概述：

IP: 網際間通信的協議，關心的是：網際間的通信，不關心：任何具體網絡內部的通信，因此IP協議不可避免的要考慮

如何將IP報文送入某個物理網

如何指導物理網將IP報文送到指定的Gateway

 

互聯網：構筑在現有網絡基礎上(底層網絡)，使用底層網絡的通信服務實現的“網絡”。

底層網絡：LAN、WAN、以及專用的“數據鏈路”，物理網為上層提供通信支持，物理網成為互連網的“信道”，或“接口”。

 

電路交換和分組交換

電路交換：面向連接的，專用點對點(P2P)信道;有保證的通信容量，通信時延小且穩定;通信性能不受其它通信的影響;系統資源浪費大，點對點通信。

分組交換：無連接的，多個通信可分享信道資源;對其中每個通信而言，不能保證通信容量;通信時延較長，且不穩定;通信性能相互受影響;系統資源利用率高，多點間同時通信。

廣域網和局域網

1.首先速率和距離之間是有折中的，廣域網的時延很大是因為信號要發送到圍繞地球運轉的衛星上。

ARPANET->NSFNET->ANSNET->Internet主干網

2.局域網每臺計算機通過NIC(網卡)連接到網絡上，網絡本身是不需要太多智能的，依賴附加在網絡上的計算機中的電子接口設備來產生和接收復雜的信號。而在廣域網當中，網絡由分組交換機組成，并由長距離通信線路相互連接起來。網絡的規模通過添加新的交換機和通信線路來擴大。

WLAN:傳輸時延大(幾毫秒)，傳輸速率1.5Mbps~155Mbps

LAN：傳輸時延小(幾微秒)，傳輸速率10Mbps~2Gbps

3.網絡硬件地址

各種網絡都定義了自己的編址和尋址機制，物理網要用自己的地址(物理地址)來實現尋址和傳輸，IP地址不是物理網的地址，不能替代物理網的尋址..

面向有連接的服務和面向無連接的服務

1.面向連接的服務

三階段的通信形式，建立連接階段，通信階段，拆除鏈路

點對點連接，難以實現廣播通信

一次路由，多次通信

可靠通信，保證按序交互、無丟失、無重復

傳輸時延長且不穩定(重傳、應答影響)

網絡負擔重

2.面向無連接的服務

每次通信請求都獨立指定目的端點，靈活性

次次路由

通信無可靠性保障，亂序、丟失、重復

傳輸時延較短

網絡負擔較輕

以太網

1.概述：共享總線的技術，支持廣播，分布式的接入控制(CSMA/CD)，盡力交付的機制(best-effort delivery)..

傳輸速率：10M->100M->1G->10Gbps

組網方式：共享式，交換式

盡力交付機制

傳輸方式：CSMA/CD，分布式傳輸控制

傳輸時延不穩定：指數退避法使時延成倍增加，流量大，時延變化加劇

 

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2.幀結構和重要的規定

不算前導碼，目的地址源地址，長度類型數據，幀校驗總共最少為64字節

最小幀長64字節，***幀長1518字節

最多連續沖突次數：16次

幀間間隔12字節

以太網的地址位6字節，通常用留個十六進制數表示

 

1.如何區分多播和單播地址：看第二個數字是否為偶數，偶數為單播

4A：30：10：21：10：1A A=1010 單播

47：20：1B：2E：08：EE 7=0111 多播

2.MAC地址是如何發送到線路上的

比如上面的多播地址，從左到右逐字節的發送，而對每個字節來說是從右到左，諸位發送。

<-11100010 00000100 1111000 01110100 00010000 01110111

3.MAC和LLC的層次結構

MAC幀數據內部還包含LLC層的數據，也就是說越高層的數據位于越內部，而且LLC和MAC都可以直接對上層提供服務。在最初LLC的存在是802.3的核心，它屏蔽了上層與下層的不同，但是在網絡層被IP統一的今天，LLC的存在反而沒有了意義成為了累贅。

如下圖所示，MAC是通過mac地址來尋址，而LLC的協議數據單元PDU是通過SAP服務訪問點來尋址..

 

以太幀和802.3幀的區別僅僅是TYPE和LEN的區別，以太幀在TYPE里面確定了SAP的地點，MAC提供的服務是面向無連接的服務..

 

完整的MAC層過程

 

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4.擴展以太網

1.一根電纜連接所有的站點，HUB連接所有站點，注意HUB集線器是雙絞線以太網中的設備，在同軸電纜中使用的連接設備稱為中繼器Repeater

 

2.用網橋來擴展以太網，兩個網絡上的計算機各自競爭自己網絡的信道

 

網橋的功能：中繼轉發

網橋的優點：對分組操作，而不是對電信號操作

不復制噪聲錯誤或畸形幀

各網段上的沖突及傳播時延隔離開來

3.采用以太網交換機的組網形式，交換機的每個端口都只接一臺計算機

改變連接方式，無需再競爭信道..

其他局域網技術

FDDI光纖分布式數據互連FDDI是另一種流行的局域網技術，提供100Mbps的共享令牌環式局域網

ATM異步傳輸模式是一種面向連接的網絡技術，可用于局域網和廣域網，設計為允許及其高速的數據交換。ATM網絡使用光纖進行連接，底層使用固定長度的幀即信元cell。因為長度相同所以交換機硬件可以迅速處理信元。

無線局域網IEEE802.11

與共享式以太網相似(幀結構、信道訪問)

無連接通信方式

具有分組分段/重裝功能

信道速率1M、2M、5.5M、11M、34M

X.25網電信公司提供公眾分組數據網PDN，面向連接，低速率

電話線撥號接入，56kmodem，ISDN，xDSL，鏈路層協議為PPP，SLIP..

PPP協議

1.概念：PPP (Point-To-Point Protocol) (RFC1134 -1989)，點到點信道上的無連接通信協議

2.PPP子協議

LCP：鏈路控制(Link Control Protocol)

啟動/測試鏈路、協商參數、關閉鏈路

PAP：網絡認證(Password Authentication Protocol)

網絡方對用戶方的認證 (用戶上網時)

CHAP：雙向認證(Challenge Authentication Protocol)

互相認證對方(兩個網絡用PPP對等互聯時)

NCP：網絡控制(Network Control Protocol)

網絡層參數協商

PPP支持的網絡層各有自己的NCP

3.鏈路層功能上分為四個步驟，還可在處理步驟中靈活插入其它步驟

信道質量測試，用戶認證(authentication)，質詢(challenge)

LCP：鏈路的建立、配置協商

NCP：網絡協議配置與協商

網絡通信：攜帶和傳遞網絡packets只有在LCP和NCP都協商通過后才能實現

關閉鏈路：有序地停止信道使用

PPP：Connectionless Mode

盡管有建立鏈路和關閉鏈路的操作，但沒有為網絡通信提供可靠性保障機制，仍然屬于“無連接”通信方式