⑴ 计算机网络：数据链路层
互联网是指很多异构的网络由路由器联系起来的一个大网络。在研究这个大网络之前，我们要庖丁解牛，先研究其局部和单元。最小的网络单元就是局域网，局域网是一个单位所拥有，且地理范围和站点数量都很有限。
局域网内的计算机通信不需要路由器，所以不会用到网络层的协议，而是依赖数据链路层。
上图说明了数据链路层在整个互联网体系中的位置。数据链路层的信道分为两种：
在点到点信道的数据链路层协议上，可以采用简化的三层模型。无论是主机和主机，主机和路由器，或者两个路由器之间，我们都可以看成结点和结点之间的通信。
数据链路层不必考虑物理层是如何实现比特传输的细节，我们甚至可以简单设想，节点A沿着数据链路层的水平方向把帧输出给结点B。
数据链路层的协议有多个，但有三个共性问题。
从上图可以得出以下结论：
利用转义字符（ESC，十六进制编码0x1B）来解决帧的数据部分包含控制字符的问题
信道往往不是理想的，所以通信会带来误差。常用误码率来衡量传输误差。误码率BER（bit error rate）等于错误的比特占全部比特的百分比。
那么我们怎么知道所接受到的帧有没有错误比特呢？这就需要校验机制，目前数据链路层广泛采用循环冗余校验CRC（(Cyclic Rendancy Check）。其原理是在帧的数据部分后面加上冗余码（FCS），接受方利用冗余码校验数据部分。具体细节请参考《计算机网络》。
综上，封装成帧和透明传输保证收到完整的帧，差错检验保证收到正确的帧。这三种机制能保证帧的无差错传输，但不能保证可靠传输（发送什么就接收到什么）。造成不可靠传输的原因有两类：
1. 帧中的比特错误
2. 帧重复，帧丢失，帧失序
数据链路层的帧的三种机制只能消除第一种错误，至于第二种则需要确认和重传机制。在早期互联网中，数据链路层曾经保证可靠传输，但随着光纤技术的发展，误码率大大下降，数据链路层就采用了简单的不可靠传输协议，把可靠运输的实现放在了运输层中。实践证明，这样可以提高通信效率。
最后，我们可以看到，计算机网络本质是通信问题，里面包含了很多通信元素：完整，误差，校验，重复，丢失，失序，可靠传输等。
⑵ 运输层知识要点——谢希仁《计算机网络》
为了在计算机网络中有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。这些规则明确规定了所 交换数据的格式 以及有关的 同步 问题。
同步的含义：在一定条件下应当发生什么事件，因而含有时序的意思。
网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
网络协议由以下三个要素组成：
1）语法：即数据与控制信息的结构或格式
2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种反应
3）同步：即事件实现顺序的详细说明
一、运输层协议的概述
1.1 进程之间的通信
1.2 运输层的两个主要协议
1.3 运输层的端口
二、用户数据报协议UDP
2.1 UDP概述
2.2 UDP的首部格式
三、传输控制协议TCP概述
3.1 TCP的最主要的特点
3.2 TCP的连接
四、可靠传输的工作原理
4.1 停止等待协议
4.2 连续ARQ协议
五、TCP报文段的首部格式
六、TCP可靠传输的实现
6.1 以字节为单位的滑动窗口
6.2 超时重传时间的选择
6.3 选择确认SACK
七、TCP的流量控制
7.1 利用滑动窗口实现流量控制
7.2 必须考虑传输效率
八、TCP的拥塞控制
8.1 拥塞控制的一般原理
8.2 几种拥塞控制方法
8.3 随机早期检测RED
九、TCP的运输连接管理
9.1 TCP的连接建立
9.2 TCP的连接释放
9.3 TCP的有限状态机
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1.1 进程之间的通信
1.只有主机的协议栈才有运输层，而网络核心部分中的路由器在转发分组时都只用到了下三层的功能
2.两个主机进行通信就是两个主机中的应用进程互相通信。从运输层的角度看，通信的真正端点并不是主机而是主机中的进程。（IP协议能把分组送到目的主机）
网络层时为主机之间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
3.运输层一个重要功能——复用、分用。 （应用进程复用、分用运输层）
1.2 运输层的两个主要协议
1.UDP—User Datagram Protocol 用户数据报协议（无连接）：DNS/RIP/DHCP/SNMP/NFS
TCP—Transmission Control Protocol 传输控制协议（面向连接）：SMTP/TELNET/HTTP/ FTP
1.3 运输层的端口
问题：为了使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信，就必须使用统一的方法（而这种方法必须与特定操作系统无关）对TCP/IP体系的应用进程进行标识。
为什么不用进程号来区分？（第一，不同操作系统的进程标识符不同；第二，用功能来识别，而不是进程，例如邮件服务功能，而不管具体是哪个进程）
解决方案：在运输层使用协议端口号，即端口。软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址。（端口号只具有本地意义，只是为了标识本计算机应用层中各个进程在和运输层交互时的层间接口。）
端口分为两大类：
1）服务器使用的端口号：熟知端口号或系统端口号（0~1023）；登记端口号（1024~49151）
2）客户端使用的端口号：49152~65535
2.1 UDP概述
1.UDP只在IP的数据报服务至上增加了很少一点功能，就是复用、分用以及差错检测功能
2.特点
1）无连接
2）尽最大努力交付
3）面向报文 （不合并、不拆分、保留这些报文的边界）
4）UDP没有拥塞控制
5）UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信
6）UDP的首部开销小，只有8字节
应用进程本身可以在不影响应用的实时性的前提下，增加一些提高可靠性的措施，如采用前向纠错或重传已丢失的报文。
2.2 UDP的首部格式
1.traceroute 让发送的UDP用户数据报故意使用一个非法的UDP端口号，接收方丢弃报文，并由ICMP（网络控制报文协议）发送“端口不可达”差错报文给发送方。
2.计算检验和。IP数据报的校验和只检验IP数据报的首部，但UDP的校验和是把首部和数据部分一起都检验。（12字节的首部+真正的首部+数据来进行校验和的计算）
Q1.为什么计算校验和要加12字节的伪首部
Q2.计算校验和的原理是什么？
3.1 TCP的最主要的特点
1.面向连接的运输层协议（建立连接、传输数据、释放连接）
