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計算機網路端到端選擇

發布時間: 2024-10-07 17:57:36

1. 網路七層協議的詳細介紹

物理層是OSI的第一層,它雖然處於最底層,卻是整個開放系統的基礎。物理層為設備之間的數據通信提供傳輸媒體及互連設備,為數據傳輸提供可靠的環境。
1.1媒體和互連設備
物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等。通信用的互連設備指DTE和DCE間的互連設備。DTE即數據終端設備,又稱物理設備,如計算機、終端等都包括在內。而DCE則是數據通信設備或電路連接設備,如數據機等。數據傳輸通常是經過DTE——DCE,再經過DCE——DTE的路徑。互連設備指將DTE、DCE連接起來的裝置,如各種插頭、插座。LAN中的各種粗、細同軸電纜、T型接、插頭,接收器,發送器,中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。
1.2物理層的主要功能
1.2.1為數據端設備提供傳送數據的通路,數據通路可以是一個物理媒體,也可以是多個物理媒體連接而成.一次完整的數據傳輸,包括激活物理連接,傳送數據,終止物理連接.所謂激活,就是不管有多少物理媒體參與,都要在通信的兩個數據終端設備間連接起來,形成一條通路.
1.2.2傳輸數據.物理層要形成適合數據傳輸需要的實體,為數據傳送服務.一是要保證數據能在其上正確通過,二是要提供足夠的帶寬(帶寬是指每秒鍾內能通過的比特(BIT)數),以減少信道上的擁塞.傳輸數據的方式能滿足點到點,一點到多點,串列或並行,半雙工或全雙工,同步或非同步傳輸的需要.
1.3物理層的一些重要標准
物理層的一些標准和協議早在OSI/TC97/C16 分技術委員會成立之前就已制定並在應用了,OSI也制定了一些標准並採用了一些已有的成果.下面將一些重要的標准列出,以便讀者查閱.ISO2110:稱為數據通信----25芯DTE/DCE介面連接器和插針分配.它與EIA(美國電子工業協會)的RS-232-C基本兼容。ISO2593:稱為數據通信----34芯DTE/DCE----介面連接器和插針分配。ISO4092:稱為數據通信----37芯DTE/DEC----介面連接器和插針分配.與EIARS-449兼容。CCITT V.24:稱為數據終端設備(DTE)和數據電路終接設備之間的介面電路定義表.其功能與EIARS-232-C及RS-449兼容於100序列線上. 數據鏈路可以粗略地理解為數據通道。物理層要為終端設備間的數據通信提供傳輸媒體及其連接.媒體是長期的,連接是有生存期的.在連接生存期內,收發兩端可以進行不等的一次或多次數據通信.每次通信都要經過建立通信聯絡和拆除通信聯絡兩過程.這種建立起來的數據收發關系就叫作數據鏈路.而在物理媒體上傳輸的數據難免受到各種不可靠因素的影響而產生差錯,為了彌補物理層上的不足,為上層提供無差錯的數據傳輸,就要能對數據進行檢錯和糾錯.數據鏈路的建立,拆除,對數據的檢錯,糾錯是數據鏈路層的基本任務。
2.1鏈路層的主要功能
鏈路層是為網路層提供數據傳送服務的,這種服務要依靠本層具備的功能來實現。鏈路層應具備如下功能:
2.1.1鏈路連接的建立,拆除,分離。
2.1.2幀定界和幀同步。鏈路層的數據傳輸單元是幀,協議不同,幀的長短和界面也有差別,但無論如何必須對幀進行定界。
2.1.3順序控制,指對幀的收發順序的控制。
2.1.4差錯檢測和恢復。還有鏈路標識,流量控制等等.差錯檢測多用方陣碼校驗和循環碼校驗來檢測信道上數據的誤碼,而幀丟失等用序號檢測.各種錯誤的恢復則常靠反饋重發技術來完成。
2.2數據鏈路層的主要協議
數據鏈路層協議是為發對等實體間保持一致而制定的,也為了順利完成對網路層的服務。主要協議如下:
2.2.1 ISO1745--1975:數據通信系統的基本型控制規程.這是一種面向字元的標准,利用10個控制字元完成鏈路的建立,拆除及數據交換.對幀的收發情況及差錯恢復也是靠這些字元來完成.ISO1155, ISO1177, ISO2626, ISO2629等標準的配合使用可形成多種鏈路控制和數據傳輸方式.
2.2.2 ISO3309--1984:稱為HDLC 幀結構.ISO4335--1984:稱為HDLC 規程要素 .ISO7809--1984:稱為HDLC 規程類型匯編.這3個標准都是為面向比特的數據傳輸控制而制定的.有人習慣上把這3個標准組合稱為高級鏈路控制規程.
2.2.3 ISO7776:稱為DTE數據鏈路層規程.與CCITT X.25LAB平衡型鏈路訪問規程相兼容.
2.3鏈路層產品
獨立的鏈路產品中最常見的當屬網卡,網橋也是鏈路產品。MODEM的某些功能有人認為屬於鏈路層,對此還有爭議.數據鏈路層將本質上不可靠的傳輸媒體變成可靠的傳輸通路提供給網路層。在IEEE802.3情況下,數據鏈路層分成了兩個子層,一個是邏輯鏈路控制,另一個是媒體訪問控制。下圖所示為IEEE802.3LAN體系結構。
AUI=連接單元介面 PMA=物理媒體連接
MAU=媒體連接單元 PLS=物理信令
MDI=媒體相關介面 網路層的產生也是網路發展的結果.在聯機系統和線路交換的環境中,網路層的功能沒有太大意義.當數據終端增多時.它們之間有中繼設備相連.此時會出現一台終端要求不只是與唯一的一台而是能和多台終端通信的情況,這就是產生了把任意兩台數據終端設備的數據鏈接起來的問題,也就是路由或者叫尋徑.另外,當一條物理信道建立之後,被一對用戶使用,往往有許多空閑時間被浪費掉.人們自然會希望讓多對用戶共用一條鏈路,為解決這一問題就出現了邏輯信道技術和虛擬電路技術.
3.1網路層主要功能
網路層為建立網路連接和為上層提供服務,應具備以下主要功能:
3.1.1路由選擇和中繼.
3.1.2激活,終止網路連接.
3.1.3在一條數據鏈路上復用多條網路連接,多採取分時復用技術 .
3.1.4差錯檢測與恢復.
3.1.5排序,流量控制.
3.1.6服務選擇.
3.1.7網路管理.
3.2網路層標准簡介
網路層的一些主要標准如下:
3.2.1 ISO.DIS8208:稱為DTE用的X.25分組級協議
3.2.2 ISO.DIS8348:稱為CO 網路服務定義(面向連接)
3.2.3 ISO.DIS8349:稱為CL 網路服務定義(面向無連接)
3.2.4 ISO.DIS8473:稱為CL 網路協議
3.2.5 ISO.DIS8348:稱為網路層定址
3.2.6 除上述標准外,還有許多標准。這些標准都只是解決網路層的部分功能,所以往往需要在網路層中同時使用幾個標准才能完成整個網路層的功能.由於面對的網路不同,網路層將會採用不同的標准組合.
在具有開放特性的網路中的數據終端設備,都要配置網路層的功能.現在市場上銷售的網路硬設備主要有網關和路由器. 傳輸層是兩台計算機經過網路進行數據通信時,第一個端到端的層次,具有緩沖作用。當網路層服務質量不能滿足要求時,它將服務加以提高,以滿足高層的要求;當網路層服務質量較好時,它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用,即在一個網路連接上創建多個邏輯連接。 傳輸層也稱為運輸層.傳輸層只存在於端開放系統中,是介於低3層通信子網系統和高3層之間的一層,但是很重要的一層.因為它是源端到目的端對數據傳送進行控制從低到高的最後一層.
有一個既存事實,即世界上各種通信子網在性能上存在著很大差異.例如電話交換網,分組交換網,公用數據交換網,區域網等通信子網都可互連,但它們提供的吞吐量,傳輸速率,數據延遲通信費用各不相同.對於會話層來說,卻要求有一性能恆定的界面.傳輸層就承擔了這一功能.它採用分流/合流,復用/解復用技術來調節上述通信子網的差異,使會話層感受不到.
