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碰撞测试解释计算机网络

发布时间:2024-08-21 09:15:04

计算机网络、计算机操作系统这两个“兄弟”是需要“结拜”的

计算机网络、计算机操作系统这两个“兄弟”是所有开发岗位都须要“结拜”的。


不管你是 Java、C++还是测试。对于后端开发的童鞋来说,计算机网络的重要性不亚于语言根底,毕竟平时开发经常会和网络打交道,假如:抓个包等等。所以对这一块知识点的准备还是要抱着敬畏之心,不要放过任何一个漏网之题。下面分享下我的进修过程:


看书:对于计算机比较根底的模块,我都是比较举荐找一本典型的书籍来好好进修下,不能够光看面经就去面试了。我一共看了两本书:汤小丹的《计算机操作系统》和《图解HTTP》。《计算机操作系统》是教科书,所以知识点相比照较根底,笼罩范围也比较广,非科班的学生还是很有必要看一看的。《图解HTTP》这本书用很多插图将一些知识点讲的通俗易懂,看起来也很快,还是比较举荐的。


做笔记:计算机网络的知识点还是比较多的,须要看书的时候做好笔记,方便温习。而且做笔记的时候能够就这个知识点去网络下,看看有没有自己遗漏的点,再给补充进来。在这里说下,我为什么一直强调做笔记?益处 1:做笔记是第 1 次你对书中的知识点的回顾,加深记忆;益处 2:而且假如你是发表在公关社区的肯定要保证最大限度的正确性,就须要再去看看这个知识点,核对下自己是否有了解偏差和遗漏等,这样就完成了知识点的深挖;益处3:正在到面试温习的时候,你是不太可能重新看一本书的,那么笔记就显得很重要了,自己做的笔记,温习起来很快,而且最好在笔记里能有一些自己差别于面经的了解。


看面经:经常刷一刷牛客,看看对于计算机网络,面试官们都是怎么问的?很多问题你可能会,但是不懂面试官的问法,也会答复不上来;问到的题目自己是否准备了?而且对于计算机网络和计算机操作系统会由于公司和岗位的不同而有所侧重的,多看看面经就会发现还是有一点规律的,但是这都不是绝对的,最后还要看面你的面试官的喜好


计算机网络体系构造


定义:计算机网络是互联的自治的计算机系统的汇合。


组成:硬件、软件和协议,包含资源子网和通信子网。


局域网和广域网:局域网根本采用广告式网络,广域网根本属于点对点网络。


因特网常见规范:RFC文档,ISO制定的OSI参照模型,IEEE:802规范


常用网络参数


带宽:通信线路所能传送数据的才能。



协议作用:控制两个对等实体进行通信。包含语法、语义和同步。


OSI各层作用和协议



物理层


串行传输和并行传输


串行传输:数据在一条信道上依次传输


并行传输:数据在多条并行信道上同时进行传输


同步传输和异步传输


同步传输:运用同步信号,使发送端和接管端的时钟同步后进行数据传输


异步传输:运用初始位和完毕位标记数据的起始和完毕


通信方式


单工通信:一条单方面的信道


半双工通信:两条单方向的信道


全双工通信:一条双方向的信道


码元速率:波特表示每秒传输1个码元


比特率:单位时长传输的比特数,比 特 率 = 码 元 速 率*每 个 码 元 所 含 的 比 特


奈奎斯特定理


理想数据传输速率=2Wlog2V


香农定理


数据传输速率=Wlog2(1+S/N)


编码方式


以太网:曼切斯特编码


局域网:差分曼切斯特编码


模拟信号编码的步骤:采样、量化、编码


交换方式



报文替换和分组替换都采用存储转发的方式。


多模光纤和单模光纤:多模光纤利用全反射原理;单模光纤直径位一个波长,光源为激光。


数据链路层


组帧方法


字符计数法:在帧头部运用一个计数字段来标明帧内字符数


字符填充法:运用特定字符定界帧的初始和完毕


比特填充法:01111110标志一帧的初始和完毕,在信息中遇到5个不间断的“1”时,自动在其后面插入一个“0”


违规填充法:运用冗余编码违规使拿来对帧定界


差错控制:奇偶校验码,循环冗余码


流量控制


停下-等待协议:发送的帧得到确认后发送下一帧


GBN协议:发送窗口内均可发送,接管方只按顺序接管,累积确认


SR协议:发送窗口内均可发送,接管方没序接管,逐个确认,选择重传


介质访问控制


静态分配信道:


频分、时分、波分、码分


动态分配信道:

ALOHA:效率18%

时隙ALOHA:效率36%

CSMA/CD:具有碰撞检测的载波侦听多路访问协议;为了确保能够有效检测碰撞,以太网规定最短帧长为64B。若检测到碰撞,则延迟一个随机时长重传,重传16次仍不能成功,摈弃该帧。

CSMA/CA:碰撞避免的载波侦听多路访问协议,用于没线局域网


以太网:逻辑拓扑为总线型,采用曼切斯特编码。


局部设备和作用



网络层功能:路由选择、分组转发、拥塞控制


路由算法

距离矢量算法

BGP BGP发言人运行BGP和AS内部协议(AS:自治系统)


链路状态算法

OSPF network 19二.16八.一.0 0.0.0.255

OSPF划分若干Area,路由器只知道本区域的细节,没需知道其他区域,只须要把分组交付给对应的边界路由器


IPv4首部长度:20B

分类:


A类(一.0.0.0-12六.25五.25五.255)

B类(12八.0.0.0-19一.25五.25五.255)

C类(19二.0.0.0-22三.25五.25五.255)

D类(22四.0.0.0-23九.25五.25五.255)

E类(240.0.0.0-25五.25五.25五.255)


IPv6首部长度:40B


网络地址转换:网络地址转换(NAT)是指通过将专用网络地址转换为公用地址,从而对外隐藏内部管理的IP地址。它使得整个专用网只须要一个全球IP地址就能够与因特网连通,大大节约了IP地址的耗费。


DHCP:中文名称为动态主机配置协议,用于自动配置IP地址,是一个应用层的协议。



网络层常用协议



传输层功能:为不同主机的进程之间提供逻辑通信


常用端口



主要协议


UDP

没连接

首部8B

常用于网络电话、实时视频会议、流媒体(边看边传输)


TCP

面向连接

保证有序、可靠交付

点对点

首部20B


建设TCP连接



释放TCP连接



TCP可靠传输机制

序号

确认

重传(超时、冗余ACK)


流量控制:在确认报文中设置接管窗口rwnd的值来限制发送速率


拥塞控制



应用层


网络应用架构

C/S 客户机、效劳器模式

B/S 浏览器、效劳器模式

P2P 对等方互相通信


DNS

传输层运用UDP,端口53

查询方式:

递归查询(比较少用)



迭代+递归查询(常用)