2.点对点，每一条TCP连接只能有两个端点
3.可靠交付（无差错、不丢失、不重复、并且按序到达）
4.全双工通信。TCP连接的两端都设有发送缓存和接收缓存。
5.面向字节流。（流指的是流入到进程或从进程流出的字节序列；面向字节流：TCP把应用程序交下来的数据看成是一连串的无结构字节流。 接收方的应用程序必须有能力识别接收到的字节流，把它还原成有意义的应用层数据。 因此TCP可以根据窗口值和当前网络状况调整发送的报文长度。划分短一点，或者积累到足够多再发送出去。）
3.2 TCP的连接
1.TCP把连接作为最基本的抽象。
2.每一条TCP连接有两个端点。TCP连接的端点叫作套接字。
套接字soket = （IP地址：端口号）
每一条TCP连接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所确定。
TCP连接 ::= {socket1, socket2}
理想的传输条件有以下两个特点：
1）传输信道不产生差错
2）不管发送方以多快的速度发送数据，接收方总是来得及处理收到的数据
实际的网络并不具备，因此：
1）出现差错时，让发送方重传
2）接收方来不及处理时，及时告诉发送方适当降低发送数据的速度
4.1 停止等待协议
1.“停止等待”就是没发送完一个分组就停止发送，等待对方的确认，在收到确认后再发送下一个分组。
2.超时重传。在每发完一个分组就设置一个超时计时器，如果在超时计时器之前收到对方的确认，就撤销已设置的超时计时器。如果未收到，就认为刚才的分组丢失，并重传。
3.三种情况：A发送的分组出错、丢失；B发送的确认丢失；B发送的确认迟到
确认丢失：B丢弃重复的分组，向A重传确认
确认迟到：A丢弃重复的确认，B丢弃重复分组，并向A重传确认
4.常称为自动重传请求ARQ，重传时自动进行的（超时即重传）
5.缺点：信道利用率太低
U=Td/(Td+RTT+Ta)
为了提高传输效率，发送方不使用停止等待协议，而是采用流水线传输。流水线传输就是发送发可连续发送多个分组，不必等每发完一个分组就停顿下来等待对方的确认。（连续ARQ协议和滑动窗口协议）
4.2 连续ARQ协议
1.位于发送窗口内的分组都可连续发送出去，而不需要等待对方的确认。
2.累积确认：接收方不必对收到的分组逐个发送确认，而是在收到几个分组后，对按序到达的最后一个分组发送确认。
3.缺点：Go-back-N （发送前5个分组，第3个分组丢失，后面三个要重传）
1.源端口和目的端口
2.序号。 每个字节都按顺序编号。
3.确认号。 期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。
若确认号=N，则表明：到序号N-1为止的所有数据都已正确收到。
4.数据偏移。 指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远（也即TCP报文段首部长度）。由于首部中还有长度不确定的选项字段，因此数据偏移字段是必要的。
5.窗口。窗口字段明确指出了现在允许对方发送的数据量。窗口值是经常在动态变化着。
6.1 以字节为单位的滑动窗口
1.发送缓存用来暂存：
1）发送应用程序传送给发送方TCP准备发送的数据；
2）TCP已发送但未收到确认德尔数据
2.接收缓存用来存放：
1）按序到达的、但尚未被接收应收程序读取的数据；
2）未按序到达的数据
3.注意三点：
1）A的发送窗口是根据B的接收窗口设置的，但是在同一时刻，由于网络传输的滞后，A的发送窗口并不总是B的接收窗口一样大
2）TCP通常对不按序到达的数据是先临时存放在接收窗口中，等到字节流中所缺少的字节收到后，再按序交付上层的应用进程
3）TCP接收方有累计确认功能（不能过分推迟发送确认，否则会导致发送方不必要的重传）
6.2 超时重传时间的选择
1.超时重传时间设置太短，会引起很多不必要的重传；如果设置太长，使网络的空闲时间增大，降低传输效率。
2.新的RTTs = (1-a)x(旧的RTTs) + ax（新的RTT样本），其中RTT样本的时间为：记录一个报文段发出的时间，以及收到相应的确认时间，时间差就是报文段的往返时间RTT。
3.RTO = RTTs + 4 x RTTd，其中RTO为超时重传时间，RTTd是RTT的偏差的加权平均值。
新的RTTd = (1-b) x （旧的RTTd）+ b x |RTTs - 新的RTT样本|
4.一个问题：发送一个报文段，设定的重传时间到了，还没有收到确认。于是重传报文段。经过一段时间，收到了确认报文段。现在的问题是：如何判定此确认报文段是对先发送的报文段的确认，还是对后来重传的报文段的确认？
1）解决方法1，在计算加权平均值RTTs时，只要报文段重传了，就不采用其往返时间样本。
引入的问题：报文段的时延突然增大的情况
2）解决方法2，报文段每重传一次，就把超时重传时间RTO增大一些（一般是2倍）。当不在发生报文段的重传时，再根据加权平均计算。
6.3 选择确认SACK
SACK文档并没有指明发送发应当怎样响应SACK。因此大多数的实现还是重传所有未被确认的数据块。
7.1 利用滑动窗口实现流量控制
1.流量控制：就是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。
2.利用滑动窗口机制可很方便地在TCP连接上实现对发送方的流量控制。发送方的发送窗口不能超过接收方给出的接收窗口的数值。
3.死锁情况：B向A发送了零窗口的报文段后不久，B又有了一些缓存空间，因此B向A发送rwnd = 400.然而该报文段在传送过程中丢失。A一直等待B发送的非零窗口的通知，B也一直等待A发送的数据。（ 窗口通知不超时重传？为什么？ ）
解决方法：TCP为每个连接设有一个持续计时器。只要一方收到对方的零窗口通知，就启动计时器。计时器到期后，发送一个零窗口探测报文段，而对方就在确认这个探测报文段时给出了现在的窗口值。若仍为零，收到报文段的一方重新设置持续计时器。
7.2 必须考虑传输效率
1.应用程序把数据传送到TCP的发送缓存后，剩下的发送任务就由TCP来控制了。
2.三种不同的机制来控制TCP报文段的发送时机：
1）TCP维持一个变量，它等于最大报文段长度MSS，只要缓存中的存放的数据达到MSS，就组装成一个TCP报文段发送出去
2）由发送方的应用进程指明要求发送报文段，即TCP支持推送操作
3）发送方设置一个定时器
3.问题一、若用户只发送一个字节，则非常浪费带宽。
解决方法：若发送应用程序把要发送的数据逐个字节地送到TCP的发送缓存，则发送方就把第一个数据字节先发送出去，把后面到达的数据字节都缓存起来。当发送方收到对第一个数据字符的确认后，再把发送缓存中的所有数据组装成一个报文段发送出去。（采用收到确认就发送+并开始缓存的方式；同时当到达的数据已达到发送窗口大小的一半或已达到报文段的最大长度时，就立即发送一个报文段。）
