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计算机网络计算检验和代码

发布时间: 2023-03-05 17:31:38

计算机网络原理中求CRC校验码。

01100。算法你可以用手算,或者用代码计算,代码分按位和按字节。手算算法是:多项式为101101你在信息的后面补5个0信息码变为1101101100000这时开始用多项式对上面的信息码进行异或操作,要打的话很麻烦。我只把没一次运算的结果写一下1:011011(注意,前面一位已经为零,这时,要在此数后面补一个数,也就是说,现在已经对8为信息码操作了一位)移位以后变为110111。(此时的首位又为1,再与多项式异或,下面的类似)2:0110103:0110004:0111015:0101116:000011 注意此时的信息码已经被操作了5次了,就是说还有3位没有操作,这时把这个数左移3位就好了,因为他的前3位都为零,所以最后的crc码为01100整个要发送的数据为11011011+01100中间算的可能有错误,开始看crc的时候可能会很难懂,看看代码很不错的

❷ 计算机网络CRC检验中为什么选择16或32位效验码,效率最高

循环冗余校验(CRC)是一种根据网络数据封包或电脑档案等数据产生少数固定位数的一种散列函数,主要用来检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误。生成的数字在传输或者储存之前计算出来并且附加到数据后面,然后接收方进行检验确定数据是否发生变化。一般来说,循环冗余校验的值都是32位的整数。由于本函数易于用二进制的电脑硬件使用、容易进行数学分析并且尤其善于检测传输通道干扰引起的错误,因此获得广泛应用。它是由W.WesleyPeterson在他1961年发表的论文中披露[1]。{{noteTA|T=zh-hans:循环冗余校验;zh-hant:循环冗余校验;|1=zh-hans:循环冗余校验;zh-hant:循环冗余校验;}}'''循环冗余校验'''(CRC)是一种根据网路数据封包或[[电脑档案]]等数据产生少数固定位数的一种[[散列函数]],主要用来检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误。生成的数字在传输或者储存之前计算出来并且附加到数据后面,然后接收方进行检验确定数据是否发生变化。一般来说,循环冗余校验的值都是32位的整数。由于本函数易于用二进制的[[电脑硬件]]使用、容易进行数学分析并且尤其善于检测传输通道干扰引起的错误,因此获得广泛应用。它是由[[W.WesleyPeterson]]在他1961年发表的论文中披露{{citejournal|author=Peterson,W.W.andBrown,D.T.|year=1961|month=January|title=CyclicCodesforErrorDetection|journal=ProceedingsoftheIRE|doi=10.1109/JRPROC.1961.287814|issn=0096-8390|volume=49|pages=228}}。==简介==CRC“校验和”是两个位元数据流采用二进制除法(没有进位,使用XOR异或来代替减法)相除所得到的余数。其中被除数是需要计算校验和的信息数据流的二进制表示;除数是一个长度为n+1的预定义(短)的二进制数,通常用多项式的系数来表示。在做除法之前,要在信息数据之后先加上n个0.CRCa是基于[[有限域]]GF(2)([[同余|关于2同余]])的[[多项式环]]。简单的来说,就是所有系数都为0或1(又叫做二进制)的多项式系数的集合,并且集合对于所有的代数操作都是封闭的。例如::(x^3+x)+(x+1)=x^3+2x+1\equivx^3+12会变成0,因为对系数的加法都会模2.乘法也是类似的::(x^2+x)(x+1)=x^3+2x^2+x\equivx^3+x我们同样可以对多项式作除法并且得到商和余数。例如,如果我们用''x''3+''x''2+''x''除以''x''+1。我们会得到::\frac{(x^3+x^2+x)}{(x+1)}=(x^2+1)-\frac{1}{(x+1)}也就是说,:(x^3+x^2+x)=(x^2+1)(x+1)-1这里除法得到了商''x''2+1和余数-1,因为是奇数所以最后一位是1。字符串中的每一位其实就对应了这样类型的多项式的系数。为了得到CRC,我们首先将其乘以x^{n},这里n是一个固定多项式的[[多项式的阶|阶]]数,然后再将其除以这个固定的多项式,余数的系数就是CRC。在上面的等式中,x^2+x+1表示了本来的信息位是111,x+1是所谓的'''钥匙''',而余数1(也就是x^0)就是CRC.key的最高次为1,所以我们将原来的信息乘上x^1来得到x^3+x^2+x,也可视为原来的信息位补1个零成为1110。一般来说,其形式为::M(x)\cdotx^{n}=Q(x)\cdotK(x)+R(x)这里M(x)是原始的信息多项式。K(x)是n阶的“钥匙”多项式。M(x)\cdotx^{n}表示了将原始信息后面加上n个0。R(x)是余数多项式,既是CRC“校验和”。在通讯中,发送者在原始的信息数据M后加上n位的R(替换本来附加的0)再发送。接收者收到M和R后,检查M(x)\cdotx^{n}-R(x)是否能被K(x)整除。如果是,那么接收者认为该信息是正确的。值得注意的是M(x)\cdotx^{n}-R(x)就是发送者所想要发送的数据。这个串又叫做''codeword''.CRCs经常被叫做“[[校验和]]”,但是这样的说法严格来说并不是准确的,因为技术上来说,校验“和”是通过加法来计算的,而不是CRC这里的除法。“[[错误纠正编码]]”常常和CRCs紧密相关,其语序纠正在传输过程中所产生的错误。这些编码方式常常和数学原理紧密相关。==实现====变体==CRC有几种不同的变体*shiftRegister可以逆向使用,这样就需要检测最低位的值,每次向右移动一位。这就要求polynomial生成逆向的数据位结果。''实际上这是最常用的一个变体。''*可以先将数据最高位读到移位寄存器,也可以先读最低位。在通讯协议中,为了保留CRC的[[突发错误]]检测特性,通常按照[[物理层]]发送数据位的方式计算CRC。*为了检查CRC,需要在全部的码字上进行CRC计算,而不是仅仅计算消息的CRC并把它与CRC比较。如果结果是0,那么就通过这项检查。这是因为码字M(x)\cdotx^{n}-R(x)=Q(x)\cdotK(x)可以被K(x)整除。*移位寄存器可以初始化成1而不是0。同样,在用算法处理之前,消息的最初n个数据位要取反。这是因为未经修改的CRC无法区分只有起始0的个数不同的两条消息。而经过这样的取反过程,CRC就可以正确地分辨这些消息了。*CRC在附加到消息数据流的时候可以进行取反。这样,CRC的检查可以用直接的方法计算消息的CRC、取反、然后与消息数据流中的CRC比较这个过程来完成,也可以通过计算全部的消息来完成。在后一种方法中,正确消息的结果不再是0,而是\sum_{i=n}^{2n-1}x^{i}除以K(x)得到的结果。这个结果叫作核验多项式C(x),它的十六进制表示也叫作[[幻数]]。按照惯例,使用CRC-32多项式以及CRC-16-CCITT多项式时通常都要取反。CRC-32的核验多项式是C(x)=x^{31}+x^{30}+x^{26}+x^{25}+x^{24}+x^{18}+x^{15}+x^{14}+x^{12}+x^{11}+x^{10}+x^8+x^6+x^5+x^4+x^3+x+1。==错误检测能力==CRC的错误检测能力依赖于关键多项式的阶次以及所使用的特定关键多项式。''