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入门概念

参考视频链接:

1.2 因特网概述_哔哩哔哩_bilibili

一些基础概念

因特网发展阶段:

三个大标题:

从单个ARPANET-----逐步建成三级结构的因特网----逐步形成多层次ISP结构(互联网服务提供商(Internet Service Provider)的因特网

一些专有名词单位

单位

  1. 比特率(Bit Rate):比特率是指在单位时间内传输的比特数量,通常以每秒传输的比特数(bps)来表示。比特率描述了数据传输的速度或速率。

  2. 波特率(Baud Rate):波特率是指在单位时间内信号的变化次数,通常以每秒的变化次数(波特,baud)来表示。波特率通常用于调制解调器等模拟通信设备中,用来描述信号的传输速率。

  3. 数据率(Data Rate):数据率是指单位时间内传输的数据量,通常以每秒的数据量来表示。数据率包括有效数据以及可能的额外控制信息,是实际应用中的数据传输速率。

  4. 时延(Delay):时延是指数据从发送到接收所经历的时间,包括传输延迟、处理延迟和排队延迟等。时延描述了数据传输过程中的延迟情况。

  5. 吞吐量(Throughput):吞吐量是指在单位时间内成功传输的数据量,通常以每秒的数据量来表示。吞吐量描述了实际数据传输的效率和速率。

  6. 误码率(Bit Error Rate,BER):误码率是指传输过程中发生比特错误的频率,通常以每百万(或十亿)比特中出现的错误比特数来表示。

  7. 传输速率(Transmission Rate):传输速率是指在单位时间内传输的数据量或信号的数量,通常用来描述数据传输的速度或频率。

  8. 带宽(Bandwidth)是指在特定的信号传输系统或通信信道中所能传输的最高频率范围或数据传输速率。

    在物理通信中,带宽指的是信号或通道所能够传输的频率范围,通常以赫兹(Hz)为单位。例如,对于一条传输带宽为10 MHz的信道,意味着该信道能够传输的最高频率为10兆赫兹。

    在数字通信中,带宽通常用来表示数据传输速率,即单位时间内传输的数据量。带宽可以以比特每秒(bps)、千比特每秒(kbps)、兆比特每秒(Mbps)等单位来表示。例如,一个网络连接的带宽为10 Mbps,意味着该连接在单位时间内可以传输的数据量为每秒10兆比特。总的来说,带宽描述了信号或通道所能够传输的最高频率范围或数据传输速率,是衡量通信系统或信道传输能力的重要指标之一。

目前的网络分层结构

首先要知道为什么分层,分层的目的以及依据是什么,

分层的好处:

  1. 模块化设计
    • 分层结构将整个网络体系划分为多个层次,每个层次都有特定的功能和责任。这样设计使得网络系统更加模块化,方便了系统的设计、实现和维护。
  2. 简化复杂性
    • 将网络系统分解为多个层次可以降低系统的复杂性。每个层次只需要关注特定的功能和任务,而不需要考虑系统的整体复杂性。这样使得网络系统更易于理解和管理。
  3. 提高灵活性
    • 分层结构使得网络系统的各个层次之间相互独立,层与层之间通过定义好的接口进行交互。这样设计提高了系统的灵活性,可以方便地替换、升级或者扩展系统的某一层次,而不会对其他层次造成影响。
  4. 促进标准化
    • 分层结构有利于网络协议的标准化和统一。每个层次都有相应的协议规范,不同厂商或组织可以遵循相同的协议来实现各自的产品和服务,从而促进了网络技术的发展和应用。
  5. 提高互操作性
    • 分层结构可以使得不同厂商或组织开发的网络设备和应用之间更容易实现互操作性。因为它们都遵循了相同的协议规范,在各个层次上的接口也是标准化的,可以更方便地进行集成和交互。

分层的依据

主要是协议,也和接口和服务有关

  1. 协议
    • 分层结构的最主要依据是协议。每个层次都有特定的协议规范,用于定义该层次的功能和通信方式。不同层次之间通过协议进行交互,从而实现数据的传输和通信。
  2. 接口
    • 在分层结构中,各个层次之间通过定义好的接口进行交互。每个层次的接口定义了该层次提供给上层或下层的服务或功能。接口规定了数据的格式、传输方式等细节,以确保不同层次之间的互操作性。
  3. 服务
    • 每个层次提供特定的服务或功能,这些服务或功能是基于相应的协议和接口实现的。不同层次的服务相互配合,共同完成数据的传输和处理。例如,在应用层提供的服务可能包括文件传输、电子邮件、网页浏览等。在这里特指下层为紧邻的上层提供的功能调用
协议

重点解释下协议:协议是网络通信中的一种规则或约定,用于指导不同设备或系统之间的通信行为。它定义了通信的格式、顺序、错误检测和纠正方法,以及设备之间交换信息的方式。在计算机网络中,协议是网络通信的基础,能够确保数据的正确传输和处理。

协议通常包含以下三个要素:

  1. 语法(Syntax)
    • 语法定义了数据的格式和组织结构,即规定了数据的结构、字段和编码方式。它指导了数据在传输过程中的具体格式,以确保发送方和接收方能够正确地解析和处理数据。
  2. 语义(Semantics)
    • 语义规定了数据的含义和解释方法,即规定了数据的意义和操作含义。它定义了数据的具体含义、各个字段的作用以及数据的处理方式,确保了通信双方能够理解和正确地处理数据。
  3. 同步(Timing)
    • 同步规定了数据的传输时序和顺序,即规定了数据的发送和接收时机以及顺序。它确保了数据的顺序传输和正确接收,防止了数据的丢失、重复或乱序等问题,保证了通信的可靠性和有序性。

通俗的来说,语法告诉我们如何写数据,语义告诉我们如何读懂数据的含义,而同步则告诉我们在什么时间点读取数据以及数据的传输顺序

OK!!!

