計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù)-課程總結(jié)

1第一局部計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)容要點計算機網(wǎng)絡(luò)概述計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與參考模型2計算機網(wǎng)絡(luò)概述計算機網(wǎng)絡(luò)概念、組成、功能計算機網(wǎng)絡(luò)分類計算機網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)開展史計算機網(wǎng)絡(luò)標準化工作及相關(guān)組織3計算機網(wǎng)絡(luò)的概念利用通訊設(shè)備和線路將物理位置不同的、功能獨立的多個計算機系統(tǒng)互聯(lián)起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件〔即網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)協(xié)議、信息交換方式和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等〕來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。主要目的：實現(xiàn)資源的共享。計算機網(wǎng)絡(luò)的概念、組成和功能4計算機網(wǎng)絡(luò)的組成1〕效勞器〔Server〕：它是網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備，主要負責數(shù)據(jù)處理任務(wù)，分為：文件效勞器、打印效勞器和通信效勞器2〕工作站〔Workstation):共享軟件資源的計算機，使用戶交換信息的界面，它需要運行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的客戶端軟件。3〕通訊設(shè)備：主要包括網(wǎng)卡及其中間連接設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器、中繼器、集線器、網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)等。網(wǎng)卡〔NetworkInterfaceCard〕也稱網(wǎng)絡(luò)配置器，根本功能是：并行數(shù)據(jù)和穿行符號間進行轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)幀的裝配與拆裝、網(wǎng)絡(luò)訪問控制和數(shù)據(jù)緩沖等。4〕傳輸介質(zhì)：計算機中發(fā)送方和接收方之間的物理通道。常見有雙絞線、同軸電纜、光纖、無線傳輸介質(zhì)和衛(wèi)星線路。5

計算機網(wǎng)絡(luò)的軟件〔1〕網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)包括:網(wǎng)絡(luò)適配置驅(qū)動程序、子網(wǎng)協(xié)議和應(yīng)用協(xié)議〔2〕網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效勞系統(tǒng)客戶端：請求效勞的應(yīng)用系統(tǒng)效勞器：為其他應(yīng)用提供效勞的系統(tǒng)或系統(tǒng)軟件客戶端和效勞器共同組成客戶端/效勞器計算機模式

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計算機網(wǎng)絡(luò)功能

通信功能資源共享高可靠性提供分布處理環(huán)境集中式管理與處理負載分擔與均衡跨越時間和空間的障礙7計算機網(wǎng)絡(luò)的分類分類：從邏輯上分可以將計算機網(wǎng)絡(luò)分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩局部。通信子網(wǎng)：主要由網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的通信鏈路組成，負責全網(wǎng)的信息傳遞。資源子網(wǎng)：主要由提供資源主網(wǎng)的主機和請求資源的終端組成。它們都是傳遞信息傳輸?shù)脑Y(jié)點或宿節(jié)點，有時也稱為是端結(jié)點，負責全網(wǎng)的信息處理。8按網(wǎng)絡(luò)的地理范圍分：廣域網(wǎng)WAN〔WideAreaNetwork〕作用范圍通常幾十到幾千公里，有時也稱為遠程網(wǎng)局域網(wǎng)LAN〔LocalAreaNetwork〕速度高、距離近城域網(wǎng)MAN〔MetropolitanAreaNetwork〕作用范圍在廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，作用范圍為一個城市，作用距離約為5~50公里按網(wǎng)絡(luò)的不同傳輸介質(zhì)分：有線網(wǎng)：采用有線傳播介質(zhì)來來傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)如雙絞線無線網(wǎng)：采用無線傳播介質(zhì)來來傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)如衛(wèi)星

9按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍分：公用網(wǎng)〔PublicNetwork〕一般是國家的郵電或廣電部門建造的網(wǎng)絡(luò)，按規(guī)定繳納一定費用使用，也稱公眾網(wǎng)專用網(wǎng)〔PrivateNetwork〕某部門或行業(yè)為其特殊業(yè)務(wù)工作而建造的網(wǎng)絡(luò)。如軍隊、鐵路、電力等系統(tǒng)按通信傳播方式分：播送式的網(wǎng)絡(luò)：僅有一條通信通道，由網(wǎng)絡(luò)上所有計算機共享，如同軸電纜連得總線網(wǎng)等微波和衛(wèi)星傳播的播送式網(wǎng)絡(luò)點到點網(wǎng)絡(luò)：有一對對計算機的多條通信信道連接而成。按網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)分：集中式網(wǎng)絡(luò)和分散式網(wǎng)絡(luò)分布式網(wǎng)絡(luò)、10

計算機網(wǎng)絡(luò)的開展過程

11第三代計算機網(wǎng)絡(luò):互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),包括:ISO/OSI-RM(國際標準化組織的開放式系統(tǒng)互連參考模型)和Internet(國際互聯(lián)網(wǎng)或稱因特網(wǎng),采用TCP/IP體系結(jié)構(gòu))第四代:下一代寬帶網(wǎng)絡(luò),對這一研究和爭論尚未結(jié)束.前幾年呼聲最高的是以ATM為核心的B-ISDN,但由于市場和價格的因素,IP戰(zhàn)勝了ATM.目前IP很熱,眾多研究人員認為IPV6將是下一代網(wǎng)絡(luò).結(jié)論:IP網(wǎng)絡(luò)由于自身的弱點,不能很好的支持實時多媒體效勞質(zhì)量〔QoS〕(盡管大量的研究已經(jīng)定義了幾種QoS結(jié)構(gòu))保障.下一代寬帶網(wǎng)絡(luò)特點應(yīng)該是:體系結(jié)構(gòu)融合計算機網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)的特點及面向連接和無連接的特點，具有靈活性、擴展性、可靠性、主動性、支持多種業(yè)務(wù)并保證QoS,具有線速處理能力的高性能交換和路由節(jié)點，有靈活支持多種接入方式。12互聯(lián)網(wǎng)的開展過程因特網(wǎng)時代20世紀90年代稱為因特網(wǎng)時代開展概況：1969年ARPANET問世(美國國防部遠景規(guī)劃局：DefenseAdvancedResearchProjectAgency)1984年ARPANET分解成兩個網(wǎng)絡(luò)。一個仍成稱為ARPANET，是民用科研網(wǎng)，另一個軍用計算機網(wǎng)絡(luò)MILNET。1986年NSF(國家科學(xué)基金會：Nationsciencefoundation)建立NSFNET，覆蓋全美國的主要大學(xué)和研究所。后來NSTNET接管了ARPANET,并將網(wǎng)名改為Internet〔因特網(wǎng)〕。1987年因特網(wǎng)主機超過1萬臺，速率56kb/s13開展概況：1989年主干速率1.544Mb/s1990年ARPANET關(guān)閉1991年因特網(wǎng)擴大其使用范圍，世界上許多公司紛紛接入因特網(wǎng)，通信量急劇膨脹，因特網(wǎng)主干交給私人公司經(jīng)營。1992年因特網(wǎng)主機數(shù)超過1百萬臺。1993年主干速率超過45Mb/s。1996年速率為155Mb/s的主干網(wǎng)建成。1998年主干速率到達2.5Gb/s。1999年主機數(shù)到達1千萬臺萬維網(wǎng)〔WWW:worldwideweb〕:由歐洲粒子物理研究室〔CERN〕開發(fā)。萬維網(wǎng)的廣泛使用在因特網(wǎng)上，大大方便了非網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人員對網(wǎng)絡(luò)的使用，成為因特網(wǎng)指數(shù)級增長的主要驅(qū)動力14計算機網(wǎng)絡(luò)標準化工作及相關(guān)組織15計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與參考模型計算機網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)ISO/OSI參考模型和TCP/IP模型計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、接口、效勞等概念16計算機網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)的原理體系結(jié)構(gòu)層次的劃分：OSI七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層OSI/RM應(yīng)用層（包括各種應(yīng)用層協(xié)議如:Telnet、FTP、SMTP）傳輸層（UDP、TCP）網(wǎng)間網(wǎng)層IP網(wǎng)絡(luò)接口層TCP/IP數(shù)據(jù)鏈路層物理層本書采用的原理體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層（包括各種應(yīng)用層協(xié)議如:Telnet、FTP、SMTP）傳輸層（UDP、TCP）網(wǎng)間網(wǎng)層IP17應(yīng)用層

Application3運輸層transport4網(wǎng)絡(luò)層

Network

5會話層

session2數(shù)據(jù)鏈路層DataLink

1物理層Physical

7OSI七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)6表示層Presentation

處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)表示主機間通信端到端的連接尋址和最短路徑介質(zhì)訪問〔接入〕二進制傳輸18TCP/IP五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層(applicationlayer)運輸層(transportlayer)網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)數(shù)據(jù)鏈路層

5應(yīng)用層

4運輸層

3

網(wǎng)絡(luò)層

2

數(shù)據(jù)鏈路層

1物理層

19OSI與TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層表示層會話層數(shù)據(jù)鏈路層物理層7654321OSI的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層IP(各種應(yīng)用層協(xié)議如TELNET,FTP,SMTP等)運輸層(TCP

