干货:计算机网络知识总结
大二學習《計算機網絡第七版》嚴蔚敏書籍的時候做的總結,由于掘金限制了字數,所以應用層沒有發出來。完整文章可以查看:blog.csdn.net/qq_34337272…
目錄:
一,計算機概述
二,物理層
三,數據鏈路層
四,網絡層
五,運輸層
六,應用層
一,計算機概述
(1),基本術語
結點 (node):
網絡中的結點可以是計算機,集線器,交換機或路由器等。 復制代碼鏈路(link ):
從一個結點到另一個結點的一段物理線路。中間沒有任何其他交點。 復制代碼主機(host):
連接在因特網上的計算機. 復制代碼ISP(Internet Service Provider):
因特網服務提供者(提供商). 復制代碼IXP(Internet eXchange Point):
互聯網交換點IXP的主要作用就是允許兩個網絡直接相連并交換分組,而不需要再通過第三個網絡來轉發分組。. 復制代碼RFC(Request For Comments)
意思是“請求評議”,包含了關于Internet幾乎所有的重要的文字資料。 復制代碼廣域網WAN(Wide Area Network)
任務是通過長距離運送主機發送的數據 復制代碼城域網MAN(Metropolitan Area Network)
用來講多個局域網進行互連 復制代碼局域網LAN(Local Area Network)
學校或企業大多擁有多個互連的局域網 復制代碼個人區域網PAN(Personal Area Network)
在個人工作的地方把屬于個人使用的電子設備用無線技術連接起來的網絡 復制代碼端系統(end system):
處在因特網邊緣的部分即是連接在因特網上的所有的主機. 復制代碼分組(packet ):
因特網中傳送的數據單元。由首部header和數據段組成。分組又稱為包,首部可稱為包頭。 復制代碼存儲轉發(store and forward ):
路由器收到一個分組,先存儲下來,再檢查氣首部,查找轉發表,按照首部中的目的地址,找到合適的接口轉發出去。 復制代碼帶寬(bandwidth):
在計算機網絡中,表示在單位時間內從網絡中的某一點到另一點所能通過的“最高數據率”。常用來表示網絡的通信線路所能傳送數據的能力。單位是“比特每秒”,記為b/s。 復制代碼吞吐量(throughput ):
表示在單位時間內通過某個網絡(或信道、接口)的數據量。吞吐量更經常地用于對現實世界中的網絡的一種測量,以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網絡。吞吐量受網絡的帶寬或網絡的額定速率的限制。 復制代碼(2),重要知識點總結
1,計算機網絡(簡稱網絡)把許多計算機連接在一起,而互聯網把許多網絡連接在一起,是網絡的網絡。
2,小寫字母i開頭的internet(互聯網)是通用名詞,它泛指由多個計算機網絡相互連接而成的網絡。在這些網絡之間的通信協議(即通信規則)可以是任意的。
大寫字母I開頭的Internet(互聯網)是專用名詞,它指全球最大的,開放的,由眾多網絡相互連接而成的特定的互聯網,并采用TCP/IP協議作為通信規則,其前身為ARPANET。Internet的推薦譯名為因特網,現在一般流行稱為互聯網。
3,路由器是實現分組交換的關鍵構件,其任務是轉發受到的分組,這是網絡核心部分最重要的功能。分組交換采用存儲轉發技術,表示把一個報文(要發送的整塊數據)分為幾個分組后在進行傳送。在發送報文之前,先把較長的報文劃分成為一個個更小的等長數據段。在每個數據端的前面加上一些由必要的控制信息組成的首部后,就構成了一個分組。分組有稱為包。分組是在互聯網中傳送的數據單元,正式由于分組的頭部包含了諸如目的地址和源地址等重要控制信息,每一個分組才能在互聯網中獨立的選擇傳輸路徑,并正確地交付到分組傳輸的終點。
