一、TCP五層協(xié)議
1.體系結(jié)構(gòu)
2.各層功能(精簡(jiǎn)版)
應(yīng)用層:為應(yīng)用程序提供各種功能,有各種協(xié)議
表示層:數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化,數(shù)據(jù)編碼,解壓,解密等
會(huì)話層:建立,管理,維護(hù)會(huì)話,流量控制及出錯(cuò)控制
傳輸層:建立、管理和維護(hù)端到端的連接
網(wǎng)絡(luò)層:IP選址及路由選擇
數(shù)據(jù)鏈路層:提供介質(zhì)訪問和鏈路管理
物理層:傳輸數(shù)據(jù)比特流
二、數(shù)字信號(hào)常用的編碼方式
如圖
不歸零制:正電平代表1,負(fù)電平代表0。
歸零制:正脈沖代表1,負(fù)脈沖代表0。
曼徹斯特編碼:位周期中心的向上跳變代表0,位周期中心的向下跳變代表1。 但也可反過來定義。
差分曼徹斯特編碼:在每- -位的中心處始終都有跳變。位開始邊界有跳變代表0,而位開始邊界沒有跳變代表1。
從信號(hào)波形中可以看出,曼徹斯特(Manchester)編碼產(chǎn)生的信號(hào)頻率比不歸零制高。從自同步能力來看,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(這叫作沒有自同步能力),而曼徹斯特編碼具有自同步能力。
三、CSMA/CD協(xié)議
1.簡(jiǎn)介:
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection),在以太網(wǎng)中使用隨機(jī)爭(zhēng)用型的介質(zhì)訪問控制方法,即沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問的方法。
2.工作原理
CSMA/CD的基本原理是:每個(gè)節(jié)點(diǎn)都共享網(wǎng)絡(luò)傳輸信道,在每個(gè)站要發(fā)送數(shù)據(jù)之前,都會(huì)檢測(cè)信道是否空閑,如果空閑則發(fā)送,否則就等待;在發(fā)送出信息后,則對(duì)沖突進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)發(fā)現(xiàn)沖突時(shí),則取消發(fā)送。我們可以借助于生活中的一個(gè)例子來解釋:假設(shè)有這一層樓,兩旁住了幾十戶人,中間只有一條僅供一人同行的走道。我們看情況會(huì)怎么樣:①當(dāng)這些住戶要經(jīng)過走道出來時(shí),首先探出頭來看看走道上有沒有人(這就是載波監(jiān)聽),如果沒有,就通過走道出來;②如果走道上有人走,那么就一直盯著走道,直到走道上沒人時(shí)再出來(1-堅(jiān)持監(jiān)聽算法);③如果有兩人同時(shí)看到走道上沒有人,而同時(shí)走向走道(沖突檢測(cè)),則兩個(gè)人發(fā)現(xiàn)時(shí)就馬上回到自己屋里。在整個(gè)協(xié)議中最關(guān)鍵的是載波監(jiān)聽、沖突檢測(cè)兩部分。
四、IP地址分類
1. A類IP地址
一個(gè)A類IP地址由1字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3字節(jié)主機(jī)地址組成,網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“0”, 地址范圍從1.0.0.0 到126.0.0.0??捎玫腁類網(wǎng)絡(luò)有126個(gè),每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納1億多個(gè)主機(jī)。
2. B類IP地址
一個(gè)B類IP地址由2個(gè)字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2個(gè)字節(jié)的主機(jī)地址組成,網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“10”,地址范圍從128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B類網(wǎng)絡(luò)有16382個(gè),每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納6萬多個(gè)主機(jī) 。
3. C類IP地址
一個(gè)C類IP地址由3字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1字節(jié)的主機(jī)地址組成,網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“110”。范圍從192.0.0.0到223.255.255.255。C類網(wǎng)絡(luò)可達(dá)209萬余個(gè),每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納254個(gè)主機(jī)。
4. D類地址用于多點(diǎn)廣播(Multicast)
D類IP地址第一個(gè)字節(jié)以“l(fā)ll0”開始,它是一個(gè)專門保留的地址。它并不指向特定的網(wǎng)絡(luò),目前這一類地址被用在多點(diǎn)廣播(Multicast)中。多點(diǎn)廣播地址用來一次尋址一組計(jì)算機(jī),它標(biāo)識(shí)共享同一協(xié)議的一組計(jì)算機(jī)。
5. E類IP地址
以“l(fā)lll0”開始,為將來使用保留。
全零(“0.0.0.0”)地址對(duì)應(yīng)于當(dāng)前主機(jī)。全“1”的IP地址(“255.255.255.255”)是當(dāng)前子網(wǎng)的廣播地址。
