從設備連接上來說,無線網路信號顯示不全,是因為信號很弱,特別是信號在1、2格左右時,又經常顯示沒有網路信號,斷斷續續的,這樣就不容易連接上,你可以到信號稍微強一些都地方,基本上信號穩定這2格以上,就可以正常連接和使用了。
B. 手機的ip是固定的嗎
手機ip地址和電腦一樣,可以固定,也可以不固定,具體看上網的方式,ip地址則是運營商的基站隨機分配的。如果換基站了,ip就變了。
手機使用3g/4g信號上網,在同一歸屬地(可以理解為同個城市)只有1個IP,如果去了別的城市用3g/4g信號上網則會變動IP;UV是根據Cookie記錄判斷的,如果沒清空Cookie,每台手機每天只能增加一個UV。
(2)b類地址網路信號長度擴展閱讀:
IP和公司電腦一樣,表示手機連著公司的WIFI,除非公司IP變動;安卓手機開WIFI熱點ip是固定的。只要是在一台設備上放出的無線信號,和所在設備的ip都是一樣的。
手機在家用wifi上網,則IP和家裡電腦就一樣了,如果使用貓撥號上網,每次撥號IP可能都會變動,UV同上,只記錄一次。谷歌統計是按照Cookie進行UV統計的,也就是意味著清除了Cookie,UV將重新計算一次。
只要是手機連接的無線就是一樣的ip。即使的手機上網,連接無線的那個也上網 ,實際上ip地址還是一樣的。想固定IP地址,只需要在手機或者電腦上將IP設置好,隨機分配給其他設備就可以。
參考資料來源:網路-IP
C. 無線網路信號里的B,G,N字母都代表什麼意思
B,G,N代表3個不同無線網線傳輸帶寬。
B:802.11b 是目前最流行的WLAN協議,使用2.4G赫茲頻段。最高速率11Mbps,實際使用速率根據距離和信號強度可變 (150米內1-2Mbps,50米內可達到11Mbps),802.11b速率較低使得無線數據網的使用成本能夠被大眾接受(目前接入節點 的成本僅為10-30美元)。 此外,通過統一的認證機構認證所有廠商的產品,802.11b設備之間的兼容性得到了保證。兼容性促進了競爭和用戶接受程度。
G:802.11g是802.11b在同一頻段上的擴展。支持達到54Mbps的最高速率,兼容802.11b。該標准已經戰勝了802.11a成為下一步無線數據網的標准。
N:802.11n 在傳輸速率方面,802.11n可以將WLAN的傳輸速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps提高到108Mbps,甚至高達500Mbps。802.11N的優勢是:雙頻、MIMO、WPS、更快、更遠。
D. 計算機網路知識點
一、計算機網路概述
1.1 計算機網路的分類
按照網路的作用范圍:廣域網(WAN)、城域網(MAN)、區域網(LAN);
按照網路使用者:公用網路、專用網路。
1.2 計算機網路的層次結構
TCP/IP四層模型與OSI體系結構對比:
1.3 層次結構設計的基本原則
各層之間是相互獨立的;
每一層需要有足夠的靈活性;
各層之間完全解耦。
1.4 計算機網路的性能指標
速率:bps=bit/s 時延:發送時延、傳播時延、排隊時延、處理時延 往返時間RTT:數據報文在端到端通信中的來回一次的時間。
二、物理層
物理層的作用:連接不同的物理設備,傳輸比特流。該層為上層協議提供了一個傳輸數據的可靠的物理媒體。簡單的說,物理層確保原始的數據可在各種物理媒體上傳輸。
物理層設備:
中繼器【Repeater,也叫放大器】:同一區域網的再生信號;兩埠的網段必須同一協議;5-4-3規程:10BASE-5乙太網中,最多串聯4個中繼器,5段中只能有3個連接主機;
集線器:同一區域網的再生、放大信號(多埠的中繼器);半雙工,不能隔離沖突域也不能隔離廣播域。
信道的基本概念:信道是往一個方向傳輸信息的媒體,一條通信電路包含一個發送信道和一個接受信道。
單工通信信道:只能一個方向通信,沒有反方向反饋的信道;
半雙工通信信道:雙方都可以發送和接受信息,但不能同時發送也不能同時接收;
全雙工通信信道:雙方都可以同時發送和接收。
三、數據鏈路層
3.1 數據鏈路層概述
數據鏈路層在物理層提供的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。數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。
該層的作用包括: 物理地址定址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發 等。
有關數據鏈路層的重要知識點:
數據鏈路層為網路層提供可靠的數據傳輸;
基本數據單位為幀;
主要的協議:乙太網協議;
兩個重要設備名稱:網橋和交換機。
封裝成幀:「幀」是 數據鏈路層 數據的基本單位:
透明傳輸:「透明」是指即使控制字元在幀數據中,但是要當做不存在去處理。即在控制字元前加上轉義字元ESC。
3.2 數據鏈路層的差錯監測
差錯檢測:奇偶校驗碼、循環冗餘校驗碼CRC
奇偶校驗碼–局限性:當出錯兩位時,檢測不到錯誤。
循環冗餘檢驗碼:根據傳輸或保存的數據而產生固定位數校驗碼。
3.3 最大傳輸單元MTU
最大傳輸單元MTU(Maximum Transmission Unit),數據鏈路層的數據幀不是無限大的,數據幀長度受MTU限制.
