计算机基础知识复习9.5

数据交换

电路交换：交换信息的两个主机之间简历专用通道，传输时延小，实时性强，效率低，无法纠正错误。

报文交换：信息拆分成小包(报文）大小无限制，有目的/源等信息提高利用率。有转发时延，要求网络结点有缓存空间

分组交换：信息拆分成小包(报文），大小有限制

通信子网

网络层 数据链路层 物理层

资源子网

应用层· 表示层 会话层 传输层 

OSI参考模型中的实体指的是：各层中实现该层功能的软件或硬件

OSI模型3个主要概念

服务：下层为上层提供的功能调用

接口：同一结点内相邻两层间交换信息的连接点，访问服务点SAP，为上层提供服务

协议：（语法+语义+时序即网络协议的三要素）每一个对等层次之间有相同的协议

 OSI模型

 各层的服务访问点

应用层-用户界面

传输层-端口号

网络层-IP地址

数据链路层-MAC地址

物理层-网卡接口

传输方式

串行传输：速度慢，费用低，适合远距离

并行传输：速度快，费用高，适合近距离

通信方式

同步传输：发送方与接收方时钟同步，每次发送帧（一串字符）

异步传输：发送方与接受方时钟不同步，每次发送一个字符

编码方式

曼彻斯特编码和差分慢彻斯特编码自带时钟信号

双绞线

两根导线相互绞合而成，有屏蔽层=屏蔽双绞线(STP) 没有屏蔽层=非屏蔽双绞线(UTP)

抗干扰能力较好，绞合，屏蔽层可以提升抗电磁干扰能力

代表应用：近些年的局域网，早期电话线

同轴电缆

由内导体（用于传输信号）+外导体屏蔽层（用于抗电磁干扰）

抗干扰能力好，屏蔽层带来良好的抗干扰性

代表应用：早期局域网，早期有线电视

光纤

主要由纤芯+包层构成

利用光的全反射特性，在纤芯内传输光脉冲信号

分为多模光纤，单模光纤

抗干扰能力强，光信号对电磁干扰不敏感

信号传输损耗小，长距离传输时中继器少

中继器

中继器只有两个端口，通过一个端口接收信号，将失真信号整形再生，并转发至另一个端口

仅支持半双工通信（两端连接的结点不可同时发送数据，会导致冲突）

中继器两个端口对应两个网段

对信号进行再生和还原，适用于完全相同的两类网络的互连。不仅传送有用信号，同时也发送噪声和冲突信号，因而互相串联的个数只能在规定的范围内进行，否则网络不可用

集线器

本质上是多端口中继器，集线器将其中一个端口接收到的信号整形再生后，转发到所有其他端口

各端口连接的结点不可同时发送数据，会导致冲突

集线器的N个端口对应N个网段，各网段属于同一个冲突域，其中冲突域 是指如果两台主机同时发送数据会导致冲突，则这台主机处于同一个冲突域，处于同一个冲突域的主机在发送数据前需要进行信道争用

物理层接口特性

机械特性：规定物理连接时所采用的规格，引线的数目，引脚的数量合排列情况

功能特性：规定某一电平的电压表示何种意义，信号线的用途

电气特性：规定信号的电压高低，阻抗匹配，传输速率和距离限制

规程特性：主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系

数据链路层功能

为网络层提供服务（无确认无连接，有确认无连接，有确认有连接的服务）

链路管理（连接的建立，维持，释放）

帧定界，帧同步，透明传输

流量控制 限制发送方

差错控制 位错和帧错的处理

停止-等待协议(S-W)

滑动窗口机制-发送窗口Wt=1,接收窗口Wr=1

确认机制 若接收方收到i号帧，且没有检测出差错，需要给发送方返回确认帧ACK_i

重传机制-超时重传 若发送方超时未收到ACK_i，则重传i号帧

帧编号 仅需1bit给帧编号

后退N帧协议

滑动窗口机制 发送窗口Wt>1,接收窗口Wr=1

确认机制   若接收方收到i号帧，且没有检测出差错，需要给发送方返回确认帧ACK_i

若发送方超时未收到ACK_i，则重传i号帧

至少需要nbit给帧编号 要求Wt+Wr<=2的n次幂

对于确认帧：接收方可以累积确认，即连续收到多个确认帧时，可以返回最后一个帧的ACK

对于超时重传：若发送方超时未收到ACK,则重传i号帧，及其之后的所有帧

选择重传协议

滑动窗口机制 发送窗口Wt>1 接收窗口Wr>1

确认机制 若接收方收到i号帧，且没有检测出差错，需要给发送方返回确认ACK_i

重传机制 超时重传 若发送方超时未收到ACK_i 则重传i号帧

至少需要n bit给帧编号 要求Wt+Wr<=2的n次幂

若接收方收到i号帧，但检测出i号帧有差错，需要丢弃该帧，并给发送方返回否认帧NAK_i

请求重传 若发送方收到NAK_i 则重传i号帧