网络层

链路层知识梳理（一） 一、链路层功能 （一）概述 链路层在网络层提供服务的基础上向网络层提供服务。其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠的传输到相邻节点的目标主机网络层。其主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能，将物理层的可能出错的物理连接改造为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一条无差错的链路。 具体分为一下这么几点： 1. 为网络层提供三种服务：无确认无连接服务、有确认无连接服务、有确认面向连接服务 2. 链路管理：链路的建立、维持、释放（用于面向连接的服务） 3. 组帧：帧同步、帧定界、透明传输 4. 流量控制：点对点，只限制发送方 5. 差错控制：帧错误、位错误 （二）名词解释 帧界定：确定帧的界限。 帧同步：分出帧的起始与终止。 透明传输：不管传输的是怎样的比特组合，都能在链路上传送。 二、组帧 （一）概念 发送方依据规则将网络层递交的分组封装成帧，帧要加首部和尾部（分组只是帧的数据部分，所以不需要加尾部）。出错时只重发出错的帧。 帧同步：接收方应该能从接收到的比特流中区分帧的起始和结束。 透明传输：不管传输的是怎样的比特组合，都能在链路上传送。 帧定界：确定帧的界限。 （二）组帧的四种方法 分别是字符记数法、字符（节）填充法、零比特填充法、违规编码法 1. 字符记数法 帧首部使用一个计数字段（第一个字节， 8 位（ bit ）），来表明帧内字符数 缺点

网络分类：局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。 网络拓扑结构：星型网、总线型网、树型网、环型网、分布式网络、复合型网络。 物理层：在设备间传递比特；定义电压，速率及线缆及针脚排列。 Hubs：工作在物理层，所有的设备都处于同一个冲突域；所有的设备都处于同一个广播域；设备共享相同的带宽。 数据链路层：组合比特成字节，字节成帧；使用MAC地址访问媒体；错误检测，通常不包括错误纠正。 交换机 / 网桥：工作在数据链路层，每个网段都是一个单独的冲突域；所有网段处于同一个广播域；独享带宽。 网络层：提供路由器做路径选择所使用的逻辑地址与寻址方式。 路由器：工作在网络层，逻辑寻址，控制组播，选择最佳路径，流量管理，控制广播，链接到广域网。 网络层地址由两部分地址组成：网络地址和主机地址。网络地址是全局唯一性的。 传输层：可靠或不可靠的数据传递；采用重传机制保证可靠传输。 会话层：保持不同应用进程独立。 表示层：数据如何表示；加密解密压缩等特殊进程。 应用层：网络用户接口。 冲突域与广播域： 集线器 网桥 交换机 路由器 冲突域数量 1 4 4 4 广播域数量 1 1 1 4 来源： https://www.cnblogs.com/wkw-201710110022/p/11953804.html

物理层 物理层 是参考模型中的最底层，主要定义了系统的电气、机械、过程和功能标准。如：电压、物理数据速率、最大传输距离、物理联接器和其他的类似特性。物理层的主要功能是利用传输介质为数据链路层提供物理联接，负责数据流的物理传输工作。物理层传输的基本单位是比特流，即0和1，也就是最基本的电信号或光信号，是最基本的物理传输特征。 数据链路层 数据链路层 是在通信实体问建立数据链路联接，传输的基本单位为“帧”，并为网络层提供 差错控制 和流量控制服务。数据链路层由 MAC (介质访问控制子层)和 LLC (逻辑链路控制子层)组成。介质访问控制子层的主要任务是规定如何在物理线路上传输帧。逻辑链路控制子层对在同一条网络链路上的设备之间的通信进行管理。数据链路控制子层主要负责逻辑上识别不同协议类型，并对其进行封装。也就是说数据链路控制子层会接受网络协议数据、分组的数据报并且添加更多的控制信息，从而把这个分组传送到它的目标设备。 网络层 网络层 主要为数据在节点之间传输创建逻辑链路，通过路由选择算法为分组选择最佳路径，从而实现拥塞控制、网络互联等功能。网络层是以 路由器 为最高节点俯瞰网络的关键层，它负责把分组从源网络传输到目标网络的路由选择工作。互联网是由多个网络组成在一起的一个集合，正是借助了网络层的路由路径选择功能，才能使得多个网络之间的联接得以畅通，信息得以共享

