1、網(wǎng)絡課總結授課老師：張凡為什么網(wǎng)絡要采用分層結構Telnet FTPNFSPacketradioCoaxial cableFiberopticApplicationTransmissionMediaHTTPTelnet FTPNFSPacketradioCoaxial cableFiberopticApplicationTransmissionMediaHTTPIntermediate layerLayer n Protocol entity第N1層的服務請求Layer n PDUs (Protocol data units)layer n+1layer n-1第N層的服務請求Layer n

2、Protocol entitylayer n+1第N層的服務請求第N1層的服務請求layer n-1層次結構抽象Layer n-1 PDUs (Protocol data units)Layer n+1 PDUs (Protocol data units)bitstream物理層接收方應用層data表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層路由器網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層路由器TPDUPacketFrameOSI參考模型APDUPPDUSPDUdata發(fā)送方應用層表示層會話層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層data發(fā)送方bitstream表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應用層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層接收方

3、應用層databitstream網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層路由器路由器OSI參考模型OSI參考模型data發(fā)送方表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應用層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層應用層bitstream網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層bitstream表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層datadatadatadatadatadatadata接收方路由器路由器OSI參考模型為端到端的數(shù)據(jù)傳輸提供面向連接和無連接的數(shù)據(jù)傳輸服務為兩個進程之間的會話提供建立、維護和終止連接功能表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應用層如何傳輸非結構的位流在相鄰兩個節(jié)點之間，可靠的傳輸幀對報文進行路由，可以跨越

4、多個節(jié)點代表應用進程協(xié)商數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式為網(wǎng)絡應用提供協(xié)議支持物理層OSI參考模型各層功能數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層傳輸層會話層表示層應用層節(jié)點到節(jié)點端到端The TCP/IP reference model Protocols and networks in the TCP/IP model 物理層涉及知識物理介質(zhì)有線介質(zhì)、無線介質(zhì)介質(zhì)的帶寬：帶寬是傳輸介質(zhì)的一種物理特性，通常取決于介質(zhì)的材料、厚度和長度。香農(nóng)公式的主要結論是，一條帶寬為H Hz、信噪比為S/N的有噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸率為H1b（1S/N）拓撲結構星型拓撲環(huán)形拓撲總線型拓撲各種拓撲的廣播方式數(shù)據(jù)傳輸技術模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字數(shù)據(jù)人的聲音：模擬數(shù)

5、據(jù)以0或1表示的數(shù)據(jù)：數(shù)字數(shù)據(jù)模擬信號與數(shù)字信號模擬信號：隨時間變化而平穩(wěn)變化的連續(xù)波形式。數(shù)字信號：只可以包含有限數(shù)目的幾個預定值，數(shù)字信號從一個值到另一個值的遷移是瞬間發(fā)生的，就像開關電路。當我們把數(shù)據(jù)由一地傳送到另一地時，必須將數(shù)據(jù)轉換成為信號。數(shù)據(jù)傳輸需要解決的問題信息以何種信號在介質(zhì)上進行傳輸通信同步方式通信操作模式多路復用技術數(shù)據(jù)編碼技術差錯處理技術數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)信息如何表示如何能夠充分的利用帶寬介質(zhì)上信息傳輸?shù)姆较蚝蜁r間特性如何什么時候知道對方發(fā)來了數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯誤怎么發(fā)現(xiàn)和處理數(shù)據(jù)傳輸技術總結（1）數(shù)據(jù)傳輸技術模擬傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)編碼技術數(shù)字數(shù)據(jù)模擬信號幅移鍵控（ASK）

6、、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）數(shù)字數(shù)據(jù)數(shù)字信號NRZ、DNRZ曼徹斯特、差分曼徹斯特模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號PCM數(shù)據(jù)傳輸技術總結（2）多路復用技術頻分多路復用、時分多路復用通信操作模式單工、半雙工，全雙工通信同步方式異步傳輸同步傳輸（面向字符的同步傳輸，面向位流的同步傳輸）差錯處理技術反饋重發(fā)糾錯法前向糾錯法數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)：將不可靠的物理鏈路變成可靠的數(shù)據(jù)鏈路，完成相鄰兩個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸，并將數(shù)據(jù)無錯的傳給上層（網(wǎng)絡層）。需要解決的問題發(fā)送方如何將數(shù)據(jù)拆分到數(shù)據(jù)幀(data frame)中，然后有序的傳送這些數(shù)據(jù)。如何避免一個快速發(fā)送方“淹沒”掉