误码多项式''E(x)是接收到的消息码字与正确消息码字的''异或''结果。当且仅当误码多项式能够被CRC多项式整除的时候CRC算法无法检查到错误。*由于CRC的计算基于除法,任何多项式都无法检测出一组全为零的数据出现的错误或者前面丢失的零。但是,可以根据CRC的[[#变体|变体]]来解决这个问题。*所有只有一个数据位的错误都可以被至少有两个非零系数的任意多项式检测到。误码多项式是x^k,并且x^k只能被i\lek的多项式x^i整除。*CRC可以检测出所有间隔距离小于[[多项式阶次]]的双位错误,在这种情况下的误码多项式是E(x)=x^i+x^k=x^k\cdot(x^{i-k}+1),\;i>k。如上所述,x^k不能被CRC多项式整除,它得到一个x^{i-k}+1项。根据定义,满足多项式整除x^{i-k}+1的{i-k}最小值就是多项是的阶次。最高阶次的多项式是[[本原多项式]],带有二进制系数的n阶多项式==CRC多项式规范==下面的表格略去了“初始值”、“反射值”以及“最终异或值”。*对于一些复杂的校验和来说这些十六进制数值是很重要的,如CRC-32以及CRC-64。通常小于CRC-16的CRC不需要使用这些值。*通常可以通过改变这些值来得到各自不同的校验和,但是校验和算法机制并没有变化。CRC标准化问题*由于CRC-12有三种常用的形式,所以CRC-12的定义会有歧义*在应用的CRC-8的两种形式都有数学上的缺陷。*据称CRC-16与CRC-32至少有10种形式,但没有一种在数学上是最优的。*同样大小的CCITTCRC与ITUCRC不同,这个机构在不同时期定义了不同的校验和。==常用CRC(按照ITU-IEEE规范)=={|class="wikitable"!名称||多项式||表示法:正常或者翻转|-|CRC-1||x+1(用途:硬件,也称为[[奇偶校验位]])||0x1or0x1(0x1)|-|CRC-5-CCITT||x^{5}+x^{3}+x+1([[ITU]]G.704标准)||0x15(0x??)|-|CRC-5-USB||x^{5}+x^{2}+1(用途:[[USB]]信令包)||0x05or0x14(0x9)|-|CRC-7||x^{7}+x^{3}+1(用途:通信系统)||0x09or0x48(0x11)|-|CRC-8-ATM||x^8+x^2+x+1(用途:ATMHEC)||0x07or0xE0(0xC1)|-|CRC-8-[[CCITT]]||x^8+x^7+x^3+x^2+1(用途:[[1-Wire]][[总线]])|||-|CRC-8-[[Dallas_Semiconctor|Dallas]]/[[Maxim_IC|Maxim]]||x^8+x^5+x^4+1(用途:[[1-Wire]][[bus]])||0x31or0x8C|-|CRC-8||x^8+x^7+x^6+x^4+x^2+1||0xEA(0x??)|-|CRC-10||x10+x9+x5+x4+x+1||0x233(0x????)|-|CRC-12||x^{12}+x^{11}+x^3+x^2+x+1(用途:通信系统)||0x80For0xF01(0xE03)|-|CRC-16-Fletcher||参见[[Fletcher'schecksum]]||用于[[Adler-32]]A&BCRC|-|CRC-16-CCITT||''x''16+''x''12+''x''5+1([[X25]],[[V.41]],[[Bluetooth]],[[PPP]],[[IrDA]])||0x1021or0x8408(0x0811)|-|CRC-16-[[IBM]]||''x''16+''x''15+''x''2+1||0x8005or0xA001(0x4003)|-|CRC-16-[[BBS]]||x16+x15+x10+x3(用途:[[XMODEM]]协议)||0x8408(0x????)|-|CRC-32-Adler||See[[Adler-32]]||参见[[Adler-32]]|-|CRC-32-MPEG2||See[[IEEE802.3]]||参见[[IEEE802.3]]|-|CRC-32-[[IEEE802.3]]||x^{32}+x^{26}+x^{23}+x^{22}+x^{16}+x^{12}+x^{11}+x^{10}+x^8+x^7+x^5+x^4+x^2+x+1||0x04C11DB7or0xEDB88320(0xDB710641)|-|CRC-32C(Castagnoli)||x^{32}+x^{28}+x^{27}+x^{26}+x^{25}+x^{23}+x^{22}+x^{20}+x^{19}+x^{18}+x^{14}+x^{13}+x^{11}+x^{10}+x^9+x^8+x^6+1||0x1EDC6F41or0x82F63B78(0x05EC76F1)|-|CRC-64-ISO||x^{64}+x^4+x^3+x+1(use:ISO3309)||(0xB000000000000001)|-|CRC-64-[[EcmaInternational|ECMA]]-182||x^{64}+x^{62}+x^{57}+x^{55}+x^{54}+x^{53}+x^{52}+x^{47}+x^{46}+x^{45}+x^{40}+x^{39}+x^{38}+x^{37}+x^{35}+x^{33}+x^{32}+x^{31}+x^{29}+x^{27}+x^{24}+x^{23}+x^{22}+x^{21}+x^{19}+x^{17}+x^{13}+x^{12}+x^{10}+x^9+x^7+x^4+x+1(asdescribedin[CRC16toCRC64collisionresearch]*[index.htm#SAR-PR-2006-05ReversingCRC–TheoryandPractice.]{{math-stub}}[[Category:校验和算法]][[bg:CRC]][[ca:Controlderendànciacíclica]][[cs:Cyklickýrendantnísoučet]][[de:ZyklischeRendanzprüfung]][[en:Cyclicrendancycheck]][[es:Controlderendanciacíclica]][[eu:CRC]][[fi:CRC]][[fr:Contrôlederedondancecyclique]][[he:בדיקתיתירותמחזורית]][[id:CRC]][[it:Cyclicrendancycheck]][[ja:巡回冗长検査]][[ko:순환중복검사]][[nl:CyclicRendancyCheck]][[pl:CRC]][[pt:CRC]][[ru:Циклическийизбыточныйкод]][[simple:Cyclicrendancycheck]][[sk:Kontrolacyklickýmkódom]][[sv:CyclicRendancyCheck]][[vi:CRC]]

❸ 计算机网络的一个习题求解,解答看不懂,题目和解答如下!关于首部检验和的计算。

首部检验的方法是,吧首部分成一些16字的序列,将首部检验置0,然后对这些序列进行反码算数运算。求出来的这个和的反码放入首部检验位(16位)。收到数据报时进行检验:就是把首部再反码求和一遍,然后再取反码,这时应该得到0。

所以说前五行就是首部的前五行。
然后接下来的五行就是,换算成2进制的序列。
将这些序列16位的取反码合(包括和检验字段)得出来首部检验和发送前的值。
0111010001001110
然后再取反码放入首部检验位
1000101110110001
没有算,不过算出来应该就是这样。
反码求和时最高位相加产生进位的话结果要+1.

