計算機網(wǎng)絡(luò)第周網(wǎng)絡(luò)接口層復(fù)習(xí)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1計算機網(wǎng)絡(luò)第周網(wǎng)絡(luò)接口層復(fù)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)第周網(wǎng)絡(luò)接口層復(fù)習(xí)第1頁/共155頁第2頁/共155頁第3頁/共155頁第4頁/共155頁第5頁/共155頁(a)(b)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)）結(jié)點鏈路第6頁/共155頁主機因特網(wǎng)第7頁/共155頁第8頁/共155頁因特網(wǎng)協(xié)會 ISOC因特網(wǎng)研究指導(dǎo)小組IRSG 因特網(wǎng)研究部 IRTF 因特網(wǎng)工程部 IETF 因特網(wǎng)工程指導(dǎo)小組IESG RGWGRG領(lǐng)域領(lǐng)域因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究委員會 IAB WGWGWG第9頁/共155頁第10頁/共155頁因特網(wǎng)草案建議標準草案標準因特網(wǎng)標準歷史的 RFC實驗的 RFC提供信息的 RFC6 種 RFC第11頁/共1

2、55頁（提供連通性和交換）。第12頁/共155頁因特網(wǎng)的核心部分因特網(wǎng)的邊緣部分主機網(wǎng)絡(luò)路由器因特網(wǎng)的邊緣部分與核心部分第13頁/共155頁對等 Peer-to-Peer (P2P) 方式第14頁/共155頁第15頁/共155頁第16頁/共155頁n在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原來的報文。第17頁/共155頁第18頁/共155頁第19頁/共155頁第20頁/共155頁n必不可少的控制信息）也造成了一定的開銷。第21頁/共155頁P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報文報文報文A B C D A B C DA B C D報文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報文P2P1連接釋放數(shù)據(jù)傳送的

3、特點比特流直達終點報文報文報文分組分組分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)第22頁/共155頁第23頁/共155頁H1H5H2H4H3H6路由器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)核心部分主機第24頁/共155頁第25頁/共155頁nNetwork)n個人區(qū)域網(wǎng) PAN (Personal Area Network) 第26頁/共155頁第27頁/共155頁率”的同義語，單位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。第28頁/共155頁第29頁/共155頁第30頁/共155頁發(fā)送時延 = 數(shù)據(jù)塊長度（比特）發(fā)送速率（比特/秒）第31頁/共155頁傳播時延 = 信道長度（米）信號在信道上的傳播速率（米/秒）第32頁/共1

4、55頁第33頁/共155頁總時延 = 發(fā)送時延+傳播時延 +處理時延+排隊時延第34頁/共155頁1 0 1 1 0 0 1發(fā)送器隊列在鏈路上產(chǎn)生傳播時延結(jié)點 B結(jié)點 A在發(fā)送器產(chǎn)生傳輸時延(即發(fā)送時延)在結(jié)點 A 中產(chǎn)生處理時延和排隊時延數(shù)據(jù)從結(jié)點 A 向結(jié)點 B 發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路第35頁/共155頁（傳播）時延鏈路帶寬時延帶寬積 = 傳播時延 帶寬時延帶寬積第36頁/共155頁UDD10U 是網(wǎng)絡(luò)的利用率，數(shù)值在 0 到 1 之間。 第37頁/共155頁第38頁/共155頁第39頁/共155頁數(shù)據(jù)鏈路層5 應(yīng)用層4 運輸層3 網(wǎng)絡(luò)層2 數(shù)據(jù)鏈路層1 物理層第40頁/共155頁543215432

5、1主機 1AP2AP1主機 2應(yīng)用進程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層 協(xié)議數(shù)據(jù)第41頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)再傳送到運輸層加上運輸層首部，成為運輸層報文第42頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2運輸層報文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為 IP 數(shù)據(jù)報（或分組）第43頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2IP 數(shù)據(jù)報再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀第44頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層最下面的物理層把

6、比特流傳送到物理媒體第45頁/共155頁5432154321物理傳輸媒體主機 1AP2AP1電信號（或光信號）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層主機 2第46頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層第47頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層第48頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞浚〕鰯?shù)據(jù)部分上交給運輸層第49頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2運輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交

7、給應(yīng)用層第50頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞?，取出?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進程第51頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2我收到了 AP1 發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！第52頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4運輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾

8、部第53頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 210100110100101 比 特 流 110101110101計算機 2 的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)第54頁/共155頁H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機 1AP2AP1主機 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)第55頁/共155頁H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機 1AP2AP1主機 2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運輸層

