在广域网中的分组交换采用的协议是网络中,主要取决于网络拥塞程度的时间延?

2015年10月计算机网络真题及答案

2015年10月自考计算机网络真题及答案,本套试卷是2015年10月自考计算机网络原理真题,有答案,课程代码是(04741)。

16.下列网络互连设备中,可在不同或相同的局域网之间存储和转发帧的是

17.对于采用四种相移的正交相移键控 QPSK调制方法,2400波特线路的数据传输率为

19.下列关于域名系统 DNS的表述中错误的是

A.DNS是一个集中式数据库系统
B.域名的各分量之间用小数点分隔
D.域名中的英文字母不区分大小写

1.计算机网络由资源子网和通信子网构成,其中资源子网负责 _________。

3.我国将二级域名划分为类别域名和 _________域名两大类。

4.因特网上的域名服务器有授权域名服务器、根域名服务器和 _________域名服务器三种类型。

6.虚拟专用网一般指的是构建在 Internet上能够_________的专用网络。

8.在帧中继的帧格式中采用 _________实现数据的透明传输。

13.数据链路控制协议分为异步和同步协议,其中同步协议以 _________为传输单位。

2.因特网体系结构局 lAB中最著名的“因特网工程特别任务组”的 英文缩写是_________。

9.X.25分组层的主要功能是向主机提供多信道的 _________服务。

5.数字签名时报文的发送方从报文中生成的 128位散列值被称为 _________。

7.Fast IP技术的基本思想是设法在数据交换过程中避开 _________。

11.千兆以太网为确保最小帧长为 64字节并维持 200米的网络直径,采用了 _________和数据包分组技术。

12.OSI七层模型中的传输层为应用进程提供 _________的通信服务。

14.对于流量控制功能, 在传输层控制的是 ___ ______之间端对端的流量。

15.采用分组存储转发和 _________机制是点对点式网络与广播式网络的重要区别之一。

1.简述无连接服务的特点。

3.简述TCP在慢启动阶段确定拥塞窗口大小的方法。

4.简述物理信道的突发噪声导致帧被“淹没”时所采取的措施。

2.简述透明网桥的操作过程。

1.已知在某信道上连续传送 600KByte的数据所需时间为 256秒,该信道码元速率为2400Baud,计算每个码元所需的调制电平数。 (要求写出计算过程 )

2.某网络上传输模拟信号时采用 PCM编码,若在该网络信道上传送 8000Hz以下频率的声音信号,每个样本采用 256级量化,计算该信道的最小数据传输率。 (要求写出计算过程)

4.以太网中的 A、B主机通过 1000m长的链路直接相连,若网络最小帧长度为 1500Byte、信号传播速率为 2×10^8 m/s,在不考虑处理延迟情况下计算该网络的数据传输速率。 (要求写出计算过程 )

3.已知网络中通信的两个主机之间采用 CRC校验方法,若发送的二进制数据为 、生成多项式为 x 4 +x+1,试计算 CRC码的二进制数字序列,该方法最多可检测出多少比特的突发错误?(要求写出计算过程 )

1.某通信子网如图所示,使用距离矢量路由算法。假设到达路由器 c的路由器 B、D、G的矢量分别为(7,0,8,10,5,6,3)、(12,9,5,0,7,4,8)和(11,3,9,11,2,6,0);C到B、D、G的延迟分别为 5、2、3,试在题 48表所示的 C的新路由表中注明使用的输出线路及从 C出发到达各路由器的延迟。请将题 48表、图绘制在答题卡上作答。

3.已知UDP的段结构如题 50图所示,试写出其中各字段的长度及其含义并给出协议DNS、SNMP、QICQ和TFTP所使用的 UDP端口号。

2.试写出顺序接收管道协议的实现过程。

以下就是计算机网络知识点整理等等的介绍,希望为您带来帮助。

物理层:通过传输介质发送和接收二进制比特流。

属于物理层定义的典型规范如RJ-45等。

数据链路层:数据的封装成帧、数据的透明传输、数据的差错检测。

数据链路层协议的代表包括:PPP、帧中继等。

网络层:负责对子网间的数据包进行路由选择,为分组交换网上的不同主机提供通信服务。

网络层协议的代表包括:IP、ICMP、IGMP等。

运输层:负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。运输层还要处理端到端的差错检测(与数据链路层不同)、拥塞控制、流量控制等问题。

