比特串計算機網路

A. 計算機網路(三)數據鏈路層

結點：主機、路由器

鏈路：網路中兩個結點之間的物理通道，鏈路的傳輸介質主要有雙絞線、光纖和微波。分為有線鏈路、無線鏈路。

數據鏈路：網路中兩個結點之間的邏輯通道，把實現控制數據傳輸協議的硬體和軟體加到鏈路上就構成數據鏈路。

幀：鏈路層的協議數據單元，封裝網路層數據報。

數據鏈路層負責通過一條鏈路從一個結點向另一個物理鏈路直接相連的相鄰結點傳送數據報。

數據鏈路層在物理層提供服務的基礎上向網路層提供服務，其最基本的服務是將源自網路層來的數據可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網路層。其主要作用是加強物理層傳輸原始比特流的功能，將物理層提供的可能出錯的物理連接改造成為 邏輯上無差錯的數據鏈路 ，使之對網路層表現為一條無差錯的鏈路。

封裝成幀就是在一段數據的前後部分添加首部和尾部，這樣就構成了一個幀。接收端在收到物理層上交的比特流後，就能根據首部和尾部的標記，從收到的比特流中識別幀的開始和結束。首部和尾部包含許多的控制信息，他們的一個重要作用：幀定界（確定幀的界限）。

幀同步：接收方應當能從接收到的二進制比特流中區分出幀的起始和終止。

組幀的四種方法：

透明傳輸是指不管所傳數據是什麼樣的比特組合，都應當能夠在鏈路上傳送。因此，鏈路層就「看不見」有什麼妨礙數據傳輸的東西。

當所傳數據中的比特組合恰巧與某一個控制信息完全一樣時，就必須採取適當的措施，使收方不會將這樣的數據誤認為是某種控制信息。這樣才能保證數據鏈路層的傳輸是透明的。

概括來說，傳輸中的差錯都是由於雜訊引起的。

數據鏈路層編碼和物理層的數據編碼與調制不同。物理層編碼針對的是單個比特，解決傳輸過程中比特的同步等問題，如曼徹斯特編碼。而數據鏈路層的編碼針對的是一組比特，它通過冗餘碼的技術實現一組二進制比特串在傳輸過程是否出現了差錯。

較高的發送速度和較低的接收能力的不匹配，會造成傳輸出錯，因此流量控制也是數據鏈路層的一項重要工作。數據鏈路層的流量控制是點對點的，而傳輸層的流量控制是端到端的。

滑動窗口有以下重要特性：

若採用n個比特對幀編號，那麼發送窗口的尺寸W T 應滿足： 。因為發送窗口尺寸過大，就會使得接收方無法區別新幀和舊幀。

每發送完一個幀就停止發送，等待對方的確認，在收到確認後再發送下一個幀。

除了比特出差錯，底層信道還會出現丟包 [1] 問題

「停止-等待」就是每發送完一個分組就停止發送，等待對方確認，在收到確認後再發送下一個分組。其操作簡單，但信道利用率較低

信道利用率是指發送方在一個發送周期內，有效地發送數據所需要的時間占整個發送周期的比率。即

GBN發送方：

GBN接收方：

因連續發送數據幀而提高了信道利用率，重傳時必須把原來已經正確傳送的數據幀重傳，是傳送效率降低。

設置單個確認，同時加大接收窗口，設置接收緩存，緩存亂序到達的幀。

SR發送方：

SR接收方：

發送窗口最好等於接收窗口。（大了會溢出，小了沒意義），即

傳輸數據使用的兩種鏈路

信道劃分介質訪問控制將使用介質的每個設備與來自同一通信信道上的其他設備的通信隔離開來，把時域和頻域資源合理地分配給網路上的設備。

當傳輸介質的帶寬超過傳輸單個信號所需的帶寬時，人們就通過在一條介質上同時攜帶多個傳輸信號的方法來提高傳輸系統的利用率，這就是所謂的多路復用，也是實現信道劃分介質訪問控制的途徑。多路復用技術把多個信號組合在一條物理信道上進行傳輸，使多個計算機或終端設備共享信道資源，提高了信道的利用率。信道劃分的實質就是通過分時、分頻、分碼等方法把原來的一條廣播信道,邏輯上分為幾條用於兩個結點之間通信的互不幹擾的子信道，實際上就是把廣播信道轉變為點對點信道。

