網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罹W(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!21.5.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型(續(xù)1)1、OSI模型(7)應(yīng)用層(6)表示層(5)會(huì)話層(4)傳輸層(3)網(wǎng)絡(luò)層(2)數(shù)據(jù)鏈路層(1)物理層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)。面向通信的功能。用戶服務(wù)平臺(tái)。面向用戶的應(yīng)用進(jìn)程，使得一些無(wú)關(guān)的軟件具有互操作性。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!31.5.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型(續(xù)2)數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)A主機(jī)B應(yīng)用層協(xié)議表示層協(xié)議會(huì)話層協(xié)議傳輸層協(xié)議主機(jī)網(wǎng)絡(luò)層-路由器協(xié)議路由器路由器通信子網(wǎng)層間接口層次7654321主機(jī)物理層-路由器協(xié)議主機(jī)數(shù)鏈層-路由器協(xié)議通信子網(wǎng)內(nèi)部協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧基本概念共29頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!41.5.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型(續(xù)3)2、TCP/IP參考模型(4)應(yīng)用層該層向用務(wù)提供一組常用的應(yīng)用程序，為不同主機(jī)上的進(jìn)程或應(yīng)用之間提供通信。(3)傳輸層該層提供端對(duì)端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。(2)互聯(lián)網(wǎng)層該層使用網(wǎng)際協(xié)議實(shí)現(xiàn)穿越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由選擇功能。(1)網(wǎng)絡(luò)接入層該層是端系統(tǒng)和通信子網(wǎng)之間的接口，實(shí)現(xiàn)端系統(tǒng)與其相連的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!51.5.3若干重要概念(續(xù)20)2、實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)實(shí)體(entity)指任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。實(shí)體通常指一個(gè)特定的軟件模塊。協(xié)議(protocol)是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。協(xié)議的語(yǔ)法定義了所交換信息的結(jié)構(gòu)或格式；協(xié)議的語(yǔ)義定義了源端和目的端所要完成的操作。在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!61.5.3若干重要概念(續(xù)22)2、實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(續(xù)2)服務(wù)(service)指同一開(kāi)放系統(tǒng)中某一層向它的上一層提供的操作，但不涉及這些操作的具體實(shí)現(xiàn)。協(xié)議和服務(wù)是兩種截然不同的概念。協(xié)議是不同開(kāi)放系統(tǒng)的對(duì)等實(shí)體之間進(jìn)行虛通信所必須遵守的規(guī)定。服務(wù)是下一層向本層通過(guò)層間接口提供的“看得見(jiàn)”的功能。本層的服務(wù)用戶只能看見(jiàn)服務(wù)而無(wú)法看見(jiàn)下面的協(xié)議。亦即下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是透明的。協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則。服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過(guò)層間接口提供的。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!71.5.3若干重要概念(續(xù)24)2、實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(續(xù)4)相鄰兩層之間的關(guān)系協(xié)議交換原語(yǔ)交換原語(yǔ)服務(wù)用戶提供服務(wù)服務(wù)提供者第n

層第n+1層服務(wù)用戶SAPSAP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!83.4.2爭(zhēng)用訪問(wèn)技術(shù)(續(xù)5)2、CSMA（CarrierSenseMultipleAccess)技術(shù)CSMA是對(duì)用于有線信道ALOHA系統(tǒng)的一種改進(jìn)，它要求每個(gè)站都設(shè)置一硬件(即載波監(jiān)聽(tīng)裝置，“載波”是指在公用信道上傳輸?shù)男盘?hào)。)，用來(lái)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前監(jiān)聽(tīng)同一信道上其他站是否也在發(fā)送數(shù)據(jù)。如果該站監(jiān)聽(tīng)到有別的站正在發(fā)送，就暫不發(fā)送數(shù)據(jù)，從而減少發(fā)送沖突的可能性，也提高了整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量和信道利用率。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!