❹ 计算机网络问题,急,,,

2017年12月13日星期三,

这里需要强调一点,生成多项式(generator polynomial)和多项式不是一个概念,这里需要注意。我个人的理解是你要进行几位的CRC校验,就需要几位的生成多项式(generator polynomial),但还收到生成多项式(generator polynomial)的第一位必须为1的限制,因此生成的多项式还需要注意这一点。原始信息所对应的多项式和生成多项式(generator polynomial)不是一个概念。

首先,我们要知道,任何一串二进制数都可以用一个多项式表示:且这串二进制数的各位对应多项式的各幂次,多项式中假如有此幂次项(比如多项式汇中有幂次项x^2对应二进制串码中从右至左的第三位二进制数一定为1.因为右数第一位的幂次项为x^0,右数第二位的幂次项为x^1),则对应二进制数串码中此位置的1,无此幂次项对应0。

举例:代码1010111对应的多项式为x^6+x^4+x^2+x+1,若我们将缺失的幂次项补全的话就有x^6+(x^5)+x^4+(X^3)+x^2+x+1,又因为x^5和X^3所对应的二进制位为0,不记入多项式中,因此有x^6+x^4+x^2+x+1,就是表示 1010111这个串码。

而多项式为x^5+x^3+x^2+x+1的完整多项式为x^5+(x^4)+x^3+x^2+x+1正好对应二进制串码101111,而x^4对应的二进制串码中右数第五位(左数第二位)为0,不记入多项式中,因此,101111可以使用多项式x^5+x^3+x^2+x+1来表示。

通过上述两个多项式的例子,可以看出,当多项式中的幂次项所对应的那一位二进制为1时,多项式中的那一个幂次项存在,而当二进制串码中的某位为0时,对应的多项式幂次项忽略不记录,例如,10111 1因为从左向右第二位是0,因此对应的多项式分子x^4就没有被记录到多项式中,

书面的说法是:

多项式和二进制数有直接对应关系:X的最高幂次对应二进制数的最高位,以下各位对应多项式的各幂次,有此幂次项对应1,无此幂次项对应0。可以看出:X的最高幂次为R,转换成对应的二进制数有R+1位,

我们现在来看题目中generator plynomial (生成多项式)is X^4+x^2+1,最高幂次是4,因此,其表示的二进制为(4+1=5)5位,

且通过crc的原理,我们知道,循环冗余校验码(CRC)是由两部分组拼接而成的,

第一部分是信息码,

第二部分是校验码,

可得公式:

CRC=信息码+校验码,

很明显校验码是跟在信息码之后的,所以,题目中1101011011中左数的那5位是真正传输的信息(信息码),即actual bit string transmitted(实际传输的信息位流)是11010,而后面的5位(11011)是校验码,

接下来我们结合上面的内容来理解对CRC的定义:

循环冗余校验码(CRC)的基本原理是:在K位信息码后再拼接R位的校验码,整个编码长度为N位,因此,这种编码也叫(N,K)码。对于一个给定的(N,K)码,可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)。根据G(x)可以生成K位信息的校验码,而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。 校验码的具体生成过程为:假设要发送的信息用多项式C(X)表示,将C(x)左移R位(可表示成C(x)*2^R),这样C(x)的右边就会空出R位,这就是校验码的位置。用 C(x)*2^R 除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码。

另一个定义:

利用CRC进行检错的过程可简单描述为:在发送端根据要传送的k位二进制码序列,以一定的规则产生一个校验用的r位监督码(CRC码),附在原始信息后边,构成一个新的二进制码序列数共k+r位,然后发送出去。在接收端,根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验,以确定传送中是否出错。这个规则,在差错控制理论中称为“生成多项式”。

再看另一个描述,在代数编码理论中,将一个码组表示为一个多项式,码组中各码元当作多项式的系数。例如 1100101 表示为1·x^6+1·x^5+0·x^4+0·x^3+1·x^2+0·x^1+1,即 x^6+x^5+x^2+1。

设,编码前的原始信息多项式为P(x),P(x)的最高幂次加1等于k(这里的K就是整个原始信息的二进制编码的长度,以上例1100101为例,此串二进制编码的最高位对应的多项式幂次为6,根据定义得K=6+1=7,正好是此串二进制编码的长度,);

设,生成多项式为G(x),G(x)的最高幂次等于r,这个r可以随意指定,也就是r可以不等于K,但指定r时,必须满足生成多项式G(x)最高位必须为1的条件,

设,CRC多项式为R(x)。:将P(x)乘以x^r(即对应的二进制码序列左移r位),再除以G(x),所得余式即为R(x)。

设,编码后的带CRC的信息多项式为T(x)。:用公式表示为T(x)=x^r*P(x)+R(x),翻译过来就是,编码后的带CRC校验的多项式由左移了r位的原始信息P(x)后接CRC的校验码R(x)组成,

而在接收端,是使用T(x )去除G(x),若无余数,则表示接收正确。就是接收端使用接收到的信息T(x )去除和发送端约好的生成多项式G(x),若除尽没有余数则表示信息正确接收。

我们再来看本题,

题中给出已传输的信息为:1101011011,即T(x )=1101011011;

而generator polynomial 生成多项式是:x^4+x^2+1,即G(x)=10101;

那么,我们来使用T(x )除以G(x)=110,根据上面的定义,我们知道,出现了没有除尽的情况,有余数,余数为110,则说明信息11010在传递过程出现了错误,而题目中给出,若将此信息串码的左数第三位进行翻转,则接收到的信息为:1111011011,那么,

T(x )=1111011011,

则,再通过T(x )除以G(x)进行校验运算后,得到余数1,没有除尽

即T(x )除以G(x)=1,

所以没有通过CRC校验,此时,接收端能发现这个错误,

但是,如果我们将此串数据的左数第三位和最后一位同时翻转,得到1111011010,那么再经过T(x )除以G(x)的接收端校验后,除尽了,余数为0,则,此时,因为T(x )除以G(x)=0,通过了接收端的校验,因此,接收端并不能发现这个错误,以为是收到了正确的串码:11110,但实际上我们发送的串码是:11010,

