计算机网络课件10总结

1、网络课总结授课老师：张凡为什么网络要采用分层结构Telnet FTPNFSPacketradioCoaxial cableFiberopticApplicationTransmissionMediaHTTPTelnet FTPNFSPacketradioCoaxial cableFiberopticApplicationTransmissionMediaHTTPIntermediate layerLayer n Protocol entity第N1层的服务请求Layer n PDUs (Protocol data units)layer n+1layer n-1第N层的服务请求Layer n

2、Protocol entitylayer n+1第N层的服务请求第N1层的服务请求layer n-1层次结构抽象Layer n-1 PDUs (Protocol data units)Layer n+1 PDUs (Protocol data units)bitstream物理层接收方应用层data表示层会话层传输层网络层数据链路层网络层数据链路层路由器网络层数据链路层路由器TPDUPacketFrameOSI参考模型APDUPPDUSPDUdata发送方应用层表示层会话层传输层数据链路层网络层data发送方bitstream表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层网络层数据链路层接收方

3、应用层databitstream网络层数据链路层表示层会话层传输层网络层数据链路层路由器路由器OSI参考模型OSI参考模型data发送方表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层网络层数据链路层应用层bitstream网络层数据链路层bitstream表示层会话层传输层网络层数据链路层datadatadatadatadatadatadata接收方路由器路由器OSI参考模型为端到端的数据传输提供面向连接和无连接的数据传输服务为两个进程之间的会话提供建立、维护和终止连接功能表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层如何传输非结构的位流在相邻两个节点之间，可靠的传输帧对报文进行路由，可以跨越

4、多个节点代表应用进程协商数据表现形式为网络应用提供协议支持物理层OSI参考模型各层功能数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层节点到节点端到端The TCP/IP reference model Protocols and networks in the TCP/IP model 物理层涉及知识物理介质有线介质、无线介质介质的带宽：带宽是传输介质的一种物理特性，通常取决于介质的材料、厚度和长度。香农公式的主要结论是，一条带宽为H Hz、信噪比为S/N的有噪声信道的最大数据传输率为H1b（1S/N）拓扑结构星型拓扑环形拓扑总线型拓扑各种拓扑的广播方式数据传输技术模拟数据与数字数据人的声音：模拟数

5、据以0或1表示的数据：数字数据模拟信号与数字信号模拟信号：随时间变化而平稳变化的连续波形式。数字信号：只可以包含有限数目的几个预定值，数字信号从一个值到另一个值的迁移是瞬间发生的，就像开关电路。当我们把数据由一地传送到另一地时，必须将数据转换成为信号。数据传输需要解决的问题信息以何种信号在介质上进行传输通信同步方式通信操作模式多路复用技术数据编码技术差错处理技术数据传输系统信息如何表示如何能够充分的利用带宽介质上信息传输的方向和时间特性如何什么时候知道对方发来了数据传输出现错误怎么发现和处理数据传输技术总结（1）数据传输技术模拟传输系统数字传输系统数据编码技术数字数据模拟信号幅移键控（ASK）

6、、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）数字数据数字信号NRZ、DNRZ曼彻斯特、差分曼彻斯特模拟数据数字信号PCM数据传输技术总结（2）多路复用技术频分多路复用、时分多路复用通信操作模式单工、半双工，全双工通信同步方式异步传输同步传输（面向字符的同步传输，面向位流的同步传输）差错处理技术反馈重发纠错法前向纠错法数据链路层数据链路层(Data Link Layer)：将不可靠的物理链路变成可靠的数据链路，完成相邻两个节点之间的数据传输，并将数据无错的传给上层（网络层）。需要解决的问题发送方如何将数据拆分到数据帧(data frame)中，然后有序的传送这些数据。如何避免一个快速发送方“淹没”掉

7、一个慢速的接受方。对于广播式网络，数据链路层如何控制对于共享信道的访问。（介质访问控制子层）数据链路层要点数据链路层从网络层获得到分组，然后将分组(packet)封装到帧(frame)以便传输，每一帧包含一个帧头、一个有效载荷(用于存放上层分组)，以及一个帧尾。帧管理构成数据链路层工作的核心。数据链路层的设计要点向网络层提供一个服务接口成帧错误控制流控制数据链路层要点成帧四种方法字符计数法含字节填充的分界符法含位填充的分界标志法物理层编码违例法数据链路层的流量控制使用基于反馈的流控方案。停等协议滑动窗口协议滑动窗口协议发送方窗口内的序列号代表了已经被发送，但是还没有被确认的帧，或者是可以被发送

8、的帧。任何时候当有一个新的分组从网络层到来的时候，它被赋予下一个最高的序列号，并且窗口的上边界增1。总之，发送方窗口维持了一系列未被确认的帧。接收方数据链路层的窗口对应了它可以接收的帧。任何落在窗口外边的帧都将被丢弃，无需任何提示。当一个新接受到的帧的序列号等于窗口下边界的时候，接收方将它传递给网络层，并生成一个确认，然后将整个窗口向前移动一个位置。与发送方的窗口不同的是，接收方的窗口总是保持最初始的大小。数据链路层要点错误控制帧的丢失或重复接收：每一帧设定定时器和序列号，要求接收方送回一些特殊的控制帧进行肯定或者否定的确认。传输错误：通过校验码发现传输过程中的错误。流控和差错控制的结合带差错

9、控制的停等协议带差错控制的滑动窗口协议后退N帧（接受方窗口1）选择重发（接收方窗口1）数据链路层重要实例HDLC协议HDLC工作方式三种站，两种配置、三种工作方式HDLC帧结构标志 地址 控制 信息 帧校验 标志HDLC帧类型I帧，U帧，S帧各种帧的使用方式广播式网络介质访问控制子层在任何一个广播式网络中，关键的问题是：当存在多方要竞争使用信道的时候，如何确定谁可以使用信道。用于在广播信道中确定下一个使用者的协议属于数据链路层的一个子层，称为MAC（Medium Access Control，介质访问控制）子层。在LAN中，MAC子层显得尤为重要，因为许多LAN使用广播信道来作为它的通信基础。