4,互聯網按工作方式可劃分為邊緣部分和核心部分。主機在網絡的邊緣部分,其作用是進行信息處理。由大量網絡和連接這些網絡的路由西組成邊緣部分,其作用是提供連通性和交換。
5,計算機通信是計算機中進程(即運行著的程序)之間的通信。計算機網絡采用的通信方式是客戶-服務器方式(C/S方式)和對等連接方式(P2P方式)。
6,客戶和服務器都是指通信中所涉及的應用進程。客戶是服務請求方,服務器是服務提供方。
7,按照作用范圍的不同,計算機網絡分為廣域網WAN,城域網MAN,局域網LAN,個人區域網PAN。
8,計算機網絡最常用的性能指標是:速率,帶寬,吞吐量,時延(發送時延,處理時延,排隊時延),時延帶寬積,往返時間和信道利用率。
9,網絡協議即協議,是為進行網絡中的數據交換而建立的規則。計算機網絡的各層以及其協議集合,稱為網絡的體系結構。
10,五層體系結構由應用層,運輸層,網絡層(網際層),數據鏈路層,物理層組成。運輸層最主要的協議是TCP和UDP協議,網絡層最重要的協議是IP協議。
二,物理層
(1),基本術語
數據(data):
運送消息的實體。 復制代碼信號(signal):
數據的電氣的或電磁的表現。或者說信號是適合在傳輸介質上傳輸的對象。 復制代碼碼元( code):
在使用時間域(或簡稱為時域)的波形來表示數字信號時,代表不同離散數值的基本波形。 復制代碼單工(simplex ):
只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。 復制代碼半雙工(half duplex ):
通信的雙方都可以發送信息,但不能雙方同時發送(當然也就不能同時接收)。 復制代碼全雙工(full duplex):
通信的雙方可以同時發送和接收信息。 復制代碼奈氏準則:
在任何信道中,碼元的傳輸的效率是有上限的,傳輸速率超過此上限,就會出現嚴重的碼間串擾問題,使接收端對碼元的判決(即識別)成為不可能。 復制代碼基帶信號(baseband signal):
來自信源的信號。指沒有經過調制的數字信號或模擬信號。 復制代碼帶通(頻帶)信號(bandpass signal):
把基帶信號經過載波調制后,把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸(即僅在一段頻率范圍內能夠通過信道),這里調制過后的信號就是帶通信號。 復制代碼調制(modulation ):
對信號源的信息進行處理后加到載波信號上,使其變為適合在信道傳輸的形式的過程。 復制代碼信噪比(signal-to-noise ratio ):
指信號的平均功率和噪聲的平均功率之比,記為S/N。信噪比(dB)=10*log10(S/N) 復制代碼信道復用(channel multiplexing ):
指多個用戶共享同一個信道。(并不一定是同時) 復制代碼比特率(bit rate ):
單位時間(每秒)內傳送的比特數。 復制代碼波特率(baud rate):
單位時間載波調制狀態改變的次數。針對數據信號對載波的調制速率。 復制代碼復用(multiplexing):
共享信道的方法 復制代碼ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line ):
非對稱數字用戶線。 復制代碼光纖同軸混合網(HFC網):
在目前覆蓋范圍很廣的有線電視網的基礎上開發的一種居民寬帶接入網 復制代碼(2),重要知識點總結
1,物理層的主要任務就是確定與傳輸媒體接口有關的一些特性,如機械特性,電氣特性,功能特性,過程特性。
2,一個數據通信系統可劃分為三大部分,即源系統,傳輸系統,目的系統。源系統包括源點(或源站,信源)和發送器,目的系統包括接收器和終點。
3,通信的目的是傳送消息。如話音,文字,圖像等都是消息,數據是運送消息的實體。信號則是數據的電器或電磁的表現。
4,根據信號中代表消息的參數的取值方式不同,信號可分為模擬信號(或連續信號)和數字信號(或離散信號)。在使用時間域(簡稱時域)的波形表示數字信號時,代表不同離散數值的基本波形稱為碼元。
