《计算机网络——自顶向下方法与Internet特色》幻灯片Lecture53
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计算机网络：自顶向下方法与互联网特色 教学指导
12.接收方第n层协议将检查信封外的头部信息。有时，协议可能将信封转交给低层协议(如，向另外一个节点转发)，或者打开信封，解析出其中的高层有效载荷，将高层信封交给第n+1层协议。和协议的分层结构一样，关于封装这个概念在开始时也比难以理解。但是，这些技术在我们的教材中通篇都是，必须彻底搞懂他们。
复习题
9.传输延迟：一个长度为1000字节的分组在距离为5000Km的链路上传播，其传输延迟是多大？假设传播速度为2.5X108m/s，链路的传输速率为1Mbps。一般化，如果链路的长度为d公里，传输速率为R bps，传播速率为s米/秒。则长度为L字节的分组的传输播延迟为多少？传输延迟与分组的长度L有关系吗？传输延迟与链路的传输速率有关系吗？
10.协议层次：计算机网络中使用了多达上百种不同的协议。为了更好地处理这种复杂性，将协议分成了不同的层次，这些协议层次组成了“栈(stack)”。例如，Internet的协议分为五层，从顶向下分别为：应用层、传输层、网络层、链路层和物理层。N层协议使用N-1层协议提供的服务。关于计算机网络协议层次的概念比较抽象，开始时很难把握，随着课程内容的逐步深入将变得越来越清晰。
3.Packet switching分组交换：当一个端系统向另一个端系统发送数据时，发送端将数据分成一个一个的数据块(chunks)，这些数据块叫做分组(packet)。同邮政系统分发邮件的过程类似，Internet独立地处理每个分组并将其向目的端系统传输。当分组交换机收到一个分组后，利用分组携带的目的地址确定传输分组所需使用的输出链路。因此，一个分组交换机执行“分组交换”，将到达的分组一个一个地从输出链路转发(forwarding)出去。另外，分组交换机在转发分组时采用存储转发(store and forward)方式，即交换机只有在完整地收到并存储下整个分组后才开始将分组从输出链路上转发出去。
复习题
9.传输延迟：一个长度为1000字节的分组在距离为5000Km的链路上传播，其传输延迟是多大？假设传播速度为2.5X108m/s，链路的传输速率为1Mbps。一般化，如果链路的长度为d公里，传输速率为R bps，传播速率为s米/秒。则长度为L字节的分组的传输播延迟为多少？传输延迟与分组的长度L有关系吗？传输延迟与链路的传输速率有关系吗？
10.协议层次：计算机网络中使用了多达上百种不同的协议。为了更好地处理这种复杂性，将协议分成了不同的层次，这些协议层次组成了“栈(stack)”。例如，Internet的协议分为五层，从顶向下分别为：应用层、传输层、网络层、链路层和物理层。N层协议使用N-1层协议提供的服务。关于计算机网络协议层次的概念比较抽象，开始时很难把握，随着课程内容的逐步深入将变得越来越清晰。
3.Packet switching分组交换：当一个端系统向另一个端系统发送数据时，发送端将数据分成一个一个的数据块(chunks)，这些数据块叫做分组(packet)。同邮政系统分发邮件的过程类似，Internet独立地处理每个分组并将其向目的端系统传输。当分组交换机收到一个分组后，利用分组携带的目的地址确定传输分组所需使用的输出链路。因此，一个分组交换机执行“分组交换”，将到达的分组一个一个地从输出链路转发(forwarding)出去。另外，分组交换机在转发分组时采用存储转发(store and forward)方式，即交换机只有在完整地收到并存储下整个分组后才开始将分组从输出链路上转发出去。
计算机网络技术与Internet使用精品PPT教学课件
知识拓展
本节任务： 分别用56K Modem拔号和ADSL Modem拔号的方法上网
任务描述： 实现家庭上网的两种常见方式，即56K Modem拔号和宽带
拔号上网。本任务学习如何通过这两种方式实现计算机拔号 的方法。
学习目标
❖普通56K Modem的安装与拔号方法 ❖ADSL Modem在WinXP下的拔号方法
若再次打开“控制面板”中的“系统管理器”，发现调制解调器 一项已经无异常，并且显示了当前安装的Modem的型号，如下图所示。
知识拓展
2020/12/8
操作步骤：
6、其它计算机的设置：另一台机按上述步骤也设置一次。 要注意的是IP地址的最后一位和计算机名要与第一台机不一
样，否则就会出现网络重名或IP地址冲突了。 例如：第二台计算机的IP地址设置为192.168.0.11，计算机
名设置成User02，其它依次类推。
7、设置共享： 假如我们要把计算机“User01”中E盘的文件夹“123”共享。
12/8
第9页
§7.2 设置拔号上网
教学纲要
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
操作步骤：
1、56K Modem的安装及拔号：
（1）安装Modem的驱动程序：准备好Modem的驱动程序光盘，在“控
制面板”中打开系统的“设备管理器”，在双击Modem图标，在所弹出的 “PCI Device属性”对话框中单击“重新安装驱动程序”。然后，按向 导指引一步步完成Modem的驱动程序安装。
5、设置计算机名：在 “网络”对话框中单击“标识”选项卡， 在弹出的网络标识对话框中，为本机指定一个网络名后单击“确 定”。
这时网络的设置就完成了，计算机会要求重新启动，启动后 刚才的设置就生效了，到此第一台计算机的设置就完成了。 第6页
本节任务： 分别用56K Modem拔号和ADSL Modem拔号的方法上网
任务描述： 实现家庭上网的两种常见方式，即56K Modem拔号和宽带
拔号上网。本任务学习如何通过这两种方式实现计算机拔号 的方法。
学习目标
❖普通56K Modem的安装与拔号方法 ❖ADSL Modem在WinXP下的拔号方法