4.问题二、糊涂窗口综合症。接收缓存已满，应用程序一次只读取一个字节，然后向发送方发送确认。
解决方法：让接收方等待一段时间，使得接收缓存已有足够空间容纳一个最长的报文段，或者等到接收缓存已有一半空闲的空间。则接收方就发出确认报文。
8.1 拥塞控制的一般原理
1.拥塞的定义：对资源的需求 > 可用资源。 在计算机网络中的链路带宽、交换结点中的缓存和处理机等，都是网络中的资源。
2.拥塞解决不能靠解决某一个部分的问题。因为这会将瓶颈转移到其他地方。问题的实质往往是整个系统的各个部分不匹配。只有所有部分都平衡了，问题才会得到解决。
3.拥塞控制与流量控制的比较。
1）拥塞控制：防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。
拥塞控制有个前提：网络能够承受现有的网络负荷
拥塞控制是一个全局性过程。（发送拥塞时，不知道在某处、什么原因造成的）
2）流量控制：点对点通信量的控制，是个端到端的问题
流量控制：抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。
4.寻找拥塞控制的方案无非就是使不等式 “对资源的需求 > 可用资源 ”不再成立的条件。但是必须考虑该措施带来的其他影响。
5.计算机网络是个复杂的系统。从控制理论的角度来看拥塞控制，可以分为开环控制和闭环控制两种方法。
1）开环控制：设计网络时事先将有关发生拥塞的因素考虑周到，力求网络在工作时不产生拥塞。但一旦系统运行起来，就不再中途改正。
2）闭环控制：基于反馈环路。
步骤一、监测网络系统以便检测到拥塞在何时、何处发生；
步骤二、把拥塞发生的信息传送到可采取行动的地方
步骤三、调整网络系统的运行以解决出现的问题
8.2 几种拥塞控制方法（只考虑网络拥塞程度，即假设接收方总是有足够大的缓存空间）
1.慢开始和拥塞避免
1）发送方维持一个拥塞窗口。
拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态地在变化。
控制拥塞窗口的原则是：只要网络没有出现拥塞，拥塞窗口增大；如果网络出现拥塞，则减小。
2）慢开始的思路：由小到大逐渐增大拥塞窗口数值。每收到一个对新的报文段的确认，把拥塞窗口增加至多一个MSS的数值。（没经过一个传输轮次，拥塞窗口cwnd就加倍）
轮次：把拥塞窗口所允许发送的报文段都连续发送出去，并收到了对已发送的最后一字节的确认。
慢开始的“慢”并不是指cwnd的增长速率慢，而是指TCP开始发送报文段时先设置cwnd=1（一个MSS数值）。
3）慢开始门限ssthresh
为防止拥塞窗口增长过大，引入一个慢开始门限ssthresh。
当cwnd < ssthresh时，使用上述的慢开始算法
当cwnd > ssthresh时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法
4）拥塞避免算法
思路：让拥塞窗口cwnd缓慢增大，即没经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd增加1，而不是加倍。
5）慢开始门限的设置
只要发送方判断网络出现拥塞（没有按时收到确认），就把慢开始门限ssthresh设置为出现拥塞时发送方窗口值的一半，然后把拥塞窗口cwnd重置为1，执行慢开始算法。
6）乘法减小和加法增大
乘法减小：网络出现拥塞时，把慢开始门限ssthresh减半（当前的ssthresh的一半），并执行慢开始算法。
加法增大：执行拥塞避免方法
2.快重传和快恢复
1）快重传（尽快重传未被确认的报文段）
首先，要求接收方每收到一个失序的报文段后就立即发出重复确认。（如接收方收到了M1和M2后都分别发出了确认，但接收方没有收到M3但接着收到了M4。此时接收方立即发送对M2的重复确认。）
其次，发送方只要一连收到三个重复确认，就应当立即重传对方尚未收到的报文段M3.
2）快恢复
要点一、当发送方连续收到三个重复确认，就执行“乘法减小”算法，把慢开始门限ssthresh减半。
要点二、由于发送方认为网络很可能没有发生拥塞（因为收到了连续的重复确认），把cwnd设置为慢开始门限ssthresh减半后的值，然后开始执行拥塞避免算法
慢开始算法只在TCP连接建立时和网络出现超时才使用。
3.发送方的窗口
发送方窗口的上限值 = Min [rwnd, cwnd]
8.3 随机早期检测RED（IP层影响TCP层的拥塞控制）
1.网络层的分组丢弃策略
网络层的策略对TCP拥塞控制影响最大的就是路由器的分组丢弃策略。
如果路由器队列已满，则后续到达的分组将都被丢弃。这就叫做尾部丢弃策略。
2.全局同步
由于TCP复用IP，若发生路由器中的尾部丢弃，就可能会同时影响到很多条TCP连接，结果就使许多TCP连接在同一时间突然都进入到慢开始状态。全局同步使得全网的通信量突然下降了很多，网络恢复正常后，其通信量又突然增大很多。
3.随机早期检测RED
使路由器的队列维持两个参数，即队列长度最小门限THmin和最大门限THmax。当每一个分组到达时，RED就先计算平均队列长度Lav。RED算法是：
1）若平均队列长度小于最小门限THmin，则把新到达的分组放入队列进行排队
2）若平均队列长度超过最大门限THmax，则把新到达的分组丢弃
3）若平均队列长度在最小门限THmin和最大门限THmax之间，则按照某一概率p将新到达的分组丢弃。
随机体现在3），在检测到网络拥塞的早期征兆时（即路由器的平均队列长度超过一定的门限值时），就先以概率p随机丢弃个别的分组，让拥塞控制只在个别的TCP连接上进行，因而避免发生全局性的拥塞控制。
4.平均队列长度Lav和分组丢弃概率p
Lav = (1-d) x (旧的Lav) +d x (当前的队列长度样本)
p = ptemp / (1- count x ptemp)
ptemp = pmax x (Lav - THmin) / (THmax - THmin)
TCP时面向连接的协议。
运输连接就有三个阶段：连接建立、数据传送和连接释放
运输连接的管理：使运输连接的建立和释放都能正常地进行。
在TCP连接建立过程中要解决以下三个问题：
1）要使每一方能够确知对方的存在
2）要允许双方协商一些参数（如最大窗口值、是否使用窗口扩大选项和时间戳等等）
3）能够对运输实体资源（如缓存大小、连接表中的项目等）进行分配
9.1 TCP的连接建立
1.TCP规定，SYN=1报文段不能携带数据，但消耗一个序号
2.TCP规定，ACK=1报文段可以携带数据，如果不携带数据则不消耗序号
3.为什么A还要发送一次确认？为了防止已失效的连接请求报文突然又传送到B，因而产生错误。
“已失效的连接请求报文段”
