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碰撞測試解釋計算機網路

發布時間:2024-08-21 09:15:04

計算機網路、計算機操作系統這兩個「兄弟」是需要「結拜」的

計算機網路、計算機操作系統這兩個「兄弟」是所有開發崗位都須要「結拜」的。


不管你是 Java、C++還是測試。對於後端開發的童鞋來說,計算機網路的重要性不亞於語言根底,畢竟平時開發經常會和網路打交道,假如:抓個包等等。所以對這一塊知識點的准備還是要抱著敬畏之心,不要放過任何一個漏網之題。下面分享下我的進修過程:


看書:對於計算機比較根底的模塊,我都是比較舉薦找一本典型的書籍來好好進修下,不能夠光看面經就去面試了。我一共看了兩本書:湯小丹的《計算機操作系統》和《圖解HTTP》。《計算機操作系統》是教科書,所以知識點相比照較根底,籠罩范圍也比較廣,非科班的學生還是很有必要看一看的。《圖解HTTP》這本書用很多插圖將一些知識點講的通俗易懂,看起來也很快,還是比較舉薦的。


做筆記:計算機網路的知識點還是比較多的,須要看書的時候做好筆記,方便溫習。而且做筆記的時候能夠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。在這里說下,我為什麼一直強調做筆記?益處 1:做筆記是第 1 次你對書中的知識點的回顧,加深記憶;益處 2:而且假如你是發表在公關社區的肯定要保證最大限度的正確性,就須要再去看看這個知識點,核對下自己是否有了解偏差和遺漏等,這樣就完成了知識點的深挖;益處3:正在到面試溫習的時候,你是不太可能重新看一本書的,那麼筆記就顯得很重要了,自己做的筆記,溫習起來很快,而且最好在筆記里能有一些自己差別於面經的了解。


看面經:經常刷一刷牛客,看看對於計算機網路,面試官們都是怎麼問的?很多問題你可能會,但是不懂面試官的問法,也會答復不上來;問到的題目自己是否准備了?而且對於計算機網路和計算機操作系統會由於公司和崗位的不同而有所側重的,多看看面經就會發現還是有一點規律的,但是這都不是絕對的,最後還要看面你的面試官的喜好


計算機網路體系構造


定義:計算機網路是互聯的自治的計算機系統的匯合。


組成:硬體、軟體和協議,包含資源子網和通信子網。


區域網和廣域網:區域網根本採用廣告式網路,廣域網根本屬於點對點網路。


網際網路常見規范:RFC文檔,ISO制定的OSI參照模型,IEEE:802規范


常用網路參數


帶寬:通信線路所能傳送數據的才能。



協議作用:控制兩個對等實體進行通信。包含語法、語義和同步。


OSI各層作用和協議



物理層


串列傳輸和並行傳輸


串列傳輸:數據在一條信道上依次傳輸


並行傳輸:數據在多條並行信道上同時進行傳輸


同步傳輸和非同步傳輸


同步傳輸:運用同步信號,使發送端和接管端的時鍾同步後進行數據傳輸


非同步傳輸:運用初始位和完畢位標記數據的起始和完畢


通信方式


單工通信:一條單方面的信道


半雙工通信:兩條單方向的信道


全雙工通信:一條雙方向的信道


碼元速率:波特表示每秒傳輸1個碼元


比特率:單位時長傳輸的比特數,比 特 率 = 碼 元 速 率*每 個 碼 元 所 含 的 比 特


奈奎斯特定理


理想數據傳輸速率=2Wlog2V


香農定理


數據傳輸速率=Wlog2(1+S/N)


編碼方式


乙太網:曼切斯特編碼


區域網:差分曼切斯特編碼


模擬信號編碼的步驟:采樣、量化、編碼


交換方式



報文替換和分組替換都採用存儲轉發的方式。


多模光纖和單模光纖:多模光纖利用全反射原理;單模光纖直徑位一個波長,光源為激光。


數據鏈路層


組幀方法


字元計數法:在幀頭部運用一個計數欄位來標明幀內字元數


字元填充法:運用特定字元定界幀的初始和完畢


比特填充法:01111110標志一幀的初始和完畢,在信息中遇到5個不間斷的「1」時,自動在其後面插入一個「0」


違規填充法:運用冗餘編碼違規使拿來對幀定界


差錯控制:奇偶校驗碼,循環冗餘碼


流量控制


停下-等待協議:發送的幀得到確認後發送下一幀


GBN協議:發送窗口內均可發送,接管方只按順序接管,累積確認


SR協議:發送窗口內均可發送,接管方沒序接管,逐個確認,選擇重傳


介質訪問控制


靜態分配信道:


頻分、時分、波分、碼分


動態分配信道:

ALOHA:效率18%

時隙ALOHA:效率36%

CSMA/CD:具有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問協議;為了確保能夠有效檢測碰撞,乙太網規定最短幀長為64B。若檢測到碰撞,則延遲一個隨機時長重傳,重傳16次仍不能成功,擯棄該幀。

CSMA/CA:碰撞避免的載波偵聽多路訪問協議,用於沒線區域網


乙太網:邏輯拓撲為匯流排型,採用曼切斯特編碼。


局部設備和作用



網路層功能:路由選擇、分組轉發、擁塞控制


路由演算法

距離矢量演算法

BGP BGP發言人運行BGP和AS內部協議(AS:自治系統)


鏈路狀態演算法

OSPF network 19二.16八.一.0 0.0.0.255

OSPF劃分若干Area,路由器只知道本區域的細節,沒需知道其他區域,只須要把分組交付給對應的邊界路由器


IPv4首部長度:20B

分類:


A類(一.0.0.0-12六.25五.25五.255)

B類(12八.0.0.0-19一.25五.25五.255)

C類(19二.0.0.0-22三.25五.25五.255)

D類(22四.0.0.0-23九.25五.25五.255)

E類(240.0.0.0-25五.25五.25五.255)


IPv6首部長度:40B


網路地址轉換:網路地址轉換(NAT)是指通過將專用網路地址轉換為公用地址,從而對外隱藏內部管理的IP地址。它使得整個專用網只須要一個全球IP地址就能夠與網際網路連通,大大節約了IP地址的耗費。


DHCP:中文名稱為動態主機配置協議,用於自動配置IP地址,是一個應用層的協議。



網路層常用協議



傳輸層功能:為不同主機的進程之間提供邏輯通信


常用埠



主要協議


UDP

沒連接

首部8B

常用於網路電話、實時視頻會議、流媒體(邊看邊傳輸)


TCP

面向連接

保證有序、可靠交付

點對點

首部20B


建設TCP連接



釋放TCP連接



TCP可靠傳輸機制

序號

確認

重傳(超時、冗餘ACK)


流量控制:在確認報文中設置接管窗口rwnd的值來限制發送速率


擁塞控制



應用層


網路應用架構

C/S 客戶機、效勞器模式

B/S 瀏覽器、效勞器模式

P2P 對等方互相通信


DNS

傳輸層運用UDP,埠53

查詢方式:

遞歸查詢(比較少用)



迭代+遞歸查詢(常用)



HTTP

HTTP一.1默認運用持久連接,一個TCP連接能夠傳輸多個資源

URL:統一資源定位符,負責標識萬維網上各種文檔


常用應用層協議


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⑵ 區域網怎麼連接

大家知道區域網最大的特點就是可以實現資源的最佳利用,如:共享磁碟設備、列印機等,從而可以在組建的區域網內部互相調用文件,並可在任何一台共享列印機上進行列印;當然我們也可以藉助Wingate或Sygate等軟體多機共享一台Modem上網;或者通過代理伺服器連上Internet,享受非一般的速度。如果你家裡有一台以上的電腦,如果你想把你的電腦游戲室升級到網吧,那麼你得考慮把它們連成區域網。

