计算机网络 知识点总结
2020-04-22 02:54
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- 本文为 计算机网络 第五版 的知识点总结
- 较为零散,可差缺补漏式的看看
引言
- 广域网使用router将多个局域网连接起来
- 广域网中通信是点对点
- 报文流有边界,字节流无边界
- 低三层(物理、数据链路、网络)被称为 通信子网
- data link是点到点(host主机到host主机),transfer是端到端(进程到进程)
- OSI模型的网络层可以是面向连接或无连接的,TCP/IP的网络层只能是无连接的(因为使用的IP协议无连接)
- 各个硬件设备: Hub物理层。不能隔离冲突域和广播域
- Switch、Bridge数据链路层。可以隔离冲突域,不可隔离广播域
- Router网络层。可以隔离冲突域和广播域
物理层
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基带传输,直接传输0,1电压
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物理层需要做宽带调制和频分复用
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Nyquist(奈式)定理,决定了传播信号速率上限
max=2Wlog2V(b/s)max = 2Wlog_2V (b/s)max=2Wlog2V(b/s)
其中W为采样率,单位是Hz;V是进制数
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Shannon(香农)定理,决定了有噪声情况下的最大传播速率
max=Wlog2(1+S/N)max=Wlog_2(1+S/N)max=Wlog2(1+S/N)
其中W单位Hz,S/N为信噪比。(db转换为10lg(S/N))
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各个信号编码模式
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分组交换有两种:
数据报 - 虚电路:先在逻辑上建立一条虚电路,之后类似电路交换
数据链路层
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data link要做:
流量控制:控制发送速度 停等协议(即Wt=Wr=1的滑动窗口) - 滑动窗口协议:Wt发送窗口,表示还可以发送多少,收到ACK向前滑;Wr接受窗口,收到就前滑并返回ACK
- 后退N协议:按序发送N个帧后,发现N前的那个未收到ACK,就将其和其之后的全部重传。此外,连续正确才发送ACK,即第N帧的ACK表示N和N以前的都正确。发送窗口需要小于2^n-1,否则无法分辨新旧帧
- SR选择重传协议:和GBN类似,但在发现差错后会缓存收到的正确帧,不必全部重传。此外,发现怀疑有错,需要发送NAK来表示怀疑。其Wt=Wr
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CRC冗余校验,一
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比特填充:例如HDLC,F(011111110)作为界。中间5个1填1个0
以太网是无确认无连接,无线是有确认无连接
信道利用率的计算:
利用率=L/CT利用率=\frac{L/C}{T}利用率=TL/C
T=L/C+2RT=L/C+2RT=L/C+2R
其中L为发送的比特数,C为传输率,T为发送周期,R为单播时间。此外,如果是滑动窗口协议,则为:
NTframe2Tprop+Tframe\frac{NT_{frame}}{2T_{prop}+T_{frame}}2Tprop+TframeNTframe
吞吐量=利用率*发送速率
注意ACK帧是额外发送的
介质访问控制子层(MAC)
- 是data link的底部。使得两结点之间相互通信,不会互相干扰
- 多路复用:1条链路,多个信道 FDM频分复用:可以保护频带
- TDM时分:时间片,轮流来
- WDM波分
- CDM码分:用不同的编码方式来区分。一种方法,设置码片使得任意两个码片正交。如果要发送1,则发送该码片;如果发送0则发送反码片(全部取反)。之后将存在的各个结果累加。将信号分到各个编码,只需要将总信号和码片点积即可
纯ALOHA,自由,用户占全部速率,碰撞则重传。其吞吐量为:
S=Ge−2GS=Ge^{-2G}S=Ge−2G
其中G为负载。在G为0.5时,S为0.184,为最大吞吐量
时隙ALOHA,将时间分为多个时隙,而非连续的时间。其吞吐量为:
S=Ge−GS=Ge^{-G}S=Ge−G
在G为1时,S为0.368,为最大吞吐量
CSMA (Carrier Sense Multiple Access),载波侦听。其思想为不断检测信道是否被占用,直到发现信道空闲之后再发送。其可分为以下几种:
1-persistent CSMA。1坚持的含义是,监听如果发现信道空闲,发送的概率是1。如果监听忙,等待;如果发现冲突,随机等待网络层
- 路由器作用:路由选择、分组转发
- 动态路由: 距离向量,RIP
- 链路状态,OSPF
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网络号根据其数值,可以分为ABC类网络
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注意,IPv6中,连续的0可以省略,直接写作::。但是一个地址中只能有一个双冒号。(因为多个双冒号则无法推断0的个数)
传输层
- UDP: 8B首部
- 计算校验和时,以2B为一组,求和后其反码为校验和(要加上伪首部)
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20B首部
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请求,去
-
发起断开,去
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Tahoe慢开始+拥塞避免。cwnd从1开始,每过一个时间单位翻倍;如果到达了thresh,则变为每次加1。如果过程中发生了拥塞,则thresh减半,cwnd重新置为1
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