Ⅰ 計算機網路入門知識
計算機網路 課程的特點是計算機技術與通信技術的結合,從事計算機網路課程教學的教師應具備計算機網路建設、管理和研究的背景。下面是我整理的一些關於計算機網路入門知識的相關資料,供你參考。
計算機網路入門知識大全
一、計算機網路基礎
對「計算機網路」這個概念的理解和定義,隨著計算機網路本身的發展,人們提出了各種不同的觀點。
早期的計算機系統是高度集中的,所有的設備安裝在單獨的大房間中,後來出現了批處理和分時系統,分時系統所連接的多個終端必須緊接著主計算機。50年代中後期,許多系統都將地理上分散的多個終端通過通信線路連接到一台中心計算機上,這樣就出現了第一代計算機網路。
第一代計算機網路是以單個計算機為中心的遠程聯機系統。典型應用是由一台計算機和全美范圍內2000多個終端組成的飛機定票系統。
終端:一台計算機的外部設備包括CRT控制器和鍵盤,無GPU內存。
隨著遠程終端的增多,在主機前增加了前端機FEP當時,人們把計算機網路定義為「以傳輸信息為目的而連接起來,實現遠程信息處理或近一步達到資源共享的系統」,但這樣的通信系統己具備了通信的雛形。
第二代計算機網路是以多個主機通過通信線路互聯起來,為用戶提供服務,興起於60年代後期,典型代表是美國國防部高級研究計劃局協助開發的ARPAnet。
主機之間不是直接用線路相連,而是介面報文處理機IMP轉接後互聯的。IMP和它們之間互聯的.通信線路一起負責主機間的通信任務,構成了通信子網。通信子網互聯的主機負責運行程序,提供資源共享,組成了資源子網。
兩個主機間通信時對傳送信息內容的理解,信息表示形式以及各種情況下的應答信號都必須遵守一個共同的約定,稱為協議。
在ARPA網中,將協議按功能分成了若干層次,如何分層,以及各層中具體採用的協議的總和,稱為網路體系結構,體系結構是個抽象的概念,其具體實現是通過特定的硬體和軟體來完成的。
70年代至80年代中第二代網路得到迅猛的發展。
第二代網路以通信子網為中心。這個時期,網路概念為「以能夠相互共享資源為目的互聯起來的具有獨立功能的計算機之集合體」,形成了計算機網路的基本概念。
第三代計算機網路是具有統一的網路體系結構並遵循國際標準的開放式和標准化的網路。
IS0在1984年頒布了0SI/RM,該模型分為七個層次,也稱為0SI七層模型,公認為新一代計算機網路體系結構的基礎。為普及區域網奠定了基礎。(^60090922a^1)
70年代後,由於大規模集成電路出現,區域網由於投資少,方便靈活而得到了廣泛的應用和迅猛的發展,與廣域網相比有共性,如分層的體系結構,又有不同的特性,如區域網為節省費用而不採用存儲轉發的方式,而是由單個的廣播信道來連結網上計算機。
第四代計算機網路從80年代末開始,區域網技術發展成熟,出現光纖及高速網路技術,多媒體,智能網路,整個網路就像一個對用戶透明的大的計算機系統,發展為以Internet為代表的互聯網。
計算機網路:將多個具有獨立工作能力的計算機系統通過通信設備和線路由功能完善的網路軟體實現資源共享和數據通信的系統。
從定義中看出涉及到三個方面的問題:
(1)至少兩台計算機互聯。
(2)通信設備與線路介質。
(3)網路軟體,通信協議和NOS
二、計算機網路的分類
用於計算機網路分類的標准很多,如拓撲結構,應用協議等。但是這些標准只能反映網路某方面的特徵,最能反映網路技術本質特徵的分類標準是分布距離,按分布距離分為LAN,MAN,WAN,Internet。
1.區域網
幾米——10公里。小型機,微機大量推廣後發展起來的,配置容易,速率高,4Mbps~2GbpS。 位於一個建築物或一個單位內,不存在尋徑問題,不包括網路層。
2.都市網
10公里——100公里。對一個城市的LAN互聯,採用IEEE802.6標准,50Kbps~l00Kbps,位於一座城市中。
3.廣域網
也稱為遠程網,幾百公里——幾千公里。發展較早,租用專線,通過IMP和線路連接起來,構成網狀結構,解決循徑問題,速率為9.6Kbps~45Mbps 如:郵電部的CHINANET,CHINAPAC,和CHINADDN網。
4.互聯網
並不是一種具體的網路技術,它是將不同的物理網路技術按某種協議統一起來的一種高層技術。
三、區域網的特徵
區域網分布范圍小,投資少,配置簡單等,具有如下特徵:
(1)傳輸速率高:一般為1Mbps--20Mbps,光纖高速網可達100Mbps,1000MbpS
(2)支持傳輸介質種類多。
(3)通信處理一般由網卡完成。
(4)傳輸質量好,誤碼率低。
(5)有規則的拓撲結構。
四、區域網的組成
區域網一般由伺服器、工作站、網卡和傳輸介質四部分組成。
1.伺服器
運行網路0S,提供硬碟、文件數據及列印機共享等服務功能,是網路控制的核心。
從應用來說較高配置的普通486以上的兼容機都可以用於文件伺服器,但從提高網路的整體性能,尤其是從網路的系統穩定性來說,還是選用專用伺服器為宜。
目前常見的NOS主要有Netware,Unix和Windows NT三種。
(1)Netware:
流行版本V3.12,V4.11,V5.0,對硬體要求低,應用環境與DOS相似,技術完善,可靠,支持多種工作站和協議,適於區域網操作系統,作為文件伺服器,列印伺服器性能好。
(2)Unix:
一種典型的32位多用戶的NOS,主要應用於超級小型機,大型機上,目前常用版本有Unix SUR4.0。支持網路文件系統服務,提供數據等應用,功能強大,不易掌握,命令復雜,由AT&T和SCO公司推出。
(3)Windows NT Server 4.0:
一種面向分布式圖形應用程序的完整平台系統,界面與Win95相似,易於安裝和管理,且集成了Internet網路管理工具,前景廣闊。
伺服器分為文件伺服器,列印伺服器,資料庫伺服器,在Internet網上,還有Web,FTP,E-mail等伺服器。
網路0S朝著能支持多種通信協議,多種網卡和工作站的方向發展。
2.工作站
可以有自己的0S,獨立工作;通過運行工作站網路軟體,訪問Server共享資源,常見有DOS工作站,Windows 95工作站。
3.網卡
將工作站式伺服器連到網路上,實現資源共享和相互通信,數據轉換和電信號匹配。
網卡(NTC)的分類:
(1)速率:10Mbps,100Mbps
(2)匯流排類型:ISA/PCI
(3)傳輸介質介面:
單口:BNC(細纜)或RJ-45(雙絞線)。(^60090922b^2)
4.傳輸介質
目前常用的傳輸介質有雙絞線,同軸電纜,光纖等。
(1)雙絞線(TP):
將一對以上的雙絞線封裝在一個絕緣外套中,為了降低干擾,每對相互扭繞而成。分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)。區域網中UTP分為3類,4類,5類和超5類四種。
以AMP公司為例:
3類:10Mbps,皮薄,皮上注「cat3」,箱上注「3類」,305米/箱,400元/箱。
4類:網路中用的不多。
5類:(超5類)100Mbps,10Mbps,皮厚,匝密,皮上注「cat5」,箱上注5類,305米/箱,600—700元/箱(每段100米,接4個中繼器,最大500米)。
接線順序:
正常: 白桔 桔 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕
(對應) 1 2 3 4 5 6 7 8
集聯: 白綠 綠 白桔 棕 白棕 桔 白藍 藍
(對應) 1 2 3 4 5 6 7 8
STP:內部與UTP相同,外包鋁箔,Apple,IBM公司網路產品要求使用STP雙絞線,速率高,價格貴。
(2)同軸電纜:
由一根空心的外圓柱導體和一根位於中心軸線的內導線組成,兩導體間用絕緣材料隔開。
按直徑分為粗纜和細纜。
粗纜:傳輸距離長,性能高但成本高,使用於大型區域網干線,連接時兩端需終接器。
A.粗纜與外部收發器相連。
B.收發器與網卡之間用AUI電纜相連。
C.網卡必須有AUI介面:每段500米,100個用戶,4個中繼器可達2500米,收發器之間最小2.5米,收發器電纜最大50米。
細纜:傳輸距離短,相對便宜,用T型頭,與BNC網卡相連,兩端安50歐終端電阻。
每段185米,4個中繼器,最大925米,每段30個用戶,T型頭之間最小0.5米。 按傳輸頻帶分為基帶和寬頻傳輸。
基帶:數字信號,信號占整個信道,同一時間內能傳送一種信號。
寬頻:傳送的是不同頻率的信號。
(3)光纖:
應用光學原理,由光發送機產生光束,將電信號變為光信號,再把光信號導入光纖,在另一端由光接收機接收光纖上傳來的光信號,並把它變為電信號,經解碼後再處理。分為單模光纖和多模光纖。絕緣保密性好。
單模光纖:由激光作光源,僅有一條光通路,傳輸距離長,2公里以上。
多模光纖:由二極體發光,低速短距離,2公里以內。
五、區域網的幾種工作模式
1.專用伺服器結構(Server-Baseb)
又稱為「工作站/文件伺服器」結構,由若乾颱微機工作站與一台或多台文件伺服器通過通信線路連接起來組成工作站存取伺服器文件,共享存儲設備。
文件伺服器自然以共享磁碟文件為主要目的。 對於一般的數據傳遞來說已經夠用了,但是當資料庫系統和其他復雜而被不斷增加的用戶使用的應用系統到來的時候,伺服器已經不能承擔這樣的任務了,因為隨著用戶的增多,為每個用戶服務的程序也增多,每個程序都是獨立運行的大文件,給用戶感覺極慢,因此產生了客戶機/伺服器模式。
2.客戶機/伺服器模式(client/server)
其中一台或幾台較大的計算機集中進行共享資料庫的管理和存取,稱為伺服器,而將其他的應用處理工作分散到網路中其他微機上去做,構成分布式的處理系統,伺服器控制管理數據的能力己由文件管理方式上升為資料庫管理方式,因此,C/S由的伺服器也稱為資料庫伺服器,注重於數據定義及存取安全後備及還原,並發控制及事務管理,執行諸如選擇檢索和索引排序等資料庫管理功能,它有足夠的能力做到把通過其處理後用戶所需的那一部分數據而不是整個文件通過網路傳送到客戶機去,減輕了網路的傳輸負荷。C/S結構是資料庫技術的發展和普遍應用與區域網技術發展相結合的結果。
Ⅱ 計算機網路的基礎知識
1/①
星行拓撲結構
②
環行拓撲結構
③
匯流排型拓撲結構
網狀網路拓撲結構:
2/1.
星型結構
2.
環型結構
3.
匯流排型結構
4.
星型和匯流排型結合的復合
3/路由器
,中繼器,交換機
Ⅲ 計算機網路基礎怎麼學
計算機網路基礎學法:
1、看書:對於計算機比較基礎的模塊,我都是比較推薦找一本經典的書籍來好好學習下,不可以只看面經就去面試了。
2、做筆記:計算機網路的知識點還是比較多的,需要看書的時候做好筆記,方便復習。而且做筆記的時候可以就這個知識點去網路下,看看有沒有自己遺漏的點,再給補充進來。
學習計算機網路時我們一般採用折中的辦法,也就是中和 OSI 和 TCP/IP 的優點,採用一種只有五層協議的體系結構,這樣既簡潔又能將概念闡述清楚。
應用層(application-layer)的任務是通過應用進程間的交互來完成特定網路應用。應用層協議定義的是應用進程(進程:主機中正在運行的程序)間的通信和交互的規則。
對於不同的網路應用需要不同的應用層協議。在互聯網中應用層協議很多,如域名系統 DNS,支持萬維網應用的 HTTP 協議,支持電子郵件的 SMTP 協議等等。我們把應用層交互的數據單元稱為報文。
運輸層(transport layer)的主要任務就是負責向兩台主機進程之間的通信提供通用的數據傳輸服務。應用進程利用該服務傳送應用層報文。「通用的」是指並不針對某一個特定的網路應用,而是多種應用可以使用同一個運輸層服務。
Ⅳ 計算機網路技術基礎知識
1.在以單計算機為中心的聯機系統中,(通信子網)專門負責通信工作,從而實現數據處理與通信控制的分工。
2. 60年代中期,英國國家物理實驗室NPL的Davies提出了( 分組(Packer))的概念,1969年美國的(分組交換網ARPA)網投入運行,從而使計算機網路通信方式由終端與計算機之間的通信,發展到計算機與計算機之間的直接通信。
3. 國際標准化組織ISO著手制定開放系統互聯的一系列標准,旨在將(interconnection)計算機方便互聯,構成網路,該委員會制定了(interconnection / Open System Interconnection)縮寫為ISO/OSI。
4.計算機網路系統包括(MAN / Metropolitan Area Network)子網和(WAN / Wide Area Network)子網。
5.計算機網路按距離劃分分為:(Local Area Network;LAN)、(Metropolitan Area Network;MAN)和(Wide Area Network;WAN)。
6.計算機網路按數據交換方式劃分分為:(虛線路傳輸分組交換)、(報文交換)、(幀中繼交換)
1.計算機網路與終端分時系統都有哪些特點?
答:網路是計算機有自己的操作系統,例如微機連接成的網路。
終端是使用telnet方式登錄到伺服器。例如UNIX或linux上達到系統輸入數據的墓地。終端的操作系統非常小,一般銀行使用後種模式。
2.匯流排型結構的網路特點有哪些?
答:匯流排型結構的網路特點如下:結構簡單,可擴充性好。當需要增加節點時,只需要在匯流排上增加一個分支介面便可與分支節點相連,當匯流排負載不允許時還可以擴充匯流排;使用的電纜少,且安裝容易;使用的設備相對簡單,可靠性高;維護難,分支節點故障查找難。
3.星型結構的網路有哪些優點和缺點?
答:安裝和維護的費用較高,共享資源的能力較差,通信線路利用率不高,對中心結點要求相當高,一旦中心結點出現故障,則整個網路將癱瘓。
4.環形結構的網路有哪些優點和缺點?