A发出第一个连接请求报文段，在网络中滞留超时，又发出了第二个连接请求。但B收到第一个延迟的失效的连接请求报文段后，就误认为是A又发出了一次新的连接请求。于是就向A发出确认报文段，同意建立连接。假定不采用三次握手，那么只要B发出确认，新的连接就建立。此时A不会理睬B的确认，也不会发数据，但B一直等A发送数据，B的许多资源就浪费了。
采用三次握手，A不会向B发送确认，因此B就知道A并没有要求建立确认。
9.2 TCP的连接释放
1.TCP规定，FIN报文段基石不携带数据，也消耗一个序号
2.第二次握手后，TCP通知高层应用程序，因而从A到B这个方向的连接就释放，TCP连接处于半关闭状态
3.为什么A在TIME-WAIT状态必须等待2MSL的时间
1）为了保证A发送的最后一个ACK报文段能够到达B。因为ACK可能丢失，此时B可能会超时重传，然后A重传确认，并重新启动2MSL计时器
2）防止“已失效的连接请求报文段”出现在本连接中。可以使本连接持续时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。
9.3 TCP的有限状态机
⑶ 计算机网络技术(四)——局域网技术
摘要
传统的以太网是总线型的局域网，总线型结构决定了网络中所有结点共享传输介质，但同一拍液时间只允许一个结点以“广播”的方式使用总线发送数据，其他结点以“收听”的方式接收数据。所以，当局域网中的结点要发送数据时，首先要确定总线上没有其他结点在发送数据，否则，就要等总线空闲下来才能发送。而由于结点发送的数据在总线上有传输延迟，有可能会出现两个以上结点通过总线发送数据，造成多个数据“冲突”，无法接收正确数据。这些都是介质访问控制（MAC）协议要解决的问题。
CSMA/CD 基本思想简单概括为：“先监听，再发送；边发送，边监听。”
为了能在局域网中方便的找到各个结点，IEEE 802 委员会制定了一套标识规则，即用一个 48bit（6B） 二进制数作为局域网的全球地址，标识每一块局域网适配器（网卡）。这个地址在适配器生产时就固化到其ROM中，称为局域网适配器的物理地址或MAC地址。计算机只有安装了局域网适配器才能接入局域网，升贺桥所以局域网适配器的MAC地址可以认为是该计算机在局域网中的地址。
局域网地址由IEEE RA 机构管理和分配，他们负责分配局域网地址6个字节中的吵猛前3个字节，后3个字节由生产厂商自行分配，只要不出现重复即可。
在以太网的MAC层，数据是以帧的形式存在的，以太网的MAC帧格式有两种标准：DIX Ethernet V2 标准和IEEE 802.3 标准，两者的帧格式基本相同，唯一区别是V2帧中设置两个字节作为类型字段，用于标记上一层所使用的协议类型，而802.3帧定义这两个字节为长度或类型字段。目前使用最广的是V2帧格式。
各字段含义：
目的地址和源地址： 分别为48bit。
类型： 上层所使用的协议，如IP。
数据： 从上层接收到的数据报文，长度限定为46~1500B之间，如果最短数据不足46B，则填充到46B。
FCS： 帧检测序列，采用循环冗余CRC校验对收到的MAC帧进行差错检测。
在实际传输中，发送端要在每个以太网MAC帧前面插入8B（由硬件生成），包括7B的前导码和1B的帧前定界符，用于告知接收端数据到了，实现接收的同步。
随着以太网的普及，人们需要以太网覆盖更广阔的区域，容纳更多的主机，这时就需要对以太网进行扩展。扩展的方法根据使用设备所在层次的不同，分为物理层扩展和数据链路层扩展。物理层扩展使用的设备主要有中继器（Repeater）和集线器（Hub），数据链路层扩展使用的设备主要有网桥（Bridge）和交换机（Switch）。
网桥连接示意图：
上图网桥中的转发表：
转发过程：
网桥的接口1和接口2分别连接两个以太网LAN1和LAN2，假如主机1要给主机5发数据，它将MAC帧广播发送到LAN1上，与之相连的网桥也会收到该MAC帧，收到后，网桥检查其中的目的地址并查找转发表，发现主机5对应的接口为接口2，则将其转发到接口2，从而广播到LAN2中。如果主机1要向主机4发送数据，它将MAC帧广播发送到LAN1上，网桥收到后，发现其目的地址对应的接口是接口1，与发送主机（主机1）的接口相同，说明主机1和主机4在同一个网段上，不需要转发，将该帧丢弃。网桥的这种机制，保证了不同网段上的通信互不干扰。如果主机1向主机8发送数据，网桥收到该帧后查询转发表，发现没有目的地址为主机8的表项，则向除该MAC帧来源（接口1）外的所有接口进行转发。
网桥内部使用 “自学习” 算法来建立和维护转发表。基本思想是：当一个网桥刚接入以太网时，转发表是张空表。当它从某接口x收到某主机a所发出MAC帧时，就把主机a的地址和接口x记录到转发表中，如果再收到目的地址为主机a的MAC帧，则向接口x转发。当以太网内的所有主机都向网桥发送过MAC帧后，每一个主机地址都会记录在表中。
交换机自学习的基本原理 ：利用接收到的数据帧的源MAC地址完成学习，即学习到可以通过接收该帧的端口到达该帧的源MAC地址对应的主机。例如，若从某个主机A发出的帧通过端口x进入某交换机，就意味着从端口x出发沿相反方向一定可以把一个帧传送到A。所以，交换机每收到一个帧，先按其源MAC地址查看转发表的目的地址栏，如果没有则将其源MAC地址和进入的端口标识记录在转发表中，完成一次学习；再按目的MAC地址查找转发表的目的地址栏，如果有记录，则向相应的端口转发，如果没有记录，则向除帧进入交换机对应的端口外的其他所有端口转发。
原理说明：假如某局域网拓扑结构如上图所示，其中有9台主机，分布在三个楼层，通过3个交换机形成3个网段：网段a(a1，a2，a3)、网段b(b1，b2，b3)和网段c(c1，c2，c3)。3个网段通过路由器连接在一起。根据业务需求，现在要重新划分工作组，将不同网段内的主机划分成一个工作组，形成虚拟局域网。假设划分成3个虚拟局域网：VLAN1：（a1，b1，c1）、VLAN2：（a2，b2，c2）和VLAN3：（a3，b3，c3），每个虚拟局域网中的每台主机都可以在不同的网段和楼层。
主要有3种方法：
为了标识以太网帧所属的不同虚拟局域网，需要对以太网帧格式进行扩展。IEEE 802.1Q 标准规定在以太网的帧格式中插入一个4B的标识符，称为VLAN标记，用来指明发送该帧的主机属于哪一个虚拟局域网。如下图所示。
VLAN标记字段占4B，位于源地址和类型字段之间，其中前16位（2B）是固定的二进制数（1000000100000000），称为IEEE 802.1Q标记类型。当接收到MAC帧检测到源地址后面的16位后，说明是插入了VLAN标记。后面的两个字节中，前3位是用户优先级字段，接着是1位规范格式指示符（CFI），最后12位是虚拟局域网VLAN标识符（VID），表示该帧属于哪一个VLAN。
由于VLAN是按照逻辑位置而非物理位置进行划分的，因此经常遇到同一VLAN中的主机需要跨越不同的交换机进行数据通信的问题，采用的方法是在不同的交换机之间用一条骨干链路连接起来，并利用VLAN标识符来识别和承载来自多个VLAN中的数据帧，如下图所示。