此外傳輸層還要具備差錯恢復,流量控制等功能,以此對會話層屏蔽通信子網在這些方面的細節與差異.傳輸層面對的數據對象已不是網路地址和主機地址,而是和會話層的界面埠.上述功能的最終目的是為會話提供可靠的,無誤的數據傳輸.傳輸層的服務一般要經歷傳輸連接建立階段,數據傳送階段,傳輸連接釋放階段3個階段才算完成一個完整的服務過程.而在數據傳送階段又分為一般數據傳送和加速數據傳送兩種。傳輸層服務分成5種類型.基本可以滿足對傳送質量,傳送速度,傳送費用的各種不同需要.傳輸層的協議標准有以下幾種:
ISO8072:稱為面向連接的傳輸服務定義
ISO8072:稱為面向連接的傳輸協議規范 會話層提供的服務可使應用建立和維持會話,並能使會話獲得同步。會話層使用校驗點可使通信會話在通信失效時從校驗點繼續恢復通信。這種能力對於傳送大的文件極為重要。會話層,表示層,應用層構成開放系統的高3層,面對應用進程提供分布處理,對話管理,信息表示,恢復最後的差錯等.
會話層同樣要擔負應用進程服務要求,而運輸層不能完成的那部分工作,給運輸層功能差距以彌補.主要的功能是對話管理,數據流同步和重新同步。要完成這些功能,需要由大量的服務單元功能組合,已經制定的功能單元已有幾十種.現將會話層主要功能介紹如下.
5.1為會話實體間建立連接。
為給兩個對等會話服務用戶建立一個會話連接,應該做如下幾項工作:
5.1.1將會話地址映射為運輸地址
5.1.2選擇需要的運輸服務質量參數(QOS)
5.1.3對會話參數進行協商
5.1.3識別各個會話連接
5.1.4傳送有限的透明用戶數據
5.2數據傳輸階段
這個階段是在兩個會話用戶之間實現有組織的,同步的數據傳輸.用戶數據單元為SSDU,而協議數據單元為SPDU.會話用戶之間的數據傳送過程是將SSDU轉變成SPDU進行的.
5.3連接釋放
連接釋放是通過有序釋放,廢棄,有限量透明用戶數據傳送等功能單元來釋放會話連接的.會話層標准為了使會話連接建立階段能進行功能協商,也為了便於其它國際標准參考和引用,定義了12種功能單元.各個系統可根據自身情況和需要,以核心功能服務單元為基礎,選配其他功能單元組成合理的會話服務子集.會話層的主要標准有DIS8236:會話服務定義和DIS8237:會話協議規范. 表示層的作用之一是為異種機通信提供一種公共語言,以便能進行互操作。這種類型的服務之所以需要,是因為不同的計算機體系結構使用的數據表示法不同。例如,IBM主機使用EBCDIC編碼,而大部分PC機使用的是ASCII碼。在這種情況下,便需要會話層來完成這種轉換。
通過前面的介紹,我們可以看出,會話層以下5層完成了端到端的數據傳送,並且是可靠,無差錯的傳送.但是數據傳送只是手段而不是目的,最終是要實現對數據的使用.由於各種系統對數據的定義並不完全相同,最易明白的例子是鍵盤,其上的某些鍵的含義在許多系統中都有差異.這自然給利用其它系統的數據造成了障礙.表示層和應用層就擔負了消除這種障礙的任務.
對於用戶數據來說,可以從兩個側面來分析,一個是數據含義被稱為語義,另一個是數據的表示形式,稱做語法.像文字,圖形,聲音,文種,壓縮,加密等都屬於語法范疇.表示層設計了3類15種功能單位,其中上下文管理功能單位就是溝通用戶間的數據編碼規則,以便雙方有一致的數據形式,能夠互相認識.ISO表示層為服務,協議,文本通信符制定了DP8822,DP8823,DIS6937/2等一系列標准. 應用層向應用程序提供服務,這些服務按其向應用程序提供的特性分成組,並稱為服務元素。有些可為多種應用程序共同使用,有些則為較少的一類應用程序使用。應用層是開放系統的最高層,是直接為應用進程提供服務的。其作用是在實現多個系統應用進程相互通信的同時,完成一系列業務處理所需的服務.其服務元素分為兩類:公共應用服務元素CASE和特定應用服務元素SASE.CASE提供最基本的服務,它成為應用層中任何用戶和任何服務元素的用戶,主要為應用進程通信,分布系統實現提供基本的控制機制.特定服務SASE則要滿足一些特定服務,如文卷傳送,訪問管理,作業傳送,銀行事務,訂單輸入等.
這些將涉及到虛擬終端,作業傳送與操作,文卷傳送及訪問管理,遠程資料庫訪問,圖形核心系統,開放系統互連管理等等.應用層的標准有DP8649公共應用服務元素,DP8650公共應用服務元素用協議,文件傳送,訪問和管理服務及協議.