最后,我们再来研究一下,T(x )是怎么除G(x)的,实际上我们必须清楚,这里的除法实际上并不是我们传统意义上的十进制除法,而是两个二进制的“按位异或”(请注意每步运算都是先进行高位对齐的。)的算法,在二进制数运算中,这被称为模二除运算,

来看两个例子,

【例一】假设使用的生成多项式是G(X)=X3+X+1。4位的原始报文为1010,求编码后的报文。

解:

1、将生成多项式G(X)=X^3+X+1转换成对应的二进制除数1011。

R=3,R就是生成多项式的最高次幂,

2、此题生成多项式有4位(R+1)(注意:通过对生成多项式计算所得的校验码为3位,因为,生成多项式的R为生成多项式的最高次幂,所以校验码位数是3位),要把原始报文C(X)【这里的C(X)就是1010】左移3(R)位变成1010 000

3、用生成多项式对应的二进制数对左移3位后的原始报文进行模2除(高位对齐),相当于按位异或:

1010000

1011

------------------

0001000, 请注意这里,通过第一次除法,也就是模2除(高位对齐)的运算,将两个二进制代码进行了高位对齐后的按位异或的操作后,得到0001000即1000,接下来,需要进行第二次除法,即使用第一步得到的二进制数1000去除1011【G(x)】,则有下面的式子,

1000

1011

------------------

0011,请注意,结果为0011,也可以写成11,但是我们由上面得知,由生成多项式G(X)=X^3+X+1,已经确定了校验位是3位,因此,

得到的余位011,所以最终编码为:1010 011。


例二:

信息字段代码为: 1011001;对应的原始多项式P(x)=x6+x4+x3+1

假设生成多项式为:g(x)=x4+x3+1;则对应g(x)的代码为: 11001,又因为g(x)最高次幂为4,因此可以确定校验位是4位,

根据CRC给生成多项式g(x)定义的规则,将原始代码整体左移4位,这样在原始数据后面多出4位校验位的位置,即x^4*P(x),得到:10110010000;

接下来使用10110010000去除以g(x),得到最终的余数1010,并与原始信息组成二进制串码:1011001 1010发送出去,

接收方:使用相同的生成多项式进行校验:接收到的字段/生成码(二进制除法)

如果能够除尽,则正确,

给出余数(1010)的计算步骤:

除法没有数学上的含义,而是采用计算机的模二除法,即除数和被除数做异或运算。进行异或运算时除数和被除数最高位对齐,按位异或。

10110010000

^11001

--------------------------

01111010000 ,这里进行第一次按位异或,得到01111010000,即1111010000,将1111010000再去除以11001,如下步骤,

1111010000

^11001

-------------------------

0011110000,进行了第二次模2除后,得到0011110000,即11110000,将

11110000去除11001,

11110000

^11001

--------------------------

00111000,第三次摸2除,得到00111000,即111000,用

111000去除11001,

111000

^11001

-------------------

001010,进行第四次模2除后,得到最终的余数,001010,即1010,

则四位CRC校验码就为:1010。


❺ 计算机网络技术专业代码

计算机网络技术专业代码是510202

计算机网络技术专业就业方向:主要是从事大中型企业的计算机及网络设备的售前与售后技术支持、网络工程的设计与施工、网络及安全管理与维护、网络应用开发等等,并在中小型企事业单位从事网络组建、网络安全与管理、网络服务应用开发等工作。

❻ 计算机网络技术专业代码是多少

590102

❼ 计算机网络,UDP数据报的校验和字段是通过什么来校验源和目的IP的呢

其实这是一种加密技术用于对文件内容进行审计的方法,使用 精通读文件把文件读到内存中,再对文件内容作一个 MD5 校验得到一串密码,就是校验和。

补充:

1、IP首部校验和字段是根据IP首部计算的校验和码,它不对首部后面的数据进行计算。ICMP、IGMP、UDP和TCP在它们各自的首部中均含有同时覆盖首部和数据校验和码。
2、IP首部校验和计算:
为了计算一份数据报的IP检验和,首先把检验和字段置为0。然后,对首部中每个16bit进行二进制反码求和(整个首部看成是由一串16bit的字组成),结果存在检验和字段中。当收到一份IP数据报后,同样对首部中每个16bit进行二进制反码的求和。由于接收方在计算过程中包含了发送方存在首部中的检验和,因此,如果首部在传输过程中没有发生任何差错,那么接收方计算的结果应该为全1。如果结果不是全1(即检验和错误),那么IP就丢弃收到的数据报。但是不生成差错报文,由上层去发现丢失的数据报并进行重传。
3、TCP和UDP校验和计算(两者相同)
校验和还包含—个96位的伪首标,理论上它位于TCP首标的前面。这个伪首标包含了源地址、目的地址、协议和TCP长度等字段,这使得TCP能够防止出现路由选择错误的数据段。这些信息由网际协议(IP)承载,通过TCP/网络接口,在IP上运行的TCP调用参数或者结果中传递。

伪首部并非UDP数据报中实际的有效成分。伪首部是一个虚拟的数据结构,其中的信息是从数据报所在IP分组头的分组头中提取的,既不向下传送也不向上递交,而仅仅是为计算校验和。
这样的校验和,既校验了UDP用户数据的源端口号和目的端口号以及UDP用户数据报的数据部分,又检验了IP数据报的源IP地址和目的地址。(伪报头保证UDP和TCP数据单元到达正确的目的地址。因此,伪报头中包含IP地址并且作为计算校验和需要考虑的一部分。最终目的端根据伪报头和数据单元计算校验和以验证通信数据在传输过程中没有改变而且到达了正确的目的地址。

❽ 首部检验和怎么计算

IP首部校验和的计算方法:

把校验和字段清零,对每16位(2字节)进行二进制反码求和, 反码求和的意思是先对每16位求和,再将得到的和转为反码。

IP数据报校验只对首部进行校验,不对数据部分进行校验。把首部看成16位为单位的数字组成,依次进行二进制反码求和,再把结果依次存入校验和字段中即可。

(8)计算机网络计算检验和代码扩展阅读:

将发送的进行检验和运算的数据分成若干个16位的位串,每个位串看成一个二进制数,这里并不管字符串代表什么,是整数、浮点数还是位图都无所谓。将IP、UDP或TCP的PDU首部中的检验和字段置为0,该字段也参与检验和运算。

