测试开发系统化 | 计算机网络篇(二)：物理层与数据链路层

统计时分复用 波分复用 码分复用 数字TCP亦同统 随身携以太网连接线新技术

二、数据集传输层

》》2.1 基本概念

2.1.1 数据集传输层的简单数学作法

在这一章中都，只倾听数据集传输层上帧的流动，不倾听无线电通信双方同意的媒介和新技术方式也；

若从PSPH1向PSPH2启动时集，所个人经历的数学作法方式也如下绘不止

只倾听数据集传输层的话，如下绘不止标明：

2.1.2 数据集传输层的DFT类型

点到点DFT： 这种DFT用作一对一的点到点无线电通信方式也；只不过我们拿两台微电脑，用一根网线直接将两台微电脑相相连，这就不属于点到点。 电影片道DFT：

这种DFT用作一对多的电影片道无线电通信方式也，因此步骤较为复杂。电影片道DFT上相连的PSP很多，因此必需用作专用的分享DFT双方同意来协调这些PSP的数据集唯 。

接着后面的则有子，如果将两台微电脑直接用插座来进行相连，同时再次连接线其他微电脑，那么只要其中都一台微电脑唯消息，其他微电脑都可以寄出，这种就不属于电影片道DFT。

2.1.3 传输与数据集传输

传输(link)

是一条点到点的化学该线东路段，中都间并未任何其他的中介节点。一条传输只是一条通东路的一个小组成部分。则有：一根网线就不属于传输，是一条化学传输。

数据集传输(data link) 除了化学该线东路外，还必需有无线电通信双方同意来支配这些数据集的TCP。若把实现这些双方同意的操作系统对和软体延到传输上，就小组合而成了数据集传输。 那时候最常用的作法是用作的通讯设备(网卡)来实现这些双方同意的操作系统对和软体。 一般的的通讯设备都最主要了数据集传输层和无线电通信双方同意这两层的功能。

2.1.4 帧

数据集传输层读由此而来的是帧 数据集读由此而来到数据集传输层变成帧，由帧头帧菱来问到帧的开始和之前 传到无线电通信双方同意变为比特流或波频谱，通过传输来进行唯送 交还后端寄出数据集后依序是启动时解

确切参见如下绘不止：

》》2.2 数据集传输层的三个问题

2.2.1 嵌入成帧

嵌入成帧(framing)就是在一段数据集的前后分别添延多部和菱部，然后就小组合而成了一个帧。明确帧的界线。 多部和菱部的一个最重要主导作用就是来进行帧定界。

MTU:最大TCP单元，最大不可最少1500个元小组

如果再次TCP步骤中都有数据集中都断或被窃了，在寄出数据集的时候唯掘不止并未帧头或帧菱，那么计算机程序就但会将此断数据集捡。

2.2.2 紫色TCP

TCP步骤中都不太可能但会浮现如下不太可能会，TCP的数据集中都值得注意了和帧菱之前符一十分相似的数据集，这十分相似就不太可能导致数据集被被说是作之前了，确切见下绘不止：

因此在TCP步骤中都延入正则列于达式，唯送后和交还前延入，而唯送方和交还方极为究竟，所以也就说是之为紫色TCP

元小组填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)——交还后端的数据集传输层在将数据集送往网顶层先以前撤下填充的正则列于达式。 如果正则列于达式也浮现数据集当中都，那么应在正则列于达式后面填充一个正则列于达式。当交还后端寄出连续的两个正则列于达式时，就撤下其中都后面的一个。

2.2.3 没错探测

在TCP步骤中都不太可能但会激唯比特没错：1 不太可能但会变成 0 而 0 也不太可能变成 1。 在一段时稍长内，TCP不止错的比特%所TCP比特据统计的比率特常指误码率 BER (Bit Error Rate)。 误码率与信噪比有很大的关亦同。 为了应有数据集TCP的通用特质，在计算机程序网上TCP数据集时，必需采用各种没错探测控制措施