7、一個慢速的接受方。對于廣播式網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)鏈路層如何控制對于共享信道的訪問。（介質(zhì)訪問控制子層）數(shù)據(jù)鏈路層要點數(shù)據(jù)鏈路層從網(wǎng)絡層獲得到分組，然后將分組(packet)封裝到幀(frame)以便傳輸，每一幀包含一個幀頭、一個有效載荷(用于存放上層分組)，以及一個幀尾。幀管理構成數(shù)據(jù)鏈路層工作的核心。數(shù)據(jù)鏈路層的設計要點向網(wǎng)絡層提供一個服務接口成幀錯誤控制流控制數(shù)據(jù)鏈路層要點成幀四種方法字符計數(shù)法含字節(jié)填充的分界符法含位填充的分界標志法物理層編碼違例法數(shù)據(jù)鏈路層的流量控制使用基于反饋的流控方案。停等協(xié)議滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議發(fā)送方窗口內(nèi)的序列號代表了已經(jīng)被發(fā)送，但是還沒有被確認的幀，或者是可以被發(fā)送

8、的幀。任何時候當有一個新的分組從網(wǎng)絡層到來的時候，它被賦予下一個最高的序列號，并且窗口的上邊界增1?？傊l(fā)送方窗口維持了一系列未被確認的幀。接收方數(shù)據(jù)鏈路層的窗口對應了它可以接收的幀。任何落在窗口外邊的幀都將被丟棄，無需任何提示。當一個新接受到的幀的序列號等于窗口下邊界的時候，接收方將它傳遞給網(wǎng)絡層，并生成一個確認，然后將整個窗口向前移動一個位置。與發(fā)送方的窗口不同的是，接收方的窗口總是保持最初始的大小。數(shù)據(jù)鏈路層要點錯誤控制幀的丟失或重復接收：每一幀設定定時器和序列號，要求接收方送回一些特殊的控制幀進行肯定或者否定的確認。傳輸錯誤：通過校驗碼發(fā)現(xiàn)傳輸過程中的錯誤。流控和差錯控制的結合帶差錯

9、控制的停等協(xié)議帶差錯控制的滑動窗口協(xié)議后退N幀（接受方窗口1）選擇重發(fā)（接收方窗口1）數(shù)據(jù)鏈路層重要實例HDLC協(xié)議HDLC工作方式三種站，兩種配置、三種工作方式HDLC幀結構標志 地址 控制 信息 幀校驗 標志HDLC幀類型I幀，U幀，S幀各種幀的使用方式廣播式網(wǎng)絡介質(zhì)訪問控制子層在任何一個廣播式網(wǎng)絡中，關鍵的問題是：當存在多方要競爭使用信道的時候，如何確定誰可以使用信道。用于在廣播信道中確定下一個使用者的協(xié)議屬于數(shù)據(jù)鏈路層的一個子層，稱為MAC（Medium Access Control，介質(zhì)訪問控制）子層。在LAN中，MAC子層顯得尤為重要，因為許多LAN使用廣播信道來作為它的通信基礎。

10、相反，WAN使用點到點鏈路（除衛(wèi)星通信）。因此多路訪問與LAN的關系非常緊密。局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層包含了兩個子層:邏輯鏈路控制LLC (Logical Link Control)子層定義了LAN公共的網(wǎng)絡服務，服務類型有兩種：面向連接的服務和不連接的服務。介質(zhì)訪問控制MAC (Medium Access Control)子層定義了特定的介質(zhì)訪問控制(MAC)方法。不同類型的LAN所使用的介質(zhì)訪問控制方法是不同的（以太網(wǎng)，令牌環(huán)，F(xiàn)DDI）。局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層MAC層協(xié)議以太網(wǎng)：CSMA/CD令牌環(huán)網(wǎng)：令牌機制FDDI網(wǎng)：令牌機制無線局域網(wǎng)：CSMA/CA網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層(Network

11、Layer)：關鍵的問題是確定如何將分組從源端路由到目標端。數(shù)據(jù)鏈路層只負責同一個網(wǎng)絡（鏈路）上兩個系統(tǒng)之間報文的傳遞，而網(wǎng)絡層要保證每個報文能夠從出發(fā)點到達目的地。需要解決的問題路由選擇擁塞控制異種網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)絡層網(wǎng)絡工作類型數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡（無連接的網(wǎng)絡）所有的分組獨立的傳送到子網(wǎng)中，并且獨立路由，不需要提前建立任何輔助設施。每一臺子網(wǎng)里的路由器都有一個內(nèi)部表（路由表），每一個表項至少包含兩個元素：目標地址和針對該目標地址所使用的輸出線路虛電路網(wǎng)絡（面向連接的網(wǎng)絡）在發(fā)送分組之前根據(jù)建立起一條從源方到目的方的路徑，并且保存在中間路由器的表項（路徑轉發(fā)表）中。對于所有在這些連接上通過的流量都使用這條

12、路徑。網(wǎng)絡層路由算法是網(wǎng)絡層軟件的一部分，負責決定一個進來的分組應該被傳送到哪一條輸出線路上。數(shù)據(jù)報子網(wǎng)（路由表）路由器必須針對每一個到達的數(shù)據(jù)分組重新選擇路徑（最佳路徑可能改變）。虛電路子網(wǎng)（路由表和路徑轉發(fā)表）只有當一個新的虛電路被建立的時候，才需要確定路由路徑。路由算法及路由協(xié)議靜態(tài)路由選擇算法最短路徑選擇算法SP (Shortest Path) 基于流量的選擇算法FR (Flow-based Routing) 動態(tài)路由選擇算法距離矢量路由選擇算法DVR (Distance Vector Routing) 鏈路狀態(tài)路由選擇算法 LSR (Line State Routing)路由協(xié)議在動