路由器又可以称之为网关设备。路由器就是在 OSI /RM中完成的 网络层 中继以及第三层中继任务，对不同的网络之间的 数据包 进行存储、分组转发处理，其主要就是在不同的逻辑分开网络。而数据在一个 子网 中传输到另一个子网中，可以通过路由器的路由功能进行处理。在网络通信中，路由器具有判断网络地址以及选择IP路径的作用，可以在多个网络环境中，构建灵活的链接系统，通过不同的数据分组以及介质访问方式对各个子网进行链接。路由器在操作中仅接受源站或者其他相关路由器传递的信息，是一种基于网络层的互联设备。 [1] 路由器通常位于网络层，因而路由技术也是与网络层相关的一门技术， 路由器与早期的网桥相比有很多的变化和不同。 通常而言，网桥的局限性比较大，它只能够连通 数据链路层 相同或者类似的网络，不能够连接数据链路层之间有着较大差异的网络。但是路由器却不同，它打破了这个局限，能够连接任意的两种不同的网络，但是这两种不同的网络之间要遵守一个原则，就是使用相同的网络层协议，这样才能够被路由器连接。 路由技术简单来说就是对网络上众多的信息进行转发与交换的一门技术，具体来说，就是通过互联网络将信息从源地址传送到目的地址。路由技术这几年来也取得了不错的发展和进步，特别是第五代路由器的出现，满足了人们对数据、语音和图像的综合应用，逐渐被大多数家庭网络所选择并且广泛被使用。 除此之外，这几年来

文章针对有IP网络基础知识，对osi和以太网有基本了解的人群！ 首先，来看一个常见的问题： -------------------------------------------- Q：不同网段的机器通过二层交换机相连接，它们之间能相互通信吗？ A： 常规的情况下不同网段需通过网关访问的方式我想你应该是已经了解的～这个系列的第一篇文章也有提到。（来自： 网络基本功系列：细说网络那些事儿 ） 关于交换机连接不同网段的机器一定要实现相互通信，应该需要特殊的设置： 比如PC 1 IP: 192.168.1.1，默认网关设为：192.168.2.1 PC 2 IP: 192.168.2.1，默认网关设为：192.168.1.1 PC 1发现与PC 2不是同一网段需要发送给网关，现在问题就是如何获得网关（也就是PC2 ）的MAC地址。所以PC 1发送包含网关IP地址的ARP。ARP到交换机这里， 交换 机转发这个ARP广播包（没有VLAN的话），于是PC 2返回自己的MAC地址给PC 1。现在，PC 1就有了PC 2的MAC地址。这样就可以相互通信了。 --------------------------------------------- 接下来介绍一下，网关的作用，因为实现中要借助网关。 路由器是三层的设备，主要协议为IP。三层设备主要负责寻址

神经网络的典型处理如下所示： 1. 定义可学习参数的网络结构（堆叠各层和层的设计）； 2. 数据集输入； 3. 对输入进行处理（由定义的网络层进行处理）,主要体现在网络的前向传播； 4. 计算loss ，由Loss层计算； 5. 反向传播求梯度； 6. 根据梯度改变参数值,最简单的实现方式（SGD）为: weight = weight - learning_rate * gradient 下面是利用PyTorch定义深度网络层（Op）示例： class FeatureL2Norm(torch.nn.Module): def __init__(self): super(FeatureL2Norm, self).__init__() def forward(self, feature): epsilon = 1e-6 # print(feature.size()) # print(torch.pow(torch.sum(torch.pow(feature,2),1)+epsilon,0.5).size()) norm = torch.pow(torch.sum(torch.pow(feature,2),1)+epsilon,0.5).unsqueeze(1).expand_as(feature) return torch.div(feature,norm) class