頻分多路復用是一種將多路基帶信號調制到不同頻率載波上，再疊加形成一個復合信號的多路復用技術。在物理信道的可用帶寬超過單個原始信號所需帶寬的情況下，可將該物理信道的總帶寬分割成若千與傳輸單個信號帶寬相同(或略寬)的子信道，每個子信道傳輸一種信號，這就是頻分多路復用。

每個子信道分配的帶寬可不相同，但它們的總和必須不超過信道的總帶寬。在實際應用中，為了防止子信道之間的千擾，相鄰信道之間需要加入「保護頻帶」。頻分多路復用的優點在於充分利用了傳輸介質的帶寬，系統效率較高;由於技術比較成熟,實現也較容易。

時分多路復用是將一條物理信道按時間分成若干時間片，輪流地分配給多個信號使用。每個時間片由復用的一個信號佔用，而不像FDM那樣，同一時間同時發送多路信號。這樣，利用每個信號在時間上的交叉，就可以在一條物理信道上傳輸多個信號。

就某個時刻來看,時分多路復用信道上傳送的僅是某一對設備之間的信號:就某段時間而言,傳送的是按時間分割的多路復用信號。但由於計算機數據的突發性，一個用戶對已經分配到的子信道的利用率一般不高。統計時分多路復用(STDM，又稱非同步時分多路復用)是TDM 的一種改進，它採用STDM幀，STDM幀並不固定分配時隙，面按需動態地分配時隙，當終端有數據要傳送時，才會分配到時間片，因此可以提高線路的利用率。例如，線路傳輸速率為8000b/s，4個用戶的平均速率都為2000b/s，當採用TDM方式時，每個用戶的最高速率為2000b/s.而在STDM方式下,每個用戶的最高速率可達8000b/s.

波分多路復用即光的頻分多路復用，它在一根光纖中傳輸多種不同波長(頻率）的光信號，由於波長（頻率）不同，各路光信號互不幹擾，最後再用波長分解復用器將各路波長分解出來。由於光波處於頻譜的高頻段，有很高的帶寬，因而可以實現多路的波分復用

碼分多路復用是採用不同的編碼來區分各路原始信號的一種復用方式。與FDM和 TDM不同,它既共享信道的頻率，又共享時間。下面舉一個直觀的例子來理解碼分復用。

實際上，更常用的名詞是碼分多址(Code Division Multiple Access.CDMA)，1個比特分為多個碼片/晶元( chip)，每一個站點被指定一個唯一的m位的晶元序列，發送1時發送晶元序列（通常把o寫成-1） 。發送1時站點發送晶元序列，發送o時發送晶元序列反碼。