对这些16位的二进制数进行1的补码和(one's complement sum)运算,累加的结果再取反码即生成了检验码。将检验码放入检验和字段中。

其中1的补码和运算,即带循环进位(end round carry)的加法,最高位有进位应循环进到最低位。反码即二进制各位取反,如0111的反码为1000。

❾ 在计算机网络中什么是crc校验和,怎么计算

计算机网络原理的计算题(crc校验和数据传输问题)第1题:设要发送的二进制数据为10110011,若采用crc校验方法,生成多项式为x^4+x^3+1,度求出实际发送的二进制数字序列。(要求写出计算
计算机网络原理的计算题(crc校验和数据传输问题)
第1题:设要发送的二进制数据为10110011,若采用crc校验方法,生成多项式为x^4+x^3+1,度求出实际发送的二进制数字序列。(要求写出计算过程)
这是自考08年四月份的试题,我总是跟答案算的不一样。
答案是:待发送的序列m=10110011,除数p=11001,m*2^5与除数p进行模2除法运算,得余数r=1000,所以要发送的二进制序列为:101100111000
我不明白为什么m要乘以2的5次方,我是用101100110000除以11001得到的余数是100。
第2题:一条长度为100km的点对点链路,对于一个100字节的分组,带宽为多大时传播延迟等于发送延迟?(信道传输速度为2*10^8m/s)
答案是:
传播延迟为:100km/(2*10^8m/s)=50ms
发送延迟等于传播延迟时:100/c=50ms
则信道传输速率:c=200kbps