答: 環形結構中的各節點通過有源介面連接在一條閉合的環形通信線路中,是點-點式結構。環形網中每個節點對佔用環路傳送數據都有相同權力,它發送的信息流按環路設計的流向流動 。為了提高可靠性,可採用雙環或多環等冗餘措施來解決。目前的環形結構中採用了一種多路訪問部件MAU,當某個節點發生故障時,可以自動旁路,隔離故障點,這也使可靠性得到了提高。
� 環形結構的優點是實時性好,信息吞吐量大,網的周長可達200km,節點可達幾百個。缺點因環路是封閉的。所以擴充不便。這種結構在IBM於1985年推出令牌環網後,已為人們所接受 ,目前推出的FDDI網就是使用這種雙環結構。
Ⅳ 計算機網路筆記——數據鏈路層(停等協議、GBN、SR)
流量控制:防止發送端發送和接收端接收速度不匹配造成傳輸錯誤
傳輸層和數據鏈路層均有流量控制,但是控制手法不一樣
傳輸層:端到端,接收端向發送端發送一個窗口公告。告訴發送端目前我能接收多少
數據鏈路層:點到點,接收端接收不下的就不回復確認(ack),讓發送端自己重傳
涉及協議較多分批寫
優點 :最簡單的控制協議
缺點 :但是性能較弱,信道利用率低
控制方法 :
發送方:發送一個幀
接收方:接收到幀後返回改幀的ack
發送方:接收到ack後發送下一個幀
差錯控制 :
注意 :
滑動窗口協議是基於停止等待協議的優化版本
停止等待協議性能是因為需要等待ack之後才能發送下一個幀,在傳送的很長時間內信道一直在等待狀態
滑動窗口則利用緩沖思想,允許連續發送(未收到ack之前)多個幀,以加強信道利用
窗口 :其實就是緩沖幀的一個容器,將處理好的幀發送到緩沖到窗口,可以發送時就可以直接發送,藉此優化性能。一個幀對應一個窗口。
GBN是滑動窗口中的一種,其中 發送窗口 > 1 , 接收窗口=1 因發送錯誤後需要退回到最後正確連續幀位置開始重發,故而得名。
控制方法 :
發送端:在將發送窗口內的數據連續發送
接收端:收到一個之後向接收端發送累計確認的ack
發送端:收到ack後窗口後移發送後面的數據
累計確認 :累計確認允許接收端一段時間內發送一次ack而不是每一個幀都需要發送ack。該確認方式確認代表其前面的幀都以正確接收到
eg:發送端發送了編號 0,1,2,3,4,5 的幀,等待一段時間後(超過3的超時計時器)累計收到的ack對應 0,2 幀,則證明已經成功 0,1,2 均已經成功接收, 3 傳輸錯誤。並且哪怕 4,5 兩個幀接收成功後也不會返回 4,5 的ack會一直等待從 3 開始重傳
差錯控制 :
發送幀丟失、ack丟失、ack遲到 等處理方法基本和停等協議相同,不同的是採用累計確認恢復的方式,當前面的幀出錯之後後面幀無論是否發送成功都要重傳
優點:信道利用率高(利用窗口有增加發送端佔用,並且減少ack回復次數)
缺點:累計確認使得該方法只接收正確順序的幀,而不接受亂序的幀,錯誤重傳浪費嚴重
發送窗口大小問題
窗口理論上是越多性能越好,但是窗口不能無限大,n比特編碼最大隻能2^(n-1)個窗口,否則會造成幀無法區分(本質就是留了一個比特區分兩組幀)
SR協議可以說是GBN的plus版本,在GBN的基礎上改回每一個幀都要確認的機制,解決了累計確認只接收順序幀的弊端只需要重發錯誤幀。
其中 發送窗口 > 1 , 接收窗口 > 1 , 接收窗口 > 發送窗口 (建議接 收窗口 = 發送窗口 接收窗口少了溢出多了浪費).
控制方法 :
發送端:將窗口內的數據連續發送
接收端:收到一個幀就將該幀緩存到窗口中並回復一個ack
接收端:接收到順序幀後將數據提交給上層並接收窗口後移(若接收到的幀不是連續的順序幀時接收窗口不移動)
發送端:接收到順序幀的ack後發送窗口後移(同理發送窗口接收到的ack不連續也不移動)
差錯控制 :
發送幀丟失、ack丟失、ack遲到 三類處理方式仍然和停等協議相同,不同的是SR向上層提交的是多個連續幀,停等只提交一個幀(不連續的幀要等接收或重傳完成後才會提交)
發送窗口大小問題
同GBN一樣,發送窗口和接收窗口都不能無限多,且不說緩存容量問題,當兩組幀同時發送時會造成無法區分,大小上限仍然是2^(n-1)個窗口(本質就是留了一個比特寫組號)
窗口大小這里留一張截圖,方便理解
假設窗口大小都為3(圖中編號到了3是借4窗口的圖,正常應編號到2,但是不妨礙理解)
左邊是錯誤重發,第一組的0幀ack丟失了
右邊是正常收發
三種協議對比:
停等協議:單線程的傻子,簡單不易出錯,但是效率極其低下
GBN:假的多線程(接收端太坑啦),接收端是情種,只等待自己哪一個幀,丟棄了後來的幀
SR:多線程,接收端有收藏癖,等待集齊一套召喚神龍(提交給上層這只神龍……)
Ⅵ 計算機網路自頂向下方法多久看完
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計算機網路自頂向下方法 【第一章 計算機網路及網際網路】 原創
2021-12-08 14:43:31
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目錄
1.1 什麼是網際網路
1.1.1 具體構成描述
1.1.2 服務描述
1.1.3 網路協議
1.2 網路邊緣
1.2.1 接入網
1.3 網路核心
1.3.1分組交換
1.3.2 電路交換
1.3.3 報文交換
1.4 交換網中的時延,丟包和吞吐量
1.5 協議層次及其服務模型
1.1 什麼是網際網路
我們可以用兩種方式描述網際網路
1.1.1 具體構成描述
端系統(主機):與網際網路相連的設備
端系統通過通信鏈路和分組交換機連接到一起
通信鏈路由不同的物理媒體組成,傳播速度用bit/s來計算
分組:當一台端系統要向另一台端系統發送數據時,發送端系統將數據分段,並為每段加上頭部位元組,由此形成的信息包叫分組
分組通過網路發送到接收端系統,在那裡被裝配成初始數據
分組交換機從它的一條入通信鏈路接收到達的消息,並從它的一條出通信鏈路轉發該條消息
最著名的分組交換機:路由器和鏈路層交換機
路由器通常用作網路核心
鏈路層交換機常用在接入網
一個分組所經歷的一系列的通信鏈路和分組交換機稱為通過網路的路徑
端系統通過**網際網路服務供應商(ISP)**接入網際網路中
每個ISP本身就是一個由多台分組交換機和通信鏈路組成的網路,各ISP為端系統提供了不同類型的網路接入
端系統,分組交換機和其他網路部件都需要運行一系列的協議
網際網路最重要的協議TCP/IP
IP協議定義了路由器和端系統之間交換的分組格式
在這里插入圖片描述
1.1.2 服務描述
分布式應用程序: 應用程序涉及在多個相互交換數據的端系統,故稱他們分布式應用程序。
與網際網路相連的端系統都有一個套接字介面,該介面規定了運行在端系統上的程序請求在網際網路基礎設施向另一個端系統上特定的目的程序交付數據的方式
網際網路套接字介面是一個發送程序必須遵守的規則合集
1.1.3 網路協議
在網際網路中,任何兩個以上的遠程通訊實體的所有活動都受協議的制約