別以為很難,其實如果只是組建一個小型的區域網,我們只要添置幾塊網卡和一些數據線,就可以自己動手「豐衣足食」。我們知道,Windows98內置了點到點(pc to pc)的網路配置能力,這使建立小型網路變得簡單。如果你的區域網有很多台機,那麼您需要一個成熟的網路操作系統來管理網路,例如:Windows NT、Novell Netware或Linux等。

如果你只是想把兩台裝有Windows系列操作系統的PC連接起來,我們可以直接通過計算機的串、並口,利用串、並行通訊電纜(pc to pc),把兩台微機連接好後,在Windows的「控制面板/網路」下的「適配器」中選Microsoft的「撥號網路適配器」和「協議」中的「IPX/SPX兼容協議」及「NetBEUI協議」。然後啟動「控制面板」,選擇「添加/刪除程序」,單擊「安裝Windows程序」,選擇「通訊」,單擊「直接電纜連接」,再利用Windows安裝盤進行安裝。安裝好後,重新啟動計算機。選定一台計算機作主機,在主機「我的電腦」中用右鍵某一驅動器(如C驅),選擇「共享」,選好共享級別。分別在兩機的附件中運行「直接電纜連接」,在主機上,選擇所用的通訊埠。選另一台作客戶機,按提示操作,稍等片刻,聯機完成。打開「客戶機」桌面上的「網上鄰居」,你會發現你不再孤獨了,你可通過「網上鄰居」訪問你的主機,也可以通過「映射網路驅動器」的方法將網路驅動器映射為自己的虛擬物理驅動器,更妙的是如果你所聯的主機已經上了區域網,那麼你還能通過主機訪問所有的網上資源。而且在你訪問的同時,並不影響主機的正常工作,這一點對於筆記本電腦的用戶尤為有利。

當微機(pc)多於兩台的話,就需要用到網卡、網線和集線器(HUB)。

如果區域網中沒有網卡,就如河流沒有橋梁架在兩岸一樣。網卡是網路介面卡NIC(NETWORK Interface Card)的簡稱,它是區域網最基本的組件之一。網卡安裝在網路計算機和伺服器的擴展槽中,充當計算機和網路之間的物理介面,因此可以簡單地說網卡就是接收和傳送數據橋梁。網卡根據傳輸速率可分為:10Mbps網卡(ISA 插口或PCI插口)、100Mbps PCI插口網卡、10Mbps/100Mbps自適應網卡和千兆網卡。目前10Mbps ISA插口的網卡仍以其低廉的價格佔有市場的一定份額,但由於10Mbps ISA插口網卡的網路傳輸速率低,且佔用大量的CPU資源,只適應於那些對速度要求不高的區域網,因此我推薦用100Mbps PCI插口的網卡或者10Mbps/100Mbps自適應網卡,價格不貴又能夠適應於用戶比較多,網上傳輸的數據量大和需要進行多媒體信息傳輸的應用環境。

在選擇網線時要先看你所購買的網卡的介面類型,網卡的介面有兩種類型:RJ45口和BNC口

BNC口是用細同軸電纜作為傳輸媒介的一種網卡介面。RJ45是採用雙絞線作為傳輸媒介的一種網卡介面,RJ45的介面酷似電話線的介面,但網路線使用的是8芯的接頭,使用RJ45的缺點是架設成本高,但安裝和維護較為方便,因此我們一般使用RJ45介面。集線器 (HUB):根據微機的數量,利用 HUB構成星形結構 ,在工作站較多的情況下 ,會因 HUB的處理速率遠遠低於通信線路的傳輸速度 ,從而造成瓶頸問題。因此有條件的話可選用交換機。一個 Hub所組成的域稱為沖突域 ,也就是說 ,網路上任何一台計算機在收發數據時 ,其他所有計算機都能夠收到 ,且這些計算機不能同時進行數據的收發 ,否則會發生碰撞(CSMA/ CD協議會阻止碰撞 )。此外每台接入 Hub的計算機 ,都要檢測接收到的數據目的地址 ,以確認是否是收到自己的通信信息 ,因此計算機 CPU佔用率高 ,全網通信效率低 ,只適用於小型工作組級別應用。

集線器(HUB)的作用是:

(1)每個雙絞線介面只與一個工作站 (網卡 )相連 ,信號點對點傳輸 .

(2)當某一埠接收到信號時 ,HUB將其整形再生並廣播到其他每個埠 .

(3)HUB本身可自動檢測信號碰撞 ,當碰撞發生時立即發出阻塞 (jam)信號通知其他埠.

(4)某一埠的傳輸線或網卡發生故障時 ,HUB自動隔離該埠 ,使其不影響其他埠的正常工作 由於100M的集線器較貴,我們一般選擇100Mbps的網卡,10M的集線器,以後根據需要再升級到100M集線器。

OK!區域網所需的組件都已經齊了,現在就以在現時最穩定的個人操作系統Windows2000 Professional為基礎跟我來一步一步組建區域網吧。

如果你組建的一個小型的區域網的話那就很好辦了。
買個HUB或者交換機或者路由就可以實現一個小型的區域網,至於這些設備的型號,就看你要連接的區域網內的計算機數量的多少了。
如果你要組建一個大型的區域網的話,那就有點麻煩了,不過你可以咨詢專家,而且這里已經有過類似的問題和一個很好的答案在裡面了,你可以查查的。。

兩台電腦上網先要,做好網線,然後把電腦的工作組改成一樣(右鍵我的電腦--屬性--網路標識--屬性/看看二台電腦的的的工作組用的是不是一樣,要是不一樣的話就不行,必須改成同一工作組)然後ip號不能一樣如一個是:(192.168.1.3)別一個要改成(192.168.1.5)要不然不ip會在上網是沖突,然後連接陸由器就好了

2.★壓制雙絞線RJ-45水晶頭
雙絞線兩端頭通過RJ-45水晶頭連接網卡和集線器,需在雙絞線兩端壓制水晶頭,壓制水晶頭需使用專用卡線鉗按下述步驟製作:

1.剝線

用卡線鉗剪線刀口將線頭剪齊,再將雙絞線端頭伸入剝線刀口,使線頭觸及前擋板,然後適度握緊卡線鉗同時慢慢旋轉雙絞線,讓刀口劃開雙絞線的保護膠皮,取出端頭從而撥下保護膠皮;

注意:握卡線鉗力度不能過大,否則會剪斷芯線;

剝線的長度為13mm至15mm,不宜太長或太短。

2.理線

雙絞線由8根有色導線兩兩絞合而成,將其整理平行按橙白、橙、綠白、蘭、蘭白、綠、棕白、棕色平行排列,整理完畢用剪線刀口將前端修齊;

注意:可以不按上述顏色排列連線,但雙絞線兩端接頭的排線順序應當一致,否則不能正常通信。

3.插線

一隻捏往水晶頭,將水晶頭有彈片一側向下,另一隻手捏平雙絞線,稍稍用力將排好的線平行插入水晶頭內的線槽中,八條導線頂端應插入線槽頂端;

4.壓線

確認所有導線都到位後,將水晶頭放入卡線鉗夾槽中,用力捏幾下卡線鉗,壓緊線頭即可。

重復上述方法製作雙絞線的另一端即製作完成,使用前最好用萬用電表檢查一下,斷路會導致無法通信,短路有可能損壞網卡或集線器。

★雙機互連雙絞線

如果你只連接家中的兩台電腦,按下圖方式製作雙絞線可以不用集線器,直接連接兩台計算機網卡的RJ-45介面即可實施通信,比用同軸電纜速度快,還節約材料,當然也節省費用。