或

UDP)TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)無連接分組交付效勞運輸效勞(可靠或不可靠)各種應(yīng)用服務(wù)TCP/IP的三個效勞層次20應(yīng)用層〔Applicationlayer〕原理體系結(jié)構(gòu)最高層。應(yīng)用層之間通信決定了應(yīng)用進程之間的通信的性質(zhì)，向終端用戶提供直接效勞，采用客戶/效勞器〔Client/Server〕體系結(jié)構(gòu)。傳輸層〔Transportlayer〕負責實現(xiàn)主機中兩個進程之間的通信，其傳輸單位為報文，具有復(fù)用和分用功能，運輸層運行于通信子網(wǎng)之外的主機中，有TCP(連接)和UDP(無連接)兩種協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層〔Networklayer〕負責為互連網(wǎng)上的不同主機提供通信，其任務(wù)是路由選擇，其數(shù)據(jù)的傳輸單位是分組或包。網(wǎng)絡(luò)層的主要協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議IP及多種路由選擇協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層〔Datalinklayer〕在相鄰結(jié)點間的線路上無過失傳輸以幀〔frame〕為單位的數(shù)據(jù)。通過檢錯重發(fā)機制將一條有可能出錯的鏈路變成可靠鏈路。播送式網(wǎng)絡(luò)要解決共享信道問題。物理層〔Physicallayer〕主要任務(wù)是透明傳送比特流，物理層的傳輸單位是比特。其所關(guān)心的是電信號電壓范圍、傳輸距離、接口的針數(shù)、形狀、各針的用途等。原理體系結(jié)構(gòu)中各層的作用

數(shù)據(jù)鏈路層物理層原理體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層傳輸層（UDP、TCP）網(wǎng)間網(wǎng)層IP21

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

在計算機網(wǎng)絡(luò)中要做到有條不紊交換數(shù)據(jù)，就必須遵守一些事先約定好的規(guī)那么。這些規(guī)那么明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問題，同步含有時序的意思。這些為進行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)那么、標準或約定即稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由以下三個要素組成：語法：數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式；語義：需發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種應(yīng)答〔各種數(shù)據(jù)和控制信息的功能〕；同步：事件實現(xiàn)順序的詳細說明。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實現(xiàn)那么是具體的，是真正在運行的計算機硬件和軟件22

參考模型的一些根本概念

實體〔Entity〕：任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程，在許多情況下，實體就是一個特定的軟件模塊。協(xié)議〔Protocol〕：控制兩個對等實體進行通信的規(guī)那么的集合。在實體的控制下，兩個對等實體間的通信使本層能夠向上一層提供效勞。要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所提供的效勞。協(xié)議是水平的。效勞〔Service〕：由下層向上層通過層間接口提供，并且能被上一層看得見的功能稱為效勞。本層的效勞用戶只能看見效勞而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對上面的效勞用戶是透明的。23物理層通信根底傳輸介質(zhì)物理層設(shè)備24通信根底信道、信號、碼元、波特、速率等根本概念奈奎斯特定理與香農(nóng)定理信源與信宿編碼與調(diào)制電路交換、報文交換、分組交換數(shù)據(jù)報與虛電路25數(shù)據(jù)(data)——運送信息的實體。信號(signal)——數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。信源、信宿和信道：發(fā)送最初的信號的站點稱做信源、最終接收信號的站點稱為信宿、信號所經(jīng)過的通路稱作信道?！澳M的〞(analogous)——連續(xù)變化的?！皵?shù)字的〞(digital)——取值是離散數(shù)值。量化：對采樣得到的測量值進行數(shù)字化轉(zhuǎn)換的過程。一般使用A/D轉(zhuǎn)換器。編碼：將取得的量化數(shù)值轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)數(shù)據(jù)的過程。調(diào)制——把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的過程。解調(diào)——把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程。26數(shù)據(jù)(Data)：傳遞信息的實體，信息(Information〕那么是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或解釋。信道(Channel)：向某一方向傳送信息的媒體。數(shù)據(jù)通信根本概念

27

信號(Signal)：數(shù)據(jù)的電編碼或電磁編碼，數(shù)據(jù)以信號的形式傳播。

模擬信號與數(shù)字信號模擬信號：連續(xù)信號，如語音信號和當前播送電視信號數(shù)字信號：離散信號，如計算機通信的二進制代碼信號基帶(Baseband)信號與寬帶(Broadband)信號基帶信號：將數(shù)字信號直接用‘1’或‘0’，在線路上傳輸寬帶信號：將基帶信號進行調(diào)制后形成頻分復(fù)用模擬信號在線路上傳輸。各路基帶信號搬移到不同頻率互不干擾。如75CATV同軸電纜可同時傳遞電視信號和計算機信號。28比特(Bit):信息量的單位比特率(BitRate)：數(shù)據(jù)傳輸速率(bps)波特(Baud):碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝徊ㄌ芈?Baud)：碼元傳輸速率

數(shù)據(jù)傳輸速率=碼元傳輸速率

log2Hbps，其中H是信號的電平級數(shù)數(shù)據(jù)通信的根本概念29

帶寬(Bandwidth)：信號占據(jù)的頻率范圍(Hz)信道容量(ChannelCapacity)：信道的最大數(shù)據(jù)率誤碼率(BitErrorRate)：信道傳輸可靠性指標 P=傳送錯的位數(shù)/傳送總位數(shù)信息交互的方式：單工、半雙工與全雙工傳輸方式：串行傳輸與并行傳輸 同步傳輸與異步傳輸30奈奎斯特定律〔最高碼元傳輸速率〕：低通信道：在具有理想低通矩形特性的信道的情況下的最高碼元傳輸速率的公式：

理想低通信道的最高碼元傳輸速率=2WBaud其中W表示理想低通信道的帶寬，單位為〔Hz〕即：無噪聲信道理想最大數(shù)據(jù)傳輸速率=2Wlog2Hbit/s帶通信道：在具有理想帶通矩形特性的信道〔帶寬W〕,奈奎斯特定律如下： 理想帶通信道的最高碼元傳輸速率=WBaud信道的極限信息傳輸速率〔香農(nóng)公式〕：任何帶寬為W赫茲、信噪比為S/N的信道，其最大數(shù)據(jù)傳輸速率為：C=Wlog2(1+S/N)bit/s信道的帶寬或信道中的信噪比越大，那么信息的極限傳輸速率就越高。奈奎斯特定理和香農(nóng)定理31電路交換、報文交換、分組交換電路交換(傳統(tǒng)的交換方式)基于位置〔position-based〕:在某一位置的比特經(jīng)交換后變更到另一個位置上形式：空分交換〔端口〕、時分交換〔時隙〕、波分交換〔波長〕連接方式：面向連接效率：在通話全部時間內(nèi)用戶始終占用端到端的固定傳輸帶寬，效率低優(yōu)缺點：適用于連續(xù)傳送大量的數(shù)據(jù)〔傳送時間遠大于呼叫建立時間〕。帶寬使用效率低。32

分組交換網(wǎng)

33分組交換網(wǎng)的優(yōu)點高效：分組過程中動態(tài)分配帶寬節(jié)點智能：可根據(jù)情況決定路由和對數(shù)據(jù)處理迅速：以分組為單位，網(wǎng)絡(luò)使用高速鏈路可靠：完善的通信協(xié)議，分布式多路由通信子網(wǎng)分組交換網(wǎng)的缺點存儲轉(zhuǎn)發(fā)時延：網(wǎng)絡(luò)通信量大時，時延增加增加的報頭造成線路資源的額外開銷用戶資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的概念主機和終端處于網(wǎng)絡(luò)的外圍，屬用戶資源子網(wǎng)節(jié)點交換機和通信鏈路組成的分組交換網(wǎng)屬通信子網(wǎng)34數(shù)據(jù)報與虛電路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和國際計算機互聯(lián)網(wǎng)(因特網(wǎng))都是采用分組交換方式進行信息傳送的。它們都是把要傳送的報文劃分成假設(shè)干一定長度的數(shù)據(jù)分組,即進行分組打“包〞,然后以分組為單位用存儲—轉(zhuǎn)發(fā)的方式發(fā)送出去。分組交換有兩種不同的傳送方式:一種叫“虛電路〞方式,另一種叫“數(shù)據(jù)報〞方式。這兩種方式各有優(yōu)缺點,各有各的適用場合。35數(shù)據(jù)報

數(shù)據(jù)報方式數(shù)據(jù)報(datagram)是分組交換的另一種業(yè)務(wù)類型。它屬于“無連接型(connectionless)〞業(yè)務(wù)。用數(shù)據(jù)報方式傳送數(shù)據(jù)時,是將每一個分組作為一個獨立的報文進行傳送。數(shù)據(jù)報方式中的每個分組是被單獨處理的，每個分組稱為一個數(shù)據(jù)報，每個數(shù)據(jù)報都攜帶地址信息。通信雙方在開始通信之前,不需要先建立虛電路連接,因此被稱為“無連接型〞。無連接型的發(fā)信方和收信方之間不存在固定的電路連接,所以發(fā)送分組和接收分組的次序不一定相同,各個分組各走各的路。收信方接收到的分組要由接收終端來重新排序。如果分組在網(wǎng)內(nèi)傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)了喪失或過失,網(wǎng)絡(luò)本身也不作處理,完全由通信雙方終端的協(xié)議來解決。因此一般說來,數(shù)據(jù)報業(yè)務(wù)對沿途各節(jié)點的交換處理要求較少,所以傳輸?shù)臅r延小,但對于終端的要求卻較高。數(shù)據(jù)報的特點是：在目的地需要重新組裝報文。優(yōu)點：如有故障可繞過故障缺點：不能保證按順序到達，喪失不能立即知曉。36虛電路37虛電路與數(shù)據(jù)報的比較從單獨的通信網(wǎng)來說,采用有連接的虛電路方式,或是采用無連接的數(shù)據(jù)報方式都是可以的。但是對于網(wǎng)間互聯(lián)或IP業(yè)務(wù),那么是采用數(shù)據(jù)報方式有利。因為數(shù)據(jù)報方式可以最大限度地節(jié)省對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的處理要求,不需要采取可靠性措施或流量控制,不需要預(yù)先建立邏輯的連接路徑,它在遇到網(wǎng)內(nèi)擁塞等情況時,可以迅速改變路由,因而適用于各種不同類型的網(wǎng)絡(luò)。在國際計算機互聯(lián)網(wǎng)(因特網(wǎng))中,用的就是數(shù)據(jù)報方式。虛電路適合于交互式通信,數(shù)據(jù)報方式更適合于單向地傳送短信息。38