13、態(tài)路由選擇算法中，路由器通過與相鄰節(jié)點周期地交換路由信息來更新和維護路由表，交換路由信息所使用的協(xié)議。ISO路由協(xié)議、Internet路由協(xié)議擁塞控制擁塞控制和流量控制的區(qū)別擁塞控制方案開環(huán)控制：良好的設計閉環(huán)控制：基于反饋的調(diào)節(jié)閉環(huán)控制三個組成部分檢測系統(tǒng)，檢測在何時何地發(fā)生了擁塞。反饋機制，將該信息送到能夠采取行動的地方。調(diào)整機制，調(diào)整系統(tǒng)的運行，以改正問題。虛電路子網(wǎng)擁塞控制算法數(shù)據(jù)報子網(wǎng)擁塞控制算法廣域網(wǎng)實例X.25網(wǎng)絡幀中繼網(wǎng)絡ISDN與ATM無線通信網(wǎng)重點是各個類型的廣域網(wǎng)的工作原理。網(wǎng)絡互聯(lián)與IP協(xié)議TCP/IP協(xié)議族統(tǒng)一的編址方案：IP地址及分類、網(wǎng)絡掩碼IP協(xié)議運作數(shù)據(jù)報分段

14、和重裝路由選擇ICMP協(xié)議與底層具體網(wǎng)絡的接口ARP協(xié)議RARP協(xié)議下一代網(wǎng)絡層協(xié)議：IPV6網(wǎng)絡設備每一種網(wǎng)絡設備都有自己的工作層次物理層中繼器集線器數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)橋交換機（VLAN）網(wǎng)絡層路由器傳輸層傳輸層的最終目標是向其用戶應用層進程，提供有效、可靠且價格合適的服務，而與當前網(wǎng)絡或使用的網(wǎng)絡無關。網(wǎng)絡層為端到端主機之間傳輸數(shù)據(jù)提供面向連接的或無連接的服務，傳輸層為兩個主機上的用戶進程之間提供端到端的面向連接的或無連接的服務 。實際網(wǎng)絡可能丟失分組，所以網(wǎng)絡服務是不可靠的。（面向連接的）傳輸服務是可靠的，傳輸服務試圖在不可靠的網(wǎng)絡上提供可靠服務，可以將網(wǎng)絡服務的缺陷隱藏起來，網(wǎng)絡層丟失的分組

15、和損壞的數(shù)據(jù)可以在傳輸層檢測出來，并由傳輸層進行補償。傳輸層傳輸層：接受上一層的數(shù)據(jù)，并在必要的時候進行分片，然后將數(shù)據(jù)單元傳遞給網(wǎng)絡層，并且確保這些數(shù)據(jù)片斷能夠正確的到達另一端，并且必須使上面各層不受底層硬件技術變化的影響。盡管網(wǎng)絡層監(jiān)管各個包的端到端的傳遞過程，但是并不了解這些包之間的相互關系。網(wǎng)絡層獨立的處理每個包，就像每個包都屬于一個獨立的報文一樣，傳輸層正好相反，它保證了整個報文無差錯并按順序的到達目的地，并在傳遞過程中進行差錯控制和流量控制。傳輸層協(xié)議建立連接：三次握手釋放連接：三次握手流量控制：滑動窗口協(xié)議編制機制：端口TCP協(xié)議可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務UDP協(xié)議不可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務T

16、CP與UDP協(xié)議TCP的三個階段建立連接、數(shù)據(jù)傳輸、拆除連接TCP的主要特點端口機制（傳輸層編址）三次握手機制（建立連接，拆除連接）序號（用于數(shù)據(jù)流管理）窗口機制（流量控制）TCP協(xié)議格式及各種標志的意義UDP提供一種面向進程的無連接傳輸服務，不確認報文是否到達, 不對報文排序, 也不進行流量控制 。與TCP相同，UDP協(xié)議也是通過端口號支持多路復用功能 。TCP/IP協(xié)議族IP地址尋址到主機，提供信息到主機的服務。TCP/UDP的端口尋址到主機上的進程，提供信息到主機上的程序的服務。發(fā)送方與接受方的兩對IP地址端口就可以唯一確定兩個互聯(lián)網(wǎng)主機之間相互通訊的程序。應用層TCP/UDP實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可靠傳輸，但是數(shù)據(jù)并不是信息，還需要對上層應用的通信雙方數(shù)據(jù)格式及操作方式進行設計，形成應用層協(xié)議。常見應用層協(xié)議DNS HT