服务

再说明下服务,可以按三种方式分类

按连接:

无连接和面向连接

“无连接”(Connectionless)和"面向连接"(Connection-oriented)是网络通信中两种不同的通信模式。

  1. 无连接(Connectionless)
    • 在无连接通信模式下,通信的两端在发送数据时不需要在通信开始之前建立连接。每个数据包(或报文)都是独立的,它们包含了目标地址等必要信息,以便被路由器按照目的地传送到正确的位置。UDP(用户数据报协议)是一种典型的无连接协议。
    • 特点:
      • 不需要建立连接,发送数据时直接发送数据包。
      • 数据包独立,每个数据包都包含目标地址等必要信息。
      • 不保证数据的可靠性和顺序性,因此在无连接通信中可能会出现数据丢失或乱序的情况。
      • 通常用于实时性要求较高、对数据可靠性要求不高的应用场景,如音频、视频传输等。
  2. 面向连接(Connection-oriented)
    • 在面向连接通信模式下,通信的两端在进行数据交换之前需要先建立连接。连接的建立包括一系列的握手过程,以确保双方都能够通信,并且在通信过程中会维护连接状态,以保证数据的可靠性和有序性。TCP(传输控制协议)是一种典型的面向连接的协议。
    • 特点:
      • 需要先建立连接,通过握手过程来确立通信双方的能力和状态。
      • 通信过程中维护连接状态,保证数据的可靠性和有序性。
      • 数据包有序传输,可以检测丢失的数据包并进行重传,以确保数据的完整性。
      • 通常用于对数据可靠性和顺序性要求较高的应用场景,如文件传输、网页浏览等。
可靠服务与不可靠服务
  1. 可靠服务(Reliable Service)

    • 可靠服务是指在数据传输过程中提供了一定程度的数据可靠性保证的服务。它确保了数据能够按照正确的顺序传输到目的地,并且能够检测和纠正数据传输中可能出现的错误,从而保证了数据的完整性和可靠性。面向连接的服务通常提供可靠服务,例如 TCP 协议提供的传输控制协议就是一种可靠的服务,它能够保证数据的有序传输和可靠交付。

    • 特点:

    数据可靠性: 提供了较高的数据传输可靠性,能够确保数据的完整性和正确性。通过序号、确认和重传等机制,可以检测和纠正数据传输过程中的错误,确保数据的有序传输和可靠交付。

    传输开销: 由于需要进行确认、重传等额外的控制机制,可靠服务通常会带来较大的传输开销,包括网络带宽、处理时间等方面的开销。

    适用场景: 适用于对数据可靠性要求较高的应用场景,如文件传输、电子邮件、网页浏览等。在这些应用中,数据的完整性和可靠传输至关重要。

  2. 不可靠服务(Unreliable Service)

    • 不可靠服务是指在数据传输过程中没有提供数据可靠性保证的服务。它不保证数据能够按照正确的顺序传输到目的地,也不会检测和纠正数据传输中可能出现的错误,因此数据传输过程中可能会出现丢失、重复或乱序等问题。无连接的服务通常提供不可靠服务,例如 UDP 协议提供的用户数据报协议就是一种不可靠的服务,它能够快速传输数据,但不保证数据的可靠性和顺序性。

    特点:

    数据可靠性: 不提供数据传输的可靠性保证,传输过程中可能会出现数据丢失、重复或乱序等问题。不可靠服务快速地传输数据,但不保证数据的完整性和正确性。

    传输开销: 不可靠服务通常具有较小的传输开销,因为不需要进行确认、重传等额外的控制机制。这使得不可靠服务能够在网络中快速传输数据。

    适用场景: 适用于对数据实时性要求较高、对数据可靠性要求较低的应用场景,如实时音视频传输、在线游戏等。在这些应用中,快速传输数据比数据的完整性更为重要。

有应答服务和无应答服务
  1. 有应答服务(Acknowledged Service)
    • 在有应答服务中,发送方在发送数据后会等待接收方的应答信号,以确认数据已经被接收或处理。通常情况下,接收方会发送一个应答消息,告知发送方数据已经成功接收或处理,这样发送方才会继续发送下一条数据或进行其他操作。
    • 特点:
      • 提高了数据传输的可靠性,发送方可以根据接收方的应答信息来确认数据的成功传输。
      • 增加了通信的开销,因为发送方需要等待接收方的应答信号,这会增加通信的延迟和资源消耗。
      • 适用于对数据可靠性要求较高的应用场景,如文件传输、电子邮件发送等。
  2. 无应答服务(Unacknowledged Service)
    • 在无应答服务中,发送方在发送数据后不会等待接收方的应答信号,而是直接继续发送下一条数据或进行其他操作。发送方假设数据已经成功传输,不再对接收情况进行确认。
    • 特点:
      • 提高了通信的效率,发送方不需要等待接收方的应答信号,可以更快地发送数据。
      • 降低了数据传输的可靠性,发送方无法确认数据是否成功传输到接收方,可能会出现数据丢失或传输错误的情况。
      • 适用于对数据实时性要求较高、对数据可靠性要求较低的应用场景,如实时音视频传输、实时通信等。

按照上边讲的,最终设计了

osi/iso七层网络模型

OSI(开放系统互连)参考模型定义了计算机网络体系结构中的七个不同层次,每个层次都有自己的任务和功能。以下是每个层次的任务和功能的概述:

  1. 物理层(Physical Layer)
    • 任务:负责在物理媒介上传输原始比特流,将数据从发送方传输到接收方,不关心数据的含义和内容。
    • 功能:定义了物理连接的特性,如电压、频率、传输速率等,以及数据的编码和解码方式。
    • 传输单位:比特(Bit)
    • 物理层负责在物理媒介上传输原始比特流,没有将数据进行分割或封装。
  2. 数据链路层(Data Link Layer)
    • 任务:负责将物理层传输的数据流划分成逻辑上的帧,管理和控制帧的传输,并进行数据的错误检测和纠正。
    • 功能:提供了点对点的数据传输服务,通过差错检测和纠正技术确保数据的可靠传输,实现了数据的有序传输。
    • 传输单位:帧(Frame)。
    • 数据链路层将数据划分为逻辑上的帧,在帧中添加了控制信息,如帧起始和结束标志、地址、差错检测等。
  3. 网络层(Network Layer)
    • 任务:负责实现数据的路由和转发,决定数据在网络中的传输路径,并控制数据包的转发和交换。
    • 功能:定义了数据包的路由算法和转发机制,提供了数据包的交换和路由选择服务,实现了数据的跨网络传输。
    • 传输单位:数据包(Packet)或数据报(Datagram)
    • 网络层负责将数据链路层传输的帧进行进一步封装,形成网络层的数据包或数据报,添加了路由信息等控制信息。
  4. 传输层(Transport Layer)
    • 任务:负责建立端到端的连接,为应用层提供可靠的数据传输服务,确保数据的顺序传输和可靠交付。
    • 功能:提供了端到端的数据传输服务,通过流量控制、拥塞控制和错误恢复机制确保数据的可靠传输,实现了数据的可靠性和有序性。
    • 传输单位:报文段(Segment)或用户数据报文(User Datagram)
    • 传输层负责端到端的数据传输,将应用层的数据划分为传输层的报文段或用户数据报文,添加了端口号、序号、检验和等控制信息。
  5. 会话层(Session Layer)
    • 任务:负责建立、管理和终止会话,提供了数据交换的逻辑通路,确保应用程序之间的通信顺利进行。
    • 功能:管理了数据传输的会话状态和同步,提供了会话控制和同步服务,确保了应用程序之间的有效通信。
    • 会话层及以后各层:在这些层次中,数据的传输单位通常被称为“数据”(Data),即用户数据。在这些层次中,数据通常被表示为应用程序的消息或协议数据单元(PDU),传输单位的大小取决于具体的应用和协议。
  6. 表示层(Presentation Layer)
    • 任务:负责数据的格式化和转换,将数据从应用程序的格式转换为网络传输的格式,以及从网络传输的格式转换为应用程序的格式。
    • 功能:实现了数据的加密、压缩、编码和解码等操作,确保了数据的安全性、可靠性和可解释性。
  7. 应用层(Application Layer)
    • 任务:提供了各种应用程序所需的服务和功能,允许用户访问网络并进行通信、文件传输、电子邮件、网页浏览等操作。
    • 功能:实现了应用程序之间的通信和交互,提供了用户接口和各种应用服务,为用户提供了丰富的网络功能和服务。

osi只是理论模型,实际中使用的更多的还是tcp/ip四层网络模型,但是它对于协议,接口,服务的分类有些模糊;