在IP地址3種主要類型里,各保留了3個(gè)區(qū)域作為私有地址,其地址范圍如下:
A類地址:10.0.0.0~10.255.255.255 。
B類地址:172.16.0.0~172.31.255.255 。
C類地址:192.168.0.0~192.168.255.255。
A類地址的第一組數(shù)字為1~126。注意,數(shù)字0和 127不作為A類地址,數(shù)字127保留給內(nèi)部回送函數(shù),而數(shù)字0則表示該地址是本地宿主機(jī),不能傳送。
B類地址的第一組數(shù)字為128~191。
C類地址的第一組數(shù)字為192~223。
1. A類地址
A類地址的表示范圍為:0.0.0.0~126.255.255.255,默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)掩碼為:255.0.0.0;A類地址分配給規(guī)模特別大的網(wǎng)絡(luò)使用。A類網(wǎng)絡(luò)用第一組數(shù)字表示網(wǎng)絡(luò)本身的地址,后面三組數(shù)字作為連接于網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)的地址。分配給具有大量主機(jī)(直接個(gè)人用戶)而局域網(wǎng)絡(luò)個(gè)數(shù)較少的大型網(wǎng)絡(luò)。例如IBM公司的網(wǎng)絡(luò)。
2. B類地址
B類地址的表示范圍為:128.0.0.0~191.255.255.255,默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)掩碼為:255.255.0.0;B類地址分配給一般的中型網(wǎng)絡(luò)。B類網(wǎng)絡(luò)用第一、二組數(shù)字表示網(wǎng)絡(luò)的地址,后面兩組數(shù)字代表網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)地址。
3. C類地址
C類地址的表示范圍為:192.0.0.0~223.255.255.255,默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)掩碼為:255.255.255.0;C類地址分配給小型網(wǎng)絡(luò),如一般的局域網(wǎng)和校園網(wǎng),它可連接的主機(jī)數(shù)量是最少的,采用把所屬的用戶分為若干的網(wǎng)段進(jìn)行管理。C類網(wǎng)絡(luò)用前三組數(shù)字表示網(wǎng)絡(luò)的地址,最后一組數(shù)字作為網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)地址。
4.如圖
五.地址掩碼
子網(wǎng)掩碼(subnet mask)又叫網(wǎng)絡(luò)掩碼、地址掩碼、子網(wǎng)絡(luò)遮罩,它用來指明一個(gè)IP地址的哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)所在的子網(wǎng),以及哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)的位掩碼。子網(wǎng)掩碼不能單獨(dú)存在,它必須結(jié)合IP地址一起使用。
子網(wǎng)掩碼是一個(gè)32位地址,用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí),并說明該IP地址是在局域網(wǎng)上,還是在廣域網(wǎng)上。
通過計(jì)算機(jī)的子網(wǎng)掩碼判斷兩臺(tái)計(jì)算機(jī)是否屬于同一網(wǎng)段的方法是,將計(jì)算機(jī)十進(jìn)制的IP地址和子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的形式,然后進(jìn)行二進(jìn)制“與”(AND)計(jì)算(全1則得1,不全1則得0),如果得出的結(jié)果是相同的,那么這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)就屬于同一網(wǎng)段。
計(jì)算: a.首先,將主機(jī)數(shù)目從十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù);
b.接著,如果主機(jī)數(shù)小于或等于254(注意:應(yīng)去掉保留的兩個(gè)IP地址),則統(tǒng)計(jì)由“1”中得到的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù),設(shè)為N;如果主機(jī)數(shù)大于254,則 N>8,也就是說主機(jī)地址將超過8位;
c.最后,使用255.255.255.255將此類IP地址的主機(jī)地址位數(shù)全部置為1,然后按照“從后向前”的順序?qū)位全部置為0,所得到的數(shù)值即為所求的子網(wǎng)掩碼值。
六、更新路由表
1.如何利用RIP協(xié)議更新路由的算法計(jì)算路由表的更新
RIP協(xié)議是-種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議,是互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,其最大優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單。
RIP協(xié)議的特點(diǎn)是
(1) 僅和相鄰路由器交換信息。如果兩個(gè)路由器之間的通信不需要經(jīng)過另一個(gè)路由器,那么這兩個(gè)路由器就是相鄰的。RIP 協(xié)議規(guī)定,不相鄰的路由器不交換信息。