協議定義了在兩個通訊實體之間交換的報文的格式和順序,以及報文的發送或接收一條報文或其他時間所採取的動作
1.2 網路邊緣
位於網路邊緣的主機又分為兩類:客戶和伺服器
客戶通常是桌面PC,智能手機等
伺服器是更強大的機器,用於存儲和發布Web頁面,郵件等
1.2.1 接入網
接入網:是將端系統物理連接到其邊緣路由器的網路
邊緣路由器 是端系統到任何其他遠程端系統的路徑上的第一台路由器
家庭接入有兩種最流行的類型:數字用戶線(DSL)和電纜
1.3 網路核心
網路核心: 又端系統的分組交換機和鏈路構成的網狀網路
1.3.1分組交換
端系統之間彼此交換報文,報文可以執行一種控制功能,也可以包含數據
為了從源端系統向目的端系統發送一個報文,源將上報文劃分為較小的數據塊,稱為分組
分組以鏈路的最大傳輸速率的速度通過通信鏈路
多數分組交換機在鏈路的輸入端使用存儲轉發傳輸,是指在交換機開始向輸出鏈路傳輸該分組的第一個比特之前,必須接受到整個分組
每台分組交換機和多個鏈路連接,對於每條相連的鏈路,該分組交換機具有一個輸出緩存,它用於存儲路由器准備發往那條鏈路的分組
如果該鏈路正在傳輸其他分組,那麼該分組必須在輸出緩存等待,這叫排隊時延
一個到達的分組可能發現輸出緩存已經滿了的情況,此時將出現分組丟包的情況
每個端系統都有一個IP地址。當源主機向目的主機發送一個分組時,源在該分組的首部包含了目的主機的IP地址
1.3.2 電路交換
電路交換:在這個發送者可以發送信息之前,電話網路必修要先在發送者和接受者之間建立一條連接。這是條真正的連接,在發送者和接受者之間的交換機都是維持著的。
當網路把這個電路建立好之後,在這個網路中的鏈路的傳輸速率也是維持好的。所以發送者可以以穩定的速率傳輸數據給接收者
鏈路中的電路是通過頻分復用FDM和時分復用TDM來實現的
對於FDM,鏈路的頻譜由跨越鏈路創建的所有連接共享。在連接期間鏈路為每條連結專用一個頻率。
在電話網路中,這個頻寬通常是4kHz,該頻段的寬度稱為帶寬
對於TDM,時間被劃分為固定的幀,每個幀又被劃分為固定數量的時隙
電路交換和分組交換的區別:
電路交換的三個步驟:
建立連接(分配通信資源)
通話(一直佔用通信資源)
釋放連接(歸還通信資源)
1.3.3 報文交換
報文交換
一個應用發送信息的整體就是一個報文。
在數據交換過程中,要以整個信息作為一個整體,一次性轉發到下一個鄰接路由器上,路由器再把整個報文接收到,再決定這個報文怎麼轉發,從哪個介面轉發出去,直至目的主機。
在這里插入圖片描述
1.4 交換網中的時延,丟包和吞吐量
我們希望網際網路服務在任意兩個端系統之間隨心所欲的瞬間移動數據而沒有任何數據損失,但那時不可能的,
所以計算機網路要限制在端系統之間的吞吐量:每秒能夠傳送的數據量
當一個分組從一個節點到另一個節點,該分組在沿途的每個節點經受了不同的時延:節點處理時延,排隊時延,傳輸時延,傳播時延,這些時延累加就是節點總時延
節點處理時延: 檢查分組首部和決定將該分組導向何處需要的時間
排隊時延: 在隊列中,當分組在鏈路上等待傳輸時,經受排隊時延
傳輸時延: 路由器推出整個分組需要的時間
傳播時延: 將分組傳播到另一個節點需要的時間
在這里插入圖片描述
到達分組時發現隊列滿了。由於沒有地方存儲這個分組,路由器將丟棄該分組,形成丟包
一個節點的性能不止可以從時延看出來,也可以從丟包率看出來
吞吐量
吞吐量表示在單位時間內通過某個網路(或信道、介面)的數據量
吞吐量被常用於對現實世界中的網路的一種測量,以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網路;吞吐量受網路帶寬或額定速率的限制。
時延帶寬積
時延帶寬積 = 傳播時延 × 帶寬
若發送端連續發送數據,則在所發送的第一個bit即將到達終點時,發送端就已經發送了時延帶寬積個bit;
鏈路的時延帶寬積又稱為以bit為單位的鏈路長度。
往返時間RRT
在許多情況下,網際網路上的信息不僅僅單方向傳輸,而是雙向交互;
我們有時候很需要知道雙向交互一次所需的時間。
利用率
信道利用率: 用來表示某信道有百分之幾的時間是被利用的(有數據通過)
網路利用率: 全網路的信道利用率的加權平均;
利用率並非越高越好,當某信道的利用率增大時,該信道引起的時延也會迅速增加,如下圖所示;
在這里插入圖片描述
丟包率
丟包率即分組丟失率,是指在一定的時間范圍內,傳輸過程中丟失的分組數量與總分組數量的比率;
分組丟失的兩個主要原因:分組誤碼,結點交換機緩存隊列滿(網路擁塞)。
1.5 協議層次及其服務模型
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計算機網路自頂向下方法筆記02_A橙_的博客
《計算機網路自頂向下方法》學習筆記02:運輸層。 運輸層介於應用層與網路層之間,為應用層提供了直接的通信服務。在應用層時已經介紹了兩種運輸層協議UDP和TCP,本章主要介紹這兩個協議和運輸層的原理及實現。
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《計算機網路 自頂向下方法》學習整理_TiSam的博客
《計算機網路 自頂向下方法》學習整理計算機網路1、計算機網路(1)英特網(2)網路邊緣(3)網路核心(4)時延、丟包、吞吐量(5)協議層次2、應用層(1)應用層協議(2)Web和HTTP(3)SMTP(4)DNS3、運輸層(1)運輸層服務(2)無連接運輸:UDP...
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《計算機網路-自頂向下方法》,計算機網路自頂向下方法
自頂向下方法來自於計算機演算法的其中一種思想結晶。當然在我們所了解的演算法中還有許多種類。下面是學習啦小編跟大家分享的是計算機網路自頂向下方法,歡迎大家來閱讀學習。計算機網路自頂向下方法工具/原料遞歸網路程序方法演算法方法/步驟自頂自下主要是一種演算法的實現,在不知道結果的情況之下,使用一種方法進行演算,得到一種正確的結果,也就可以命名用自頂向下的思想進行實現了。在方程式內,對於未知的結果也就是進行一種推...
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計算機網路自頂向下方法(一)——計算機網路和網際網路
不要成為理想的巨人,行動的矮子 寫在前面 為了更好地學習和掌握《計算機網路》這門課程,打算把自己的學習筆記轉化為博客,以便於更好地復習,也便於大家一起學習與交流。 參考課程:中科大-鄭老師《計算機網路》 參考書籍:《計算機網路自頂向下方法》原書第七版 什麼是Internet? 網際網路是一個世界范圍的計算機網路,即它是一個互聯了遍及全世界數計算設備的網路。 具體構成及描述 計算設備 : 主機(端系統)、運行的網路應用程序 節點: 主機及其上運行的應用程序 路由器、交換機等網路交換設備 例如:手機、平.