5,根據雙方信息交互的方式,通信可劃分為單向通信(或單工通信),雙向交替通信(或半雙工通信),雙向同時通信(全雙工通信)。
6,來自信源的信號稱為基帶信號。信號要在信道上傳輸就要經過調制。調制有基帶調制和帶通調制之分。最基本的帶通調制方法有調幅,調頻和調相。還有更復雜的調制方法,如正交振幅調制。
7,要提高數據在信道上的傳遞速率,可以使用更好的傳輸媒體,或使用先進的調制技術。但數據傳輸速率不可能任意被提高。
8,傳輸媒體可分為兩大類,即導引型傳輸媒體(雙絞線,同軸電纜,光纖)和非導引型傳輸媒體(無線,紅外,大氣激光)。
9,為了有效利用光纖資源,在光纖干線和用戶之間廣泛使用無源光網絡PON。無源光網絡無需配備電源,其長期運營成本和管理成本都很低。最流行的無源光網絡是以太網無源光網絡EPON和吉比特無源光網絡GPON。
(3),最重要的知識點
①,物理層的任務
透明地傳送比特流。也可以將物理層的主要任務描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性,即:機械特性(接口所用接線器的一些物理屬性如形狀尺寸),電氣特性(接口電纜的各條線上出現的電壓的范圍),功能特性(某條線上出現的某一電平的電壓的意義),過程特性(對于不同功能能的各種可能事件的出現順序)。
拓展:
物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數據比特流,而不是指具體的傳輸媒體。現有的計算機網絡中的硬件設備和傳輸媒體的種類非常繁多,而且通信手段也有許多不同的方式。物理層的作用正是盡可能地屏蔽掉這些傳輸媒體和通信手段的差異,使物理層上面的數據鏈路層感覺不到這些差異,這樣就可以使數據鏈路層只考慮完成本層的協議和服務,而不必考慮網絡的具體傳輸媒體和通信手段是什么。
②,幾種常用的信道復用技術
③,幾種常用的寬帶接入技術,主要是ADSL和FTTx
用戶到互聯網的寬帶接入方法有非對稱數字用戶線ADSL(用數字技術對現有的模擬電話線進行改造,而不需要重新布線。ASDL的快速版本是甚高速數字用戶線VDSL。),光纖同軸混合網HFC(是在目前覆蓋范圍很廣的有線電視網的基礎上開發的一種居民寬帶接入網)和FTTx(即光纖到······)。
三,數據鏈路層
(1),基本術語
鏈路(link):
一個結點到相鄰結點的一段物理鏈路 復制代碼數據鏈路(data link):
把實現控制數據運輸的協議的硬件和軟件加到鏈路上就構成了數據鏈路 復制代碼循環冗余檢驗CRC(Cyclic Redundancy Check):
為了保證數據傳輸的可靠性,CRC是數據鏈路層廣泛使用的一種檢錯技術 復制代碼幀(frame):
一個數據鏈路層的傳輸單元,由一個數據鏈路層首部和其攜帶的封包所組成協議數據單元。 復制代碼MTU(Maximum Transfer Uint ):
最大傳送單元。幀的數據部分的的長度上限。 復制代碼誤碼率BER(Bit Error Rate ):
在一段時間內,傳輸錯誤的比特占所傳輸比特總數的比率。 復制代碼PPP(Point-to-Point Protocol ):
點對點協議。即用戶計算機和ISP進行通信時所使用的數據鏈路層協議。以下是PPP幀的示意圖: 復制代碼MAC地址(Media Access Control或者Medium Access Control):
意譯為媒體訪問控制,或稱為物理地址、硬件地址,用來定義網絡設備的位置。 在OSI模型中,第三層網絡層負責 IP地址,第二層數據鏈路層則負責 MAC地址。 因此一個主機會有一個MAC地址,而每個網絡位置會有一個專屬于它的IP地址 。 地址是識別某個系統的重要標識符,“名字指出我們所要尋找的資源,地址指出資源所在的地方,路由告訴我們如何到達該處” 復制代碼網橋(bridge):
