计算机网络（第七版）谢希仁
計(jì)算機(jī)網(wǎng)路
- 第一章 概述
- 1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用
- Internet發(fā)展
- 互連網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)
- 什么是互聯(lián)網(wǎng)？
- 1.2 互聯(lián)網(wǎng)的概述
- 1.2.1 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)
- 基本概念清楚
- 1.2.2 互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個(gè)階段
- internet 和 Internet 的區(qū)別
- 萬(wàn)維網(wǎng)WWW的問(wèn)世
- 1.2.3 互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作
- 1.3 互聯(lián)網(wǎng)的組成
- 1.3.1 互聯(lián)網(wǎng)的邊緣部分
- 主機(jī)（端系統(tǒng)）之間通信的含義
- 端系統(tǒng)之間的兩種通信方式
- 1.3.2 互聯(lián)網(wǎng)的核心部分
- 三種交換·模式
- 1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展
- 1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)別
- 1.5.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義
- 1.5.2 幾種不同類(lèi)別的網(wǎng)絡(luò)
- 1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能
- 1.6.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)
- 1.6.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征
- 1.7 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
- 1.7.2 協(xié)議與劃分層次
- 1.7.3（較重要）具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)
- 1.7.4 實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)
- 1.7.5 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)
- 本章的重要概念
- 第二章 物理層
- 2.1 物理層的基本概念
- 2.2 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)
- 2.2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型
- 2.2.2 有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念
- 2.2.3 信道的極限容量
- 2.3 物理層下面的傳輸媒體
- 2.3.1 導(dǎo)引型傳輸媒體
- 2.3.2 非引導(dǎo)型傳輸媒體
- 2.4 信道復(fù)用技術(shù)
- 2.4.1頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用
- 2.5 數(shù)字傳輸系統(tǒng)
- 2.6 寬帶接入技術(shù)
- 2.6.1 ADSL技術(shù)
- 2.6.2 光纖同軸混合網(wǎng)（HFC網(wǎng)）
- 2.6.3FFTx技術(shù)
- 第二章重要概念
- 第三章：數(shù)據(jù)鏈路層
- 3.1使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層
- 3.1.1 數(shù)據(jù)鏈路和幀
- 3.1.2 封裝成幀 透明傳輸 差錯(cuò)控制
- **1.封裝成幀**
- **2.透明傳輸**
- **3.差錯(cuò)檢測(cè)**
- 循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理
- 冗余碼的計(jì)算
- 3.2 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP
- 3.2.1 PPP協(xié)議的特點(diǎn)
- 3.2.2 PPP 協(xié)議的幀格式
- 3.2.3 PPP協(xié)議的工作狀態(tài)
- 3.3 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層
- 3.3.1 局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層
- 3.3.2 CSMA/CD協(xié)議
- 3.3.3 使用集線器的星形拓?fù)?/li>
- 3.3.4 以太網(wǎng)的通道利用率
- 3.3.5 以太網(wǎng)的MAC層
- 3.4 擴(kuò)展的以太網(wǎng)
第一章 概述
1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用
21世紀(jì)的一些重要特征是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，它是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代。
大眾熟悉的三種網(wǎng)絡(luò)
隨著技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互融合：
電信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)都逐漸融入了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，擴(kuò)大了原有的服務(wù)范圍；
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也能夠向用戶(hù)提供電話(huà)通信、視頻通信以及傳送視頻節(jié)目的服務(wù)。
從理論上講，可以把上述三種網(wǎng)絡(luò)融合成一種網(wǎng)絡(luò)就能夠提供所有的上述服務(wù)，這就是很早以前就提出來(lái)的“三網(wǎng)融合”。
