過程，取其平均值 構(gòu)造分組子網(wǎng)及其節(jié)點(diǎn)到其鄰節(jié)點(diǎn)（路由器）的線路開銷測(cè)量值（即延時(shí)，假設(shè)以ms計(jì)）ABCDEF序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)年齡年齡年齡年齡年齡年齡B4A4B2C3A5B6E5C2D3 F7 C1 D7F6E1F8E8AE324FDCB56187子網(wǎng)的鏈路、狀態(tài)及分組情況：子網(wǎng)的鏈路、狀態(tài)及分組

46、情況： 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)A僅與節(jié)點(diǎn)僅與節(jié)點(diǎn)B和和E相鄰相鄰A B的時(shí)延為的時(shí)延為4msA E的時(shí)延為的時(shí)延為5ms 計(jì)算新路由 n用Dijstra算法計(jì)算到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由 n得到該節(jié)點(diǎn)到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層routingtableRouting protocolspath selectionRIP, OSPF, BGPIP protocoladdressing conventionsdatagram formatpacket handling conventionsICMP protocolerror reportingrouter “signaling”Transport layer: T

47、CP, UDPLink layerphysical layerNetworklayer網(wǎng)際協(xié)議IPnIP協(xié)議是整個(gè)TCP/IP協(xié)議的核心,主要功能包括:n定義數(shù)據(jù)報(bào),這是Internet中最基本的傳輸單位n定義尋址方式,即IP地址n在網(wǎng)絡(luò)訪問層和主機(jī)到主機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)n將數(shù)據(jù)報(bào)傳送到遠(yuǎn)端主機(jī),包括路由選擇n進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)的分解和重組,例如IP和X.25數(shù)據(jù)交換IP包格式 04816 31版本頭部長(zhǎng)服務(wù)類型總長(zhǎng)標(biāo)識(shí)標(biāo)志段偏移生存時(shí)間類型頭部校驗(yàn)和源IP地址目的IP地址IP可選項(xiàng)（可以省略）充填域數(shù)據(jù)開始 v版本為版本為4（Ipv4）v頭部長(zhǎng)以頭部長(zhǎng)以32位字長(zhǎng)為單位位字長(zhǎng)為單位 IP包格式（續(xù)）n類

48、型或協(xié)議 n頭部校驗(yàn)和：按16位相加，結(jié)果求反 n源和目的地址：32位 nIP可選項(xiàng)：用于控制和測(cè)試 n充填域：湊成32位的整倍數(shù) TCP6UDP17ICMP1OSPF89通過標(biāo)志、標(biāo)識(shí)和段偏移實(shí)現(xiàn) n標(biāo)識(shí)（identifier）：16位n標(biāo)志（flag）：3位n段偏移（fragmentation offset）：13位 發(fā)送方每發(fā)送一個(gè)報(bào)文編號(hào)加一發(fā)送方每發(fā)送一個(gè)報(bào)文編號(hào)加一 各分段的標(biāo)識(shí)相同各分段的標(biāo)識(shí)相同 源地址加標(biāo)識(shí)來(lái)區(qū)分各個(gè)分段源地址加標(biāo)識(shí)來(lái)區(qū)分各個(gè)分段 012保留DFMFDF = 0 允許分段允許分段 = 1 不允許分段不允許分段 如剛起動(dòng)時(shí)，即如剛起動(dòng)時(shí)，即Boot時(shí)不允許分段時(shí)

49、不允許分段 MF = 0 最后一段最后一段 = 1 段未結(jié)束段未結(jié)束 實(shí)際偏移量實(shí)際偏移量 = 段偏移值段偏移值 x 8 Byte IP地址的層次結(jié)構(gòu)和分類 nIP地址分為A、B、C、D、E類031NetIDHostID0前綴后綴0816311 0前綴后綴1 1 0前綴后綴1 1 1 0多址傳送地址1 1 1 1保留將來(lái)使用A類類B類類C類類D類類E類類大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中規(guī)模網(wǎng)絡(luò)小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)地址類別網(wǎng)絡(luò)數(shù)主機(jī)數(shù)A0127（126）16777216-2B128191（16384）65536-2C192223（2097152）256-2IP地址的表示 n點(diǎn)分十進(jìn)制表示 如：2

50、02.120.1.154n特殊IP地址 前綴后綴地址類型用途全0全0本機(jī)啟動(dòng)時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)ID全0網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)ID全1直接廣播在指定網(wǎng)上廣播全1全1有限廣播在本地網(wǎng)上廣播127任意回送測(cè)試（127.0.0.1）無(wú)盤工作站在啟動(dòng)時(shí)尚不知道自己所處的網(wǎng)絡(luò)ID，所以用32為全1地址 在本網(wǎng)段內(nèi)廣播，請(qǐng)求回答子網(wǎng)劃分-劃分子網(wǎng)的原因n一個(gè)路由器端口的連接（一個(gè)物理網(wǎng)段）至少組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)n按原來(lái)的地址結(jié)構(gòu)（二維結(jié)構(gòu)），一個(gè)網(wǎng)絡(luò)至少需要一個(gè)C類地址，因?yàn)橐粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)需要有一個(gè)唯一的網(wǎng)絡(luò)地址nIP地址的緊缺和地址分配中的浪費(fèi)形成一對(duì)矛盾子網(wǎng)劃分-三維地址結(jié)構(gòu)n原有地址結(jié)構(gòu)是二維的（網(wǎng)絡(luò)地址，主機(jī)地址），增加

51、地址結(jié)構(gòu)的維數(shù)，可提高地址分配的靈活性和可用性n三維結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)地址，子網(wǎng)地址，主機(jī)地址n在一個(gè)C類地址中僅主機(jī)地址可由網(wǎng)管人員自主分配n向主機(jī)地址域借位組成子網(wǎng)地址n以形成三維地址結(jié)構(gòu)子網(wǎng)掩碼n子網(wǎng)掩碼的作用n因?yàn)樽泳W(wǎng)地址的位數(shù)不是固定的，所以必須告知主機(jī)地址中哪一部分是子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址段，哪一部分是主機(jī)地址段n子網(wǎng)掩碼使用與IP編址相同格式n子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡(luò)地址部分和子網(wǎng)地址部分全為1，它的主機(jī)部分全為0n一個(gè)缺省C類IP地址的掩碼為n255.255.255.0ICMP使用舉例 n測(cè)試報(bào)文的可達(dá)性 n路由跟蹤命令 n得到路徑中最小的MTU ping命令命令 tracert（Unix下為下為traceroute）命令）命令 041631版 本位目 的 地 址源 地 址下 一 個(gè) 首 部流 標(biāo) 號(hào)12通 信 量 類（128 位）（128 位）有 效 載 荷 長(zhǎng) 度跳 數(shù) 限 制24有效載荷（擴(kuò)展首部 / 數(shù)據(jù)）IPv6 的基本首部（40 B）IPv6 的有效載荷（至 64 KB）六種擴(kuò)展首部 n在 RFC 2460 中定義了六種擴(kuò)展首部：n 逐跳選項(xiàng)n 路由選擇n 分片n 鑒別n 封裝安全有效載荷n 目的站選項(xiàng) 有效載荷有效載荷IPv6 的擴(kuò)展首部 基本首部下一個(gè)首部= TCP/UDP基本