北京工业大学计算机网络总结

北京工业大学计算机网络总结内容摘要：

面 向字符 ,使用字 节 填充 ,包含三类功能 (成帧方法 ,链路控制协议 (LCP),协商网络层选项的方法 （网络控制协议（ NCP） ） ) 基本格式： 标志（ 01111110） ， 地址（ 11111111），控制（ 00000011）， 协议（ 1或 2） ， 净荷（可变长度）， 校验和（ 2 或 4） ， 标志（ 01111110） 最小开销为 5 个字节。 10*有效带宽，效率： =发送一帧的时间 *窗口大小 /（发送一帧的时间 （具体问题具体分析是否乘以 2，如和地球同步卫星通信 ，确认帧总是被捎带在数据帧上 就应该 乘以，但说确认帧很短，就不乘以 ） +延迟传输时间 *2来回两个路程） 11*回退 (协议 5， 2^n 1),选择重传 (协议 6， 2^n /2)几位序列号， n为几 得出窗口大小。 用总时间除以发送一帧的时间，得到的就是需要 X个窗口，才能保持通道不空。 吞吐量 =N（ X）乘以窗口为 1 时，单位总时间内传输的位数（字节数 *8） /单位总时间 ===即速率 12 为什么 PPP使用字节填充，而 HDLC使用位填充。 PPP被明确地设计成是软件形式实现的，而不是像 HDLC那样几乎总是以硬件的形式实现。 对于软件实现，完全用字节操作 要比用单个操作简单。 此外， PPP 被设计成与调制解调器一道使用，而调制解调器是以 1个字节为单元而不是以 1个比特为单元接受和发送数据的。 205 页习题 29．利用地球同步卫星在一个 1Mbps 的信道上发送 1000 位的帧，该信道离开地球的传输延迟为 270ms。 确认信息总是被捎带在数据帧。 头部非常短，并且使用 3 位序列号。 在下面的协议中，最大可获得的信道利用率是多少。 （ a）停 等协议。 （ b）协议 5 （ c）协议 6 p 在一个 1Mbps 的信道上发送 1000 位的帧的时间为 1000/106(s)=1ms 当 t=0时，发送方开始发送第一帧，当 t=1ms时，该帧已被完全发送出去了，当 t=271ms时，该帧才完全到达接收方， t=272ms 时，该帧的确认帧已被完全发送出去了， t=542ms时，该帧的确认帧才回到发送方。 这样，一个周期的时间为 542ms。 因此，在 542ms内发送 k 个帧的效率为 k/542。 所以， （ a）停 等协议， k=1，效率 =1/542=% （ b）协议 5， k=81=7，效率 =7/542=% （ c）协议 6， k=8/2=4，效率 =4/542=% 31．考虑在一个无错误的 64kbps卫星信道上单向发送 512字节的数据帧，有一些非常短的确认从另一个方向回来。 对于窗口大小为 15 和 27 的情形，最大的吞吐量分别是多少。 从地球到卫星的传输时间为 270ms。 p 当 t=0时发送方开始发送第一帧，则 t=512*8/64000s=64ms时，该帧已经被全部发送出去了， t=64+270ms=334ms 时，该帧才完全到达接收方，同时非常短的 ACK 发出去，t=334+270ms=604ms 时，该 ACK才回到发送方 当 窗口大小为 1 时，数据率为 512*8位 /604ms= /ms=6781bps 当窗口大小为 7时， 7个帧的发送时间为 64*7ms=448ms，发送完这 7个帧后发送方停下来，在 604ms时，第一个 ACK到达，新的周期又开始了。 这种情况的数据率为 512*8*7位 /604ms=47470bps。 直到 604ms时，第一个 ACK返回，如果发送方在这段时间一直有数据帧可发，就可以连续不断地发送数据帧了。 也就是，如果窗口大小大于 604ms/64ms=，发送方只要有足够的数据，就能以 64kbps 速率传输数据帧。 如果窗口大小大于或等于 10，就满足条件了，因此，对于窗口大小大于等于 10（如：15 或 27）的情况，传输速率为 64kbps 第四章介质访问子层 1 计算机网络可以分成两类 : 点到点连接的网络 大多数广域网 广播信道的网络 大多数局域网 2 介质访问控制协议：解决信道争用的协议，即用于多路访问信道上确定下一个使用者的协议，是数据链路层协议的一部分。 3 信道分配问题：如何在多个竞争的用户之间分配单个广播信道。 