HTTP

HTTP一.1默认运用持久连接,一个TCP连接能够传输多个资源

URL:统一资源定位符,负责标识万维网上各种文档


常用应用层协议


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⑵ 局域网怎么连接

大家知道局域网最大的特点就是可以实现资源的最佳利用,如:共享磁盘设备、打印机等,从而可以在组建的局域网内部互相调用文件,并可在任何一台共享打印机上进行打印;当然我们也可以借助Wingate或Sygate等软件多机共享一台Modem上网;或者通过代理服务器连上Internet,享受非一般的速度。如果你家里有一台以上的电脑,如果你想把你的电脑游戏室升级到网吧,那么你得考虑把它们连成局域网。

别以为很难,其实如果只是组建一个小型的局域网,我们只要添置几块网卡和一些数据线,就可以自己动手“丰衣足食”。我们知道,Windows98内置了点到点(pc to pc)的网络配置能力,这使建立小型网络变得简单。如果你的局域网有很多台机,那么您需要一个成熟的网络操作系统来管理网络,例如:Windows NT、Novell Netware或Linux等。

如果你只是想把两台装有Windows系列操作系统的PC连接起来,我们可以直接通过计算机的串、并口,利用串、并行通讯电缆(pc to pc),把两台微机连接好后,在Windows的“控制面板/网络”下的“适配器”中选Microsoft的“拨号网络适配器”和“协议”中的“IPX/SPX兼容协议”及“NetBEUI协议”。然后启动“控制面板”,选择“添加/删除程序”,单击“安装Windows程序”,选择“通讯”,单击“直接电缆连接”,再利用Windows安装盘进行安装。安装好后,重新启动计算机。选定一台计算机作主机,在主机“我的电脑”中用右键某一驱动器(如C驱),选择“共享”,选好共享级别。分别在两机的附件中运行“直接电缆连接”,在主机上,选择所用的通讯端口。选另一台作客户机,按提示操作,稍等片刻,联机完成。打开“客户机”桌面上的“网上邻居”,你会发现你不再孤独了,你可通过“网上邻居”访问你的主机,也可以通过“映射网络驱动器”的方法将网络驱动器映射为自己的虚拟物理驱动器,更妙的是如果你所联的主机已经上了局域网,那么你还能通过主机访问所有的网上资源。而且在你访问的同时,并不影响主机的正常工作,这一点对于笔记本电脑的用户尤为有利。

当微机(pc)多于两台的话,就需要用到网卡、网线和集线器(HUB)。

如果局域网中没有网卡,就如河流没有桥梁架在两岸一样。网卡是网络接口卡NIC(NETWORK Interface Card)的简称,它是局域网最基本的组件之一。网卡安装在网络计算机和服务器的扩展槽中,充当计算机和网络之间的物理接口,因此可以简单地说网卡就是接收和传送数据桥梁。网卡根据传输速率可分为:10Mbps网卡(ISA 插口或PCI插口)、100Mbps PCI插口网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡和千兆网卡。目前10Mbps ISA插口的网卡仍以其低廉的价格占有市场的一定份额,但由于10Mbps ISA插口网卡的网络传输速率低,且占用大量的CPU资源,只适应于那些对速度要求不高的局域网,因此我推荐用100Mbps PCI插口的网卡或者10Mbps/100Mbps自适应网卡,价格不贵又能够适应于用户比较多,网上传输的数据量大和需要进行多媒体信息传输的应用环境。

在选择网线时要先看你所购买的网卡的接口类型,网卡的接口有两种类型:RJ45口和BNC口

BNC口是用细同轴电缆作为传输媒介的一种网卡接口。RJ45是采用双绞线作为传输媒介的一种网卡接口,RJ45的接口酷似电话线的接口,但网络线使用的是8芯的接头,使用RJ45的缺点是架设成本高,但安装和维护较为方便,因此我们一般使用RJ45接口。集线器 (HUB):根据微机的数量,利用 HUB构成星形结构 ,在工作站较多的情况下 ,会因 HUB的处理速率远远低于通信线路的传输速度 ,从而造成瓶颈问题。因此有条件的话可选用交换机。一个 Hub所组成的域称为冲突域 ,也就是说 ,网络上任何一台计算机在收发数据时 ,其他所有计算机都能够收到 ,且这些计算机不能同时进行数据的收发 ,否则会发生碰撞(CSMA/ CD协议会阻止碰撞 )。此外每台接入 Hub的计算机 ,都要检测接收到的数据目的地址 ,以确认是否是收到自己的通信信息 ,因此计算机 CPU占用率高 ,全网通信效率低 ,只适用于小型工作组级别应用。

集线器(HUB)的作用是:

(1)每个双绞线接口只与一个工作站 (网卡 )相连 ,信号点对点传输 .

(2)当某一端口接收到信号时 ,HUB将其整形再生并广播到其他每个端口 .

(3)HUB本身可自动检测信号碰撞 ,当碰撞发生时立即发出阻塞 (jam)信号通知其他端口.

(4)某一端口的传输线或网卡发生故障时 ,HUB自动隔离该端口 ,使其不影响其他端口的正常工作 由于100M的集线器较贵,我们一般选择100Mbps的网卡,10M的集线器,以后根据需要再升级到100M集线器。

OK!局域网所需的组件都已经齐了,现在就以在现时最稳定的个人操作系统Windows2000 Professional为基础跟我来一步一步组建局域网吧。

如果你组建的一个小型的局域网的话那就很好办了。
买个HUB或者交换机或者路由就可以实现一个小型的局域网,至于这些设备的型号,就看你要连接的局域网内的计算机数量的多少了。
如果你要组建一个大型的局域网的话,那就有点麻烦了,不过你可以咨询专家,而且这里已经有过类似的问题和一个很好的答案在里面了,你可以查查的。。

两台电脑上网先要,做好网线,然后把电脑的工作组改成一样(右键我的电脑--属性--网络标识--属性/看看二台电脑的的的工作组用的是不是一样,要是不一样的话就不行,必须改成同一工作组)然后ip号不能一样如一个是:(192.168.1.3)别一个要改成(192.168.1.5)要不然不ip会在上网是冲突,然后连接陆由器就好了

2.★压制双绞线RJ-45水晶头
双绞线两端头通过RJ-45水晶头连接网卡和集线器,需在双绞线两端压制水晶头,压制水晶头需使用专用卡线钳按下述步骤制作:

1.剥线

用卡线钳剪线刀口将线头剪齐,再将双绞线端头伸入剥线刀口,使线头触及前挡板,然后适度握紧卡线钳同时慢慢旋转双绞线,让刀口划开双绞线的保护胶皮,取出端头从而拨下保护胶皮;

注意:握卡线钳力度不能过大,否则会剪断芯线;

剥线的长度为13mm至15mm,不宜太长或太短。

2.理线

双绞线由8根有色导线两两绞合而成,将其整理平行按橙白、橙、绿白、兰、兰白、绿、棕白、棕色平行排列,整理完毕用剪线刀口将前端修齐;

注意:可以不按上述颜色排列连线,但双绞线两端接头的排线顺序应当一致,否则不能正常通信。

3.插线

一只捏往水晶头,将水晶头有弹片一侧向下,另一只手捏平双绞线,稍稍用力将排好的线平行插入水晶头内的线槽中,八条导线顶端应插入线槽顶端;