若再次打开“控制面板”中的“系统管理器”，发现调制解调器 一项已经无异常，并且显示了当前安装的Modem的型号，如下图所示。
知识拓展
2020/12/8
操作步骤：
6、其它计算机的设置：另一台机按上述步骤也设置一次。 要注意的是IP地址的最后一位和计算机名要与第一台机不一
样，否则就会出现网络重名或IP地址冲突了。 例如：第二台计算机的IP地址设置为192.168.0.11，计算机
名设置成User02，其它依次类推。
7、设置共享： 假如我们要把计算机“User01”中E盘的文件夹“123”共享。
12/8
第9页
§7.2 设置拔号上网
教学纲要
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
操作步骤：
1、56K Modem的安装及拔号：
（1）安装Modem的驱动程序：准备好Modem的驱动程序光盘，在“控
制面板”中打开系统的“设备管理器”，在双击Modem图标，在所弹出的 “PCI Device属性”对话框中单击“重新安装驱动程序”。然后，按向 导指引一步步完成Modem的驱动程序安装。
5、设置计算机名：在 “网络”对话框中单击“标识”选项卡， 在弹出的网络标识对话框中，为本机指定一个网络名后单击“确 定”。
这时网络的设置就完成了，计算机会要求重新启动，启动后 刚才的设置就生效了，到此第一台计算机的设置就完成了。 第6页
《计算机网络——自顶向下方法与Internet特色》幻灯片Lecture13
ticket (complain) baggage (claim gates (unload) runway (land) airplane routing airplane routing airplane routing
arrival airport
ticket baggage gate takeoff/landing airplane routing
link physical switch
application transport network link physical
Hn Ht Hl Hn Ht
M M
network link physical
Hn Ht
M
router
Chapter 1: roadmap
1.1 What is the Internet? 1.2 Network edge 1.3 Network core 1.4 Network access and physical media 1.5 Internet structure and ISPs 1.6 Delay & loss in packet-switched networks 1.7 Protocol layers, service models 1.8 History
Internet History
• • •
• •
1980-1990: new protocols, a proliferation of networks（新的协议, 网络的大量增殖） 1983: deployment of • new national TCP/IP networks: Csnet, 1982: smtp e-mail BITnet, NSFnet, protocol defined Minitel 1983: DNS defined for • 100,000 hosts name-to-IP-address connected to translation confederation of 1985: ftp protocol defined networks 1988: TCP congestion
计算机网络培训(PPT 53页)
计算机可用性的提高是指当计算机网络中某一台计算机负 载过重时，计算机网络能够进行智能的判断，并将新的任务转 交给计算机网络中较空闲的计算机去完成，这样就能均衡每一 台计算机的负载，提高了每一台计算机的可用性。 o 4．易于进行分布处理
在计算机网络中，每个用户可根据情况合理选择计算机网 内的资源，以就近的原则快速地处理。对于较大型的综合问题， 通过一定的算法将任务分交给不同的计算机，从而达到均衡网 络资源，实现分布处理的目的。此外，利用网络技术，能将多 台计算机连成具有高性能的计算机系统，以并行的方式共同来 处理一个复杂的问题，这就是当今称之为协同式计算机的一种 网络计算模式
网络的互连
网络互连概述
网络互连:
实现网络之间的通信 网络间用户实现较高级的应用服务
TCP/IP协议来互联不同的网络
网络互连形式:
局域网与局域网 局域网与广域网 广域网与广域网
PPT文档演模板
TCP/IP
计算机网络培训(PPT 53页)
网络间的互连设备
中继器
用于拓扑结构相同的网络的互连。在OSI模型的物理 层上实现信号放大和再生。
o 计算机网络的模式主要有两种，它们分别是： 1．对等网络模式
在对等网络模式中，相连的机器之间彼此处于同 等地位，没有主从之分故又称为对等网络（Peer to Peer network）。它们能够相互共享资源，每台计算 机都能以同样方式作用于对方。
2．客户机／服务器网络 客户机／服务器网络是一种基于服务器的网络，
（2）共享软件资源
（3）共享数据
PPT文档演模板
计算机网络培训(PPT 53页)
o 3．计算机系统可靠性和可用性的提高 计算机系统可靠性的提高主要表现在计算机网络中每台计
在计算机网络中，每个用户可根据情况合理选择计算机网 内的资源，以就近的原则快速地处理。对于较大型的综合问题， 通过一定的算法将任务分交给不同的计算机，从而达到均衡网 络资源，实现分布处理的目的。此外，利用网络技术，能将多 台计算机连成具有高性能的计算机系统，以并行的方式共同来 处理一个复杂的问题，这就是当今称之为协同式计算机的一种 网络计算模式
网络的互连
网络互连概述
网络互连:
实现网络之间的通信 网络间用户实现较高级的应用服务
