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计算机网络概述

作者:互联网

层次结构设计的基本准则

计算机网络是依据层次结构进行设计的,为什么要这样设计?

分层实现不同的功能,各层间相互解耦,相互独立,每一层有足够的灵活性。

从数据上讲,从上到下分别是 网络应用数据,数据可靠性通信,物理网络的接入。

 

osi七层模型

 

如图所示七层结构和他们的作用

OSI欲成为全球计算机都遵循的标准,但在市场化过程中困难重重,OSI模型设计的并不合理,很多功能在多层中重复出现,TCP/IP在全球范围成功运行。OSI最终并没有成为广为使用的标准模型

在七层模型的基础上演化出了TCP/IP四层模型

 

 

 如图所示是七层模型和四层模型的映射关系

其中七层模型中的物理层和数据链路层对应四层模型的网络接口层,网络层对应网络层,传输层对应传输层,应用层,会话层,表示层对应四层模型的应用层,这四层的应用协议分别是HTTP/FTP/等,TCP/UDP,IP/ICMP,以太网协议Ethernet/ARP/RARP。

 

 各个协议在层次结构中呈现中间窄两边大的沙漏形状。

P2P模式:即对等连接模式,只要终端运行P2P程序,就可以相互对等连接,允许1对多连接。

计算机网络的性能指标

计算机网络的速率是Mbps,即mbits/s,假如带宽是100M,即100Mbits/s ,就是100M/8=12.5MB/s

时延:1,发送时延:数据长度/发送速率 其中发送速率受限于网卡。

           2,传播时延:传播距离/传播速率 其中传播速率受限于介质。

           3,排队时延:数据包在网络设备中等待被处理的时间。

           4,处理时延:数据包到达设备或目的机器处理所需要的时间。

四种时延加起来就是总时延。

往返时间RTT:数据报文从端对端通信来回一次所需要的时间。ping命令可以查看RTT。

 

物理层概述

物理层的作用:连接不同的物理设备

                         传输比特流(数字信号或者高低电平)

                         介质包括双绞线,同轴电缆,光纤等。

信道的基本概念:

信道是往一个方向传送信息的媒体 一条通信电路包含一个接收信道和一个发送信道  

 

 如图所示

分用-复用技术

 

 包含一个分用器和一个复用器,终端分别连接分用器和复用器,通过分用复用器连接发送信道和接受信道。

 

数据链路层概述

数据链路层的三个基本作用

封装成帧 透明传输 差错监测

封装成帧:

帧是数据链路层的基本单位,发送端在网络层的一段数据前后添加特定的标记成帧,接收端根据标记识别出帧。

ip数据报(网络层传出)加入帧首部和帧尾部,三个部分加起来的总长就是帧长。

帧首部和帧尾部是特殊的控制字符,分别称为SOT和EOT。

透明传输:

 “透明”在计算机领域是非常重要的一个术语,“一种实际存在的事物却又看起来不存在一样”,“即是控制字符在帧数据中,但是要当做不存在的去处理”。

在特殊字符前假如转义字符处理。

差错检测:

物理层只负责传输比特流,而数据链路层就要负责差错检测的任务;

差错检测主要分为两种方式:

奇偶校验码:在比特流的尾部添加1位比特位作为检测位,这个检测位是1或者0取决于比特流数据本身相加是奇数还是偶数,如果是奇数,则检测位为1,如果是偶数,则检测位为0。

这种校验方式的缺点也很明显,如果比特流有两位出错,那么检测位就不够准确了。

 

循环冗余校验码CRC

一种根据传输或保存的数据而产生固定位数校验码的方法,检测数据传输或者保存后可能出现的错误,生成的数字计算出来并且附加到数据后面。 选定一个用于校验的多项式G(x),并在数据尾部添加r个0,将添加r个0后的数据模2除法除以多项式的位串,得到的余数填充在原数据r个0的位置得到可校验的位串。

 

 

 

 

 

 

接收端接收的数据除以G(x)的位串,根据余数判断出错,如果没有错误,余数是0。 CRC的错误检测能力与位串的阶数r有关,数据链路层只进行数据的检测,而不进行纠正,如果数据出错,那么直接做丢弃处理。   最大传输单元MTU 数据帧不是无限大的,数据帧长受MTU限制,数据帧过大或者过小都会影响传输。以太网MTU一般为1500字节, 路径MTU由链路中MTU的最小值决定。   MAC地址 MAC地址(物理地址、硬件地址),每一个设备都拥有唯一的MAC地址,MAC地址共48位,使用十六进制表示。 以太网协议 以太网(Ethernet)是一种使用广泛的局域网技术,以太网是一种应用于数据链路层的协议,使用以太网可以完成相邻设备的数据帧传输。

 

 以太网协议的构成。

路由器通过MAC地址表寻址到对应的硬件网络接口,当路由器不知道MAC时,广播数据包,等待返回,并将地址记录在MAC地址表中。

标签:检测,计算机网络,MAC,概述,时延,数据,以太网,链路层
来源: https://www.cnblogs.com/buttertofree/p/16286494.html