純ALOHA協議思想：不監聽信道，不按時間槽發送，隨機重發。想發就發

如果發生沖突，接收方在就會檢測出差錯，然後不予確認，發送方在一定時間內收不到就判斷發生沖突。超時後等一隨機時間再重傳。

時隙ALOHA協議的思想：把時間分成若干個相同的時間片，所有用戶在時間片開始時刻同步接入網路信道，若發生沖突，則必須等到下一個時間片開始時刻再發送。

載波監聽多路訪問協議CSMA（carrier sense multiple access）協議思想：發送幀之前，監聽信道。

堅持指的是對於監聽信道忙之後的堅持。

1-堅持CSMA思想：如果一個主機要發送消息，那麼它先監聽信道。

優點：只要媒體空閑，站點就馬上發送，避免了媒體利用率的損失。

缺點：假如有兩個或兩個以上的站點有數據要發送，沖突就不可避免。

非堅持指的是對於監聽信道忙之後就不繼續監聽。

非堅持CSMA思想：如果一個主機要發送消息，那麼它先監聽信道。

優點：採用隨機的重發延遲時間可以減少沖突發生的可能性。

缺點：可能存在大家都在延遲等待過程中，使得媒體仍可能處於空閑狀態，媒體使用率降低。

p-堅持指的是對於監聽信道空閑的處理。

p-堅持CSMA思想：如果一個主機要發送消息，那麼它先監聽信道。

優點：既能像非堅持演算法那樣減少沖突，又能像1-堅持演算法那樣減少媒體空閑時間的這種方案。

缺點：發生沖突後還是要堅持把數據幀發送完，造成了浪費。

載波監聽多點接入/碰撞檢測CSMA/CD（carrier sense multiple access with collision detection）

CSMA/CD的工作流程：

由圖可知，至多在發送幀後經過時間 就能知道所發送的幀有沒有發生碰撞。因此把乙太網端到端往返時間為 稱為爭周期(也稱沖突窗口或碰撞窗口)。

截斷二進制指數規避演算法：

最小幀長問題：幀的傳輸時延至少要兩倍於信號在匯流排中的傳播時延。

載波監聽多點接入/碰撞避免CSMA/CA（carrier sense multiple access with collision avoidance）其工作原理如下

CSMA/CD與CSMA/CA的異同點：

相同點：CSMA/CD與CSMA/CA機制都從屬於CSMA的思路，其核心是先聽再說。換言之，兩個在接入信道之前都須要進行監聽。當發現信道空閑後，才能進行接入。

不同點：

輪詢協議：主結點輪流「邀請」從屬結點發送數據。

令牌：一個特殊格式的MAC控制幀，不含任何信息。控制信道的使用，確保同一時刻只有一個結點獨占信道。每個結點都可以在一定的時間內（令牌持有時間）獲得發送數據的權利，並不是無限制地持有令牌。應用於令牌環網（物理星型拓撲，邏輯環形拓撲）。採用令牌傳送方式的網路常用於負載較重、通信量較大的網路中。

輪詢訪問MAC協議/輪流協議/輪轉訪問MAC協議：基於多路復用技術劃分資源。

隨機訪問MAC協議： 用戶根據意願隨機發送信息，發送信息時可獨占信道帶寬。 會發生沖突

信道劃分介質訪問控制（MAC Multiple Access Control ）協議：既要不產生沖突，又要發送時佔全部帶寬。

區域網（Local Area Network）：簡稱LAN，是指在某一區域內由多台計算機互聯成的計算機組，使用廣播信道。其特點有

決定區域網的主要要素為：網路拓撲，傳輸介質與介質訪問控制方法。

區域網的分類

IEEE 802標准所描述的區域網參考模型只對應OSI參考模型的數據鏈路層與物理層，它將數據鏈路層劃分為邏輯鏈路層LLC子層和介質訪問控制MAC子層。

乙太網(Ethernet)指的是由Xerox公司創建並由Xerox、Intel和DEC公司聯合開發的基帶匯流排區域網規范，是當今現有區域網採用的最通用的通信協議標准。乙太網絡使用CSMA/CD（載波監聽多路訪問及沖突檢測）技術。 乙太網只實現無差錯接收，不實現可靠傳輸。

乙太網兩個標准：

乙太網提供無連接、不可靠的服務

10BASE-T是傳送基帶信號的雙絞線乙太網，T表示採用雙絞線，現10BASE-T 採用的是無屏蔽雙絞線（UTP），傳輸速率是10Mb/s。

計算機與外界有區域網的連接是通過通信適配器的。

在區域網中，硬體地址又稱為物理地址，或MAC地址。MAC地址：每個適配器有一個全球唯一的48位二進制地址，前24位代表廠家（由IEEE規定），後24位廠家自己指定。常用6個十六進制數表示，如02-60-8c-e4-b1-21。