路徑MTU:由鏈路中MTU的最小值決定。
3.4 乙太網協議詳解
MAC地址:每一個設備都擁有唯一的MAC地址,共48位,使用十六進製表示。
乙太網協議:是一種使用廣泛的區域網技術,是一種應用於數據鏈路層的協議,使用乙太網可以完成相鄰設備的數據幀傳輸:
區域網分類:
Ethernet乙太網IEEE802.3:
乙太網第一個廣泛部署的高速區域網
乙太網數據速率快
乙太網硬體價格便宜,網路造價成本低
乙太網幀結構:
類型:標識上層協議(2位元組)
目的地址和源地址:MAC地址(每個6位元組)
數據:封裝的上層協議的分組(46~1500位元組)
CRC:循環冗餘碼(4位元組)
乙太網最短幀:乙太網幀最短64位元組;乙太網幀除了數據部分18位元組;數據最短46位元組;
MAC地址(物理地址、區域網地址)
MAC地址長度為6位元組,48位;
MAC地址具有唯一性,每個網路適配器對應一個MAC地址;
通常採用十六進製表示法,每個位元組表示一個十六進制數,用 - 或 : 連接起來;
MAC廣播地址:FF-FF-FF-FF-FF-FF。
四、網路層
網路層的目的是實現兩個端系統之間的數據透明傳送,具體功能包括定址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。數據交換技術是報文交換(基本上被分組所替代):採用儲存轉發方式,數據交換單位是報文。
網路層中涉及眾多的協議,其中包括最重要的協議,也是TCP/IP的核心協議——IP協議。IP協議非常簡單,僅僅提供不可靠、無連接的傳送服務。IP協議的主要功能有:無連接數據報傳輸、數據報路由選擇和差錯控制。
與IP協議配套使用實現其功能的還有地址解析協議ARP、逆地址解析協議RARP、網際網路報文協議ICMP、網際網路組管理協議IGMP。具體的協議我們會在接下來的部分進行總結,有關網路層的重點為:
1、網路層負責對子網間的數據包進行路由選擇。此外,網路層還可以實現擁塞控制、網際互連等功能;
2、基本數據單位為IP數據報;
3、包含的主要協議:
IP協議(Internet Protocol,網際網路互聯協議);
ICMP協議(Internet Control Message Protocol,網際網路控制報文協議);
ARP協議(Address Resolution Protocol,地址解析協議);
RARP協議(Reverse Address Resolution Protocol,逆地址解析協議)。
4、重要的設備:路由器。
路由器相關協議
4.1 IP協議詳解
IP網際協議是 Internet 網路層最核心的協議。虛擬互聯網路的產生:實際的計算機網路錯綜復雜;物理設備通過使用IP協議,屏蔽了物理網路之間的差異;當網路中主機使用IP協議連接時,無需關注網路細節,於是形成了虛擬網路。
IP協議使得復雜的實際網路變為一個虛擬互聯的網路;並且解決了在虛擬網路中數據報傳輸路徑的問題。
其中,版本指IP協議的版本,佔4位,如IPv4和IPv6;首部位長度表示IP首部長度,佔4位,最大數值位15;總長度表示IP數據報總長度,佔16位,最大數值位65535;TTL表示IP數據報文在網路中的壽命,佔8位;協議表明IP數據所攜帶的具體數據是什麼協議的,如TCP、UDP。
4.2 IP協議的轉發流程
4.3 IP地址的子網劃分
A類(8網路號+24主機號)、B類(16網路號+16主機號)、C類(24網路號+8主機號)可以用於標識網路中的主機或路由器,D類地址作為組廣播地址,E類是地址保留。
4.4 網路地址轉換NAT技術
用於多個主機通過一個公有IP訪問訪問互聯網的私有網路中,減緩了IP地址的消耗,但是增加了網路通信的復雜度。
NAT 工作原理:
從內網出去的IP數據報,將其IP地址替換為NAT伺服器擁有的合法的公共IP地址,並將替換關系記錄到NAT轉換表中;
從公共互聯網返回的IP數據報,依據其目的的IP地址檢索NAT轉換表,並利用檢索到的內部私有IP地址替換目的IP地址,然後將IP數據報轉發到內部網路。
4.5 ARP協議與RARP協議
地址解析協議 ARP(Address Resolution Protocol):為網卡(網路適配器)的IP地址到對應的硬體地址提供動態映射。可以把網路層32位地址轉化為數據鏈路層MAC48位地址。
ARP 是即插即用的,一個ARP表是自動建立的,不需要系統管理員來配置。
RARP(Reverse Address Resolution Protocol)協議指逆地址解析協議,可以把數據鏈路層MAC48位地址轉化為網路層32位地址。
4.6 ICMP協議詳解
網際控制報文協議(Internet Control Message Protocol),可以報告錯誤信息或者異常情況,ICMP報文封裝在IP數據報當中。
ICMP協議的應用:
Ping應用:網路故障的排查;
Traceroute應用:可以探測IP數據報在網路中走過的路徑。
4.7網路層的路由概述
關於路由演算法的要求:正確的完整的、在計算上應該盡可能是簡單的、可以適應網路中的變化、穩定的公平的。
自治系統AS: 指處於一個管理機構下的網路設備群,AS內部網路自治管理,對外提供一個或多個出入口,其中自治系統內部的路由協議為內部網關協議,如RIP、OSPF等;自治系統外部的路由協議為外部網關協議,如BGP。
靜態路由: 人工配置,難度和復雜度高;
動態路由:
鏈路狀態路由選擇演算法LS:向所有隔壁路由發送信息收斂快;全局式路由選擇演算法,每個路由器計算路由時,需構建整個網路拓撲圖;利用Dijkstra演算法求源端到目的端網路的最短路徑;Dijkstra(迪傑斯特拉)演算法
距離-向量路由選擇演算法DV:向所有隔壁路由發送信息收斂慢、會存在迴路;基礎是Bellman-Ford方程(簡稱B-F方程);