4.压线

确认所有导线都到位后,将水晶头放入卡线钳夹槽中,用力捏几下卡线钳,压紧线头即可。

重复上述方法制作双绞线的另一端即制作完成,使用前最好用万用电表检查一下,断路会导致无法通信,短路有可能损坏网卡或集线器。

★双机互连双绞线

如果你只连接家中的两台电脑,按下图方式制作双绞线可以不用集线器,直接连接两台计算机网卡的RJ-45接口即可实施通信,比用同轴电缆速度快,还节约材料,当然也节省费用。

★制作同轴电缆BNC接头

同轴电缆两端通过BNC接头连接T型BNC头,通过T型BNC头连接网卡,用同轴电缆组网需在同轴电缆两端制作BNC接头。BNC接头有压接式、组装式和焊接式,制作压接式BNC接头需要专用卡线钳和电工刀。压接式BNC接头制作步骤如下:

1.剥线

同轴电缆由外向内分别为保护胶皮、金属屏蔽网线(接地屏蔽线)、乳白色透明绝缘层和芯线(信号线),芯线由一根或几根铜线构成,金属屏蔽网线是由金属线编织的金属网,内外层导线之间用乳白色透明绝缘物填充,内外层导线保持同轴固称为同轴电缆。剥线用小刀将同轴电缆外层保护胶皮剥去1.5cm,小心不要割伤金属屏蔽线,再将芯线外的乳白色透明绝缘层剥去0.6cm,使芯线裸露。

2.连接芯线

购回的BNC接头由BNC接头本体、屏蔽金属套筒、芯线插针由三件组成,芯线插针用于连接同轴电缆芯线;剥好线后请将芯线插入芯线插针尾部的小孔中,用专用卡线钳前部的小槽用力夹一下,使芯线压紧在小孔中。

可以使用电烙铁焊接芯线与芯线插针,焊接芯线插针尾部的小孔中置入一点松香粉或中性焊剂后焊接,焊接时注意不要将焊锡流露在芯线插针外表面,会导致芯线插针报废。

注意:如果你没有专用卡线钳可用电工钳代替,但需注意一是不要使芯线插针变形太大,二是将芯线压紧以防止接触不良。

3.装配BNC接头

连接好芯线后,先将屏蔽金属套筒套入同轴电缆,再将芯线插针从BNC接头本体尾部孔中向前插入,使芯线插针从前端向外伸出,最后将金属套筒前推,使套筒将外层金属屏蔽线卡在BNC接头本体尾部的圆柱体;

4.压线

保持套筒与金属屏蔽线接触良好,用卡线钳上的六边形卡口用力夹,使套筒形变为六边形。重复上述方法在同轴电缆另一端制作BNC接头即制作完成。使用前最好用万用电表检查一下,断路和短路均会导致无法通信,还有可能损坏网卡或集线器。

注意:制作组装式BNC接头需使用小螺丝刀和电工钳,按前述方法剥线后,将芯线插入芯线固定孔,再用小螺丝刀固定芯线,外层金属屏蔽线拧在一起,用电工钳固定在屏蔽线固定套中,最后将尾部金属拧在BNC接头本体上。

制作焊接式BNC接头需使用电烙铁,按前述方法剥线后,只需用电烙铁将芯线和屏蔽线焊接BNC头上的焊接点上,套上硬槊料绝缘套和软槊料尾套即可。

★自制终端电阻器

总线型网络同轴电缆两端头需安装50欧终端电阻器,其中一端有接地环。自制终端电阻器可利用一只BNC接头,在BNC接头的芯线和外壳之间焊接一只51欧电阻(因为电阻规范没有50欧电阻)即构成终端电阻器,外层引出一根线作为接地线。

网线制作完毕以后,你就可以安装网卡、连接网络了。

安装网卡

网卡是网络的重要组成器件之一,网卡的好坏直接影响网络的运行状态。安装网卡包括网卡的硬件安装、连接网络线、网卡工作状态设置和网卡设备驱动程序的安装,以下讨论安装网卡的相关内容。

★网卡的硬件安装

1.关闭主机电源,拔下电源插头,打开机箱;

2.从防静电袋中取出网卡,根据网卡底部的金手指长度为网卡寻找一合适的插槽(ISA卡底部金手指略长于PCI卡金手指);PCI插槽(白色)在主板后侧中部,ISA插槽(黑色)在主板右后侧;

3.拧下机箱后部挡板上固定防尘片的螺丝,取下防尘片,露出条形窗口;

4.将卡对准插槽,使有输出接口的金属接口档板面向机箱后侧,然后适当用力平稳地将卡向下压入槽中;

5.将卡的金属档板用螺丝固定在条形窗口顶部的螺丝孔上。这个小螺丝既固定了卡,又能有效地防止短路和接触不良,还连通了网卡与电脑主板之间的公共地线。

注意:网卡和主板上有许多易遭受静电而损坏的集成电路,安装卡前最好将其放置在防静电袋中,安装时再小心地从静电袋中拿出;接触卡前用手触摸地或者墙壁,以释放身上所带的静电;拿网卡时尽可能不接触集成电路芯片和卡底部的金手指。

★连接网络连线

1.连接RJ-45接口

星形网络用双绞线连接网卡至集线器,将双绞线两端水晶头像插电话插头一样插入网卡和集线器的RJ-45接口中即可。

2.连接BNC接口

总线型网络使用T型BNC接头以串联形式连接网卡和两侧的计算机,连接时将T型BNC接头中央的阴性接头插在网卡BNC阳性插头,T型 BNC接头两侧的阳性插头分别插在两条电缆的BNC阴性接头上,通过两条电缆连接两侧的计算机。

注意:将阴性接头插入阳性接头后需旋转90度使接头上的卡口到位,以保持接触良好;

如有服务器请将其连接在端头上,作为网络的第一台计算机。

最端头的两只T型BNC头边缘的空余接头上必须插接50欧终端电阻器,两只终端电阻器中有一只端头有接地环,接地环应良好接地,以防止干扰和漏电。

3.检查与故障处理

用双绞线连接集线器和网卡的网络,接通主机和集线器电源之后,每间隔一定时间(如16毫秒)集线器和网卡之间有一脉冲信号,如果你看到集线器和网卡上的LED发光二极管间断闪烁,基本说明网卡能正常工作。

安装双口网卡后暂时不联接电缆线,接通计算机电源,如果网卡上两个LED指示灯都亮,则网卡的接口方式为BNC状态;如果只有一个LED指示灯亮,则网卡的接口方式为UPT(RJ-45)状态,如果网卡当前接口状态不是你需要的状态,请运行网卡程序软盘中的设置程序进行设置。