这个需要记住

接下来详细讲解osi七层的知识点‘

物理层

单工通道,半双工通道,全双工通道
  1. 单工通道(Simplex Channel)
    • 单工通道是一种只允许数据在一个方向上传输的通道,通信双方中的一个方向只能发送,另一个方向只能接收,不能同时进行发送和接收。
    • 在单工通道中,数据的传输是单向的,类似于单行道,只能沿着一个方向进行传输,不能反向传输。
    • 例如,广播电视和广播电台就是典型的单工通道,信息只能从广播台传输到接收设备,接收设备无法向广播台发送信息。
  2. 半双工通道(Half Duplex Channel)
    • 半双工通道是一种允许数据在两个方向上传输,但不能同时进行发送和接收的通道,通信双方需要轮流地在发送和接收之间切换。
    • 在半双工通道中,通信双方可以在同一条通道上进行双向传输,但不能同时进行双向传输,需要通过切换发送和接收的状态来进行通信。
    • 例如,对讲机就是典型的半双工通道,用户必须按下对讲机上的按钮才能发送信息,松开按钮时可以接收来自其他用户的信息。
  3. 全双工通道(Full Duplex Channel)
    • 全双工通道是一种允许数据在两个方向同时传输的通道,通信双方可以同时进行发送和接收,实现了双向通信。
    • 在全双工通道中,通信双方可以同时发送和接收数据,无需等待对方发送或接收完成,可以实现并行的双向数据传输。
    • 例如,电话系统中的双向通话就是典型的全双工通道,通信双方可以同时进行说话和听取对方的话语。

单工通道只允许单向数据传输,半双工通道允许双向传输但不能同时进行发送和接收,而全双工通道允许双向数据同时传输,实现了并行的双向通信。

奈奎斯特定理

还是记住公式最好

所以能得出奈奎斯特定理还不是万能的,只能对码元进行计算

香农定理

S/N是表示信号功率与噪声功率的比值简称信噪比,W是信道带宽

简而言之,香农定理告诉我们,在给定信道带宽和一定信噪比的情况下,最大可靠传输速率是有限的,并且可以通过调整调制方案和编码技术来接近这个极限值

给出一道简单题:

问题:假设一个数字通信系统具有带宽为 4 kHz 的信道,并且信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)为 30 dB。根据香农定理,计算该通道的最大传输速率。

首先4kHz=4*1000Hz, 30dB=10的三次方=1000

so 最大传输速率=

约等于40kbps

编码与调制

编码:

这个需要理解,第一个简单理解,归零编码:只要是1就前高后低,0是全程低

非归零编码:1高0低

反向非归零编码:第一个数:1高0低,后边的:1不改变原方向,0会一直改变方向

曼彻斯特编码:1:从高变低,即从高电平转为低电平;0:从低到高,即从低电平转为高电平(看的是中间点是从高到低还是从低到高)(可以自己定义)

差分曼彻斯特编码:较为复杂,可以看图,在虚线两侧,若不跳动则右侧为1,跳动则右侧为0,在每个中间都是要改变高度一次的;

调制:

可以看出

第一个:0是直线,1是波浪线

第二个:1频率比0的大

第三个:1或0不变时,线是平滑的三角函数,改变时,会有突兀;

记住:采样频率f采样必须大于等于最大频率f的两倍!!!!

交换
电路交换

优点很明显,缺点也很明显。早期使用,例如民国电视剧的座机就是这样。

现在可能也就国家军事专用线路会使用了;

报文交换

这个其实能很明显看出缺点,即不管报文多大,每次都是一口气直接转发出去,所以才会有后来的分组交换

分组交换

较为容易理解,就不多说了;

要注意的是,分组交换分成很多组,不同的组能走不同的路线前往目的地,并且可能还会用不同的方法传输数据:虚电路方式,数据报方式

**数据报方式是无连接的(connectionless)方式。**在数据报方式中,每个数据包都是独立传输的,路由器在转发数据包时不需要维护任何连接状态信息。因此,每个数据包都可以独立地选择最佳路径进行传输,而无需提前建立连接或保持连接状态。但是,由于每个数据包都是独立的,因此在网络中传输时可能会发生乱序、丢包等问题,因此接收方需要对数据包进行重新排序和重传处理。

特点:

传输介质

(了解就好,不太需要知道具体工作的原理)

只用知道:双绞线,同轴电缆,光纤,无线传输介质

中继器

中继器是一种用于增强网络信号并扩展网络覆盖范围的设备。它的工作原理是通过接收来自源设备的信号,重新放大它,并将放大后的信号传输到目标设备,从而弥补信号在传输过程中因为传输距离、信号衰减等原因而产生的损失。

以下是中继器的基本工作原理:

  1. 信号接收: 中继器首先接收来自源设备(如计算机、路由器等)的信号。
  2. 信号放大: 接收到的信号经过中继器内部的放大器放大,以弥补信号在传输过程中的衰减,确保信号的质量和稳定性。
  3. 信号传输: 放大后的信号通过中继器的传输线路被发送到目标设备(如另一台计算机、交换机等)。
  4. 增强网络覆盖范围: 中继器的工作可以扩展网络覆盖范围,使得设备可以在更远的距离内进行通信。

(其实放大原理是信号再生)

   #### 集线器

集线器(Hub)是一种用于在局域网(LAN)中连接多台计算机或网络设备的网络设备。它的主要作用是将来自一个端口的数据复制并传输到其他所有端口,从而实现多台设备之间的通信。以下是集线器的基本工作原理:

  1. 接收数据: 集线器通过其端口接收来自连接设备的数据帧。
  2. 复制数据: 集线器将接收到的数据帧复制并发送到所有其他端口,而不管目标地址是什么。
  3. 广播数据: 这种方式使得所有连接到集线器的设备都能接收到同样的数据帧,实现了广播功能。
  4. 碰撞检测: 在以太网中,集线器还负责检测数据包之间的碰撞。如果检测到碰撞,集线器会发送一个信号通知相关设备,并采取随机的退避算法来重新发送数据。