一種用于數據鏈路層實現中繼,連接兩個或多個局域網的網絡互連設備。 復制代碼交換機(switch ):
廣義的來說,交換機指的是一種通信系統中完成信息交換的設備。這里工作在數據鏈路層的交換機指的是交換式集線器,其實質是一個多接口的網橋 復制代碼(2),重要知識點總結
1,鏈路是從一個結點到相鄰節點的一段物理鏈路,數據鏈路則在鏈路的基礎上增加了一些必要的硬件(如網絡適配器)和軟件(如協議的實現)
2,數據鏈路層使用的主要是點對點信道和廣播信道兩種。
3,數據鏈路層傳輸的協議數據單元是幀。數據鏈路層的三個基本問題是:封裝成幀,透明傳輸和差錯檢測
4,循環冗余檢驗CRC是一種檢錯方法,而幀檢驗序列FCS是添加在數據后面的冗余碼
5,點對點協議PPP是數據鏈路層使用最多的一種協議,它的特點是:簡單,只檢測差錯而不去糾正差錯,不使用序號,也不進行流量控制,可同時支持多種網絡層協議
6,PPPoE是為寬帶上網的主機使用的鏈路層協議
7,局域網的優點是:具有廣播功能,從一個站點可方便地訪問全網;便于系統的擴展和逐漸演變;提高了系統的可靠性,可用性和生存性。
8,共向媒體通信資源的方法有二:一是靜態劃分信道(各種復用技術),而是動態媒體接入控制,又稱為多點接入(隨即接入或受控接入)
9,計算機與外接局域網通信需要通過通信適配器(或網絡適配器),它又稱為網絡接口卡或網卡。計算器的硬件地址就在適配器的ROM中。
10,以太網采用的無連接的工作方式,對發送的數據幀不進行編號,也不要求對方發回確認。目的站收到有差錯幀就把它丟掉,其他什么也不做
11,以太網采用的協議是具有沖突檢測的載波監聽多點接入CSMA/CD。協議的特點是:發送前先監聽,邊發送邊監聽,一旦發現總線上出現了碰撞,就立即停止發送。然后按照退避算法等待一段隨機時間后再次發送。 因此,每一個站點在自己發送數據之后的一小段時間內,存在這遭遇碰撞的可能性。以太網上的各站點平等的爭用以太網信道
12,以太網的適配器具有過濾功能,它只接收單播幀,廣播幀和多播幀。
13,使用集線器可以在物理層擴展以太網(擴展后的以太網任然是一個網絡)
(3),最重要的知識點
① 數據鏈路層的點對點信道和廣播信道的特點,以及這兩種信道所使用的協議(PPP協議以及CSMA/CD協議)的特點
② 數據鏈路層的三個基本問題:封裝成幀,透明傳輸,差錯檢測
③ 以太網的MAC層硬件地址
④ 適配器,轉發器,集線器,網橋,以太網交換機的作用以及適用場合
四,網絡層
(1),基本術語
虛電路(Virtual Circuit):
在兩個終端設備的邏輯或物理端口之間,通過建立的雙向的透明傳輸通道。虛電路表示這只是一條邏輯上的連接,分組都沿著這條邏輯連接按照存儲轉發方式傳送,而并不是真正建立了一條物理連接。 復制代碼IP(Internet Protocol ):
網際協議 IP 是 TCP/IP體系中兩個最主要的協議之一,是TCP/IP體系結構網際層的核心。配套的有ARP,RARP,ICMP,IGMP。 復制代碼ARP(Address Resolution Protocol):
地址解析協議 復制代碼ICMP(Internet Control Message Protocol ):
網際控制報文協議 (ICMP 允許主機或路由器報告差錯情況和提供有關異常情況的報告。) 復制代碼子網掩碼(subnet mask ):
它是一種用來指明一個IP地址的哪些位標識的是主機所在的子網以及哪些位標識的是主機的位掩碼。子網掩碼不能單獨存在,它必須結合IP地址一起使用。 復制代碼CIDR( Classless Inter-Domain Routing ):
無分類域間路由選擇 (特點是消除了傳統的 A 類、B 類和 C 類地址以及劃分子網的概念,并使用各種長度的“網絡前綴”(network-prefix)來代替分類地址中的網絡號和子網號) 復制代碼默認路由(default route):