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最新發布 計算機網路-自頂向下方法(筆記)
計算機網路自頂向下(第7版)
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計算機網路 通信網路筆記(自頂向下的方法)from top to the botton of MIT
網路利用率大並不是好事:會導致網路很堵,速度變慢。時延變長。 第一章計算吞吐量: 考慮下圖,其中有一個機構網路連接到互聯網。假設平均對象大小為900,000位,並且從機構的瀏覽器到原始伺服器的平均請求速率為每秒15個請求。還假設從接入鏈路互聯網上的路由器轉發HTTP請求到收到響應所需的時間平均為3秒。對於平均接入延遲(access delay),即從互聯網路由器到機構路由器的延遲,可以建模為,ta是通過訪問鏈路發送對象所需的平均時間(也就是機構網路到原始伺服器網路的時間,圈起來的部分),b是對象到達訪問鏈路
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《計算機網路自頂向下方法》Wireshark lab(一)
Getting Started Wireshark:A packet sniffer for observing the messages exchanged between executing protocol entities A packet sniffer captures (「sniffs」) messages being sent/received from/by your computer; it will also typically store and/or display the con
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熱門推薦 計算機網路(自頂向下方法)學習筆記
目錄 第一章 計算機網路和網際網路 1.1 什麼是網際網路 1.1.1 組成描述 1.1.2 服務描述 1.1.3 協議 1.2 網路的邊緣 1.2.1 接入網 1.2.2 物理媒體 1.3 網路核心 1.3.1 分組交換 1.3.2 電路交換 1.3.3 分組交換和電路交換的對比 1.3.4 網路的網路 1.4 分組交換中的時延、丟包、吞吐量 1.4.1 分組交換...
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計算機網路 自頂向下方法
文章目錄學習本書的目的一、第一章 計算機網路和網際網路二、使用步驟總結 學習本書的目的 主要目的並不是學習計算機網路的只是,而是學習作者的思維方式,以及自己對這種思維方式的理解。 一、第一章 計算機網路和網際網路 這一章首先描述了什麼是網際網路,以及網際網路在我們生活中的應用,讓我對網際網路很感興趣,然後就描述了網際網路中最簡單的例子,兩個端之間的數據傳輸,講解數據傳輸的時候從協議到路由器最後到通信衛星,讓我腦子里大致有個輪廓,就是兩個端傳遞需要那些設備支持。由兩個端的數據傳輸,自然將到了多端傳輸,多端傳輸一個是多端之
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計算機網路(自頂向下方法)-網路層
將路由器、交換機和目前大多數網路設備的功能進一步抽 象成:按照流表(由控制平面設置的控制邏輯)進行PDU。:替換目標IP地址和埠號,採用存
Ⅶ 思科模擬器中,線纜兩端物理連接不通,亮什麼顏色
安裝好以後啟動,軟體界面如圖:
在這里插入圖片描述
2.我們在工作區中添加一個2600 XM路由器。首先我們在設備類型庫中選擇路由器,特定設備庫中單擊2600 XM路由器,然後在工作區中單擊一下就可以把2600 XM路由器添加到工作區中了。我們用同樣的方式再添加一個2950-24交換機和兩台PC。注意我們可以按住Ctrl鍵再單擊相應設備以連續添加設備。
3.接下來我們要選取合適的線型將設備連接起來。我們可以根據設備間的不同介面選擇特定的線型來連接,當然如果我們只是想快速的建立網路拓撲而不考慮線型選擇時我們可以選擇自動連線。
在這里插入圖片描述
各線纜兩端有不同顏色的圓點,它們分別表示什麼樣的含義呢?
鏈路圓點的狀態 含義
亮綠色 物理連接准備就緒,還沒有Line Protocol status 的指示
閃爍的綠色 連接激活
紅色 物理連接不通,沒有信號
黃色 交換機埠處於"阻塞"狀態
名詞解釋:
DHCP 動態主機控制協議
subnet Mask 子網掩碼
default Gateway (默認路由)默認網關
router 路由器
switches 交換機
hubs 集線器
wireless Devices 無線設備
WAN emulation 模擬廣域網
界面基本組件介紹:
Routers 路由器(Ctrl+Alt+R)
Alt
Switches 交換機(Ctrl+Alt+S)
Alt
Hubs 集線器(Ctrl+Alt+U)
Alt
Wieless Devices 無線設備(Ctrl+Alt+W)
Alt
Connections 通訊鏈路(Ctrl+Alt+O)
我們一般選擇連接線中的第一個,它會幫自動選擇合適的鏈路的類型
Alt
End Devices 終端設備(Ctrl+Alt+V)
Alt
WAN Emualtion WAN模擬(Ctrl+Alt+N)
Alt
Custom Made Devices 定製設備(Ctrl+Alt+T)
Alt
Multiuser Connection 多用戶連接器(Ctrl+Alt+N)
Alt
接下來用一個具體的例子來介紹基本使用方法
最終的效果圖:
在這里插入圖片描述
首先添加如下設備:
在這里插入圖片描述
當我們想要想使用自動連接線連接各個設備時,發現報錯:
在這里插入圖片描述
原因在於默認的2620XM路由器埠不夠用,我們需要在設備互連前要添加所需的路由器模塊(添加模塊時注意要關閉電源)。我們為 Router 0 添加NM-4E模塊(將模塊添加到空缺處即可,刪除模塊時將模塊拖回到原處即可)。
在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述
關閉後再次將NM-4E模塊拖拽進空缺處,然後啟動路由器電源,即可。
上面三個路由器都重復此操作,全部換上NM-4E路由單元。
構成以下網路拓撲圖:
在這里插入圖片描述
紅色燈表示物理連接不通,沒有信號,如何把紅色燈變成綠色呢?
很簡單,只需把已連接的埠狀態打開即可。
在這里插入圖片描述
如圖,我們可以把滑鼠移動到紅點上,會顯示當前的線路連接的是設備的哪個埠。
在這里插入圖片描述
找到對應的埠後,滑鼠單擊設備,把對應埠的Port Status打開。
在這里插入圖片描述
重復以上步驟,把所有的指示燈全部變綠。
在這里插入圖片描述
但是,我們還需要進一步的配置,才能真正將其聯通。
安裝了NM-4E路由單元的路由器,具有5個可連接埠:
在這里插入圖片描述
這些埠是我們配置路由的關鍵。
我們可以看到Router0與PC0機器相連接的是Fa0/0埠。
配置Router0的FastEthernet0/0介面:
在這里插入圖片描述
配置主機PC0的IP地址信息(必須確保與上面Router0的相應介面配置匹配!!!!):
在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述
對於路由器而言每個埠必須保證IP地址唯一。
重復以上步驟,直到,所有的設備都分配了唯一的IP地址,並且路由器的埠都配置配置正確。
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[計算機網路筆記01] Packet Tracer的簡單使用_wong_faye的博客-CSDN博 ...
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Packet Tracer相關命令_木子木木夕然的博客_packet...
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最新發布 思科網路模擬器Packet Tracer教程
常用的網路設備如下,主要有:路由器、交換機、集線器、無線設備(AP等)、終端設備(PC、Laptop、Phone、Tablet等)、連線(串口線、雙絞線、光纜等)使用Fiber線將Router1的FastEthernet1/0 連接到交換機的FastEthernet0/1(注意:是1/0連接到0/1)用Serial DCE線將 Router0的 Serial0/0/0 連接到 Router1的 Serial0/0。使用Console線將Router0的Console連接到配置終端的RS 232。
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思科模擬器使用教程PDF版(全)
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Cisco Packet Tracer簡單使用教程——路由器配置,計算機網路實驗
Cisco Packet Tracer 的簡單使用,靜態網路的配置,計算機網路實訓
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計算機網路實驗(一)Packet Tracer介紹
Packet Tracer介紹 Packet Tracer是Cisco公司針對CCNA認證開發的一個用來設計、配置和故障排除網路的模擬軟體。 Packer Tracer模擬器軟體比Boson功能強大,比Dynamips操作簡單,非常適合網路設備初學者使用。 Packet Tracer模擬器是考CCNA必須掌握的軟體。 學習任務 1、安裝Packer Tracer; 2、利用一台型號為2960的交換機將2pc機互連組建一個小型區域網; 3、分別設置pc機的...