在交换机1和交换机2之间用一条链路级联，并将对应的端口设置位Trunk端口，这样就可以使两个交换机上处于同一个VLAN的主机进行通信，即a1和b1之间，a2和b2之间，a3和b3之间。
无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）是局域网发展的一种新形式，通过无线方式在各种便携式的计算机设备之间建立数据连接。
无线局域网分两类：
对于有固定基础设施的无线局域网，在MAC层使用载波监听多路访问/冲突避免协议（CSMA/CA）。与有线以太网的CSMA/CD协议不同，CSMA/CA协议采用的是冲突避免算法（CA）来代替冲突检测算法（CD）。这样做的原因：
1）在无线通信环境下，信号强度的动态范围非常大，接收端不容易根据收到的信号强度判断是否发生碰撞；
2）由于无线信号是向所有方向传播的，当多个站点同时进行通信时，很可能 “检测到信道空闲，其实并不空闲；检测到信道忙，其实并不忙” 的错误
因此，无线局域网应该尽可能地减少碰撞的发生。
CSMA/CA基本思想
1）采用 “停止-等待” 的可靠传输方式，即发送方必须收到接收方的确认帧后才能继续发送；如果在规定时间内没有收到确认帧，则认为数据丢失，需要重发。
2）采用 “虚拟载波监听” 机制，让发送方将它要占用信道的时间及时通知给其他所有站点，以便使其他站点在这一段时间内都停止发送数据，从而降低碰撞机会。
3）在信道从忙状态转为空闲时，各个站点要执行 “退避算法” ，等待一个随机的时间段后再发送数据，目的是减少碰撞的概率。
WLAN的最小单位是基本服务集BSS，其中包括一个AP和多个移动设备。在一个BSS内，各个移动设备之间可以通信，但如果要和本BSS外的设备通信，则必须经过BSS内的AP。一个BSS可以与由以太网、点对点链路或者无线网络构成的分配系统DS相连接，然后再连接其他BSS，构成覆盖范围更广的扩展服务器ESS，如下图所示。
移动设备如何与AP建立连接？
有两种方式建立连接：
1） 被动扫描： 由AP周期性地发出包含SSID、速率等参数的信息帧，移动设备收到这些信息帧后与AP建立连接；
2） 主动扫描： 由移动设备主动发出探测请求帧，然后等待AP发回探测响应帧进行连接。
⑷ 计算机的网络协议分成几层
TCP/IP参考模型将计算机网络协议划分为4层，以下不属于这4层的是物理层。基于TCP/IP的参考模型将协议分成四个层次，它们分别是：网络访问层、网际互联层（主机到主机）、传输层、和应用层。
网络访问层是以IP为代表的网络协议， 这是真正的互联网通信，两台电脑之间可能链路层传出的数据协议不一样，但是都转换成统一的IP数据协议，通过网线进行通信。
链路层主要包括设备驱动程序，网卡，以及局域网，将操作系统上的数据以位流形式封装成帧，往上发送，也将来自上一层的数据帧，拆装为位流形式的数据转发到电脑操作系统中。
运输层是以TCP,UDP协议为主，因为IP协议发送的数据可靠性不高，并且是最多精确到电脑，TCP协议采用超时重传、发送和接收端到端的确认分组等机制确保数据传输的可靠度，并且可以精确到进程，将数据传递给进程。
应用层对应于OSI参考模型的高层，为用户提供所需要的各种服务，例如：FTP、Telnet、DNS、SMTP等。
(4)计算机网络red机制扩展阅读：
在TCP/TP协族中，网络层IP提供的是一种不可靠的服务。它只是尽可能快地把分组从源节点送到目的节点，但不提供任何可靠性的保证。Tcp在不可靠的ip层上，提供了一个可靠的运输层，为了提供这种可靠的服务，TCP采用了超时重传、发送和接收端到端的确认分组等机制。
在7层模型中，每一层都提供一个特殊的网络功能。从网络功能的角度观察：下面4层（物理层、数据链路层、网络层和传输层）主要提供数据传输和交换功能，即以节点到节点之间的通信为主；第4层作为上下两部分的桥梁，是整个网络体系结构中最关键的部分；
而上3层（会话层、表示层和应用层）则以提供用户与应用程序之间的信息和数据处理功能为主。简言之，下4层主要完成通信子网的功能，上3层主要完成资源子网的功能。
⑸ 计算机网络第三章（数据链路层）
3.1、数据链路层概述
概述
链路 是从一个结点到相邻结点的一段物理线路， 数据链路 则是在链路的基础上增加了一些必要的硬件（如网络适配器）和软件（如协议的实现）
网络中的主机、路由器等都必须实现数据链路层
局域网中的主机、交换机等都必须实现数据链路层
从层次上来看数据的流动
仅从数据链路层观察帧的流动
主机H1 到主机H2 所经过的网络可以是多种不同类型的
注意：不同的链路层可能采用不同的数据链路层协议
数据链路层使用的信道
数据链路层属于计算机网路的低层。 数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：
点对点信道
广播信道
局域网属于数据链路层
局域网虽然是个网络。但我们并不把局域网放在网络层中讨论。这是因为在网络层要讨论的是多个网络互连的问题，是讨论分组怎么从一个网络，通过路由器，转发到另一个网络。
而在同一个局域网中，分组怎么从一台主机传送到另一台主机，但并不经过路由器转发。从整个互联网来看， 局域网仍属于数据链路层 的范围
三个重要问题
数据链路层传送的协议数据单元是 帧
封装成帧
封装成帧 (framing) 就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。
首部和尾部的一个重要作用就是进行 帧定界 。
差错控制
在传输过程中可能会产生 比特差错 ：1 可能会变成 0， 而 0 也可能变成 1。
可靠传输
接收方主机收到有误码的帧后，是不会接受该帧的，会将它丢弃
如果数据链路层向其上层提供的是不可靠服务，那么丢弃就丢弃了，不会再有更多措施
如果数据链路层向其上层提供的是可靠服务，那就还需要其他措施，来确保接收方主机还可以重新收到被丢弃的这个帧的正确副本
以上三个问题都是使用 点对点信道的数据链路层 来举例的
如果使用广播信道的数据链路层除了包含上面三个问题外，还有一些问题要解决
如图所示，主机A，B，C，D，E通过一根总线进行互连，主机A要给主机C发送数据，代表帧的信号会通过总线传输到总线上的其他各主机，那么主机B，D，E如何知道所收到的帧不是发送给她们的，主机C如何知道发送的帧是发送给自己的
可以用编址（地址）的来解决
将帧的目的地址添加在帧中一起传输
还有数据碰撞问题
随着技术的发展，交换技术的成熟，
在 有线（局域网）领域 使用 点对点链路 和 链路层交换机 的 交换式局域网 取代了 共享式局域网
在无线局域网中仍然使用的是共享信道技术
3.2、封装成帧
介绍
封装成帧是指数据链路层给上层交付的协议数据单元添加帧头和帧尾使之成为帧
帧头和帧尾中包含有重要的控制信息