总线型网络的串联连接方式很容易出现故障,检查时采用从服务器出发,分段排除的方法。即由距服务器最近的一台工作站开始,先断开其后的所有工作站,将50欧终端电阻器移至该计算机,查看这台工作站能否上网,若能上网,再接入相邻的第2台工作站,判断能否上网,如此往下操作,直至找到故障站点。一般情况下细缆网络故障主要由断路或短路两个原因引起,主要在接头处出现,可用万用表在总线中央断开进行测试,安装有终端电阻器电阻应为50欧,未安装终端电阻器电阻应为无穷大,如干线两端未安装50欧姆的终端电阻或终端电阻松动而产生开路会导致网络通信不正常。

★网卡工作状态设置

网卡工作状态设置主要指IRQ中断设置、I/O地址设置,对有些双口网卡还需要设置接口联接方式。这里以较为常见的NE2000PnP兼容网卡为例,讨论如何设置网卡的工作状态。

NE2000PnP双口网卡附有一张程序软盘,盘上有网卡的设置、诊断程序和用户手册。NE2000PnP双口网卡出厂时网卡设置为非PnP模式、IRQ设定为3,I/O地址设定为300H,接口联接方式为BNC。设置更改网卡的工作状态,需运行随网程序软盘中的程序SETUP.EXE。操作步骤如下:

1.在DOS状态下,将安装软盘插入软驱A,键入SETUP进入设置主菜单;

2.在主菜单“SETUP Main Menu”中选择“Adapter Configuration”选项,进入设置菜单;

3.在菜单““Adapter Configuration Menu”中选择“Change Configuration”选项进入更改设置对话框;

4.在更改设置对话框中,“Operation Mode”栏有三个选顶,如果选择“Jumperles”(跳线模式),可由你自己设置IRQ和I/O地址,如果选择 “Plug & Play”(即插即用)或“AutoSense”( 自动检测)模式,由系统自动为你选择IRQ和I/O地址;

目前,大多数网卡支持即插即用,如果你的操作系统(如Windows 9X)、主板BIOS和网卡均能非常好的支持即插即用,建议选择“Plug & Play”(即插即用)模式,系统能自动设置IRQ中断和I/O地址设置。

如果你的主板BIOS不支持即插即用,如486主板,必须选择“Jumperles”(跳线模式)自行设置网卡的工作状态;有些主板BIOS和操作系统(包括Windows 9X)对即插即用支持不好,当无法安装网卡驱动程序或发生资源冲突时,你可以选择“Jumperles”(跳线模式)自行设置网卡的工作状态。

5.设置完毕,系统会提示是否储存,如选择“YES(是)”,系统会将设置内容储存在网卡上的EEPROM中;

6.退回上一级 “Adapter Configuration Menu” 菜单后,可选择“Run Diagnostics”选项,对网卡的设置内容进行测试,若不能通过测试请重新设置。

在NE2000PnP网卡程序软盘根目录下,MOD9008.EXE可用于更改网卡的“Jumperles”(跳线模式)、“Plug & Play”(即插即用)和“AutoSense”(自动检测)模式;DIAG.EXE可用于更改、测试网卡的工作状态。上述程序均需在DOS状态下运行,设置测试方法与上述内容雷同,此处不再描述。

★安装网卡设备驱动程序

安装网卡(网络适配器)设备驱动程序可用以下三种方法:

方法一:硬件安装完成后开启电脑时,Windows 9X自动侦测到网卡的存在,并出现找到新硬件设备的画面时,此时可按提示进行安装;

方法二:Windows 9X启动并出现找到新硬件设备的画面时,选择“不安装驱动程序,Windows以后将不再提示”选项,而后利用“控制面板”/“添加新硬件”安装。

方法三:Windows 9X启动并出现找到新硬件设备的画面时,选择“不安装驱动程序,Windows以后将不再提示”选项,而后利用“控制面板”/“网络”安装。

上述三种安装网卡驱动程序的界面略有差别,但对非即插即用网卡和非即插即用主板,系统无法自动侦测到网卡,只能用后两种方法安装。由于安装网卡(网络适配器)、添加客户软件、添加网络协议、设置网络服务功能均可通过“控制面板”/“网络”对话框进行,本文讨论第三种方法。

下文以最常用的NE2000兼容网卡为例,讨论通过“控制面板”/“网络”对话框安装网卡设备驱动程序的具体操作步骤。

1.启动计算机进入到Windows 9X桌面;

2.选择“开始”/“设置”/“控制面板”;

3.在“控制面板”中,打开“网络”窗口;

4.在“网络”窗口的“配置”标签中;选择“添加”按钮,打开“选定网络组件类型”窗口;

5.在“选定网络组件类型”窗口的“单击要安装的组件类型:”选择框中选定“适配器”后,选择“添加”按钮,打开“选定网络适配器”对话框;

6.在“选定网络适配器”窗口左边的“厂商”选择框中选择网卡的制作厂商;在右边的“网络适配器”选择框中选择网卡名称;

注意:对NE2000兼容网卡,可在左边的“厂商”选择框选择“Novell/Anthem”,在右边的“网络适配器”选择框选择“NE2000 Compatible”;

如果“选定网络适配器”窗口中没有你的网卡,请单击右下侧“从磁盘安装”按钮,打开“从磁盘安装”对话框;在“从磁盘安装”对话框中,单击“浏览”,在网卡驱动程序软盘中选定网卡驱动程序后,按“确定”按钮;系统将读取软盘中的网卡驱动程序信息。

7.按“确定”按钮后,对非即插即用的NE2000兼容网卡,系统会给出“NE2000 Compatible属性”对话框,在此对话框“属性”标签中有“配置类型”、“中断IRQ”、“I/O地址范围”三个选择框,如果框中设置的资源前有“#”号,表示该值为当前硬件的设置值;如果框中设置的资源前有“*”号,表示该值与其它硬件有冲突,需在选择框中选定其它资源以避免冲突;

8.以后按提示“插入Windows 9X安装光盘”,给出安装目录,即可完成安装。

★添加网络协议

网卡设备驱动程序安装完成,按提示重新启动以后,在“控制面板”/“网络”/“属性”标签的“已安装下列网络组件”窗口中通常会有以下条目:

“Microsoft网络客户”—— 用于与其它Microsoft Windows计算机和服务器相连接的软件,以便使用其上的计算机共享文件和打印机;

“NetWare网络客户”—— 用于与NetWare服务器相连接的软件,以便使用其上的共享文件和打印机;

“Novell/Anthem NE2000”—— 当前网络适配器(即网卡),是物理上连接计算机与网络的硬件;

“IPX/SPX兼容协议”——NetWare和Windows NT服务器及Windows 9X计算机使用的通信语言,两台计算机间必须用相同的协议才能相互通信;

“NetBEUI”——用于连接Windows NT、Windows for Workgroups 或LAN Manager 服务器的协议。

如果你不连接NetWare服务器,可以将“NetWate网络客户”条目删除;只使用“IPX/SPX兼容协议”和“NetBEUI”其中之—就可以在Windows 9X对等网中通信。Windows 9X可以同时装入多种网络协议,但网络中多台机器的协议配置要一致,比如都使用“IPX/SPX兼容协议”或均使用“NetBEUI”,使用过多的协议会使网络速度变慢。