需要注意的是,由于集线器是一种物理层设备,它只在数据链路层的物理层进行操作,并且不具备理解或解释数据包内容的能力。

随着技术的发展,集线器逐渐被更先进的网络设备如交换机所取代,交换机具有更高的性能和更智能的数据转发能力。

物理层基本就结束了,比较重要的就是交换方式了,牢记~

数据链路层

数据链路层是为网络层提供服务的,可以分为单播(点对点)链路和广播链路,分别对应不同的协议规则,定义了如何使用下边的基本功能。(先讲基础功能,最后再说协议)

上边已经说过他的基本功能:

  • 封装成帧:将网络层传来的数据分割成适合传输的帧,每一帧包含了数据以及必要的控制信息,如地址和错误检测等。
  • 透明传输:数据链路层负责将帧从一个节点传输到另一个节点,不关心数据的内容,只关心数据帧的传输。
  • 地址解析:在局域网中,数据链路层负责识别每个节点的物理地址(MAC地址),以便将数据帧正确地发送到目标节点。
  • 流量控制:数据链路层通过一些机制来控制数据的传输速率,以避免发送端发送数据过快而导致接收端无法处理。
  • 差错检测和纠正:数据链路层通过添加冗余校验码来检测和纠正传输过程中可能出现的错误,以确保数据的完整性和可靠性。
  • 重发控制:当数据传输发生错误时,数据链路层负责重发丢失或损坏的数据帧,以保证数据的正确传输。
  • 帧同步:数据链路层确保接收端能够正确地识别每个帧的起始和结束位置,以便准确地解析数据。

总的来说,数据链路层的功能是通过物理介质将数据可靠地传输到相邻节点,并在传输过程中提供错误检测和纠正、流量控制、地址解析等服务,以确保数据的可靠性和正确性。

现在就是学习这些具体的操作到底是什么以及如何实现的

封装成帧

  1. 添加起始标志(Start of Frame):在数据帧的开头添加一个特定的比特模式,用于标识帧的开始。

  2. 添加帧头(Frame Header):帧头包含了一些控制信息,如帧的长度、目标地址、源地址等。这些信息有助于接收端正确地解析和处理数据帧。

  3. 添加数据(Payload):将需要传输的数据添加到帧中。

  4. 添加帧尾(Frame Trailer):帧尾包含了一些额外的控制信息,如帧的校验码,用于检测数据在传输过程中是否发生了错误。

  5. 添加结束标志(End of Frame):在数据帧的末尾添加一个特定的比特模式,用于标识帧的结束。

    封装成帧的过程使得数据能够以适合在物理介质上传输的格式进行组织和传输。在接收端,接收到的数据帧会被解析,根据帧头中的控制信息提取出数据,并进行后续的处理和传递。

透明传输

在计算机网络中,透明传输通常指的是在网络通信中的数据传输过程中,数据不会受到传输媒介或通信设备的影响,能够完整地保持原始数据的内容和格式。

差错检测

其实在整个传输过程中,会出现比特差错,1可能会变成0,0变成1。而差错检测就是使用各种方式去检测是否出现了差错。它通过在数据中添加一些冗余信息(如校验码、校验和等),以便接收端能够在接收到数据后对其进行检验,从而判断数据是否在传输过程中发生了改变或损坏。

补充小知识:

误码率(Bit Error Rate,BER)是衡量数据传输过程中出现比特错误的频率的指标。它表示在传输过程中,每传输一比特数据,平均会出现多少个比特错误。误码率通常以百分比或十进制小数的形式表示。

误码率是衡量通信系统性能的重要指标之一,特别是在数字通信系统中。它直接影响到数据传输的可靠性和质量。通常情况下,误码率越低,表示传输的数据质量越高,通信系统的可靠性越好。

在实际应用中,误码率的大小取决于多种因素,包括**传输介质的质量、噪声干扰、信号衰减、传输距离、通信协议**的设计等。通常**,误码率可以通过使用差错检测**和纠错技术、优化传输参数、改善信号传输环境等手段来降低。

常用的差错检测技术是循环冗余码CRC,但它并不是唯一的方法

循环冗余码CRC

CRC通过对数据进行多项式编码和校验,生成一个校验码,并将其附加到数据中一起传输。接收方根据接收到的数据和校验码重新计算校验码,然后将其与接收到的校验码进行比较,以确定数据是否在传输过程中发生了错误。

使用过程:

  1. 选择生成多项式(Generator Polynomial): 首先需要选择一个生成多项式,通常用于计算CRC校验码。生成多项式是一个固定的、不可变的多项式,通常以二进制形式表示。
  2. 数据编码: 发送方在发送数据之前,将待发送的数据按照生成多项式进行编码,并生成CRC校验码。这个过程通常是将数据进行除法运算,余数就是CRC校验码。
  3. 附加校验码: 将生成的CRC校验码附加到原始数据的末尾,形成一个新的数据帧。
  4. 数据传输: 将带有CRC校验码的数据帧发送给接收方。
  5. 数据解码和校验: 接收方接收到数据后,使用相同的生成多项式对接收到的数据进行除法运算,得到一个余数。如果余数为0,则认为数据在传输过程中没有出现错误;否则,数据中存在错误。

是不是看不懂~没关系,可以在示例中理解过程

解读这道题,就是原数据是101001,为了给他加上冗余码,先给出一个条件:除数P=1101(有时会说是x的三次方+x的平方+1),看x最大次方是3,所以原数据后+3个0进行除法运算,不同为1,相同为0,,**计算出的余数叫做帧检验序列FCS,**最后算出结果加到原数据的后边,即为发送出去的数据,对方拿到数据后,也用数据除除数,若数据中间没有发生变故,被除数必然是为0.说明数据正确。

即**,差错检测只能保证对方发过来并且我接收到的数据是正确的,不保证传输过程中数据都能被接收到。**完成

点对点通信(PPP协议)

零比特填充:同步传输时做法

发现有五个连续的1,在1后立即填充一个0

字节填充:异步传输时做法

0X10——>(0X7D,0X10)

其实就是对特殊的字节进行转变;

