计算机网络考研知识点总结

计算机网络考研知识点总结内容摘要：

后，再向发送方发送一个 XON字符，以通知发送方恢复数据发送。 在一次数据传输过程中， XOFF、 XON的周期可重复多次，但这些操作对用户来说是透明的。 许多异步数据通信软件包均支持 XON/XOFF协议。 这种方案也可用于计算机向打印机或其它终端设备发送字符，在这种情况下，打印机或终端设备中的控制部件用以控制字符流量。 为了提高信道的有效利用率，如前所述采用了不等待确认帧返回就连续发送若干帧的方案。 由于允许连续发送多个未被确认的帧 ，帧号就需采用多位二进制才能加以区分。 因为凡被发出去蛤尚未被 确认的帧都可能出错或丢失而要求重发，因而这些帧都要保留下来。 这就要 求发送方有较大的发送缓冲区保留可能要求重发的未被确认的帧。 但是缓冲区容量总是有限的，如果接收方不能以发送方的发送速率处理接收到的帧，则还是可能用完缓冲容量而暂时过载。 为此，可引入类似于空闲 RQ 控制方案的调整措施，其本质是在收到一确定帧之前，对发送方可发送的帧的数目加以限制。 这是由发送方调整保留在重发表中的待确认帧的数目来实现的。 如果接收方来不及时对心到的帧进行处理，则便停发确认信息，此时发送方的重发送方的重发表就会增长，当达到重发表限度时， 发送方就不再发送新帧，直至再次收到确认信息为止。 不了实现此方案，发送方存放待确认帧的重发表中，应设置待确认帧数目的最大限度，这一限度被称为链路的发送窗口。 显然，如果窗口设置为 1，即发送方缓冲能力仅为一个帧，则传输控制方案就回到了空闲 RQ方案，此时传输效率很低。 故窗口限度应选为使接收方尽量能处理或接受收到的所有帧。 当然选择时还必须考虑诸如帧的最大长度、可使用的缓冲存空间以及传输速率等因素。 重发表是一个连续序号的列表，对应发送方已发送但尚未确认的那些帧。 这些帧的序号有一个最大值，这个最大值即发送窗口的限度。 所谓发送窗口就是指示发送方已发送但尚未确认的帧序号队列的界，其上、下界分别称为发送窗口的上、下沿，上、下沿的部距称为窗口尺寸。 接收方类似地也有接收窗口，它批示允许接收和帧的序号。 发送方每次发送一帧后，待确认帧的数目便增 1，每收到一个确认信息后，待确认帧的数目便减 1。 当重发表长度计数值，即待确认帧的数目等于发送窗口尺寸时，便停止发送新的帧。 一般帧号只取有限位二进制数，到一定时间后就又反复循环。 若帧号配 3位二进制数，则帧号在 0~7间循环。 如果发送窗口尺寸取值为 2。 则发送如图 所示。 图中发送方阴影部分表 示打开的发送窗口，接收方阴影部分则表示打开的接收窗口。 当传送过程进行时，打开的窗口位置一直在滑动，所以也称为滑动窗口 (Slidding Window)，或简称为滑窗。 一般来说，凡是在一定范围内到达的帧，即使它们不按顺序，接收方也要接收下来。 若把这个范围看成是接收窗口的话，由接收窗口的大小也应该是大于 1 的。 而 GobackN正是接收窗口等于 1的一个特例，选择重发也可以看做是一种滑动窗口协议，只不过其发送窗口和接收窗口都大于 1。 若从滑动窗口的观点来统一看待空闲 RQ、 GobackN及选择重发三种协议，它们 的差别仅在于各自窗口尺寸的大小不同而已： 空闲 RQ： 发送窗口 =1，接收窗口 =1； GobackN： 发窗口 1，接收窗口 1。 选择重发： 发送窗口 1,接收窗口 1。 若帧序号采用 3 位二进制编码，由最大序号为 Smax=2^31=7。 对于有序接收方式，发送窗口最大尺寸选为 Smax；对于无序接收方式，发送窗口最大尺寸至多是序号范围的一半。 发送方管理超时控制的计时器数应等于缓冲器数，而不是序号空间的大小。 （五）介质访问控制 . 讲授信道划分，频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用的 概念和基本原理。 重点随机访问介质访问控制 . 主要是 ALOHA 随机争用协议 ( 纯 ALOHA 技术 和 时隙 ALOHA 技术 )， CSMA 随机访问技术（先听后说），以及非坚持型算法， 1坚持型算法和 p坚持型算法。 CSMA/CD随机访问技术，主要是 CSMA/CD─ 带有碰撞（冲突）检测的载波监听多路访问控制方法及其主要特点：先听后说，边听边说（二进制指数避让算法）。 具有冲突检测的载波监听多路访问 CSMA/CD 具有冲突检测的载波监听多路访问 CSMA/CD采用随机访问和竞争技术，这种技术只用于总线拓扑结构网络。 