运输层协议的代表包括:TCP、UDP等。

应用层:为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

应用层协议的代表包括:FTP、HTTP、SNMP等。

二、数据如何在网络各层之间传输

物理层,数据链路层,网络层属于OSI模型的低三层,负责创建网络通信连接的链路,传输层,会话层,表示层和应用层是OSI模型的高四层,具体负责端到端的数据通信。当然,并不是所有通信都是要经过OSI的全部七层,如物理接口之间的转接,只需要物理层中进行即可;而路由器与路由器之间的连接则只需网络层以下的三层。

三、在网络各层之间,数据是以什么单位进行传输的

在物理层数据的传输单位称为比特;在数据链路层数据的传输单元称为帧; 在网络层数据的传输单元称为数据包;在传输层数据的传输单元称为报文段。

四、奈氏准则和香农公式的主要区别是什么

奈氏准则:在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,传输速率超过此上限,就会出现严重的码间串扰的问题,使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。

香农公式:求出了信息传输速率。

五、同步通信与异步通信的区别是什么

同步通信:通信双方必须先建立同步,即双方的时钟要调整到同一个频率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。

异步通信:异步通信在发送字符时,所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然,接收端必须时刻做好接收的准备。发送端可以在任意时刻开始发送字符,因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志,即加上开始位和停止位,以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜,但传输效率较低(因为开始位和停止位的开销所占比例较大)。

异步通信也可以是以帧作为发送的单位,接收端必须随时做好接收帧的准备。这时,帧的首部必须设有一些特殊的比特组合,使得接收端能够找出一帧的开始,这也称为帧定界。帧定界还包含确定帧的结束位置,这有两种方法:一种是在帧的尾部设有某种特殊的比特组合来标志帧的结束;或者在帧首部中设有帧长度的字段。需要注意的是,在异步发送帧时,并不是说发送端对帧中的每一个字符都必须加上开始位和停止位后再发送出去,而是说,发送端可以在任意时间发送一个帧,而帧与帧之间的时间间隔也可以是任意的。发送端不需要在发送一帧之前和接收端进行协调(不需要先进行比特同步)。

计算机网络知识相关问题

一、RIP协议的特点?RIP的优缺点?RIP用什么来传送?

l 仅和相邻路由器交换信息

l 路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息,即自己的路由表

l 按固定的时间间隔交换路由信息

优点:实现简单、开销较小

缺点:限制了网络的规模(因为它能使用的距离为15),坏消息传播得慢。

二、OSPF协议的特点?OSPF用什么来传送?

l 向本自治系统中所有路由器发送信息(而RIP是发送给邻居)

l 发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态(RIP发送的是整个路由表)

l 只有当链路状态发生变化时,路由器才向所有路由器用洪泛法发送此信息(而RIP是30秒更新一次)

2、OSPF直接用IP数据报传送

三、交换机和路由器各自的实现原理是什么?有什么区别?

路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择。

而交换机则是一种基于MAC地址识别,能完成封转转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的起始者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。

l 二者的工作层次不同

交换机工作在数据链路层,而路由器工作在网络层。

l 二者转发所依据的对象不同

交换机是利用MAC地址确定转发数据的目的地址,而路由器则是利用IP地址来确定数据转发的地址。

四、如果一个路由器要同时连接在一个以太网和一个ATM网络上,需要有什么样的硬件加到路由器上

一个以太网适配器(网卡)和一个ATM适配器(网卡)。

慢开始、拥塞避免、快重传。

一般原理:发生拥塞控制的原因:资源(带宽、交换节点的缓存、处理机)的需求 > 可用资源。作用:拥塞控制就是为了防止过多的数据注入到网络中,这样可以使网络中的路由器或者链路不至于过载。拥塞控制要做的都有一个前提:就是网络能够承受现有的网络负荷。对比流量控制:拥塞控制是一个全局的过程,涉及到所有的主机、路由器、以及降低网络相关的所有因素。流量控制往往指点对点通信量的控制。是端对端的问题。