TCP/IP协议来互联不同的网络
网络互连形式:
局域网与局域网 局域网与广域网 广域网与广域网
PPT文档演模板
TCP/IP
计算机网络培训(PPT 53页)
网络间的互连设备
中继器
用于拓扑结构相同的网络的互连。在OSI模型的物理 层上实现信号放大和再生。
o 计算机网络的模式主要有两种，它们分别是： 1．对等网络模式
在对等网络模式中，相连的机器之间彼此处于同 等地位，没有主从之分故又称为对等网络（Peer to Peer network）。它们能够相互共享资源，每台计算 机都能以同样方式作用于对方。
2．客户机／服务器网络 客户机／服务器网络是一种基于服务器的网络，
（2）共享软件资源
（3）共享数据
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计算机网络培训(PPT 53页)
o 3．计算机系统可靠性和可用性的提高 计算机系统可靠性的提高主要表现在计算机网络中每台计
《计算机网络课件PPT》
2
本。
将域名解析为IP地址，并提供资源记录管
理。
3
FTP协议
用于在客户端和服务器之间传输文件。
SMTP协议
4
用于在电子邮件客户端和服务器之间传 输邮件。
网络安全
1 防火墙
用于保护网络免受未经授 权的访问和攻击。
2 加密技术
用于保护数据的机密性和 完整性。
3 入侵检测系统
监测网络中的异常活动并 采取相应措施。
延迟
减少延迟以提高响应时间。
拥塞控制
通过优化路由方法和流量管 理避免拥塞。
ห้องสมุดไป่ตู้
无线网络技术
1 Wi-Fi
无线局域网技术，提供便捷 的无线上网。
2 蓝牙
短距离无线通信技术，用于 设备之间的数据传输。
3 移动网络
通过蜂窝网络提供无线数据传输的服务。
处理数据包的路由和转发， 实现互联网的连接。
3 UDP协议
提供无连接的数据传输，适用于实时应用和多播。
数据链路层
MAC地址
唯一标识网络设备的物理地 址。
以太网
最常见的有线局域网技术， 提供高带宽传输。
无线局域网
使用无线电波进行数据传输 的局域网。
网络层
IPv4
互联网协议版本4，提供32位长 度的地址空间。
OSI参考模型
1
物理层
传输比特流，处理物理接口和介质的特
数据链路层
2
性。
在相邻节点间传输数据，提供数据包的
可靠传输和错误检测。
3
网络层
处理数据包的路由和转发，实现主机间
传输层
4
的通信。
提供端到端的可靠数据传输和流量控制。
计算机网络第4版(自顶向下方法)英文版ppt
What’s the Internet: “nuts and bolts” view
PC server wireless laptop cellular handheld
millions of connected computing devices:
Mobile network Global ISP
get “feel” and terminology more depth, detail later in course approach: use Internet as example
Overview:
what’s the Internet? what’s a protocol? network edge; hosts, access net, physical media network core: packet/circuit switching, Internet structure performance: loss, delay, throughput security protocol layers, service models history
interconnected routers network of networks
Introduction
1-11
The network edge:
end systems (hosts):
run application programs e.g. Web, email at “edge of network” peer-peer
Introduction 1-12
peer-peer model:
Network edge: reliable data transfer service
《计算机网络——自顶向下方法与Internet特色》幻灯片Lecture.ppt
• contacted by local name server that can not resolve name • root name server:
– contacts authoritative name server if name mapping not known
– gets mapping – returns mapping to local name server
authoritative DNS server
7. Recursive query: In theory, the following is true. In practice, not
• puts burden of
– Can be maintained by organization or service provider
6. Local Name Server
• Does not strictly belong to hierarchy • Each ISP (residential ISP, company,
m WIDE Tokyo
b USC-ISI Marina del Rey, CA l ICANN Los Angeles, CA
13 root name servers worldwide
4. Top-level domain (TLD) servers: responsible for com, org, net, edu, etc, and all top-level country domains uk, fr, ca, jp.