分配方式：静态分配： FDM频分多路复用 TDM—时分多路复 用 （适用于用户较少，数目基本固定，且各用户的通信量都较大的情况 ；缺点：无法灵活地适应站点数及其通信量的变化 ） 动态分配 ： 4 信道分配模型的五个基本假设： 站模式、单道假设、冲突假设、连续时间和分槽时间、载波监听 和无载波监听 5 多路访问协议 ：在多路访问信道上确定下一个使用者的协议 ALOHA:适用于多各无协调关系的用户竞争单个共享信道使用权 .采用统一长度的帧更容易达到最大吞吐量 . 纯 ALOHA：用户有数据要发送时，就让它们发送，然后监听信道是否发生冲突，若发生冲突，则等待一段随机的时间重发。 任何时候只要两帧同时使用信道就会产生冲突，破坏两帧。 两帧只要有一位重叠，这两帧都将被完全毁坏，稍后都要重传。 公式 : S=Ge^(2G),G= 时最大 .S=,吞吐量 S,负载 G 分槽 ALOHA：把时间分成离散的间隔，每个间隔对应于发送一帧所需时间，每个站点只能在时槽开始时才允许发送，牺牲了随机性来提高利用率。 公式 :S=Ge^(G),G=1 时最大 ,S= 载波检测多路访问协议 : 1持续 CSMA,随机持续检测空闲等待发送 ,传输成功概率为 CSMA,随机检测空闲发送 . p持续 CSMA,按概率 p 发送 ,1p 延迟 .（产生随机数，小于 P 则 发 ，大于 P 小于 1则不发 ） 带冲突检测的 CSMA(CSMA/CD):时槽宽度 2i(有计算题用 ),可能处于三种状态 (竞争 ,传输 ,空闲 ),检测到冲突立即停止 ,随机等待重传 .CSMA/CD 四句话：发送前先监听 ， 空闲即发送 ， 边发送边检测 ， 冲突时退避 6 一个站点确定发生冲突要花多少时间。 假设两个距离最远的站间传输信号所需时间为 T，在最坏情况下，在一个站发送的信号将 要到达另一个站时，那个站发送数据，数据要再过 T才能返回第一个站，故：在最差的情况下，当一个站发送了 2T之后还没监听到冲突，就确定它抓住了信道。 7 无冲突协议：冲突根本不会发生 分类：位图协议（ N个时槽内对应置 1），二进制倒计数协议 ：对于一个站而言，如果它看到，在它的地址位中，一个为 0的高序位被改成 1了，则它就放弃。 高序站的优先级比低序站的优先级高。 8*无线 LAN不能使用 CSMA/CD： 暴露站与隐藏站问题 ，多数无线电设备都是半双工 道 的 隐藏站 ,由于距离太远 ,无法检测到潜在介质竞争对手 . 暴露站 ,显性 的干扰导致错误的认为冲突存在 . 9*(无线 LAN 协议 )避免冲突的多路访问协议 MACA:发送放刺激接受方 RTS,让它输出一个短帧 CTS,表明占用信道时间 ,失败方采用二元指数后推算法 :发生第 i冲突后 ,随机等待 02^i 1 个时槽 ,i=10,10 次以后固定 2^10 1。 16 次冲突控制器放弃 ,返回失败报告 . 10*无线的 MACAW：是 MACA 的改进。 在每个成功的数据帧后引入一个 ACK 帧，为每个单独的数据流（即源 目的对）运行后退算法，而不是为每个站运行后退算法，增加了供各个站间交换有关拥塞信息的机制等 11*以太网电缆 :x Base y,运行在 xMbps速率上 ,使用基带信令 （ Broad宽带） ,所支持的长度最大 y 百 米 .T双绞线 ,F光纤 . 12 *中继器 repeater：它是一个物理层设备，双向接受、放大并重发信号。 13*交换式以太网 :卡上局域网 ,每块插卡构成自己的冲突与 ,与其他插卡完全独立 .另外一种类型 ,输入端口支持缓存功能 ,帧可以被保存在 RAM 中 ,允许同时发送和接收 . 14 以太网 MAC 子层协议 （ DIX 以太网 +） 逻辑链路控制 (LLC):通过统一格式 ,向网络层提供一个接口 ,从而隐藏各 种 802网络之间的差异 ,LLC构成上半层 ,MAC子层在它下边 .提供三种服务 :不可靠的数据报服务 ,有确认的数据报服务 ,面向连接的可靠服务 . 目标地址：第一个字节的最低位为“ 0”：普通地址 第一个字节的最低位为“ 1”：多播地址。 允许多个站点使用同一个地址。 全部位为“ 1” ：广播地址。 如： FF:FF:FF:FF:FF:FF. 15* 逻辑链路控制 LLC 在介质访问控制 MAC 上 .头包含三个域 :目标访问点 ,源访问点。 控制域 .控制域包含了序列号和确认号 . 16 网桥路由 对于一个进入的帧，在网桥的路由 过程取决于他在哪个 LAN 上到达和要到哪个 LAN 上去 网桥运行在数据链路层上 ,完全透明 . 网络各自独特问题 :每一种 LAN 使用了不同的帧格式 ,相互连接的 LAN 数据速率不同 ,最大帧长度不同 ,安全性 ,服务质量 . 帧在网桥的路由过程 :目标与源相同 丢弃 ； 不同 转。