拥塞窗口:发送方为一个动态变化的窗口叫做拥塞窗口,拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度。发送方让自己的发送窗口=拥塞窗口,但是发送窗口不是一直等于拥塞窗口的,在网络情况好的时候,拥塞窗口不断的增加,发送方的窗口自然也随着增加,但是接受方的接受能力有限,在发送方的窗口达到某个大小时就不在发生变化了。

发送方如果知道网络拥塞了呢?发送方发送一些报文段时,如果发送方没有在时间间隔内收到接收方的确认报文段,则就可以人为网络出现了拥塞。

慢启动算法的思路:主机开发发送数据报时,如果立即将大量的数据注入到网络中,可能会出现网络的拥塞。慢启动算法就是在主机刚开始发送数据报的时候先探测一下网络的状况,如果网络状况良好,发送方每发送一次文段都能正确的接受确认报文段。那么就从小到大的增加拥塞窗口的大小,即增加发送窗口的大小。

例子:开始发送方先设置cwnd(拥塞窗口)=1,发送第一个报文段M1,接收方接收到M1后,发送方接收到接收方的确认后,把cwnd增加到2,接着发送方发送M2、M3,发送方接收到接收方发送的确认后cwnd增加到4,慢启动算法每经过一个传输轮次(认为发送方都成功接收接收方的确认),拥塞窗口cwnd就加倍。

拥塞避免:为了防止cwnd增加过快而导致网络拥塞,所以需要设置一个慢开始门限ssthresh状态变量(我也不知道这个到底是什么,就认为他是一个拥塞控制的标识),它的用法:

拥塞避免的思路:是让cwnd缓慢的增加而不是加倍的增长,每经历过一次往返时间就使cwnd增加1,而不是加倍,这样使cwnd缓慢的增长,比慢启动要慢的多。

无论是慢启动算法还是拥塞避免算法,只要判断网络出现拥塞,就要把慢启动开始门限(ssthresh)设置为设置为发送窗口的一半(>=2),cwnd(拥塞窗口)设置为1,然后在使用慢启动算法,这样做的目的能迅速的减少主机向网络中传输数据,使发生拥塞的路由器能够把队列中堆积的分组处理完毕。拥塞窗口是按照线性的规律增长,比慢启动算法拥塞窗口增长块的多。

2.在慢启动算法开始时,cwnd的初始值是1,每次发送方收到一个ACK拥塞窗口就增加1,当ssthresh =cwnd时,就启动拥塞控制算法,拥塞窗口按照规律增长,

3.当cwnd=24时,网络出现超时,发送方收不到确认ACK,此时设置ssthresh=12,(二分之一cwnd),设置cwnd=1,然后开始慢启动算法,当cwnd=ssthresh=12,慢启动算法变为拥塞控制算法,cwnd按照线性的速度进行增长。

AIMD(加法增大乘法减小)

1. 乘法减小:无论在慢启动阶段还是在拥塞控制阶段,只要网络出现超时,就是将cwnd置为1,ssthresh置为cwnd的一半,然后开始执行慢启动算法(cwnd

2. 加法增大:当网络频发出现超时情况时,ssthresh就下降的很快,为了减少注入到网络中的分组数,而加法增大是指执行拥塞避免算法后,是拥塞窗口缓慢的增大,以防止网络过早出现拥塞。

这两个结合起来就是AIMD算法,是使用最广泛的算法。拥塞避免算法不能够完全的避免网络拥塞,通过控制拥塞窗口的大小只能使网络不易出现拥塞。

快重传算法要求首先接收方收到一个失序的报文段后就立刻发出重复确认,而不要等待自己发送数据时才进行捎带确认。接收方成功的接受了发送方发送来的M1、M2并且分别给发送了ACK,现在接收方没有收到M3,而接收到了M4,显然接收方不能确认M4,因为M4是失序的报文段。如果根据可靠性传输原理接收方什么都不做,但是按照快速重传算法,在收到M4、M5等报文段的时候,不断重复的向发送方发送M2的ACK,如果接收方一连收到三个重复的ACK,那么发送方不必等待重传计时器到期,由于发送方尽早重传未被确认的报文段。