CSMA/CD结构将所有的设备都直接连到同一条物理信道上 ,该信道负责任何两个设备之间的全部数据传送，因此称信道是以 “多路访问 ”方式进行操作的。 站点以帧的 形式发送数据，帧的头部含有目的和源点的地址。 帧在信道上以广播方式传输，所有连接在信道上的设备随时都能检测到该帧。 当目的地站点检测到目的地址为本站地址的帧时，就接收帧中所携带的数据，并按规定的链路协议给源站点返回一个响应。 采用这种操作方法时，在信道上可能有两个或更多的设备在同一瞬间都会发送帧，从而在信道上千万帧的重叠而出现并有差错，这种现象称为冲突。 为减少这种 冲突，源站点在发送帧之前，首先要监听信道上是否有其它站点发送的载波信号 (即进行 “载波监听 ”)，若监听到信道上有载波信号则推迟发送，直到信道恢复到安静 (空闲 )为止。 另外，还要采用边发送边监听的技术 (即 “冲突检测 ”)，若监听到干扰信号，就表示检测到冲突，于是就要立即停止发送。 为了确保冲突的其它站点知道发生了冲突，首先在短时间里持续发送一串阻塞 (Jam)码 ,卷入冲突的站点则等待一随机时间，然后准备重发受到冲突影响的帧。 这种技术对发生冲突的传输能迅速发现并立即停止发送 ,因此能明显减少冲突次数和冲突时间。 轮询访问介 质访问控制：令牌传递协议。 控制令牌是另一种传输媒体访问控制方法。 它是按照所有站点共同理解和遵守的规则，从一个站点到另一个站点传递控制令牌，一个站点只有当它占有令牌时，才能发送数据端帧，发完帧后，即把令牌传递下一个站点。 其操作次序如下： ⑴ 首先建立一个逻辑环，将所有站点同物理媒体相连，然后产生一个控制令牌。 ⑵ 控制令牌由一个站点沿着逻辑环顺序向下一个站点传递。 ⑶ 等待发送帧的站点接收到控制令牌后，把要发送的帧利用物理媒体发送出去，然后再将控制令牌沿逻辑环传递给下一站点。 控制令牌方法除了用于环形网拓扑结构 (即令牌环 )之外 ,也可以用于总线网拓扑结构 (即令牌总线 )。 【教学重点和难点】流量控制与可靠传输机制，介质访问控制 【典型习题讲解】滑动窗口， CSMA/CD协议； CSMA/CA 协议 第四学时： 数据链路层（续） （一） 局域网 . 局域网的基本概念与体系结构 ，分析 LAN特性的三个主要技术：传输介质、拓扑结构、介质访问控制方法（ MAC）其中 MAC 最重要。 以太网与 IEEE ，包括总线网、以太网（ Ether），以太网及其标准（ 10BASE、 100BASE和 1000BASE），以太网中继规 则（ 54321 规则）。 IEEE在 1980 年 2月成立了局域网标准化委员会（简称 IEEE 802 委员会），专门从事局域网的协议制订，形成了一簇的标准，称为 IEEE 802 标准。 该标准已被国际标准化组织 ISO采纳，作为局域网的国际标准系列，称为 ISO 8802标准。 要这些标准中，根据局域网的多种类型，规定了各自的拓朴结构、媒体访问控制方法、帧和格式和听任等内容。 IEEE 是局域网的体系结构、网络管理和网际互连协议。 IEEE 集中了数据链路层中与媒体无亲的 LLC 协议。 涉及与媒体访问 有关的协议，则根据具体网络的媒体访问控制访问分别处理，其中主要的 MAC 协议有： IEEE 载波监听多路访问 /冲突检测CSMA/CD访问方法和物理层协议、 IEEE 令牌总线（ Token Bus)访问方法和物理层的协议、 IEEE 令牌环（ Token Ring)访问方法和物理层协议， IEEE 分布式他列总线 DQDB（ Distributed Queue Dual Bus)的标准等。 IEEE 802 标准定义了 LLC 子层和 MAC 子层的帧格式。 数据传输过程中， LLC子层 将高层递交的报文分组作为 LLC的信息字段，再加上 LLC子层目的服务访问点（ DSAP）、源服务访问点（ SSAP）及相应的控制信息以构成 LLC 帧。 LLC 的链路只有异步平衡方式（ ABM），而不用政党响应方式（ NRM）和异步响应（ ARM）。 也即节点均为组合站，它们既可作为主站发送命令，也可作为从站响应命令。 IEEE 标准定义的 LLC 帧格式与 HDLC 的帧格式有点类似，其控制字段的格式和功能完全效仿HDLC 的平衡方式制定。 LLC帧也分为信息帧、监控帧和无编号帧三类。 信息帧主要用于信息数据传输，监控帧主要用于 流量控制，无编号帧用于 LLC子层传输控制信号以对逻辑链路进行建立与释放。 LLC 帧的类型取决于控制字段的第１、２位，信息帧和监控帧的控制字段均为２字长，无编号帧的控制字段为１字节。 