4.8 內部網關路由協議之RIP協議
路由信息協議 RIP(Routing Information Protocol)【應用層】,基於距離-向量的路由選擇演算法,較小的AS(自治系統),適合小型網路;RIP報文,封裝進UDP數據報。
RIP協議特性:
RIP在度量路徑時採用的是跳數(每個路由器維護自身到其他每個路由器的距離記錄);
RIP的費用定義在源路由器和目的子網之間;
RIP被限制的網路直徑不超過15跳;
和隔壁交換所有的信息,30主動一次(廣播)。
4.9 內部網關路由協議之OSPF協議
開放最短路徑優先協議 OSPF(Open Shortest Path First)【網路層】,基於鏈路狀態的路由選擇演算法(即Dijkstra演算法),較大規模的AS ,適合大型網路,直接封裝在IP數據報傳輸。
OSPF協議優點:
安全;
支持多條相同費用路徑;
支持區別化費用度量;
支持單播路由和多播路由;
分層路由。
RIP與OSPF的對比(路由演算法決定其性質):
4.10外部網關路由協議之BGP協議
BGP(Border Gateway Protocol)邊際網關協議【應用層】:是運行在AS之間的一種協議,尋找一條好路由:首次交換全部信息,以後只交換變化的部分,BGP封裝進TCP報文段.
五、傳輸層
第一個端到端,即主機到主機的層次。傳輸層負責將上層數據分段並提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外,傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。
傳輸層的任務是根據通信子網的特性,最佳的利用網路資源,為兩個端系統的會話層之間,提供建立、維護和取消傳輸連接的功能,負責端到端的可靠數據傳輸。在這一層,信息傳送的協議數據單元稱為段或報文。
網路層只是根據網路地址將源結點發出的數據包傳送到目的結點,而傳輸層則負責將數據可靠地傳送到相應的埠。
有關網路層的重點:
傳輸層負責將上層數據分段並提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸以及端到端的差錯控制和流量控制問題;
包含的主要協議:TCP協議(Transmission Control Protocol,傳輸控制協議)、UDP協議(User Datagram Protocol,用戶數據報協議);
重要設備:網關。
5.1 UDP協議詳解
UDP(User Datagram Protocol: 用戶數據報協議),是一個非常簡單的協議。
UDP協議的特點:
UDP是無連接協議;
UDP不能保證可靠的交付數據;
UDP是面向報文傳輸的;
UDP沒有擁塞控制;
UDP首部開銷很小。
UDP數據報結構:
首部:8B,四欄位/2B【源埠 | 目的埠 | UDP長度 | 校驗和】 數據欄位:應用數據
5.2 TCP協議詳解
TCP(Transmission Control Protocol: 傳輸控制協議),是計算機網路中非常復雜的一個協議。
TCP協議的功能:
對應用層報文進行分段和重組;
面向應用層實現復用與分解;
實現端到端的流量控制;
擁塞控制;
傳輸層定址;
對收到的報文進行差錯檢測(首部和數據部分都檢錯);
實現進程間的端到端可靠數據傳輸控制。
TCP協議的特點:
TCP是面向連接的協議;
TCP是面向位元組流的協議;
TCP的一個連接有兩端,即點對點通信;
TCP提供可靠的傳輸服務;
TCP協議提供全雙工通信(每條TCP連接只能一對一);
5.2.1 TCP報文段結構:
最大報文段長度:報文段中封裝的應用層數據的最大長度。
TCP首部:
序號欄位:TCP的序號是對每個應用層數據的每個位元組進行編號
確認序號欄位:期望從對方接收數據的位元組序號,即該序號對應的位元組尚未收到。用ack_seq標識;
TCP段的首部長度最短是20B ,最長為60位元組。但是長度必須為4B的整數倍
TCP標記的作用:
5.3 可靠傳輸的基本原理
基本原理:
不可靠傳輸信道在數據傳輸中可能發生的情況:比特差錯、亂序、重傳、丟失
基於不可靠信道實現可靠數據傳輸採取的措施:
差錯檢測:利用編碼實現數據包傳輸過程中的比特差錯檢測 確認:接收方向發送方反饋接收狀態 重傳:發送方重新發送接收方沒有正確接收的數據 序號:確保數據按序提交 計時器:解決數據丟失問題;
停止等待協議:是最簡單的可靠傳輸協議,但是該協議對信道的利用率不高。
連續ARQ(Automatic Repeat reQuest:自動重傳請求)協議:滑動窗口+累計確認,大幅提高了信道的利用率。
5.3.1TCP協議的可靠傳輸
基於連續ARQ協議,在某些情況下,重傳的效率並不高,會重復傳輸部分已經成功接收的位元組。
5.3.2 TCP協議的流量控制
流量控制:讓發送方發送速率不要太快,TCP協議使用滑動窗口實現流量控制。
5.4 TCP協議的擁塞控制
擁塞控制與流量控制的區別:流量控制考慮點對點的通信量的控制,而擁塞控制考慮整個網路,是全局性的考慮。擁塞控制的方法:慢啟動演算法+擁塞避免演算法。
慢開始和擁塞避免:
【慢開始】擁塞窗口從1指數增長;
到達閾值時進入【擁塞避免】,變成+1增長;
【超時】,閾值變為當前cwnd的一半(不能<2);
再從【慢開始】,擁塞窗口從1指數增長。
快重傳和快恢復:
發送方連續收到3個冗餘ACK,執行【快重傳】,不必等計時器超時;
執行【快恢復】,閾值變為當前cwnd的一半(不能<2),並從此新的ssthresh點進入【擁塞避免】。
5.5 TCP連接的三次握手(重要)
TCP三次握手使用指令:
面試常客:為什麼需要三次握手?