傳輸介質(zhì)

雙纜線、同軸電纜、光纖、無線傳輸介質(zhì)物理層的接口性質(zhì)39計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)概述傳輸介質(zhì)是計算機網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路。分為有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)雙絞線同軸電纜光纖40

雙絞線(TwistedPair)

既可用于模擬傳輸，也可用于數(shù)據(jù)傳輸；帶寬依賴于線的粗細和傳輸距離；3類線，5類線非屏蔽雙絞線UTP〔UnshieldedTwistedPair〕，屏蔽雙絞線〔STP〕41雙絞線(TwistedPair)屏蔽雙絞線(STP)用箔屏蔽以減少干擾和串音非屏蔽雙絞〔UTP〕雙絞線外沒有任何附加屏蔽(3類、5類)42雙絞線的國際標準1類線：包含2對雙絞線，UTP形式，適于語音通信，最高傳輸率20kbps2類線：包含4對雙絞線，UTP形式，最高傳輸率4Mbps3類線：包含4對雙絞線，UTP形式，最高傳輸率10Mbps，一般用于10Mbps的以太網(wǎng)或4Mbps的TokenRing4類線：包含4對雙絞線，UTP形式，最高傳輸率16Mbps，一般用于10Mbps的以太網(wǎng)或16Mbps的TokenRing5類線：包含4對雙絞線，UTP形式，最高傳輸率100Mbps，一般用于100Mbps的以太網(wǎng)6類線：包含4對雙絞線，UTP形式，最高傳輸率200Mbps，主要用于千兆以太網(wǎng)，其相關(guān)標準目前還沒制定43同軸電纜有兩個導(dǎo)體組成，其外的一個是空心圓柱型導(dǎo)體，它圍繞著內(nèi)心導(dǎo)體，內(nèi)外導(dǎo)體間有絕緣導(dǎo)體隔開頻率特性比雙絞線好，誤碼率低，能實現(xiàn)較高的傳輸速率銅芯絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層保護套44光纖光纖：光導(dǎo)纖維簡稱，由石英玻璃纖維加保護層組成。分為單模光纖〔光纖直徑只有一個光的波長〕和多模光纖〔光線有入射角〕特點：依靠光波承載信息高傳送速率，通信容量大傳輸損耗小，適合長距離傳輸抗干擾性能好，保密性好輕便45典型的光纜套層式光纖玻璃封套塑料外套玻璃內(nèi)芯單芯光纜多芯光纜玻璃內(nèi)芯塑料外套玻璃封套外殼46光纜剖面結(jié)構(gòu)套層式光纖芯封套外套加強芯光纖外鞘加強芯光纖束47無線電(Radio)

BS基站

用戶計算機和終端BS基站覆蓋的無線電區(qū)域全方位固定終端點〔基站〕和終端間是無線鏈路頻率：3kHz--300GHzF2F3F1F2F3F1F2F3F1F2F2F3F1F1,F2,F3=使用的頻率48無線傳輸介質(zhì)概述無線傳輸介質(zhì)通過空間傳輸，無需架設(shè)或鋪埋光纖或電纜。分類無線電波和三種視線媒體：微波〔衛(wèi)星〕紅外線、激光、衛(wèi)星49微波兩個地面站之間傳送距離：50-100km；頻率：2G--40GHz依賴于天氣和頻率應(yīng)用：長距離傳輸話音和電視信號；

微波傳送塔大廈之間LAN互連地面站之間的直視線路地球50

紅外通信

紅外線被廣泛用于短距離通信，如電視、錄象機等的遙控也可用于無線LAN相對有方向性、廉價并且容易制造不能穿透堅實的物體，因此不會跟其他房間發(fā)生串擾51激光能直接在空中傳輸無須有形的光導(dǎo)體，并且在長距離內(nèi)保持聚焦〔定向〕特點紅外和激光對氣候特別敏感，相對來說，微波對氣候依賴性較低52衛(wèi)星衛(wèi)星通信是使用地球同步衛(wèi)星作為中轉(zhuǎn)站來發(fā)送微波信號的特殊的一種微波通信。地球地面站地面站

應(yīng)用：傳輸電視信號、遠距離話音傳輸、組建專用網(wǎng)53

物理層接口的特性

物理層考慮的是如何在連接計算機的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)的比特流，而不是指具體的物理設(shè)備或具體的傳輸媒體。物理層的作用是屏蔽掉各種傳輸媒體的差異，為數(shù)據(jù)鏈路層提供效勞。物理層的主要任務(wù)是描述與傳輸媒體的接口特性,即：機械特性：指明接線器的形狀、尺寸、引腳數(shù)及其排列順序電器特性：指明接口電纜的電壓范圍功能特性：指明某條線上出現(xiàn)某一電平電壓表示何種意義規(guī)程特性：指明對于不同功能各種可能事件的出現(xiàn)順序54物理層設(shè)備中繼器中繼器〔Repeater〕工作于OSI的物理層，是局域網(wǎng)上所有節(jié)點的中心，它的作用是放大信號，補償信號衰減，支持遠距離的通信。

中繼器是一個小創(chuàng)造，它設(shè)計的目的是給你的網(wǎng)絡(luò)信號以推動，以使它們傳輸?shù)酶h。

55集線器

集線器的英文稱為“Hub〞?！癏ub〞是“中心〞的意思，集線器的主要功能是對接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時把所有節(jié)點集中在以它為中心的節(jié)點上。它工作于OSI(開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型)參考模型第一層，即“物理層〞。集線器與網(wǎng)卡、網(wǎng)線等傳輸介質(zhì)一樣，屬于局域網(wǎng)中的根底設(shè)備，采用CSMA/CD〔一種檢測協(xié)議〕訪問方式。

56數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的功能組幀過失控制流量控制和可靠傳輸機制介質(zhì)訪問控制局域網(wǎng)廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備57〔1〕鏈路管理：數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放?！?〕幀定界〔幀同步〕：區(qū)分幀邊界〔3〕流量控制：收發(fā)速度匹配〔4〕過失控制：保證數(shù)據(jù)正確〔5〕區(qū)分控制信息和數(shù)據(jù)信息?！?〕尋址：確定正確目標。數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能：〔6〕透明傳輸：可以傳輸任意比特組合58過失控制過失控制：有效在檢測出存在于數(shù)據(jù)中的過失并進行糾正的過程。

通常應(yīng)付傳輸過失的方法如下：

1、肯定應(yīng)答。接收器對收到的幀校驗無誤后送回肯定應(yīng)答信號ACK，發(fā)送器收到肯定應(yīng)答信號后可繼續(xù)發(fā)后續(xù)幀。

2、否認應(yīng)答重發(fā)。接收器收到一個幀后經(jīng)較驗發(fā)現(xiàn)錯誤，那么送回一個否認應(yīng)答信號NAK。發(fā)送器必須重新發(fā)送出錯幀。

3、超時重發(fā)。發(fā)送器發(fā)送一個幀時就開始計時。在一定時間間隔內(nèi)沒有收到關(guān)于該幀的應(yīng)答信號，那么認為該幀喪失并重新發(fā)送。59利用編碼方法進行過失控制根本方法ARQ〔AutomaticRepeatreQuest〕，即：自動重傳請求。FEC〔ForwardErrorCorrection〕前向糾錯反響檢驗60發(fā)送方發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀后，在確認該幀到達之前可以連續(xù)再發(fā)送假設(shè)干個數(shù)據(jù)幀。發(fā)送的幀都要放入緩沖區(qū)中，以備重發(fā)。接收方只按順序接收數(shù)據(jù)幀。不按序到達的幀就丟棄。ARQ工作原理61對于發(fā)送方發(fā)送的每一幀都有一個超時計數(shù)器，每當發(fā)送了一個幀，計時器就開始計數(shù)，計數(shù)器超時就重發(fā)該幀。而重發(fā)時從出錯幀開始的所有幀都要重發(fā)。所以本協(xié)議也稱為返回－N〔Back-N)幀協(xié)議。見P77圖3-662接收方連續(xù)收到多個幀以后給一個確認.2.捎帶應(yīng)答.對連續(xù)ARQ協(xié)議的改進:63FEC工作原理64反響檢驗接收端在接收的同時，不斷把接收到的數(shù)據(jù)發(fā)回數(shù)據(jù)發(fā)送端，發(fā)送端檢驗收到的回饋數(shù)據(jù)，有錯即重發(fā)。

65糾錯碼：通過某種編碼糾正傳輸過失。例如：海明碼。檢錯碼：通過某種編碼檢查傳輸是否出錯。例如：奇偶校驗、CRC校驗。檢錯碼和糾錯碼

66

流量控制與可靠傳輸機制

流量控制、可靠傳輸與滑動窗口機制單幀滑動窗口與停止-等待協(xié)議多幀滑動窗口和后退N幀協(xié)議〔GNB〕多幀滑動窗口與選擇重傳協(xié)議〔SR〕67流量控制只與某發(fā)送者和某接收者之間的點到點通信量有關(guān)。它的任務(wù)是確保一個發(fā)送者傳輸數(shù)據(jù)的速率不能超過接收者所能承受的速率。流量控制幾乎總是涉及到接收者，接收者要向發(fā)送者送回另一端情況如何的一些直接反響。流量控制68