如要登录到NOVELL网络,则应设置好“IPX/SPX兼容协议”;如果登录Windows NT服务器,应根据网络管理员的要求添加协议;如想通过Windows NT服务器连接Internet必须添加“TCP/IP”协议。

如果在“控制面板”/“网络”对话框“属性”标签的窗口中没有你需要的协议,请按下述方式添加(以添加“TCP/IP”协议为例):

1.在“控制面板”/“网络”对话框中选择“添加”按钮,打开“选定网络组件类型”窗口;

2.在“选定网络组件类型”窗口中选定“协议”后,按“添加”按钮,打开“选定NetTrans”对话框;

3.在的选择网络协议对话框的“厂商”窗口选取“Microsoft ”,在网络协议窗口选取“TCP/IP”;

4.按“确定”按钮完成安装。

完成上述工作后,你就可以登录网络,但还须根据网络的要求进行一些设置,具体登录网络的方法请参见以后几节的内容。

★网卡安装故障检查方法

如果无法安装网卡驱动程序或安装网卡后无法登录网络,请按下述步骤检查处理:

1.选择“控制面板”/“系统”图标,打开“系统属性”窗口;

2.在“系统属性”窗口的“设备管理”标签的“按类型查看设备列表”中,双击“网络适配器”条目前的“+”号将其展开,其下应当列出当前网卡;

3.如果“设备管理”标签中没有“网络适配器”条目或当前网卡前有一“X”号,说明系统没能识别网卡,可能产生的原因有网卡驱动程序安装不当、网卡硬件安装不当、网卡硬件故障等等;

4.如果网卡前有一带圆圈的“!”,说明系统找到了网卡,但网卡不能正常工作,请选定网卡后按“属性”按钮,打开“网卡属性”单;

5.如果网卡不能正常工作,在“网卡属性”窗口“常规”标签的“设备状态”栏目中会给出故障类型和推荐的解决方法;如果存在资源冲突,在“资源”标签中的“冲突设备列表”中通常会给出与网卡发生冲突的设备以及冲突的IRQ中断号或I/O地址。

对有些PCI网卡,用上述方法无法检查到资源冲突,可选择“开始”/“程序”/“附件”/“系统工具”/“系统信息”打开“Microsoft 系统信息”窗口,双击左边窗口“系统信息”框中“硬件资源”条目前的“+”号将其展开后,能检查到资源冲突。

⑶ 计算机网络(3)| 数据链路层

数据链路层属于计算机网络的低层。数据链路层使用的信道主要是两种类型:
(1)点对点信道 。即信道使用的是一对一点对点通信方式。
(2)广播信道 。这种信道使用的是一对多的光播通信方式,相对复杂。在广播信道上连接的主机很多,因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。

首先我们应该了解一些有关点对点信道的一点基本概念。
(1)数据链路 。值得是当我们需要在一条线路上传送数据时,除了有一条物理线路外(链路),还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输,若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上就构成了数据链路。
(2)帧 。帧指的是点对点信道的数据链路层的协议数据单元,即数据链路层把网络层交下来的数据构成帧发送到链路上以及把接收到的帧中的数据取出并上交给网络层。

点对点信道的数据链路层在进行通信时的主要步骤如下:
(1)结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧。
(2)结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层。
(3)若B接收的帧无差错,则从接收的帧中提取出IP数据报上交给上面的网络层;否则丢弃这个帧。

接下来是来介绍数据链路层的三个基本问题,而这三个问题对于各种数据链路层的协议都是通用的。

(1)封装成帧 。指的是在一段数据的前后分别添加首部和尾部,这样就构成了一个帧,从而能够作为数据链路层的基本单位进行数据传输。在发送帧时,是从帧的首部开始发送的。各种数据链路层协议都对帧首部和帧尾部的格式有着明确的规定,且都规定了所能传送的 帧的数据部分 长度上限—— 最大传送单元MTU 。首部和尾部的作用是进行帧定界,帧定界可以使用特殊的 帧定界符 ,当数据在传输中出现差错时,通过帧的帧定界符就可以知道收到的数据是一个不完整的帧(即只有首部开始符而没有结束符)。

(2)透明传输 。从上面的介绍中知道帧的开始和结束标记使用了专门的控制字符,因此所传输的数据中任何与帧定界符相同的比特编码是不允许出现的,否则就会出现帧定界错误。当传送的帧是用文本文件组成的帧时,它的数据部分一定不会出现和帧定界符相同的字符,这样的传输就叫做 透明传输 。为了解决其他类型文件传输时产生的透明传输问题,就将帧定界符的前面插入一个 转义字符ESC ,这种方法称为 字节填充 。如果转义字符也出现在数据中,就在转义字符前面加上一个转义字符,当接收端收到两个转义字符时,就删除前面的那一个。

(3)差错检测 。在现实中,通信链路都不会是完美的,在传输比特的过程当中都是会产生差错的,1变成0或者0变成1都是可能发生的,我们把这样的错误叫做差错检测。在数据链路层中,为了保证数据传输的可靠性,减少差错出现的数量,就会采用各种差错检测措施,目前最常使用的检错技术是 循环冗余校验 。它的原理简单来说就是在被传输的数据M后面添加供错检测用的n为冗余码,构成一个帧数据发送出去。关于n位冗余码的得出方式与检验方式,可以 点击这里进一步了解 。

对于点对点链路,点对点协议PPP是目前使用得最广泛的数据链路层协议。由于因特网的用户通常都要连接到某个ISP才能接入到因特网,PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信所使用的数据链路层协议。

在设计PPP协议时必须要考虑以下多方面的需求:
(1)简单 。简单的设计可使协议在实现时不容易出错,这样使得不同厂商对协议的不同实现的互操作性提高了。
(2)封装成帧 。PPP协议必须规定特殊的字符作为帧定界符(即标志一个帧的开始和结束的字符),以便使接收端从收到的比特流中能准确的找出帧的开始和结束的位置。
(3)透明性 。PPP协议必须保证数据传输的透明性。如果说是数据中碰巧出现和帧定界符一样的比特组合时,就要采用必要的措施来解决。
(4)多种网络层协议 。PPP协议必须能够在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议(IP和IPX等)的运行。
(5)多种类型链路 。除了要支持多种网络层的协议外,PPP还必须能够在多种链路上运行(串行与并行链路)。
(6)差错检测 。PPP协议必须能够对接收端收到的帧进行检测,并舍弃有差错的帧。
(7)检测连接状态 。必须具有一种机制能够及时(不超过几分钟)自动检测出链路是否处于正常工作状态。
(8)最大传送单元 。协议对每一种类型的点对点链路设置最大传送单元MTU。
(9)网络层地址协商 。协议必须提供一种机制使通信的两个网络层(如两个IP层)的实体能够通过协商知道或能够配置彼此的网络层地址。
(10)数据压缩协商 。协议必须能够提供方法来协商使用数据压缩算法。但PPP协议不要求将数据压缩算法进行标准化。

