网络营销软件网站,自己安装wordpress,有服务器了怎么做网站,室内设计和平面设计哪个比较吃香未出现的一般考点较少#xff0c;这里的复习笔记一般可以满足考试需求 o.O 全部章节都有哦#xff0c;具体看此博客
计算机网络-自顶向下期末复习一篇就够了——重点复习笔记整理-CSDN博客
5.2错误检测和纠正
一维奇偶校验#xff08;Single-dimensional Odd Parity Chec…未出现的一般考点较少这里的复习笔记一般可以满足考试需求 o.O 全部章节都有哦具体看此博客
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5.2错误检测和纠正
一维奇偶校验Single-dimensional Odd Parity Check)
在原本的发送的数据上添加上一位随后两台电脑协商是使用奇校验还是偶校验
奇校验
如果是奇校验则要求原本的数据加上添加的一位上所有的1出现了奇数次如果不是则是出现了错误
数据1000110_此时有三个1已经是奇数了所以添加的一位数字为0--》10001100
接收方检验收到的数据包括多出的位数1的个数是不是奇数如果不是则发送错误要求重新发送 偶校验
偶校验也是同理要求在原本的数据加上添加的一位所有的1出现了偶数次如果不是--》出现了错误 需要注意的一维奇偶校验对于同时两位数据被干扰的情况可能无法发现例如
发送的数据奇校验11000010发送途中被干扰接收方收到的:11001110,此时依然是奇数个1无法发现错误
循环冗余校验CRC Cyclic Redundancy Check
1CRC原理
强大的差错检测码
将数据比特 D, 看成是二进制的数据
生成多项式G双方协商r1位模式
r次方
生成和检查所使用的位模式
目标:选择r位 CRC附加位R使得
D,R 正好被 G整除 (modulo 2)
接收方知道 G, 将 D,R除以 G. 如果非0余数: 检查出错误!
能检出所有少于r1位的突发错误
实际中广泛使用以太网、802.1 WiFIATM
多说无益直接上例题
2如何通过CRC计算差错检测码 被除数就是信息位往后补n个0n是冗余码长度
计算过程如下就是要一位一位最后一位写1直到全部数字使用
二进制除法关键
逐位相除从高位开始拿除数和被除数当前段比 如果被除数当前位 ≥ 除数商 1然后做「减法异或」消去高位。注意比较的不是数的大小而是位数的大小位数够了就能直接写商如果被除数当前位 除数商 0直接把下一位挪下来继续。
直到除完所有位最后剩下的 余数就是 CRC 校验码图里最后得到的 10110 最后把答案101105位不足的往前补0冗余码是要6位
3接收方校验数据步骤
接收方校验步骤
拿到数据接收方收到「原始数据 冗余码」比如发送方发的是 原数据 010110 用同样的除数再除拿发送方用的同一个除数图里的 1100011 去除 接收到的完整数据原数据 冗余码看余数 如果余数 0 → 数据大概率没出错能过校验如果余数 ≠ 0 → 数据传输出错校验失败一般会要求重传
5.3多路访问协议Multiple access protocols
多路访问链路与协议Multiple Access Links and Protocols
链路的两种类型
点对点链路Point-to-point 例如拨号上网使用的 PPP 协议或主机与以太网交换机之间的点对点连接
广播型链路Broadcast Links【共享线路或媒介】 传统以太网上行的混合光纤同轴HFC802.11 无线局域网 多路访问协议Multiple Access Protocols
所有节点共享同一个广播信道。如果两个或多个节点同时发送将导致干扰interference 即碰撞collision当一个节点接收到两个或更多信号时发生。
多路访问协议
是一个分布式算法用于决定节点如何共享信道具体目标是决定节点何时可以发送数据
多路访问协议的三大分类
1.信道划分/多路复用
TDM时分复用FDM频分复用码分多址CDMA
2.随机访问
时隙ALOHA纯ALOHA载波侦听多路访问CSMA用于有线以太网 wired Ethernet带冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD以及用于无线网的CSMA/CA
3.轮流
令牌环Tokening Ring 信道划分详细解析
TDMA时分多址
TDMA Time Division Multiple Access
通信过程按“轮次rounds”进行每个站点station在每轮中获得一个固定长度的时间槽slot 时间槽长度 一个包的发送时间
没有数据的时间槽将被闲置
举例