但實(shí)現(xiàn)融合并不簡(jiǎn)單，因?yàn)檫@涉及到各方面的經(jīng)濟(jì)利益和行政管轄權(quán)的問(wèn)題。
Internet發(fā)展
互連網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)
什么是互聯(lián)網(wǎng)？
互聯(lián)網(wǎng)是由數(shù)量極大的各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連起來(lái)而形成的網(wǎng)絡(luò)。
可以從兩種不同的方面來(lái)認(rèn)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)：
互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
互聯(lián)網(wǎng)工作原理與特點(diǎn)
························································
互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用：
互聯(lián)網(wǎng)工作原理與特點(diǎn)
1.2 互聯(lián)網(wǎng)的概述
1.2.1 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)
互聯(lián)網(wǎng)：
特指Internet，起源于美國(guó)，現(xiàn)已發(fā)展成為世界上最大的、覆蓋全球的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：
由若干結(jié)點(diǎn)（node）和連接這些結(jié)點(diǎn)的鏈路（link）組成。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以是計(jì)算機(jī)、集線器、交換機(jī)、或者路由器等
互聯(lián)網(wǎng)：
可以通過(guò)路由器把網(wǎng)絡(luò)互連起來(lái)，這就構(gòu)成了一個(gè)覆蓋范圍更大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)之為互連網(wǎng)。
“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”（network of networks）
關(guān)于”云“：
當(dāng)使用一朵“云”來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可能會(huì)有兩種不同的情況：
1，云表示的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)包含了和網(wǎng)絡(luò)相連的計(jì)算機(jī)。
2，云表示的網(wǎng)絡(luò)里面就只剩下許多路由器和連接這些路由器的鏈路，把有關(guān)的計(jì)算機(jī)畫(huà)在云的外面。習(xí)慣上，與網(wǎng)絡(luò)相連的計(jì)算機(jī)常稱(chēng)為主機(jī)（host）
基本概念清楚
這樣我們建立了下面的基本概念
網(wǎng)絡(luò)把許多計(jì)算機(jī)連接在一起，互聯(lián)網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡(luò)通過(guò)路由器連接在一起，與網(wǎng)絡(luò)相連的計(jì)算機(jī)常稱(chēng)為主機(jī)。
1.2.2 互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個(gè)階段
internet 和 Internet 的區(qū)別
主要覆蓋了大學(xué)和研究所
isp：互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者，類(lèi)如中國(guó)的中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通
isp可以從互聯(lián)網(wǎng)管理機(jī)構(gòu)申請(qǐng)到很多IP地址（互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)都必須有IP地址才能上網(wǎng)），同時(shí)擁有通信線路，和路由器等設(shè)備。
所謂的”上網(wǎng)“就是?通過(guò)isp給的ip地址接入互聯(lián)網(wǎng)，ip地址的管理機(jī)構(gòu)不會(huì)把一個(gè)單一的IP地址分配給單個(gè)用戶(hù)，而是把一批IP地址有償租聘給isp。
IPX：互聯(lián)網(wǎng)交換點(diǎn)。作用就是允許二個(gè)網(wǎng)絡(luò)直接相連并交換分組，而不需要再通過(guò)第三個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)分組。
例如，在圖中右方的兩個(gè)地區(qū)ISP通過(guò)一個(gè)IXP連接起來(lái)了。這樣，主機(jī)A和主機(jī)B交換分組時(shí)，就不必再經(jīng)過(guò)最上層的主干ISP，而是直接在兩個(gè)地區(qū)ISP之間用高速鏈路對(duì)等地交換分組。這樣就使互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)流量分布更加合理，同時(shí)也減少了分組轉(zhuǎn)發(fā)的遲延時(shí)間，降低了分組轉(zhuǎn)發(fā)的費(fèi)用。
IXP的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。典型的IXP由一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成，許多ISP再連接到這些網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的相關(guān)端口上。IXP常采用工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，這些網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)都用局域網(wǎng)互連起來(lái)。
萬(wàn)維網(wǎng)WWW的問(wèn)世
互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展始于20世紀(jì)90年代。由歐洲原子核研究組織CERN開(kāi)發(fā)的萬(wàn)維網(wǎng) —www
