计算机网路

计算机网路概述

IOS七层结构

• 应用层
• 表示层
• 会话层
• 传输层
• 网络层
• 数据链路层
• 物理层

数据交换

电路交换

报文交换

分组交换

性能指标

• ​t_{trans},t_{prop},t_{queue},t_{proc}
• 时延带宽积
  t_{prop}\times R(bits)
• RTT
  • 

物理层

信道容量

香农公式

• C=Blog_2{(1+\frac{SP}{NP})}
• (S/N)_{dB}=10log_{10}(SP/NP)

奈奎斯特公式

• C=2Blog_2M
• C为信道容量，单位为b/s（或bps）；
• B为信道带宽，单位为Hz；
• M为进制数，即信号状态数。

例题

多路复用

FDM

TDM

WDM

CDM

• 
• 

多种码型

• 单极不归零

• 双极不归零

• 单极归零码

• 双极归零码

• 差分码

• AMI码

• ​双相码（曼彻斯特码）

  • 

• nBmB

数字调制

• 
• 
• 

设备

标准	速率	介质	最大距离
10Base-T	10 Mbps	双绞线	100m
100Base-TX	100 Mbps	5类双绞线	100m
1000Base-T	1 Gbps	5类及以上双绞线	100m

---

数据链路层

组帧

差错检测与纠正

汉明距离

• 两个码字之间对应位不同的数目

检错码

• ​ds=r+1

纠错码

• ​ds=2r+1

奇偶校验码

• 

校验和

• 补码求和，进位返回最低位继续加

CRC校验码

• 
• 

可靠数据传输

停-等协议

• 

滑动窗口协议

• 
• 

GBN

• 累积确认

SR

• 每个分组单独进行确认

多路访问控制

信道划分

• TDMA、FDMA、CDMA、WDMA

随机访问

• 时隙ALOHA(同步)

  • 
  • Np(1-p)^{N-1}
  • 最大效率​\frac{1}{e}

• ALOHA

  • 

• CSMA、CSMA/CD（以太网）

  • 最小帧发送时间 = 最大往返时延。
  • 
  • 
  • 二进制指数退避算法
  • 

• CSMA/CA无线局域网

  • 
  • 
  • 

轮转访问MAC协议

• 轮询
• 令牌传递

局域网技术！！！（以太网）

MAC地址（48位）

以太网帧结构

• 
• 数据段大小：46-1500
• 总段大小：64-1518

CSMA/CD算法

• 二进制指数退避算法
• 

交换机

VLAN

PPP

• 安全性高：点对点信道，提供认证机制
• 提供良好的访问控制和计费功能
• 服务器通常是接入服务器
• DISCOVERY
• session
• terminate

无线与移动网络

• 
• 基站（AP）
• 
• 

网络层!!!

网络层服务

虚电路网络、数据报网络

路由体系结构*

• 算法
• 在路由器的体系结构中，主要包含三个核心部分：

1. 输入端口：接收数据包，进行查表
2. 交换结构（Switching Fabric）：负责将数据包从输入端口转发到输出端口
3. 输出端口：缓存并发送数据包
4. 路由处理器

IP协议*

• 

IP分片与重组

• 片偏移以8B为单位

IP地址

• 
• 

CIDR

IPV6

IP相关协议（ARP、ICMP、NAT、DHCP）*

ARP

ICMP

• 

NAT

• 

DHCP

• 

路由算法*

• 

链路状态路由算法

Dijkstra算法

• 
• 
• 算法复杂度​O(n^2)

距离向量路由算法

• 关于"毒性逆转"(Poison Reverse)
• 毒性逆转是距离向量路由协议（如RIP）中用来解决"无穷计数"问题的一种技术。
• 基本原理：
• 如果路由器 A 从路由器 B 学习到某个目的网络的路由，那么 A 在向 B 发送路由更新时，会将到达该目的网络的距离设置为无穷大（16跳），而不是不通告。

动态规划 Bellman-Ford

• 

路由层次

AS

路由协议*（根据路由算法来）

AS内部路由协议（IGP）

RIP协议

OSPF协议

• 

AS间路由协议 cjn

BGP

• eBGP
  • OPEN
  • UPDATE
  • KEEPALIVE
  • NOTIFICATION
• iBGP
• 策略
• 最短AS-PATH
• 热土豆路由: 将分组发送给最近的网关路由器.

传输层

传输层服务

传输层多路复用/分用

UDP协议

校验和

• 
• 

TCP协议

三次握手

应用层

域名解析系统（DNS）

• 
• 
• 

FTP

• 两个TCP连接

Email(SMTP协议、POP协议)

Web应用（HTTP协议）

• 
• 

Cookie

• 身份认证
• 推荐
  

P2P与C/S

• C/S
  • 
• P2P
  •