一个有 6 个站点station的 LAN站点 1、3、4 有包要发送则时间槽 2、5、6 将空闲idle FDMA频分多址
FDMA Frequency Division Multiple Access
将信道频谱划分为多个频率带每个站点分配一个固定的频带若某站点没有数据要传输则其频带将被闲置
举例
一个有 6 个站点的 LAN站点 1、3、4 有数据则频带 2、5、6 将空闲 随机访问协议
发送机制
当一个节点有包要发送时 它会以信道的最大数据速率 R 直接发送不提前与其他节点协调
如果有两个或以上节点同时发送 ➜ 产生碰撞
随机接入 MAC 协议应具备
检测碰撞的机制从碰撞中恢复的机制如延迟重发
典型协议包括
ALOHA 与分时 ALOHASlotted ALOHACSMA、CSMA/CD、CSMA/CA
时隙ALOHA信道利用率37% 纯ALOHA信道使用率17.5% CSMA载波监听多路访问
基本原则先听后发Listen Before Transmit
如果检测到信道空闲 ➜ 立即发送整个帧如果检测到信道正忙 ➜ 延迟发送
类比人类在交谈时不会打断他人讲话
碰撞问题
即使采用了先听后发仍可能发生碰撞原因如下
传播延迟Propagation Delay两个节点可能在彼此还未检测到对方发言前就开始发送
结果
一个完整的数据包传输时间被浪费距离和传播时延是碰撞概率的关键因素
CSMA/CD带碰撞检测的载波监听多路访问
CSMA/CD 工作原理
和 CSMA 一样先监听信道并决定是否发送区别是边发送边监听碰撞检测一旦检测到碰撞 立即停止发送发送一个简短的“堵塞信号”Jamming Signal通知所有站点已发生碰撞所有节点等待一个随机时间后再尝试重发
以太网的 CSMA/CD 算法步骤Ethernet CSMA/CD Algorithm
网卡接收到网络层传来的数据报后创建帧如果检测到信道空闲开始发送若信道忙等待若成功发送完整个帧且未检测到冲突 ➜ 完成发送若在发送过程中检测到冲突 ➜ 停止发送发送堵塞信号退避机制Binary Exponential Backoff 第 m 次冲突后从集合 {0, 1, …, 2^m - 1} 中随机选择一个 K等待 K×512 比特时间后重新尝试冲突越多退避时间越长若冲突达到 16 次则放弃发送
CSMA/CA
在无线网中没有冲突检测!
无法检测冲突自身信号远远大于其他节点信号
即使能CD冲突!成功 轮流MAC协议之一令牌环 5.4数据链路层寻址
1MAC地址的特别以及MACIP之间的区别
IP地址与MAC地址的区别
IP地址32位 是网络层的地址用于第3层网络层进行转发
MAC地址又称LAN地址、物理地址、以太网地址 用于在物理连接的接口之间局部传输帧即在同一物理网络IP意义上内将帧从一个接口送到另一个接口大多数局域网中使用48位MAC地址烧录在网卡的ROM中部分可由软件修改
示例MAC地址十六进制表示每个数字代表4个比特
1A-2F-BB-76-09-AD
MAC地址 设备的物理地址固化在网卡中用于同一局域网内的帧寻址。
IP地址 设备的逻辑地址用于跨网络的路径选择
2ARP的功能以及ARP寻址的流程地址解析协议
LAN地址与ARP
每个连接到LAN的适配器网络接口卡都有一个唯一的MAC地址
广播地址
FF-FF-FF-FF-FF-FF
局域网示意图 IP地址 MAC地址 137.196.7.23 1A-2F-BB-76-09-AD 137.196.7.78 58-23-D7-FA-20-B0 137.196.7.14 0C-C4-11-6F-E3-98 137.196.7.88 71-65-F7-2B-08-53
ARP是什么如何工作
ARP协议地址解析协议Address Resolution Protocol
每个LAN内的IP节点主机或路由器都有一个ARP表ARP表的内容为IP地址 ➜ MAC地址 的映射关系 示例条目 IP地址MAC地址TTL
TTL生存时间一段时间后映射将过期通常为20分钟
ARP协议如何工作同一局域网内
假设
A主机想向B主机发送数据报但不知道B的MAC地址
过程
A发送ARP查询包query packet包含B的IP地址 MAC目的地址设置为广播地址 FF-FF-FF-FF-FF-FF所有主机都会接收该ARP请求
B收到ARP包后向A回发ARP响应告知其MAC地址 使用单播unicast帧发送目标是A的MAC地址
A将B的IP-MAC映射缓存到ARP表中直到超时为止
ARP的特点
“即插即用”Plug-and-Play不需要网络管理员介入节点自动维护ARP表 3路由器实现局域网间数据传输的过程解析数据报经过不同设备各个接口的时候的IP地址和MAC地址
示例从A经由路由器R发送数据报到B 情境假设