★製作同軸電纜BNC接頭

同軸電纜兩端通過BNC接頭連接T型BNC頭,通過T型BNC頭連接網卡,用同軸電纜組網需在同軸電纜兩端製作BNC接頭。BNC接頭有壓接式、組裝式和焊接式,製作壓接式BNC接頭需要專用卡線鉗和電工刀。壓接式BNC接頭製作步驟如下:

1.剝線

同軸電纜由外向內分別為保護膠皮、金屬屏蔽網線(接地屏蔽線)、乳白色透明絕緣層和芯線(信號線),芯線由一根或幾根銅線構成,金屬屏蔽網線是由金屬線編織的金屬網,內外層導線之間用乳白色透明絕緣物填充,內外層導線保持同軸固稱為同軸電纜。剝線用小刀將同軸電纜外層保護膠皮剝去1.5cm,小心不要割傷金屬屏蔽線,再將芯線外的乳白色透明絕緣層剝去0.6cm,使芯線裸露。

2.連接芯線

購回的BNC接頭由BNC接頭本體、屏蔽金屬套筒、芯線插針由三件組成,芯線插針用於連接同軸電纜芯線;剝好線後請將芯線插入芯線插針尾部的小孔中,用專用卡線鉗前部的小槽用力夾一下,使芯線壓緊在小孔中。

可以使用電烙鐵焊接芯線與芯線插針,焊接芯線插針尾部的小孔中置入一點松香粉或中性焊劑後焊接,焊接時注意不要將焊錫流露在芯線插針外表面,會導致芯線插針報廢。

注意:如果你沒有專用卡線鉗可用電工鉗代替,但需注意一是不要使芯線插針變形太大,二是將芯線壓緊以防止接觸不良。

3.裝配BNC接頭

連接好芯線後,先將屏蔽金屬套筒套入同軸電纜,再將芯線插針從BNC接頭本體尾部孔中向前插入,使芯線插針從前端向外伸出,最後將金屬套筒前推,使套筒將外層金屬屏蔽線卡在BNC接頭本體尾部的圓柱體;

4.壓線

保持套筒與金屬屏蔽線接觸良好,用卡線鉗上的六邊形卡口用力夾,使套筒形變為六邊形。重復上述方法在同軸電纜另一端製作BNC接頭即製作完成。使用前最好用萬用電表檢查一下,斷路和短路均會導致無法通信,還有可能損壞網卡或集線器。

注意:製作組裝式BNC接頭需使用小螺絲刀和電工鉗,按前述方法剝線後,將芯線插入芯線固定孔,再用小螺絲刀固定芯線,外層金屬屏蔽線擰在一起,用電工鉗固定在屏蔽線固定套中,最後將尾部金屬擰在BNC接頭本體上。

製作焊接式BNC接頭需使用電烙鐵,按前述方法剝線後,只需用電烙鐵將芯線和屏蔽線焊接BNC頭上的焊接點上,套上硬槊料絕緣套和軟槊料尾套即可。

★自製終端電阻器

匯流排型網路同軸電纜兩端頭需安裝50歐終端電阻器,其中一端有接地環。自製終端電阻器可利用一隻BNC接頭,在BNC接頭的芯線和外殼之間焊接一隻51歐電阻(因為電阻規范沒有50歐電阻)即構成終端電阻器,外層引出一根線作為接地線。

網線製作完畢以後,你就可以安裝網卡、連接網路了。

安裝網卡

網卡是網路的重要組成器件之一,網卡的好壞直接影響網路的運行狀態。安裝網卡包括網卡的硬體安裝、連接網路線、網卡工作狀態設置和網卡設備驅動程序的安裝,以下討論安裝網卡的相關內容。

★網卡的硬體安裝

1.關閉主機電源,拔下電源插頭,打開機箱;

2.從防靜電袋中取出網卡,根據網卡底部的金手指長度為網卡尋找一合適的插槽(ISA卡底部金手指略長於PCI卡金手指);PCI插槽(白色)在主板後側中部,ISA插槽(黑色)在主板右後側;

3.擰下機箱後部擋板上固定防塵片的螺絲,取下防塵片,露出條形窗口;

4.將卡對准插槽,使有輸出介面的金屬介面檔板面向機箱後側,然後適當用力平穩地將卡向下壓入槽中;

5.將卡的金屬檔板用螺絲固定在條形窗口頂部的螺絲孔上。這個小螺絲既固定了卡,又能有效地防止短路和接觸不良,還連通了網卡與電腦主板之間的公共地線。

注意:網卡和主板上有許多易遭受靜電而損壞的集成電路,安裝卡前最好將其放置在防靜電袋中,安裝時再小心地從靜電袋中拿出;接觸卡前用手觸摸地或者牆壁,以釋放身上所帶的靜電;拿網卡時盡可能不接觸集成電路晶元和卡底部的金手指。

★連接網路連線

1.連接RJ-45介面

星形網路用雙絞線連接網卡至集線器,將雙絞線兩端水晶頭像插電話插頭一樣插入網卡和集線器的RJ-45介面中即可。

2.連接BNC介面

匯流排型網路使用T型BNC接頭以串聯形式連接網卡和兩側的計算機,連接時將T型BNC接頭中央的陰性接頭插在網卡BNC陽性插頭,T型 BNC接頭兩側的陽性插頭分別插在兩條電纜的BNC陰性接頭上,通過兩條電纜連接兩側的計算機。

注意:將陰性接頭插入陽性接頭後需旋轉90度使接頭上的卡口到位,以保持接觸良好;

如有伺服器請將其連接在端頭上,作為網路的第一台計算機。

最端頭的兩只T型BNC頭邊緣的空餘接頭上必須插接50歐終端電阻器,兩只終端電阻器中有一隻端頭有接地環,接地環應良好接地,以防止干擾和漏電。

3.檢查與故障處理

用雙絞線連接集線器和網卡的網路,接通主機和集線器電源之後,每間隔一定時間(如16毫秒)集線器和網卡之間有一脈沖信號,如果你看到集線器和網卡上的LED發光二極體間斷閃爍,基本說明網卡能正常工作。

安裝雙口網卡後暫時不聯接電纜線,接通計算機電源,如果網卡上兩個LED指示燈都亮,則網卡的介面方式為BNC狀態;如果只有一個LED指示燈亮,則網卡的介面方式為UPT(RJ-45)狀態,如果網卡當前介面狀態不是你需要的狀態,請運行網卡程序軟盤中的設置程序進行設置。

匯流排型網路的串聯連接方式很容易出現故障,檢查時採用從伺服器出發,分段排除的方法。即由距伺服器最近的一台工作站開始,先斷開其後的所有工作站,將50歐終端電阻器移至該計算機,查看這台工作站能否上網,若能上網,再接入相鄰的第2台工作站,判斷能否上網,如此往下操作,直至找到故障站點。一般情況下細纜網路故障主要由斷路或短路兩個原因引起,主要在接頭處出現,可用萬用表在匯流排中央斷開進行測試,安裝有終端電阻器電阻應為50歐,未安裝終端電阻器電阻應為無窮大,如干線兩端未安裝50歐姆的終端電阻或終端電阻松動而產生開路會導致網路通信不正常。

★網卡工作狀態設置

網卡工作狀態設置主要指IRQ中斷設置、I/O地址設置,對有些雙口網卡還需要設置介面聯接方式。這里以較為常見的NE2000PnP兼容網卡為例,討論如何設置網卡的工作狀態。

NE2000PnP雙口網卡附有一張程序軟盤,盤上有網卡的設置、診斷程序和用戶手冊。NE2000PnP雙口網卡出廠時網卡設置為非PnP模式、IRQ設定為3,I/O地址設定為300H,介面聯接方式為BNC。設置更改網卡的工作狀態,需運行隨網程序軟盤中的程序SETUP.EXE。操作步驟如下:

1.在DOS狀態下,將安裝軟盤插入軟碟機A,鍵入SETUP進入設置主菜單;

2.在主菜單「SETUP Main Menu」中選擇「Adapter Configuration」選項,進入設置菜單;

3.在菜單「「Adapter Configuration Menu」中選擇「Change Configuration」選項進入更改設置對話框;

4.在更改設置對話框中,「Operation Mode」欄有三個選頂,如果選擇「Jumperles」(跳線模式),可由你自己設置IRQ和I/O地址,如果選擇 「Plug & Play」(即插即用)或「AutoSense」( 自動檢測)模式,由系統自動為你選擇IRQ和I/O地址;

目前,大多數網卡支持即插即用,如果你的操作系統(如Windows 9X)、主板BIOS和網卡均能非常好的支持即插即用,建議選擇「Plug & Play」(即插即用)模式,系統能自動設置IRQ中斷和I/O地址設置。

如果你的主板BIOS不支持即插即用,如486主板,必須選擇「Jumperles」(跳線模式)自行設置網卡的工作狀態;有些主板BIOS和操作系統(包括Windows 9X)對即插即用支持不好,當無法安裝網卡驅動程序或發生資源沖突時,你可以選擇「Jumperles」(跳線模式)自行設置網卡的工作狀態。

5.設置完畢,系統會提示是否儲存,如選擇「YES(是)」,系統會將設置內容儲存在網卡上的EEPROM中;

6.退回上一級 「Adapter Configuration Menu」 菜單後,可選擇「Run Diagnostics」選項,對網卡的設置內容進行測試,若不能通過測試請重新設置。

在NE2000PnP網卡程序軟盤根目錄下,MOD9008.EXE可用於更改網卡的「Jumperles」(跳線模式)、「Plug & Play」(即插即用)和「AutoSense」(自動檢測)模式;DIAG.EXE可用於更改、測試網卡的工作狀態。上述程序均需在DOS狀態下運行,設置測試方法與上述內容雷同,此處不再描述。

★安裝網卡設備驅動程序

安裝網卡(網路適配器)設備驅動程序可用以下三種方法:

方法一:硬體安裝完成後開啟電腦時,Windows 9X自動偵測到網卡的存在,並出現找到新硬體設備的畫面時,此時可按提示進行安裝;

方法二:Windows 9X啟動並出現找到新硬體設備的畫面時,選擇「不安裝驅動程序,Windows以後將不再提示」選項,而後利用「控制面板」/「添加新硬體」安裝。

方法三:Windows 9X啟動並出現找到新硬體設備的畫面時,選擇「不安裝驅動程序,Windows以後將不再提示」選項,而後利用「控制面板」/「網路」安裝。

上述三種安裝網卡驅動程序的界面略有差別,但對非即插即用網卡和非即插即用主板,系統無法自動偵測到網卡,只能用後兩種方法安裝。由於安裝網卡(網路適配器)、添加客戶軟體、添加網路協議、設置網路服務功能均可通過「控制面板」/「網路」對話框進行,本文討論第三種方法。

下文以最常用的NE2000兼容網卡為例,討論通過「控制面板」/「網路」對話框安裝網卡設備驅動程序的具體操作步驟。

1.啟動計算機進入到Windows 9X桌面;

2.選擇「開始」/「設置」/「控制面板」;

3.在「控制面板」中,打開「網路」窗口;

4.在「網路」窗口的「配置」標簽中;選擇「添加」按鈕,打開「選定網路組件類型」窗口;

5.在「選定網路組件類型」窗口的「單擊要安裝的組件類型:」選擇框中選定「適配器」後,選擇「添加」按鈕,打開「選定網路適配器」對話框;

6.在「選定網路適配器」窗口左邊的「廠商」選擇框中選擇網卡的製作廠商;在右邊的「網路適配器」選擇框中選擇網卡名稱;

注意:對NE2000兼容網卡,可在左邊的「廠商」選擇框選擇「Novell/Anthem」,在右邊的「網路適配器」選擇框選擇「NE2000 Compatible」;

如果「選定網路適配器」窗口中沒有你的網卡,請單擊右下側「從磁碟安裝」按鈕,打開「從磁碟安裝」對話框;在「從磁碟安裝」對話框中,單擊「瀏覽」,在網卡驅動程序軟盤中選定網卡驅動程序後,按「確定」按鈕;系統將讀取軟盤中的網卡驅動程序信息。

7.按「確定」按鈕後,對非即插即用的NE2000兼容網卡,系統會給出「NE2000 Compatible屬性」對話框,在此對話框「屬性」標簽中有「配置類型」、「中斷IRQ」、「I/O地址范圍」三個選擇框,如果框中設置的資源前有「#」號,表示該值為當前硬體的設置值;如果框中設置的資源前有「*」號,表示該值與其它硬體有沖突,需在選擇框中選定其它資源以避免沖突;

8.以後按提示「插入Windows 9X安裝光碟」,給出安裝目錄,即可完成安裝。

★添加網路協議

網卡設備驅動程序安裝完成,按提示重新啟動以後,在「控制面板」/「網路」/「屬性」標簽的「已安裝下列網路組件」窗口中通常會有以下條目:

「Microsoft網路客戶」—— 用於與其它Microsoft Windows計算機和伺服器相連接的軟體,以便使用其上的計算機共享文件和列印機;

「NetWare網路客戶」—— 用於與NetWare伺服器相連接的軟體,以便使用其上的共享文件和列印機;

「Novell/Anthem NE2000」—— 當前網路適配器(即網卡),是物理上連接計算機與網路的硬體;

「IPX/SPX兼容協議」——NetWare和Windows NT伺服器及Windows 9X計算機使用的通信語言,兩台計算機間必須用相同的協議才能相互通信;

「NetBEUI」——用於連接Windows NT、Windows for Workgroups 或LAN Manager 伺服器的協議。

如果你不連接NetWare伺服器,可以將「NetWate網路客戶」條目刪除;只使用「IPX/SPX兼容協議」和「NetBEUI」其中之—就可以在Windows 9X對等網中通信。Windows 9X可以同時裝入多種網路協議,但網路中多台機器的協議配置要一致,比如都使用「IPX/SPX兼容協議」或均使用「NetBEUI」,使用過多的協議會使網路速度變慢。

如要登錄到NOVELL網路,則應設置好「IPX/SPX兼容協議」;如果登錄Windows NT伺服器,應根據網路管理員的要求添加協議;如想通過Windows NT伺服器連接Internet必須添加「TCP/IP」協議。

如果在「控制面板」/「網路」對話框「屬性」標簽的窗口中沒有你需要的協議,請按下述方式添加(以添加「TCP/IP」協議為例):

1.在「控制面板」/「網路」對話框中選擇「添加」按鈕,打開「選定網路組件類型」窗口;

2.在「選定網路組件類型」窗口中選定「協議」後,按「添加」按鈕,打開「選定NetTrans」對話框;

3.在的選擇網路協議對話框的「廠商」窗口選取「Microsoft 」,在網路協議窗口選取「TCP/IP」;

4.按「確定」按鈕完成安裝。

完成上述工作後,你就可以登錄網路,但還須根據網路的要求進行一些設置,具體登錄網路的方法請參見以後幾節的內容。

★網卡安裝故障檢查方法

如果無法安裝網卡驅動程序或安裝網卡後無法登錄網路,請按下述步驟檢查處理:

1.選擇「控制面板」/「系統」圖標,打開「系統屬性」窗口;

2.在「系統屬性」窗口的「設備管理」標簽的「按類型查看設備列表」中,雙擊「網路適配器」條目前的「+」號將其展開,其下應當列出當前網卡;