发送方的数据链路层将上层交付下来的协议数据单元封装成帧后，还要通过物理层，将构成帧的各比特，转换成电信号交给传输媒体，那么接收方的数据链路层如何从物理层交付的比特流中提取出一个个的帧？
答：需要帧头和帧尾来做 帧定界
但比不是每一种数据链路层协议的帧都包含有帧定界标志，例如下面例子
前导码
前同步码：作用是使接收方的时钟同步
帧开始定界符：表明其后面紧跟着的就是MAC帧
另外以太网还规定了帧间间隔为96比特时间，因此，MAC帧不需要帧结束定界符
透明传输
透明
指某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。
透明传输是指 数据链路层对上层交付的传输数据没有任何限制 ，好像数据链路层不存在一样
帧界定标志也就是个特定数据值，如果在上层交付的协议数据单元中， 恰好也包含这个特定数值，接收方就不能正确接收
所以数据链路层应该对上层交付的数据有限制，其内容不能包含帧定界符的值
解决透明传输问题
解决方法 ：面向字节的物理链路使用 字节填充 (byte stuffing) 或 字符填充 (character stuffing)，面向比特的物理链路使用比特填充的方法实现透明传输
发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面 插入一个转义字符“ESC” (其十六进制编码是1B)。
接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。
如果转义字符也出现在数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符 ESC。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
帧的数据部分长度
总结
3.3、差错检测
介绍
奇偶校验
循环冗余校验CRC(Cyclic Rendancy Check)
例题
总结
循环冗余校验 CRC 是一种检错方法，而帧校验序列 FCS 是添加在数据后面的冗余码
3.4、可靠传输
基本概念
下面是比特差错
其他传输差错
分组丢失
路由器输入队列快满了，主动丢弃收到的分组
分组失序
数据并未按照发送顺序依次到达接收端
分组重复
由于某些原因，有些分组在网络中滞留了，没有及时到达接收端，这可能会造成发送端对该分组的重发，重发的分组到达接收端，但一段时间后，滞留在网络的分组也到达了接收端，这就造成 分组重复 的传输差错
三种可靠协议
停止-等待协议SW
回退N帧协议GBN
选择重传协议SR
这三种可靠传输实现机制的基本原理并不仅限于数据链路层，可以应用到计算机网络体系结构的各层协议中
停止-等待协议
停止-等待协议可能遇到的四个问题
确认与否认
超时重传
确认丢失
既然数据分组需要编号，确认分组是否需要编号？
要。如下图所示
确认迟到
注意，图中最下面那个数据分组与之前序号为0的那个数据分组不是同一个数据分组
注意事项
停止-等待协议的信道利用率
假设收发双方之间是一条直通的信道
TD ：是发送方发送数据分组所耗费的发送时延
RTT ：是收发双方之间的往返时间
TA ：是接收方发送确认分组所耗费的发送时延
TA一般都远小于TD，可以忽略，当RTT远大于TD时，信道利用率会非常低
像停止-等待协议这样通过确认和重传机制实现的可靠传输协议，常称为自动请求重传协议ARQ( A utomatic R epeat re Q uest)，意思是重传的请求是自动进行，因为不需要接收方显式地请求，发送方重传某个发送的分组
回退N帧协议GBN
为什么用回退N帧协议
在相同的时间内，使用停止-等待协议的发送方只能发送一个数据分组，而采用流水线传输的发送方，可以发送多个数据分组
回退N帧协议在流水线传输的基础上，利用发送窗口来限制发送方可连续发送数据分组的个数
无差错情况流程
发送方将序号落在发送窗口内的0~4号数据分组，依次连续发送出去
他们经过互联网传输正确到达接收方，就是没有乱序和误码，接收方按序接收它们，每接收一个，接收窗口就向前滑动一个位置，并给发送方发送针对所接收分组的确认分组，在通过互联网的传输正确到达了发送方
发送方每接收一个、发送窗口就向前滑动一个位置，这样就有新的序号落入发送窗口，发送方可以将收到确认的数据分组从缓存中删除了，而接收方可以择机将已接收的数据分组交付上层处理
累计确认
累计确认
优点:
即使确认分组丢失，发送方也可能不必重传
减小接收方的开销
减小对网络资源的占用
缺点：
不能向发送方及时反映出接收方已经正确接收的数据分组信息
有差错情况
例如
在传输数据分组时，5号数据分组出现误码，接收方通过数据分组中的检错码发现了错误
于是丢弃该分组，而后续到达的这剩下四个分组与接收窗口的序号不匹配
接收同样也不能接收它们，讲它们丢弃，并对之前按序接收的最后一个数据分组进行确认，发送ACK4， 每丢弃一个数据分组，就发送一个ACK4
当收到重复的ACK4时，就知道之前所发送的数据分组出现了差错，于是可以不等超时计时器超时就立刻开始重传，具体收到几个重复确认就立刻重传，根据具体实现决定
如果收到这4个重复的确认并不会触发发送立刻重传，一段时间后。超时计时器超时，也会将发送窗口内以发送过的这些数据分组全部重传
若WT超过取值范围，例如WT=8，会出现什么情况？
习题
总结
回退N帧协议在流水线传输的基础上利用发送窗口来限制发送方连续发送数据分组的数量，是一种连续ARQ协议
在协议的工作过程中发送窗口和接收窗口不断向前滑动，因此这类协议又称为滑动窗口协议
由于回退N帧协议的特性，当通信线路质量不好时，其信道利用率并不比停止-等待协议高
选择重传协议SR
具体流程请看视频
习题
总结
3.5、点对点协议PPP
点对点协议PPP（Point-to-Point Protocol）是目前使用最广泛的点对点数据链路层协议
PPP协议是因特网工程任务组IEIF在1992年制定的。经过1993年和1994年的修订，现在的PPP协议已成为因特网的正式标准[RFC1661，RFC1662]
数据链路层使用的一种协议，它的特点是：简单；只检测差错，而不是纠正差错；不使用序号，也不进行流量控制；可同时支持多种网络层协议
PPPoE 是为宽带上网的主机使用的链路层协议
帧格式
必须规定特殊的字符作为帧定界符
透明传输
必须保证数据传输的透明性
实现透明传输的方法
面向字节的异步链路：字节填充法（插入“转义字符”）
面向比特的同步链路：比特填充法（插入“比特0”）
差错检测
能够对接收端收到的帧进行检测，并立即丢弃有差错的帧。
工作状态
当用户拨号接入 ISP 时，路由器的调制解调器对拨号做出确认，并建立一条物理连接。
PC 机向路由器发送一系列的 LCP 分组（封装成多个 PPP 帧）。
这些分组及其响应选择一些 PPP 参数，并进行网络层配置，NCP 给新接入的 PC 机
分配一个临时的 IP 地址，使 PC 机成为因特网上的一个主机。