A已知B的IP地址A也知道第一跳路由器R的IP地址和MAC地址 地址结构图与数据帧构造
A创建IP数据报 源IP111.111.111.111目标IP222.222.222.222然后A创建链路层帧 源MAC74-29-9C-E8-FF-55目标MACE6-E9-00-17-BB-4BR的MAC帧从A发送到RR接收并上交网络层 R转发数据报到B的过程
R检查IP头部决定将数据报转发给BR创建一个新的链路层帧封装原始数据报 源MAC1A-23-F9-CD-06-9BR的MAC目标MAC49-BD-D2-C7-56-2AB的MAC 帧被发送给BB接收并上交网络层处理 从发送端发送出的帧中
源IP发送端的IP 目标IP接收方的IP
源MAC发送端的MAC 目标MAC下一跳路由器的MACwalk through
下一步再通过下一跳路由器进行转发。 一个例题 5.4链路层寻址续
交换机
1交换机的功能
链路层设备比集线器更智能主动参与数据转发功能包括 存储与转发以太网帧检查接收帧的MAC地址有选择地将其转发至一个或多个输出端口如果在段上转发帧则使用 CSMA/CD 协议
透明性 主机无需感知交换机的存在
即插即用自学习能力 不需要手动配置交换机能自动学习网络拓扑
2和集线器的对比
集线器Hub是物理层设备功能简单 某端口收到的比特会以相同速率从其他所有端口广播出去所有连接节点处于同一碰撞域可能发生冲突不具有帧缓存功能不执行 CSMA/CD冲突检测由主机网卡完成 设备 冲突域数量 广播域数量 数据传输方式 集线器Hub 1 个所有端口共享 1 个 广播所有端口接收相同数据易冲突 交换机Switch 每个端口 1 个 1 个默认 单播按转发表转发冲突概率极低
示例 用 Hub 连接 3 台设备任意两台同时发数据会冲突共享同一冲突域广播包如 ARP 请求会被所有设备接收。用 Switch 连接 3 台设备每台设备单独占用冲突域可同时发数据广播包仍会被所有端口接收广播域未分割。
3交换表的建立过程
问题交换机如何知道某主机的MAC地址在哪个端口
每个交换机维护一个交换表Switch Table 表项格式为
MAC地址端口号时间戳
类似于路由器中的路由表
交换表的构建方式
不是通过协议手动配置而是通过交换机的“自学习机制”
交换机的自学习机制Self-learning
当交换机收到帧时它会“学习”帧的发送方地址与端口映射关系 将 发送方MAC地址接收端口 记录到交换表中并加上时间戳用于定期更新
帧的过滤与转发过程
当交换机收到一帧时
记录该帧发送者所处的链路端口使用帧中的目标MAC地址在交换表中查找若找到了对应记录 若目标端口就是输入帧的端口 ➜ 丢弃帧若不是 ➜ 转发帧到目标端口
若未找到目标地址 ➜ 泛洪转发flood即发往除源端口外的所有端口
4交换机和路由器的区别 VLAN虚拟局域网
1VLAN的动机以及含义
VLAN 的动因VLANs: Motivation
假设
计算机系CS的一位用户搬到了电子工程系EE的办公室但仍希望连接原先的计算机系交换机
在传统局域网中
所有第2层链路层的广播流量如 ARP【源主机广播含有目标主机IP的ARP query packet】、DHCP【客户端广播“DHCP DISCOVER”】、未知 MAC 地址的定位都会遍历整个 LAN导致 安全与隐私问题效率问题
因此需要一种方式在物理网络结构不变的前提下实现逻辑分隔
其实意思就是通过交换机链接的主机一旦一个主机要求广播就会将该信息广播给该交换机链接的所有主机
分割就是将交换机链接的主机分为多个广播域一个域内广播的内容不会传播到其他广播域
VLAN 定义与结构Virtual Local Area Networks
端口式 VLANPort-based VLAN
通过交换机管理软件将交换机端口分组使得一台物理交换机可以被配置为多个虚拟交换机支持创建多个逻辑隔离的 VLAN
例如
端口1–8 属于“电子工程”VLAN端口9–15 属于“计算机科学”VLAN
VLAN 的效果就像多台交换机分别运行一样
VLAN 功能与路由Port-based VLAN: Summary
流量隔离端口1-8 的帧只能到达端口1-8也可以根据终端 MAC 地址定义 VLAN而非端口动态成员管理端口可以动态地被分配到不同 VLAN 中
VLAN 之间的通信
需要通过路由器完成与独立交换机间通信相同实际中厂商通常出售集成了交换和路由功能的设备
2在VLAN中怎么传输数据
前置知识
跨交换机的 VLANVLANs Spanning Multiple Switches
Trunk 端口中继端口 用于在多台交换机间传输不同 VLAN 的帧
注意