第一次握手:客戶發送請求,此時伺服器知道客戶能發;
第二次握手:伺服器發送確認,此時客戶知道伺服器能發能收;
第三次握手:客戶發送確認,此時伺服器知道客戶能收。
建立連接(三次握手):
第一次: 客戶向伺服器發送連接請求段,建立連接請求控制段(SYN=1),表示傳輸的報文段的第一個數據位元組的序列號是x,此序列號代表整個報文段的序號(seq=x);客戶端進入 SYN_SEND (同步發送狀態);
第二次: 伺服器發回確認報文段,同意建立新連接的確認段(SYN=1),確認序號欄位有效(ACK=1),伺服器告訴客戶端報文段序號是y(seq=y),表示伺服器已經收到客戶端序號為x的報文段,准備接受客戶端序列號為x+1的報文段(ack_seq=x+1);伺服器由LISTEN進入SYN_RCVD (同步收到狀態);
第三次: 客戶對伺服器的同一連接進行確認.確認序號欄位有效(ACK=1),客戶此次的報文段的序列號是x+1(seq=x+1),客戶期望接受伺服器序列號為y+1的報文段(ack_seq=y+1);當客戶發送ack時,客戶端進入ESTABLISHED 狀態;當服務收到客戶發送的ack後,也進入ESTABLISHED狀態;第三次握手可攜帶數據;
5.6 TCP連接的四次揮手(重要)
釋放連接(四次揮手)
第一次: 客戶向伺服器發送釋放連接報文段,發送端數據發送完畢,請求釋放連接(FIN=1),傳輸的第一個數據位元組的序號是x(seq=x);客戶端狀態由ESTABLISHED進入FIN_WAIT_1(終止等待1狀態);
第二次: 伺服器向客戶發送確認段,確認字型大小段有效(ACK=1),伺服器傳輸的數據序號是y(seq=y),伺服器期望接收客戶數據序號為x+1(ack_seq=x+1);伺服器狀態由ESTABLISHED進入CLOSE_WAIT(關閉等待);客戶端收到ACK段後,由FIN_WAIT_1進入FIN_WAIT_2;
第三次: 伺服器向客戶發送釋放連接報文段,請求釋放連接(FIN=1),確認字型大小段有效(ACK=1),表示伺服器期望接收客戶數據序號為x+1(ack_seq=x+1);表示自己傳輸的第一個位元組序號是y+1(seq=y+1);伺服器狀態由CLOSE_WAIT 進入 LAST_ACK (最後確認狀態);
第四次: 客戶向伺服器發送確認段,確認字型大小段有效(ACK=1),表示客戶傳輸的數據序號是x+1(seq=x+1),表示客戶期望接收伺服器數據序號為y+1+1(ack_seq=y+1+1);客戶端狀態由FIN_WAIT_2進入TIME_WAIT,等待2MSL時間,進入CLOSED狀態;伺服器在收到最後一次ACK後,由LAST_ACK進入CLOSED;
為什麼需要等待2MSL?