10、相反，WAN使用点到点链路（除卫星通信）。因此多路访问与LAN的关系非常紧密。局域网数据链路层局域网数据链路层包含了两个子层:逻辑链路控制LLC (Logical Link Control)子层定义了LAN公共的网络服务，服务类型有两种：面向连接的服务和不连接的服务。介质访问控制MAC (Medium Access Control)子层定义了特定的介质访问控制(MAC)方法。不同类型的LAN所使用的介质访问控制方法是不同的（以太网，令牌环，FDDI）。局域网数据链路层MAC层协议以太网：CSMA/CD令牌环网：令牌机制FDDI网：令牌机制无线局域网：CSMA/CA网络层网络层(Network

11、Layer)：关键的问题是确定如何将分组从源端路由到目标端。数据链路层只负责同一个网络（链路）上两个系统之间报文的传递，而网络层要保证每个报文能够从出发点到达目的地。需要解决的问题路由选择拥塞控制异种网络互联网络层网络工作类型数据报网络（无连接的网络）所有的分组独立的传送到子网中，并且独立路由，不需要提前建立任何辅助设施。每一台子网里的路由器都有一个内部表（路由表），每一个表项至少包含两个元素：目标地址和针对该目标地址所使用的输出线路虚电路网络（面向连接的网络）在发送分组之前根据建立起一条从源方到目的方的路径，并且保存在中间路由器的表项（路径转发表）中。对于所有在这些连接上通过的流量都使用这条

12、路径。网络层路由算法是网络层软件的一部分，负责决定一个进来的分组应该被传送到哪一条输出线路上。数据报子网（路由表）路由器必须针对每一个到达的数据分组重新选择路径（最佳路径可能改变）。虚电路子网（路由表和路径转发表）只有当一个新的虚电路被建立的时候，才需要确定路由路径。路由算法及路由协议静态路由选择算法最短路径选择算法SP (Shortest Path) 基于流量的选择算法FR (Flow-based Routing) 动态路由选择算法距离矢量路由选择算法DVR (Distance Vector Routing) 链路状态路由选择算法 LSR (Line State Routing)路由协议在动

13、态路由选择算法中，路由器通过与相邻节点周期地交换路由信息来更新和维护路由表，交换路由信息所使用的协议。ISO路由协议、Internet路由协议拥塞控制拥塞控制和流量控制的区别拥塞控制方案开环控制：良好的设计闭环控制：基于反馈的调节闭环控制三个组成部分检测系统，检测在何时何地发生了拥塞。反馈机制，将该信息送到能够采取行动的地方。调整机制，调整系统的运行，以改正问题。虚电路子网拥塞控制算法数据报子网拥塞控制算法广域网实例X.25网络帧中继网络ISDN与ATM无线通信网重点是各个类型的广域网的工作原理。网络互联与IP协议TCP/IP协议族统一的编址方案：IP地址及分类、网络掩码IP协议运作数据报分段

14、和重装路由选择ICMP协议与底层具体网络的接口ARP协议RARP协议下一代网络层协议：IPV6网络设备每一种网络设备都有自己的工作层次物理层中继器集线器数据链路层网桥交换机（VLAN）网络层路由器传输层传输层的最终目标是向其用户应用层进程，提供有效、可靠且价格合适的服务，而与当前网络或使用的网络无关。网络层为端到端主机之间传输数据提供面向连接的或无连接的服务，传输层为两个主机上的用户进程之间提供端到端的面向连接的或无连接的服务 。实际网络可能丢失分组，所以网络服务是不可靠的。（面向连接的）传输服务是可靠的，传输服务试图在不可靠的网络上提供可靠服务，可以将网络服务的缺陷隐藏起来，网络层丢失的分组

15、和损坏的数据可以在传输层检测出来，并由传输层进行补偿。传输层传输层：接受上一层的数据，并在必要的时候进行分片，然后将数据单元传递给网络层，并且确保这些数据片断能够正确的到达另一端，并且必须使上面各层不受底层硬件技术变化的影响。尽管网络层监管各个包的端到端的传递过程，但是并不了解这些包之间的相互关系。网络层独立的处理每个包，就像每个包都属于一个独立的报文一样，传输层正好相反，它保证了整个报文无差错并按顺序的到达目的地，并在传递过程中进行差错控制和流量控制。传输层协议建立连接：三次握手释放连接：三次握手流量控制：滑动窗口协议编制机制：端口TCP协议可靠的数据传输服务UDP协议不可靠的数据传输服务T

16、CP与UDP协议TCP的三个阶段建立连接、数据传输、拆除连接TCP的主要特点端口机制（传输层编址）三次握手机制（建立连接，拆除连接）序号（用于数据流管理）窗口机制（流量控制）TCP协议格式及各种标志的意义UDP提供一种面向进程的无连接传输服务，不确认报文是否到达, 不对报文排序, 也不进行流量控制 。与TCP相同，UDP协议也是通过端口号支持多路复用功能 。TCP/IP协议族IP地址寻址到主机，提供信息到主机的服务。TCP/UDP的端口寻址到主机上的进程，提供信息到主机上的程序的服务。发送方与接受方的两对IP地址端口就可以唯一确定两个互联网主机之间相互通讯的程序。应用层TCP/UDP实现了数据的可靠传输，但是数据并不是信息，还需要对上层应用的通信双方数据格式及操作方式进行设计，形成应用层协议。常见应用层协议DNS HT