1. 当发送发连续接收到三个确认时,就执行乘法减小算法,把慢启动开始门限(ssthresh)减半,但是接下来并不执行慢开始算法。

2. 此时不执行慢启动算法,而是把cwnd设置为ssthresh的一半, 然后执行拥塞避免算法,使拥塞窗口缓慢增大。

ARP是地址解析协议,简单语言解释一下工作原理。

1:首先,每个主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表,以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。

2:当源主机要发送数据时,首先检查ARP列表中是否有对应IP地址的目的主机的MAC地址,如果有,则直接发送数据,如果没有,就向本网段的所有主机发送ARP数据包,该数据包包括的内容有:源主机 IP地址,源主机MAC地址,目的主机的IP 地址。

3:当本网络的所有主机收到该ARP数据包时,首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址,如果不是,则忽略该数据包,如果是,则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中,如果已经存在,则覆盖,然后将自己的MAC地址写入ARP响应包中,告诉源主机自己是它想要找的MAC地址。

4:源主机收到ARP响应包后。将目的主机的IP和MAC地址写入ARP列表,并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包,表示ARP查询失败。

广播发送ARP请求,单播发送ARP响应。

ICMP协议: 因特网控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议,用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。

TFTP协议: 是TCP/IP协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议,提供不复杂、开销不大的文件传输服务。

HTTP协议: 超文本传输协议,是一个属于应用层的面向对象的协议,由于其简捷、快速的方式,适用于分布式超媒体信息系统。

DHCP协议: 动态主机配置协议,是一种让系统得以连接到网络上,并获取所需要的配置参数手段。

NAT协议:网络地址转换属接入广域网(WAN)技术,是一种将私有(保留)地址转化为合法IP地址的转换技术,

DHCP协议:一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络员作为对所有计算机作中央管理的手段。

RARP是逆地址解析协议,作用是完成硬件地址到IP地址的映射,主要用于无盘工作站,因为给无盘工作站配置的IP地址不能保存。工作流程:在网络中配置一台RARP服务器,里面保存着IP地址和MAC地址的映射关系,当无盘工作站启动后,就封装一个RARP数据包,里面有其MAC地址,然后广播到网络上去,当服务器收到请求包后,就查找对应的MAC地址的IP地址装入响应报文中发回给请求者。因为需要广播请求报文,因此RARP只能用于具有广播能力的网络。

ICMP(网际控制报文协议):有两种:差错控制报文 询问报文

ICMP 是 Internet Control Message Protocol ,因特网控制报文协议。它是 TCP/IP 协议族的一个子协议,用于在 IP 主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由器是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据,但是对于用户数据的传递起着重要的作用。

PING就是应用层直接调用运输层的例子,没有经过TCP 或者UDP.

在TCP的连接中,数据流必须以正确的顺序送达对方。TCP的可靠性是通过顺序编号和确认(ACK)来实现的。TCP在开始传送一个段时,为准备重传而首先将该段插入到发送队列之中,同时启动时钟。其后,如果收到了接受端对该段的ACK信息,就将该段从队列中删去。如果在时钟规定的时间内,ACK未返回,那么就从发送队列中再次送出这个段。TCP在协议中就对数据可靠传输做了证明,握手与断开都需要通讯双方确认,数据传输也需要双方确认成功,在协议中还规定了:分包、重组、重传等规则;而UDP主要是面向不可靠连接的,不能使数据正确到达目的地。

什么是因特网,有两种描述:

  • 具体构成: 主机/端系统、通信链路、分组交换机、路由器、链路层交换机、因特网服务提供商(ISP)、TCP/IP等一系列部件组成因特网,即构成因特网的基本硬件和软件
  • 服务描述:当一些应用涉及多个相互交换数据的端系统时,比方:视频会议,多人游戏.....,称为“分布式应用程序”。把因特网描述为应用程序的平台,两个端系统互相交付数据的规则,即与因特网相连的端系统提供一个套接字接口
  • 协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文的格式和顺序,以及报文发送和/或接收一条报文或其他事件所采取的动作
  • 也可以看作是人类活动的类比,即人与人之间交流的规则
  • 与因特网相连的计算机和其他设备位于因特网的边缘,故而被称为网络边缘,又称端系统,也称主机,端系统==主机
  • 主机有时又进一步分为两类:客户端和服务器,客户端通常是桌面PC,移动PC和智能手机等,服务器则是更加强大的机器,用于储存或发布数据
  • 接入网是指将端系统物理连接到其边缘路由器的网络。边缘路由器是指端系统到任何其他远程端系统的路径上第一台路由器
  1. 家庭接入:DSL、电缆、FTTH、拨号和卫星
    • 宽带住宅接入有两种最流行的类型:数字用户线和电缆
    • 住户通过DSL调制解调器使用现有的电话线与电话公司的本地中心局的数字用户线接入复用器交换数据,DSL调制解调器把数字数据转换成高频音,通过电话线传给本地中心局,复用器再转换回数字形式。
    • 家庭电话线同时承载了数据和传统的电话信号,它们用不同的频率进行编码:
      • 高速下行信道,位于50kHz到1MHz频段
      • 中速上行信道,位于4kHz到50kHz频段
      • 普通的双向电话信道,位于0到4kHz频段 
    • 住宅通过有线电视公司现有的有线电视基础设施接入因特网
    • 电缆因特网接入需要电缆调制解调器,调制解调器把HFC网络划分为上行和下行两个信道,两个信道通常不对称,下行传输速率比上行高
    • 电缆因特网接入的一个重要特征:共享广播媒体。即多个用户同时下载文件,每个用户接收文件的实际速率将大大低于电缆总计的下行速率,另一方面,如果有很少活跃用户使用,每个用户都可以以全部的下行速率接收,上行信道也是共享的。
    • 光纤到户(FTTH,一种新兴技术)
    • 光纤分配有两种竞争性的光纤分布体系结构:有源光纤网络(AON)、无源光纤网络(PON)
    • PON:每个家庭具有一个光纤网络端接器(ONT),它有专门的光纤连接到邻近的分配器,该分配器把一些家庭(通常少于100)集结到一根共享的光纤,该光纤再连接到本地电话和公司的中心局中的光纤线路端接器(OLT),OLT提供了光信号和电信号之间的转换,经过本地电话公司路由器与因特网相连。
    • FTTH有潜力提供每秒千兆比特范围的因特网接入速率
    • 在无法提供DSL、电缆和FTTH的地方可以使用卫星链路与因特网相连,速率超过1Mbps
    • 使用家庭的调制解调器经过电话线接入因特网,拨号为56kbps慢速率
  2. 企业(和家庭)接入:以太网和WIFI
    • 以太网用户与一台以太网交换机相连,以太网交换机或这样相连的交换机网络,则再与更大的因特网相连。
    • 越来越多的人用便携机、智能手机等其他物品无线接入因特网,无线用户从/到一个接入点发送/接收分组,该接入点与企业网连接,企业网再与有线因特网相连,一个无线局域网用户通常必须位于接入点的几十米范围,称为WIFI
  3. 广域无线接入:3G和LTE
    • iPhone和安卓等设备在移动中接收或发送数据,通过蜂窝网提供商运营的基站来发送和接收分组。与WIFI不同的是,用户仅需要位于基站数万米范围内

 物理媒体(传输介质)