最後一個報文沒有確認;
確保發送方的ACK可以到達接收方;
2MSL時間內沒有收到,則接收方會重發;
確保當前連接的所有報文都已經過期。
六、應用層
為操作系統或網路應用程序提供訪問網路服務的介面。應用層重點:
數據傳輸基本單位為報文;
包含的主要協議:FTP(文件傳送協議)、Telnet(遠程登錄協議)、DNS(域名解析協議)、SMTP(郵件傳送協議),POP3協議(郵局協議),HTTP協議(Hyper Text Transfer Protocol)。
6.1 DNS詳解
DNS(Domain Name System:域名系統)【C/S,UDP,埠53】:解決IP地址復雜難以記憶的問題,存儲並完成自己所管轄范圍內主機的 域名 到 IP 地址的映射。
域名解析的順序:
【1】瀏覽器緩存,
【2】找本機的hosts文件,
【3】路由緩存,
【4】找DNS伺服器(本地域名、頂級域名、根域名)->迭代解析、遞歸查詢。
IP—>DNS服務—>便於記憶的域名
域名由點、字母和數字組成,分為頂級域(com,cn,net,gov,org)、二級域(,taobao,qq,alibaba)、三級域(www)(12-2-0852)
6.2 DHCP協議詳解
DHCP(Dynamic Configuration Protocol:動態主機設置協議):是一個區域網協議,是應用UDP協議的應用層協議。作用:為臨時接入區域網的用戶自動分配IP地址。
6.3 HTTP協議詳解
文件傳輸協議(FTP):控制連接(埠21):傳輸控制信息(連接、傳輸請求),以7位ASCII碼的格式。整個會話期間一直打開。
HTTP(HyperText Transfer Protocol:超文本傳輸協議)【TCP,埠80】:是可靠的數據傳輸協議,瀏覽器向伺服器發收報文前,先建立TCP連接,HTTP使用TCP連接方式(HTTP自身無連接)。
HTTP請求報文方式:
GET:請求指定的頁面信息,並返回實體主體;
POST:向指定資源提交數據進行處理請求;
DELETE:請求伺服器刪除指定的頁面;
HEAD:請求讀取URL標識的信息的首部,只返回報文頭;
OPETION:請求一些選項的信息;
PUT:在指明的URL下存儲一個文檔。
6.3.1 HTTP工作的結構
6.3.2 HTTPS協議詳解
HTTPS(Secure)是安全的HTTP協議,埠號443。基於HTTP協議,通過SSL或TLS提供加密處理數據、驗證對方身份以及數據完整性保護
原文地址:https://blog.csdn.net/Royalic/article/details/119985591
E. 2017年計算機三級《網路技術》:第五章重點
2017年計算機三級《網路技術》:第五章重點
第五章 Internet基礎
本單元概覽
一、Internet的構成。
二、Internet的接入。
三、IP協議與互聯層服務。
四、IP地址。
五、IP數據報。
六、路由器與路由選擇。
七、差錯與控制報文
八、TCP與UDP
九、IPV6
一、Internet的構成
從設計者角度看:Internet是計算機互聯網實例;從使用者角度看:Internet是一個信息資源網。
主要有4部分組成:通信線路、路由器、伺服器與客戶機、信息資源。
(1)通信線路:Internet的基礎設施,包括有線線路和無線線路
(2)路由器:網路互聯的橋梁,具有定址功能。主要任務是數據從一個網路到另一個網路時,路由器為它選擇最佳路由。
(3)伺服器與客戶機:是信息資源和服務的載體。所有連接在Internet上的計算機統稱為主機。
(4)信息資源:信息資源是用戶最關注的問題之一。用戶方便、快捷獲取資源一直是Internet的研究方向。
二、Internet的接入
1、通過電話網接入
接入Internet的方法有很多種,但必須藉助ISP將自己的計算機接入Internet。
電話已經普及到家家戶戶,傳輸的音頻信號,計算機傳輸數字信號,需要數據機連接。一條電話線只能支持一個用戶接入。
數據機的功能是數字信號與模擬信號的相互轉換。
調制:數字信號轉換成模擬信號
解調:模擬信號轉換為數字信號
電話線的傳輸效率比較低。速率最快為56Kbps。
2、利用ADSL(非對稱數字用戶線路)接入
ADSL實現普通電話線路上進行高速的數據傳輸,利用ADSL數據機,分為上行和下行兩個通道。下行通道的數據傳輸速率遠遠大於上行的數據傳輸速率(非對稱)。
上行速率:16~640kbps;下行速率為1.5~9Mbps。
ADSL數據機不但具有調制解調功能,還具有網橋和路由的功能。
3、使用HFC(混合光纖/同軸電纜)接入
除了電話線上網外,還有有線電視網。對有線電視網改造升級,信號首先通過光纖傳輸到光纖結點,再通過同軸電纜到有線電視用戶,即HFC(混合光纖/同軸電纜)。
HFC採用非對稱數據傳輸速率。上行速率:10Mbps左右。下行速率:10~40Mbps。