IP协议是TCP/IP协议簇中的核心协议，也是TCP/IP的载体。所有的TCP，UDP，ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输。 IP提供不可靠的，无连接的数据传送服务。 （1）不可靠指它不能保证IP数据报能成功到达目的地。 IP仅提供最好的传输服务。当发生某种错误时，如某个路由器暂时用完了缓冲区，IP有一个简单的错误处理算法：丢弃该数据报，然后发送ICMP消息给信源。任何要求的可靠性必须由上层来提供。 （2）无连接指IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。 每个数据报的处理是相互独立的。IP数据报可以不按发送顺序接收。如果一信源向相同的信宿发送两个连续的数据报（先是A，然后是B）每个数据报都是独立的进行路由选择，可能选择不同的路线，因此B可能在A到达之前先到达。 来源： https://www.cnblogs.com/liufuyang/p/11946565.html

1、物理层是OSI参考模型的最低层，它利用传输介质为数据链路层提供物理连接。它主要关心的是通过物理链路从一个节点向另一个节点传送比特流，物理链路可能是铜线、卫星、微波或其他的通讯媒介。 2、数据链路层是为网络层提供服务的，解决两个相邻结点之间的通信问题，传送的协议数据单元称为数据帧。该层的主要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可靠的物理链路转换成对网络层来说无差错的数据链路。此外，数据链路层还要协调收发双方的数据传输速率，即进行 流量控制 ，以防止接收方因来不及处理发送方来的高速数据而导致缓冲器溢出及线路阻塞。 3、网络层是为传输层提供服务的，传送的协议数据单元称为数据包或分组。该层的主要作用是解决如何使数据包通过各结点传送的问题，即通过路径选择算法（路由）将数据包送到目的地。 4、传输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务，包括处理差错控制和 流量控制 等问题。该层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条主机到主机的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路。 5、会话层主要功能是管理和协调不同主机上各种进程之间的通信（对话），即负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。会话层得名的原因是它很类似于两个实体间的会话概念。 6、表示层处理流经结点的数据编码的表示方式问题，以保证一个系统应用层发出的信息可被另一系统的应用层读出

TCP/IP协议族与 OSI参考模型一样，分为不同的层次开发，每一层负责不同的通信功能。分为应用层、传输层、网络层和链路层，不同的网络层次有不同的协议组成 。 网络接口层（链路层）规定了传输数据所需要的机械、电气、功能及规格等特性，提供检错、纠错、同步等措施，同时进行流量调控；网络层主要协议有IP、ICMP、IGMP、RARP、ARP；传输层是为了两台主机间的应用程序提供端到端的通信，含有的主要协议有TCP、UDP；应用层负责显示接受到的信息，把用户的数据发送到低层，为应用软件提供网络接口，如HTTP文本传输协议、Telnet远程登陆、FTP文件传输协议。 传输控制协议为应用程序提供可靠的面向连接的通信服务。TCP的连接建立过程通常被称为三次握手，当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN+ACK，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接，TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。TCP终止连接也成为四次握手，一个TCP连接是全双工，因此每个方向必须单独进行关闭。当一方完成他的数据发送任务后就发送一个FIN来终止这个方向将连接。当一端收到一个FIN，它必须通知应用层另一端已经终止了那个方向的数据传送。所以TCP终止接连的过程需要四个过程。 TCP流量控制使用滑动窗口协议。窗口大小取决于接受窗口（rwnd）和拥塞窗口（cwnd

通信时使用了两个地址： IP 地址（网络层地址） MAC 地址（数据链路层地址） ARP 作用：从网络层使用的 IP 地址，解析出在数据链路层使用的硬件地址。 地址解析协议 ARP 要点 不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。 每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存 (ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。 windows系统查看ARP缓存 ：在dos中输入 arp -a命令 应当注意的问题 ARP 用于解决同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射问题。 如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么就要通过 ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络。剩下的工作就由下一个网络来做。 从 IP 地址到硬件地址的解析是自动进行的，主机的用户对这种地址解析过程是不知道的。 只要主机或路由器要和本网络上的另一个已知 IP 地址的主机或路由器进行通信，ARP 协议就会自动地将该 IP 地址解析为链路层所需要的硬件地址。 ———————————————— 版权声明：本文为CSDN博主「孤君」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接：https: