计算机网络原理
- 计算机网络概述
- 网络应用
- 传输层
- 网络层
- 数据链路层与局域网
- 物理层
- 无线与移动网络
- 网络安全基础
流量控制:协调发送方与接收方的数据发送与接收速度
在通信过程中,接收方设置 接收窗口字段
来将窗口大小通知给发送方
网络拥塞:太多
的主机以 太快
的速度向网络中发送太多的数据,超出了网络处理能力,导致大量数据分组拥挤在中间设备队列中等待转发,网络性能
显著下降的现象。
网络层拥塞:用户对网络资源(包括链路带宽、存储空间、处理器能力等)的总需求超过了网络固有的容量
TCP拥塞控制: 控制网络拥塞
通过合理调度、规范、调整向网络中发送数据的主机数量、发送速率、数据量,以避免或消除已发生的拥塞
TCP拥塞控制的算法
- 慢启动
- 拥塞避免
组合出现 - 快速重传
- 快速恢复
拥塞窗口(CongWin) MSS
阈值:临界值
- 慢启动
在TCP连接建立时,每经过1个RTT的时间,拥塞窗口增大一倍
- 拥塞避免
当拥塞窗口大于等于阈值时,每经过1个1RTT,拥塞窗口的值加1
- 快速重传
接收端收到3次重复确认,则推断被重复确认的报文段已经丢失,于是立即发送被重复确认的报文段
- 快速恢复
- 新的阈值和新的拥塞窗口 调整为当前拥塞窗口的一半
怎么算是报文段丢失?
窗口调整的基本策略
AIMD (Additive Increase,Multiplicative Decrease ): 网络未发生拥塞时,逐渐加性 增大窗口
网络拥塞时,乘性减小 窗口
网络层
大范围的运输公司:从广东到河北
- 转发
- 路由选择
- 连接建立
任务:将数据从源主机送达到目的主机
数据链路层:
小范围的运输公司省内的物流
分组交换网络:
- 数据报网络(无连接):按照目的主机地址进行路由选择的网络
- 虚电路网络(面向连接)
- 先建立连接
- 每个分组包含一个短的虚电路号
异构网络的互连:协议转换和构建虚拟互连网络
路由器:最典型的网络层设备;具有多个输入端口和多个输出端口的 专用计算机 ,
获取与维护路由信息以及转发分组
输入端口:查找,转发,到达分组 缓存排队功能
输出端口:缓存排队,从队列中取出分组进行数据链路层数据帧的封装,发送。
- 先到先服务(FCFS)调度策略
- 按优先级调度、按IP数据报的服务类型调度
路由处理器功能:
- 路由协议的运行
- 路由计算
- 路由表的更新维护
网络层
网络拥塞:用户对网络资源(包括网络带宽,存储空间和处理能力等)的总需求超过了网络固有的容量、
当网络负载较小时,吞吐量的增长与负载基本呈线性关系,分组平均延迟增长缓慢
当网络负责超过膝点时,吞吐量随负载增长的速度放缓,分组平均延迟增长较快;
当网络负载超过崖点时,吞吐量随负载的增加不再增长,反而急剧下降,分组平均延迟急剧上升。
网络负载在 膝点 附件时,吞吐量和分组平均延时达到理想的平衡,网络的使用效率最高
网络出现拥塞意味着负载暂时大于网络资源的处理能力,因此对于网络拥塞的解决一般可从两个方面进行:
增加网络资源(拥塞预防)或者减下网络负载(拥塞消除)。
发生拥塞的原因:
1)缓冲区容量有限
2)传输线路的带宽有限
3)网络结点的处理能力有限
4)网络中某些部分发生了故障
流量感知路由:权值根据网络负载 动态 调整,可以将网络流量引导到不同的链路上
准入控制: 针对 虚电路网络 的拥塞预防技术。
基本思想: 对新建虚电路审核,如果建立的虚电路会导致网络变得拥塞,那么网络拒绝建立该新虚电路。
流量调节:在网络发生拥塞时,通过调整发送方发送数据的速率来消除拥塞。
流量调节:在网络发生拥塞时,通过调整发送方发送数据的速率来消除拥塞。
问题一:路由器如何感知发生了拥塞?
通过路由器输出端口的排队时延。
流量调节:在网络发生拥塞时,通过调整发送方发送数据的速率来消除拥塞。
问题二:路由器感知到拥塞时,如何通知其上游结点,并且使上游结点降低发送速率?
抑制分组:感知到拥塞的路由器选择一个被拥塞的数据报,给该数据报的源主机返回一个抑制分组。
背压:抑制分组在从拥塞结点到源结点的路径上的每一跳,都发挥抑制作用。
负载脱落:有选择地主动丢弃一些数据报,来减轻网络负载,从而缓解或消除拥塞。
IPv4协议:Internet网络层最核心的协议。
定义了如何封装上层协议(如UDP、TCP)的报文段;
定义了Internet网络层寻址(IP地址)以及如何转发IP数据报等内容;
两个版本:IPv4和IPv6
分类地址
|类型|前缀长度|前缀|字节数|
|-------|-------|-------|-------|
|A类|8位|0XXXXXXX| 0-127
|
|B类 |16位|10XXXXXXXXXXXXXX| 128-191
|
|C类 |24位|110----| 192-223
|
|D类 |-|-| 224-239
|
|D类 |-|-| 240-255
|
路由选择算法:
分类标准
1.
链路状态 LS
2.
全局式路由选择算法