可靠傳輸reliabletransfer1.傳輸信道不產(chǎn)生過失；

2.不管發(fā)送方適當降低發(fā)送數(shù)據(jù)的速度，不需要采取任何措施就能夠?qū)崿F(xiàn)可靠傳輸。

然而實際中的網(wǎng)絡(luò)并不能夠到達這種理想的狀態(tài)，但我們可以通過使用一些可靠傳輸?shù)膮f(xié)議去處理這些問題，比方規(guī)定如果發(fā)現(xiàn)發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤時讓發(fā)送方重新發(fā)送……

這樣的協(xié)議有停止等待協(xié)議、連續(xù)AQR協(xié)議等69滑動窗口的概念：窗口：存放幀序號的表格。發(fā)送窗口：允許發(fā)送幀的序號。接收窗口：期待接收的幀序號?；瑒哟翱冢弘S著發(fā)送和接收幀窗口發(fā)生變化。70發(fā)送窗口為允許最大發(fā)送的幀數(shù)；每發(fā)送一幀，允許發(fā)送幀的數(shù)目減1；發(fā)送窗口的位置不變。每收到一個確認，窗口向前滑動。見P80圖3－7

一.發(fā)送窗口71

等待接收的幀，認為它們在接收窗口內(nèi)；按序收到一個窗口內(nèi)的幀，窗口滑動；接收方可以使用捎帶確認；可以收到多個幀發(fā)回1個確認；對于連續(xù)ARQ協(xié)議，接收方必須按序的接收幀，因此有WR=1。

二.接收窗口72

三.窗口大小的限制

WT與序號位數(shù)有關(guān)如果序號為n位，WT可以為多大？WT+WR≤2n，n為序號的位數(shù)。而WT≤2n-173

通信雙方的同步失調(diào)問題主要采用應(yīng)答機制來解決。所謂應(yīng)答機制是指發(fā)送站發(fā)送一個幀后要停下來等待接收站的應(yīng)答幀，只有接收到應(yīng)答幀后才發(fā)送下一個幀；接收站的接收緩沖區(qū)容量只能存放一個數(shù)據(jù)幀，在處理完一個數(shù)據(jù)幀后才發(fā)送應(yīng)答幀，指示發(fā)送站發(fā)送下一個幀?；谶@種應(yīng)答機制的通信協(xié)議稱為停止－等待協(xié)議，其工作流程如下圖。

。停止－等待協(xié)議74停止-等待協(xié)議工作流程75單幀滑動窗口與停止-等待協(xié)議

在上述的停止－等待協(xié)議中，增加超時重發(fā)機制就可以實現(xiàn)簡單的過失控制功能，其工作流程如下圖。這個通信協(xié)議仍是一種單幀應(yīng)答協(xié)議。

767778多幀滑動窗口和滑動窗口協(xié)議在多幀應(yīng)答的過失控制機制中，必須采用滑動窗口協(xié)議來解決通信雙方的同步問題。在滑動窗口協(xié)議中，允許發(fā)送站連續(xù)發(fā)送多個數(shù)據(jù)幀后再停下來等待接收站的應(yīng)答幀。在這些幀中，可能某個中間幀出現(xiàn)錯誤，而其它的幀都是正確的。發(fā)送站可采用兩種重發(fā)策略來糾正出錯的幀：一種是重發(fā)從出錯幀開始的所有幀，而不管后續(xù)的幀是否出錯，這種重發(fā)策略稱為后退n幀協(xié)議；另一種是只重發(fā)出錯幀，而保存后續(xù)正確的幀，這種重發(fā)策略稱為選擇重發(fā)協(xié)議。79后退N幀協(xié)議〔GNB〕在后退n幀協(xié)議中，通信雙方采用以下策略實施過失控制：

(1)發(fā)送站的發(fā)送窗口尺寸可以大于或等于1。發(fā)送站按照發(fā)送窗口尺寸連續(xù)發(fā)送各個編號幀，每發(fā)送一個幀，窗口上限向前滑動一格，直至最大的發(fā)送窗口尺寸，然后停下來等待接收站的應(yīng)答幀。每當接收到一個應(yīng)答幀，窗口下限向前滑動一格,發(fā)送站再按發(fā)送窗口尺寸發(fā)送后續(xù)的幀。如果窗口下限指示的幀超時沒有接收到應(yīng)答幀，那么重發(fā)窗口內(nèi)自超時幀起(由窗口下限指示)的后續(xù)各個編號幀。

80

(2)接收站的接收窗口尺寸為1。接收站依次處理和校驗接收到的各個數(shù)據(jù)幀。如果幀的編號與接收窗口的序號相一致，并且?guī)ｒ炚_，那么發(fā)送應(yīng)答幀，同時接收窗口向前滑動一個窗口。如果幀的編號與接收窗口的序號相不一致，或者幀校驗錯誤，那么不發(fā)送應(yīng)答幀，并且丟棄自出錯幀起的后續(xù)各個編號幀。由于應(yīng)答幀在傳輸過程中可能發(fā)生喪失，發(fā)送站超時時后會重發(fā)幀，結(jié)果產(chǎn)生重復(fù)幀問題。因此，接收站必須通過接收窗口來驗證幀編號的一致性，以排除重復(fù)幀。81例如，發(fā)送站的發(fā)送窗口尺寸為7，發(fā)送站連續(xù)發(fā)送各個編號幀至最大窗口尺寸，然后停下來等待接收站的應(yīng)答幀。如果窗口下限指示的第2號幀超時沒有收到應(yīng)答幀，那么重發(fā)窗口內(nèi)第2號幀及后續(xù)各個編號幀。接收站的接收窗口尺寸為1，如果發(fā)現(xiàn)第2號幀出錯，那么不發(fā)送應(yīng)答幀，并且丟棄第2號幀及后續(xù)各個編號幀。很顯然，后退n幀協(xié)議的信道有效利率比較低，在高過失率的情況下，信道帶寬因傳輸大量重復(fù)的幀而被白白地浪費。82選擇重傳協(xié)議〔SR〕在選擇重發(fā)協(xié)議中，通信雙方約定：發(fā)送站只發(fā)出錯幀，而不是重發(fā)自出錯幀起的后續(xù)各個編號幀。接收站只丟棄出錯幀，而保存出錯幀以后各個正確的幀。這相當于接收窗口尺寸大于1的情況，接收站必須提供足夠的緩存空間來暫存和處理窗口內(nèi)的各個幀，當窗口內(nèi)所有的幀都正確無誤后再提交給高層協(xié)議。如發(fā)送站只重發(fā)超時沒有收到應(yīng)答幀的第2號幀，接收站只丟棄出錯的第2號幀，而保存第2號以后各個正確的幀。

選擇重發(fā)協(xié)議的信道有效利率比較高，但需要較大的緩存空間為代價。這兩種重發(fā)協(xié)議是在內(nèi)存空間和帶寬開銷上的折衷。因此，在通信協(xié)議中，可根據(jù)需要選擇其中一種重發(fā)策略來實現(xiàn)過失控制功能。83介質(zhì)訪問控制信道劃分介質(zhì)訪問控制隨機訪問介質(zhì)訪問控制輪詢訪問介質(zhì)訪問控制84

信道劃分介質(zhì)訪問控制

8586隨機訪問介質(zhì)訪問控制87ALOHA協(xié)議分為純ALOHA和時隙ALOHA兩種。

ALOHA協(xié)議的思想很簡單，只要用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送，就盡管讓他們發(fā)送。當然，這樣會產(chǎn)生沖突從而造成幀的破壞。但是，由于播送信道具有反響性，因此發(fā)送方可以在發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中進行沖突檢測，將接收到的數(shù)據(jù)與緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進行比較，就可以知道數(shù)據(jù)幀是否遭到破壞。同樣的道理，其他用戶也是按照此過程工作。如果發(fā)送方知道數(shù)據(jù)幀遭到破壞〔即檢測到?jīng)_突〕，那么它可以等待一段隨機長的時間后重發(fā)該幀。

時隙ALOHA協(xié)議。思想是用時鐘來統(tǒng)一用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送。方法是將時間分為離散的時間片，用戶每次必須等到下一個時間片才能開始發(fā)送數(shù)據(jù)，從而防止了用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的隨意性，減少了數(shù)據(jù)產(chǎn)生沖突的可能性，提高了信道的利用率。

88CSMA協(xié)議載波監(jiān)聽多點接入CSMA〔CarrierSenseMultipleAccess〕是從ALOHA演變出的一種改進協(xié)議，又稱為載波偵聽多點訪問。由于采用了附加的硬件裝置，每個站都能在發(fā)送數(shù)據(jù)前監(jiān)聽信道上其他站是否在發(fā)送數(shù)據(jù)。如在發(fā)送，那么此站就暫不發(fā)送數(shù)據(jù)，從而減少了發(fā)生沖突的可能。這樣就提高了整個系統(tǒng)的吞吐量。

CSMA協(xié)議是在ALOHA協(xié)議的根底上提出的。它與ALOHA的主要區(qū)別就是多了一個載波監(jiān)聽裝置，這種裝置提供的功能通常稱為發(fā)送前監(jiān)聽。89CSMA/CD協(xié)議CSMA/CD〔CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect〕

即載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測方法

是一種爭用型的介質(zhì)訪問控制協(xié)議。它起源于美國夏威夷大學(xué)開發(fā)的ALOHA網(wǎng)所采用的爭用型協(xié)議，并進行了改進，使之具有比ALOHA協(xié)議更高的介質(zhì)利用率。