4、通過數據通信線路接入
要想獲得更好性能,可選數據通信線路。種類有:DDN,ATM,幀中繼等,用戶可以租用。
一台計算機、區域網用戶可利用數據通信網藉助ISP的接入Internet。
三、IP協議與互聯層服務
1、IP互聯網的工作原理
Internet是將提供不同服務的、使用不同技術的、具有不同功能的網路互聯起來形成的。
TCP/IP協議是一個協議集,它對網際網路中主機定址方式、主機命名機制、信息的傳輸規則以及各種服務功能做了詳細的約定。
IP協議運行在互聯層,屏蔽各種物理網路的細節和差異,是網路層向上提供統一的服務,不要求下層使用相同的物理網路。
IP協議精確定義了IP數據報格式,並且對數據定址和路由、數據報分片和重組、差錯控制和處理等作出了具體規定。
工作原理:假設主機A發送數據到主機B。主機A的應用層形成的數據經傳輸層送互聯層處理;互聯層將數據封裝成IP數據報,並決定發送給最近的路由器;主機A把IP數據報利用乙太網控制傳送到路由器;經由路由器對數據報進行拆封和處理;如果仍需傳輸,再封裝後利用互聯層的廣域網控製程序傳輸;經由通信子網傳輸的到主機B。
2、互聯層服務
提供的服務有3鍾:不可靠的數據投遞服務、面向無連接的傳輸服務、盡最大努力投遞服務。
不可靠的數據投遞服務:IP不能證實發送的報文是否被正確接收。即不能保證數據報的可靠傳遞。
面向無連接的傳輸服務:從源結點到目的結點的數據報可能經過不同的傳輸路徑,而且在傳輸過程中數據報有可能丟失,也有可能正確到達。
盡最大努力投遞服務:IP數據報雖面向非連接的不可靠服務,但IP並不隨意丟棄數據報。只有系統資源用盡,接收數據錯誤或網路發生故障時,IP才被迫丟棄報文。
3、IP互聯網的特點:
屏蔽了低層物理網路差異和細節,為用戶提供通用的、一致的網路服務。IP互聯網是一個單一的虛擬網路。
不指定網路互連的拓撲結構,不要求網路之間全互聯。一個網路只要通過路由器與IP互聯網中任意一個網路相連,就具有訪問整個互聯網的能力。
能在物理網路之間轉發數據,信息可以跨網傳輸。
網路中計算機使用統一的、全局的地址描述法。
IP互聯網平等對待互聯網中的每一個網路。
四、IP地址
1、IP地址的作用
乙太網中利用MAC地址(物理地址)標識網路中的一個結點,兩個乙太網結點需要知道對方的MAC地址才能通信。
乙太網不是唯一的網路,各種網路技術互不相同,讓它們之間通信是需要解決的問題。
在互聯層將各種物理網路地址統一。
屏蔽各種物理地址的差異,使用IP協議規定的地址(IP地址)。IP地址由管理機構統一管理和分配,保證在網路中的每台計算機不會產生沖突。
IP地址的作用是標識網路連接。(嚴格地說,IP地址指定的不是一台計算機,而是計算機到一個網路的連接,例如一台計算機有塊網卡,有兩條連接,有兩個IP地址;或多個IP地址綁定在一條物理連接上)
2、IP地址的層次結構
IP地址有兩層:網路號和主機號。
網路號:標識互聯網中一個特定的網路;而主機號標識該網路中主機的一個特定連接。
IP地址含有主機的信息和網路的地址信息,所以主機從一個網路移動到另一個網路時,IP地址必須重新分配,否則不能與其他計算機通信。
3、IP地址分類
IP地址32位(物理地址48位),為適應不同的網路規模,將IP地址分成5類:A、B、C、D、E
A類地址的前一個位元組表示網路號,後三個位元組表示主機號。且最前端1個二進制位固定是「0」。表示的地址范圍是從1.0.0.0~126.255.255.255。A類地址允許有27―2=126個網路(網路地址的0和127保留用於特殊目的),每個網路有224―2=16777214個主機。
B類地址的前兩個位元組表示網路號,後兩個位元組表示主機號。且最前端的2個二進制位固定是「10」。表示的地址范圍是從128.0.0.0~191.255.255.255。B類地址允許有214=16384個網路,每個網路有216―2=65534個主機。
C類地址的前三個位元組表示網路號,後一個位元組表示主機號。且最前端的3個二進制位是「110」。表示的地址范圍是從192.0.0.0~223.255.255.255。C類地址允許有221=2097152個網路,每個網路有28―2=254個主機。
4、IP地址的直觀表示法:IP地址是32位二進制數字,便於記憶採用點分十進制標記法。每個數值小於255,中間用」.」間隔開。
5、特殊的IP地址形式
網路地址:包含了一個有效的網路號和一個全0的主機號。例如A類地址中113.0.0.0表示該網路的地址。
廣播地址:IP地址以全1結尾,分為兩種形式:直接廣播和有限廣播。
直接廣播:廣播地址包含有效網路號和全1的主機號。
有限廣播:32位全1的地址,用於本網廣播。
回送地址:A類網路中127.0.0.0是一個保留地址,用於網路軟體測試以及本地機器進程間通信。