局域网拓扑结构

  1. 星型拓扑结构:
    • 描述:所有计算机都连接到一个集中式的网络设备(如交换机或集线器)上,形成一个星型结构。
    • 特点:易于管理和维护,故障隔离性好,但若集线器出现故障,整个网络可能会受影响。
  2. 总线型拓扑结构:
    • 描述:所有计算机都连接到同一根传输介质上,形成一条总线。
    • 特点:简单、成本低廉,但若总线出现故障,可能会导致整个网络瘫痪。
  3. 环型拓扑结构:
    • 描述:所有计算机通过一个环形的传输介质相连。
    • 特点:数据以环形流动,不存在起点和终点,不易发生碰撞,但若环中的某个节点出现故障,可能会影响整个网络。
  4. 树型拓扑结构:
    • 描述:网络以分层的树状结构连接,通常由多个星型网络连接起来。
    • 特点:具有更高的扩展性和灵活性,易于管理和维护,但需要更多的网络设备和布线成本。
  5. 网状型拓扑结构:
    • 描述:所有计算机之间都直接相连,形成一个完全连接的网状结构。
    • 特点:具有高度的可靠性和冗余性,若其中一个节点或链路出现故障,不会影响整个网络的通信。

信道划分介质访问控制

由不同的介质或者说不同的通信方式,获得的数据以及操作也不同:

  1. 频分多路复用(FDM):FDM是一种将频谱划分成多个不相重叠的频率带的技术。每个通信实体被分配一个不同的频率带宽度,它们可以同时使用媒介进行通信,而彼此之间的频带不重叠。这种技术常见于有线电视和无线电通信系统中。
  2. 波分多路复用(WDM):WDM是一种利用不同波长的光信号进行通信的技术。在光纤通信中,通过使用多个不同波长的激光器和检测器,可以在同一根光纤上同时传输多个信号。这样可以大大提高光纤通信系统的容量。
  3. 码分多路复用(CDM):CDM是一种利用不同的码型对数据进行编码和解码的技术。每个通信实体使用唯一的编码序列,通过在同一时间和频率上传输数据,接收端可以通过识别正确的编码序列来解码所需的数据。CDM常用于CDMA(Code Division Multiple Access)移动通信系统中。

会出题:

其实原理一样,把各个码片先各位相加得到的就是最后接收到码片序列

若要知道哪个的序列是0还是1就用这个序列×对应的码片再除位数,得到的是1就是发送1,是0就是没有发送,是-1就发送的是0

4.时分多路复用(TDM):TDM是一种按照时间顺序将多个信号交替地传输的技术。在TDM中,每个通信实体被分配到不同的时间段(时隙),它们依次使用媒介进行通信。TDM常见于电话网络和数字传输系统中。

5.空分多路复用(SDM):SDM是一种利用空间维度将多个独立信号同时传输的技术。通过使用多个天线或天线阵列来在空间上区分不同的信号,从而实现多用户之间的同时通信。SDM常用于无线通信系统中,如4G和5G移动通信系统。

随机划分介质访问控制

CSMA/CD协议(广播通信)

CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)是一种用于局域网的多点接入协议,它结合了载波监听(Carrier Sense Multiple Access,CSMA)和碰撞检测(Collision Detection,CD)机制。CSMA/CD协议通常用于以太网等共享介质的局域网中,用于协调多个设备在共享介质上的数据传输。

CSMA/CD协议的基本工作原理如下:

  1. 载波监听(Carrier Sense):在发送数据之前,设备会先监听信道,检测信道是否被其他设备占用。如果信道空闲,设备可以发送数据;如果信道忙碌,则设备等待一段随机时间再次监听。
  2. 碰撞检测(Collision Detection):在发送数据的过程中,如果设备检测到了碰撞(即与其他设备同时发送数据导致的冲突),它会立即停止发送数据,并发送一个“干扰信号”以通知其他设备发生了碰撞。接收到干扰信号的设备会随机等待一段时间后重新尝试发送数据。

CSMA/CD协议的主要目的是在发生碰撞时,尽早地将碰撞检测出来,并通过一定的算法来处理碰撞,从而减少碰撞对网络性能的影响。然而,随着以太网技术的发展,现代以太网通常采用了全双工通信和交换式局域网结构,因此CSMA/CD协议在现代以太网中已经不再使用

这个比较容易理解,就是先监听,但是监听只能是监听正在使用信道的设备,当两个都同时在监听信道空闲,然后同时使用就会发生碰撞,这时碰撞检测就排上用场了;

两个碰撞时,两方会设置不同的时间后进行再次通信,若后者更快,前者就能监听到信道有人了;

协议要点:

简称为:“先听先发,边听边发,冲突停发,随机重发

轮询访问介质访问控制:令牌传递协议

轮询介质访问控制非常适合负载很高的广播信道(因为这样每次都轮询都是有意义的)

MAC地址

MAC(Media Access Control)是指网络设备(如网卡)上的物理地址,也称为MAC地址或硬件地址。MAC地址是一个用于识别网络设备的唯一标识符,通常由48位二进制数字表示,以十六进制的形式呈现。

比如 00:1A:2B:3C:4D:5E

  • MAC地址

    • MAC地址是一个由网络适配器厂商预先分配给每个网络适配器的唯一地址,通常由48位二进制数表示(通常以十六进制表示)。

    • MAC地址是数据链路层(OSI模型中的第二层)的地址,用于在局域网中唯一标识网络设备。

    • MAC地址是硬件地址,与网络设备的网卡硬件密切相关,一般情况下不会更改。

    • MAC地址在数据帧的源地址和目的地址字段中使用,用于在局域网内直接通信。

  • IP地址

    • IP地址是一个由网络管理员分配给每个网络设备的地址,用于在网络中唯一标识设备和定位设备的位置。
    • IP地址是网络层(OSI模型中的第三层)的地址,用于在互联网上唯一标识设备和实现跨网络通信。
    • IP地址是逻辑地址,可根据网络需求和配置而动态分配或静态分配。
    • IP地址在数据包的源IP地址和目的IP地址字段中使用,用于在互联网上路由数据包。

两者不同点:

简单的来说虽然MAC地址在局域网内是唯一的,但在广域网(如互联网)中,它们并不适用,因为路由器在转发数据包时会更改源MAC地址,源MAC地址通常会被替换为路由器接口的MAC地址,以确保数据帧在网络中正确传输。。相比之下,IP地址则在全球范围内都是唯一的,并且可以通过路由器进行跨网络通信。因此,在互联网上通常使用IP地址来唯一标识设备,而在局域网中可以使用MAC地址来确定设备。

举个例子:qq,有两种封号情况,封设备和封qq号,封了设备,你这个设备再用其他qq登陆进行违规操作,很快就能检测出来,这就是mac地址(硬件地址);

MAC帧(以太网通信)

MAC帧是数据链路层中的一种数据帧格式,用于在局域网中进行数据传输。MAC帧通常由帧头、源MAC地址、目标MAC地址、帧类型/长度、数据字段和帧校验序列等字段组成。