❿ 《计算机网络》数据交换有几种方式,各自的优缺点是什么

自己看

计算机网络的应用
计算机网络在资源共享和信息交换方面所具有的功能,是其它系统所不能替代的。计算机网络所具有的高可靠性、高性能价格比和易扩充性等优点,使得它在工 业、农业、交通运输、邮电通信、文化教育、商业、国防以及科学研究等各个领域、各个行业获得了越来越广泛的应用。我国有关部门也已制订了"金桥"、"金关 "和"金卡"三大工程,以及其它的一些金字号工程,这些工程都是以计算机网络为基础设施,为促使国民经济早日实现信息化的主干工程,也是计算机网络的具体 应用。计算机网络的应用范围实在太广泛,本节仅能涉及一些带有普遍意义和典型意义的应用领域。
(1)办公自动化OA(Office Automation)
办公自动化系统,按计算机系统结构来看是一个计算机网络,每个办公室相当于一个工作站。它集计算机技术、数据库、局域网、远距离通信技术以及人工智 能、声音、图像、文字处理技术等综合应用技术之大成,是一种全新的信息处理方式。办公自动化系统的核心是通信,其所提供的通信手段主要为数据/声音综合服 务、可视会议服务和电子邮件服务。
(2)电子数据交换EDI(Electronic Data Interchange)
电子数据交换,是将贸易、运输、保险、银行、海关等行业信息用一种国际公认的标准格式,通过计算机网络通信,实现各企业之间的数据交换,并完成以贸易为中心的业务全过程。EDI在发达国家应用已很广泛,我国的"金关"工程就是以EDI作为通信平台的。
(3)远程交换(Telecommuting)
远程交换是一种在线服务(Online Serving)系统,原指在工作人员与其办公室之间的计算机通信形式,按通俗的说法即为家庭办公。
一个公司内本部与子公司办公室之间也可通过远程交换系统,实现分布式办公系统。远程交换的作用也不仅仅是工作场地的转移,它大大加强了企业的活力与快速反应能力。近年来各大企业的本部,纷纷采用一种被之为"虚拟办公室"(Virtual Office)的技术,创造出一种全新的商业环境与空间。远程交换技术的发展,对世界的整个经济运作规则产生了巨大的影响。
(4)远程教育(Distance Ecation)
远程教育是一种利用在线服务系统,开展学历或非学历教育的全新的教学模式。远程教育几乎可以提供大学中所有的课程,学员们通过远程教育,同样可得到正规大学从学士到博士的所有学位。这种教育方式,对于已从事工作而仍想完成高学位的人士特别有吸引力。
远程教育的基础设施是电子大学网络EUN(Electronic University Network)。EUN的主要作用是向学员提供课程软件及主机系统的使用,支持学员完成在线课程,并负责行政管理、协作合同等。这里所指的软件除系统软 件之外,包括CAI课件,即计算机辅助教学(Computer Aided Instruction)软件。CAI课件一般采用对话和引导式的方式指导学生学习发现学生错误还具有回溯功能,从本质上解决了学生学习中的困难。
(5)电子银行
电子银行也是一种在线服务系统,是一种由银行提供的基于计算机和计算机网络的新型金融服务系统。电子银行的功能包括:金融交易卡服务、自动存取款作 业、销售点自动转帐服务、电子汇款与清算等,其核心为金融交易卡服务。金融交易卡的诞生,标志了人类交换方式从物物交换、货币交换到信息交换的又一次飞 跃。
围绕金融交易卡服务,产生了自动存取款服务,自动取款机(CD)及自动存取款机(ATM)也应运而生。自动取款机与自动存取款机大多采用联网方式工 作,现已由原来的一行联网发展到多行联网,形成覆盖整个城市、地区,甚至全国的网络,全球性国际金融网络也正在建设之中。
电子汇款与清算系统可以提供客户转帐、银行转帐、外币兑换、托收、押汇信用证、行间证券交易、市场查证、借贷通知书、财务报表、资产负债表、资金调拨 及清算处理等金融通信服务。由于大型零售商店等消费场所采用了终端收款机(POS),从而使商场内部的资金即时清算成为现实。销售点的电子资金转帐是 POS与银行计算机系统联网而成的。
当前电子银行服务又出现了智能卡(IC)。IC卡内装有微处理器、存储器及输入输出接口,实际上是一台不带电源的微型电子计算机。由于采用IC卡,持卡人的安全性和方便性大大提高了,
(6)电子公告板系统BBS(Bulletin Board System)
电子公告板是一种发布并交换信息的在线服务系统。BBS可以使更多的用户通过电话线以简单的终端形式实现互联,从而得到廉价的丰富信息,并为其会员提供网上交谈、发布消息、讨论问题、传送文件、学习交流和游戏等的机会和空间。
(7)证券及期货交易
证券及期货交易是由于其获利巨大、风险巨大,且行情变化迅速,投资者对信息的依赖格外显得重要。金融业通过在线服务计算机网络提供证券市场分析、预 测、金融管理、投资计划等需要大量计算工作的服务,提供在线股票经纪人服务和在线数据库服务(包括最新股价数据库、历史股价数据库、股指数据库以及有关新 闻、文章、股评等)。
(8)广播分组交换
广播分组交换实际上是由一种无线广播与在线系统结合的特殊服务,该系统使用户在任何地点都可使用在线服务系统。广播分组交换可提供电子邮件、新闻、文 件等传送服务,无线广播与在线系统通过调制解调器,再通过电话局可以结合在一起。移动式电话也属于广播系统。
(9)校园网(Campus Network)
校园网是在大学校园区内用以完成大中型计算机资源及其它网内资源共享的通信网络。一些发达国家已将校园网确定为信息高速公路的主要分支。无论在国内还 是国外,校园网的存在与否,是衡量该院校学术水平与管理水平的重要标志,也是提高学校教学、科研水平不可或缺的重要支撑环节。
共享资源是校园网最基本的应用,人们通过网络更有效地共享各种软、硬件及信息资源,为众多的科研人员提供一种崭新的合作环境。校园网可以提供异型机联网的 公共计算环境、海量的用户文件存储空间、昂贵的打印输出设备、能方便获取的图文并茂的电子图书信息,以及为各级行政人员服务的行政信息管理系统和为一般用 户服务的电子邮件系统。
(10)信息高速公路
如同现代信息高速公路的结构一样,信息高速公司也分为主干、分支及树叶。图像、声音、文字转化为数字信号在光纤主干线上传送,由交换技术再送到电话线或电缆分支线上,最终送到具体的用户"树叶"。主干部分由光纤及其附属设备组成,是信息高速公路的骨架。
我国政府也十分重视信息化事业,为了促进国家经济信息化,提出个"金桥"工程--国家公用经济信息网工程、"金关"工程--外贸专用网工程、"金卡" 工程--电子货币工程。这些工程是规模宏大的系统工程,其中的"金桥工程"是国民经济的基础设施,也是其它"金"字系列工程的基础。
“金桥”工程包含信息源、信息通道和信息处理三个组成部分,通过卫星网与地面光纤网开发,并利用国家及各部委、大中型企业的信息资源为经济建设服务。 “金卡”工程是在金桥网上运行的重要业务系统之一,主要包括电子银行及信用卡等内容。“金卡”工程又称为无纸化贸易工程,其主要实现手段为EDI,它以网 络通信和计算机管理系统为支撑,以标准化的电子数据交换替代了传统的纸面贸易文件和单证。其它的一些“金”字系列工程,如“金税”工程、“金智”工程、 “金盾”工程等亦在筹划与运作之中。这些重大信息工程的全面实施,在国内外引起了强烈反响,开创了我国信息化建设事业的新纪元。
(11)企业网络
集散系统和计算机集成制造系统是两种典型的企业网络系统。
集散系统实质上是一种分散型自动化系统,又称做以微处理机为基础的分散综合自动化系统。集散系统具有分散监控和集中综合管理两方面的特征,而更将"集 "字放在首位,更注重于全系统信息的综合管理。80年代以来,集散系统逐渐取代常规仪表,成为工业自动化的主流。工业自动化不仅体现在工业现场,也体现在 企业事务行政管理上。集散系统的发展及工业自动化的需求,导致了一个更庞大、更完善的计算机集成制造系统CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)的诞生。
集散系统一般分为三级:过程级、监控级和管理信息级。集散系统是将分散于现场的以微机为基础的过程监测单元、过程控制单元、图文操作站及主机(上位 机)集成在一起的系统。它采用了局域网技术,将多个过程监控、操作站和上位机互连在一起,使通信功能增强,信息传输速度加快,吞吐量加大,为信息的综合管 理提供了基础。因为CIMS具有提高生产率、缩短生产周期等一系列极具吸引力的优点,所以已经成为未来工厂自动化的方向。
(12)智能大厦和结构化综合布线系统
智能大厦(Intelligent Building)是近十年来新兴的高技术建筑形式,它集计算机技术、通信技术、人类工程学、楼宇控制、楼宇设施管理为一体,使大楼具有高度的适应性(柔 性),以适应各种不同环境与不同客户的需要。智能大厦是以信息技术为主要支撑的,这也是其具有"智能"之名称的由来。有人认为具有三A的大厦,可视为智能 大厦。所谓三A就是CA(通信自动化)、OA(办公自动化)和BA(楼宇自动化)。概括起来,可以认为智能大厦除有传统大厦功能之外,主要必须具备下列基 本构成要素:高舒适的工程环境、高效率的管理信息系统和办公自动化系统、先进的计算机网络和远距离通信网络及楼宇自动化。
智能大厦及计算机网络的信息基础设施是结构化综合布线系统SCS(Structure Cabling System)。在建设计算机网络系统时,布线系统是整个计算机网络系统设计中不可分割的一部分,它关系到日后网络的性能、投资效益、实际使用效果以及日 常维护工作。结构化布线系统是指在一个楼宇或楼群中的通信传输网络能连接所有的话音、数字设备,并将它们与交换系统相连,构成一个统一、开放的结构化布线 系统。在综合布线系统中,设备的增减、工位的变动,仅需通过跳线简单插拔即可,而不必变动布线本身,从而大大方便了管理、使用和维护。
网络的分类
按照网络的类型特征,对网络进行分类是了解网络、学习网络技术的重要基础之一。从不同的角度对网络分类则有不同的分类方法。常见的分类方法有以下几种:
1、按分布地理范围分类
按分布地理范围分类,计算机网络可以分为广域网、局域网和城域网三种。
广域网(Wide Area Network,简称WAN)又称远程网,其分布范围可达数百公里乃至更远,可以覆盖一个地区,一个国家,更至全世界。
局域网(Local Area Network,简称LAN)是将小区域内的计算机及各种通信设备互连在一起的网络,其分布范围局限在一个办公室、一个建筑物或一个企业内。
城域网(Metropolitan Area Network,简称MAN)的分布范围介于局域网与广域网之间,其目的是在一个较大的地理区域内提供数据、声音和图像的传输。
2、按交换方式分类
按网络的交换方式分类,计算机网络可以分为电路交换网,报文交换网和分组交换网三种。
电路交换(Circuit Switching)方式类似于传统的电话交换方式,用户在开始通信之前,必须申请建立一条从发送端到接收端的物理通道,并且在双方通信期间始终占用该信道。
报文交换(Message Switching)方式的数据单元是要发送一个完整报文,其长度不受限制。报文交换采用存储转发原理,这点像古代的邮政通信,邮件由途中的驿站逐个存储 转发一样。每个报文中含有目的地址,每个用户节点要为途径的报文选择适当的路径,使其能最终达到目的端。
分组交换(Packet Switching)方式也称包交换方式,1969年首次在ARPANET上使用,现在人们都公认ARPANET是分组交换网之父,并将分组交换网的出现 作为计算机网络新时代的开始。采用分组交换方式通信前,发送端先将数据划分为一个个等长的单位(即分组),这些分组逐个由各中间节点采用存储转发方式进行 传输,最终达到目的端。由于分组长度有限,可以在中间节点机的内存中进行存储处理,其转发速度可大大提高。
3、按拓扑结构分类
按拓扑结构分类,计算机网络可分为星形网、总线网、环形网、树型网和网形网。
星形网是最早采用的拓扑结构形式,其每个站点都通过连接电缆与主控机相联,相关站点之间的通信都由主控机进行,所以要求主控机有很高的可靠性,这种结构是一种集中控制方式。
环形网中各工作站依次相互连接组成一个闭合的环形,信息可以沿着环形线路单向(或双向)传输,由目的站点接收。环形网适合那些数据不需要在中心主控机上集中处理而主要在各站点进行处理的情况。
总线结构网中各个工作站通过一条总线连接,信息可以沿着两个不同的方向由一个站点传向另一个站点,是目前局域网中普遍采用的一种网络拓扑结构情形。
除了以上分类方法以外,还可按所采用的传输媒体分为双绞线网,同轴电缆网、光纤网、无线网;按信道的带宽分为窄带网和宽带网;按不同用户分为科研网、教育网、商业网和企业网等。
计算机网络的拓扑结构和传输媒体
1、网络的拓扑结构
“拓扑”"这个名词是从几何学中借用来的。网络拓扑是指网络形状,或者是它在物理上的连通性。下面介绍几种最为主要的网络拓扑结构。
(1)星形拓扑
星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成,如图 7.5所示。中央节点执行集中工通信控制策略,因此中央节点相当复杂,而各个站点的通信处理负担都很小。星形网采用的交换方式有电路交换和报文交换,尤以 电路交换方式更为普遍。这种结构一旦建立通道连接,就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。目前流行的专用交换机 PBX( Private Branch eXchange)就是星形拓扑结构的典型实例。