3.如果「設備管理」標簽中沒有「網路適配器」條目或當前網卡前有一「X」號,說明系統沒能識別網卡,可能產生的原因有網卡驅動程序安裝不當、網卡硬體安裝不當、網卡硬體故障等等;

4.如果網卡前有一帶圓圈的「!」,說明系統找到了網卡,但網卡不能正常工作,請選定網卡後按「屬性」按鈕,打開「網卡屬性」單;

5.如果網卡不能正常工作,在「網卡屬性」窗口「常規」標簽的「設備狀態」欄目中會給出故障類型和推薦的解決方法;如果存在資源沖突,在「資源」標簽中的「沖突設備列表」中通常會給出與網卡發生沖突的設備以及沖突的IRQ中斷號或I/O地址。

對有些PCI網卡,用上述方法無法檢查到資源沖突,可選擇「開始」/「程序」/「附件」/「系統工具」/「系統信息」打開「Microsoft 系統信息」窗口,雙擊左邊窗口「系統信息」框中「硬體資源」條目前的「+」號將其展開後,能檢查到資源沖突。

⑶ 計算機網路(3)| 數據鏈路層

數據鏈路層屬於計算機網路的低層。數據鏈路層使用的信道主要是兩種類型:
(1)點對點信道 。即信道使用的是一對一點對點通信方式。
(2)廣播信道 。這種信道使用的是一對多的光播通信方式,相對復雜。在廣播信道上連接的主機很多,因此必須使用專用的共享信道協議來協調這些主機的數據發送。

首先我們應該了解一些有關點對點信道的一點基本概念。
(1)數據鏈路 。值得是當我們需要在一條線路上傳送數據時,除了有一條物理線路外(鏈路),還必須有一些必要的通信協議來控制這些數據的傳輸,若把實現這些協議的硬體和軟體加到鏈路上就構成了數據鏈路。
(2)幀 。幀指的是點對點信道的數據鏈路層的協議數據單元,即數據鏈路層把網路層交下來的數據構成幀發送到鏈路上以及把接收到的幀中的數據取出並上交給網路層。

點對點信道的數據鏈路層在進行通信時的主要步驟如下:
(1)結點A的數據鏈路層把網路層交下來的IP數據報添加首部和尾部封裝成幀。
(2)結點A把封裝好的幀發送給結點B的數據鏈路層。
(3)若B接收的幀無差錯,則從接收的幀中提取出IP數據報上交給上面的網路層;否則丟棄這個幀。

接下來是來介紹數據鏈路層的三個基本問題,而這三個問題對於各種數據鏈路層的協議都是通用的。

(1)封裝成幀 。指的是在一段數據的前後分別添加首部和尾部,這樣就構成了一個幀,從而能夠作為數據鏈路層的基本單位進行數據傳輸。在發送幀時,是從幀的首部開始發送的。各種數據鏈路層協議都對幀首部和幀尾部的格式有著明確的規定,且都規定了所能傳送的 幀的數據部分 長度上限—— 最大傳送單元MTU 。首部和尾部的作用是進行幀定界,幀定界可以使用特殊的 幀定界符 ,當數據在傳輸中出現差錯時,通過幀的幀定界符就可以知道收到的數據是一個不完整的幀(即只有首部開始符而沒有結束符)。

(2)透明傳輸 。從上面的介紹中知道幀的開始和結束標記使用了專門的控制字元,因此所傳輸的數據中任何與幀定界符相同的比特編碼是不允許出現的,否則就會出現幀定界錯誤。當傳送的幀是用文本文件組成的幀時,它的數據部分一定不會出現和幀定界符相同的字元,這樣的傳輸就叫做 透明傳輸 。為了解決其他類型文件傳輸時產生的透明傳輸問題,就將幀定界符的前面插入一個 轉義字元ESC ,這種方法稱為 位元組填充 。如果轉義字元也出現在數據中,就在轉義字元前面加上一個轉義字元,當接收端收到兩個轉義字元時,就刪除前面的那一個。

(3)差錯檢測 。在現實中,通信鏈路都不會是完美的,在傳輸比特的過程當中都是會產生差錯的,1變成0或者0變成1都是可能發生的,我們把這樣的錯誤叫做差錯檢測。在數據鏈路層中,為了保證數據傳輸的可靠性,減少差錯出現的數量,就會採用各種差錯檢測措施,目前最常使用的檢錯技術是 循環冗餘校驗 。它的原理簡單來說就是在被傳輸的數據M後面添加供錯檢測用的n為冗餘碼,構成一個幀數據發送出去。關於n位冗餘碼的得出方式與檢驗方式,可以 點擊這里進一步了解 。

對於點對點鏈路,點對點協議PPP是目前使用得最廣泛的數據鏈路層協議。由於網際網路的用戶通常都要連接到某個ISP才能接入到網際網路,PPP協議就是用戶計算機和ISP進行通信所使用的數據鏈路層協議。

在設計PPP協議時必須要考慮以下多方面的需求:
(1)簡單 。簡單的設計可使協議在實現時不容易出錯,這樣使得不同廠商對協議的不同實現的互操作性提高了。
(2)封裝成幀 。PPP協議必須規定特殊的字元作為幀定界符(即標志一個幀的開始和結束的字元),以便使接收端從收到的比特流中能准確的找出幀的開始和結束的位置。
(3)透明性 。PPP協議必須保證數據傳輸的透明性。如果說是數據中碰巧出現和幀定界符一樣的比特組合時,就要採用必要的措施來解決。
(4)多種網路層協議 。PPP協議必須能夠在同一條物理鏈路上同時支持多種網路層協議(IP和IPX等)的運行。
(5)多種類型鏈路 。除了要支持多種網路層的協議外,PPP還必須能夠在多種鏈路上運行(串列與並行鏈路)。
(6)差錯檢測 。PPP協議必須能夠對接收端收到的幀進行檢測,並舍棄有差錯的幀。
(7)檢測連接狀態 。必須具有一種機制能夠及時(不超過幾分鍾)自動檢測出鏈路是否處於正常工作狀態。
(8)最大傳送單元 。協議對每一種類型的點對點鏈路設置最大傳送單元MTU。
(9)網路層地址協商 。協議必須提供一種機制使通信的兩個網路層(如兩個IP層)的實體能夠通過協商知道或能夠配置彼此的網路層地址。
(10)數據壓縮協商 。協議必須能夠提供方法來協商使用數據壓縮演算法。但PPP協議不要求將數據壓縮演算法進行標准化。

PPP協議主要是由三個方面組成的:
(1) 一個將IP數據報封裝到串列鏈路的方法。
(2) 一個用來建立、配置和測試數據鏈路連接的鏈路控制協議LCP(Link Control Protocol)。
(3) 一套網路控制協議NCP(Network Control Protocol),其中的每一個協議支持不同的網路層協議,如IP、OSI的網路層、DECnet,以及AppleTalk等。

最後來介紹PPP協議幀的格式:

首先是各個欄位的意義。首部中的地址欄位A規定為0xFF,控制欄位C規定為0x03,這兩個欄位並沒有攜帶PPP幀的信息。首部的第一個欄位和尾部的第二個欄位都是標識欄位F(Flag)。首部的第四個欄位是2位元組的協議欄位。當協議欄位為0x0021時,PPP幀的信息部分欄位就是IP數據報。若為0xC021,則信息欄位是PPP鏈路控制協議LCP的數據,而 0x8021表示這是網路層的控制數據。尾部中的第一個欄位(2位元組)是使用CRC的幀檢驗序列FCS。