CSMA/CD和PPP以及IEEE 802.3三者区别

CSMA/CD是一种局域网中的多路访问协议,PPP是一种点对点连接的数据链路层协议,而IEEE 802.3是定义了以太网的标准,其中包括CSMA/CD协议。

而IEEE 802.3不包括PPP:IEEE 802.3是以太网的标准,而PPP(Point-to-Point Protocol)是一种点对点的数据链路层协议,通常用于连接两个单独的网络节点,例如连接个人电脑和互联网服务提供商的拨号连接。PPP通常用于串行链路,而不是以太网局域网。

网桥

网桥是一种网络设备,用于连接多个局域网(LAN)或段,并在这些网络之间转发数据帧。它们通常工作在OSI模型的数据链路层(第二层),可以根据MAC地址来转发数据。

具体来说,网桥有以下特点和功能:

  1. 学习和过滤:网桥能够学习每个接口所连接设备的MAC地址,并根据这些信息建立一个MAC地址表(也称为转发表)。这样,当网桥收到数据帧时,它可以根据目标MAC地址查找表中的信息,确定应该将数据帧转发到哪个接口,从而实现数据的过滤和转发。
  2. 隔离碰撞域:网桥可以将不同的局域网分隔成独立的碰撞域(collision domain),这样可以减少网络中的碰撞,提高数据传输效率。
  3. 增强网络性能:通过将局域网划分成较小的碰撞域,网桥可以减少网络拥塞,提高网络性能。
  4. 连接不同类型网络:一些网桥设备还具有转换不同类型网络(如以太网和无线局域网)的能力,从而扩展网络的覆盖范围。
  5. 自我学习:网桥能够自动学习网络中的设备和它们的MAC地址,而无需管理员手动配置。

应用一下

以太网交换机(算是个多端口的网桥)

交换机是一种网络设备,用于在局域网中传输数据帧。它能够根据目标MAC地址将数据帧从一个端口转发到另一个端口,从而实现局域网内部的数据交换和通信。

交换机的主要功能和特点包括:

  1. 数据帧转发: 交换机能够根据数据帧中的目标MAC地址,将数据帧从一个端口转发到另一个端口,而无需将数据帧广播到整个网络。
  2. 学习功能: 交换机会学习局域网中各个设备的MAC地址和与之相连的端口,从而建立MAC地址表,以便将数据帧准确转发到目标设备。
  3. 广播和组播: 交换机能够将广播帧和组播帧发送到所有连接的端口,以实现网络中的广播和组播通信。
  4. 过滤功能: 交换机可以根据MAC地址、VLAN等信息过滤不需要的数据帧,提高网络的安全性和效率。
  5. 全双工通信: 交换机支持全双工通信,可以同时在不同端口上进行发送和接收操作,提高了网络的带宽利用率和通信效率。
  6. 自动协商: 交换机可以自动协商连接设备的速度和双工模式,确保设备之间的通信能够以最高速度和最佳方式进行。

交换机是现代局域网中的核心设备之一,能够提供高速、可靠的数据传输,广泛应用于企业、学校、数据中心等网络环境中。

考点:按网桥的思路做!!!

说到交换机可以说说路由器,因为他们两个有点类似:

路由器

路由器是一种网络设备,用于在计算机网络中传输数据包,并在不同的网络之间进行路由选择和转发。它可以连接多个网络,并根据网络地址信息(通常是IP地址)来决定如何转发数据包。

主要功能包括:

  1. 路由选择: 路由器能够根据网络地址信息,比如IP地址,决定如何将数据包从一个网络传输到另一个网络。它根据存储在路由表中的路由信息来进行决策。
  2. 数据转发: 路由器负责将数据包从一个接口接收,并根据路由选择算法决定将其转发到适当的接口上。
  3. 网络分割: 路由器可以将一个大型网络划分为多个子网,以提高网络性能和安全性。
  4. NAT(网络地址转换): 在连接到Internet时,路由器通常还具有NAT功能,将内部网络的IP地址转换为外部网络可识别的IP地址,以实现多个设备共享一个公共IP地址。
  5. 安全性: 路由器可以实施基本的网络安全策略,比如访问控制列表(ACL)和防火墙功能,以保护网络免受未经授权的访问和攻击。

其实一个管mac地址,一个管ip地址,由此决定了他们功能的不同

相似和区别

相似之处:

  1. 连接多个设备: 路由器和交换机都是用来连接多个设备的网络设备。
  2. 转发数据: 两者都能够转发数据包,使其从一个端口传输到另一个端口。

不同之处:

  1. 网络层次: 路由器在网络层(OSI模型第三层)工作,负责根据IP地址进行路由选择和转发数据包,而交换机在数据链路层(OSI模型第二层)工作,主要负责根据MAC地址将数据包从一个接口转发到另一个接口。
  2. 路由: 路由器能够连接不同的网络,并根据路由表中的信息选择最佳路径进行数据传输,而交换机通常用于在同一网络内部进行数据交换。
  3. 管理地址: 路由器管理IP地址,负责在不同网络之间进行路由选择,而交换机管理MAC地址,根据MAC地址转发数据包。
  4. 网络分割: 路由器可以将网络分割成子网,实现不同子网间的通信,而交换机通常用于同一子网内的设备连接和通信。

到此,数据链路层基本结束,接下来是

网络层/网际层

网络层的主要任务包括:

  1. 提供逻辑上的端到端通信:网络层负责确定数据的传输路径,使数据能够从源主机传输到目标主机,即实现端到端的通信。
  2. 数据包的路由和转发:网络层根据目标主机的地址信息,选择最佳的路径进行数据包的转发和路由,确保数据能够正确到达目标主机。
  3. 提供逻辑地址的分配和识别:网络层使用逻辑地址(如 IP 地址)来标识网络中的主机和设备,以便于数据包的传输和定位。

要知道,如果只在局域网内通信,是用不上网络层的,即网络层就是为了在多局域网即实现广域网中通信;

网络层基本概述

已经基本过时了,现在使用的是

无连接的数据报服务

IPv4

很基础就不说了

IPv4地址可以分为三类:A类、B类和C类,每类地址范围不同,用于满足不同规模的网络需求。

  1. A类地址:A类地址是用于大型网络的,其第一个字节的最高位是0,范围是1.0.0.0至126.0.0.0。A类地址的前8位用于网络号,剩余的24位用于主机号。A类地址共有2^7 个网络,每个网络可分配2^24-2个主机,减去2是因为全0和全1分别表示网络地址和广播地址,不能用于分配给主机。
  2. B类地址:B类地址是用于中型网络的,其第一个字节的最高位是10,范围是128.0.0.0至191.255.0.0。B类地址的前16位用于网络号,剩余的16位用于主机号。B类地址共有2^14 个网络,每个网络可分配2^16-2个主机。
  3. C类地址:C类地址是用于小型网络的,其第一个字节的最高位是110,范围是192.0.0.0至223.255.255.0。C类地址的前24位用于网络号,剩余的8位用于主机号。C类地址共有2^21 个网络,每个网络可分配2^8-2个主机。