CSMA/CD控制規(guī)程：

控制規(guī)程的核心問題：解決在公共通道上以播送方式傳送數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的問題〔主要是數(shù)據(jù)碰撞問題〕

控制過程包含四個處理內(nèi)容：偵聽、發(fā)送、檢測、沖突處理

9091CSMA/CD的發(fā)送流程可以簡單的概括為1先聽先發(fā)2邊聽邊發(fā)3沖突停止4隨機延遲后重發(fā)。92CSMA/CA協(xié)議CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance)帶有沖突防止的載波偵聽多路訪問，是對CSMA/CD的進一步改進工作流程是:一個工作站希望在無線網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)，如果沒有探測到網(wǎng)絡(luò)中正在傳送數(shù)據(jù)，那么附加等待一段時間，再隨機選擇一個時間片繼續(xù)探測，如果無線網(wǎng)路中仍舊沒有活動的話，就將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。接受端的工作站如果受到發(fā)送端送出的完整的數(shù)據(jù)那么回發(fā)一個ACK數(shù)據(jù)報，如果這個ACK數(shù)據(jù)報被接收端收到，那么這個數(shù)據(jù)發(fā)送過程完成，如果發(fā)送端沒有收到ACK數(shù)據(jù)報，那么或者發(fā)送的數(shù)據(jù)沒有被完整地收到，或者ACK信號的發(fā)送失敗，不管是那種現(xiàn)象發(fā)生，數(shù)據(jù)報都在發(fā)送端等待一段時間后被重傳。

CSMA/CA通過這種方式來提供無線的共享訪問，這種顯式的ACK機制在處理無線問題時非常有效。93CSMA/CA利用ACK信號來防止沖突的發(fā)生，也就是說，只有當客戶端收到網(wǎng)絡(luò)上返回的ACK信號后才確認送出的數(shù)據(jù)已經(jīng)正確到達目的。CSMA/CA通過這種方式來提供無線的共享訪問，這種顯式的ACK機制在處理無線問題時非常有效。94CSMA/CD和CSMA/CA的主要差異CSMA/CD：即載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測方法

CSMA/CA：帶有沖突防止的載波偵聽多路訪問，發(fā)送包的同時不能檢測到信道上有無沖突，只能盡量‘防止’；

1.兩者的傳輸介質(zhì)不同,CSMA/CD用于總線以太,而CSMA/CA那么用于無線局域網(wǎng)802.11b；

2.檢測方式不同,CSMA/CD通過電纜中電壓的變化來檢測，當數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞時，電纜中的電壓就會隨著發(fā)生變化；而CSMA/CA采用能量檢測(ED)、載波檢測(CS)和能量載波混合檢測三種檢測信道空閑的方式；

95輪詢訪問介質(zhì)訪問控制96局域網(wǎng)局域網(wǎng)根本概念與體系結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)IEEE802.3IEEE802.11令牌環(huán)網(wǎng)根本原理97局域網(wǎng)根本概念局域網(wǎng)〔LAN〕是指一組計算機及其他設(shè)備分布在一個有限的地理區(qū)域內(nèi)，并且彼此間通過通信網(wǎng)絡(luò)互相連接。通常LAN局限于一個建筑物或一個園區(qū)內(nèi)。局域網(wǎng)的特點：地理范圍小屬于某個單位或部門數(shù)據(jù)傳輸率高過失率較低不用穿越公共設(shè)施能進行播送或多播98局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)〔見P93圖4－1)總線型環(huán)型星型樹型混合型99總線型：一條電纜〔總線〕連接所有的機器。100數(shù)據(jù)的發(fā)送：

每次只有一臺機器可以發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)以電信號的方式發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的所有站點，但僅有與數(shù)據(jù)中目標地址匹配的機器接收該信息。101信號的反射：信號在電纜的末端會反彈回來，將會阻止其他計算機發(fā)送數(shù)據(jù)。102為了防止信號的來回反射，在電纜的兩端安裝了端結(jié)頭以吸收多余的信號。103多余信號的吸收，保證了其他機器可以正常發(fā)送數(shù)據(jù)。104總線是一種被動的拓撲結(jié)構(gòu)，總線上的計算機僅僅是“聽〞網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)，并不負責將數(shù)據(jù)“移交〞給下一臺機器，一臺機器出了故障，并不影響局域網(wǎng)的其他局部。105電纜的故障將會影響信號傳播的路徑，信號會發(fā)生反射，所有的網(wǎng)絡(luò)活動將會停止。故障通常是指總線斷成兩局部，〔或者是連接處松開、接觸不緊；或者其它原因〕。106

一旦電纜出了故障，網(wǎng)絡(luò)上的計算機只能是相互孤立的。因為故障產(chǎn)生了未端接的頭，信號的反射使得計算機之間無法正常通信。107星型：所有的機器通過電纜連接到一個中心部件〔通常是集線器HUB〕，一臺計算機發(fā)送的信號要通過該部件送往目標計算機。108計算機發(fā)送的信號都要經(jīng)過HUB。要發(fā)送的信號首先被送往HUB，HUB負責播送該信號。109

如果星型網(wǎng)絡(luò)中一臺計算機出了故障，該計算機無法發(fā)送和接收信息，但其他計算機不受影響。110

如果HUB出了問題，所有的計算機將是孤立的，相互之間無法傳遞信號。111環(huán)型：

所有的計算機連接到一個環(huán)上，沒有末端。信號沿著環(huán)的方向經(jīng)過每個計算機。與總線拓撲的被動方式不同，每臺計算機都推動信號的傳遞。112實現(xiàn)時，來自每個計算機的電纜都接到HUB，計算機要發(fā)送的所有信息在送往目標計算機之前必須經(jīng)過HUB。113

圖中的令牌環(huán)網(wǎng)，看起來類似星型，但是，環(huán)是一個邏輯環(huán)，表示信號是如何在環(huán)上流動的。信號總是沿順時針方向從一個計算機到下一個計算機，直到到達目標計算機。114

實現(xiàn)時，信號從一個計算機送往HUB，接著到下個計算機，按照順序，信號從每個計算機發(fā)往HUB，然后按照順時針方向到達環(huán)上的下個計算機。115令牌的傳遞：令牌沿著環(huán)在計算機之間傳遞，直到某個計算機有數(shù)據(jù)要發(fā)送。發(fā)送數(shù)據(jù)的計算機將發(fā)送地址和接收地址都加到數(shù)據(jù)上。

116信號沿著環(huán)傳遞，到達接收數(shù)據(jù)的計算機后，數(shù)據(jù)被復(fù)制到該計算機上，繼續(xù)沿著環(huán)傳遞，直到回到發(fā)送的計算機，產(chǎn)生一個新的令牌放到環(huán)上。117一旦某臺計算機出現(xiàn)故障，令牌環(huán)網(wǎng)會檢測到環(huán)上有“死〞的計算機并將其“拋棄〞。其他計算機可以繼續(xù)正常工作。118現(xiàn)在的很多網(wǎng)絡(luò)拓撲是總線、星型、環(huán)型的組合。如星總線拓撲，就是將許多星型網(wǎng)絡(luò)通過總線連接在一起。混合型：119在星總線拓撲中，如果某臺計算機出現(xiàn)故障，將不會影響網(wǎng)絡(luò)中的其他局部。其他計算機之間仍可以繼續(xù)通信。120如果HUB出現(xiàn)問題，HUB上的所有計算機將無法進行通信。121如果出故障的HUB連接了其他HUB，那么那些HUB及其上面的計算機之間將無法通信。122局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)總結(jié)：總線型:

所有的計算機連接到一根稱為總線的電纜上；一次只有一個計算機可以發(fā)送數(shù)據(jù)；

信號送往整個網(wǎng)絡(luò)，從總線的一端到另一端；

總線末端都使用端結(jié)頭吸收信號，防止信號的反射；總線是被動的拓撲；電纜斷開會引起整個網(wǎng)絡(luò)無法工作。123星型:所有的機器通過電纜連接到一個中心部件〔通常是集線器hub〕；一臺計算機發(fā)送的信號要通過hub送往目標計算機。如果一臺計算機出了故障，該計算機無法發(fā)送和接收信息，但網(wǎng)絡(luò)中其他計算機不受影響。如果HUB出現(xiàn)問題，計算機仍具有孤立的計算機功能，但網(wǎng)絡(luò)無法工作。124環(huán)型:

所有的機器通過電纜連接到一個中心HUB；信號按照順時針方向沿一個邏輯環(huán)移動。與被動的總線拓撲不同，每個計算機都會推動信號沿著環(huán)移動。令牌沿著環(huán)傳遞，直到某個機器有信息要發(fā)送；如果沒有空令牌，任何機器都無法發(fā)送信息。125HUBHostsHost10Base2—ThinEthernet