(2)路由器交換的信息是當(dāng)前本路由器所知道的全部信息,即自己的路由表。也就是說,交換的信息是:“我到本自治系統(tǒng)中所有網(wǎng)絡(luò)的(最短)距離,以及到每個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)經(jīng)過的下一跳路由器”
(3) 按固定的時(shí)間間隔交換路由信息,例如,每隔30秒。然后路由器根據(jù)收到的路由信息更新路由表。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí),路由器也及時(shí)向相鄰路由器通告拓?fù)渥兓蟮穆酚尚畔ⅰ?/p>
RIP協(xié)議根據(jù)從鄰居節(jié)點(diǎn)收到的路由信息更新自身的路由表,其更新算法的一個(gè)重要步驟是將收到的路由信息中的距離改為原值加1。
RIP協(xié)議更新路由的算法(具體規(guī)則)如下:
(1)收到相鄰路由器X的RIP報(bào)文,為方便,將其稱為路由表X(一個(gè)臨時(shí)表)。將路由表X中"下一跳路由器地址"字段都改為X,將所有"距離都加1(含義是:假定本路由器的下一跳為X,原來從X到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)的距離加上從本路由器到X的距離);
(2)對(duì)修改后的路由表X的每- -行,重復(fù):若目的網(wǎng)絡(luò)不在本地路由表中,則將該行添加到本地路由表中;否則,若下一跳的內(nèi)容與本地路由表中的相同,則替換本地路由表中的對(duì)應(yīng)行;否則,若該行的"距離"小于本地路由表中相應(yīng)行的“距離”,則用該行更新本地路由表中的相應(yīng)行;否則,返回;
(3)若180秒(或其它假定一定時(shí)間內(nèi))未收到鄰居X的路由表,則將到鄰居路由器X的距離置為16(不可達(dá))。
2.例題:如圖
七、TCP的擁塞控制
TCP進(jìn)行擁塞控制的算法有四種:慢開始、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)。
1.慢開始和擁塞避免
發(fā)送方維持一個(gè)叫做擁塞窗口cwnd(congestion window)的狀態(tài)變量。擁塞窗口的大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度,并且動(dòng)態(tài)地在變化。發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口等于擁塞窗口。
慢開始:當(dāng)主機(jī)開始發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),由于并不清楚網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷情況,所以如果立刻把大量數(shù)據(jù)字節(jié)注入到網(wǎng)絡(luò),就可能引起網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。先探測(cè)一下,即由小到大逐漸增大發(fā)送窗口(擁塞窗口)。使用慢開始算法后,每經(jīng)過一個(gè)傳輸輪次,擁塞窗口cwnd就加倍。
為了防止擁塞窗口cwnd增長(zhǎng)過大引起網(wǎng)絡(luò)擁塞,還需要設(shè)置一個(gè)慢開始門限 ssthresh。
當(dāng)cwnd<ssthresh時(shí),使用慢開始算法。
當(dāng)cwnd>ssthresh時(shí),停止使用慢開始算法而改用擁塞避免算法。
當(dāng)cwnd=ssthresh時(shí),既可使用慢開始算法,也可使用擁塞避免算法。
擁塞避免:讓擁塞窗口cwnd緩慢地增大,即每經(jīng)過一個(gè)往返時(shí)間RTT就把發(fā)送方的擁塞窗口cwnd加1(報(bào)文段的個(gè)數(shù))。
2.快重傳:讓發(fā)送方盡早知道發(fā)生了個(gè)別報(bào)文段的丟失。首先要求接收方不要等待自己發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)才進(jìn)行捎帶確認(rèn),而是要立刻發(fā)送確認(rèn),即使收到了失序的報(bào)文段也要立即發(fā)出對(duì)已收到的報(bào)文段的重復(fù)確認(rèn)。發(fā)送方只要一連收到3個(gè)重復(fù)確認(rèn),就知道接收方確實(shí)沒有收到,應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行重傳(即,快重傳)。這樣不會(huì)出現(xiàn)超時(shí),發(fā)送方也不會(huì)誤認(rèn)為出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)擁塞。文章來源:http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-478372.html
3.快恢復(fù):發(fā)送方知道現(xiàn)在只是丟失了個(gè)別的報(bào)文段,于是不啟動(dòng)慢開始,執(zhí)行快恢復(fù)算法。此時(shí),發(fā)送方調(diào)整門限值ssthresh=cwnd/2,同時(shí)cwnd=ssthresh,并開始執(zhí)行擁塞避免算法。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-478372.html
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