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Packet Tracer的使用(一)
Packet Tracer概述 Packet Tracer是一個使人興奮的網路設計、模擬和建模工具,它允許您在網路、網路安全和物聯網(IoT)方面開發您的技能。它允許您建模復雜的系統,而不需要專門的設備。 Packet Tracer是一種創新的網路模擬和可視化工具。它可以幫助你通過桌面電腦或基於Android或iOS的移動設備練習網路配置和故障排除技能。Packet Tracer可用於L...
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計算機網路——Packet Tracer實現簡單區域網組建和配置
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PacketTracer簡單使用】
Packet Tracer搭建網路拓撲觀察分組軌跡的簡單使用
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思科模擬器(Cisco Packet Tracer)安裝步驟 一、下載思科 Cisco Packet Tracer 6.2 網路模擬器正式版軟體包,下載完成後得到zip格式的壓縮包,滑鼠右鍵點擊壓縮包選擇解壓到當前文件夾,進入文件夾,雙擊Cisco Packet Tracer 6.2.0.0052 for Windows Student Version (no tutorials)安裝,點擊Next。 二、進入思科模擬器(Cisco Packet Tracer)使用協議界面,我們先點擊..
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Cisco Packet Tracer的基本應用
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熱門推薦 Packet Tracer官網下載
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計算機網路基礎——實驗一:PacketTracer基本使用
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packet tracer 下載及簡介
Packet Tracer Cisco Packet Tracer (下面簡稱PT)是由Cisco公司發布的一個模擬網路環境的輔助學習工具,為學習思科網路課程的初學者去設計、配置、排除網路故障提供了環境。 PT提供可視化、可交互的用戶圖形界面,來模擬各種網路設備及其網路處理過程,使得實驗更直觀、更靈活、更方便。 可以學習IOS的配置、鍛煉故障排查能力。 在packer tracer 的最下面一條是模塊功能區 網路設備(network devices),裡面有特定的子類有路由器(routers),交換機(sw
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Cisco Packet Tracer(對cisco模擬器的初識+路由基本配置)
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Packet Tracer安裝包及安裝教程(8.0版本)
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Cisco Packet Tracer 實驗 直接連接兩台 PC 構建 LAN 將兩台 PC 直接連接構成一個網路。注意:直接連接需使用交叉線。 進行兩台 PC 的基本網路配置,只需要配置 IP 地址即可,然後相互 ping 通即成功。 用交換機構建 LAN 構建如下拓撲結構的區域網: PC0 能否 ping 通 PC1、PC2、PC3 ? 能ping通P1 不能Ping通PC2、PC3 PC3 能否 ping 通 PC0、PC1、PC2 ?為什麼? 不能ping通 PC0、PC1 能ping通
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Cisco Packet Tracer下載和安裝、構建網路拓撲、配置網路設備、跟蹤數據包、查看數據包
Cisco Packet Tracer下載和安裝、構建網路拓撲、配置網路設備、跟蹤數據包、查看數據包 下載 一、注冊Cisco賬戶 網址:https://www.cisco.com/c/en/us/index.html 二、注冊Cisco學院的賬戶 網址:https://www.netacad.com/zh-hans/courses/packet-tracer/introction-packet-tracer 注意: 學院的帳號也要注冊,否則Packet Tracer軟體每次都要求登陸,否則只能以Gu
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1.3.1 認識 Packet Tracer 軟體
Packet Tracer 是 Cisco 公司針對 CCNA 認證開發的一個用來設計、配置和故障排除網路的模擬軟體。
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packet tracer
路由器
Ⅷ 【408考研】計算機網路謝希第七版和第八版的區別是什麼對23考研有影響嗎
基本沒有影響,你到時候復習的時候基本上也是去聽網課,這個不是必要的,你只需要去王道那邊好好看一下人家的書和相關的資料就可以了,課本其實都不是必須的。
Ⅸ 計算機網路的基礎知識(2)
1 C.
2 D.
3 A.
4 B.
5 B.
6 D.
7 C.
8 A.
9 A.
10 C.
11 B.
12 A.
13 C.
14 C.
15 A.
16 D.
Ⅹ 計算機網路自學筆記:TCP
如果你在學習這門課程,僅僅為了理解網路工作原理,那麼只要了解TCP是可靠傳輸,數據傳輸丟失時會重傳就可以了。如果你還要參加研究生考試或者公司面試等,那麼下面內容很有可能成為考查的知識點,主要的重點是序號/確認號的編碼、超時定時器的設置、可靠傳輸和連接的管理。
1 TCP連接
TCP面向連接,在一個應用進程開始向另一個應用進程發送數據之前,這兩個進程必須先相互「握手」,即它們必須相互發送某些預備報文段,以建立連接。連接的實質是雙方都初始化與連接相關的發送/接收緩沖區,以及許多TCP狀態變數。
這種「連接」不是一條如電話網路中端到端的電路,因為它們的狀態完全保留在兩個端系統中。
TCP連接提供的是全雙工服務 ,應用層數據就可在從進程B流向進程A的同時,也從進程A流向進程B。
TCP連接也總是點對點的 ,即在單個發送方與單個接收方之間建立連接。
一個客戶機進程向伺服器進程發送數據時,客戶機進程通過套接字傳遞數據流。
客戶機操作系統中運行的 TCP軟體模塊首先將這些數據放到該連接的發送緩存里 ,然後會不時地從發送緩存里取出一塊數據發送。
TCP可從緩存中取出並放入報文段中發送的數據量受限於最大報文段長MSS,通常由最大鏈路層幀長度來決定(也就是底層的通信鏈路決定)。 例如一個鏈路層幀的最大長度1500位元組,除去數據報頭部長度20位元組,TCP報文段的頭部長度20位元組,MSS為1460位元組。