PPP协议主要是由三个方面组成的:
(1) 一个将IP数据报封装到串行链路的方法。
(2) 一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP(Link Control Protocol)。
(3) 一套网络控制协议NCP(Network Control Protocol),其中的每一个协议支持不同的网络层协议,如IP、OSI的网络层、DECnet,以及AppleTalk等。

最后来介绍PPP协议帧的格式:

首先是各个字段的意义。首部中的地址字段A规定为0xFF,控制字段C规定为0x03,这两个字段并没有携带PPP帧的信息。首部的第一个字段和尾部的第二个字段都是标识字段F(Flag)。首部的第四个字段是2字节的协议字段。当协议字段为0x0021时,PPP帧的信息部分字段就是IP数据报。若为0xC021,则信息字段是PPP链路控制协议LCP的数据,而 0x8021表示这是网络层的控制数据。尾部中的第一个字段(2字节)是使用CRC的帧检验序列FCS。

接着是关于PPP协议的差错检测的方法,主要分为字节填充和零比特填充。当是PPP异步传输时,采用的是字节填充的方法。字节填充是指当信息字段中出现和标志字段一样的比特(0x7E)组合时,就必须采取一些措施使这种形式上和标志字段一样的比特组合不出现在信息字段中。而当PPP协议使用的是同步传输时,就会采用零比特填充方法来实现透明传输,即只要发现有5个连续1,则立即填入一个0的方法。

广播信道可以进行一对多的通信。由于局域网采用的就是广播通信,因此下面有关广播通信的讨论就是基于局域网来进行的。

首先我们要知道局域网的主要 特点 ,即网络为一个单位所拥有,且地理范围和站点数目均有限。在局域网才出现时,局域网比广域网有着较高的数据率、较低的时延和较小的误码率。

局域网的 优点 主要有一下几个方面:
(1) 具有广播功能,从一个站点可方便地访问全网。
(2) 便于系统的扩展和逐渐地演变,各设备的位置可灵活地调整和改变。
(3) 提高了系统的可靠性(reliability)、可用性(availibility)、生存性(survivability)。

关于局域网的分类,我们一般是对局域网按照网络拓扑进行分类:
1.星状网: 由于集线器的出现和双绞线大量用于局域网中,星形以太网和多级星形结构的以太网获得了非常广泛的应用。
2.环形网: 顾名思义,就是将各个主机像环一样串起来的拓扑结构,最典型的就是令牌环形网。
3.总线网: 各站直接连在总线上。总线两端的匹配电阻吸收在总线上传播的电磁波信号的能量,避免在总线上产生有害的电磁波反射。

以太网主要有两个标准,即DIX Ethernet V2和IEEE 802.3标准,这两种标准的差别很小,可以不是很严格的区分它们。

但是由于有关厂商的商业上的激烈竞争,导致IEEE 802委员会未能形成一个最佳的局域网标准而制定了几个不同的局域网标准,所以为了数据链路层能够更好的适应各种不同的标准,委员会就把局域网的数据链路层拆成两个子层: 逻辑链路控制LLC子层 媒体接入控制MAC子层

计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器(adapter)来进行的。适配器本来是在电脑主机箱内插入的一块网络接口板(或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡),这种接口板又称为网络接口卡NIC(Network Interface Card)或简称为网卡。适配器和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的,而适配器和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行的,因此适配器的一个重要功能就是要进行数据串行传输和并行传输的转换。由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同,所以在适配器中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。若在主板上插入适配器时,还必须把管理该适配器的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。这个驱动程序以后就会告诉适配器,应当从存储器的什么位置上把多长的数据块发送到局域网,或应当在存储器的什么位置上把局域网传送过来的数据块存储下来。适配器还要能够实现以太网协议。

要注意的是,适配器在接收和发送各种帧时是不使用计算机的CPU的,所以这时计算机中的CPU可以处理其他的任务。当适配器收到有差错的帧时,就把这个帧丢弃而不必通知计算机,而当适配器收到正确的帧时,它就使用中断来通知该计算机并交付给协议栈中的网络层。当计算机要发送IP数据报时,就由协议栈把IP数据报向下交给适配器,组装成帧后发送到局域网。特别注意: 计算机的硬件地址—MAC地址,就在适配器的ROM中。计算机的软件地址—IP地址,就在计算机的存储器中。

CSMA/CD协议主要有以下3个要点:
1.多点接入 :指的是这是总线型网络,许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。
2.载波监听 :就是用电子技术检测总线上有没有其他的计算机也在发送。载波监听也称为检测信道,也就是说,为了获得发送权,不管在发送前,还是在发送中,每一个站都必须不停的检测信道。如果检测出已经有其他站在发送,则自己就暂时不发送数据,等到信道空闲时才发送数据。而在发送中检测信道是为了及时发现有没有其他站的发送和本站发送的碰撞。
3.碰撞检测 :也就是边发送边监听。适配器一边发送数据一边检测信道上的信号电压的变化情况,以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。所谓碰撞就是信号之间产生了冲突,这时总线上传输的信号严重失真,无法从中恢复出有用的信息来。

集线器的一些特点如下:
(1)使用集线器的以太网在逻辑上仍然是一个总线网,各个站点共享逻辑上的总线,使用的还是CSMA/CD协议。
(2)一个集线器是有多个接口。一个集线器就像一个多接口的转发器。
(3)集线器工作在物理层,所以它的每一个接口仅仅是简单的转发比特。它不会进行碰撞检测,所以当两个接口同时有信号的输入,那么所有的接口都将收不到正确的帧。
(4)集线器自身采用了专门的芯片来进行自适应串音回波抵消。这样可使接口转发出去的较强的信号不致对该接口收到的较弱信号产生干扰。
(5)集线器一般都有少量的容错能力和网络管理能力,也就是说如果在以太网中有一个适配器出现了故障,不停地发送以太网帧,这是集线器可以检测到这个问题从而断开与故障适配器的连线。

在局域网中,硬件地址又称为物理地址或者MAC地址,这种地址是用在MAC帧中的。由于6字节的地址字段可以使全世界所有的局域网适配器具有不同的地址,所以现在的局域网适配器都是使用6字节MAC地址。

主要负责分配地址字段的6个字节中的前3个字节。世界上凡事要生产局域适配器的厂家都必须向IEEE购买这3个字节构成的地址号,这个地址号我们通常叫做 公司标识符 ,而地址字段的后3个字节则由厂家自行指派,称为 扩展标识符

IEEE规定地址字段的第一字节的最低位为I/G位。当I/G位为0时,地址字段表示一个单个站地址,而当I/G位为1时表示组地址,用来进行多播。所以IEEE只分配地址字段前三个字节中的23位,当I/G位分别为0和1时,一个地址块可分别生 2^24 个单个站地址和2^24个组地址。IEEE还把地址字段第1个字节的最低第二位规定为G/L位。当G/L位为0时是全球管理,来保证在全球没有相同的地址,厂商向IEEE购买的都属于全球管理。当地址段G/L位为1时是本地管理,这时用户可以任意分配网络上的地址,但是以太网几乎不会理会这个G/L位的。