DNS servers
DNS serversDNS servers
Client wants IP for ; 1st approx:
计算机网络技术教程教材PPT
计算机网络技术教程教材PPT 计算机网络技术，作为当今信息时代的核心基石，其重要性不言而喻。
无论是我们日常的上网浏览、在线购物，还是企业的信息化管理、全球范围内的数据传输，都离不开计算机网络技术的支撑。
而一份优质的计算机网络技术教程教材 PPT，对于学习者理解和掌握这一复杂而又关键的领域，具有极大的帮助。
在这份 PPT 中，我们首先要明确其目标受众。
是针对初学者，旨在为他们打下坚实的基础？还是面向有一定基础的学习者，深入探讨某些高级主题？不同的受众定位将决定 PPT 的内容深度和讲解方式。
对于初学者，PPT 的开篇可以是一个引人入胜的引言，介绍计算机网络在现代社会中的无处不在和重要作用。
通过展示一些生动的例子，如人们通过网络进行远程办公、在线学习、视频通话等，让学习者直观地感受到网络的魅力和影响力。
接下来，进入基础知识的讲解。
首先是计算机网络的定义和组成部分。
清晰地阐述网络是由硬件设备（如计算机、服务器、路由器、交换机等）、软件（如操作系统、网络协议、应用程序等）以及连接它们的通信链路（如电缆、光纤、无线网络等）共同构成的。
在讲解网络拓扑结构时，通过简洁明了的图表展示常见的拓扑结构，如总线型、星型、环型、树型和网状型，并分析它们各自的优缺点。
比如，总线型结构成本低但可靠性较差，星型结构易于管理但中心节点压力大等。
网络协议是计算机网络的核心之一。
详细介绍 TCP/IP 协议簇，包括 IP 协议、TCP 协议和 UDP 协议等。
用通俗易懂的语言解释它们的工作原理，例如 IP 协议如何负责地址分配和数据包的路由，TCP 协议如何保证数据的可靠传输等。
网络地址和子网掩码的概念对于理解网络通信至关重要。
通过实际的例子，帮助学习者掌握如何计算 IP 地址、子网掩码以及判断网络中的主机数量等。
当涉及到网络设备时，对路由器、交换机、防火墙等设备进行详细介绍。
包括它们的功能、工作原理以及在网络中的作用。
配合实际的设备图片和工作演示视频，让学习者有更直观的认识。
计算机网络(自顶向下方法与internet特色)机械工业出版社 课后习题答案
1复习题1.没有不同。
主机和端系统可以互换。
端系统包括PC，工作站，WEB服务器，邮件服务器，网络连接的PDA，网络电视等等。
2.假设爱丽丝是国家A的大使，想邀请国家B的大使鲍勃吃晚餐。
爱丽丝没有简单的打个电话说“现在我没一起吃晚餐吧”。
而是她先打电话给鲍勃建议吃饭的日期与时间。
鲍勃可能会回复说那天不行，另外一天可以。
爱丽丝与鲍勃不停的互发讯息直到他们确定一致的日期与时间。
鲍勃会在约定时间（提前或迟到不超过15分钟）出现再大使馆。
外交协议也允许爱丽丝或者鲍勃以合理的理由礼貌的退出约会。
3.联网（通过网络互联）的程序通常包括2个，每一个运行在不同的主机上，互相通信。
发起通信的程序是客户机程序。
一般是客户机请求和接收来自服务器程序的服务。
4.互联网向其应用提供面向连接服务（TCP）和无连接服务（UDP）2种服务。
每一个互联网应用采取其中的一种。
面相连接服务的原理特征是：①在都没有发送应用数据之前2个端系统先进行“握手”。
②提供可靠的数据传送。
也就是说，连接的一方将所有应用数据有序且无差错的传送到连接的另一方。
③提供流控制。
也就是，确保连接的任何一方都不会过快的发送过量的分组而淹没另一方。
④提供拥塞控制。
即管理应用发送进网络的数据总量，帮助防止互联网进入迟滞状态。
无连接服务的原理特征：①没有握手②没有可靠数据传送的保证③没有流控制或者拥塞控制5.流控制和拥塞控制的两个面向不同的对象的不同的控制机理。
流控制保证连接的任何一方不会因为过快的发送过多分组而淹没另一方。
拥塞控制是管理应用发送进网络的数据总量，帮助防止互联网核心（即网络路由器的缓冲区里面）发生拥塞。
6.互联网面向连接服务通过使用确认，重传提供可靠的数据传送。
当连接的一方没有收到它发送的分组的确认（从连接的另一方）时，它会重发这个分组。
7.电路交换可以为呼叫的持续时间保证提供一定量的端到端的带宽。
今天的大多数分组交换网（包括互联网）不能保证任何端到端带宽。
20210911#_《计算机网络-自顶向下》
20210911#_《计算机⽹络-⾃顶向下》第1章计算机⽹络1.1 什么是因特⽹1.1.1 具体构成描述计算机⽹络（computer network）主机（host）或端系统（end system）通信链路（communication link）和分组交换机（packet switch）传输速率（transmission rate）分组（packet）路由器（router）链路层交换机（link-layer switch）路径（mute或path）因特⽹服务提供商（Internet Service Provider, ISP）协议（protocol）TCP （Transmission Control Protocol,传输控制协议）和IP （Internet Protocol,⽹际协议）因特⽹标准(Internet standard)由因特⽹⼯程任务组(Internet Engineering Task Force, IETF )请求评论(Request For Comment, RFC）1.1.2 服务描述分布式应⽤程序(distributed applicalion)套接字接⼝( socket interface),1.1.3 什么是协议1.2 ⽹络边缘客户（client）和服务器（server）数据中⼼（data center）1.2.1 接⼊⽹接⼊⽹边缘路由器（edge router）1.家庭接⼊：DSL、电缆、FTTH、拨号和卫星数字⽤户线（Digital Subscriber Line,DSL）复⽤器（DSLAM）电缆因特⽹接⼊（cable Internet access）所以它经常被称为混合光纤同轴（Hybrid Fiber Coax, HFC）系统。
电缆因特⽹接⼊需要特殊的调制解调器，这种调制解调器称为电缆调制解调器（cablemodem）电缆调制解调器端接系统（Cable Modem Termination System, CMTS）光纤到户(Fiber To The Home, FTTH)进⾏这种分配有两种有竞争性的光纤分布体系结构:主动光纤⽹络（Active Optical Network,AON）被动光纤⽹络(Passive Optical Network, P0N)光纤⽹络端接器(Optical Network Terminator, ONT）分配器(splitter)光纤线路端接器(Optical Line Tenninator, OLT)2.企业（和家庭）接⼊：以太⽹和WiFi3.⼴域⽆线接⼊：3G和LTELTE (长期演进“Long-Term Evolution”的缩写，被评为最差⾸字母缩写词年度奖候选者）1.2.2 物理媒体HFC使⽤了光缆和同轴电缆相结合的技术。
计算机网络自顶向下第六版课件
authentication: sender, receiver want to confirm
identity of each other
message integrity: sender, receiver want to ensure
message not altered (in transit, or afterwards) without detection
plaintext: ciphertext: e.g.:
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz mnbvcxzasdfghjklpoiuytrewq
Plaintext: bob. i love you. alice ciphertext: nkn. s gktc wky. mgsbc
Encryption key: mapping from set of 26 letters to set of 26 letБайду номын сангаасers Network Security
Computer Networking: A Top Down Approach
6th edition Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley March 2012
Chapter 8: Network Security
Chapter goals:
understand principles of network security:
Network Security 8-10
Symmetric key cryptography
KS
plaintext message, m encryption algorithm ciphertext K
全套课件-计算机网络自顶向下
其他应用(“弹性应用”) 则可灵活应用所能得到 的带宽
实时性（Timing） • 某些应用(e.g., IP 电话, 交
互式游戏) 要求较低的时 延
第2讲:应用层
6
常用应用程序对传输功能的要求
应用程序 数据丢失
文件传输 e-mail
Web 网页 实时音频/视频
存储音频/视频 交互式游戏 金融应用
– 教科书p232-234
第2讲:应用层
5
应用进程需要怎样的传输服务?
数据丢失（Data loss）
• 某些应用 (e.g., audio) 可以容 忍某种程度上的数据丢失
• 其他应用 (e.g., 文件传输, telnet) 要求 100% 可靠的数 据传输
带宽（Bandwidth）
某些应用(e.g., 多媒体) 对最低带宽有要求
所依赖的传输协议
TCP TCP TCP TCP TCP or UDP
TCP or UDP typically UDP
第2讲:应用层
9
http 协议
http: TCP 传输服务:
• 客户端启动TCP连接(创建插口) 到服务器, 端口 80
• 服务器接受来自客户端的 TCP 连接
• http 报文(应用层协议报文) 在 浏览器 (http client) 和Web服务 器(http server)之间进行交换
数据, e.g., 被请求的html文件
data data data data data ...
第2讲:应用层
17
http 响应状态码和短语
位于（服务器->客户端）响应报文的第一行. 样例: 200 OK
– 请求成功, 被请求的对象在报文中
实时性（Timing） • 某些应用(e.g., IP 电话, 交
互式游戏) 要求较低的时 延
第2讲:应用层
6
常用应用程序对传输功能的要求
应用程序 数据丢失
文件传输 e-mail
Web 网页 实时音频/视频
存储音频/视频 交互式游戏 金融应用
– 教科书p232-234
第2讲:应用层
5
应用进程需要怎样的传输服务?
数据丢失（Data loss）
• 某些应用 (e.g., audio) 可以容 忍某种程度上的数据丢失
• 其他应用 (e.g., 文件传输, telnet) 要求 100% 可靠的数 据传输
带宽（Bandwidth）
某些应用(e.g., 多媒体) 对最低带宽有要求
所依赖的传输协议
TCP TCP TCP TCP TCP or UDP
TCP or UDP typically UDP
第2讲:应用层
9
http 协议
http: TCP 传输服务:
• 客户端启动TCP连接(创建插口) 到服务器, 端口 80
• 服务器接受来自客户端的 TCP 连接
• http 报文(应用层协议报文) 在 浏览器 (http client) 和Web服务 器(http server)之间进行交换
数据, e.g., 被请求的html文件
data data data data data ...
第2讲:应用层
17
http 响应状态码和短语
位于（服务器->客户端）响应报文的第一行. 样例: 200 OK
– 请求成功, 被请求的对象在报文中
计算机网络-自顶向下方法与INTERNET特色
2、 Network service model
4.1 introduction
Network Service Architecture Model
Congestion Bandwidth Loss Order Timing feedback no
no yes yes yes no yes yes no no (inferred via loss) no congestion no congestion yes no
routing algorithms
5 School of Computer Science & Technology
1、 Key Network-Layer Functions
4.1 introduction
③ Connection setup
3rd important function in some network architectures:
end to end.
7 School of Computer Science & Technology
2、 Network service model
4.1 introduction
Q: What’s the service model of the channel connecting the transporting layer in the sending and receiving hosts?
Introduction
4.2 Virtual circuit and datagram networks
Datagram network provides networklayer connectionless service
相关主题
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r
heavy load: random wait will be longer
Ì first collision: choose K
from {0,1}; delay is K· 512 bit transmission times Ì after second collision: choose K from {0,1,2,3}… Ì after ten collisions, choose K from {0,1,2,3,4,…,1023}
twisted pair
hub
5: DataLink Layer
5-6
Meeting room analogy
Ì Bus:
conference room
Ì Hub:
conference call
5: DataLink Layer
5-7
Ethernet Frame Structure
Sending adapter encapsulates IP datagram (or other network layer protocol packet) in Ethernet frame
5-13
Ethernet uses CSMA/CD
Ì No slots Ì adapter doesn’t transmit Ì Before attempting a
if it senses that some other adapter is transmitting, that is, carrier sense Ì transmitting adapter aborts when it senses that another adapter is transmitting, that is, collision detection
Link Layer
Ì 5.1 Introduction and Ì Ì Ì Ì Ì 5.6 Hubs and switches Ì 5.7 PPP
services 5.2 Error detection and correction 5.3 Multiple access protocols 5.4 Link-Layer Addressing 5.5 Ethernet 以太网
Preamble: Ì 7 bytes with pattern 10101010 followed by one byte with pattern 10101011 （total: 8 bytes） Ì used to synchronize receiver, sender clock rates Why?
Star topology
Ì Twisted pair is better. Ì 10baseT introduced in early 90s, never
went back Ì Connection choices: hub or switch
hub or switch
5: DataLink Layer
Metcalfe’s Ethernet sketch
5: DataLink Layer
5-2
以太网（Ethernet）
“统治” LAN的技术: Ì 便宜， ￥50 for 100Mbs! Ì 最早被广泛应用的 LAN 技术 Ì 较为简单, 比 token LANs 和ATM便宜 Ì 赶上了速率竞赛的步伐: 10, 100, 1000 Mbps :
5: DataLink Layer
5-8
以太网帧结构
发送适配器将IP分组封装在以太网帧中(或其他 网络层协议分组)
Preamble（前同步码）: Ì 7 个 10101010 字节尾随一个 10101011字节 Ì 用来同步收发双方的时钟速率
5: DataLink Layer
5-9
Ethernet Frame Structure (more)
retransmission, adapter waits a random time, that is, random access
5: DataLink Layer
5-14
Ethernet CSMA/CD algorithm
1. Adaptor receives 4. If adapter detects datagram from net layer & another transmission while creates frame transmitting, aborts and sends jam signal 2. If adapter senses channel idle, it starts to transmit 5. After aborting, adapter frame. If it senses enters exponential channel busy, waits until backoff: after the mth channel idle and then collision, adapter chooses transmits a K at random from {0,1,2,…,2m-1}. Adapter 3. If adapter transmits waits K·512 bit times and entire frame without returns to Step 2 detecting another transmission, the adapter is done with frame ! 5: DataLink Layer 5-15
5: DataLink Layer
5-11
802.3/Ethernet v2帧格式
7 PA 1 SFD 2/6 DA 2/6 SA 2 LEN 校验区间 64-1518 字节 648 PA 6 DA 6 SA 2 Type 4646-1500 Data Pad 4字节 4字节 FCS 4646-1500 LLC PDU Pad 4 字节 FCS
r
r r
stream of datagrams passed to network layer can have gaps gaps will be filled if app is using TCP otherwise, app will see the gaps
5: DataLink Layer
Ì Addresses: 6 bytes r if adapter receives frame with matching destination address, or with broadcast address (eg ARP packet), it passes data in frame to net-layer protocol r otherwise, adapter discards frame Ì Type: indicates the higher layer protocol (mostly
IEEE 802.3
Ethernet
PA： 前同步码 - 10101010序列，用于使接收方与发送方同步 PA： 10101010序列 序列， SFD： SFD： 帧首定界 -- 10101011 DA： 目的MAC地址； SA： 源MAC地址 DA： 目的MAC地址 地址； SA： MAC地址 LEN：数据长度（数据部分的字节数）（ 1500B） LEN：数据长度（数据部分的字节数）（0-1500B） ）（0 Type： 类型。 Tyቤተ መጻሕፍቲ ባይዱe： 类型。高层协议标识 LLC PDU+pad -- 最少46字节, 最多1500字节 最少46字节 最多1500字节 字节, Pad：填充字段，保证帧长不少于64字节 Data域≥46字节，则无Pad) Pad：填充字段，保证帧长不少于64字节(若Data域≥46字节，则无Pad) 字节( 字节 FCS： 帧校验序列（CRC-32） FCS： 帧校验序列（CRC-32）
Metcalfe’s Etheret sketch
5: DataLink Layer
5-3
Ethernet Bus implementations
Ì Early days –
the vampire tap
Ì Later: “thinnet”
(coax with T connectors)
5: DataLink Layer 5-4
CSMA/CD算法
A: 检测信道, if 闲置
then { 发送并检测信道;
If 检测到了其他站点传输 then { 中止传输并发送冲突信号; 更新冲突 #; 按指数退避算法延迟发送; goto A } else {帧发送结束;将冲突次数置0} }
else {等待正在进行的传输结束并goto A}
5-5
Hubs
Hubs are essentially physical-layer repeaters: r bits coming from one link go out all other links r at the same rate (or bits get scrambled…) r no frame buffering r no CSMA/CD at hub: adapters detect collisions
5: DataLink Layer 5-12
Unreliable, connectionless service
Ì Connectionless: No handshaking between sending
and receiving adapter. Ì Unreliable: receiving adapter doesn’t send acks or nacks to sending adapter
5: DataLink Layer
heavy load: random wait will be longer
Ì first collision: choose K
from {0,1}; delay is K· 512 bit transmission times Ì after second collision: choose K from {0,1,2,3}… Ì after ten collisions, choose K from {0,1,2,3,4,…,1023}
twisted pair
hub
5: DataLink Layer
5-6
Meeting room analogy
Ì Bus:
conference room
Ì Hub:
conference call
5: DataLink Layer
5-7
Ethernet Frame Structure
Sending adapter encapsulates IP datagram (or other network layer protocol packet) in Ethernet frame
5-13
Ethernet uses CSMA/CD
Ì No slots Ì adapter doesn’t transmit Ì Before attempting a
if it senses that some other adapter is transmitting, that is, carrier sense Ì transmitting adapter aborts when it senses that another adapter is transmitting, that is, collision detection
Link Layer
Ì 5.1 Introduction and Ì Ì Ì Ì Ì 5.6 Hubs and switches Ì 5.7 PPP
services 5.2 Error detection and correction 5.3 Multiple access protocols 5.4 Link-Layer Addressing 5.5 Ethernet 以太网
Preamble: Ì 7 bytes with pattern 10101010 followed by one byte with pattern 10101011 （total: 8 bytes） Ì used to synchronize receiver, sender clock rates Why?