當在路由表中查不到能到達目的地址的路由時,路由器選擇的路由。默認路由還可以減小路由表所占用的空間和搜索路由表所用的時間。 復制代碼路由選擇算法(Virtual Circuit):
路由選擇協議的核心部分。因特網采用自適應的,分層次的路由選擇協議。 復制代碼(2),重要知識點總結
1,TCP/IP協議中的網絡層向上只提供簡單靈活的,無連接的,盡最大努力交付的數據報服務。網絡層不提供服務質量的承諾,不保證分組交付的時限所傳送的分組可能出錯,丟失,重復和失序。進程之間通信的可靠性由運輸層負責
2,在互聯網的交付有兩種,一是在本網絡直接交付不用經過路由器,另一種是和其他網絡的間接交付,至少經過一個路由器,但最后一次一定是直接交付
3,分類的IP地址由網絡號字段(指明網絡)和主機號字段(指明主機)組成。網絡號字段最前面的類別指明IP地址的類別。IP地址市一中分等級的地址結構。IP地址管理機構分配IP地址時只分配網絡號,主機號由得到該網絡號的單位自行分配。路由器根據目的主機所連接的網絡號來轉發分組。一個路由器至少連接到兩個網絡,所以一個路由器至少應當有兩個不同的IP地址
4,IP數據報分為首部和數據兩部分。首部的前一部分是固定長度,共20字節,是所有IP數據包必須具有的(源地址,目的地址,總長度等重要地段都固定在首部)。一些長度可變的可選字段固定在首部的后面。IP首部中的生存時間給出了IP數據報在互聯網中所能經過的最大路由器數。可防止IP數據報在互聯網中無限制的兜圈子。
5,地址解析協議ARP把IP地址解析為硬件地址。ARP的高速緩存可以大大減少網絡上的通信量。因為這樣可以使主機下次再與同樣地址的主機通信時,可以直接從高速緩存中找到所需要的硬件地址而不需要再去廣播方式發送ARP請求分組
6,無分類域間路由選擇CIDR是解決目前IP地址緊缺的一個好辦法。CIDR記法把IP地址后面加上斜線“/”,然后寫上前綴所所占的位數。前綴(或網絡前綴用來指明網絡),前綴后面的部分是后綴,用來指明主機。CIDR把前綴都相同的連續的IP地址組成一個“CIDR地址塊”,IP地址分配都以CIDR地址塊為單位。
7, 網際控制報文協議是IP層的協議.ICMP報文作為IP數據報的數據,加上首部后組成IP數據報發送出去。使用ICMP數據報并不是為了實現可靠傳輸。ICMP允許主機或路由器報告差錯情況和提供有關異常情況的報告。ICMP報文的種類有兩種 ICMP差錯報告報文和ICMP詢問報文。
8,要解決IP地址耗盡的問題,最根本的辦法是采用具有更大地址弓箭的新版本IP協議-IPv6。IPv6所帶來的變化有①更大的地址空間(采用128位地址)②靈活的首部格式③改進的選項④支持即插即用⑤支持資源的預分配⑥IPv6的首部改為8字節對齊。另外IP數據報的目的地址可以是以下三種基本類型地址之一:單播,多播和任播
9,虛擬專用網絡VPN利用公用的互聯網作為本機構專用網之間的通信載體。VPN內使用互聯網的專用地址。一個VPN至少要有一個路由器具有合法的全球IP地址,這樣才能和本系統的另一個VPN通過互聯網進行通信。所有通過互聯網傳送的數據都需要加密
10, MPLS的特點是:①支持面向連接的服務質量②支持流量工程,平衡網絡負載③有效的支持虛擬專用網VPN。MPLS在入口節點給每一個IP數據報打上固定長度的“標記”,然后根據標記在第二層(鏈路層)用硬件進行轉發(在標記交換路由器中進行標記交換),因而轉發速率大大加快。
(3),最重要知識點
① 虛擬互聯網絡的概念
② IP地址和物理地址的關系
③ 傳統的分類的IP地址(包括子網掩碼)和誤分類域間路由選擇CIDR
④ 路由選擇協議的工作原理
五,運輸層
(1),基本術語
進程(process):
指計算機中正在運行的程序實體 復制代碼應用進程互相通信:
一臺主機的進程和另一臺主機中的一個進程交換數據的過程(另外注意通信真正的端點不是主機而是主機中的進程,也就是說端到端的通信是應用進程之間的通信) 復制代碼傳輸層的復用與分用:
復用指發送方不同的進程都可以通過統一個運輸層協議傳送數據。分用指接收方的運輸層在剝去報文的首部后能把這些數據正確的交付到目的應用進程。 復制代碼TCP(Transmission Control Protocol):
傳輸控制協議 復制代碼UDP(User Datagram Protocol):
用戶數據報協議 復制代碼端口(port)(link):
端口的目的是為了確認對方機器是那個進程在于自己進行交互,比如MSN和QQ的端口不同,如果沒有端口就可能出現QQ進程和MSN交互錯誤。端口又稱協議端口號。 復制代碼停止等待協議(link):
指發送方每發送完一個分組就停止發送,等待對方確認,在收到確認之后在發送下一個分組。 復制代碼流量控制(link):
就是讓發送方的發送速率不要太快,既要讓接收方來得及接收,也不要使網絡發生擁塞。 復制代碼擁塞控制(link):
防止過多的數據注入到網絡中,這樣可以使網絡中的路由器或鏈路不致過載。擁塞控制所要做的都有一個前提,就是網絡能夠承受現有的網絡負荷。 復制代碼(2),重要知識點總結
1,運輸層提供應用進程之間的邏輯通信,也就是說,運輸層之間的通信并不是真正在兩個運輸層之間直接傳輸數據。運輸層向應用層屏蔽了下面網絡的細節(如網絡拓補,所采用的路由選擇協議等),它使應用進程之間看起來好像兩個運輸層實體之間有一條端到端的邏輯通信信道。
2,網絡層為主機提供邏輯通信,而運輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信。
3,運輸層的兩個重要協議是用戶數據報協議UDP和傳輸控制協議TCP。按照OSI的術語,兩個對等運輸實體在通信時傳送的數據單位叫做運輸協議數據單元TPDU(Transport Protocol Data Unit)。但在TCP/IP體系中,則根據所使用的協議是TCP或UDP,分別稱之為TCP報文段或UDP用戶數據報。
4,UDP在傳送數據之前不需要先建立連接,遠地主機在收到UDP報文后,不需要給出任何確認。雖然UDP不提供可靠交付,但在某些情況下UDP確是一種最有效的工作方式。 TCP提供面向連接的服務。在傳送數據之前必須先建立連接,數據傳送結束后要釋放連接。TCP不提供廣播或多播服務。由于TCP要提供可靠的,面向連接的運輸服務,這一難以避免增加了許多開銷,如確認,流量控制,計時器以及連接管理等。這不僅使協議數據單元的首部增大很多,還要占用許多處理機資源。
5,硬件端口是不同硬件設備進行交互的接口,而軟件端口是應用層各種協議進程與運輸實體進行層間交互的一種地址。UDP和TCP的首部格式中都有源端口和目的端口這兩個重要字段。當運輸層收到IP層交上來的運輸層報文時,就能夠 根據其首部中的目的端口號把數據交付應用層的目的應用層。(兩個進程之間進行通信不光要知道對方IP地址而且要知道對方的端口號(為了找到對方計算機中的應用進程))
6,運輸層用一個16位端口號標志一個端口。端口號只有本地意義,它只是為了標志計算機應用層中的各個進程在和運輸層交互時的層間接口。在互聯網的不同計算機中,相同的端口號是沒有關聯的。協議端口號簡稱端口。雖然通信的終點是應用進程,但只要把所發送的報文交到目的主機的某個合適端口,剩下的工作(最后交付目的進程)就由TCP和UDP來完成。
7,運輸層的端口號分為服務器端使用的端口號(0~1023指派給熟知端口,1024~49151是登記端口號)和客戶端暫時使用的端口號(49152~65535)
8,UDP的主要特點是①無連接②盡最大努力交付③面向報文④無擁塞控制⑤支持一對一,一對多,多對一和多對多的交互通信⑥首部開銷小(只有四個字段:源端口,目的端口,長度和檢驗和)
9,TCP的主要特點是①面向連接②每一條TCP連接只能是一對一的③提供可靠交付④提供全雙工通信⑤面向字節流