（World Wide Web）被廣泛使用在互聯(lián)網(wǎng)上，大大方便了廣大非網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用，成為互聯(lián)網(wǎng)的這種指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。
············································
1.2.3 互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作
互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起到了非常重要的作用。
1992年由于互聯(lián)網(wǎng)不再歸美國(guó)政府管轄，因此成立了一個(gè)國(guó)際性組織叫做互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)
（Internet Society，簡(jiǎn)稱(chēng)為1ISOC）[W-ISOC]，以便對(duì)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行全面管理以及在世界范圍內(nèi)促進(jìn)其發(fā)展和使用。ISOC下面有一個(gè)技術(shù)組織叫做互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會(huì)IAB Internet Architecture Board），負(fù)責(zé)管理互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)協(xié)議的開(kāi)發(fā)，IAB下面又設(shè)有兩個(gè)工程部:IETF和IRTF
RFC（Request For Comments）的意思就是“請(qǐng)求評(píng)論”。所有的RFC文檔都可從互聯(lián)網(wǎng)上免費(fèi)下載[W-RFC]。
1.3 互聯(lián)網(wǎng)的組成
從互聯(lián)網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分為二大塊：
（1）邊緣部分：由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)組成。
這部分是用戶(hù)直接使用的，用來(lái)進(jìn)行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。
（2）核心部分：由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）。
1.3.1 互聯(lián)網(wǎng)的邊緣部分
處在互聯(lián)網(wǎng)邊緣的部分就是連接在互聯(lián)網(wǎng)上的所有的主機(jī)。;如上圖主機(jī)，這些主機(jī)又稱(chēng)為端系統(tǒng)（end system）
端系統(tǒng)在功能上可能有很大的差別
- 小的端系統(tǒng)可以是一臺(tái)普通個(gè)人電腦，具有上網(wǎng)功能的智能手機(jī)，甚至是一個(gè)很小的網(wǎng)絡(luò)攝像頭。
- 大的端系統(tǒng)則可以是一臺(tái)非常昂貴的大型計(jì)算機(jī)。
- 端系統(tǒng)的擁有者可以是個(gè)人，也可以是單位（如學(xué)校、企業(yè)、政府機(jī)關(guān)等），當(dāng)然也可以是某個(gè)ISP
主機(jī)（端系統(tǒng)）之間通信的含義
端系統(tǒng)之間的兩種通信方式
可分為二種：
- 客戶(hù)-服務(wù)器方式（C/S 方式）
即Client/Server方式，簡(jiǎn)稱(chēng)為C/S方式。
- 對(duì)等方式（P2P方式）
即Peer-to-Peer方式，簡(jiǎn)稱(chēng)為P2P方式。
·············································
** 1.客戶(hù)—服務(wù)器方式**
客戶(hù)端和服務(wù)端指的是“運(yùn)行客戶(hù)服務(wù)的機(jī)器”和“運(yùn)行服務(wù)器程序的機(jī)器”
客戶(hù)軟件的特點(diǎn)：
被用戶(hù)調(diào)用后運(yùn)行，在打算通信時(shí)主動(dòng)向遠(yuǎn)地服務(wù)器發(fā)起通信（請(qǐng)求服務(wù)）。因此，客戶(hù)程序必須知道服務(wù)器程序的地址。
不需要特殊的硬件和很復(fù)雜的操作系統(tǒng)。
服務(wù)器軟件的特點(diǎn)：
- 一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)提供某種服務(wù)的程序，可同時(shí)處理多個(gè)遠(yuǎn)地或本地客戶(hù)的請(qǐng)求。
- 系統(tǒng)啟動(dòng)后即自動(dòng)調(diào)用并一直不斷地運(yùn)行著，被動(dòng)地等待并接受來(lái)自各地的客戶(hù)的通信請(qǐng)求。因此，服務(wù)器程序不需要知道客戶(hù)程序的地址。
- 一般需要強(qiáng)大的硬件和高級(jí)的操作系統(tǒng)支持。
————————————
** 2.對(duì)等連接方式**
對(duì)等連接（peer-to-peer，簡(jiǎn)寫(xiě)為P2P）是指兩個(gè)主機(jī)在通信時(shí)并不區(qū)分哪一個(gè)是服務(wù)請(qǐng)求方還是服務(wù)提供方。
只要兩個(gè)主機(jī)都運(yùn)行了對(duì)等連接軟件（P2P軟件），它們就可以進(jìn)行平等的、對(duì)等連接通信。
雙方都可以下載對(duì)方已經(jīng)存儲(chǔ)在硬盤(pán)中的共享文檔。
————————————
對(duì)等連接方式的特點(diǎn)
對(duì)等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使用客戶(hù)服務(wù)器方式，只是對(duì)等連接中的每一個(gè)主機(jī)既是客戶(hù)又是服務(wù)器。
例如主機(jī)C請(qǐng)求D的服務(wù)時(shí)，C是客戶(hù)，D是服務(wù)器。但如果C又同時(shí)向F提供服務(wù)，那么C又同時(shí)起著服務(wù)器的作用。
1.3.2 互聯(lián)網(wǎng)的核心部分
- 網(wǎng)絡(luò)核心部分是互聯(lián)網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。
- 網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機(jī)提供連通性，使邊緣部分中的任何一個(gè)主機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。