2. 計算機網路的數據交換技術有四種,分別是

電路交換、報文交換、分組交換、信元交換

電路交換:端對端通信質量因約定了通信資源獲得可靠保障,對連續傳送大量數據效率高。

報文交換:無須預約傳輸帶寬,動態逐段利用傳輸帶寬對突發式數據通信效率高,通信迅速。

分組交換:具有報文交換之高效、迅速的要點,且各分組小,路由靈活,網路生存性能好。

信元交換又叫ATM(非同步傳輸模式),是一種面向連接的快速分組交換技術,它是通過建立虛電路來進行數據傳輸的。

(2)計算機網路端到端選擇擴展閱讀:

報文交換的原理是當發送方的信息到達報文交換用的計算機時,先存放在外存儲器中,待中央處理機分析報頭,確定轉發路由,並選到與此路由相應的輸出電路上進行排隊,等待輸出。一旦電路空閑,立即將報文從外存儲器取出後發出,這就提高了這條電路的利用率。

報文交換雖然提高了電路的利用率,但報文經存儲轉發後會產生較大的時延。分組交換也是一種存儲轉發交換方式,但與報文交換不同,它是把報文劃分為一定長度的分組,以分組為單位進行存儲轉發。

這就不但具備了報文交換方式提高電路利用率的優點,同時克服了時延大的缺點。

參考資料來源:網路-數據交換

3. 請問在計算機網路中,「點到點」和「端到端」有什麼區別

點到點是物理拓撲,如光纖,就必須是點到點連接,DDN專線也是,即兩頭各一個機器中間不能有機器。

點到點是網路層的,你傳輸層只認為我的數據是從a直接到e的,但實際不是這樣的,打個比方,傳輸層好象領導,他發布命令:要干什麼什麼事,但真正乾的不是他,真正乾的是員工,也許領導認為很簡單一句話就可以干好的事,在員工眼裡卻是難於登天,手續極其煩瑣,所以傳輸層是發布命令的領導,他說的是命令,也就是最終的目的,所以他只看到最初的地址和最終的地址,既一個任務的兩個端點,網路層就相當於員工,領導的任務我要一步一步的作完,先從a到b,在從b到c...,所以他看到的只是整個任務的一個階段,a到b,b到c...這就是點到點。

端到端是網路連接。網路要通信,必須建立連接,不管有多遠,中間有多少機器,都必須在兩頭(源和目的)間建立連接,一旦連接建立起來,就說已經是端到端連接了,即端到端是邏輯鏈路,這條路可能經過了很復雜的物理路線,但兩端主機不管,只認為是有兩端的連接,而且一旦通信完成,這個連接就釋放了,物理線路可能又被別的應用用來建立連接了。TCP就是用來建立這種端到端連接的一個具體協議,SPX也是。

端到端是傳輸層的,你比如你要將數據從A傳送到E,中間可能經過A->B->C->D->E,對於傳輸層來說他並不知道b,c,d的存在,他只認為我的報文數據是從a直接到e的,這就叫做端到端。
總之,一句話概括就是端到端是由無數的點到點實現和組成的。

4. 計算機網路傳輸層

端到端的連接

網路層:提供主機之間的邏輯通信
傳輸層慎銷寬:提供應用進程之間的邏輯通信
位於網路層之上、依賴網路層服務、對網路層服務進行可能的增強

接收端:多路分用
相同目的地址目的埠號的UDP會被導向同一個socket
每個srcIp srcPort DestIp DestPort 導向自寬亮己獨有的socket(創建多個socket)
(伺服器也可以讓一個進程創建多個線程與tcp連接綁定)
發送端:多路復用