9、第56頁/共155頁H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機 1AP2AP1主機 2運輸層剝?nèi)笪氖撞亢蟀褕笪牡臄?shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層第57頁/共155頁應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321主機 1AP2AP1主機 2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層 PDU 首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進程第58頁/共155頁5432154321主機 1AP2AP1主機 2我收到了 AP1 發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！第59頁/共155頁第60頁/共155頁協(xié)議(n + 1)SAPSAP交換原語交換原語實體(n + 1)服務(wù)提供者第 n 層第 n + 1 層實體(n

10、 + 1)服務(wù)用戶實體(n)實體(n)協(xié)議(n)第61頁/共155頁第62頁/共155頁第63頁/共155頁第64頁/共155頁傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號接收的信號輸出數(shù)據(jù)源點終點發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC 機公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號模擬信號 輸入漢字顯示漢字數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC 機第65頁/共155頁第66頁/共155頁第67頁/共155頁第68頁/共155頁發(fā)送和接收信息。第69頁/共155頁第70頁/共155頁nS 為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；nN 為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。第71頁/共155頁第72頁/共155頁第73頁/共15

11、5頁第74頁/共155頁第75頁/共155頁共享信道信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2復(fù)用分用(a) 不使用復(fù)用技術(shù)(b) 使用復(fù)用技術(shù)第76頁/共155頁頻率時間頻率 1頻率 2頻率 3頻率 4頻率 5第77頁/共155頁第78頁/共155頁頻率時間B C DB C DB C DB C DAAAAA 在 TDM 幀中的位置不變TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀第79頁/共155頁 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 70 1550

12、nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb/s復(fù)用器分用器EDFA120 km光調(diào)制器光解調(diào)器第80頁/共155頁第81頁/共155頁n0 11100100。nS 站的碼片序列：(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1)n每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。第82頁/共155頁011miiiTSmTS(2-3)第83頁/共155頁個用戶同時使用。第84頁/共155頁第85頁/共155頁第86頁/共155

13、頁第87頁/共155頁目進行單向傳輸。而 HFC 網(wǎng)則需要對 CATV 網(wǎng)進行改造。第88頁/共155頁nHFC 網(wǎng)具有比 CATV 網(wǎng)更寬的頻譜，且具有雙向傳輸功能。第89頁/共155頁同軸電纜頭端模擬光纖放大器引入線分路器光纖結(jié)點服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū)第90頁/共155頁第91頁/共155頁第92頁/共155頁第93頁/共155頁第94頁/共155頁第95頁/共155頁IP 數(shù)據(jù)報1010 0110幀取出數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層鏈路結(jié)點 A結(jié)點 B物理層數(shù)據(jù)鏈路層結(jié)點 A結(jié)點 B幀(a)(b)發(fā)送幀接收鏈路IP 數(shù)據(jù)報1010 0110幀裝入數(shù)據(jù)鏈路層傳送的是幀第96頁/共155頁第97頁/共155頁

14、幀結(jié)束幀首部IP 數(shù)據(jù)報幀的數(shù)據(jù)部分幀尾部 MTU數(shù)據(jù)鏈路層的幀長開始發(fā)送幀開始第98頁/共155頁幀結(jié)束符發(fā)送在前SOH裝在幀中的數(shù)據(jù)部分幀幀開始符EOTSOHEOT出現(xiàn)了“EOT”被接收端當作無效幀而丟棄被接收端誤認為是一個幀數(shù)據(jù)部分EOT完整的幀第99頁/共155頁第100頁/共155頁SOHSOHEOTSOHESCESCEOTESCSOHESCESCESCSOH原始數(shù)據(jù)EOTEOT經(jīng)過字節(jié)填充后發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)填充字節(jié)填充字節(jié)填充字節(jié)填充發(fā)送在前幀開始符幀結(jié)束符SOH第101頁/共155頁第102頁/共155頁n把余數(shù) R 作為冗余碼添加在數(shù)據(jù) M 的后面發(fā)送出去。發(fā)送的數(shù)據(jù)是：2nM

15、+ Rn假設(shè)待傳送的一組數(shù)據(jù) M = 101001（現(xiàn)在 k = 6）。我們第103頁/共155頁第104頁/共155頁Control Protocol)。第105頁/共155頁第106頁/共155頁因此可以將 802.3 局域網(wǎng)簡稱為“以太網(wǎng)”。第107頁/共155頁匹配電阻集線器干線耦合器總線網(wǎng)星形網(wǎng)樹形網(wǎng) 環(huán)形網(wǎng)第108頁/共155頁第109頁/共155頁硬件地址至局域網(wǎng)適配器（網(wǎng)卡）串行通信CPU 和存儲器生成發(fā)送的數(shù)據(jù)處理收到的數(shù)據(jù)把幀發(fā)送到局域網(wǎng)從局域網(wǎng)接收幀計算機IP 地址并行通信第110頁/共155頁第111頁/共155頁第112頁/共155頁用。第113頁/共155頁1 km