最常用的MAC幀是乙太網V2的格式。

IEEE 802.11是無線區域網通用的標准，它是由IEEE所定義的無線網路通信的標准。

廣域網（WAN，Wide Area Network），通常跨接很大的物理范圍，所覆蓋的范圍從幾十公里到幾千公里，它能連接多個城市或國家，或橫跨幾個洲並能提供遠距離通信，形成國際性的遠程網路。

廣域網的通信子網主要使用分組交換技術。廣域網的通信子網可以利用公用分組交換網、衛星通信網和無線分組交換網，它將分布在不同地區的區域網或計算機系統互連起來，達到資源共享的目的。如網際網路（Internet）是世界范圍內最大的廣域網。

點對點協議PPP（Point-to-Point Protocol）是目前使用最廣泛的數據鏈路層協議，用戶使用撥號電話接入網際網路時一般都使用PPP協議。 只支持全雙工鏈路。

PPP協議應滿足的要求

PPP協議的三個組成部分

乙太網交換機

沖突域：在同一個沖突域中的每一個節點都能收到所有被發送的幀。簡單的說就是同一時間內只能有一台設備發送信息的范圍。

廣播域：網路中能接收任一設備發出的廣播幀的所有設備的集合。簡單的說如果站點發出一個廣播信號，所有能接收收到這個信號的設備范圍稱為一個廣播域。

乙太網交換機的兩種交換方式：

直通式交換機：查完目的地址（6B）就立刻轉發。延遲小，可靠性低，無法支持具有不同速率的埠的交換。

存儲轉發式交換機：將幀放入高速緩存，並檢查否正確，正確則轉發，錯誤則丟棄。延遲大，可靠性高，可以支持具有不同速率的埠的交換。

B. 計算機網路問題，概念有點混。不要復制。謝謝啊

題主的第一個問題應該是非同步傳輸和同步傳輸的區分吧？那麼我先回答第一個！
先來理解一下他們存在的必要性吧。

在網路通信過程中，通信雙方要交換數據，需要高度的協同工作。為了正確的解釋信號，接收方必須確切地知道信號應當何時接收和處理，因此定時是至關重要的。在計算機網路中，定時的因素稱為位同步。同步是要接收方按照發送方發送的每個位的起止時刻和速率來接收數據，否則會產生誤差。通常可以採用同步或非同步的傳輸方式對位進行同步處理。

1. 非同步傳輸（Asynchronous Transmission）： 非同步傳輸將比特分成小組進行傳送，小組可以是8位的1個字元或更長。發送方可以在任何時刻發送這些比特組，而接收方從不知道它們會在什麼時候到達。一個常見的例子是計算機鍵盤與主機的通信。按下一個字母鍵、數字鍵或特殊字元鍵，就發送一個8比特位的ASCII代碼。鍵盤可以在任何時刻發送代碼，這取決於用戶的輸入速度，內部的硬體必須能夠在任何時刻接收一個鍵入的字元。

非同步傳輸存在一個潛在的問題，即接收方並不知道數據會在什麼時候到達。在它檢測到數據並做出響應之前，第一個比特已經過去了。這就像有人出乎意料地從後面走上來跟你說話，而你沒來得及反應過來，漏掉了最前面的幾個詞。因此，每次非同步傳輸的信息都以一個起始位開頭，它通知接收方數據已經到達了，這就給了接收方響應、接收和緩存數據比特的時間；在傳輸結束時，一個停止位表示該次傳輸信息的終止。按照慣例，空閑（沒有傳送數據）的線路實際攜帶著一個代表二進制1的信號，非同步傳輸的開始位使信號變成0，其他的比特位使信號隨傳輸的數據信息而變化。最後，停止位使信號重新變回1，該信號一直保持到下一個開始位到達。例如在鍵盤上數字「1」，按照8比特位的擴展ASCII編碼，將發送「00110001」，同時需要在8比特位的前面加一個起始位，後面一個停止位。

