计 复习笔记

Ch0 概述

重点：1.3 & 1.4, 尤其是TCP和IP协议的详细内容

计算机 络–按照 络协议，以共享资源为目的，将地理商分散且独立的计算机互相连接起来形成的集合体。

0 计算机 络和分布式系统distributed system的区别

分布式系统只是一个模型或者泛型，通常在操作系统之上有一层软件负责实现这个模型，这个软件就叫做中间件middleware，最著名的分布式系统是万维 world wide web，万维 运行在Internet之上，这个模型的所有一切都表现的像是一个文档一样。

在计算机 络中，用户看到的是实际的机器，系统并没有努力使这些机器看起来一样或者保持行为上的一致。机器在硬件或操作系统上的差异对用户可见。 络与分布式系统的差异在软件，而不是硬件。

1 使用计算机 络

1.1 商业应用

资源共享，让 络中的任何人都能访问所有的程序设备，尤其是数据，并且这些资源和用户所处的物理位置无关。员工可通过计算机 络即使访问有关信息和文档。提供通信媒介medium，IP语音，桌面共享，电子商务e-commerce。

虚拟专用 络VPN，virtual private Networks：可将不同地点的单个 络连接成一个扩展的 络。

客户机-服务器模型client-server model：客户端和服务端，如web应用，服务器针对客户请求，根据数据库生成 页，客户更新数据库的内容。

1.2 家庭应用

对等通信peer-to-peer model：每个人都可以与一个或多个其他人通信，客户端和服务端没有固定的分工，每个人可以既是客户端，又是服务端。

③曼彻斯特编码：每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信 ，又作数据信 ；信 由高向低HL跳变表示数据1，信 由低向高跳变LH表示数据0。传输了时钟信 ，但也损失了一部分的带宽。是平衡信 ，且不含直流信 ，自含同步时钟。

有一种方式获得曼彻斯特编码，即通过NRZ与时钟信 的异或运算，注意此处采用时钟上升沿和符 802.3以太 的规则实现：即所谓的差分曼切斯特编码

也是是最常用的一种卫星数字信 调制方式。解调器根据星座图及接收到的载波信 的相位来判断发送端发送的信息比特。 这些都是星座图，星座图中规定了星座点与传输比特间的对应关系，这种关系称为“映射”，一种调制技术的特性可由信 分布和映射完全定义，即可由星座图来完全定义。

点的相位是以它为起点到原点的线x正轴之间的夹角表示，一个点的振幅是该点到原点的距离表示。那么一般的表示情况是如模拟信 QAM-X,其中QAM表示正交调幅,X表示组合数。而为了防止出错，一般采用格雷码的形式编码。

5.3 频分复用

频分复用(FDM)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带，每一个子信道传输1路信 。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信 互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信 互不干扰（条件之一）。

字符填充法：在数据部分与标记字段重复的字段前加，告诉接受端不用管我后面的字段是什么，正常接收即可，直到遇到真正的开始/结束标志

④物理层违规编码法physical layer coding violation–因为曼彻斯特编码不使用，来表示数据信息，所以如果使用，来表示帧起始和终止就不会与要传输的信息数据冲突。

2.2 检错码–循环冗余码CRC，cyclic redundancy check

码字codeword–n位的单元，包含m位真实数据和r位检测位check bits，n=m+r

冗余编码：数据发送前，按某种关系附加上一定的冗余位，构成一个符合某一规则的码字后再发送。当要发送的有效数据变化时，相应的冗余位也随之变化，使码字遵从不变的规则。接收端根据收到的码字是否仍符合原规则，从而判断是否出错。

循环冗余检验原理：在发送端，假设要发送k个比特，CRC运算就是在这k个比特后添加供查错检验的n位冗余码，n位冗余码又称为帧检验序列FCS（Frame Check Sequence），然后构成一个帧发送出去，一共发送（k + n）个位。这n位冗余码FCS可以通过发送的数据(k+n)和一个数相除得来，这个数是收发双发事先约定好的数。接收端收到发送端发送的（k + n）位比特后，需要将这些比特位和FCS相除，如果余数是0，表示没有差错就接收，反之，则丢弃。

举例说明：如果客户端要发送的数据是M = 101001，除数多项式P = 1101。

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2.3 纠错码error-correcting code–海明码

海明码可以发现双比特错误，纠正单比特错。工作流程：①确定校验码位数r；②确定检验码和数据的位置；③求出校验码的值；④检错并纠错。

这里以要发送的数据D=101101，为例进行验证：

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数据信息位数k=6，满足不等式的r的最小值为4，即D=101101的海明码应该有6+4=10位。其中6位是数据位，4位是检验码位。

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3 基本数据链路层协议

4 滑动窗口协议

4.0 基本概念

滑动窗口协议的基本原理就是在任意时刻，发送方都维持了一个连续的允许发送的帧的序 ，称为发送窗口；接收方也维持了一个连续的允许接收的帧的序 ，称为接收窗口。发送窗口和接收窗口的序 的上下界不一定要一样，大小也可不同。发送方窗口内的序列 代表了那些已经被发送，但是还没有被确认的帧，或者是那些可以被发送的帧。例（假设发送窗口尺寸为2，接收窗口尺寸为1）：

下面是1比特滑动窗口协议不执行时的通信过程，三元组( i , j , k )中 i 表示seq发送端(可以是A也可是B)所发送消息的编 ，j 表示ack发送端上一次从对方那边接受到了的编 ，k 表示数据包packet。下面是滑动窗口协议的两种执行过程：

接收方只按顺序接收帧，不按序则丢弃。确认序列 最大的，按序到达的帧 （比如发送了1、2 帧并已确认，此时发送方发送了4 帧，发送方会丢弃，会返回ACK2催更，催发送方发3 帧并且对2 帧的确认）。发送窗口最大为2^n-1，接收窗口大小为1

4.3 选择重传协议selective repeat

为了提升效率，当接收方发现某帧出错后，其后继续送来的正确的帧虽然不能立即递交给接收方的高层，但接收方仍可收下来，存放在一个缓冲区中，同时要求发送方重新传送出错的那一帧。一旦收到重新传来的帧后，就可以原已存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序递交高层。这种为选择重发(SELECTICE REPEAT)，减少了浪费，但要求接收方有足够大的缓冲区空间。

发送窗口的大小不能大于(MAX_SEQ+1)/2。如对于3 bit序 值，序 范围为 0－7，即MAX_SEQ=7,发送窗口的大小为(MAX_SEQ+1)/2=4，接受窗口的大小＝4

5 数据链路协议实例

Socket上的数据包

对称数字用户线

Ch4 介质访问控制子层

考点：

• 帧格式（重点）
• 以太 的最小、最大数据字段、整个帧长、数据为可能为0
• 长度字段的解释方法，细分的 类型解释 长度解释
• 以太 中的交换概念 VLAN
• 配置交换机设置VLAN也不为过，IP的配法
• STP生成树协议的概念，避免交换机出现循环，修建回路
• 可以算的东西CSMA/CD三岔五考一下
• 二进制后退算法 遇到冲突时的时间 1-2分
• RTS, CTS机制，隐藏暴露终端，4.8考的比较少，wireless考最基础的内容。

0 基本概念

本章讨论广播 络和相应的协议。用来确定多路访问信道下一个使用者的协议属于数据链