10Base5—ThickEthernet10BaseT—TwistedPair混合連接:126以太網(wǎng)(Ethernet)以太網(wǎng)是一種采用了帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問控制方法〔CSMA/CD〕且具有總線型拓撲結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)。其具體的工作方法為：每個要發(fā)送信息數(shù)據(jù)的節(jié)點先接收總線上的信號，如果總線上有信號，那么說明有別的節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)〔總線忙〕，要等別的節(jié)點發(fā)送完畢后，本節(jié)點才能開始發(fā)送數(shù)據(jù)；如果總線上沒有信號，那么要發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點先發(fā)出一串信號，在發(fā)送的同時也接收總線上的信號，如果接收的信號與發(fā)送的信號完全一致，說明沒有和其它站點發(fā)生沖突，可以繼續(xù)發(fā)送信號。如果接收的信號和發(fā)送信號不一致，說明總線上信號產(chǎn)生了“疊加〞，說明此時其它節(jié)點也開始發(fā)送信號，產(chǎn)生了沖突。那么暫時停止一段時間〔這段時間是隨機的〕，再進行下一次試探。127IEEE802協(xié)議標準標準：包含了局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理、性能測試、網(wǎng)絡(luò)互連以及接口原語等。標準：定義了邏輯鏈路控制協(xié)議〔LLC〕協(xié)議的功能及其效勞。標準：定義了CSMA/CD總線介質(zhì)訪問控制子層和物理層標準，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷開展，目前該標準不引伸出了802.3u標準，主要適用于100Base-T〔快速以太網(wǎng)〕。標準：定義了令牌總線〔TokenBus〕介質(zhì)訪問控制子層與物理層的標準。標準：定義了令牌環(huán)〔TokenRing〕介質(zhì)訪問控制子層與物理層的標準。128IEEE802.11802.11為IEEE〔電機電子工程師協(xié)會，TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers〕于1997年公告的無線區(qū)域網(wǎng)路標準，適用于有線站臺與無線用戶或無線用戶之間的溝通連結(jié)。

129令牌環(huán)形網(wǎng)根本工作原理令牌環(huán)網(wǎng)在拓撲結(jié)構(gòu)上是環(huán)型的，在令牌傳遞邏輯上也是環(huán)型的，在網(wǎng)絡(luò)正常工作時，令牌按某一方向沿著環(huán)路經(jīng)過環(huán)路中的各個節(jié)點單方向傳遞。握有令牌的站點具有發(fā)送數(shù)據(jù)的權(quán)力，當它發(fā)送完所有數(shù)據(jù)或者持有令牌到達最大時間時，就要交就令牌。130廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)根本概念PPP協(xié)議HDLC協(xié)議ATM網(wǎng)根本原理131廣域網(wǎng)的根本概念132

廣域網(wǎng)的特點：

1、適應(yīng)大容量與突發(fā)性通信的要求；

2、適應(yīng)綜合業(yè)務(wù)效勞的要求；

3、開放的設(shè)備接口與標準化的協(xié)議；

4、完善的通信效勞于網(wǎng)絡(luò)管理。

通常廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率比局域網(wǎng)低，而信號的傳播延遲卻比局域網(wǎng)要大得多。133

PPP〔PointtoPointProtocol〕

點對點協(xié)議〔PPP〕為在點對點連接上傳輸多協(xié)議數(shù)據(jù)包提供了一個標準方法。PPP最初設(shè)計是為兩個對等節(jié)點之間的IP流量傳輸提供一種封裝協(xié)議。在TCP-IP協(xié)議集中它是一種用來同步調(diào)制連接的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議〔OSI模式中的第二層〕，替代了原來非標準的第二層協(xié)議，即SLIP。除了IP以外PPP還可以攜帶其它協(xié)議，包括DECnet和Novell的Internet網(wǎng)包交換〔IPX〕。

134

PPP主要組成局部

135

PPP工作流程：

當用戶撥號接入ISP時，路由器的調(diào)制解調(diào)器對撥號做出確認，并建立一條物理連接。

PC機向路由器發(fā)送一系列的LCP分組〔封裝成多個PPP幀〕。

這些分組及其響應(yīng)選擇一些PPP參數(shù)，和進行網(wǎng)絡(luò)層配置，NCP給新接入的PC機分配一個臨時的IP地址，使PC機成為因特網(wǎng)上的一個主機。

通信完畢時，NCP釋放網(wǎng)絡(luò)層連接，收回原來分配出去的IP地址。接著，LCP釋放數(shù)據(jù)鏈路層連接。最后釋放的是物理層的連接。

136

PPP的特點及用途

①主要觀測值為載波相位

②采用精密的衛(wèi)星軌道和鐘數(shù)據(jù)

③采用復(fù)雜的模型

PPP用途：全球高精度測量，衛(wèi)星定軌。PPP和HDLC之間最主要的區(qū)別是，PPP是面向字符的，HDLC是面向位的。137高級數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程〔HDLC〕是位于數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議之一，其工作方式可以支持半雙工、全雙工傳送，支持點到點、多點結(jié)構(gòu)，支持交換型、非交換型信道，它的主要特點包括以下幾個方面：a.透明性：為實現(xiàn)透明傳輸，HDLC定義了一個特殊標志，這個標志是一個8位的比特序列，〔01111110〕，用它來指明幀的開始和結(jié)束。同時，為保證標志的唯一性，在數(shù)據(jù)傳送時，除標志位外，采取了0比特插入法，以區(qū)別標志符，即發(fā)送端監(jiān)視比特流，每當發(fā)送了連續(xù)5個1時，就插入一個附加的0，接收站同樣按此方法監(jiān)視接收的比特流，當發(fā)現(xiàn)連續(xù)5個1時而第六位為0時，即刪除這位0。b.幀格式：HDLC幀格式包括地址域、控制域、信息域和幀校驗序列。c.規(guī)程種類：HDLC支持的規(guī)程種類包括異步響應(yīng)方式下的不平衡操作、正常響應(yīng)方式下的不平衡操作、異步響應(yīng)方式下的平衡操作。138HDLC協(xié)議HDLC——面向比特的同步協(xié)議：HighLevelDataLinkControl〔高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程〕。

特點面向比特的協(xié)議中最有代表性的是IBM的同步數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程SDLC〔SynchronousDataLinkControl〕，國際標準化組織ISO〔InternationalStandardsOrganization〕的高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC〔HighLevelDataLinkControl〕，美國國家標準協(xié)會〔AmericanNationalStandardsInstitute〕的先進數(shù)據(jù)通信規(guī)程ADCCP〔AdvancedDataCommunicationsControlProcedure〕。這些協(xié)議的特點是所傳輸?shù)囊粠瑪?shù)據(jù)可以是任意位，而且它是靠約定的位組合模式，而不是靠特定字符來標志幀的開始和結(jié)束，故稱"面向比特"的協(xié)議。

139ATM網(wǎng)絡(luò)根本原理140141數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備網(wǎng)橋局域網(wǎng)交換機及其工作原理142網(wǎng)橋網(wǎng)橋是在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)局域網(wǎng)互聯(lián)的設(shè)備，它用于使用不同的物理層協(xié)議的局域網(wǎng)互聯(lián)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接地域的不同，可以分為本地網(wǎng)橋和遠程網(wǎng)橋；根據(jù)運行設(shè)備是否獨立劃分，可以分為內(nèi)部網(wǎng)橋和外部網(wǎng)橋；根據(jù)路由選擇方式不同，可能分為源選路徑網(wǎng)橋和透明網(wǎng)橋。使用網(wǎng)橋可以實現(xiàn)信息的控制傳輸，也就是說，網(wǎng)橋可以實現(xiàn)網(wǎng)段隔離。1431、透明網(wǎng)橋目標：現(xiàn)有LAN完全不受網(wǎng)橋的影響?！膊恍韪膭佑布?、軟件，無須設(shè)置地址開關(guān)或路由表參數(shù)〕設(shè)計思想：接收與之連接的每一幀。決定丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)。兩種常用的網(wǎng)橋144生成樹算法生成樹橋接器通過禁止以太網(wǎng)中的某些鏈路來檢測和中止循環(huán)傳送。IEEE801．2-D生成樹協(xié)議(STP)由維持輔助橋接器作為備份來抑制冗余橋接器中的循環(huán)回路。如果主橋接器不工作了，輔助橋接器將代替它繼續(xù)工作。145標識通常是橋接器的MAC地址。每個橋接器分配一個優(yōu)先級值。為每個橋接器的每個端口分配一個唯一的標識。每個橋接器端口被賦予一個路費權(quán)值。網(wǎng)絡(luò)管理員可以人工改變路費權(quán)值，為特殊端口設(shè)立優(yōu)先權(quán)。該算法從橋接器中選定一個作為根橋接器，具有最小標識的橋接器被選作根。一旦選定了根橋接器其它橋接器就能夠確定通過哪個端口訪問根橋接器的路費權(quán)值最小，該端口稱作該橋接器的根端口。如果幾個端口的路費權(quán)值一樣，那么就選擇橋接器間網(wǎng)段數(shù)最少的端口。最后一步是根據(jù)最少路費原那么確定由哪個橋接器的哪個端口提供路徑通過網(wǎng)絡(luò)到達其根。該過程允許使用一局部端口以到達某些橋接器，另一該算法為每一個橋接器分配一個唯一的標識，該局部端口封閉以防止循環(huán)回路。封閉端口連到一撥就通的調(diào)制解調(diào)器或者某些橋接器，這些橋接器僅僅在需要路徑或線路在引起回路的情況下仍能平安使用時才建立與交換通信鏈路的連接。1462、源路由網(wǎng)橋思想：假定每一個幀的發(fā)送者知道接收者是否在同一LAN上及到目標的路徑。147當發(fā)送一個到別的LAN的幀時，源機器將目的地址的高位置1作為標記；在幀頭中加進次幀應(yīng)走的路徑；〔如B1，LAN2，B2，LAN4。每個LAN有一個唯一的12位編號，每個Bridge有一個在它的LAN中唯一標識的4位編號。148網(wǎng)橋收到一幀時檢查地址高位：0丟棄1檢查路徑與實際路徑相同，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)與實際路徑不同，那么丟棄149獲取路徑的方法：源機器不知道目的地位置時就發(fā)一播送；每個Bridge都復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)此幀，每個LAN都可得到此幀；從目標來的答復(fù)回來時，LAN、BRIDGE都加上自己的編號。源機器從答復(fù)幀中取目的地信息，選取最正確路徑。150兩種網(wǎng)橋比較：透明源路由是否透明透明不透明配置方式自動人工確定目的地反向?qū)W習(xí)播送查找?guī)收咸幚砭W(wǎng)橋主機復(fù)雜性網(wǎng)橋主機151局域網(wǎng)交換機交換機是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備局域網(wǎng)交換機那么應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機及網(wǎng)絡(luò)打印機等。工作原理：結(jié)點A向結(jié)點B發(fā)送信息,1,如果A與B通過集線器連到交換機的一個端口上,那么A向B發(fā)送信息時通過檢查“端口號/MAC地址映射表〞發(fā)現(xiàn)A與B在同一個端口上,那么丟棄該幀.2,如果A,B連接不同的端口,首先A把目的地址(B結(jié)點的地址)參加到“端口號/MAC地址映射表〞中比較,如果B地址在表中,那么由路由器建立A到B的連接,(注,這樣的連接可以建立多個),如果發(fā)現(xiàn)B的地址不在“端口號/MAC地址映射表〞中,那么路由器向除A端口處的其它結(jié)點發(fā)送消息,當結(jié)點B了出應(yīng)答或發(fā)送數(shù)據(jù)后,就由路由器建立A到B的連接,并將所得到的信息添加到“端口號/MAC地址映射表〞中,此后便可以進行數(shù)據(jù)交換了。