监控帧控制字段中的第５～８位为保留位，一般设置为０。 控制字段中的其它位含义与 HDLC 控制字段中的含义相同。 交换以太网特点、三种转发机制及 VLAN（虚拟局域网）概念。 令牌环网的基本原理，（ Token Ring）令牌环介质访问控制方法工作原理及其特点，（ TokenBus） 令牌总线介质访问控制方法工作原理及其特点，总结令牌总线的特点，即物理上是总线结构，逻辑上是令牌环。 （二） 广域网 广域网的基本概念 ， . PPP协议 ， HDLC 协议 包括 HDLC链路结构， HDLC的帧格式，零比特插入删除技术（位填充删除技术）， HDLC 的帧类型（信息帧（ I帧）、监控帧（ S帧）、无编号帧（ U 帧））。 HDLC 是通用的数据链路控制协议，在开始建立数据链路时，允许选用特定的操作方式。 所谓操作方式，通俗地讲就是某站点是以主站点方式操作还是以从站方式操作，或者是二者兼备。 链路上用于控制目的的站 称为主站，其它的受主站控制的站称为从站。 主站对数据流进行组织，并且对链路上的差错实施恢复。 由主站发往从站的帧称为命令帧，而从从站返回主站的帧称为响应帧。 连有多个站点的链路通常使用轮询技术，轮询其它站的站称为主站，而在点 点链路中每个站均可为主站。 主站需要比从站有更多的逻辑功能，所以当终端与主机相连时，主机一般总是主站。 在一个站连接多个链路的情况下，该站对于一些链路而言可能是主站，而对于一些链路而言又可能是从站。 有些站可兼备主站和从站的功能，这种站称为组合站，用于组合站之间信息传输的协议是对称的，即在链路上主 、从站具有同样的传输控制功能，这又称作平衡操作。 相对的，那种操作时有主站、从站之分的，且各自功能不同的操作，称为非平衡操作。 HDLC 中常有的操作方式有以下三种： ① 正常响应方式 NRM(Norma Responses Model)。 这是一非平衡数据链路方式，有时也称非平衡正常响应方式。 该操作方式适用于面向终端的点 —点或一点与多点的链路。 在这种操作方式中，传输过程由主站启动，从站只有收到主站某个命令帧后，才能作出响应向主站传输信息。 响应信息可以由一个或多个帧组成，若信息由多个帧组成，则应指出哪一个是最后一帧。 主站负责整个链路，且具有轮询、选择从站及向从站发送命令的权利，同时也负责对超时、重发及各类恢复操作的控制。 ② 异步响应方式 ARM Asynchronous Responses Mode)这也是一种非平衡数据链路操作方式，与 NRM不同的是， ARM 下的传输过程由从站启动。 从站主的动发送给主站的一个或一组帧中可包含有信息，也可以是仅以控制为目的而发的帧。 在这种操作方式，与 NRM不同的是， ARM 下的传输过程由从站启动。 从站主的动发送给主站的一个或一组帧中可包含有信息，也可以是仅以控制为目的而发的帧。 在这种操作方式下，由从站来控制超时和重发。 该方式对采用轮询方式的多站链路来说是必不可少的。 ③ 异步平衡方式 ABM(Asynchronous Balanced Mode).这是一种允许任何节点来启动传输的操作方式。 为了提高链路传输效率，节点之间在两个方向上都需要有较高的信息传输量。 在这种操作方式下，任何时候任何站点都能启动传输操作，每个站点既可作为主站又可作为从站，即每个站都是组合站。 各站都有相同的一组协 议，任何站点都可以发送或接收命令，也 可以给出应答，并且各站对差错恢复过程都负有相同的责任。 ATM 网络基本原理。 ATM 采用异步时分复用方式工作，来自不同信息源的信元汇集到一起，在一个缓冲器内排队，队列中的信元著个输出到传输线路，在传输线路上形成首尾相接的信元流。 信元的信头中写有信息的标志 (如 A 和 B)，说明该信元去往的地址，网络根据信头中的标志来转移信元。 信息源随机地产生信息，因为信元到达队列也是随机的。 高速的业务信元来得十分频繁、集中，低速的业务信元来得很稀疏。 这些信元都按先来后到在队列中排队，然后按输 出次序复用到传输线上。 具有同样标志的信元在传输线上并不对应某个固定的时间间隙，也不是按周期出现的，也即信息和它在时域的位置之间没有关系，信息只是按信头中的标志来区分的。 这种复用方式称为异步时分复用 (Asynchronous Time Division Multiolex)，又称统计复用(Statistic Multiptx)。 而在同步时分复用方式 (如 PCM复用方式 )中，信息以它在一幀中的时间位置 (时隙。