非同步傳輸的實現比較容易，由於每個信息都加上了「同步」信息，因此計時的漂移不會產生大的積累，但卻產生了較多的開銷。在上面的例子，每8個比特要多傳送兩個比特，總的傳輸負載就增加25%。對於數據傳輸量很小的低速設備來說問題不大，但對於那些數據傳輸量很大的高速設備來說，25%的負載增值就相當嚴重了。因此，非同步傳輸常用於低速設備。

2. 同步傳輸（Synchronous Transmission）：同步傳輸的比特分組要大得多。它不是獨立地發送每個字元，每個字元都有自己的開始位和停止位，而是把它們組合起來一起發送。我們將這些組合稱為數據幀，或簡稱為幀。

數據幀的第一部分包含一組同步字元，它是一個獨特的比特組合，類似於前面提到的起始位，用於通知接收方一個幀已經到達，但它同時還能確保接收方的采樣速度和比特的到達速度保持一致，使收發雙方進入同步。

幀的最後一部分是一個幀結束標記。與同步字元一樣，它也是一個獨特的比特串，類似於前面提到的停止位，用於表示在下一幀開始之前沒有別的即將到達的數據了。

同步傳輸通常要比非同步傳輸快速得多。接收方不必對每個字元進行開始和停止的操作。一旦檢測到幀同步字元，它就在接下來的數據到達時接收它們。另外，同步傳輸的開銷也比較少。例如，一個典型的幀可能有500位元組（即4000比特）的數據，其中可能只包含100比特的開銷。這時，增加的比特位使傳輸的比特總數增加2.5%，這與非同步傳輸中25 %的增值要小得多。隨著數據幀中實際數據比特位的增加，開銷比特所佔的百分比將相應地減少。但是，數據比特位越長，緩存數據所需要的緩沖區也越大，這就限制了一個幀的大小。另外，幀越大，它占據傳輸媒體的連續時間也越長。在極端的情況下，這將導致其他用戶等得太久。

同步傳輸方式中發送方和接收方的時鍾是統一的、字元與字元間的傳輸是同步無間隔的。

非同步傳輸方式並不要求發送方和接收方的時鍾完全一樣，字元與字元間的傳輸是非同步的。

同步與非同步傳輸的區別

1,非同步傳輸是面向字元的傳輸，而同步傳輸是面向比特的傳輸。

2,非同步傳輸的單位是字元而同步傳輸的單位是楨。

3,非同步傳輸通過字元起止的開始和停止碼抓住再同步的機會，而同步傳輸則是以數據中抽取同步信息。

4,非同步傳輸對時序的要求較低，同步傳輸往往通過特定的時鍾線路協調時序。

5,非同步傳輸相對於同步傳輸效率較低。
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虛電路虛電路又稱為虛連接或虛通道,虛電路交換是分組交換的兩種傳輸方式中的一種。在通信和網路中，虛電路是由分組交換通信所提供的面向連接的通信服務。在兩個節點或應用進程之間建立起一個邏輯上的連接或虛電路後，就可以在兩個節點之間依次發送每一個分組，接受端收到分組的順序必然與發送端的發送順序一致，因此接受端無須負責在收集分組後重新進行排序。虛電路協議向高層協議隱藏了將數據分割成段，包或幀的過程。