在交换机之间转发的帧不能是普通的 802.1 帧必须包含 VLAN ID 信息使用802.1Q 协议 在帧中添加或去除额外的 VLAN ID 字段 802.1Q VLAN帧格式VLAN Frame Format
相比普通的 802.1 帧802.1Q 帧在 类型字段后添加
2字节标签协议标识符Tag Protocol Identifier值为 0x8100标记控制信息Tag Control Information 包含12位 VLAN ID 字段3位优先级字段类似于 IP 中的 TOS 字段
preamble前导码用于解决接收端时间同步问题。
同时重新计算帧的 CRC Trunk 中继使用场景Trunk
Trunk 可用于
交换机之间连接路由器与交换机之间连接服务器与交换机之间连接
Trunk 保证了跨物理网络设备的 VLAN 数据帧传输与识别
传输过程解析
VLAN 标签技术802.1Q 协议 标签结构 交换机在数据帧中添加 4 字节的 VLAN 标签包含 TPID标签协议标识符固定值 0x8100标识这是带 VLAN 标签的数据帧。VIDVLAN 标识符12 位数字标识数据所属的 VLAN 编号范围 1-4094。 示例 设备 A属于 VLAN 10发送数据时交换机添加 VID10 的标签其他支持 VLAN 的交换机根据该标签判断数据应转发至哪个 VLAN。
同 VLAN 内的数据传输 流程 设备发送数据至交换机交换机识别设备所属 VLAN如 VLAN 10添加对应 VID10 的标签。交换机根据转发表将带标签的数据帧转发给目标设备所在的交换机。目标交换机解析标签确认目标设备属于 VLAN 10移除标签并转发数据。 类比 如同在快递包裹上贴 “部门标签”如 “财务部”所有贴相同标签的包裹会被送到同一部门中途转运时快递员根据标签分拣。 5.7网页请求的生命周期的完整实例
1网络请求中使用的协议以及功能
1. 应用层协议
HTTP/HTTPS基于TCP定义客户端与服务器间数据请求与响应格式如获取网页内容HTTPS 额外提供加密传输。DNS基于UDP将域名如 www.baidu.com解析为 IP 地址实现网络资源的逻辑寻址。DHCP基于UDP动态分配设备的 IP 地址、默认网关、DNS 服务器等网络配置参数。
2. 传输层协议
TCP基于IP建立可靠连接确保数据有序、无丢失传输如 HTTP 基于 TCP通过三次握手和四次挥手实现连接管理。UDP无连接传输适合对实时性要求高的场景如 DNS、DHCP头部开销小但不保证可靠性。
3. 网络层协议
IP提供跨网络的逻辑寻址IP 地址规划数据包的路由转发路径如从本地网络到目标服务器。ARP基于帧请求以广播帧发送将 IP 地址解析为 MAC 地址物理地址用于局域网内数据帧的传输。
4. 数据链路层协议
Ethernet以太网定义局域网内数据帧格式如 MAC 地址、帧校验实现相邻设备间的数据传输如电脑→路由器。
2网页请求的完整流程
第一步连接互联网Connecting to the Internet
笔记本首次连接时需要获取
自身的 IP 地址第一跳路由器的地址DNS 服务器的地址
使用 DHCP 完成以上任务
DHCP 请求封装在 UDP 中进一步封装为 IP 和 802.3 Ethernet 帧帧以广播方式MAC地址 FF:FF:FF:FF:FF:FF发送到局域网路由器运行 DHCP 服务器收到请求解封装后处理 DHCP 消息
DHCP 服务器响应
回送 DHCP ACK包含 客户端 IP 地址第一跳路由器 IP 地址DNS 服务器名称与 IP 地址 第二步DNS 与 ARPBefore DNS, Before HTTP
为了发送 HTTP 请求需先获取目标网站的 IP 地址使用 DNS
DNS 查询通过 UDP/IP/Ethernet 帧发送若不知道第一跳路由器的 MAC 地址 ➜ 需使用 ARP 解析
ARP 流程
客户端广播 ARP 查询路由器返回自身接口的 MAC 地址客户端记录地址并用于发送 DNS 查询帧 第三步DNS 查询与响应Using DNS
客户端将 DNS 查询帧经交换机发送至第一跳路由器路由器将该帧转发到 Comcast 网络中的 DNS 服务器DNS服务器查询并返回 www.google.com 的 IP 地址客户端收到响应后即可准备发送 HTTP 请求 第四步建立 TCP 连接并发送 HTTP 请求TCP HTTP
步骤
客户端打开 TCP 套接字与 Web 服务器建立连接首个 TCP 段为 SYN握手第一步SYN 被跨域转发到服务器服务器回复 SYN-ACK第二步客户端确认 ACK第三步连接建立完成
接下来
HTTP 请求通过 TCP 发送Web 服务器响应 HTTP 回复包含网页内容HTTP 数据通过 TCP/IP/Ethernet 一路传输回客户端
最终
网页成功显示