接著是關於PPP協議的差錯檢測的方法,主要分為位元組填充和零比特填充。當是PPP非同步傳輸時,採用的是位元組填充的方法。位元組填充是指當信息欄位中出現和標志欄位一樣的比特(0x7E)組合時,就必須採取一些措施使這種形式上和標志欄位一樣的比特組合不出現在信息欄位中。而當PPP協議使用的是同步傳輸時,就會採用零比特填充方法來實現透明傳輸,即只要發現有5個連續1,則立即填入一個0的方法。

廣播信道可以進行一對多的通信。由於區域網採用的就是廣播通信,因此下面有關廣播通信的討論就是基於區域網來進行的。

首先我們要知道區域網的主要 特點 ,即網路為一個單位所擁有,且地理范圍和站點數目均有限。在區域網才出現時,區域網比廣域網有著較高的數據率、較低的時延和較小的誤碼率。

區域網的 優點 主要有一下幾個方面:
(1) 具有廣播功能,從一個站點可方便地訪問全網。
(2) 便於系統的擴展和逐漸地演變,各設備的位置可靈活地調整和改變。
(3) 提高了系統的可靠性(reliability)、可用性(availibility)、生存性(survivability)。

關於區域網的分類,我們一般是對區域網按照網路拓撲進行分類:
1.星狀網: 由於集線器的出現和雙絞線大量用於區域網中,星形乙太網和多級星形結構的乙太網獲得了非常廣泛的應用。
2.環形網: 顧名思義,就是將各個主機像環一樣串起來的拓撲結構,最典型的就是令牌環形網。
3.匯流排網: 各站直接連在匯流排上。匯流排兩端的匹配電阻吸收在匯流排上傳播的電磁波信號的能量,避免在匯流排上產生有害的電磁波反射。

乙太網主要有兩個標准,即DIX Ethernet V2和IEEE 802.3標准,這兩種標準的差別很小,可以不是很嚴格的區分它們。

但是由於有關廠商的商業上的激烈競爭,導致IEEE 802委員會未能形成一個最佳的區域網標准而制定了幾個不同的區域網標准,所以為了數據鏈路層能夠更好的適應各種不同的標准,委員會就把區域網的數據鏈路層拆成兩個子層: 邏輯鏈路控制LLC子層 媒體接入控制MAC子層

計算機與外界區域網的連接是通過通信適配器(adapter)來進行的。適配器本來是在電腦主機箱內插入的一塊網路介面板(或者是在筆記本電腦中插入一塊PCMCIA卡),這種介面板又稱為網路介面卡NIC(Network Interface Card)或簡稱為網卡。適配器和區域網之間的通信是通過電纜或雙絞線以串列傳輸方式進行的,而適配器和計算機之間的通信則是通過計算機主板上的I/O匯流排以並行傳輸方式進行的,因此適配器的一個重要功能就是要進行數據串列傳輸和並行傳輸的轉換。由於網路上的數據率和計算機匯流排上的數據率並不相同,所以在適配器中必須裝有對數據進行緩存的存儲晶元。若在主板上插入適配器時,還必須把管理該適配器的設備驅動程序安裝在計算機的操作系統中。這個驅動程序以後就會告訴適配器,應當從存儲器的什麼位置上把多長的數據塊發送到區域網,或應當在存儲器的什麼位置上把區域網傳送過來的數據塊存儲下來。適配器還要能夠實現乙太網協議。

要注意的是,適配器在接收和發送各種幀時是不使用計算機的CPU的,所以這時計算機中的CPU可以處理其他的任務。當適配器收到有差錯的幀時,就把這個幀丟棄而不必通知計算機,而當適配器收到正確的幀時,它就使用中斷來通知該計算機並交付給協議棧中的網路層。當計算機要發送IP數據報時,就由協議棧把IP數據報向下交給適配器,組裝成幀後發送到區域網。特別注意: 計算機的硬體地址—MAC地址,就在適配器的ROM中。計算機的軟體地址—IP地址,就在計算機的存儲器中。

CSMA/CD協議主要有以下3個要點:
1.多點接入 :指的是這是匯流排型網路,許多計算機以多點接入的方式連接在一根匯流排上。
2.載波監聽 :就是用電子技術檢測匯流排上有沒有其他的計算機也在發送。載波監聽也稱為檢測信道,也就是說,為了獲得發送權,不管在發送前,還是在發送中,每一個站都必須不停的檢測信道。如果檢測出已經有其他站在發送,則自己就暫時不發送數據,等到信道空閑時才發送數據。而在發送中檢測信道是為了及時發現有沒有其他站的發送和本站發送的碰撞。
3.碰撞檢測 :也就是邊發送邊監聽。適配器一邊發送數據一邊檢測信道上的信號電壓的變化情況,以便判斷自己在發送數據時其他站是否也在發送數據。所謂碰撞就是信號之間產生了沖突,這時匯流排上傳輸的信號嚴重失真,無法從中恢復出有用的信息來。

集線器的一些特點如下:
(1)使用集線器的乙太網在邏輯上仍然是一個匯流排網,各個站點共享邏輯上的匯流排,使用的還是CSMA/CD協議。
(2)一個集線器是有多個介面。一個集線器就像一個多介面的轉發器。
(3)集線器工作在物理層,所以它的每一個介面僅僅是簡單的轉發比特。它不會進行碰撞檢測,所以當兩個介面同時有信號的輸入,那麼所有的介面都將收不到正確的幀。
(4)集線器自身採用了專門的晶元來進行自適應串音回波抵消。這樣可使介面轉發出去的較強的信號不致對該介面收到的較弱信號產生干擾。
(5)集線器一般都有少量的容錯能力和網路管理能力,也就是說如果在乙太網中有一個適配器出現了故障,不停地發送乙太網幀,這是集線器可以檢測到這個問題從而斷開與故障適配器的連線。

在區域網中,硬體地址又稱為物理地址或者MAC地址,這種地址是用在MAC幀中的。由於6位元組的地址欄位可以使全世界所有的區域網適配器具有不同的地址,所以現在的區域網適配器都是使用6位元組MAC地址。

主要負責分配地址欄位的6個位元組中的前3個位元組。世界上凡事要生產局域適配器的廠家都必須向IEEE購買這3個位元組構成的地址號,這個地址號我們通常叫做 公司標識符 ,而地址欄位的後3個位元組則由廠家自行指派,稱為 擴展標識符

IEEE規定地址欄位的第一位元組的最低位為I/G位。當I/G位為0時,地址欄位表示一個單個站地址,而當I/G位為1時表示組地址,用來進行多播。所以IEEE只分配地址欄位前三個位元組中的23位,當I/G位分別為0和1時,一個地址塊可分別生 2^24 個單個站地址和2^24個組地址。IEEE還把地址欄位第1個位元組的最低第二位規定為G/L位。當G/L位為0時是全球管理,來保證在全球沒有相同的地址,廠商向IEEE購買的都屬於全球管理。當地址段G/L位為1時是本地管理,這時用戶可以任意分配網路上的地址,但是乙太網幾乎不會理會這個G/L位的。

適配器對MAC幀是具有的過濾功能的,當適配器從網路上每收到一個MAC幀就先用硬體檢查MAC幀中的目的地址。如果是發往本站的幀則收下,然後再進行其他的處理,否則就將此幀丟棄。這樣做就可以不浪費主機的處理機和內存資源這里發往本站的幀包括以下三種幀:
(1)單播幀:即收到的幀的MAC地址與本站的硬體地址相同。
(2)廣播幀:即發送給本區域網上所有站點的幀。
(3)多播幀:即發送給本區域網上一部分站點的幀。

常用的乙太網MAC幀格式是乙太網V2的MAC幀格式。如下圖:

可以看到乙太網V2的MAC幀比較的簡單,有五個欄位組成。前兩個欄位分別為6位元組長的目的地址和源地址欄位。第三個欄位是2位元組的類型欄位,用來標志上一層使用的是什麼協議,以便把收到的MAC幀的數據上交給上一層的這個協議。下一個欄位是數據欄位,其長度在46到1500位元組之間。最後一個欄位是4位元組的幀檢驗序列FCS(使用CRC檢驗)。

從圖中可以看出,採用乙太網V2的MAC幀並沒有一個結構來存儲一個數據的幀長度。這是由於在曼徹斯特編碼中每一個碼元的正中間一定有一次電壓的轉換,如果當發送方在發送完一個MAC幀後就不再發送了,則發送方適配器的電壓一定是不會在變化的。這樣接收方就可以知道乙太網幀結束的位置,在這個位置減去FCS序列的4個位元組,就可以知道幀的長度了。

當數據欄位的長度小於42位元組時,MAC子層就會在MAC幀後面加入一個整數位元組來填充欄位,來保證乙太網的MAC幀的長度不小於64位元組。當MAC幀傳送給上層協議後,上層協議必須具有能夠識別填充欄位的功能。當上層使用的是IP協議時,其首部就有一個總長度欄位,因此總長度加上填充欄位的長度,就是MAC幀的數據欄位的長度。

從圖中還可以看出,在傳輸MAC幀時傳輸媒體上實際是多發送了8個位元組,這是因為當MAC幀開始接收時,由於適配器的時鍾尚未與比特流達成同步,因此MAC幀的最開始的部分是無法接收的,結果就是會使整個MAC成為無用幀。所以為了接收端能夠迅速的與比特流形成同步,就需要在前面插入這8個位元組。這8個位元組是由兩個部分組成的,第一個部分是由前7個位元組構成的前同步碼,它的主要作用就是就是實現同步。第二個部分是幀開始界定符,它的作用就是告訴接收方MAC幀馬上就要來了。需要注意的是,幀與幀之間的傳輸是需要一定的間隔的,否則接收端在收到了幀開始界定符後就會認為後面的都是MAC幀而會造成錯誤。

乙太網上的主機之間的距離不能太遠,否則主機發送的信號經過銅線的傳輸就會衰減到使CSMA/CD協議無法正常工作,所以在過去常常使用工作在物理層的轉發器來拓展乙太網的地理覆蓋范圍。但是現在隨著雙絞線乙太網成為乙太網的主流類型,拓展乙太網的覆蓋范圍已經很少使用轉發器,而是使用光纖和一對光纖數據機來拓展主機和集線器之間的距離。

光纖解調器的作用是進行電信號與光信號的轉換。由於光纖帶來的時延很小,並且帶寬很寬,所以才用這種方法可以很容易地使主機和幾公里外的集線器相連接。

如果是使用多個集線器,就可以連接成覆蓋更大范圍的多級星形結構的乙太網:

使用多級星形結構的乙太網不僅能夠讓連接在不同的乙太網的計算機能夠進行通信,還可以擴大乙太網的地理覆蓋范圍。但是這樣的多級結構也帶來了一些缺點,首先這樣的結構會增大它們的碰撞域,這樣做會導致圖中的某個系的兩個站在通信時所傳送的數據會通過所有的集線器進行轉發,使得其他系的內部在這時都不能進行通信。其次如果不同的乙太網採用的是不同的技術,那麼就不可能用集線器將它們互相連接起來。

拓展乙太網的更常用的方法是在數據鏈路層中進行的,在開始時人們使用的是網橋。但是現在人們更常用的是 乙太網交換機

乙太網交換機實質上是一個多介面的網橋,通常是有十幾個或者更多的介面,而每一個介面都是直接與一個單台主機或者另一個乙太網交換機相連。同時乙太網交換機還具有並行性,即能同時連通多對介面,使多對主機能同時通信,對於相互通信的主機來說都是獨占傳輸媒體且無碰撞的傳輸數據。

乙太網交換機的介面還有存儲器,能夠在輸出埠繁忙時把到來的幀進行緩存,等到介面不再繁忙時再將緩存的幀發送出去。

乙太網交換機還是一種即插即用的設備,它的內部的地址表是通過自學習演算法自動的建立起來的。乙太網交換機由於使用了專用的交換結構晶元,用硬體轉發,它的轉發速率是要比使用軟體轉發的網橋快很多。

如下圖中帶有4個介面的乙太網交換機,它的4個介面各連接一台計算機,其MAC地址分別為A、B、C、D。在開始時,乙太網交換機裡面的交換表是空的。

首先,A先向B發送一幀,從介面1進入到交換機。交換機收到幀後,先查找交換表,但是沒有查到應從哪個介面轉發這個幀,接著交換機把這個幀的源地址A和介面1寫入交換表中,並向除介面1以外的所有介面廣播這個幀。C和D因為目的地址不對會將這個幀丟棄,只有B才收下這個目的地址正確的幀。從新寫入的交換表(A,1)可以得出,以後不管從哪一個介面收到幀,只要其目的地址是A,就應當把收到的幀從介面1轉發出去。以此類推,只要主機A、B、C也向其他主機發送幀,乙太網交換機中的交換表就會把轉發到A或B或C應當經過的借口號寫入到交換表中,這樣交換表中的項目就齊全了,以後要轉發給任何一台主機的幀,就都能夠很快的在交換表中找到相應的轉發介面。

考慮到有時可能要在交換機的介面更換主機或者主機要更換其網路適配器,這就需要更改交換表中的項目,所以交換表中每個項目都設有一定的有效時間。

但是這樣的自學習有時也會在某個環路中無限制的兜圈子,如下圖:

假設一開始主機A通過介面交換機#1向主機B發送一幀。交換機#1收到這個幀後就向所有其他介面進行廣播發送。其中一個幀的走向:離開#1的3->交換機#2的介面1->介面2->交換機#1的介面4->介面3->交換機#2的介面1......一直循環下去,白白消耗網路資源。所以為了解決這樣的問題,IEEE制定了一個生成樹協議STP,其要點就是不改變網路的實際拓撲,但在邏輯上切斷某些鏈路,從而防止出現環路。

虛擬區域網VLAN是由一些區域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組,而這些網段具有某些共同的需求。每一個VLAN的幀都有一個明確的標識符,指明發送這個幀的計算機屬於VLAN。要注意虛擬區域網其實只是區域網給用戶提供的一種服務,而不是一種新型區域網。

現在已經有標準定義了乙太網的幀格式的擴展,以便支持虛擬區域網。虛擬區域網協議允許在乙太網的幀格式中插入一個4位元組的標識符,稱為VLAN標記,它是用來指明發送該幀的計算機屬於哪一個虛擬區域網。VLAN標記欄位的長度是4位元組,插入在乙太網MAC幀的源地址欄位和類型欄位之間。VLAN標記的前兩個位元組總是設置為0x8100,稱為IEEE802.1Q標記類型。當數據鏈路層檢測到MAC幀的源地址欄位後面的兩個位元組的值是0x8100時,就知道現在插入了4位元組的VLAN標記。於是就接著檢查後面兩個位元組的內容,在後面的兩個位元組中,前3位是用戶優先順序欄位,接著的一位是規范格式指示符CFI,最後的12位是該虛擬區域網VLAN標識符VID,它唯一的標志了這個以台網屬於哪一個VLAN。

高速乙太網主要是分為三種,即100BASE-T乙太網、吉比特乙太網和10吉比特乙太網:

⑷ 計算機網路

有兩種含義

「帶寬」 指信號具有的頻帶寬度。基本單位是赫。

「帶寬」是數字信道所能傳送的最高數據率的同義語,單位是比特/秒(bit/s)。

表示在單位時間內通過某個網路(或信道、介面)的數據量。
吞吐量更經常地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。
吞吐量受網路枝豎的帶寬或網路的額定速率的限制。