适配器对MAC帧是具有的过滤功能的,当适配器从网络上每收到一个MAC帧就先用硬件检查MAC帧中的目的地址。如果是发往本站的帧则收下,然后再进行其他的处理,否则就将此帧丢弃。这样做就可以不浪费主机的处理机和内存资源这里发往本站的帧包括以下三种帧:
(1)单播帧:即收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同。
(2)广播帧:即发送给本局域网上所有站点的帧。
(3)多播帧:即发送给本局域网上一部分站点的帧。

常用的以太网MAC帧格式是以太网V2的MAC帧格式。如下图:

可以看到以太网V2的MAC帧比较的简单,有五个字段组成。前两个字段分别为6字节长的目的地址和源地址字段。第三个字段是2字节的类型字段,用来标志上一层使用的是什么协议,以便把收到的MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。下一个字段是数据字段,其长度在46到1500字节之间。最后一个字段是4字节的帧检验序列FCS(使用CRC检验)。

从图中可以看出,采用以太网V2的MAC帧并没有一个结构来存储一个数据的帧长度。这是由于在曼彻斯特编码中每一个码元的正中间一定有一次电压的转换,如果当发送方在发送完一个MAC帧后就不再发送了,则发送方适配器的电压一定是不会在变化的。这样接收方就可以知道以太网帧结束的位置,在这个位置减去FCS序列的4个字节,就可以知道帧的长度了。

当数据字段的长度小于42字节时,MAC子层就会在MAC帧后面加入一个整数字节来填充字段,来保证以太网的MAC帧的长度不小于64字节。当MAC帧传送给上层协议后,上层协议必须具有能够识别填充字段的功能。当上层使用的是IP协议时,其首部就有一个总长度字段,因此总长度加上填充字段的长度,就是MAC帧的数据字段的长度。

从图中还可以看出,在传输MAC帧时传输媒体上实际是多发送了8个字节,这是因为当MAC帧开始接收时,由于适配器的时钟尚未与比特流达成同步,因此MAC帧的最开始的部分是无法接收的,结果就是会使整个MAC成为无用帧。所以为了接收端能够迅速的与比特流形成同步,就需要在前面插入这8个字节。这8个字节是由两个部分组成的,第一个部分是由前7个字节构成的前同步码,它的主要作用就是就是实现同步。第二个部分是帧开始界定符,它的作用就是告诉接收方MAC帧马上就要来了。需要注意的是,帧与帧之间的传输是需要一定的间隔的,否则接收端在收到了帧开始界定符后就会认为后面的都是MAC帧而会造成错误。

以太网上的主机之间的距离不能太远,否则主机发送的信号经过铜线的传输就会衰减到使CSMA/CD协议无法正常工作,所以在过去常常使用工作在物理层的转发器来拓展以太网的地理覆盖范围。但是现在随着双绞线以太网成为以太网的主流类型,拓展以太网的覆盖范围已经很少使用转发器,而是使用光纤和一对光纤调制解调器来拓展主机和集线器之间的距离。

光纤解调器的作用是进行电信号与光信号的转换。由于光纤带来的时延很小,并且带宽很宽,所以才用这种方法可以很容易地使主机和几公里外的集线器相连接。

如果是使用多个集线器,就可以连接成覆盖更大范围的多级星形结构的以太网:

使用多级星形结构的以太网不仅能够让连接在不同的以太网的计算机能够进行通信,还可以扩大以太网的地理覆盖范围。但是这样的多级结构也带来了一些缺点,首先这样的结构会增大它们的碰撞域,这样做会导致图中的某个系的两个站在通信时所传送的数据会通过所有的集线器进行转发,使得其他系的内部在这时都不能进行通信。其次如果不同的以太网采用的是不同的技术,那么就不可能用集线器将它们互相连接起来。

拓展以太网的更常用的方法是在数据链路层中进行的,在开始时人们使用的是网桥。但是现在人们更常用的是 以太网交换机

以太网交换机实质上是一个多接口的网桥,通常是有十几个或者更多的接口,而每一个接口都是直接与一个单台主机或者另一个以太网交换机相连。同时以太网交换机还具有并行性,即能同时连通多对接口,使多对主机能同时通信,对于相互通信的主机来说都是独占传输媒体且无碰撞的传输数据。

以太网交换机的接口还有存储器,能够在输出端口繁忙时把到来的帧进行缓存,等到接口不再繁忙时再将缓存的帧发送出去。

以太网交换机还是一种即插即用的设备,它的内部的地址表是通过自学习算法自动的建立起来的。以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片,用硬件转发,它的转发速率是要比使用软件转发的网桥快很多。

如下图中带有4个接口的以太网交换机,它的4个接口各连接一台计算机,其MAC地址分别为A、B、C、D。在开始时,以太网交换机里面的交换表是空的。

首先,A先向B发送一帧,从接口1进入到交换机。交换机收到帧后,先查找交换表,但是没有查到应从哪个接口转发这个帧,接着交换机把这个帧的源地址A和接口1写入交换表中,并向除接口1以外的所有接口广播这个帧。C和D因为目的地址不对会将这个帧丢弃,只有B才收下这个目的地址正确的帧。从新写入的交换表(A,1)可以得出,以后不管从哪一个接口收到帧,只要其目的地址是A,就应当把收到的帧从接口1转发出去。以此类推,只要主机A、B、C也向其他主机发送帧,以太网交换机中的交换表就会把转发到A或B或C应当经过的借口号写入到交换表中,这样交换表中的项目就齐全了,以后要转发给任何一台主机的帧,就都能够很快的在交换表中找到相应的转发接口。

考虑到有时可能要在交换机的接口更换主机或者主机要更换其网络适配器,这就需要更改交换表中的项目,所以交换表中每个项目都设有一定的有效时间。

但是这样的自学习有时也会在某个环路中无限制的兜圈子,如下图:

假设一开始主机A通过接口交换机#1向主机B发送一帧。交换机#1收到这个帧后就向所有其他接口进行广播发送。其中一个帧的走向:离开#1的3->交换机#2的接口1->接口2->交换机#1的接口4->接口3->交换机#2的接口1......一直循环下去,白白消耗网络资源。所以为了解决这样的问题,IEEE制定了一个生成树协议STP,其要点就是不改变网络的实际拓扑,但在逻辑上切断某些链路,从而防止出现环路。

虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组,而这些网段具有某些共同的需求。每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符,指明发送这个帧的计算机属于VLAN。要注意虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务,而不是一种新型局域网。

现在已经有标准定义了以太网的帧格式的扩展,以便支持虚拟局域网。虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符,称为VLAN标记,它是用来指明发送该帧的计算机属于哪一个虚拟局域网。VLAN标记字段的长度是4字节,插入在以太网MAC帧的源地址字段和类型字段之间。VLAN标记的前两个字节总是设置为0x8100,称为IEEE802.1Q标记类型。当数据链路层检测到MAC帧的源地址字段后面的两个字节的值是0x8100时,就知道现在插入了4字节的VLAN标记。于是就接着检查后面两个字节的内容,在后面的两个字节中,前3位是用户优先级字段,接着的一位是规范格式指示符CFI,最后的12位是该虚拟局域网VLAN标识符VID,它唯一的标志了这个以台网属于哪一个VLAN。