本地地址:用戶在本地內部網路中使用的地址,如果與Internet連接,必須將本地地址轉換為 Internet的IP地址。例:10.***.***.***或192.168.***.***
6、子網編址
為克服IP地址的浪費,可以採用子網編址的方法。
(1)子網編址的方法
在IP地址的網路號部分不變的情況下,在網路的主機號部分中「借」位表示子網號部分。
每個子網中允許的連接的主機的台數相應減少。
(2)子網表示法
如何識別網路號,子網號,和主機號,通過子網掩碼實現。
子網掩碼也是32位二進制數字,在子網掩碼中對於網路號和子網部分全部用1表示,其它部分用0表示。
通過子網掩碼與IP地址的按位求與,屏蔽掉主機位,得到子網號。子網掩碼作用是區分網路上的主機是否在同一網路區段內。
例如:B類地址128.22.25.6 如果子網掩碼為255.255.240.0,按位求與後,確定的子網號為1
7、地址解析協議(ARP)
IP地址屏蔽了物理網路地址的差異,但不會對物理地址做任何修改。
高層軟體指定源地址與目的地址,低層的物理網路則通過物理地址來發送和接收信息。
是以乙太網經常使用的映射方法,它充分利用了乙太網的廣播能力,將IP地址與物理地址進行動態綁定。
ARP協議主要負責將主機的邏輯地址(IP地址)轉換為相應的物理網路地址。這樣用戶只需給出目的主機的IP地址,就可以找出同一物理網路中任意一台主機的物理地址。
五、IP數據報
1、IP數據報的格式
IP數據報分為兩大部分:報頭區和數據區。其中報頭僅僅是正確傳輸高層數據而增加的控制信息,數據區包括高層需要傳輸的數據。
IP數據報的主要欄位:
1)版本與協議類型:版本是IP協議版本號(一般是4即IPv4),不同版本數據格式不同;協議類型是指該數據報的數據區數據的高層協議類型(如TCP),用於知名數據區的數據格式。
2)長度:分為報頭長度(以32b為單位)和總長度(以8b為單位)。
3)服務類型:規定本數據報的處理方式。該欄位為數據包分配一個轉發優先順序,要求中途轉發器路由器盡量使用低延遲、高吞吐或高可靠性的線路投遞。具體實現擇由路由器的實現方法和底層物理網路技術。
4)報文的分片與重組控制:IP數據報使用標識、標志、片位移3個域對分片進行控制,分片將在目的主機重組。
5)生存周期:設計一個計數器,當計數器值為0時,數據報刪除,避免循環發送。
6)頭部校驗和:用於保證IP數據報報頭的完整性。註:只有報文頭校驗,沒有數據區校驗。好處是允許上層協議選擇自己的數據校驗方法。
7)地址:源地址和目的地址表示發送與接收的地址。此值保持不變。
2、IP封裝、分片與重組
當IP分組在網上傳輸時,可能跨越多個網路,但每個網路都規定了一個幀最多攜帶的數據量(此限制稱為最大傳輸單元或MTU),當長度超過MTU時,就需要將數據分成若干個較小的部分(分片),然後獨立發送;
目的主機收到分片後的數據報後,對分片再重新組裝(重組)。
分片獨立傳輸時,需要對分片控制。主要有3個欄位:標識、標志和片偏移;
標識:源主機賦予IP數據報的標識符,目的主機利用此標識判斷此分片屬於哪個數據報,以便重組。
標志:告訴目的主機該數據報是否已經分片,是否是最後的分片。
片偏移:本片數據在初始IP數據報中的位置。
3、IP數據報選項
IP數據報選項主要用於控制和測試兩大目的。既然是選項,用戶可以使用IP選項也可以不使用選項,但實現IP協議的設備必須能處理IP選項。
IP選項有3部分組成:源路由、記錄路由、時間戳。
源路由:指IP數據報穿越互聯網所經過的路徑是由源主機指定。分為兩類:嚴格路由選項和鬆散路由選項。
(1)嚴格路由選項:規定IP數據報要經過路徑上的每一個路由器,相鄰的路由器之間不能有中間路由器,並經過的路由器的順序不能改變。
(2)鬆散路由選項:給出數據報必須要經過的「要點」,並給出完備的路徑,無直接連接的路由器之間尚需IP軟體的定址功能補充。
記錄路由:記錄IP數據報從源主機到目的主機所經過的路徑上各個路由器的IP地址。用於測試網路中路由器的路由配置是否正確。
時間戳:記錄IP數據報經過每一個路由器時的時間(以千分之一秒為單位)。
六、差錯與控制報文
1、ICMP差錯控制
互聯層使用的控制協議是互聯網控制報文協議(ICMP),作用是不僅傳輸控制報文,還傳輸差錯報文。
ICMP最基本的功能是提供差錯報告,但不提供處理方法。
ICMP差錯報文的特點:
差錯報文不享受特別優先權和可靠性。
差錯報告數據中除包含故障IP數據報頭外,還包含故障IP數據報數據區的前64位數據。(利用前64位了解高層協議的重要信息)
IP軟體一旦發現傳輸錯誤,首先拋棄出錯報文,然後調用ICMP向源主機報告出錯信息。
ICMP出錯報告包括:目的地不可達報告、超時報告、參數出錯報告等。
目的地不可達報告:路由選擇和轉發出錯時,路由器發出目的地不可達報告。
超時報告:IP數據報一旦到達生存周期,立刻將其拋棄,同時產生ICMP超時差錯報告,通知源主機該數據報已拋棄。