16、ABt碰撞t = 2 A 檢測到發(fā)生碰撞 t = B 發(fā)送數(shù)據(jù)B 檢測到發(fā)生碰撞 t = t = 0單程端到端傳播時延記為 傳播時延對載波監(jiān)聽的影響 第114頁/共155頁1 kmABt碰撞t = B 檢測到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)t = / 2發(fā)生碰撞t = 2 A 檢測到發(fā)生碰撞 t = B 發(fā)送數(shù)據(jù)B 檢測到發(fā)生碰撞 t = ABABAB t = 0 A 檢測到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)ABt = 0t = B 檢測到發(fā)生碰撞停止發(fā)送STOPt = 2 A 檢測到發(fā)生碰撞STOPAB單程端到端傳播時延記為 第115頁/共155頁第116頁/共155頁n當重傳達 16 次仍不能成功時即丟棄該幀，并向高層報告

17、。第117頁/共155頁第118頁/共155頁第119頁/共155頁第120頁/共155頁數(shù)據(jù)幀干擾信號 TJABTBt B 發(fā)送數(shù)據(jù)A 檢測到?jīng)_突開始沖突信道占用時間A 發(fā)送數(shù)據(jù)B 也能夠檢測到?jīng)_突，并立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)幀，接著就發(fā)送干擾信號。這里為了簡單起見，只畫出 A 發(fā)送干擾信號的情況。第121頁/共155頁第122頁/共155頁第123頁/共155頁發(fā) 送 成 功 爭用期 爭用期 爭用期 222T0t占用期 發(fā)生碰撞 發(fā)送一幀所需的平均時間第124頁/共155頁0Ta0Ta(3-2) a0 表示一發(fā)生碰撞就立即可以檢測出來， 并立即停止發(fā)送，因而信道利用率很高。 a 越大，表明爭用期所

18、占的比例增大，每發(fā) 生一次碰撞就浪費許多信道資源，使得信道 利用率明顯降低。 第125頁/共155頁第126頁/共155頁第127頁/共155頁第128頁/共155頁以太網(wǎng) MAC 幀物理層MAC層10101010101010 10101010101010101011前同步碼幀開始定界符7 字節(jié)1 字節(jié)8 字節(jié)插入IP層目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報以太網(wǎng)的 MAC 幀格式 第129頁/共155頁MAC 幀物理層MAC 層IP 層目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)字段 46 1500 字節(jié)數(shù)據(jù)字段的正式名稱是 MAC

19、客戶數(shù)據(jù)字段最小長度 64 字節(jié) 18 字節(jié)的首部和尾部 = 數(shù)據(jù)字段的最小長度 第130頁/共155頁MAC 幀物理層MAC 層IP 層目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報FCS 字段 4 字節(jié)當傳輸媒體的誤碼率為 1108 時，MAC 子層可使未檢測到的差錯小于 11014。 當數(shù)據(jù)字段的長度小于 46 字節(jié)時，應(yīng)在數(shù)據(jù)字段的后面加入整數(shù)字節(jié)的填充字段，以保證以太網(wǎng)的 MAC 幀長不小于 64 字節(jié)。 第131頁/共155頁MAC 幀物理層MAC 層IP 層目的地址源地址類型數(shù) 據(jù)FCS6624字節(jié)46 1500IP 數(shù)據(jù)報10101010101010 10

20、101010101010101011前同步碼幀開始定界符7 字節(jié)1 字節(jié)8 字節(jié)插入在幀的前面插入的 8 字節(jié)中的第一個字段共 7 個字節(jié)，是前同步碼，用來迅速實現(xiàn) MAC 幀的比特同步。第二個字段是幀開始定界符，表示后面的信息就是MAC 幀。 為了達到比特同步，在傳輸媒體上實際傳送的要比 MAC 幀還多 8 個字節(jié)第132頁/共155頁第133頁/共155頁第134頁/共155頁第135頁/共155頁第136頁/共155頁第137頁/共155頁第138頁/共155頁第139頁/共155頁第140頁/共155頁第141頁/共155頁第142頁/共155頁第143頁/共155頁第144頁/共155頁以太