- 在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特殊作用的是路由器（router）
路由器是實(shí)現(xiàn)分組交換（packet switching）的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。
三種交換·模式
1.電報(bào)交換——用電線連接
需要的線太多
電路交換的特點(diǎn)：
***@
2.分組交換的主要特點(diǎn)
分組交換則采用儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)
在發(fā)送端，先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成較短的、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段。
1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展
1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)別
1.5.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義
根據(jù)這個(gè)定義：
（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所連接的硬件，并不限于一般的計(jì)算機(jī)，而是包括了智能手機(jī)。
（2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并非專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳送數(shù)據(jù)，而是能夠支持很多種的應(yīng)用（包括今后可能出現(xiàn)的各種應(yīng)用）。
1.5.2 幾種不同類(lèi)別的網(wǎng)絡(luò)
1，按照網(wǎng)絡(luò)的——作用范圍進(jìn)行分類(lèi)
2，按照網(wǎng)絡(luò)的——使用者進(jìn)行分類(lèi)
3·用來(lái)把用戶(hù)接入到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)
1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能
1.6.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)
1.速率
比特（bit）是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。
*比特（bit）來(lái)源于binary digit，意思是一個(gè)“二進(jìn)制數(shù)字”，因此一個(gè)比特就是二進(jìn)制數(shù)字中的一個(gè)1或0。
速率是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個(gè)性能指標(biāo)，指的是數(shù)據(jù)的傳送速率，它也稱(chēng)為數(shù)據(jù)率（data rate）或 比特率（bit rate）.*
速率的單位是bit/s，或kbit/s，Mbit/s、Gbit/s等。例如4 x10^10 bit/s的數(shù)據(jù)率就記為40 Gbit/s.
速率往往是指額定速率或標(biāo)稱(chēng)速率，非實(shí)際運(yùn)行速率。
2.帶寬
兩種不同意義：
"帶寬”（bandwidth）本來(lái)是指信號(hào)具有的頻帶寬度，其單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）.
·
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，帶寬用來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)中某通道傳送數(shù)據(jù)的能力。表示在單位時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中的某信道所能通過(guò)的“最高數(shù)據(jù)率”。單位是bitls，即“比特每秒”
3.吞吐量
4.時(shí)延
5.時(shí)延帶寬積
6.往返時(shí)間RTT
7.利用率
1.6.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征
1.7 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)
例如連接在網(wǎng)絡(luò)上的二臺(tái)計(jì)算機(jī)要互相傳送文件。
顯然必須要有一條傳送數(shù)據(jù)的通路。但這還不夠。至少下面幾項(xiàng)工作要完成
相互通信的二個(gè)計(jì)算機(jī)必須 高度協(xié)調(diào)工作 才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)雜的。
“ 分層 “可將龐大而復(fù)雜的問(wèn)題，轉(zhuǎn)換為若干較小的局部問(wèn)題，而這些較小的局部問(wèn)題就比較易于研究和處理。
二種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：
法律上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)OSI并沒(méi)有得到市場(chǎng)的認(rèn)可。
非國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP卻獲得最廣泛的應(yīng)用。TCP/IP常被稱(chēng)為“ 事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)”
1.7.2 協(xié)議與劃分層次
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換 必須遵守事先約定好的規(guī)則。
這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問(wèn)題（同步含有時(shí)序）
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ，簡(jiǎn)稱(chēng)為協(xié)議，是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。