99.2.2CSMA/CD協(xié)議以太網(wǎng)采用一種協(xié)調(diào)工作機(jī)制，稱為載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/沖突檢測(cè)CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection)協(xié)議?！拜d波監(jiān)聽(tīng)”指加接在以太網(wǎng)上的每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先要檢測(cè)總線上是否有其他站正在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，就暫時(shí)不發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生沖突(常稱“碰撞”)?！拜d波監(jiān)聽(tīng)”只是用來(lái)表明檢測(cè)總線上信號(hào)存在與否的一種技術(shù)手段?！岸帱c(diǎn)接入”指計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接到同一根總線上?！皼_突檢測(cè)”指計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)總線上信號(hào)電壓的變化情況。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧基本概念共29頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!

109.2.2CSMA/CD協(xié)議(續(xù)2)檢測(cè)到?jīng)_突后怎么辦？當(dāng)信號(hào)發(fā)生沖突時(shí)，總線上傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生了嚴(yán)重的失真，接收站就無(wú)法從中恢復(fù)出有用的信息。每一個(gè)正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了碰撞，就要立即停止發(fā)送，免得繼續(xù)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，然后等待一段隨機(jī)時(shí)間后再重新執(zhí)行發(fā)送操作。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧基本概念共29頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!

119.2.2CSMA/CD協(xié)議(續(xù)4)傳播時(shí)延對(duì)載波監(jiān)聽(tīng)的影響1kmABt碰撞t=2

A檢測(cè)到發(fā)生碰撞t=

B發(fā)送數(shù)據(jù)B檢測(cè)到發(fā)生碰撞t=t=0為單程端到端傳播時(shí)延注：電磁波在電纜中的傳播速度只是在自由空間中的65％，即1km長(zhǎng)電纜的傳播時(shí)延約為5s。

5s網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!

129.2.2CSMA/CD協(xié)議(續(xù)6)幾點(diǎn)結(jié)論使用CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信(半雙工通信)。每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi)，一定存在著遭遇信號(hào)沖突的可能性。這種發(fā)送的不確定性使得整個(gè)以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!

139.2.2CSMA/CD協(xié)議(續(xù)8)CSMA/CD強(qiáng)化沖突的示意圖(B也能檢測(cè)到?jīng)_突，但圖中未繪出B發(fā)送的干擾信號(hào))數(shù)據(jù)幀干擾信號(hào)TJABTBtB發(fā)送數(shù)據(jù)A檢測(cè)到?jīng)_突出現(xiàn)沖突信道占用時(shí)間A發(fā)送數(shù)據(jù)B檢測(cè)到?jīng)_突網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧基本概念共29頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!9.2.2CSMA/CD協(xié)議(續(xù)10)爭(zhēng)用期(續(xù))爭(zhēng)用期的長(zhǎng)短與發(fā)送速率有關(guān)。以太網(wǎng)的爭(zhēng)用期為51.2s。對(duì)于10Mb/s以太網(wǎng)，爭(zhēng)用期內(nèi)可發(fā)送512bit(64字節(jié))稱為最短有效幀長(zhǎng)。否則將作為無(wú)效幀處理。以太網(wǎng)還規(guī)定了幀間最小間隔為9.6s，相當(dāng)于96比特時(shí)間。這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據(jù)幀的站的接收緩存來(lái)得及清理，做好接收下一幀的準(zhǔn)備。

14網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧基本概念共29頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!

159.2.2CSMA/CD協(xié)議(續(xù)12)截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)退避算法①確定基本退避時(shí)間，它就是爭(zhēng)用期。②從整數(shù)集合｛0，1，…，2k-1｝中隨機(jī)取一整數(shù)，記為r。重傳被推遲的時(shí)間是r倍的爭(zhēng)用期。整數(shù)集合中的參數(shù)k，可按下式計(jì)算：

k=Min［重傳次數(shù)，10］(9-1)此式表明，當(dāng)重傳次數(shù)不超過(guò)10時(shí)，參數(shù)等于重傳次數(shù)；當(dāng)重傳次數(shù)超過(guò)10時(shí)，參數(shù)就不再增大而一直等于10。③當(dāng)重發(fā)次數(shù)達(dá)到16次仍不能成功時(shí)，則丟棄該幀，并向高層報(bào)告差錯(cuò)情況。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!

