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# 8. 计网学习笔记

## 8. 计网学习笔记

## Part1

![图片](http://img.cdn.sugarat.top/mdImg/MTU4NTIzMzA2NDMwNw==585233064307)

### 1.应用层

1. 体系结构中的最高层
2. 任务:通过应用进程间的交互来完成特定网络应用
3. 定义:应用进程(主机中正在运行的程序)间通信和交互的规则
4. 应用层协议:域名系统DNS,HTTP,SMTP等等
5. 交互的数据单元称为`报文`

### 2.运输层(传输层)

1. 任务:负责两台主机中的进程之间的通信,提供通用的(不针对某个特定网络应用,多种应用可以使用同一个运输层服务)数据传输服务
   * `应用进程`利用该服务传送`应用层报文`
2. 主要协议:
   * TCP(传输控制协议)
     * 面向有链接,可靠的数据传输服务
     * 传输单位:报文段
   * UDP(用户数据协议)
     * 面向无连接,不保证数据传输的可靠性
     * 传输单位:用户数据报

### 3. 网络层

1. 任务:为分组交换网上不同的主机提供通信服务
2. TCP/IP体系:网络层使用ip协议
   * 分组=ip数据报||数据报

### 4. 数据链路层(链路层)

在两个相邻节点之间传输数据时,数据链路层将网络层交下来的ip数据报组装成`帧`,在两个相邻节点上传输帧

* 帧:包含数据和必要的控制信息(同步信息,地址信息,差错控制)

### 5.物理层

* 传输数据单位:比特

**TCP/IP**

> 不单指TCP/IP这两个协议,往往指互联网所使用的整个TCP/IP协议族

## 物理层

![图片](http://img.cdn.sugarat.top/mdImg/MTU4NTI4MTIwMDYzMQ==585281200631)

![图片](http://img.cdn.sugarat.top/mdImg/MTU4NTI4MTEyNzU5Mg==585281127592)

* AM(Amplitude Modulation):调幅
* FM(Frequency Modulation):调频
* PM(phase Modulation):调相
* ATM:异步传输模式

  **信道的极限容量**
* 信道能够通过的频率范围
* 信噪比

### 奈氏准则

在任何信道中,码元的传输速率是有上限的,否则就会出现`码间串扰`问题,使接收端对码元的判决成为不可能

### 信噪比

信号的平均功率和噪声的平均功率之比,常记做*S/N*并用分贝(`db`)作为单位

> 信噪比(db) = 10 log10(S/N) (`db`)

#### 例子

1. S/N = 10则 信噪比 = 10`db`
2. S/N = 1000 信噪比 = 30`db`

### 香农公式

> 信道极限传输速率C = Wlog2(1+S/N) (`bit/s`)
>
> * W:信道带宽(`Hz`)
> * S:信道内所传信号的平均功率
> * N:信道内部高斯噪声功率

## 数据链路层

![图片](http://img.cdn.sugarat.top/mdImg/MTU4NTc5NDIyNjYwMQ==585794226601)

取模就是异或运算 ![图片](http://img.cdn.sugarat.top/mdImg/MTU4NTc5NDMyODgwNg==585794328806)

CRC差错检验技术只能做到无差错接受

![图片](http://img.cdn.sugarat.top/mdImg/MTU4NTgxNzA3NTA0MA==585817075040)

## 运输层

![图片](http://img.cdn.sugarat.top/mdImg/MTU4NzA4OTUzNTI4Mw==587089535283)

|   动作  |  交换表状态  |  向哪些接口转发  |       说明       |
| :---: | :-----: | :-------: | :------------: |
| A-->D | A --- 1 | A,B,C,D,E |      广播,登记     |
| D-->A | D --- 4 |     A     |      转发,登记     |
| E-->A | E --- 5 |     A     |      转发,登记     |
| A-->E | A --- 1 |     E     | 转发,登记(更新记录的时间) |

|  序号 |     子网号码     |    主机号码最小值   |       最大值      |
| :-: | :----------: | :----------: | :------------: |
|  1  |  129.250.1.0 |  129.250.1.1 |  129.250.1.254 |
|  2  |  129.250.2.0 |  129.250.2.1 |  129.250.2.254 |
|  3  |  129.250.3.0 |  129.250.3.1 |  129.250.3.254 |
|  4  |  129.250.4.0 |  129.250.4.1 |  129.250.4.254 |
|  5  |  129.250.5.0 |  129.250.5.1 |  129.250.5.254 |
|  6  |  129.250.6.0 |  129.250.6.1 |  129.250.6.254 |
|  7  |  129.250.7.0 |  129.250.7.1 |  129.250.7.254 |
|  8  |  129.250.8.0 |  129.250.8.1 |  129.250.8.254 |
|  9  |  129.250.9.0 |  129.250.9.1 |  129.250.9.254 |
|  10 | 129.250.10.0 | 129.250.10.1 | 129.250.10.254 |
|  11 | 129.250.11.0 | 129.250.11.1 | 129.250.11.254 |
|  12 | 129.250.12.0 | 129.250.12.1 | 129.250.12.254 |
|  13 | 129.250.13.0 | 129.250.13.1 | 129.250.13.254 |
|  14 | 129.250.14.0 | 129.250.14.1 | 129.250.14.254 |
|  15 | 129.250.15.0 | 129.250.15.1 | 129.250.15.254 |
|  16 | 129.250.16.0 | 129.250.16.1 | 129.250.16.254 |

### 第一问:

* RIP协议采用UDP是因为RIP每周期需全网组播路由信息，信息量大，故使用UDP协议可以提高效率,UDP面向无连接且传输速率恒定
* OSPF本身提供主从协商机制，可以保证可靠的传输，全网路由器保持着同样的一个链路状态数据库，当拓扑发生变化时，需要携带的变更信息较少，通过IP协议即可完成
* BGP为边界网关协议，因携带的路由信息较多，且可能跨不同网络传送路由信息，为保证传输稳定可靠，需使用TCP协议

### 第二问

BGP做为自治系统间的路由协议，需要携带大量的路由信息，远远超出了IGP携带路由的数量。因此，BGP需要采用一种可靠的协议来承载,即TCP协议。利用了TCP面向有连接，数据传输可靠，重传等机制保证传输的可靠性，因此BGP协议本身就可以省去这方面的设计工作，简化了协议的设计

## TCP运输链接管理

![图片](http://img.cdn.sugarat.top/mdImg/MTU4Nzg4NDI0NDIwNQ==587884244205)

![图片](http://img.cdn.sugarat.top/mdImg/MTU4Nzg4NDUwMDExNg==587884500116)