實(shí)際上，只要我們想讓連接在網(wǎng)絡(luò)上的另一臺(tái)計(jì)算機(jī)做點(diǎn)什么事情（例如，從網(wǎng)絡(luò)上的某臺(tái)主機(jī)下載文件）我們都需要有協(xié)議。但是當(dāng)我們經(jīng)常在自己的個(gè)人電腦上進(jìn)行文件存盤(pán)操作時(shí)，就 不需要任何網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ，除非這個(gè)用來(lái)儲(chǔ)存文件的磁盤(pán)是網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)文件服務(wù)器的磁盤(pán)。
協(xié)議的二種形式：
一種是使用便于人來(lái)閱讀和理解的 文字描述。
另一種是使用讓計(jì)算機(jī)能夠理解的 程序代碼。
這二種不同形式的協(xié)議都必須能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)上信息交換過(guò)程 做出精確的解釋。
**層次式協(xié)議結(jié)構(gòu) **
ARPANET的研究經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于非常復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該是層次式的。
劃分層次的概念舉例
主機(jī)1向主機(jī)2通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送文件。
可以將要做的工作進(jìn)行如下的劃分：
～第一類(lèi)工作與傳送文件直接有關(guān)。
- 確保對(duì)方已做好接收和儲(chǔ)存文件的準(zhǔn)備。
- 雙方已協(xié)調(diào)好一致的文件格式
兩個(gè)主機(jī)將文件傳送模版作為最高的一層，在這兩個(gè)模版之間的虛線表示二臺(tái)主機(jī)系統(tǒng)交換文件和一些有關(guān)文件交換的命令。剩下的工作由下面的模版負(fù)責(zé)。即建立一些新的模版，如下圖流程序
層數(shù)多少要適當(dāng)
- 層數(shù)太少，就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。
- 層數(shù)太多，又會(huì)在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。
1.7.3（較重要）具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)
OSI的7層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的概念清楚，理論也較完整，但它既復(fù)雜又不實(shí)用。
TCP/IP 是四層體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。
但最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒(méi)有具體內(nèi)容。
因此往往采用折中的辦法，即綜合OSI和TCP/IP的優(yōu)點(diǎn)，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)
如下圖
下面從上往下逐一介紹：
1）應(yīng)用層——應(yīng)用層是體系結(jié)構(gòu)中的最高層。應(yīng)用層的任務(wù)是通過(guò)應(yīng)用進(jìn)程間的交互來(lái)完成特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。應(yīng)用層協(xié)議定義的是應(yīng)用進(jìn)程間通信和交互的規(guī)則。這里的進(jìn)程就是指正在運(yùn)行的程序。在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用層協(xié)議很多，對(duì)應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)。如支持萬(wàn)維網(wǎng)應(yīng)用的HTTP協(xié)議、支持電子郵件的SMTP協(xié)議、支持文件傳送的FTP協(xié)議，等等。
我們通常把應(yīng)用層交互的數(shù)據(jù)單元叫做“報(bào)文”。
2）運(yùn)輸層-——運(yùn)輸層的任務(wù)就是負(fù)責(zé)向兩個(gè)主機(jī)中進(jìn)程之間的通信提供服務(wù)。由于一個(gè)主機(jī)可同時(shí)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程，因此運(yùn)輸層有復(fù)用和分用的功能。復(fù)用就是多個(gè)應(yīng)用層進(jìn)程可同時(shí)使用下面運(yùn)輸層的服務(wù)，分用則是運(yùn)輸層把收到的信息分別交付上面應(yīng)用層中的相應(yīng)的進(jìn)程。
運(yùn)輸層主要使用以下兩種協(xié)議：
傳輸控制協(xié)議TCP，是面向連接的，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇?strong>報(bào)文段，能夠提供可靠的交付。
用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP，是無(wú)連接的，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇?strong>用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)，不保證提供可靠的交付，只能“盡最大努力交付"。
3）網(wǎng)絡(luò)層-——網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)為分組交換網(wǎng)上的不同主機(jī)提供通信服務(wù)。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)層把運(yùn)輸層產(chǎn)生的報(bào)文段或用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)封裝成分組或包進(jìn)行傳送。在TCP/P體系中，由于網(wǎng)絡(luò)層使用IP協(xié)議，因此分組也叫做IP數(shù)據(jù)報(bào)，或簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)據(jù)報(bào)。