信元交換又叫ATM（非同步傳輸模式），是一種面向連接的快速分組交換技術，它是通過建立虛電路來進行數據傳輸的。
信元交換技術是一種快速分組交換技術，它結合了電路交換技術延遲小和分組交換技術靈活的優點。信元是固定長度的分組，ATM採用信元交換技術，其信元長度為53位元組。信元頭5位元組，數據48位元組。
交換技術方面，經歷了：電路交換——>報文交換——>分組交換——>信元交換的過程。
在信元中包括CRC校驗和，其生成公式為X^8+X^2+X+1，校驗和只是對信元頭進行校驗。
ATDM信元傳輸採用非同步時分復用（Asynchronous Time Division Multioles），又稱統計復用（Statistic Multiptx）。信息源隨機地產生信息，因為信元到達隊列也是隨機的。高速的業務信元來得十分頻繁、集中，低速的業務信元來得很稀疏。這些信元都按順序在隊列中排隊，然後按輸出次序復用到傳輸線上。具有同樣標志的信元在傳輸線上並不對應某個固定的時間間隙，也不是按周期出現的，信息和它在時域的位置之間沒有關系，信息只是按信頭中的標志來區分的。而在同步時分復用方式（如PCM復用方式）中，信息以它在一幀中的時間位置（時隙）來區分，一個時隙對應著一條信道，不需要另外的信息頭來表示信息的身份。
VPI欄位用於選擇一條特定的虛通路，VCI欄位在一條選定的虛通路上選擇一條特定的虛電路。當進行VP交換時，是選擇一條特定的虛通路。
若在交換過程中出現擁塞，該信息被記錄在信元的PT中。

C. 計算機網路管理，關於TLV規則，（1）十進制數256的編碼為02 02 01 00，（2）比特串1

T就是Tag。就是標志位元組位，一般數字就是整型，就是INTEGER；字元串就是OCTET STRING；以此類推。有什麼問題歡迎追問，望採納。

D. 計算機網路8比特數據啥意思

計算機網路8比特數據的意思可以從以下幾方面來理解:
1、bit是位的意思，1位元組等於8位、是二進制數。計算機內部的數據都用二進製表示，而每一「位」二進制數字就是1bit，是最小單位，比如二進制的1就是1bit，二進制的1010就是4bit，而每一位元組（byte）就由8bit組成。
8bit並不等於某一個二進制數，他只是決定了位寬，也就是8位二進制位寬。
2、

什麼是「二進制」：

二進制是計算技術中廣泛採用的一種數制。二進制數據是用0和1兩個數碼來表示的數。它的基數為2，進位規則是「逢二進一」，借位規則是「借一當二」，由18世紀德國數理哲學大師萊布尼茲發現。
3、當前的計算機系統使用的基本上是二進制系統，數據在計算機中主要是以補碼的形式存儲的。計算機中的二進制則是一個非常微小的開關，用「開」來表示1，「關」來表示0。

最小數據單位就是「位」，符號「Bit」或「b」(小寫)，即一個比特，內容是0或1,表示一位二進制信息。

4、計算機中的基本單位:位元組（byte，縮寫為B）
在使用中為了方便，引入了「位元組」這個單位，符號「B」(大寫)。
規定：1B=8位，一個漢字=2B，一個字元=1B
一個位元組由八位二進制數字組成，1byte=8bit。位元組是信息存儲中的基本單位。若干個位元組構成一個存儲單元，每一個存儲單元都有一個唯一的編號，稱為「地址」，通過地址對存儲單元進行訪問。
5、20世紀被稱作第三次科技革命的重要標志之一的計算機的發明與應用，因為數字計算機只能識別和處理由『0』、『1』符號串組成的代碼。其運算模式正是二進制。6、19世紀愛爾蘭邏輯學家喬治布爾對邏輯命題的思考過程轉化為對符號"0''.''1''的某種代數演算，二進制是逢2進位的進位制。0、1是基本算符。因為它只使用0、1兩個數字元號，非常簡單方便，易於用電子方式實現。

E. 計算機網路技術的有關問題如下

1.使用同步方式傳輸1000個位元組，額外開銷是1+2+1=4個位元組。使用非同步方式，以位元組為單位非同步傳輸，每個位元組額外增加3個比特位。所以1000個位元組額外增加3000個比特位，即3000/8=375個位元組。

2.採用0比特填充。傳輸1001111111000101的結果是10011111011000101。接收到1100111110110010，其原始數據是110011111110010