通信完毕时，NCP 释放网络层连接，收回原来分配出去的 IP 地址。接着，LCP 释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。
可见，PPP 协议已不是纯粹的数据链路层的协议，它还包含了物理层和网络层的内容。
3.6、媒体接入控制（介质访问控制）——广播信道
媒体接入控制（介质访问控制）使用一对多的广播通信方式
Medium Access Control 翻译成媒体接入控制，有些翻译成介质访问控制
局域网的数据链路层
局域网最主要的 特点 是：
网络为一个单位所拥有；
地理范围和站点数目均有限。
局域网具有如下 主要优点 ：
具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。
便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。
提高了系统的可靠性、可用性和残存性。
数据链路层的两个子层
为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，IEEE 802 委员会就将局域网的数据链路层拆成 两个子层 ：
逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层；
媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层。
与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层，而 LLC 子层则与传输媒体无关。 不管采用何种协议的局域网，对 LLC 子层来说都是透明的。
基本概念
为什么要媒体接入控制（介质访问控制）？
共享信道带来的问题
若多个设备在共享信道上同时发送数据，则会造成彼此干扰，导致发送失败。
随着技术的发展，交换技术的成熟和成本的降低，具有更高性能的使用点对点链路和链路层交换机的交换式局域网在有线领域已完全取代了共享式局域网，但由于无线信道的广播天性，无线局域网仍然使用的是共享媒体技术
静态划分信道
信道复用
频分复用FDM (Frequency Division Multiplexing)
将整个带宽分为多份，用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。
频分复用 的所有用户在同样的时间 占用不同的带宽资源 （请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。
⑹ 计算机网络之五层协议
一：概述
计算机网络 （网络）把许多 计算机 连接在一起，而 互联网 则把许多网络连接在一起，是 网络的网络 。因特网是世界上最大的互联网。
以小写字母i开始的internet( 互联网或互连网 )是 通用 名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。在这些网络之间的通信协议（通信规则）可以是 任意 的。
以大写字母I开始的Interent（ 因特网 ）是 专有 名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用的是 TCP/IP 协议族 作为通信规则，且其前身是美国的 ARPANET 。
因特网现在采用 存储转发 的 分组交换 技术，以及三层因特网服务提供者（ISP）结构。
因特网按 工作方式 可以划分为 边缘 部分和 核心 部分，主机在网络的边缘部分，作用是进行信息处理。 路由器 是在网络的核心部分，作用是：按存储转发方式进行 分组交换 。
计算机通信是计算机的 进程 （运行着的程序）之间的通信，计算机网络采用 通信方式 ：客户–服务器方式和对等连接方式（P2P方式）
按作用 范围 不同，计算机网络分为：广域网WAN,城域网MAN，局域网LAN和个人区域网PAN。
五层协议 的体系结构由：应用层，运输层，网络层，数据链路层和物理层。
<1>:应用层 ： 是体系结构中的最高层，应用层的任务是 通过应用进程间的交互来完成特定网络应用 。应用层协议定义的是 应用进程间通信和交互的规则 。
<2>:运输层 ：任务是负责向 两个主机中的进程之间的通信提供可靠的端到端服务 ，应用层利用该服务传送应用层报文。
TCP ：提供面向连接的，可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段。
UDP ：提供无连接的，尽最大努力的数据传输服务，不保证数据传输的可靠性。
<3>网络层： 网络层的任务就是要选择合适的路由，在发送数据时， 网络层把运输层产生的报文段或者用户数据报 封装 成分组或包进行交付给目的站的运输层。
<4>数据链路层： 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
<5>:物理层： 物理层的任务就是 透明 地传送比特流，物理层还要确定连接电缆插头的 定义 及 连接法 。
运输层最重要的协议是：传输控制协议 TCP 和用户数据报协议 UDP ，而网络层最重要的协议是网络协议 IP 。
分组交换的优点：高效、灵活、迅速、可靠。
网络协议主要由三个要素组成： （1）语法：即数据和控制信息的结构或者格式； （2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 （3）同步：即事件实现顺序的详细说明。
二：物理层
物理层的主要任务：描述为确定与 传输媒体 的 接口 有关的一些特性。
机械特性 ：接口所用接线器的形状和尺寸，引脚数目和排列，固定和锁定装置等，平时常见的各种规格的插件都有严格的 标准化的规定 。
电气特性 ：接口电缆上的各条线上出现的电压 范围 。
功能特性 ：某条线上出现的某一电平的点电压表示何种 意义 ；
过程特性 ：指明对不同功能的各种可能事件的出现 顺序 。
通信的目的 是： 传送消息 ， 数据 是运送消息的 实体 。 信号 是数据的电气或电磁的表现。
根据信号中代表 参数 的取值方式不同。 信号分为 ： 模拟信号 （连续无限）+ 数字信号 （离散有限）。代表数字信号不同的离散数值的基本波形称为 码元 。
通信 的双方信息交互的方式来看，有三中 基本方式 ：
单向 通信（广播）
双向交替 通信（**半双工**_对讲机）
双向同时 通信（ 全双工 _电话）
调制 ：来自信源的信号常称为基带信号。其包含较多低频成分，较多信道不能传输低频分量或直流分量，需要对其进行调制。
调制分为 两大类 ： 基带调制 （仅对波形转换，又称 编码 ，D2D）+ 带通调制 (基带信号频率范围搬移到较高频段， 载波 调制，D2M)。
编码方式 ：
不归零制 （正电平1/负0）
归零制度 （正脉冲1/负0）
曼彻斯特编码 （位周期中心的向上跳变为0/下1）