  • 物理媒体是指在网络中传输信息的载体,分两种类型:导引型媒体非导引型媒体
  • 对于导引型媒体,电波沿着固体媒体前行,如光缆、双绞铜线、同轴电缆。
  • 对于非导引型媒体,电波在空气或外层空间中传播,如无线局域网或数字卫星频道。
    • 最便宜最常用的导引型传输媒体,双绞线由两根绝缘的铜线组成,每根约1mm粗,以规则的螺旋状排列,通过两根线的绞合以减少邻近类似的双绞线的电气干扰。通常许多双绞线捆扎一起形成一个电缆,并在外面覆盖上保护性防护层,一对电线构成一个通信链路。无屏蔽双绞线常用于建筑内部,即局域网中,速率从10Mbps到10Gbps。所能达到的数据传输速率取决于线的粗细以及传输双方的距离。
    • 与双绞线类似,由两个铜导体组成,但是这两个导体同心而不是并行,借助这种结构及特殊的绝缘体和保护层,同轴电缆能达到较高的数据传输速率。同轴电缆在电缆电视系统中相当普遍,与电缆调制解调器结合,可以为用户提供数十Mbps速率的因特网接入。
    • 光纤是一种细而柔软,能够导引光脉冲的媒体,每个脉冲表示一个比特。光纤能够支持极高的比特速率,高达数十甚至上百Gbps。它们不受电磁干扰,光缆信号衰减极低,并且难以被切听,这些特征使得光纤成为长途导引型传输媒体,特别是跨海链路
    • 无线电信道承载电磁频谱中的信号,它不需要安装物理线路,并具有穿透墙壁、提供与移动用户的连接以及长距离承载信号的能力。无线电信道极大依赖于传播环境和传输距离。
    • 陆地无线电信道能大致划分三类:一类运行在很短距离(如1米到2米);另一类运行在局域,通常跨越数十到几百米,第三类运行在广域,跨越数万米。
    • 通信中通常使用两类卫星:同步卫星和近地轨道卫星,卫星具有280ms信号传播延时,不过可以以数百Mbps速率为其他无法接入因特网的地区使用
  • 既由互联因特网端系统的分组交换机链路构成的网状网络
  • 通过网络链路和交换机移动数据有两种基本方法:电路交换分组交换
    • 电路交换在端系统会话期间,预留了端系统间沿路径所需的资源,两个用户要通信之前需要先建立一条专用的物理链路,并且在整个通信过程中始终占用该链路。由于通信的过程中不可能一直在使用传输线路,因此电路交换对线路的利用率很低,往往不到 10%。
    • 链路中的电路是通过频分复用(FDM)时分复用(TDM)来实现的
    • 对于FDM,链路的频谱由跨域链路创建的所有连接共享。特别是,在连接期间链路为每条连接专用一个频段,在电话网络中,这个频段的宽度通常为4kHz,称为带宽
    • 对于TDM,时间被划分为固定期间的帧,每个帧又被划分为固定数量的时隙。当创建一条连接时,网络在每个帧为该链接指定一个时隙,这些时隙由该链接专门使用。

 对于TDM,一条电路的传输速率等于帧速率乘以一个时隙中的比特数量。例如,如果链路每秒传输8000个帧,每个时隙由8个比特组成,则每条电路的传输速率为kbps。

  • 在网络应用中,端系统彼此交换报文。报文能够包含协议设计者需要的任何东西,为了从源端系统向目的端系统发送一个报文,源将长报文分为较小的数据块,称之为分组。在源和目的地之间,每个分组都通过通信链路和分组交换机传送。交换机主要有两类:路由器链路层交换机。分组以等于该链路最大传输速率的速度通过通信链路,因此,经过一条链路发送一个L比特的分组,链路的传输速率为R比特/秒,则时间为L/R.
    • 多数分组交换机在链路的输入端使用存储转发传输机制。路由器在转发前需要接收、存储和处理整个分组,不可以一边接收数据一边传输数据。
    • 通过有N条速率均为R的链路组成的路径,则端到端的时延是:
    • 每台分组交换机有多条链路相连。对于每条相连的链路,分组交换机具有一个输出缓存,也称为输出队列,用于储存路由器准备发往那条链路的分组。如果到达的分组需要传输都某条链路,但发现该链路正在传输其他分组,则该分组需要在输出缓存中等待,这就是排队时延。这个时延是变化的,取决于网络拥塞程度,因为缓存空间有限,如果一个分组需要在输出缓存中等待却发现其他要等待的分组已经充满了整个缓存空间,这个分组或正在排队之一的分组就会丢失(丢包)