什麼是可靠? 不錯、不亂、不丟

可靠數據傳輸協議

GBN
1.發送方 分組頭部包含k-bit序列號
窗口尺寸為N,最多允許N個分組未確認

序列號 :表示本報文段所發送數據的第一個位元組的編號。而不是報文段的編號(這里防止被攻擊混入其他的段難以檢測的問題)。
建立TCP連接時,雙方隨即選擇序列號

ACKs 表示接收方期望收到發送方下一個報文段的第一個位元組數據的編號。
累計確認:該序列號之前所有的位元組均已被正確接收到(GBN)

TCP在IP層提供的不可靠服務基礎上實現可靠數據傳輸服務
流水線機制
累積確認
TCP使用單一重傳定時器
觸發重傳的事件
超時
收到重復ACK
漸進式
暫不考慮重復ACK
暫不考慮流量控制
暫不考慮擁塞控制

1.點對點 一個sender 一個 reciever

2.可靠的、按序的位元組流

3.流水線機制

案例:

何時應該指數性增長切換為線性增長(擁塞避免)?
當CongWin達到Loss事件前值的1/2時.
實現方法:利用一個變數 Threshold, Loss事件發生時, Threshold被設為Loss事件前CongWin值的1/2。

Loss事件處理辦法
3個重復ACKs:CongWin切到一半然後線性增長
Timeout事件:CongWin直接設為1個MSS,然後指數增長,達到threshold後, 再線性增長(擁塞更嚴重了)

TCP擁塞控制演算法

4.接收方/發送方緩存

5.全雙工:同一連接中能傳輸雙數據流

6.面向連接(連接管理)

TCP連接包括:兩台主機上的緩存、連接狀態變數、socket等
客戶端初始化的序列號是隨機的

7.流量控制機制:發送方不會傳輸的太多、太快以至於淹沒接收方(buffer溢出)

8.復用/分用

1.基於「盡力而為」的網路層,沒有做(可靠性)
丟失
非按序到達

2.基於Internet IP協議
復用/分用
簡單的錯誤校驗

3.無連接
UDP發送方和接收方之間不需要握手
每個UDP段的處理獨立於其他段

UPD優點:
1.無需建立連接(減少延遲)-DNS
2.實現簡單,無需維護連接狀態
3.頭部開銷小(8byte)
4.沒有擁塞控制:應用可更斗簡好的控制發送時間和速率

常用於流媒體應用
1.容忍丟失
2.速率敏感

DNS/SNMP

在UDP上實現可靠數據傳輸

UDP校驗和:檢測UDP段在傳輸過程中是否發生錯誤

5. 網路五層結構

計算機網路五層結構是指應用層、傳輸層、網路層、數據鏈路層、物理層。

1、應用層

專門針對某些應用提供服務。

2、傳輸層

網路層只把數據送到主機,但不會送到進程。傳輸層負責負責進程與主機間的傳輸,主機到主機的傳輸交由網路層負責。傳輸層也稱為端到端送。

3、網路層

把包裡面的目的地址拿出來,進行路由選擇,決定要往哪個方向傳輸。

負責從源通過路由選擇到目的地的過程,達到從源主機傳輸數據到目標主機的目的。

4、數據鏈路層

通過物理網路傳送包,這里的包是通過網路層交過來的數據報。

只完成一個節點到另一個節點的傳送(單跳)。

5、物理層

通過線路(可以是有形的線也可以是無線鏈路)傳送原始的比特流。

只完成一個節點到另一個節點的傳送(單跳)。

(5)計算機網路端到端選擇擴展閱讀:

計算機網路是指將地理位置不同的具有獨立功能的多台計算機及其外部設備,通過通信線路連接起來,在網路操作系統,網路管理軟體及網路通信協議的管理和協調下,實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。

計算機網路也稱計算機通信網。關於計算機網路的最簡單定義是:一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計算機的集合。若按此定義,則早期的面向終端的網路都不能算是計算機網路,而只能稱為聯機系統(因為那時的許多終端不能算是自治的計算機)。但隨著硬體價格的下降,許多終端都具有一定的智能,因而「終端」和「自治的計算機」逐漸失去了嚴格的界限。若用微型計算機作為終端使用,按上述定義,則早期的那種面向終端的網路也可稱為計算機網路。