循环分块检查和 CRC：计算余数来判断数据集是不是被窃

需注意： 仅用循环分块检查和 CRC 没错探测新技术情况下好好到无没错遵从(accept)。 “无没错遵从”是常指：“凡是遵从的帧（即不最主要捡的帧），我们都能以十分相近于 1 的概率常指出这些帧在TCP步骤中都并未激唯没错”。 比如说：“凡是交还后端数据集传输层遵从的帧都并未TCP没错”（有没错的帧就捡而不遵从）。 要好好到“确实TCP”（即唯送什么就寄出什么）就必需再次延上确认和CDR功能。 考量帧重复、帧被窃、帧乱序的不太可能会

总结：CRC只负责无没错交还，且只是无比特没错，不止错后能够顶层来进行CDR。

》》2.3 点到点双方同意 PPP(Point-to-Point Protocol)

最早我们用作电话拨号上网就是这种PPP双方同意：

它具身份验证，记账的功能。

PPP双方同意帧PNG

- PPP 有一个 2 个元小组的双方同意字段。

- 当双方同意字段为 0x0021 时，PPP 帧的电子邮件字段就是IP 数据集报。

- 若为 0xC021, 则电子邮件字段是 PPP 传输支配数据集。

- 若为 0x8021，则问到这是网上支配数据集。

》》 2.4 用作电影片道DFT的数据集传输层

2.4.1 东路由器的数据集传输层

东路由器最主要的特点是：

网上为一个其单位所拥有，且地缘隔开范围和北站点数目均有限。

东路由器具如下的一些主要特特质：

具电影片道功能，从一个北站点可很方便地访问拟于。东路由器上的PSP可分享相连在东路由器上的各种操作系统对和软体资源。 便于亦同统的适配和逐渐地变迁，各通讯设备的位置可灵活调整和扭转。 提较高了亦同统的通用特质、实用特质和残存特质。

东路由器的拓扑(也就是常指化学上怎么相连的)：

2.4.2 认识TCP

原先以的TCP是将许多计算机程序都相连到一根中介机上。当初常指出这十分相似的相连作法既简单又确实，因为中介机上并未顾名思义器件。但是这十分相似的话很不公共安全(参见插座)

2.4.3 DFT国安局时可连接线/冲撞探测 CSMA/CD

“时可连接线”问到许多计算机程序以时可连接线的方式也相连在一根中介机上。 “DFT国安局”是常指每一个北站在启动时集先以前先以要探测一下中介机上是不是有其他计算机程序在启动时集，如果有，则暂时不要启动时集，以免唯生冲撞。 中介机上并并未什么“DFT”。因此， “DFT国安局”就是用电子新技术探测中介机上有并未其他计算机程序唯送的数据集频谱。 “冲撞探测”就是计算机程序边启动时集边探测DFT上的频谱电源个数。 当几个北站同时在中介机上启动时集时，中介机上的频谱电源摆动值将但会加大（互为振荡）。 当一个北站探测到的频谱电源摆动值最少一定的二门限值时，就常指出中介机上至少有两个北站同时在启动时集，列于明激唯了冲撞。 都是“冲撞”就是唯生了冲突。因此“冲撞探测”也特常指“冲突探测”。 通俗的理解，一条狭窄马东路上两辆车迎面互为撞在了一起，那么必然但会造成连接线灵活性，要监视唯掘不止，然后及时处理事故

2.4.4 传扬复杂程度对DFT国安局的受到影响

2.4.5 争用期

最先以启动时集帧的北站，在启动时集帧后至多经过时稍长 2τ（两倍的后端到后端往返复杂程度）就可究竟唯送的数据集帧是不是遭受了冲撞。 TCP的后端到后端往返复杂程度 2τ特常指争用期，或冲撞窗口。 经过争用期这段时稍长还并未探测到冲撞，才能肯定这次唯送就但会唯生冲撞。 争用期稍间距 TCP由此而来 51.2 us 为争用期的稍间距。 对于 10 Mb/s TCP，在争用期内可唯送512 bit，即 64 元小组。 TCP在启动时集时，若前 64 元小组并未唯生冲突，则不足之处的数据集就就但会唯生冲突。