152網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層的功能及設(shè)備路由算法IPv4IPv6路由協(xié)議IP組播移動IP153網(wǎng)絡(luò)層的功能及設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層功能異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備路由與轉(zhuǎn)發(fā)擁塞控制154網(wǎng)絡(luò)層功能即通信子網(wǎng)層，它的功能是在信源和信宿之間建立邏輯鏈路，為報文或報文分組的傳輸選擇適宜的路由以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連，并針對網(wǎng)絡(luò)情況實現(xiàn)擁塞控制。其主要功能為：a.負責將上層〔傳輸層〕送到本層的報文轉(zhuǎn)換成報文分組，并將分組在發(fā)信節(jié)點和收信節(jié)點間進行傳送，負責將收到的報文分組裝配復(fù)原成報文，并交付給傳送層。〔報文轉(zhuǎn)換〕b.報文分組需要在發(fā)信節(jié)點和收信節(jié)點間立起的連接上進行傳送，這種網(wǎng)絡(luò)連接是穿過通信子網(wǎng)建立的邏輯信道〔虛電路〕。網(wǎng)絡(luò)層負責邏輯信道的建立以及從源到目的的路由選擇。〔建立邏輯信道、路由選擇〕155c.規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和虛電路的一種標準接口，完成虛電路〔網(wǎng)絡(luò)連接〕的建立、撤除和通信管理，包括路徑控制、流量控制、過失控制等。d.網(wǎng)絡(luò)層提供面向連接的和無連接的兩大類效勞。156

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

所謂異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(HeterogeneousNetwork〕是一種類型的網(wǎng)絡(luò)，其是由不同制造商生產(chǎn)的計算機,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)組成的，大局部情況下運行在不同的協(xié)議上支持不同的功能或應(yīng)用。

互聯(lián)網(wǎng)可以由多個異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)組成。

兩個或多個網(wǎng)絡(luò)連接在一起構(gòu)成一個互連網(wǎng)。注：〔internet與Internet不同〕異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與多個子網(wǎng)互聯(lián)都應(yīng)采用路由器來完成。

157網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)路由器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)AB主機主機158虛擬互連網(wǎng)絡(luò)〔IP網(wǎng)〕159網(wǎng)絡(luò)互連的問題：160中繼〔relay〕系統(tǒng):某中繼系統(tǒng)在進行信息的轉(zhuǎn)發(fā)時與其他系統(tǒng)共享共同的第n層協(xié)議，但是不共享第n＋l層協(xié)議，那么這個中繼系統(tǒng)就稱為第n層中繼系統(tǒng)。使用中繼系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)互連161轉(zhuǎn)發(fā)器〔repeater〕：

工作在物理層，在兩個電纜段之間復(fù)制每一個比特。網(wǎng)橋(bridge)：工作在數(shù)據(jù)鏈路層，在LAN之間存儲轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)鏈路幀。162路由器(router)：工作在網(wǎng)路層，在異型網(wǎng)絡(luò)間轉(zhuǎn)發(fā)分組。應(yīng)用程序網(wǎng)關(guān)(gatway)：允許網(wǎng)路層以上的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。163路由器在互連網(wǎng)中的作用在網(wǎng)絡(luò)間轉(zhuǎn)發(fā)分組164路由器組成：路由選擇：構(gòu)造路由表分組轉(zhuǎn)發(fā)：接收分組、處理分組、輸出分組165路由器結(jié)構(gòu)166路由〔Rout〕路由是把信息從源穿過網(wǎng)絡(luò)傳遞到目的地的行為，在路上，至少遇到一個中間節(jié)點。路由通常與橋接來比照，在粗心的人看來，它們似乎完成的是同樣的事。它們的主要區(qū)別在于橋接發(fā)生在OSI參考協(xié)議的第二層〔鏈接層〕，而路由發(fā)生在第三層〔網(wǎng)絡(luò)層〕。這一區(qū)別使二者在傳遞信息的過程中使用不同的信息，從而以不同的方式來完成其任務(wù)。

路由包含兩個根本的動作：確定最正確路徑和通過網(wǎng)絡(luò)傳輸信息。在路由的過程中，后者也稱為〔數(shù)據(jù)〕交換。交換相對來說比較簡單，而選擇路徑很復(fù)雜。

167轉(zhuǎn)發(fā)〔Forwarding〕Forwarding轉(zhuǎn)發(fā)在環(huán)網(wǎng)環(huán)境中，通信電纜由多臺工作站共享，分組在到達目的地之前都從一個站到一個站繞環(huán)傳送。每個站接收一個分組并檢查它的地址，如果地址不是本站的，那么站轉(zhuǎn)發(fā)分組到下一站。

轉(zhuǎn)發(fā)也發(fā)生在橋接器或路由器上，分組到達橋接器或路由器后，由橋接器或路由器檢查分組地址并將它轉(zhuǎn)發(fā)到一個鄰接的局域網(wǎng)(LAN)上。過濾功能過濾某些分組使它們不再通過路由器或橋接器轉(zhuǎn)發(fā)出去168路由表路由表的每一條路由主要包含以下兩項內(nèi)容：目的網(wǎng)絡(luò)地址下一跳地址所以，IP尋址首先要找到目標網(wǎng)絡(luò)的路由器，到達最后一個路由器時，才向目標主機交付。169路由器的路由表中的內(nèi)容可以有：到網(wǎng)絡(luò)的路由，用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)號表示；2.特殊項，如指明特定主機路由；3.缺省路由項。170來了一個IP數(shù)據(jù)報，路由器如何處理？執(zhí)行如下的分組轉(zhuǎn)發(fā)算法：1讀目標IP地址D，取出網(wǎng)絡(luò)號N，查路由表；2假設(shè)N是與路由器相連的某個網(wǎng)絡(luò)號，不再轉(zhuǎn)發(fā)，直接給主機；3否那么，查目標IP地址D，是否符合指明主機路由，是那么將數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)給路由表中指明的下一站路由器；否那么，假設(shè)路由表中有到網(wǎng)絡(luò)N的路由，那么將數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)給路由表中指明的下一站路由器；5否那么，假設(shè)路由表中有缺省路由，那么將數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)給缺省路由；6否那么，報告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯。路由轉(zhuǎn)發(fā)171

如何找到下一跳路由器？從路由表中得到下一跳路由器的IP地址－>交ARP協(xié)議轉(zhuǎn)換為硬件地址－>寫入MAC幀首部－>根據(jù)MAC地址找到下一跳路由器。172當?shù)竭_通信子網(wǎng)中某一局部的分組數(shù)高于一定的水平時，使得該局部網(wǎng)絡(luò)來不及處理這些分組，從而使這局部以至整個網(wǎng)絡(luò)的性能下降，這就是擁塞現(xiàn)象。擁塞控制173擁塞的原因：

路由器內(nèi)存不夠處理速度太慢線路帶寬太窄174擁塞控制和流量控制的差異：

擁塞控制必須確保通信子網(wǎng)能運送待傳送的數(shù)據(jù)，這是全局性的問題，涉及到所有主機，所有路由器，路由器中存儲轉(zhuǎn)發(fā)處理的行為，以及所有將導(dǎo)致削弱通信子網(wǎng)負荷能力的其他因素。

175流量控制只與某發(fā)送者和某接收者之間的點到點通信量有關(guān)。它的任務(wù)是確保一個發(fā)送者傳輸數(shù)據(jù)的速率不能超過接收者所能承受的速率。流量控制幾乎總是涉及到接收者，接收者要向發(fā)送者送回另一端情況如何的一些直接反響。176擁塞控制的作用：177擁塞的極限情況是死鎖。有兩類：直接死鎖：相互占用對方的資源造成死鎖。重裝死鎖：由于路由器緩存的擁塞造成的死鎖。178擁塞控制的作用：擁塞控制可以使網(wǎng)絡(luò)不容易出現(xiàn)擁塞和死鎖。擁塞控制的代價：吞吐量減小179擁塞控制的根本方法有兩類方法：1、開環(huán)：通過良好的設(shè)計來防止問題的出現(xiàn)，確保問題在一開始時就不會發(fā)生，一旦系統(tǒng)安裝并運行起來，就不再做任何中間階段的更正?！苍谧鞒鰶Q定時并不考慮當前網(wǎng)絡(luò)的狀況?！?802、閉環(huán)：監(jiān)視系統(tǒng)，檢測何時何地發(fā)生了擁塞；將此信息傳送到可能采取行動的地方；調(diào)整系統(tǒng)操作以更正問題。181監(jiān)視子網(wǎng)的擁塞狀況：因缺少緩沖區(qū)空間而喪失分組的比例平均隊列長度超時和重發(fā)分組的數(shù)量平均分組延遲其他情況182將擁塞信息從檢測點傳送到可對此采取行動的地方：檢測到擁塞的路由器向信流源發(fā)送一個分組?！策@些額外的分組恰好在子網(wǎng)擁塞時又增加了子網(wǎng)的負荷〕讓主機或路由器定期發(fā)送證實分組來顯式地詢問擁塞狀況。這一信息可用來使通信量繞過有問題的區(qū)域。183路由算法靜態(tài)路由與動態(tài)路由距離-向量路由算法鏈路狀態(tài)路由算法層次路由184