169.2.2CSMA/CD協(xié)議(續(xù)14)CSMA/CD協(xié)議的要點(diǎn)：(1)適配器從網(wǎng)絡(luò)層獲得一個(gè)分組，加上首部和尾部，組成以太網(wǎng)幀，放入適配器的緩存中，準(zhǔn)備發(fā)送。(2)若適配器檢測(cè)到信道空閑，就發(fā)送幀。若檢測(cè)到信道忙，則繼續(xù)檢測(cè)并等待信道轉(zhuǎn)為空閑，然后發(fā)送幀。(3)在發(fā)送過(guò)程中繼續(xù)檢測(cè)信道。若檢測(cè)到碰撞，則在發(fā)送干擾信號(hào)后就中止數(shù)據(jù)的發(fā)送。(4)在中止發(fā)送后，適配器就執(zhí)行指數(shù)退避算法，等待

r倍爭(zhēng)用時(shí)間(512比特時(shí)間)后，返回到步驟(2)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!1.5.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型(續(xù)4)OSI與TCP/IP的比較17TCP/IP模型應(yīng)用層傳輸層互聯(lián)網(wǎng)層網(wǎng)絡(luò)接口層會(huì)話層應(yīng)用層物理層OSI模型數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層表示層會(huì)話層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!181.5.3若干重要概念(續(xù)21)2、實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(續(xù)1)協(xié)議是很復(fù)雜的通信規(guī)則，必須將各種不利的條件事先都估計(jì)到，而不能假定一切情況都是很理想和很順利的。必須非常仔細(xì)地檢查所設(shè)計(jì)協(xié)議能否應(yīng)付所有的不利情況。應(yīng)注意：事實(shí)上難免有極個(gè)別的不利情況在設(shè)計(jì)協(xié)議時(shí)并沒(méi)有預(yù)計(jì)到。在出現(xiàn)這種情況時(shí)，協(xié)議就會(huì)失敗。因此，協(xié)議往往只能應(yīng)付絕大多數(shù)的不利情況。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!191.5.3若干重要概念(續(xù)23)2、實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(續(xù)3)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SAP(ServiceAccessPoint)指同一開(kāi)放系統(tǒng)中相鄰層的實(shí)體提供服務(wù)的交互處。是位于相鄰層的界面上，也就是相鄰層實(shí)體交互的邏輯接口。又稱端口(port)。在OSI模型中，對(duì)等層實(shí)體傳送數(shù)據(jù)的單元，稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU(ProtocolDataUnit)。相鄰層實(shí)體間傳送數(shù)據(jù)的單元，稱為服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU(ServiceDataUnit)。相鄰層實(shí)體通過(guò)SAP一次交互信息的數(shù)據(jù)單元，稱為接口數(shù)據(jù)單元IDU(interfaceDataUnit)。SDU可以與PDU不一樣，既可以是多個(gè)SDU合成一個(gè)PDU，也可以是一個(gè)SDU劃分為幾個(gè)PDU。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧基本概念共29頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!201.5.3若干重要概念(續(xù)35)5、服務(wù)原語(yǔ)在OSI模型中，相鄰層之間的服務(wù)可用原語(yǔ)(primitive)和參數(shù)(parameter)來(lái)表示。原語(yǔ)是相鄰層實(shí)體交互時(shí)所交換的一些必要信息，定義了所執(zhí)行的操作，其具體實(shí)現(xiàn)是通過(guò)中斷、函數(shù)調(diào)用、系統(tǒng)調(diào)用或OS提供的進(jìn)程控制機(jī)制完成的。參數(shù)用于傳遞數(shù)據(jù)和控制信息。一個(gè)服務(wù)由一組原語(yǔ)操作來(lái)描述，用戶進(jìn)程通過(guò)原語(yǔ)操作來(lái)訪問(wèn)該服務(wù)。兩種服務(wù)所用的原語(yǔ)是不同的。一個(gè)完整的服務(wù)原語(yǔ)由名字、類型和參數(shù)組成。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!213.4.2爭(zhēng)用訪問(wèn)技術(shù)(續(xù)6)根據(jù)每個(gè)站所采用的載波監(jiān)聽(tīng)策略，CSMA可分為以下幾種類型：