參數出錯報告:一旦參數錯誤嚴重到機器不得不拋棄IP數據報時,機器向源主機發送此報文,指出可能出現錯誤的參數位置。
2、ICMP控制報文
互聯網控制主要包括擁塞控制和路由控制兩部分。ICMP提供對應的控制報文是擁塞控制與源抑制報文和路由控制與重定向報文。
(1)擁塞控制:路由器被大量湧入的IP數據報「淹沒」的現象。原因是:路由器處理速度慢,路由器傳入數據速率大於傳出速率。
其實質原因是沒有足夠的緩沖區存放大量湧入的IP數據報。為控制擁塞,IP軟體採用「源站抑制」技術,路由器對每個介面進行監視,一旦發現擁塞,立即向相應源主機發送ICMP源抑制報文,請求源主機降低發送IP數據報的速率。
抑制報文的方式有3種:
如果路由器輸出隊列已滿,在緩沖器空出前,拋棄新來的IP數據報,每拋棄一個數據報,向源主機發送ICMP源抑制報文。
為路由隊列設定一個閾值,超過該值,向源主機發送ICMP源抑制報文。
更為復雜的源站抑制技術是選擇性的抑制IP數據報發送率較高的源主機。
什麼時候解除擁塞,路由器不通知源主機,而是根據當前一段時間內是否收到ICMP源抑制報文自主決定。
(2) 路由控制與重定向報文
在IP互聯網中,主機在傳輸數據的過程中不斷從相鄰的路由器獲得新的路由信息。
主機在啟動時都具有一定的路由信息,但路徑不一定是最優的。
路由器一旦檢測到某IP數據報經非優路徑傳輸,它一方面繼續將報文轉發出去,另一方面將向主機發送一個重定向ICMP報文,通知相應的目的主機的最優路徑。
ICMP重定向的優點是保證主機擁有一個動態的、既小且優的路由表。
3、ICMP請求/應答報文對
為便於進行故障診斷和網路控制,利用ICMP請求/應答報文對來獲取某些有用的信息。
回應請求與應答:用於測試目的主機或路由器的可達性。過程是請求者向特定目的IP主機發送一個包含任選數據區的回應請求,當目的主機或路由器收到請求後,返回相應的回應應答。如果請求者收到一個成功的應答,說明路徑以及數據傳輸正常。
時戳請求與應答:利用該請求與應答從其他機器獲得其時鍾的當前時間,經估算後再同步時鍾。
掩碼請求與應答:主機箱路由器發送該請求,路由器發回應答告知主機的子網掩碼。
七、路由器與路由選擇
1、表驅動IP進行路由選擇
路由器:進行路由選擇的計算機。
路由選擇一般採用表驅動的路由選擇演算法。每台設備存放一張路由表,該表存儲有關可能的目的地址及怎樣到達目的的信息。
(1)標准路由選擇演算法
路由表中包含許多(N,R)的有序對,N是目的地址,R是到N的路徑中下一個路由器的地址。每個路由器中僅保存下一站,並不知完整路徑。
為減少路由表長度或提高路由效率,路由表中的N一般使用目的網路的地址,不是目的主機地址。
(2)子網選擇路由-------標准路由選擇演算法的擴充
IP採用子網編址後,將路由表改為(M,N,R),其中M為子網掩碼,N為目的網路的地址,R為下一個路由的IP地址。
(3)路由表的特殊路由
使用網路地址可以極大縮小路由表規模,路由表也可包含兩種特殊的路由表目,即默認路由和特定主機路由。
默認路由:如果路由表沒有指定達到目的的網路的路由信息,就可以把數據報轉發到默認路由指定的路由器。
特定主機路由:主要表項(包括默認路由)是基於網路地址的。為單個主機指定特別的路徑就是特定主機路由。
(4)統一的路由選擇演算法
允許使用任意的掩碼形式,子網路由選擇演算法不但能按照同樣的方法處理網路路由、默認路由、特定主機路由,還可以將標准路由選擇演算法作為一個特例。
F. 網線一般可以傳輸多少米
雙絞線不超過90米,同軸電纜為200-250 米左右。
1、雙絞線:水平線纜作為數據傳輸時永久鏈路不超過90米,信道不超過100米。
2、同軸電纜:75-7同軸電纜為200-250 米左右,75-5為100-150米左右。
從家用的路由器到電腦之間的網線一般不要長於50米,但從小區或住宅樓的集線器(交換機)到各個住宅單元的網線長度100米也沒問題,網線超過90米會引起網路信號衰減,沿路干擾增加,使傳輸數據容易出錯,因而會造成上網卡住、網頁出錯等情況。
網路的傳輸,其實就是網路信號在雙絞線上的傳輸,作為一種電子信號,在雙絞線中傳輸時,必然要受到電阻和電容的影響,這就導致了網路信號的衰減和畸變。
信號的衰減或者畸變達到一定的程度,就會影響到信號的有效、穩定傳輸。
數據信息在網路中傳輸,當通過不同部件時均會產生延遲,五類UTP的延時為5.56ns/m。在設計乙太網時,要求遵守一個中繼規則,這個規則又稱為黃金規則或5-4-3-2-1規則,此規則不但適用於10mbps的乙太網,也適用於快速乙太網。
這個規則要求環行沖突延遲不得超過512位時,對於100mbps的傳輸率,即為5120ns。環行中,網路元件有電纜、中繼單元、MAU和DTE等,把它們的延時加起來,再乘2,即得出環行延時,同時也可計算出環行沖突直徑。
按此理論,可計算出為保證一個最小幀發送完畢之前信號所能傳輸的最遠距離。這就是為何要將鏈路跨距限定為100米的理由。