靜態(tài)路由

靜態(tài)路由是指由網(wǎng)絡(luò)管理員手工配置的路由信息。當網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)或鏈路的狀態(tài)發(fā)生變化時，網(wǎng)絡(luò)管理員需要手工去修改路由表中相關(guān)的靜態(tài)路由信息。靜態(tài)路由算法很難算得上是算法，只不過是開始路由前由網(wǎng)管建立的表映射。這些映射自身并不改變，除非網(wǎng)管去改動。使用靜態(tài)路由的算法較容易設(shè)計，在網(wǎng)絡(luò)通信可預(yù)測及簡單的網(wǎng)絡(luò)中工作得很好。185動態(tài)路由動態(tài)路由器上的路由表項是通過相互連接的路由器之間交換彼此信息，然后按照一定的算法優(yōu)化出來的，而這些路由信息是在一定時間間隙里不斷更新，以適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)，以隨時獲得最優(yōu)的尋路效果。186

鏈接狀態(tài)與距離向量路由算法

鏈接狀態(tài)算法〔也叫做短路徑優(yōu)先算法〕把路由信息散布到網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點，不過每個路由器只發(fā)送路由表中描述其自己鏈接狀態(tài)的局部。距離向量算法〔也叫做Bellman-Ford算法〕中每個路由器發(fā)送路由表的全部或局部，但只發(fā)給其鄰居。也就是說，鏈接狀態(tài)算法到處發(fā)送較少的更新信息，而距離向量算法只向相鄰的路由器發(fā)送較多的更新信息。

由于鏈接狀態(tài)算法聚合得較快，它們相對于距離算法產(chǎn)生路由環(huán)的傾向較小。在另一方面，鏈接狀態(tài)算法需要更多的CPU和內(nèi)存資源，因此鏈接狀態(tài)算法的實現(xiàn)和支持較昂貴。雖然有差異，這兩種算法類型在多數(shù)環(huán)境中都可以工作得很好。

187層次路由在分層次的路由系統(tǒng)中，一些路由器構(gòu)成了路由主干，數(shù)據(jù)從非主干路由器流向主干路由器，然后在主干上傳輸直到它們到達目標所在區(qū)域，在這里，它們從最后的主干路由器通過一個或多個非主干路由器到達終點。

路由系統(tǒng)通常設(shè)計有邏輯節(jié)點組，稱為域、自治系統(tǒng)或區(qū)間。在分層的系統(tǒng)中，一些路由器可以與其它域中的路由器通信，其它的那么只能與域內(nèi)的路由器通信。在很大的網(wǎng)絡(luò)中，可能還存在其它級別，最高級的路由器構(gòu)成了路由主干。

分層路由的主要優(yōu)點是它模擬了多數(shù)公司的結(jié)構(gòu)，從而能很好地支持其通信。188IPv4IPv4分組IPv4地址與NAT子網(wǎng)劃分與子網(wǎng)掩碼、CIDRARP/DHCP/ICMP協(xié)議189Internet的網(wǎng)際協(xié)議IP190網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT如果專用網(wǎng)內(nèi)部主機想和因特網(wǎng)上主機通信，用戶不需要數(shù)據(jù)加密，但需要進行地址轉(zhuǎn)換；NAT提供了從專用地址的主機到Internet的透明IP層訪問；外出和進入的報文都通過NAT路由器；NAT路由器中維護一個NAT轉(zhuǎn)換表191NAT轉(zhuǎn)換表：多地址NAT：一個內(nèi)部映射一個外部地址〔需要許多外部地址〕端口映射NAT，例如專用地址專用端口目標地址目標端口NAT端口協(xié)議44440801111TCP55550802222TCP6666213333TCP192IP分組IP的目的就是提供必要的功能，使一個個IP分組從原發(fā)主機通過網(wǎng)絡(luò)互連系統(tǒng)傳遞到目的地的主機。IP分組也成為IP數(shù)據(jù)報，它是以無連接的方式通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸?shù)?，即在?shù)據(jù)傳輸之前源節(jié)點與目標和節(jié)點并不建立連接。193

IP數(shù)據(jù)報格式：481631

≈

選項

≈

版本IHL服務(wù)類型

總長

標識

DFMF分段偏移

生命期

協(xié)議

頭校驗和

源地址

目標地址

數(shù)據(jù)194版本〔version〕：記錄了數(shù)據(jù)報屬于哪個版本的協(xié)議〔當前是IPv4〕。IHL：用來指明數(shù)據(jù)報頭部有多長，以32位長度為一個單位。4位字段的最大值是15，它限制了頭部的最大長度是60字節(jié)。效勞類型〔Typeofservice〕使主機可以告訴子網(wǎng)它想要什么樣的效勞。PPPDTRCX可靠性吞吐量延遲優(yōu)先級總長〔totallength〕：表示整個IP數(shù)據(jù)報的長度，包括數(shù)據(jù)和報頭等內(nèi)容在內(nèi)。最大長度是65535字節(jié)〔16位〕。路由195IP的最大長度受幀中數(shù)據(jù)字段的最大長度的限制，稱為最大傳送單元MTU例如，以太網(wǎng)的MTU為1500字節(jié)，那么IP在以太網(wǎng)中傳輸時的總長最大值為1500字節(jié)。196生命期〔timetolive〕：是一個用來限制分組生命周期的計數(shù)器，推薦以秒來計數(shù)，最長生命周期是255s。實際上，通常以節(jié)點數(shù)計數(shù)，當它減到零時，該分組就要丟棄，并向源主機發(fā)送一個警告分組。協(xié)議：字段說明將數(shù)據(jù)報送給哪個傳輸進程，可能是TCP，但也可能是UDP或其他。協(xié)議的編號在整個因特網(wǎng)上是全球通用的，它定義于RFC1700中。源地址〔sourceaddress〕和目標地址〔destinationaddress〕指明了網(wǎng)絡(luò)號和主機號。頭部校驗和〔headerchecksum〕：僅用來校驗頭部。由于報頭可能會在網(wǎng)關(guān)發(fā)生變化〔如分段〕，頭部校驗和在每個節(jié)點都要重新計算。197頭部校驗和的計算：198分段重組的根本分片法當數(shù)據(jù)報長度大于網(wǎng)絡(luò)的MTU時需要分片；分片后的數(shù)據(jù)報都看作獨立的數(shù)據(jù)報；在目標主機才做分段重組。將原始IP數(shù)據(jù)局部看作是由許多根本分段組成；根本分段的長度小到可以通過任何網(wǎng)絡(luò)〔8個字節(jié)〕；199標識〔identification〕：用于數(shù)據(jù)報分片，讓目的主機判斷新來的分段屬于哪個分組，所有屬于同一分組的分片包含同樣的標識值。標志：占3比特，目前只有前兩個比特有意義DF：代表不要分段。它命令路由器不要將數(shù)據(jù)報分段，因為目的地端不能重組分段。MF：MF＝1代表還有進一步的分段。除了最后一個分段的所有分段都設(shè)置了這一位。分段偏移〔fragmentoffset〕：說明分段在當前數(shù)據(jù)報的什么位置。根本分段單位為8字節(jié)，除了數(shù)據(jù)報中的最后一個分段外，所有分段長度一定是8字節(jié)的整數(shù)倍，因為提供了13位，所以每個數(shù)據(jù)報最長有8192個分片，這樣，最大的數(shù)據(jù)報長度是65536字節(jié)，比總長字段提供的最大值還大。200例如，通過MTU＝1420字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)時201可選項(options〕：用來支持排錯、測量及平安等措施，長度從1字節(jié)到40字節(jié)不等，最后加填充，使頭部為字節(jié)的整數(shù)倍。已經(jīng)定義的五個可選項為：平安性：說明信息的平安程度。嚴格的源路由選擇：給出了從源到目的地的完整路徑。松的源路由選擇：給出一個不能漏掉的路由器列表。記錄路由：讓沿途的路由器都將其IP地址加到可選字段之后。時間標記：讓沿途的路由器都附加其IP地址和時間標記。IPV6將IP數(shù)據(jù)報首部長度做成固定202IP層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程路由器和結(jié)點交換機的區(qū)別：路由器用來連接不同的網(wǎng)絡(luò)，而結(jié)點交換機只在特定的網(wǎng)絡(luò)中工作；路由器運行的是IP協(xié)議，而結(jié)點交換機運行所在網(wǎng)絡(luò)的特定協(xié)議；3.路由器專門用來轉(zhuǎn)發(fā)分組，而接點交換機還可以接多個主機；4查找路由表時，路由器根據(jù)目的站所在網(wǎng)絡(luò)號找出下一站〔下一個路由器〕，而結(jié)點交換機那么根據(jù)目的站所接入的交換機號找出下一站〔下一個結(jié)點交換機〕。203路由表制作