  • 路由器得到分组后会向目标的通信链路转发,那路由器怎么知道要转给谁呢?
  • 不同的计算机网络有不同的方法,其中因特网的方法为:
  • 每个端系统都有一个称为IP的地址,当源主机向目的端系统发送一个分组时,源在该分组的首部包含了目的地的IP地址。路由器检查该分组的目的地址的一部分,并向一台相邻路由器转发,每台路由器有一个转发表,用于把目的地址映射成对应输出链路。而转发表是通过路由选择协议来设置的。
  • 网络把主机连接起来,而互联网是把多种不同的网络连接起来,因此互联网是网络的网络

分组交换网中的时延、丢包和吞吐量

  • 分组交换网中的时延概念
      • 主机或路由器收到分组时进行处理所需要的时间,例如分析首部、从分组中提取数据、进行差错检验或查找适当的路由等。
      • 分组在路由器的输入队列和输出队列中排队等待的时间,取决于网络当前的通信量。
      • 主机或路由器传输数据帧所需要的时间。时延为L/R,其中 L 表示数据帧的长度,R表示传输速率。
      • 电磁波在信道中传播所需要花费的时间,电磁波传播的速度接近光速,大概为2*108-3*108m/s,取决于该链路的物理媒体,时延为d/s,d是两个路由器之间距离,s是传播速率
      • 总时延 = 传输时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延
    • 主机A传输文件给主机B,在任何时间瞬间的瞬时吞吐量是主机B接收该文件的速率,如果文件大小为F比特,主机B接收所有比特时间为T,则平均吞吐量为F/Tbps
    • 在两个端系统之间由多个链路形成路径,每个链路的传输速率为R1,R2,R3......RN。传输速率最小的那一条链路就是瓶颈链路
    • 为了给网络协议的设计提供一个结构,网络设计者以分层的方式组织协议,每个协议属于这些层次之一,某层向它的上一层提供服务,即所谓一层的服务模型

      各层的所有协议被称为协议栈

        • 应用层是网络应用程序及它们应用层协议存留的地方,例如:HTTP、SMTP、FTP......。应用层协议分布在多个端系统上,。两个端系统通过应用程序协议交换信息分组,这种分组的数据单位为报文
        • 为进程提供通用数据传输服务。由于应用层协议很多,定义通用的传输层协议就可以支持不断增多的应用层协议。运输层包括两种协议:传输控制协议 TCP,提供面向连接流量控制拥塞控制机制可靠的数据传输服务,数据单位为报文段用户数据报协议 UDP,提供无连接无可靠性、无流量控制、无拥塞控制机制尽最大努力的数据传输服务,数据单位为用户数据报。TCP 主要提供完整性服务,UDP
        • 该层的分组称为数据报,为主机提供数据传输服务。而传输层协议是为主机中的进程提供数据传输服务。网络层把传输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组。
        • 因特网的网络层通过源和目的地之间的路由器用传输数据报,而链路层就是为网络层服务,网络层把数据报下传到链路层,链路层沿路径将数据报传输到下个节点,在该下个节点,链路层将数据报上传到网络层。数据链路层把网络层传下来的分组封装成帧。
        • 考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异,使数据链路层感觉不到这些差异。
    • 一个应用层报文被传送到运输层,在最简单的情况下,运输层收取该报文并在首部附上附加信息(差错检测位信息,该信息让接收方能判断报文中的比特在途中是否已被改变),即下图的H1,封装成报文段,再往下传到网络层,网络层也在首部增加附加信息Hn(如源和目的地的端系统地址),封装成了网络层数据报,再下传,链路层也增加了首部信息,封装成链路层帧。所以在每一层的分组有两种类型字段:首部字段有效载荷字段(上一层的分组)
      • 在五层协议中添加了表示层和会话层
      • 其中表示层和会话层用途如下:
      • 表示层 :数据压缩、加密以及数据描述,这使得应用程序不必关心在各台主机中数据内部格式不同的问题。
      • 会话层 :建立及管理会话。
      • 五层协议没有表示层和会话层,而是将这些功能留给应用程序开发者处理

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