指數據從網路(或鏈路)的一端傳送到另一端所需的時間。

主機或路由器發送數據幀所需要的時間。

電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。

結點緩存隊列中分組排隊所經歷的時延。

交換結點為存儲轉發而進行一些處理所費的時間。

信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的(有數據通過)。完全空閑的信道的利用率是零。
網路利用率則是全網路的信道利用率的加權平均值。

物理層的主要任務描述為確定與傳輸媒體介面的四個特性。

指明介面所用接線器的形狀和尺寸、引線數目和排遲搭游列等。

指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的范圍。

指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。

指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序

發送器:將數據轉換成可以在傳輸介質上傳輸的信號

數據:運送消息的實體。
信號:數據的電氣的或電磁的表現。
模擬信號:代表消息的參數的取值是連續的。
數字信號:代表消息的參數的取值是離散的。
信道: 向某一個方向傳遞信息的通道。

單向通信(單工通信):只能有一個方向的通信
而沒有反方向的交互。
雙向交替通信(半雙工通信):通信的雙方都可
以發送信息,但不能雙方同時發送、同時接收。
雙向同時通信(全雙工通信):通信的雙方可以
同時發送和接收信息。

調制:使用載波進行調制, 把數字信號的頻率范
圍搬移到較高的頻段,並轉換成模擬信號,以便在模
擬信道中傳輸。
解調:把接收到的模擬信號還原成數字信號。

又稱為編碼,轉換後依然是基帶信號

利用載波低頻轉高頻,更好的在模擬信道上傳輸,調制完的信號叫做帶通信號

在任何信道中,碼元傳輸碼銷的速率是有上限的,超過此上限,就會出現嚴重的碼間串擾問題。

如果信道的頻帶越寬,則可以用更高的速率傳送碼元
而不出現碼間串擾。

帶寬受限且有高斯白雜訊干擾的信道的極限信息傳輸速率

W 是信道的帶寬(以 Hz 為單位);
S 為信道內所傳信號的平均功率; N 為信道內部的雜訊功率。
信噪比S/N通常用分貝(dB)來表示:

通過編碼,可以增加每一個碼元攜帶的信息量

將信道的可用頻帶分割成若干條較窄的子頻帶,每一條子頻帶傳輸一路信號。
用戶在分配到一定的頻帶後,在通信過程中自始至終都佔用這個頻帶。

光的頻分復用:波分復用

將時間劃分為一段段等長的時隙,每一個用戶佔用固定序號的時隙傳輸數據。
每一個用戶所佔用的時隙是周期性地出現。

時分復用的所有用戶在不同的時間佔用同樣的頻帶寬度

先進行統計,然後依次將需要發送的數據進行時分復用,但是因為每一個時間是不確定的,所以需要在數據幀上加上地址信息

每個用戶被分配一個碼片序列,這些碼片序列是互相正交的,

當需要發送1的時候,則發送序列

當需要發送0的時候,則發送序列反碼

所以用戶的序列和其他用戶的序列內積是0

而序列和序列的規格化內積是1,序列與序列的反碼的規格化內積為-1

在原始的、有差錯的物理傳輸線路的基礎上,採取 差錯檢測、差錯控制與流量控制 等方法,將有差錯的物理線路改進成邏輯上無差錯的數據鏈路,向網路層提供高質量的服務。

是從一個結點到相鄰結點的一段物理線路,中間沒有任何其他的交換結點。

把實現通信協議的硬體和軟體加到鏈路上,就構成了數據鏈路,也稱為邏輯鏈路。

每個幀有最大長度限制

通過添加字元防止誤判

在發送端:

數據分成組,每一組k個bit,然後在後面加上n位冗餘碼

接收端:

將這段數據除以P,看最後的余數

因為標志欄位的0x7E用二進制標志為01111110,即中間是6個0,為了避免產生錯誤,所以採用 零比特填充 的方式,即發送方每遇到5個1則填充一個0,接收方每遇到5個1刪除後面的一個0

信道並非在用戶通信時固定分配給用戶。

DIX Ethernet V2 是世界上第一個區域網產品(乙太網)的規約,定義了以無源的電纜為匯流排的基帶匯流排區域網。
IEEE 的 802.3 標准。

載波監聽多點接入/碰撞監測

當發送數據的站一旦發現發生了碰撞

最先發送數據幀的站,在發送數據幀後至多經過時間(2τ)就可知道發送的數據幀是否遭受了碰撞。 乙太網的端到端往返時延 2τ 稱為爭用期,或碰撞窗口。經過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞,才能肯定這次發送不會發生碰撞。

發生碰撞的站在停止發送數據後,要推遲(退避)一個隨機時間才能再發送數據。

作用:

爭用期的長度: 51.2 µs

最短有效幀長: 64 位元組

幀間最小間隔: 9.6 µs

每一類地址都由 兩個固定長度 的欄位組成, 其中一個欄位是 網路號 net-id , 它標志主機(或路由器) 所連接到的網路, 而另一個欄位則是 主機號 host-id , 它標志該主機(或路由器) 。

用轉發器或網橋連接起來的若干個區域網仍為一個網路, 因此這些區域網都具有同樣的網路號 net-id。

A:網路數減2原因: 網路號全0表示本網路 127(01111111)表示本地軟體環回測試地址

B、C:網路數減1原因:128.0.0.0和192.0.0.0都是不指派的

主機數減2原因:全0和全1都不指派

路由表需要配置,或者根據演算法生成

下一跳指的是下一個路由器的地址

特定主機路由 :為特定的目的主機指明一個路由。

默認路由:沒有特定設置則採用默認路由

作用: 從網路層使用的 IP 地址,解析出在數據鏈路層使用的硬體地址。

每一個主機都設有一個 ARP 高速緩存 ,保存著所在的區域網上的各主機和路由器的 IP 地址到硬體地
址的映射表。ARP把保存在高速緩存中的每一個映射地址項目都設置生存時間,凡超過生存時間的項目就從高速緩存中刪除掉。

ARP的工作過程

當主機A欲向本區域網上的某個主機B發送 IP數據報時,就先在其ARP高速緩存中查看有無主機B的IP 地址。

如果是不同網路之間的情況,就需要通過路由器來解決

例如:H1訪問H3

一個 IP 數據報由首部和數據兩部分組成。

首部分為固定部分和可變部分,固定部分長度為20個位元組,可變部分長度是可變的。

版本ip協議版本:ipv4和ipv6

首部長度:占 4 位,可表示的最大數值是 15 (2 4 -1)個單位(一個單位為 4 位元組)。因此 IP 的首部長度的最大值是 60 位元組(15*4)。

區分服務:占 8 位,只有在使用區分服務(DiffServ)時,這個欄位才起作用。在一般的情況下都不使用這個欄位。

總長度:占 16 位,指首部和數據之和的長度,單位為位元組,因此數據報的最大長度為 65535 位元組。

進行數據報的分片的原因

標識:占 16 位,它是一個計數器,用來產生 IP 數據報的標識。

標志(flag):占 3 位,目前只有前兩位有意義。

片偏移:佔13 位,指出:較長的分組在分片後某片在原分組中的相對位置。片偏移以 8 個位元組為偏移單位

生存時間——佔8 位,記為 TTL (Time To Live),表明數據報在網路中的壽命。表示為數據報在網路中 可通過的路由器數的最大值

協議:佔8 位,指出此數據報攜帶的數據使用何種協議,以便目的主機的 IP 層將數據部分上交給哪個處理過程。

首部檢驗和:佔16 位,只檢驗數據報的首部,不檢驗數據部分

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