網(wǎng)絡(luò)層的另一個(gè)任務(wù)就是 要選擇合適的路由，使源主機(jī)運(yùn)輸層所傳下來(lái)的分組能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的路由器找到目的主機(jī)。
對(duì)于由廣播信道構(gòu)成的分組交換網(wǎng)，路由選擇的問(wèn)題很簡(jiǎn)單，因此這種網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層非常簡(jiǎn)單，甚至可以沒(méi)有。
互聯(lián)網(wǎng)是由大量的**異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)路由器**互相連接起來(lái)的，使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是無(wú)連接的網(wǎng)際IP協(xié)議和許多路由選擇協(xié)議
4）數(shù)據(jù)鏈路層-——常簡(jiǎn)稱(chēng)為鏈路層。在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)之間（主機(jī)和路由器之間或兩個(gè)路由器之間）傳送數(shù)據(jù)是直接傳送的（即不需要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信），這時(shí)就需要使用專(zhuān)門(mén)的鏈路層的協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路層將網(wǎng)絡(luò)層交下來(lái)的IP數(shù)據(jù)報(bào)組裝成幀，在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間的鏈路上“透明”地傳送幀中的數(shù)據(jù)。每一幀包括數(shù)據(jù)和必要的控制信息（如同步信息、地址信息、差錯(cuò)控制等）。
在接收數(shù)據(jù)時(shí)，控制信息使接收端能夠知道一個(gè)幀從哪個(gè)比特開(kāi)始和到哪個(gè)比特結(jié)束。
這樣，數(shù)據(jù)鏈路層在收到一個(gè)幀后，就可從中提取出數(shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層。
控制信息還使接收端能夠檢測(cè)到所收到的幀中有無(wú)差錯(cuò)。如發(fā)現(xiàn)有差錯(cuò)，數(shù)據(jù)鏈路層就簡(jiǎn)單地丟棄這個(gè)出了差錯(cuò)的幀，以免繼續(xù)傳送下去白白浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。如果需要改正錯(cuò)誤，就由運(yùn)輸層的TCP協(xié)議來(lái)完成。
5）物理層
物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計(jì)算機(jī)的傳輸數(shù)據(jù)比特流，而不是指具體的傳輸媒體。（透明的傳輸比特流），物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接。
注意：傳遞信息的物理媒體，如雙絞線、同軸電纜、光纜等，是在物理層的下面，當(dāng)做第 0 層
主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)：
1.7.4 實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)
一定要弄清楚協(xié)議與服務(wù)的不同：
1.7.5 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)
本章的重要概念
第二章 物理層
2.1 物理層的基本概念
物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計(jì)算機(jī)的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流，而不是指具體的傳輸媒體。
物理層的作用是要盡可能地屏蔽掉不同傳輸媒體和通信手段的差異。使物理層上面的數(shù)據(jù)鏈路層感受不到這些差異.
·用于物理層的協(xié)議也常稱(chēng)為物理層規(guī)程（procedure）
2.2 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)
2.2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型
原系統(tǒng)包括以下二個(gè)部分：
- 源點(diǎn) 源點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，例如，從計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)輸入漢字，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字比特流。源點(diǎn)又稱(chēng)為源站，或信源。
- 發(fā)送器：通常源點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)字比特流需要通過(guò)發(fā)送器編碼后才能夠在傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸。典型的發(fā)送器就是調(diào)制器。
- 接收器：接受傳輸系統(tǒng)傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換為能夠被目的設(shè)備處理的信息
- 終點(diǎn)：終點(diǎn)設(shè)備從接收器獲取傳送來(lái)的數(shù)字比特流，然后把信息輸出。
在源系統(tǒng)和目的系統(tǒng)之間的傳輸系統(tǒng)可以是簡(jiǎn)單的傳輸線，也可以是連接在源系統(tǒng)和目的系統(tǒng)之間的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
下面介紹一些常用術(shù)語(yǔ)：
2.2.2 有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念
基帶信號(hào)（即基本頻帶信號(hào)）-來(lái)自信源的信號(hào)。像計(jì)算機(jī)輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號(hào)都屬于基帶信號(hào)。
基帶信號(hào)往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制（modulation）
.