星形拓扑结构有以下优点:
① 控制简单。在星形网络中,任何一个站点只和中央节点相连接,因而媒体访问控制方法很简单,致使访问协议也十分简单。
② 故障诊断和隔离容易。在星形网络中,中央节点对网络连接线路可以逐一地隔离开来进行故障检测和定位,单个连节点的故障只影响一个设备,不会影响整个网络。
③ 方便服务。中央节点可方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。
星形拓扑结构的缺点:
① 电缆长度和安装工作量相当可观。因为每个站点都要和中央节点直接连接,需要耗费大量的电缆、安装、维护的工作量也剧增。
② 中央节点的负担较重,易形成瓶颈。一旦发生故障,则全网受影响,因而对中央节点的可靠性和冗余度方面的要求很高。
③ 各站点的分布处理能力较低。
星形拓扑结构广泛应用于网络智能集中于某个中央站点的场合。从目前的趋势看,计算机的发展已从集中的主机系统发展到大量功能很强的微型机和工作站,在这种形势下,传统的星形拓扑使用会有所减少。
(2)总线拓扑
总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体,所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上,该公共传输媒体即称为总线。任何一个站发送的信号都沿着传输媒体传播,而且能被所有的其它站点所接收。总线拓扑结构见图 7.6所示。
因为所有站点共享一条公用的通信信道,所以一次只能有一个设备传输信号。通常采用分布式控制策略来确定哪个站点可以发送。发送时,发送站将报文分成分 组,然后逐个依次发送这些分组,有时还要与其它站来的分组交替地在传输媒体上传输。当分组经过各站时,其中的目的站会识别到分组所携带的目的地址,然后复 制下这些分组的内容。

总线拓扑结构的优点:
① 总线结构所需要的电缆数量少。
② 总线结构简单,又无源工作,有较高的可靠性。
③ 易于扩充,增加和减少用户比较方便。
总线拓扑结构的缺点:
① 总线传输距离有限,通信范围受限制。
② 故障诊断和隔离比较困难。
③ 分布式协议不能保证信息的及时传输。
④ 不具有实时功能,站点必须是智能的,要有媒体访问控制功能,从而增加了站点的硬件和软件开销。
(3)环形拓扑
环形拓扑网络由站点和连接站点的链路组成一个闭合环,如图 7.7所示,每个站点能够接收从一链路传来的数据,并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一链路上。这种链路可以是单向的,也可以是双向的。数据以分组形式发送,如果环上 A站希望发送一个报文到 C站,就先要把报文分成若干个分组,每个分组除了数据还要加上某些控制信息,其中包括 C站的地址。 A站依次把每个分组送到环上,开始沿环传输, C站识别到带有它自己地址的分组时,便将其中的数据复制下来。由于多个设备连接在一个环上,因此需要用分布式控制策略来进行控制。

