网络原理 期末复习
1.概述
电路交换-两个用户始终占用端到端通信资源
分组交换-报文分成小的数据段,在各个路由器之间相互转发
速率-吞吐量-带宽-时延
2.物理层
奈氏准则:信道中码元传输的速率有上限
香农定理:信道极限速率C=W带宽log2(1+S/N信噪比)
复用:频分、时分、波分、码分、正交频分复用
码分复用:每个站有自己的m bit的码片,发送1-发送m,发送0-发送m的反码;每个站的码片不相同且正交;规格化内积,发送1为1,发送0为-1
3.数据链路层
点对点协议PPP:
封装成帧(帧定界);透明传输(字节填充:使用转义字符;零比特填充:传输5个连续1则填充一个0);差错检测(CRC码);
CSMA/CD载波监听多点接入/碰撞检测:
争用期/碰撞窗口:2τ
退避方法:重传次数k=min[重传次数,10] 退避倍率r=random[0,2k-1];退避r2τ时间,重传16次则丢弃
若是以太网,则2τ=512bit,则10Mb/s的以太网最短有效帧长=64KB
强化碰撞:碰撞发生时再发送32或64bit的认为干扰信号
扩展以太网:集线器HUB;交换机SWITCH(交换机的自学习功能)
集线器的所有接口是一个冲突域和广播域
交换机每个接口是一个冲突域,所有接口是一个广播域
透明网桥(转发表的建立过程)
VLAN:逻辑上划分多个广播域
路由器每个接口是一个冲突域和广播域
4.网络层 主机-主机
网际协议IP:
IP数据报格式:分片与重组、片偏移(8Byte为偏移单位)
IP地址编址{网络号,主机号}
分组转发
划分子网
无分类编址{网络前缀,主机号}
路由聚合
最长前缀匹配
IP地址分配(二叉线索树)
ARP协议:IP->MAC
ICMP:差错报文或询问报文
RIP协议:
基于距离向量的路由选择协议:直连-距离为1;经过路由器-距离+1;大于16=不可达
距离向量算法
收到来自X的RIP报文-把下一跳地址改为X,距离+1-对RIP的每一条:
不在路由表-添加;
下一跳路由地址是X-替换;下一跳不是X-若距离更小则更新
5.运输层
分用和复用:使用端口号
UDP用户数据报协议:
不用建立连接,不需给出确认
不保证可靠交付,不适用拥塞控制
面向报文
TCP传输控制协议:
一对一,全双工;可靠传输;面向字节流
停止等待协议:发送后等待确认,超时重传
连续ARQ协议:发送窗口;累计确认(对按序到达的最后一个分组发送确认);回退
TCP首部:确认号(期望接收下一字段的序号);ACK(1:有效;0:无效)
SYN(1表示这是连接请求或连接接受报文)FIN(1:数据已发送完毕)
可靠传输:超时重传和快重传(重复确认三次相同报文代表丢失)
流量控制:滑动窗口机制
拥塞控制:慢开始和拥塞避免
慢开始:拥塞窗口开始为0,每接收一个确认+1,则(正常1,2,4,8…)
慢开始门限ssthresh(小于则慢开始,大于则拥塞避免)
拥塞避免:加法增大,每经过RTT+1(正常1,2,3,4…)
若超时,则乘法减小(ssthresh0.5),cwnd=1,执行慢开始
若3次冗余确认,执行快恢复(ssthresh*0.5,cwnd=ssthresh,执行拥塞避免)
连接管理:
三次握手
四次挥手