差分曼彻斯特编码 （每一位中心处有跳变，开始辩解有跳变为0，无跳变1）
带通调制方法 ： 调 幅 （ AM ）：(0, f1) 。调 频 （ FM ）：(f1, f2) 。调 相 （ PM ）：（0 ， 180度） 。
正交振幅调制（QAM）物理层 下面 的 传输媒体 （介质）： 不属于任何一层 。包括有： 引导性传输媒体 ：双绞、同轴电缆、光缆 、 非引导性传输媒体 ：短波、微波、红外线。
信道复用技术 ： 频分复用 ：（一样的时间占有不不同资源） ； 时分复用 ：（不同时间使用同样资源） ；统计时分复用、波分复用（WDM）、码分复用（CDM）。
宽带接入技术 ： 非对称数字用户线 ADSL (Asymmetric Digital Subcriber Line)（用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造）
三：数据链路层
数据链路层使用的 信道 有 两种类型： * 点对点(PPP) 信道+ 广播*信道
点对点信道的数据链路层的协议数据单元- -帧
数据链路层协议有许多， 三个基本问题 是共同的
封装成桢
透明传输
差错检测
局域网的数据链路层拆成两个子层，即 逻辑链路层（LLC） 子层+ 媒体接入控制（MAC） 子层；
适配器的作用：
计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器，适配器本来是主机箱内插入的一块网络接口板，又称网络接口卡，简称（ 网卡 ）。
以太网采用 无连接 的工作方式，对发送的数据帧 不进行编号 ，也不要求对方发回确认，目的站收到差错帧就丢掉。
以太网采用的协议是：具有 冲突检测 的 载波监听多点接入 ( CSMA/CD )。协议的要点是： 发送前先监听，边发送边监听，一旦发现总线出现了碰撞，就立即停止发送。
以太网的硬件地址 ， MAC 地址实际上就是适配器地址或者适配器标识符。 48位长 ， 以太网最短帧长：64字节。争用期51.2微秒。
以太网适配器有 过滤 功能：只接收 单播帧，广播帧，多播帧 。
使用 集线器 可以在 物理层 扩展以太网（半双工），使用 网桥 可以在 数据链路层 扩展以太网（半双工），网桥转发帧时， 不改变帧 的源地址。网桥 优点 ：对帧进行转发过滤，增大 吞吐量 。扩大网络物理范围，提高 可靠 性，可 互连 不同物理层，不同MAC子层和不同速率的以太网。 网桥 缺点 ：增加时延，可能产生广播风暴。
透明网桥 ： 自学习 办法处理接收到的帧。
四：网络层
TCP/IP 体系中的网络层向上只提供简单灵活的、无连接，尽最大努力交付的数据报服务。网络层不提供服务质量的承诺，不保证分组交付的时限， 进程 之间的通信的 可靠性 由 运输层 负责。
一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的，分类的 IP地址 包括A类（ 1~126 ）、B类（ 128~191 ）、C类（ 192~223 单播地址）、D类（ 多播 地址）。
分类的IP地址由 网络号字段 和 主机号字段 组成。
物理地址（硬件地址）是数据链路层和物理层使用的地址，而 IP 地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种 逻辑地址 ，数据链路层看不见数据报的IP地址。
IP首部中的 生存时间 段给出了IP数据报在因特网中经过的 最大路由器数 ，可防止IP数据报在互联网中无限制的 兜圈 子。
地址解析协议 ARP（Address Resolution Protocol） 把IP地址解析为 硬件地址 ，它解决 同一个局域网的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题 ，是一种解决地址问题的协议。以目标IP地址为线索，用来定位一个下一个应该接收数据分包的网络设备对应的MAC地址。如果目标主机不再同一链路上时，可以通过ARP查找下一跳路由器的MAC地址，不过ARP只适用于IPV4，不能用于IPV6，IPV6中可以用ICMPV6替代ARP发送邻居搜索消息。
路由选择协议有两大类： 内部网关 协议（RIP和OSPE）和 外部网关 协议（BGP-4）。
网际控制报文协议 ICMP （Internet Control Message Protocol ）控制报文协议。是IP层协议，ICMP报文作为IP数据报的数据，加上首部后组成IP数据报发送出去，使用ICMP并不是实现了可靠传输。ICMP允许主机或者路由器 报告差错 情况和 提供有关异常 的情况报告。
ICMP是一个重要应用是分组网间探测 PING
与单播相比，在一对多的通信中，IP多播可大大节约网络资源， IP多播使用D类地址，IP多播需要使用 网际组管理协议IGMP 和多播路由选择协议。
五: 运输层
网络层为主机之间提供逻辑通信,运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
运输层有两个协议 TCP和UDP
运输层用一个 16位 端口号来标志一个端口。
UDP特点 ：无连接、尽最大努力交付、面向报文、无拥塞控制、支持一对一，多对一，一对多，多对多的交互通信。首部开销小。
TCP特点： 面向连接，每一条TCP连接只能是点对点、提供可靠的交付服务，提供全双工通信、面向字节流。
TCP用主机的IP地址加上主机上的端口号作为TCP连接的端点，这样的端点就叫 套接字 。
流量控制 是一个 端到端 的问题，是接收端抑制发送端发送数据的速率，以方便接收端来得及接收。 拥塞控制 是一个全局性过程，涉及到所有的主机，所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。
TCP拥塞控制采用四种算法： 慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复 。
传输有 三个连接 ：连接建立、数据传送、连接释放。
TCP连接建立采用三次握手机制，连接释放采用四次握手机制。
六:应用层
文件传送协议FTP 使用 TCP 可靠传输服务。FTP使用客户服务器方式，一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。在进行文件传输时，FTP的客户和服务器之间要建立两个并行的TCP连接，控制连接和数据连接，实际用于传输文件的是 数据连接 。
万维网 WWW 是一个大规模，联机式的信息储藏所，可以方便从因特网上一个站点链接到另一个站点。
万维网使用 统一资源定位符URL 来标志万维网上的各种文档，并使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符 URL 。
⑺ 《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