环形拓扑结构的优点:
① 电缆的长度短。环形拓扑结构的网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似,但比起星形拓扑结构的网络要短得多。
② 减少或增加工作站时,仅需简单的连接操作。
③ 可使用光纤。光纤的传输速度率很高,十分适合于环形拓扑的单向传输。
环形拓扑结构的缺点:
① 节点的故障会引起全网络的故障。这是因为环上的数据传输要通过接在环上的每一个节点,一旦环中某个节点发生故障就会引起全网络的故障。
② 故障检测困难。这与总线拓扑结构相似,因为不是集中控制,故障检测需要在网上各个节点进行,因此故障检测就较为困难。
③ 环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传送的方式,在负载很轻时,信道利用率相对来说比较低。
总的来说,不管局域网或广域网,网络的拓扑选择,需要考虑诸多因素,网络要既利于安装,又有利于扩展,网络的可靠性也是要考虑的重要因素,以外网络拓扑结构的选择还会影响传输媒体的选择和媒体访问控制方法的确定。
2、传输媒体
传输媒体是通信网中发送方和接收方之间的物理通路,计算机网络中采用的传输媒体可以分为有线和无线两大类。双绞线、同轴电缆和光纤是常用的三种有线传输媒体,无线电通信、微波通信、红外线通信以及激光通信的信息载体都属于无线传输媒体。
传输媒体的特性对网络数据通信质量有很大的影响,这些特性是:
① 物理特性,说明传输媒体的特征。
② 传输特征,包括信号形式、调制技术、传输速度及频带宽度等内容。
③ 连通性,采用点到点连接还是多点连接。
④ 地域范围,网上各点间的最大距离。
⑤ 抗干扰性,防止噪声、电磁干扰对数据传输影响的能力。
⑥ 相对价格,以元件、安装和维护的价格为基础。
以下分别介绍其中最为常用的传输媒体的特性。
(1)双绞线
由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成,线对扭在一起可以减少相互间的辐射电磁干扰。双绞线是最常用的传输媒体,早就用于电话通信中的模拟信号传输,也 可用于数字信号的传输。双绞线一般是铜质的,能提供良好的传导率。双绞线既可用于传输模拟信号,也可用于传输数字信号。对于模拟信号来说,大约每 5 -6km需要一个放大器;对于数字信号来说,每 2 -3km使用一个中继器。
双绞线也可用于局域网,如 10BASE-T和 100BASE-T总线,可分别提供 10Mbit/s和 100Mbit/s的数据传输速率。通常将多对双绞线封装于一个绝缘套里组成双绞线电缆,局域网中常用的 3类双绞线和 5类双绞线,均由 4对双绞线组成,其中 3类双绞线常用于 10BASE-T总线局域网, 5类双绞线常用于 100BASE-T总线局域网。
双绞线普遍话用于点到点的连接,双绞线可以很容易地在 15km或更大范围内提供数据传输。局域网的双绞线主要用于一个建筑物或几个建筑物间的通信,但在 10Mbit/s和 100Mbit/s传输速率的 10BASE-T和 100BASE-T的总线传输距离都不超过 100m。
双绞线的抗干扰性能不如同轴电缆,但价格比同轴电缆要便宜。
(2)同轴电缆
同轴电缆也像双绞线一样由一对导体组成,但它们是按 "同轴 "的形式构成线对,其最里层是内芯,向外依次为绝缘层、屏蔽层,最外则是起保护作用的塑料外套,内芯和屏蔽层构成一对导体。
同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆又可以分为粗缆和细缆两种,都用于直接传送数字信号;宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输,也可用于不使用频分多路复用的高速数据通信和模拟信号的传输,闭路电视所使用的 CATV电缆就是宽带同轴电缆。
同轴电缆适用于点到点连接和多点连接,基带电缆每段可支持几百台设备,在大系统中还可以用转接器将各段连接起来;宽带同轴电缆可支持数千台设备,但在高数据传输速率( 50Mbit/s)下使用宽带电缆时,设备数目限制在 20-30台。
同轴电缆的传输距离取决于传输信号的形式和传输的速率,典型基带电缆的电大距离限制在几公里。在相同速率条件下,粗缆传输距离较细缆长。
同轴电缆的抗干扰性能比双绞线好,但在价格上较双绞线贵,但比光纤要便宜。
(3)光纤
光纤是光纤纤维的简称,它由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成。相对于金属导线来说具有重量轻、线径细的特点。用光纤传输信号时,在发送端先要将电信号转换成光信号,而在接收端要由光检测器还原成电信号。
光纤在计算机网络中普遍采用点到点连接,从地域范围来看可以在 6 -8km的距离内不用中继器传输,因此光纤适合于在几个建筑物之间通过点到点的链路连接局域网。由于光纤具有不受电磁干扰和噪音影响的独有特征,适宜在长 距离内保持高速数据传输率,而且能提供很好的安全性。
网络除了有线媒体以外,还可以通过无线传输媒体进行无线传输,目前常用的技术有无线电波、微波、红外线和激光。随着便携式计算机的出现和普及,以及在军事、野外等特殊场合下移动产品的通信联网需要,促进了无线通信网络的发展,出现了无线网络产品。
计算机网络的协议及其作用
两个计算机间通信时对传输信息内容的理解、信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必需进行一个共同的约定,我们称为协议( Protocol)。一般来说,协议要由如下三个要素组成:
(1)语义( Semantics)。涉及用于协调和差错处理的控制信息。
(2)语法( Syntax)。涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。
(3)定时( Timing)。涉及速度匹配和排序等。
协议本质上无非是一种网上交流的约定,由于联网的计算机类型可以各不相同,各自使用的操作系统和应用软件也不尽相同,为了保持彼此之间实现信息交换和资源共享,它们必须具有共同的语言,交流什么、怎样交流及何时交流,都必须遵行某种互相都能够接受的规则。
目前,全球最大的网络是因特网( Internet),它所采用的网络协议是 TCP/IP协议。它是因特网的核心技术。 TCP/IP协议,具体的说就是传输控制协议( Transmission Control Protocol,即 TCP)和网际协议( Internet Protocol,即 IP)。其中 TCP协议用于负责网上信息的正确传输,而 IP协议则是负责将信息从一处传输到另一处。
TCP/IP协议本质上是一种采用分组交换技术的协议。其基本思想是把信息分割成一个个不超过一定大小的信息包来传送。目的是:一方面可以避免单个用户长时间地占用网络线路;另一方面,可以在传输出错时不必重新传送全部信息,只需重传出错的信息包就行了。
TCP/IP协议组织信息传输的方式是一种 4层的协议方式。下表是一种简化了的层次模型:
应用层 Telnet、FTP和e-mail等
传输层 TCP和UDP
网络层 IP、ICMP和IGMP
网络接口层 设备驱动程序及接口卡
模型中,最底层为 TCP/IP的实现基础,主要用于访问具体局域网,如以大网等。中间两层为 TCP/IP协议,其中的 UDP为一种建立在 IP协议基础上的用户数据协议( User Data gram Protocol,即 UDP)。最上层为建立在 TCP/IP协议基础上的一些服务: TELNET(远程登录),允许某个用户登录到网上的其它计算机上(要求用户必须拥有该机帐号),然后像使用自己的计算机一样使用远端计算机: FTP( File Transfer Protocol,文件传输协议),允许用户在网上计算机之间传送程序或文件; SMTP( Simple Message Transfer Protocol,简单邮件传送协议),允许网上计算机之间互通信函; DNS( Domain Name Service,域名服务协议),用于将域名地址转换成 IP地址等。
因特网(Internet)及其应用
因特网概述
因特网( Internet)是一个建立在网络互连基础上的最大的、开放的全球性网络。因特网拥有数千万台计算机和上亿个用户,是全球信息资源的超大型集合体。所有 采用 TCP/IP协议的计算机都可以加入因特网,实现信息共享和互相通信。与传统的书籍、报刊、广播、电视等传播媒体相比,因特网使用更方便,查阅更快捷,内 容更丰富。今天,因特网已在世界范围内得到了广泛的普及与应用,并正在迅速地改变人们的工作方式和生活方式。
因特网起源于 20世纪 60年代中期由美国国防部高级研究计划局( ARPA)资助的 ARPANET,此后提出的 TCP/IP协议为因特网的发展奠定了基础。 1986年美国国家科学基金会( NSF)的 NSFNET加入了因特网主干网,由此推动了因特网的发展。但是,因特网的真正飞跃发展应该归功于 20世纪 90年代的商业化应用。此后,世界各地无数的企业和个人纷纷加入,终于发展演变成今天成熟的因特网。
我国正式接入因特网是在 1994年 4月,当时为了发展国际科研合作的需要,中国科学院高能物理研究所和北京化工大学开通了到美国的因特网专