网络工程师学习笔记共享(共11章)

.第一章交换技术主要内容：1、线路交换2、数据包交换3、帧中继交换4、单元格交换一、线路交换1、用于通信的线路交换：是两个工作站之间具有实际物理连接的节点之间的线路连接序列。2、线路通信三种状态：线路设置、数据传输、线路拆除3、线路交换缺点：典型用户/主机数据连接状态在大部分时间内线路空闲，因此以线路交换方式进行数据连接效率低下。为连接提供的数据速率是固定的，因此两个连接的设备必须以相同的数据速率发送和接收数据，从而限制网络中各种主机和终端之间的互连通信。二、包交换技术1、包交换的优点：提高线路利用率；数据包交换网络可以转换数据速率。在线路交换网络中，如果流量大，网络可能无法接收更多的连接请求，直到网络负载减少为止。使用优先级。2、包交换和消息交换的主要区别限制在：包交换网络中传输的数据单元的长度。消息交换系统适用于较大的消息。3、虚拟电路的技术特征：在数据传输之前设定工作站与工作站之间的路径。4，数据报的优点：避免呼叫设置状态，发送少量消息时，数据报速度更快。因为是原始的，所以更灵活。数据报传递尤为可靠。5、一些说明：路径交换基本上是透明服务，一旦建立了连接，站点提供的固定数据速率，无论是模拟数据还是数字数据，都可以通过此连接从源传输到目标。在数据包交换中，模拟数据必须转换为数字数据才能传输。6、外部和内部工作外部虚拟电路，内部虚拟电路。当用户请求虚拟电路时，所有组使用的专用路由均通过网络建立。外部虚拟电路，内部数据报。网络单独处理每个组。因此，从同一外部虚拟电路发送的分组可以使用不同的路由。在目标节点上，如果需要，可以先缓冲组，然后按顺序将组发送到目标站点。外部数据报，内部数据报。从用户和网络的角度来看，每个组都单独处理。外部数据报，内部虚拟电路。外部用户不需要连接，只是将网络作为组传输。网络为工作站之间的传输分组建立了逻辑连接，可以维持额外的扩展时间以满足未来的预期需求。三、帧中继交换1，X.25特性：(1)用于虚拟电路设置和终止的呼叫控制分组使用与数据分组相同的通道和虚拟电路。(2)多路复用虚拟电路的第三层；(3)第二层和第三层包含流量控制和差错控制机制。2、帧中继和X.25之间的差异：(1)呼叫控制信号与用户数据使用单独的逻辑连接，因此中间节点不需要维护与呼叫控制相关的状态表或处理信息。(2)在第二层(而不是第三层)多路复用和交换逻辑连接，从而节省了整个层处理。(3)一级流控制和错误控制未使用。3、帧中继在高速h通道中的4个应用：块交互应用；文件传输低速重用；字符相互通信。四、细胞交换技术1，ATM单元格ATM数据传输单位是具有单元标题和单元信息字段的固定长度分组。单元格长度为53字节。其中，单元标题为5字节，信息域为48字节。单元头的主要功能是：单元的网络路由。2、ATM使用异步时分多路复用技术ATDM，ATDM使用队列机制，属于其他源的每个令牌在发送到介质之前分离并存储在队列中，因此需要速度匹配和单元边界。3、应用程序独立：主要出现在时间独立和意义独立。时间独立在应用程序时钟和网络时钟之间没有关联。语义独立性在单元结构和应用协议数据单元之间没有相关性，所有应用相关数据都在单元信息字段中。3、ATM单元格徽标ATM使用虚拟通道模式，通信通道由一个逻辑编号标识。对于给定的多路转换器，此标识符是局部的，并且在所有交换零件中都会发生变化。通道的标识基于两个标识符：虚拟通道id VPI和虚拟通道id VCI。虚拟通道VP包含多个虚拟通道VC4、ATM网络结构虚拟通道VC:用于描述与唯一标识值虚拟通道标识符VCI相关联的ATM单元单向传输的概念。虚拟路径VP:用于描述属于虚拟路径的ATM单元的单向传输，虚拟路径与标识值虚拟路径标识符相关联。虚拟通道和虚拟通道用于描述ATM单元单向传输的路由。每个虚拟路径最多可以多路复用属于同一虚拟通道上的单元组的65535个虚拟通道，从而将VCI标识为同一虚拟通道。这是单元头的一部分。