》》2.5 TCP

2.5.1 TCP的两个规格

DIX Ethernet V2 是世界上第一个东路由器新产品（TCP）的规约。 IEEE 的 802.3 规格。 DIX Ethernet V2 规格与 IEEE 的 802.3 规格只有很小的差别，因此可以将 802.3 东路由器简特常指“于大TCP于大”。 严格说来，“TCP”理应是常指符合 DIX Ethernet V2 规格的东路由器

2.5.2 TCP与数据集传输层的2个子层

为了使数据集传输层能更加好地适应多种东路由器规格，802 委员但会就将东路由器的数据集传输层拆成两个子层：

演算传输支配 LLC (Logical Link Control)子层 媒体连接线支配 MAC (Medium Access Control)子层。 目前用作的差不多只有MAC了

2.5.3 TCP分享的咨询服务

TCP分享的咨询服务是不确实的投入生产，即尽最大努力的投入生产。 当借此北站寄出有没错的数据集帧时就捡此帧，其他什么也不好好。没错的纠正由管理人员来决定。 如果管理人员唯掘不止被窃了一些数据集而来进行CDR，但TCP极为究竟这是一个CDR的帧，而是视作一个不属于自己数据集帧来唯送。

2.5.4 TCP的星型拓扑构造

有别于TCP原先以是用作粗同轴电缆，此后演进到用作较为低价的细同轴电缆，最终唯展为用作更加低价和更加灵活的双绞线。

这种TCP采用星形拓扑，在星形的中都心则增延了一种通用特质十分较高的通讯设备，叫好好插座(hub)

那时候差不多并未用插座调遣网上的了

插座原理示意绘不止：

由绘不止中都可以想到插座断言仍然是一个中介机网，就像一个多API的转唯器，实习在无线电通信双方同意。

2.5.5 TCP的DFT耗电量

一个帧从开始唯送，经不太可能唯生的冲撞后，将再次CDR数次，到唯送成功且DFT转为都只(即再次经过时稍长 τ 使得DFT上无频谱在传扬)时为止，是唯送更快照所必需的平均时稍长。

要提较高TCP的DFT耗电量，就必需加大 τ 与 T0 之比。在TCP中都定义了参数 a，它是TCP分段后端到后端复杂程度  与帧的唯送时稍长 T0 之比：

a→0 问到一唯生冲撞就马上可以探测不止来，并马上停止唯送，因而DFT耗电量很较高。

a 越大，列于明争用期所%的%-加大，每唯生一次冲撞就浪费许多DFT资源，使得DFT耗电量大大降低。

当数据集率一定时，TCP的连线的稍间距受到限制，否则  的数值但会太大。

TCP的帧稍长不可太短，否则 T0 的值但会考虑到，使 a 值太大。

因此DFT耗电量在很好境况下是这十分相似的： 在很好化的不太可能会下，TCP上的各北站启动时集都就但会激唯冲撞（这显然已经不是 CSMA/CD，而是能够用作一种特殊的调度作法），即中介机一旦都只就有某一个北站马上启动时集。 唯送更快照%用该线东路的时稍长是 T0 + ，而帧本身的唯送时稍长是 T0。于是我们可计算不止很好不太可能会下的比如说DFT耗电量 Smax为：

》》2.6 MAC 层

2.6.1 MAC 层的操作系统对重定向(MAC 重定向)

在咱们的计算机程序上都有MAC重定向，又特常指化学重定向、操作系统对重定向；在网卡一不止厂的时候就驱动器了一个全球性唯一的MAC重定向； 那么全球性那么多生产厂厂家，怎么应有重定向的唯一特质呢？

IEEE 的注册主要职责 RA 负责向厂家分配重定向字段的前三个元小组(即较高位 24 位)。

重定向字段中都的后三个元小组(即低位 24 位)由厂家自行常指派，特常指适配配置文件，必需应有生产厂不止的的通讯设备并未重复重定向。一个重定向块可以生成2^24个各有不同的重定向。这种 48 位重定向特常指 MAC-48，它的通用名说是是EUI-48。

“MAC重定向”确切上就是的通讯设备重定向或的通讯设备配置文件EUI-48。

2.6.2 的通讯设备检查 MAC 重定向

的通讯设备从网上上每寄出一个 MAC 帧就首先以用操作系统对检查 MAC 帧中都的 MAC 重定向.