10,TCP用主機的IP地址加上主機上的端口號作為TCP連接的端點。這樣的端點就叫做套接字(socket)或插口。套接字用(IP地址:端口號)來表示。每一條TCP連接唯一被通信兩端的兩個端點所確定。
11,停止等待協議是為了實現可靠傳輸的,它的基本原理就是每發完一個分組就停止發送,等待對方確認。在收到確認后再發下一個分組。
12,為了提高傳輸效率,發送方可以不使用低效率的停止等待協議,而是采用流水線傳輸。流水線傳輸就是發送方可連續發送多個分組,不必每發完一個分組就停下來等待對方確認。這樣可使信道上一直有數據不間斷的在傳送。這種傳輸方式可以明顯提高信道利用率。
13,停止等待協議中超時重傳是指只要超過一段時間仍然沒有收到確認,就重傳前面發送過的分組(認為剛才發送過的分組丟失了)。因此每發送完一個分組需要設置一個超時計時器,其重轉時間應比數據在分組傳輸的平均往返時間更長一些。這種自動重傳方式常稱為自動重傳請求ARQ。另外在停止等待協議中若收到重復分組,就丟棄該分組,但同時還要發送確認。連續ARQ協議可提高信道利用率。發送維持一個發送窗口,凡位于發送窗口內的分組可連續發送出去,而不需要等待對方確認。接收方一般采用累積確認,對按序到達的最后一個分組發送確認,表明到這個分組位置的所有分組都已經正確收到了。
14,TCP報文段的前20個字節是固定的,后面有4n字節是根據需要增加的選項。因此,TCP首部的最小長度是20字節。
15,TCP使用滑動窗口機制。發送窗口里面的序號表示允許發送的序號。發送窗口后沿的后面部分表示已發送且已收到確認,而發送窗口前沿的前面部分表示不暈與發送。發送窗口后沿的變化情況有兩種可能,即不動(沒有收到新的確認)和前移(收到了新的確認)。發送窗口的前沿通常是不斷向前移動的。一般來說,我們總是希望數據傳輸更快一些。但如果發送方把數據發送的過快,接收方就可能來不及接收,這就會造成數據的丟失。所謂流量控制就是讓發送方的發送速率不要太快,要讓接收方來得及接收。
16,在某段時間,若對網絡中某一資源的需求超過了該資源所能提供的可用部分,網絡的性能就要變壞。這種情況就叫擁塞。擁塞控制就是為了防止過多的數據注入到網絡中,這樣就可以使網絡中的路由器或鏈路不致過載。擁塞控制所要做的都有一個前提,就是網絡能夠承受現有的網絡負荷。擁塞控制是一個全局性的過程,涉及到所有的主機,所有的路由器,以及與降低網絡傳輸性能有關的所有因素。相反,流量控制往往是點對點通信量的控制,是個端到端的問題。流量控制所要做到的就是抑制發送端發送數據的速率,以便使接收端來得及接收。
17,為了進行擁塞控制,TCP發送方要維持一個擁塞窗口cwnd的狀態變量。擁塞控制窗口的大小取決于網絡的擁塞程度,并且動態變化。發送方讓自己的發送窗口取為擁塞窗口和接收方的接受窗口中較小的一個。
18,TCP的擁塞控制采用了四種算法,即慢開始,擁塞避免,快重傳和快恢復。在網絡層也可以使路由器采用適當的分組丟棄策略(如主動隊列管理AQM),以減少網絡擁塞的發生。
19,運輸連接的三個階段,即:連接建立,數據傳送和連接釋放。
20,主動發起TCP連接建立的應用進程叫做客戶,而被動等待連接建立的應用進程叫做服務器。TCP連接采用三報文握手機制。服務器要確認用戶的連接請求,然后客戶要對服務器的確認進行確認。
21,TCP的連接釋放采用四報文握手機制。任何一方都可以在數據傳送結束后發出連接釋放的通知,待對方確認后進入半關閉狀態。當另一方也沒有數據再發送時,則發送連接釋放通知,對方確認后就完全關閉了TCP連接
(3),最重要的知識點
① 端口和套接字的意義
② 無連接UDP的特點
③ 面向連接TCP的特點
④ 在不可靠的網絡上實現可靠傳輸的工作原理,停止等待協議和ARQ協議
① TCP的滑動窗口,流量控制,擁塞控制和連接管理
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總結
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