高速以太网主要是分为三种,即100BASE-T以太网、吉比特以太网和10吉比特以太网:

⑷ 计算机网络

有两种含义

“带宽” 指信号具有的频带宽度。基本单位是赫。

“带宽”是数字信道所能传送的最高数据率的同义语,单位是比特/秒(bit/s)。

表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。
吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。
吞吐量受网络枝竖的带宽或网络的额定速率的限制。

指数据从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。

主机或路由器发送数据帧所需要的时间。

电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

结点缓存队列中分组排队所经历的时延。

交换结点为存储转发而进行一些处理所费的时间。

信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。完全空闲的信道的利用率是零。
网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。

物理层的主要任务描述为确定与传输媒体接口的四个特性。

指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排迟搭游列等。

指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。

指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

发送器:将数据转换成可以在传输介质上传输的信号

数据:运送消息的实体。
信号:数据的电气的或电磁的表现。
模拟信号:代表消息的参数的取值是连续的。
数字信号:代表消息的参数的取值是离散的。
信道: 向某一个方向传递信息的通道。

单向通信(单工通信):只能有一个方向的通信
而没有反方向的交互。
双向交替通信(半双工通信):通信的双方都可
以发送信息,但不能双方同时发送、同时接收。
双向同时通信(全双工通信):通信的双方可以
同时发送和接收信息。

调制:使用载波进行调制, 把数字信号的频率范
围搬移到较高的频段,并转换成模拟信号,以便在模
拟信道中传输。
解调:把接收到的模拟信号还原成数字信号。

又称为编码,转换后依然是基带信号

利用载波低频转高频,更好的在模拟信道上传输,调制完的信号叫做带通信号

在任何信道中,码元传输码销的速率是有上限的,超过此上限,就会出现严重的码间串扰问题。

如果信道的频带越宽,则可以用更高的速率传送码元
而不出现码间串扰。

带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率

W 是信道的带宽(以 Hz 为单位);
S 为信道内所传信号的平均功率; N 为信道内部的噪声功率。
信噪比S/N通常用分贝(dB)来表示:

通过编码,可以增加每一个码元携带的信息量

将信道的可用频带分割成若干条较窄的子频带,每一条子频带传输一路信号。
用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。

光的频分复用:波分复用

将时间划分为一段段等长的时隙,每一个用户占用固定序号的时隙传输数据。
每一个用户所占用的时隙是周期性地出现。

时分复用的所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度

先进行统计,然后依次将需要发送的数据进行时分复用,但是因为每一个时间是不确定的,所以需要在数据帧上加上地址信息

每个用户被分配一个码片序列,这些码片序列是互相正交的,

当需要发送1的时候,则发送序列

当需要发送0的时候,则发送序列反码

所以用户的序列和其他用户的序列内积是0

而序列和序列的规格化内积是1,序列与序列的反码的规格化内积为-1

在原始的、有差错的物理传输线路的基础上,采取 差错检测、差错控制与流量控制 等方法,将有差错的物理线路改进成逻辑上无差错的数据链路,向网络层提供高质量的服务。

是从一个结点到相邻结点的一段物理线路,中间没有任何其他的交换结点。

把实现通信协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链路,也称为逻辑链路。

每个帧有最大长度限制

通过添加字符防止误判

在发送端:

数据分成组,每一组k个bit,然后在后面加上n位冗余码

接收端:

将这段数据除以P,看最后的余数

因为标志字段的0x7E用二进制标志为01111110,即中间是6个0,为了避免产生错误,所以采用 零比特填充 的方式,即发送方每遇到5个1则填充一个0,接收方每遇到5个1删除后面的一个0

信道并非在用户通信时固定分配给用户。

DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品(以太网)的规约,定义了以无源的电缆为总线的基带总线局域网。
IEEE 的 802.3 标准。

载波监听多点接入/碰撞监测

当发送数据的站一旦发现发生了碰撞

最先发送数据帧的站,在发送数据帧后至多经过时间(2τ)就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。 以太网的端到端往返时延 2τ 称为争用期,或碰撞窗口。经过争用期这段时间还没有检测到碰撞,才能肯定这次发送不会发生碰撞。

发生碰撞的站在停止发送数据后,要推迟(退避)一个随机时间才能再发送数据。

作用:

争用期的长度: 51.2 µs

最短有效帧长: 64 字节

帧间最小间隔: 9.6 µs

每一类地址都由 两个固定长度 的字段组成, 其中一个字段是 网络号 net-id , 它标志主机(或路由器) 所连接到的网络, 而另一个字段则是 主机号 host-id , 它标志该主机(或路由器) 。

用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络, 因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。

A:网络数减2原因: 网络号全0表示本网络 127(01111111)表示本地软件环回测试地址

B、C:网络数减1原因:128.0.0.0和192.0.0.0都是不指派的

主机数减2原因:全0和全1都不指派

路由表需要配置,或者根据算法生成

下一跳指的是下一个路由器的地址

特定主机路由 :为特定的目的主机指明一个路由。

默认路由:没有特定设置则采用默认路由

作用: 从网络层使用的 IP 地址,解析出在数据链路层使用的硬件地址。

每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存 ,保存着所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地
址的映射表。ARP把保存在高速缓存中的每一个映射地址项目都设置生存时间,凡超过生存时间的项目就从高速缓存中删除掉。

ARP的工作过程

当主机A欲向本局域网上的某个主机B发送 IP数据报时,就先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP 地址。

如果是不同网络之间的情况,就需要通过路由器来解决

例如:H1访问H3

一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。

首部分为固定部分和可变部分,固定部分长度为20个字节,可变部分长度是可变的。

版本ip协议版本:ipv4和ipv6

首部长度:占 4 位,可表示的最大数值是 15 (2 4 -1)个单位(一个单位为 4 字节)。因此 IP 的首部长度的最大值是 60 字节(15*4)。

区分服务:占 8 位,只有在使用区分服务(DiffServ)时,这个字段才起作用。在一般的情况下都不使用这个字段。

总长度:占 16 位,指首部和数据之和的长度,单位为字节,因此数据报的最大长度为 65535 字节。

进行数据报的分片的原因

标识:占 16 位,它是一个计数器,用来产生 IP 数据报的标识。

标志(flag):占 3 位,目前只有前两位有意义。

片偏移:占13 位,指出:较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。片偏移以 8 个字节为偏移单位

生存时间——占8 位,记为 TTL (Time To Live),表明数据报在网络中的寿命。表示为数据报在网络中 可通过的路由器数的最大值

协议:占8 位,指出此数据报携带的数据使用何种协议,以便目的主机的 IP 层将数据部分上交给哪个处理过程。

首部检验和:占16 位,只检验数据报的首部,不检验数据部分

阅读全文

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