测试题:

0是保留网络号,不指派

127是本地回环测试,不指派

一些不按规矩来的:

上边的是一些特殊情况

网络分配(有分类编址)

路由器是有ip地址的,并且可以分割网络

这道题中,每个路由器的接口就是一个网络,并按照主机数量+1(路由器ip)来分配合适的ipv4地址

子网掩码

子网掩码用于指示 IP 地址中哪部分是网络标识,哪部分是主机标识。它与 IP 地址一起使用,用于划分网络中的子网,以便更有效地管理和分配 IP 地址。

具体来说,子网掩码中的“1”表示对应的位是网络标识,而“0”表示对应的位是主机标识。通过将子网掩码应用到 IP 地址上,可以确定 IP 地址的网络部分和主机部分,从而确定其所在的子网。

其实就按字面意思,子网那么就是将ip地址划分,掩码就是说只显示网络号是几位,主机号是几位,而不直接说明ip地址是什么。

举个例子:

即通过子网掩码看出从网络地址借了一位,即处在这个子网下的ip地址的网络号只有7位二进制了,因为第一位被拿走充当了网络地址;

再举个生活中的例子,公司申请了一个B类地址,共6万多个ipv4,但是只使用了一小部分,还有很多用不到,为了不浪费,决定贡献出一部分到其他公司,那网络如何知道哪一部分贡献了呢?就根据子网掩码知道;

基本已经懂了,再看一道例题:

被划分为了两个子网

易错点!!!

当使用子网掩码重新划分子网后连带着广播地址和网络地址都会发生改变,比若说:主机号是真的划分给子网号了,而不是假设

多说一个概念:

ABC类地址默认子网掩码就是没有子网号,即没有借位

CIDR(无分类编址)

还是很容易理解的(感觉比划分ABC类网好用的多,如果这个早点研发,可能就不需要ABC类划分子网了)

需要知道这个和有分类编址完全不同了!!,ABC类地址在这里已经不能用了!!!

例题:

超网概念

方法就5个字:找共同前缀

地址应用规划
定长子网掩码

只能把子网掩码等分,造成有的用的多,有的用的少,甚至有的没用上,浪费掉了;

变长子网掩码

按需分配,即 2的n-1次方<每个分配的数量<=2n次方

IP数据报转发和发送

要点较多:

几个:默认网关的值是路由器接口的ip地址,广播是不能穿过路由器到达其他网络的;

4.4 IP数据报的发送和转发过程_哔哩哔哩_bilibili

说点简单的,默认左右两侧的网络不属于同一子网内

则可以看图知道路由表左侧接口目的网络地址为192.168.0.0,右侧接口目的网络地址为192.168.0.128

(使用ip地址与掩码相与得到的)

A若与D通信路由器怎么判断,D在左还是在右,就是使用D的ip地址与子网掩码相与(只有当两个操作数的对应位都为 1 时,结果才会为 1;否则结果为 0),能很明显判断出来,结果为192.168.0.128;等于右边的目的网络,所以D应该在右侧接口。

写一道题:

静态路由配置

没什么好说的,视频和截图很详细;

出现问题:

配置错误

配置错误导致一直兜圈会有TTL字段,即多次转发还不行,直接丢弃;

聚合路由过多导致错误

右上角设置的聚合路由,包含了4个ip地址,但是真实的是只用到了其中两个ip,如果刚好查找的是另外两个不存在的ip,会出现一直找不到的情况,这时候可以设置路由条目将对应路由下一条设为null;

网络故障

和上边的比较像,都是有模糊路由,但找不到对应的最后的目的网络,都以黑洞路由来处理;

上边的都是以静态路由来分析的(因为简单)

但实际开发中其实动态的使用更多

动态路由设置

路由选择协议

协议分为内部和外部,因为距离不同,所需要的处理规则也会不同

最常考的应该是RIP协议和OSPF协议

路由信息协议RIP(重点)

要点:怎么交换路由表(很有意思)

示例:

把C的路由表复制过来,先记住一个要点(复制过来的是新表,自己的是旧表)。

第一步:下一跳全部写为C,距离全部增加1;理由:因为D和C相邻,这些节点,通过C直接到达和通过D到C再直接到达,就多了第一跳;

然后两个表进行对比,右侧四个更新规则,应该都能看懂,只有第一条规则,当下一跳都是C时,并不是取最短的,因为路由表是和C互换的,C是当事人,C的就肯定是最新和正确的,即使更长,也是正确的,因为C是当事人

这个是无法完全解决的,只能减少;

真题:(发现这种题都好坑人,"真"做题,哎);

需要看到”均以收敛“,不然会没有思路,意思是所有能走的路径都保存好了,但是下边又说不可达,则说明是直连的,并且是该网络出现故障。只有这种情况,所以为16,然后更新给R2,R2一看不行了,直接删掉了,但是R1又传过来是2,结果就更新成2+1=3了…

开放最短路径优先OSPF基本原理(重点)

这是内部路由的另一种方式

边界网关协议BGP

所以到底是怎么找到较好路由呢?

其实就是每个自治系统找出一个BGP发言人,用它来代表这个自治系统

其实BGP内容还有和多,但不需要掌握,就不说了;

IPv4数据报的首部格式

一一介绍:

版本即ipv4

首部长度就是上边图片中使用的长度,在20到60之间,总长度是整个ip数据报的长度,那么数据载荷长度=总-首;

(ps:总长度是有限制的<最大传输单元MTU

但是若总长大于MTU怎么办?就需要分片了,分片后如何知道这两片其实是一个ip数据报?就需要标识

注意:片偏移只能为整数,即分给分片的字节必须能被8整除!!!

简单总结:标识可以知道哪些分片是同一个数据报,标志可以知道在这个分片后是否还有分片,片偏移可以知道这个分片在数据报中的位置;

生存时间字段TTL作用:防止进入路由环路中导致永久兜圈,时间会不断减少,为0时丢弃;

协议字段:规定是何种路由协议(可能是内部,外部的各种协议)

首部检验和

检验是否出现差错

(ipv6不再检验首部校验和,所以转发速度更快)

重点:源ip地址,目的ip地址

考点:

知道了前边说的,这道题目就很简单了,错误点是注意片偏移必须是整数;

科目聚合题:有计组和计网

)

记住:以太网帧中前14字节为

之后才为ip数据报部分

所以目的ip地址为第31字节起的四个字节;

默认网关是路由器的接口ip地址,即mac地址

第四问较为基础;