第二章网络体系结构和协议主要内容：1、定义网络体系结构和协议2、开放系统互连参考模型OSI3，TCP/IP协议集一、网络体系结构和协议定义1，网络体系结构：是计算机之间的相互通信层和每一层上的协议和层之间的接口的集合。2，网络协议：是在计算机网络和分发系统中相互通信的对等实体之间交换信息时必须遵守的规则的集合。3，语法(syntax):包含数据格式、编码和信号级别等。4、语义：包含协议和错误处理的控制信息。5、定时：包括速度匹配和对齐。二、开放系统互连参考模型1、国际标准化组织ISO于1979年成立了专门针对开放系统架构的子委员会，并提出了定义异构计算机连接的标准主体结构开放系统互连OSI模型。2、OSI简介：OSI使用分层结构化技术，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、演示层和应用层。3、OSI参考模型的特征：是异构系统互连的分层结构。提供了控制互连系统交互规则的标准骨骼。定义抽象结构，而不是具体实现的说明。在不同系统中，同一层上的图元是同一层上的图元。对等对象之间的通信由该层的协议管理。“层到层接口”认为，基础任务和子层定义了提供给上层的服务。提供的开放服务是面向连接或无连接的数据服务。直接数据传输仅在最低层进行。每个层都完成了定义的功能，修改此层的功能不会影响其他层。4，物理层：提供建立、维护和删除物理链路所需的机械、电气、功能和程序的特性。在的物理链路上发送非结构位流以及错误检测说明。5，数据链路层：提供网络层实体之间的数据收发功能和进程。提供数据链接的流控制。6、网络层：控制数据包转发系统操作、路由、支持控制、网络互连等功能，使特定物理传输在上层透明。7，传输层：具有建立、维护和删除传输连接的功能。选择网络层以提供最合适的服务。提供系统之间可靠、透明的数据传输，提供完整的错误恢复和流控制。8，会话层：具有建立、维护和终止两个进程之间的会话连接的功能。提供三种数据流方向控制：单向交互、双向交替和双向并发会话模式等交互式会话管理功能。9、演示层：表示应用程序流程协商数据表示。完成数据转换、格式设置和文本压缩。10、应用层：提供事务处理处理器、文件传输协议和网络管理等OSI用户服务。第三，TCP/IP的分层1、TCP/IP分层模型internet与OSI参考模型一样，采用TCP/IP协议，TCP/IP是分层模型。基于四个概念层网络接口层、IP层、传输层和应用层。网络接口层：也称为数据链路层，它是TCP/IP的最低级别。功能：负责接收IP数据报并将其发送到选定的网络。IP层：IP层处理系统之间的通信。功能：从传输层接收请求，并与目标地址一起发送分组。将数据包封装在数据报中，填充数据标头，使用路由算法确定是将数据报直接发送到目标主机还是发送到路由器，然后发送到相应的网络接口。传输层：提供应用层之间的通信，即端到端通信。功能：提供可靠的传输服务，可以管理信息流并确保连续到达，而不会出现数据错误。2、TCP/IP模型的分界线协议地址分界线：区分父级和子级的寻址，将IP地址用于高级寻址，将物理地址用于低级寻址。应用程序IP层上方的协议软件仅使用IP地址，而网络接口层处理物理地址。操作系统边界：区分系统和应用程序。传输层和应用层之间。3、重复使用和分解发送消息时，发送方将在消息中添加其他信息，如消息类型和选择协议。所有消息以帧的形式在网络中多路复用，形成一个数据包流。接收人接收分组后，请参考附加信息，停靠并分解接收的分组。四、IP协议1、互联网体系结构TCP/IP互联网提供了三套服务。底层提供无连接的传输服务，为其他层的服务提供基础。在第二层，可靠的传输服务为应用层提供了高水平的平台。顶层是应用层服务。2、IP协议：不可靠的非连接传输机制称为internet协议。3、IP协议的三个定义：(1)IP定义了在TCP/IP internet上传输数据的默认单位和数据格式。(2)IP软件完成路由功能，选择数据传输的路径。