報文段被往下傳給網路層,網路層將其封裝在網路層IP數據報中。然後這些數據報被發送到網路中。
當TCP在另一端接收到一個報文段後,該報文段的數據就被放人該連接的接收緩存中。應用程序從接收緩存中讀取數據流(注意是應用程序來讀,不是操作系統推送)。
TCP連接的每一端都有各自的發送緩存和接收緩存。
因此TCP連接的組成包括:主機上的緩存、控制變數和與一個進程連接的套接字變數名,以及另一台主機上的一套緩存、控制變數和與一個進程連接的套接字。
在這兩台主機之間的路由器、交換機中,沒有為該連接分配任何緩存和控制變數。
2報文段結構
TCP報文段由首部欄位和一個數據欄位組成。數據欄位包含有應用層數據。
由於MSS限制了報文段數據欄位的最大長度。當TCP發送一個大文件時,TCP通常是將文件劃分成長度為MSS的若干塊。
TCP報文段的結構。
首部包括源埠號和目的埠號,它用於多路復用/多路分解來自或送至上層應用的數據。另外,TCP首部也包括校驗和欄位。報文段首部還包含下列欄位:
32比特的序號欄位和32比特的確認號欄位。這些欄位被TCP發送方和接收方用來實現可靠數據傳輸服務。
16比特的接收窗口欄位,該欄位用於流量控制。該欄位用於指示接收方能夠接受的位元組數量。
4比特的首部長度欄位,該欄位指示以32比特的字為單位的TCP首部長度。一般TCP首部的長度就是20位元組。
可選與變長的選項欄位,該欄位用於當發送方與接收方協商最大報文段長度,或在高速網路環境下用作窗口調節因子時使用。
標志欄位ACK比特用於指示確認欄位中的ACK值的有效性,即該報文段包括一個對已被成功接收報文段的確認。 SYN和FIN比特用於連接建立和拆除。 PSH、URG和緊急指針欄位通常沒有使用。
•序號和確認號
TCP報文段首部兩個最重要的欄位是序號欄位和確認號欄位。
TCP把數據看成一個無結構的但是有序的位元組流。TCP序號是建立在傳送的位元組流之上,而不是建立在傳送的報文段的序列之上。
一個報文段的序號是該報文段首位元組在位元組流中的編號。
例如,假設主機A上的一個進程想通過一條TCP連接向主機B上的一個進程發送一個數據流。主機A中的TCP將對數據流中的每一個位元組進行編號。假定數據流由一個包含4500位元組的文件組成(可以理解為應用程序調用send函數傳遞過來的數據長度),MSS為1000位元組(鏈路層一次能夠傳輸的位元組數),如果主機決定數據流的首位元組編號是7。TCP模塊將為該數據流構建5個報文段(也就是分5個IP數據報)。第一個報文段的序號被賦為7;第二個報文段的序號被賦為1007,第三個報文段的序號被賦為2007,以此類推。前面4個報文段的長度是1000,最後一個是500。
確認號要比序號難理解一些。前面講過,TCP是全雙工的,因此主機A在向主機B發送數據的同時,也可能接收來自主機B的數據。從主機B到達的每個報文段中的序號欄位包含了從B流向A的數據的起始位置。 因此主機B填充進報文段的確認號是主機B期望從主機A收到的下一報文段首位元組的序號。
假設主機B已收到了來自主機A編號為7-1006的所有位元組,同時假設它要發送一個報文段給主機A。主機B等待主機A的數據流中位元組1007及後續所有位元組。所以,主機B會在它發往主機A的報文段的確認號欄位中填上1007。
再舉一個例子,假設主機B已收到一個來自主機A的包含位元組7-1006的報文段,以及另一個包含位元組2007-3006的報文段。由於某種原因,主機A還沒有收到位元組1007-2006的報文段。
在這個例子中,主機A為了重組主機B的數據流,仍在等待位元組1007。因此,A在收到包含位元組2007-3006的報文段時,將會又一次在確認號欄位中包含1007。 因為TCP只確認數據流中至第一個丟失報文段之前的位元組數據,所以TCP被稱為是採用累積確認。
TCP的實現有兩個基本的選擇:
1接收方立即丟棄失序報文段;
2接收方保留失序的位元組,並等待缺少的位元組以填補該間隔。
一條TCP連接的雙方均可隨機地選擇初始序號。 這樣做可以減少將那些仍在網路中的來自兩台主機之間先前連接的報文段,誤認為是新建連接所產生的有效報文段的可能性。
•例子telnet
Telnet由是一個用於遠程登錄的應用層協議。它運行在TCP之上,被設計成可在任意一對主機之間工作。
假設主機A發起一個與主機B的Telnet會話。因為是主機A發起該會話,因此主機A被標記為客戶機,主機B被標記為伺服器。用戶鍵入的每個字元(在客戶機端)都會被發送至遠程主機。遠程主機收到後會復制一個相同的字元發回客戶機,並顯示在Telnet用戶的屏幕上。這種「回顯」用於確保由用戶發送的字元已經被遠程主機收到並處理。因此,在從用戶擊鍵到字元顯示在用戶屏幕上之間的這段時間內,每個字元在網路中傳輸了兩次。
現在假設用戶輸入了一個字元「C」,假設客戶機和伺服器的起始序號分別是42和79。前面講過,一個報文段的序號就是該報文段數據欄位首位元組的序號。因此,客戶機發送的第一個報文段的序號為42,伺服器發送的第一個報文段的序號為79。前面講過,確認號就是主機期待的數據的下一個位元組序號。在TCP連接建立後但沒有發送任何數據之前,客戶機等待位元組79,而伺服器等待位元組42。
如圖所示,共發了3個報文段。第一個報文段是由客戶機發往伺服器,其數據欄位里包含一位元組的字元「C」的ASCII碼,其序號欄位里是42。另外,由於客戶機還沒有接收到來自伺服器的任何數據,因此該報文段中的確認號欄位里是79。
第二個報文段是由伺服器發往客戶機。它有兩個目的:第一個目的是為伺服器所收到的數據提供確認。伺服器通過在確認號欄位中填入43,告訴客戶機它已經成功地收到位元組42及以前的所有位元組,現在正等待著位元組43的出現。第二個目的是回顯字元「C」。因此,在第二個報文段的數據欄位里填入的是字元「C」的ASCII碼,第二個報文段的序號為79,它是該TCP連接上從伺服器到客戶機的數據流的起始序號,也是伺服器要發送的第一個位元組的數據。
這里客戶機到伺服器的數據的確認被裝載在一個伺服器到客戶機的數據的報文段中,這種確認被稱為是捎帶確認.
第三個報文段是從客戶機發往伺服器的。它的唯一目的是確認已從伺服器收到的數據。
3往返時延的估計與超時
TCP如同前面所講的rdt協議一樣,採用超時/重傳機制來處理報文段的丟失問題。最重要的一個問題就是超時間隔長度的設置。顯然,超時間隔必須大於TCP連接的往返時延RTT,即從一個報文段發出到收到其確認時。否則會造成不必要的重傳。
•估計往返時延
TCP估計發送方與接收方之間的往返時延是通過採集報文段的樣本RTT來實現的,就是從某報文段被發出到對該報文段的確認被收到之間的時間長度。
也就是說TCP為一個已發送的但目前尚未被確認的報文段估計sampleRTT,從而產生一個接近每個RTT的采樣值。但是,TCP不會為重傳的報文段計算RTT。
為了估計一個典型的RTT,採取了某種對RTT取平均值的辦法。TCP據下列公式來更新
EstimatedRTT=(1-)*EstimatedRTT+*SampleRTT
即估計RTT的新值是由以前估計的RTT值與sampleRTT新值加權組合而成的。
參考值是a=0.125,因此是一個加權平均值。顯然這個加權平均對最新樣本賦予的權值
要大於對老樣本賦予的權值。因為越新的樣本能更好地反映出網路當前的擁塞情況。從統計學觀點來講,這種平均被稱為指數加權移動平均
除了估算RTT外,還需要測量RTT的變化,RTT偏差的程度,因為直接使用平均值設置計時器會有問題(太靈敏)。
DevRTT=(1-β)*DevRTT+β*|SampleRTT-EstimatedRTT|
RTT偏差也使用了指數加權移動平均。B取值0.25.