常用編碼方式：
從信號(hào)波形中可以看出，曼徹斯特（Manchester）編碼和差分曼徹斯特編碼產(chǎn)生的信號(hào)頻率比不歸零制高。
從自同步能力來(lái)看，不歸零制不能從信號(hào)波形本身中提取信號(hào)時(shí)鐘頻率（這叫做沒(méi)有自同步能力），而曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼具有自同步能力。
基本的帶通調(diào)制方法：
2.2.3 信道的極限容量
- 任何實(shí)際的信道都不是理想的，在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種失真以及帶來(lái)多種干擾。
- 碼元傳輸?shù)乃俾试礁?#xff0c;或信號(hào)傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，或傳輸媒體質(zhì)量越差，在信道的輸出端的波形的失真就越嚴(yán)重。如下圖：
從概念上講，限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有以下兩個(gè)：
-
信道能夠通過(guò)的頻率范圍
具體的信道所能通過(guò)的頻率范圍總是有限的。信號(hào)中的許多高頻分量往往不能通過(guò)信道。
1924年，奈奎斯特（Nyquist）就推導(dǎo)出了著名的奈氏準(zhǔn)則。他給出了在假定的理想條件下，為了避免碼間串?dāng)_，碼元的傳輸速率的上限值。
-
信噪比
思考：對(duì)于頻帶寬度已確定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且碼元傳輸速率也達(dá)到了上限值，那么還有辦法提高信息的傳輸速率？
2.3 物理層下面的傳輸媒體
傳輸媒體也稱(chēng)為傳輸介質(zhì)或傳輸媒介，它就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間的物理通路。
傳輸媒體可分為兩大類(lèi)，即導(dǎo)引型傳輸媒體和非導(dǎo)引型傳輸媒體。
在導(dǎo)引型傳輸媒體中，電磁波被導(dǎo)引沿著固體媒體（銅線或光纖）傳播。
非導(dǎo)引型傳輸媒體就是指自由空間。在非導(dǎo)引型傳輸媒體中，電磁波的傳輸常稱(chēng)為無(wú)線傳輸。
2.3.1 導(dǎo)引型傳輸媒體
雙絞線
最常用的傳輸媒體。
模擬傳輸和數(shù)字傳輸都可以使用雙絞線，其通信距離一般為幾到十幾公里。
屏蔽雙絞線STP（Shielded Twisted Pair）
帶金屬屏蔽層
無(wú)屏蔽雙絞線UTP（Unshielded Twisted Pair）
2.3.2 非引導(dǎo)型傳輸媒體
ISM是指工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)藥
現(xiàn)在無(wú)線網(wǎng)運(yùn)用的2.4GHZ與5.8GHZ就是其中
紅外通信、激光通信也使用非導(dǎo)引型媒體。可用于近距離的筆記本電腦相互傳送數(shù)據(jù)。
2.4 信道復(fù)用技術(shù)
2.4.1頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用
例如：向量S為(-1,-1,-1,+1,+1,-1,+1,+1)，T為（-1,-1,+1,-1,+1,+1,+1,-1) 這相當(dāng)于T站的碼片序列為00101110 .S·T為0
如圖，設(shè)S站要發(fā)送的數(shù)據(jù)是1 1 0三個(gè)碼元。再設(shè)CDMA的每一個(gè)碼元擴(kuò)展為8個(gè)碼元，而S站選擇的碼元序列的為（-1，-1，-1，+1,+1,-1,+1,+1). S站發(fā)送的擴(kuò)頻信號(hào)為Sx。
Sx中，只包括兩種互為反碼的兩種擴(kuò)頻信號(hào)。
T站選擇的碼片序列為（-1，-1，+1，-1，+1，+1，+1，-1），T站也發(fā)送1 1 0三個(gè)碼元，而T站的擴(kuò)頻信號(hào)為T(mén)x。因所有的站使用相同的頻率，因此每一個(gè)站都能夠收到所有的站發(fā)送的擴(kuò)頻信號(hào)。對(duì)于上圖，所有的站收到的都是疊加的信號(hào)Sx+Tx。
當(dāng)接收站打算收S站發(fā)送的信號(hào)時(shí)，就用S站的碼片序列與收到的信號(hào)求規(guī)格化內(nèi)積。
這就相當(dāng)與分別計(jì)算S·Sx 和 S·Tx .顯然，S·Sx就是S站發(fā)送的數(shù)據(jù)比特，因此在計(jì)算規(guī)格化內(nèi)積時(shí)候，按S·T相加的各項(xiàng)或者都是+1，或者都是-1；而S·Tx一定是零，因?yàn)橄嗉拥?項(xiàng)中的—1和+1各占一半，因此總和一定是零。