(3)IP包含用于发送不可靠数据包的规则集，该规则规定了数据包处理、错误信息发生和分组的道德教育规则。4、IP数据报：网络的默认传输单元是IP数据报，其中包含数据标头和数据区域部分。5、IP数据报包：物理网络将包含数据报标题的整个数据报封装在一个帧中。6、MTU网络最大传输单元：不同类型的物理网络对可以在一个物理帧上传输的数据量指定不同的上限。7、重新配置IP数据报：正在通过网络重新配置。二是到达目标主机后进行重新配置。后者很好，可以独立路由每个数据报段，不需要存储或重新配置路由器的段。8、生存时间：IP数据报格式具有生存时间字段，该字段用于设置相应数据报在网络中允许的时间(秒)。值0表示从internet上删除并向源站点发送错误消息。9、IP数据报选项：IP数据报选项字段主要用于网络测试或调试。包括：记录路由选项、源路由选项和时间戳选项。路由和时间戳选项提供了监视或控制internet路由器路由数据报的方法。五、用户数据报协议UDP1、UDP协议功能设计用户数据报协议UDP，以便指定主机能够识别多个目标地址，同时允许多个应用程序在同一主机上运行，并独立地发送和接收数据报。使用UDP协议，包括：TFTP、SNMP、NFS和DNSUDP使用本机internet协议发送消息，并且与IP一样，提供不可靠的未连接数据报传输服务。不提供消息到达确认、排序和流控制。2、UDP报纸消息格式每个UDP消息分为两部分：UDP标头和UDP数据区域。标头包含4个16位长度(8字节)字段，这些字段说明消息的源端口、目标端口、消息长度和校验和。3、UDP协议分层和软件包在TCP/IP协议层模型中，UDP位于IP层之上。应用程序访问UDP层，然后使用IP层传递数据报。IP层的标头表示源主机地址和目标主机地址，UDP层的标头表示主机的源端口和目标端口。4、UDP重用、分解和端口UDP软件应用程序之间的多路复用和分解都是通过端口机制实现的。每个应用程序在发送数据报之前，必须与操作系统协商以获取协议端口及其端口号。UDP分解操作：从IP层接收数据报，然后根据UDP的目标端口号进行分解。UDP端口号通过两种方式将：指定为管理机构著名的端口和动态绑定。六、可靠数据流传输TCP1、TCP/IP的可靠传输服务5个特性：数据流导向、虚拟电路连接、缓冲传输、非结构化数据流、全双工连接。2、TCP使用具有重新传输功能的肯定确认技术作为可靠数据流传输服务的基础。3、为了提高数据流传输过程的效率，引入上述滑动窗口协议，以便在发送者等待一个确认之前发送多个分组。滑动窗口协议规定仅重新传递未解析的分组，未解析的分组是最大窗口大小。4、TCP功能TCP定义了在两台计算机之间进行可靠传输而交换的数据和确认信息的格式，以及计算机为确保数据的正确到达而采取的措施。5、使用TCP连接是使用一对端点标识的虚拟电路连接，端点定义为一对整数(host，port)。其中host是主机的IP地址，port是主机的TCP端口号。6、TCP使用专用滑动窗口协议机制解决传输效率和流控制两个问题，TCP采用的滑动窗口机制解决了端到端流控制，但不能解决整个网络的拥塞控制。7、TCP可以随时更改窗口大小，通过通知值知道接收者可以接收多少数据，随着通知值的增加，发送者可以扩大发送滑动窗口。通知值减少时，发送者缩小发送窗口。8、TCP消息格式消息分为：标头和数据，以传递所需的标识和控制信息。确认编号字段默认表示要接收下一个字节组的序列号。“顺序编号”字段中的值是传输顺序编号，该编号是该消息段流向的数据流的位置。确认编号表示该消息段相反方向的数据流。9、TCP使用6个长代码位来表示消息段的目的和内容URG紧急指针字段可用。ACK确认字段可用。PSH要求采取紧急措施；重置RST连接；SYN同步序列号；FIN发件人节流结束。10、TCP三次握手要建立一个TCP连接，两个系统必须同步其初始TCP序列号ISN。序列号用于跟踪通信顺序，并防止多个数据包在传输时丢失。初始序列号是建立TCP连接时的起始编号。同步是通过交换1位