如果是唯往本北站的帧则收下，然后再次来进行其他的处理。否则就将此帧捡，由此而来而代之次来进行其他的处理。 “唯往本北站的帧”最主要以下三种帧： 单播(unicast)帧（一对一） 电影片道(broadcast)帧（一对全体） 多播(multicast)帧（一对多）

2.6.3 MAC帧PNG

》》 2.7 适配TCP

2.7.1 在无线电通信双方同意考量适配

距离上的适配： PSP用作单模和一对单模以太网相连到插座

数量上的适配： 某大学有三个亦同，各自有一个东路由器

由上述我们可以唯掘不止，用插座适配东路由器 ，虽然达致了增加隔开的借此，但是冲撞确切来说加大了，总的吞吐量并未提较高，因此我们就能够介绍另一位成员——网桥

2.7.2 在数据集传输层考量适配

在数据集传输层适配东路由器是用作于大网桥于大。

网桥实习在数据集传输层，它根据 MAC 帧的借此重定向对寄出的帧来进行转唯。

网桥具过滤帧的功能。当网桥寄出一个帧时，极为是向所有的API转唯此帧，而是先以检查此帧的借此 MAC 重定向，然后再次明确将该帧转唯到哪一个API

用作网桥适配TCP

网桥使各东路由器成为隔离开的冲撞确切来说

用作网桥随身携带来的优点 过滤无线电通信量。 增加了化学隔开范围。 提较高了通用特质。 可光纤各有不同无线电通信双方同意、各有不同 MAC 子层和各有不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s TCP）的东路由器 用作网桥随身携带来的缺点 存储转唯增延了复杂程度。 在MAC 子层并并未流量支配功能。 具各有不同 MAC 子层的东路由器转接在一起时复杂程度更加大。 网桥只适合于用户数不太多(不最少几百个)和无线电通信量不太大的东路由器，否则有时还但会因传扬相当多的电影片道电子邮件而激唯网上网络连接。这就是都是的电影片道风暴。 中介机

随着网桥的API的增延， 此后网桥和插座重小组了，计算机程序可以直接和中介机相连，这就是中介机。中介机就是网桥和插座的重小组携带型，能全双工，公共安全无线电通信。

* 后TCP随身携以太网想得到；

* 公共安全；

* 基于MAC重定向转唯；

* 通过深造框架MAC重定向列于。

中介式插座常特常指TCP中介机(switch)或第二层中介机（列于明此中介机实习在数据集传输层）。

TCP中介机通常都有十几个API。因此，TCP中介机实际上就是一个多API的网桥，可见中介机实习在数据集传输层。

》》2.8 各种类型东路由器

2.8.1 LAN和VLAN

先以来说什么是LAN，LAN常指的就是东路由器，我们可以通过东路由器接上插座，再次接计算机程序，形成各有不同东路由器的东路由器(LAN)

而各种类型东路由器 VLAN 是由一些东路由器东路由器小组合而成的与化学位置无关的演算小组。 这些东路由器具某些共同的必需求。 每一个 VLAN 的帧都有一个明确的配置文件，常指明唯送这个帧的实习北站是不属于哪一个 VLAN。 各种类型东路由器其实只是东路由器给用户分享的一种咨询服务，而极为是一种新型东路由器。

各种类型东路由器双方同意而无须在TCP的帧PNG中都填充一个 4 元小组的配置文件，特常指 VLAN 上面(tag)，用来常指明唯送该帧的实习北站不属于哪一个各种类型东路由器。

跨中介机的VLAN

》》参见

其余部分内容参见韩立刚家教主讲的《计算机程序网上》- 第5版 - 谢希仁 部分内容教材本《计算机程序网上》- 第7版 - 谢希仁

以上，期待大家一起交流探讨。

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