2.5 數(shù)字傳輸系統(tǒng)
在早期電話(huà)網(wǎng)中，從市話(huà)局到用戶(hù)電話(huà)機(jī)的用戶(hù)線是采用最廉價(jià)的雙絞線電纜，而長(zhǎng)途干線采用的是頻分復(fù)用FDM的模擬傳輸方式。
與模擬通信相比，數(shù)字通信無(wú)論是在傳輸質(zhì)量上還是經(jīng)濟(jì)上都有明顯的優(yōu)勢(shì)。
目前，長(zhǎng)途干線大都采用時(shí)分復(fù)用PCM的數(shù)字傳輸方式。
脈碼調(diào)制PCM體制最初是為了在電話(huà)局之間的中繼線上傳送多路的電話(huà)。
2.6 寬帶接入技術(shù)
從寬帶接入的媒體來(lái)看，可以劃分為二大類(lèi)：
- 有線寬帶接入
- 無(wú)線寬帶接入
下面討論有線的寬帶接入。
2.6.1 ADSL技術(shù)
2.6.2 光纖同軸混合網(wǎng)（HFC網(wǎng)）
2.6.3FFTx技術(shù)
第二章重要概念
第三章：數(shù)據(jù)鏈路層
3.1使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層
3.1.1 數(shù)據(jù)鏈路和幀
3.1.2 封裝成幀 透明傳輸 差錯(cuò)控制
1.封裝成幀
2.透明傳輸
3.差錯(cuò)檢測(cè)
循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理
冗余碼的計(jì)算
解釋視頻：冗余碼的計(jì)算
3.2 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP
3.2.1 PPP協(xié)議的特點(diǎn)
3.2.2 PPP 協(xié)議的幀格式
3.2.3 PPP協(xié)議的工作狀態(tài)
3.3 使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層
3.3.1 局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層
數(shù)據(jù)鏈路層常稱(chēng)為鏈路層。在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間傳送數(shù)據(jù)時(shí)候，數(shù)據(jù)鏈路層將網(wǎng)絡(luò)層交下來(lái)的IP數(shù)據(jù)報(bào)組裝成幀，在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)間的鏈路上傳送幀。每一幀包括數(shù)據(jù)和必要的控制信息（如同步信息，差錯(cuò)控制等）
3.3.2 CSMA/CD協(xié)議
曼徹斯特編碼的編碼規(guī)則是:
在信號(hào)位中電平從低到高跳變表示1
在信號(hào)位中電平從高到低跳變表示0
差分曼切斯特編碼規(guī)則是
在信號(hào)位開(kāi)始時(shí)不改變信號(hào)極性，表示邏輯"1"
在信號(hào)位開(kāi)始時(shí)改變信號(hào)極性，表示邏輯"0" ；
曼切斯特編碼的每個(gè)比特位在時(shí)鐘周期內(nèi)只占一半，當(dāng)傳輸“1”時(shí)，在時(shí)鐘周期的前一半為高電平，后一半為低電平；
而傳輸“0”時(shí)正相反。這樣，每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)必有一次跳變，這種跳變就是位同步信號(hào)。
差分曼切斯特編碼是曼切斯特編碼的改進(jìn)。它在每個(gè)時(shí)鐘位的中間都有一次跳變，傳輸?shù)氖恰?”還是“0”，是在每個(gè)時(shí)鐘位的開(kāi)始有無(wú)跳變來(lái)區(qū)分的。
從圖上看，發(fā)生碰撞使A浪費(fèi)時(shí)間TB+TJ。可是整個(gè)信道被占用的時(shí)間還要增加一個(gè)單程端到端的傳播時(shí)延t。因此總線被占用的時(shí)間TB+TJ+一個(gè)傳播時(shí)延
定義幀間最小間隔的意義
3.3.3 使用集線器的星形拓?fù)?/h3>
3.3.4 以太網(wǎng)的通道利用率
3.3.5 以太網(wǎng)的MAC層
3.4 擴(kuò)展的以太網(wǎng)
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络（第七版）谢希仁的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
- 上一篇： 处理Excel，填充空白区域
- 下一篇： waveOutGetDevCaps -