①非堅(jiān)持CSMA如果進(jìn)行載波監(jiān)聽(tīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則將準(zhǔn)備好的幀發(fā)送出去；如果監(jiān)聽(tīng)到信道忙，就不再繼續(xù)堅(jiān)持聽(tīng)下去，而根據(jù)協(xié)議的算法延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間再重新監(jiān)聽(tīng)。②1堅(jiān)持CSMA當(dāng)監(jiān)聽(tīng)到信道空閑時(shí)，就立即發(fā)送幀；如果監(jiān)聽(tīng)到信道為忙，則繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)下去，一直堅(jiān)持到信道變成空閑為止。③P堅(jiān)持CSMA

當(dāng)監(jiān)聽(tīng)到信道為空閑時(shí)，以概率p立即發(fā)送幀，而以概率(1-p)延遲一段時(shí)間τ(端─端傳播時(shí)延)再重新監(jiān)聽(tīng)信道；當(dāng)監(jiān)聽(tīng)到信道為忙時(shí)，則繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)下去，一直堅(jiān)持到信道空閑為止。CSMA也可以采用時(shí)隙式，同樣有上述三種類型。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!

229.2.2CSMA/CD協(xié)議(續(xù)1)如何進(jìn)行沖突檢測(cè)？“沖突檢測(cè)”就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小的變化情況。當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線上的信號(hào)電壓擺動(dòng)值將會(huì)增大(互相疊加)。當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)到的信號(hào)電壓擺動(dòng)值超過(guò)一定的門(mén)限值時(shí)，就認(rèn)為總線上至少有兩個(gè)站同時(shí)在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產(chǎn)生了發(fā)送沖突。所謂“沖突”就是信號(hào)發(fā)生了碰撞。因此“沖突檢測(cè)”也稱為“碰撞檢測(cè)”。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；靖拍罟?9頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!

239.2.2CSMA/CD協(xié)議(續(xù)3)電磁波在總線上的產(chǎn)生沖突的原因是有限的傳播速率當(dāng)某個(gè)站監(jiān)聽(tīng)到總線是空閑時(shí)，也可能總線并非真正是空閑的。A向B發(fā)出的信息，要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后才能傳送到B。B若在A發(fā)送的信息到達(dá)B之前發(fā)送自己的幀(因?yàn)檫@時(shí)B的載波監(jiān)聽(tīng)檢測(cè)不到A所發(fā)送的信息)，則必然要在某個(gè)時(shí)間和A發(fā)送的幀發(fā)生碰撞。碰撞的結(jié)果是兩個(gè)幀都變得無(wú)用。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧基本概念共29頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!

24為單程端到端傳播時(shí)延t=

B檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)t=

/2發(fā)生碰撞AABABt=0A檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)ABBt=B檢測(cè)到發(fā)生碰撞停止發(fā)送STOPt=2

A檢測(cè)到發(fā)生碰撞STOPAB1kmABt碰撞t=2

A檢測(cè)到發(fā)生碰撞t=

B發(fā)送數(shù)據(jù)B檢測(cè)到發(fā)生碰撞t=t=0網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧基本概念共29頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!

259.2.2CSMA/CD協(xié)議(續(xù)7)強(qiáng)化沖突實(shí)現(xiàn)沖突檢測(cè)的方法很多，如基于模擬技術(shù)的接收信號(hào)電平比較法、信號(hào)編碼波形特征鑒別法和發(fā)/收同時(shí)進(jìn)行的逐位比較法等。在實(shí)際應(yīng)用中還要采用一種強(qiáng)化沖突的措施。當(dāng)發(fā)送幀的站監(jiān)聽(tīng)到?jīng)_突時(shí)，除了立即停止正常發(fā)送之外，還要繼續(xù)發(fā)送若干比特(通常為32比特或48比特)的人為干擾信號(hào)(jammingsignal)