网际控制报文协议ICMP

内容总结

内容较多,最好还是看视频学习

ICMP(Internet Control Message Protocol)是用于在 IP 网络上发送控制消息的协议,常用于网络故障诊断和错误报告。

  1. ICMP 的作用和功能:用于在 IP 网络上发送控制消息,包括错误报告、网络故障诊断、网络可达性测试等。
  2. ICMP 报文格式:ICMP 报文由报头和数据字段组成,报头包含类型、代码和校验和等字段。
  3. ICMP 消息类型:包括回显请求和回显应答、目的不可达、超时等。
  4. Ping 命令原理:Ping 使用 ICMP 协议发送回显请求并等待回显应答,以测试主机之间的网络连通性和延迟。
  5. ICMP 工具的使用:掌握常用的 ICMP 工具,如 ping、traceroute、icmpinfo 等,以及它们的基本用法和参数含义。
  6. ICMP 错误消息:了解 ICMP 报文中的错误类型和代码,如目的不可达、超时等,以及它们代表的含义和可能的原因。
  7. ICMP 攻击与防御:了解 ICMP 协议可能存在的安全风险,如 ICMP 洪水攻击等,以及相应的防御措施。

(不用知道这么详细的)

虚拟专用网VPN

路由器的正常转发是将数据包直接从一个设备转发到另一个设备,而 VPN 则提供了一种安全的方式,在不安全的网络上建立加密的通信通道,保护你的数据安全。VPN 通常用于需要对数据安全性有较高要求的场景,如远程办公、远程访问公司资源等。

网络地址转换NAT

其实就是套娃,以前是一个设备一个ip地址,现在不够用了,成一群设备共用一个ip地址,当这群设备中的设备访问因特网时,从全球ip地址库中单独分配一个临时ip地址给设备,所以才会出现ip地址不固定一直改变;因为本地的都是私有ip地址,并不是真正的;

是的这个有一个巨大的缺点,那就是如果专用网设备都在同时访问因特网,那就得给各个设备分不同的ip地址,那么这个技术就没有意义了,并达不到节省ip的意义,所以出现了升级版

NAPT技术

我们之前的讨论并没有引入端口技术,即认为一个ip就只能当做一个用;

但实际不一样,是有端口的,引入端口是让nat的下层设备在经过路由器时分配的只是一个公有ip的一个端口,这样就可以让多个设备使用一个ip的多个端口访问因特网,达到了节省ip的目的(资本家都没有这么黑心);

一个问题:因特网能主动访问私有网么?答案是否定的;

运输层

知道运输层是端到端(端口到端口)就容易理解多了;

既然是端到端,我们先知道端口是什么:

端口

端口是用来区分不同应用程序或服务的通信终点。在一个设备上,不同的应用程序可以同时运行并与网络进行通信,每个应用程序都会被分配一个唯一的端口号,用于标识该应用程序的通信终点。这样可以确保网络上的数据正确地被传递到相应的应用程序,从而实现了应用程序之间的隔离和通信的有效管理。

大白话:电脑上不可能只接收一个设备发来的信息,为了整理和统一,端口应运而生,不同的网络信息,都要经过端口的分类传到对应的端口,比如qq消息,对方把消息传过来假设qq消息对应端口是8088,那么设备会自动把收到的发给8088端口的信息挑出来,这样就从繁杂的网络信息中找到了对应的;所以,电脑上一个端口只能有一个程序,不过很多应用都是可以改默认端口的;

复用和分用概念

在上边的ip头文件格式提到过协议不同对应数字不同;

有些固定端口已经设置好了固定的协议,比如tcp的80,当客户端(如浏览器)向服务器发起HTTP请求时,通常会使用TCP协议通过80端口与服务器建立连接,并发送HTTP请求报文。服务器收到请求后,会处理请求并发送HTTP响应报文给客户端,完成一次HTTP通信。

重点是两个运输协议TCP和UDP

TCP和UDP对比

什么意思呢,就是面向报文直接不用过多处理就给接收方了

面向字节会最后对数据进行加工:有很多过程,引出很多算法

首部比较,UDP首部较简单既是缺点也是优点,缺点是无法进行诸如流量控制,拥塞控制等功能,优点就是传输快;

TCP流量控制

假设TCP单次发送最大段为100,则只要发100,服务端都会发送序号表示自己收到了;

当客户端收到服务端的确认段后会移动到对应的窗口值;

这个过程中,右侧服务端使用了三次流量控制从400调为300又调为0

TCP拥塞控制

最后的快恢复是第一种策略,第二种策略应该是从15的地方开始拥塞避免

超时重传时间的选择

较复杂应该不会考,应该是考研必看的大题l

TCP报文段首部格式

和ip首部有点像

源端口和目的端口就不说了

TCP报文段的确认号(Acknowledgment Number)和序号(Sequence Number)是TCP协议中用于实现可靠数据传输的重要字段。

  1. 序号(Sequence Number):序号字段用于标识发送的数据字节在数据流中的顺序。每个TCP报文段都包含一个序号字段,用于指示该报文段所携带数据的起始字节在整个数据流中的位置。TCP使用序号来保证数据的有序传输,接收方根据序号将接收到的数据重新排序。
  2. 确认号(Acknowledgment Number):确认号字段用于确认接收到的数据。TCP的数据传输是双向的,接收方通过确认号来告知发送方已经成功接收到了哪些数据。确认号指示下一个期望接收的数据字节的序号。发送方根据接收到的确认号来确定哪些数据已经被成功接收,哪些数据需要重传。

这两个字段的配合使得TCP协议能够实现可靠的数据传输。发送方根据序号发送数据,接收方根据确认号确认已经接收到的数据,并通过确认号告知发送方下一个期望接收的数据位置,从而实现数据的有序传输和可靠性。

数据偏移指的是首部长度

应用层

概述

C/S方式

P2P方式

动态主机配置协议DHCP

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)是一种网络协议,用于自动分配 IP 地址、子网掩码、网关地址以及其他网络参数给网络中的设备。它可以帮助网络管理员自动管理大量设备的 IP 地址分配,减少了手动配置 IP 地址的工作量,并且可以有效地防止 IP 地址冲突。

DHCP 主要有以下几个功能和特点:

  1. 自动 IP 地址分配:DHCP 可以动态地为设备分配 IP 地址,避免了手动配置 IP 地址的繁琐过程。
  2. 地址重用:当设备离开网络时,DHCP 服务器会回收该设备使用的 IP 地址,并可以将该地址分配给其他设备使用,提高了 IP 地址的利用率。
  3. 地址分配控制:DHCP 服务器可以通过设置租约时间等参数来控制 IP 地址的分配情况,例如设置 IP 地址的租用时间,防止地址过度占用。
  4. 动态更新:DHCP 可以动态更新设备的 IP 地址信息,当网络拓扑结构发生变化时,可以及时更新设备的 IP 地址。
  5. 减少 IP 地址冲突:DHCP 服务器会自动管理 IP 地址的分配,避免了手动配置 IP 地址可能带来的冲突。

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