•設置和管理重傳超時間隔
假設已經得到了估計RTT值和RTT偏差值,那麼TCP超時間隔應該用什麼值呢?TCP將超時間隔設置成大於等於估計RTT值和4倍的RTT偏差值,否則將造成不必要的重傳。但是超時間隔也不應該比估計RTT值大太多,否則當報文段丟失時,TCP不能很快地重傳該報文段,從而將給上層應用帶來很大的數據傳輸時延。因此,要求將超時間隔設為估計RTT值加上一定餘量。當估計RTT值波動較大時,這個余最應該大些;當波動比較小時,這個餘量應該小些。因此使用4倍的偏差值來設置重傳時間。
TimeoutInterval=EstimatedRTT+4*DevRTT
4可信數據傳輸
網際網路的網路層服務是不可靠的。IP不保證數據報的交付,不保證數據報的按序交付,也不保證數據報中數據的完整性。
TCP在IP不可靠的盡力而為服務基礎上建立了一種可靠數據傳輸服務。
TCP提供可靠數據傳輸的方法涉及前面學過的許多原理。
TCP採用流水線協議、累計確認。
TCP推薦的定時器管理過程使用單一的重傳定時器,即使有多個已發送但還未被確認的報文段也一樣。重傳由超時和多個ACK觸發。
在TCP發送方有3種與發送和重傳有關的主要事件:從上層應用程序接收數據,定時器超時和收到確認ACK。
從上層應用程序接收數據。一旦這個事件發生,TCP就從應用程序接收數據,將數據封裝在一個報文段中,並將該報文段交給IP。注意到每一個報文段都包含一個序號,這個序號就是該報文段第一個數據位元組的位元組流編號。如果定時器還沒有計時,則當報文段被傳給IP時,TCP就啟動一個該定時器。
第二個事件是超時。TCP通過重傳引起超時的報文段來響應超時事件。然後TCP重啟定時器。
第三個事件是一個來自接收方的確認報文段(ACK)。當該事件發生時,TCP將ACK的值y與變數SendBase(發送窗口的基地址)進行比較。TCP狀態變數SendBase是最早未被確認的位元組的序號。就是指接收方已正確按序接收到數據的最後一個位元組的序號。TCP採用累積確認,所以y確認了位元組編號在y之前的所有位元組都已經收到。如果Y>SendBase,則該ACK是在確認一個或多個先前未被確認的報文段。因此發送方更新其SendBase變數,相當於發送窗口向前移動。
另外,如果當前有未被確認的報文段,TCP還要重新啟動定時器。
快速重傳
超時觸發重傳存在的另一個問題是超時周期可能相對較長。當一個報文段丟失時,這種長超時周期迫使發送方等待很長時間才重傳丟失的分組,因而增加了端到端時延。所以通常發送方可在超時事件發生之前通過觀察冗餘ACK來檢測丟包情況。
冗餘ACK就是接收方再次確認某個報文段的ACK,而發送方先前已經收到對該報文段的確認。
當TCP接收方收到一個序號比所期望的序號大的報文段時,它認為檢測到了數據流中的一個間隔,即有報文段丟失。這個間隔可能是由於在網路中報文段丟失或重新排序造成的。因為TCP使用累計確認,所以接收方不向發送方發回否定確認,而是對最後一個正確接收報文段進行重復確認(即產生一個冗餘ACK)
如果TCP發送方接收到對相同報文段的3個冗餘ACK.它就認為跟在這個已被確認過3次的報文段之後的報文段已經丟失。一旦收到3個冗餘ACK,TCP就執行快速重傳 ,
即在該報文段的定時器過期之前重傳丟失的報文段。
5流量控制
前面講過,一條TCP連接雙方的主機都為該連接設置了接收緩存。當該TCP連接收到正確、按序的位元組後,它就將數據放入接收緩存。相關聯的應用進程會從該緩存中讀取數據,但沒必要數據剛一到達就立即讀取。事實上,接收方應用也許正忙於其他任務,甚至要過很長時間後才去讀取該數據。如果應用程序讀取數據時相當緩慢,而發送方發送數據太多、太快,會很容易使這個連接的接收緩存溢出。
TCP為應用程序提供了流量控制服務以消除發送方導致接收方緩存溢出的可能性。因此,可以說 流量控制是一個速度匹配服務,即發送方的發送速率與接收方應用程序的讀速率相匹配。
前面提到過,TCP發送方也可能因為IP網路的擁塞而被限制,這種形式的發送方的控制被稱為擁塞控制(congestioncontrol)。
TCP通過讓接收方維護一個稱為接收窗口的變數來提供流量控制。接收窗口用於告訴發送方,該接收方還有多少可用的緩存空間。因為TCP是全雙工通信,在連接兩端的發送方都各自維護一個接收窗口變數。 主機把當前的空閑接收緩存大小值放入它發給對方主機的報文段接收窗口欄位中,通知對方它在該連接的緩存中還有多少可用空間。
6 TCP連接管理
客戶機中的TCP會用以下方式與伺服器建立一條TCP連接:
第一步: 客戶機端首先向伺服器發送一個SNY比特被置為1報文段。該報文段中不包含應用層數據,這個特殊報文段被稱為SYN報文段。另外,客戶機會選擇一個起始序號,並將其放置到報文段的序號欄位中。為了避免某些安全性攻擊,這里一般隨機選擇序號。
第二步: 一旦包含TCP報文段的用戶數據報到達伺服器主機,伺服器會從該數據報中提取出TCPSYN報文段,為該TCP連接分配TCP緩存和控制變數,並向客戶機TCP發送允許連接的報文段。這個允許連接的報文段還是不包含應用層數據。但是,在報文段的首部卻包含3個重要的信息。
首先,SYN比特被置為1。其次,該 TCP報文段首部的確認號欄位被置為客戶端序號+1最後,伺服器選擇自己的初始序號,並將其放置到TCP報文段首部的序號欄位中。 這個允許連接的報文段實際上表明了:「我收到了你要求建立連接的、帶有初始序號的分組。我同意建立該連接,我自己的初始序號是XX」。這個同意連接的報文段通常被稱為SYN+ACK報文段。
第三步: 在收到SYN+ACK報文段後,客戶機也要給該連接分配緩存和控制變數。客戶機主機還會向伺服器發送另外一個報文段,這個報文段對伺服器允許連接的報文段進行了確認。因為連接已經建立了,所以該ACK比特被置為1,稱為ACK報文段,可以攜帶數據。
一旦以上3步完成,客戶機和伺服器就可以相互發送含有數據的報文段了。
為了建立連接,在兩台主機之間發送了3個分組,這種連接建立過程通常被稱為 三次握手(SNY、SYN+ACK、ACK,ACK報文段可以攜帶數據) 。這個過程發生在客戶機connect()伺服器,伺服器accept()客戶連接的階段。
假設客戶機應用程序決定要關閉該連接。(注意,伺服器也能選擇關閉該連接)客戶機發送一個FIN比特被置為1的TCP報文段,並進人FINWAIT1狀態。
當處在FINWAIT1狀態時,客戶機TCP等待一個來自伺服器的帶有ACK確認信息的TCP報文段。當它收到該報文段時,客戶機TCP進入FINWAIT2狀態。
當處在FINWAIT2狀態時,客戶機等待來自伺服器的FIN比特被置為1的另一個報文段,
收到該報文段後,客戶機TCP對伺服器的報文段進行ACK確認,並進入TIME_WAIT狀態。TIME_WAIT狀態使得TCP客戶機重傳最終確認報文,以防該ACK丟失。在TIME_WAIT狀態中所消耗的時間是與具體實現有關的,一般是30秒或更多時間。
經過等待後,連接正式關閉,客戶機端所有與連接有關的資源將被釋放。 因此TCP連接的關閉需要客戶端和伺服器端互相交換連接關閉的FIN、ACK置位報文段。