Star topology
Ì Twisted pair is better. Ì 10baseT introduced in early 90s, never
went back Ì Connection choices: hub or switch
hub or switch
5: DataLink Layer
Metcalfe’s Ethernet sketch
5: DataLink Layer
5-2
以太网（Ethernet）
“统治” LAN的技术: Ì 便宜， ￥50 for 100Mbs! Ì 最早被广泛应用的 LAN 技术 Ì 较为简单, 比 token LANs 和ATM便宜 Ì 赶上了速率竞赛的步伐: 10, 100, 1000 Mbps :
5: DataLink Layer
5-8
以太网帧结构
发送适配器将IP分组封装在以太网帧中(或其他 网络层协议分组)
Preamble（前同步码）: Ì 7 个 10101010 字节尾随一个 10101011字节 Ì 用来同步收发双方的时钟速率
5: DataLink Layer
5-9
Ethernet Frame Structure (more)
retransmission, adapter waits a random time, that is, random access
5: DataLink Layer
5-14
Ethernet CSMA/CD algorithm
1. Adaptor receives 4. If adapter detects datagram from net layer & another transmission while creates frame transmitting, aborts and sends jam signal 2. If adapter senses channel idle, it starts to transmit 5. After aborting, adapter frame. If it senses enters exponential channel busy, waits until backoff: after the mth channel idle and then collision, adapter chooses transmits a K at random from {0,1,2,…,2m-1}. Adapter 3. If adapter transmits waits K·512 bit times and entire frame without returns to Step 2 detecting another transmission, the adapter is done with frame ! 5: DataLink Layer 5-15
5: DataLink Layer
5-11
802.3/Ethernet v2帧格式
7 PA 1 SFD 2/6 DA 2/6 SA 2 LEN 校验区间 64-1518 字节 648 PA 6 DA 6 SA 2 Type 4646-1500 Data Pad 4字节 4字节 FCS 4646-1500 LLC PDU Pad 4 字节 FCS
r
r r
stream of datagrams passed to network layer can have gaps gaps will be filled if app is using TCP otherwise, app will see the gaps
5: DataLink Layer
Ì Addresses: 6 bytes r if adapter receives frame with matching destination address, or with broadcast address (eg ARP packet), it passes data in frame to net-layer protocol r otherwise, adapter discards frame Ì Type: indicates the higher layer protocol (mostly
IEEE 802.3
Ethernet
PA： 前同步码 - 10101010序列，用于使接收方与发送方同步 PA： 10101010序列 序列， SFD： SFD： 帧首定界 -- 10101011 DA： 目的MAC地址； SA： 源MAC地址 DA： 目的MAC地址 地址； SA： MAC地址 LEN：数据长度（数据部分的字节数）（ 1500B） LEN：数据长度（数据部分的字节数）（0-1500B） ）（0 Type： 类型。 Tyቤተ መጻሕፍቲ ባይዱe： 类型。高层协议标识 LLC PDU+pad -- 最少46字节, 最多1500字节 最少46字节 最多1500字节 字节, Pad：填充字段，保证帧长不少于64字节 Data域≥46字节，则无Pad) Pad：填充字段，保证帧长不少于64字节(若Data域≥46字节，则无Pad) 字节( 字节 FCS： 帧校验序列（CRC-32） FCS： 帧校验序列（CRC-32）
Metcalfe’s Etheret sketch
5: DataLink Layer
5-3
Ethernet Bus implementations
Ì Early days –
the vampire tap
Ì Later: “thinnet”
(coax with T connectors)
5: DataLink Layer 5-4
CSMA/CD算法
A: 检测信道, if 闲置
then { 发送并检测信道;
If 检测到了其他站点传输 then { 中止传输并发送冲突信号; 更新冲突 #; 按指数退避算法延迟发送; goto A } else {帧发送结束;将冲突次数置0} }
else {等待正在进行的传输结束并goto A}
5-5
Hubs
Hubs are essentially physical-layer repeaters: r bits coming from one link go out all other links r at the same rate (or bits get scrambled…) r no frame buffering r no CSMA/CD at hub: adapters detect collisions
5: DataLink Layer 5-12
Unreliable, connectionless service
Ì Connectionless: No handshaking between sending
and receiving adapter. Ì Unreliable: receiving adapter doesn’t send acks or nacks to sending adapter
5: DataLink Layer