网络传输

本文是《计算机网络》的自学课程，视频地址为： https://www.bilibili.com/video/av47486689。仅做个人学习使用，如有侵权，请联系删除 第一章：概述 1.2 因特网概述 网络设备叫做节点，网线叫做链路，左图那个中心节点是交换机 互联网是网络之间用路由器连起来，路由器还有广域网接口，可以接万维网 交换机的符号： 路由器的符号： 互联网！=因特网 。因特网是全球最大的一个互联网，而其实只要任意两个网络联通就可以叫互联网。这两个其实名字是不一样的，互联网是internet,而因特网是Internet,一个大写一个小写。 还有一个常见的名称叫“以太网”，什么是以太网呢？ 来源： https://www.zhihu.com/question/19918493 整个因特网使用的就是TCP/IP协议来实现相互通信 因特网发展的三个阶段： ARPANET,高级研究计划局网络，通称阿帕网，是美国国防高级研究计划局开发的世界上第一个运营的数据包交换网络，是全球互联网的鼻祖。 在1990年停止使用。 1975年互联网产生，1983年TCP/IP协议成为互联网标准协议，但直到那时它依然是用于美国国防部的。 TCP/IP诞生的时候由于是内部网络，所以默认主机不是恶意的，因此在网络设计上有安全性的不足，可以进行arp欺骗等，现在的新型网络协议，例如Ipv6已经克服了这个问题

本文是《计算机网络》的自学课程，视频地址为： https://www.bilibili.com/video/av47486689。仅做个人学习使用，如有侵权，请联系删除 第二章：物理层 概述 物理层研究的是数据在物理机器上的传输，而不是研究机器本身： 数据通信的基础知识 这部分更关注于通信而不是计算机 这是使用电话拨号上网的老模式 通信的目的是传送消息，数据(data)是运送消息的实体： 码元实际上就是一个波形 信道 对讲机就是半双工 基带信号和带通信号 基带信号处理之后就是带通信号： 基带信号也不是一定不能直接使用： 调制方法 调制方法： 调幅：低电平的时候幅度小，高的时候幅度大 调频：低电平时候频率低，高电平时候频率高 调相：低电平是正弦，高电平换成余弦 数据编码 常用编码： 示例图如下： 上面的码有一个问题，就是不能区分是接受停止了还是接受的是0.曼彻斯特编码就是为了解决这个问题： 和上面的相比，上面的方法采样的是值，而曼彻斯特编码采样的是变化 差分曼彻斯特编码： 差分曼彻斯特编码看的是信号之间的电平跳变 应用： 注意看曼彻斯特编码的000，为了能得到表示0的标准波形，其会在信号的采集边缘改变电平 画曼彻斯特编码，可以理解为将0和1的标准波形先摆在一起，然后在边界进行连接。 对于差分曼彻斯特编码，其在一个时钟周期内是要发生一次电平变化的，一开始是0就变成1，是1就变成0

本文是《计算机网络》的自学课程，视频地址为： https://www.bilibili.com/video/av47486689。仅做个人学习使用，如有侵权，请联系删除 第三章：数据链路层 概述 数据链路层的基本概念： 数据发送模型 从层次上来看数据的流动 路由器检查数据链路层看是不是给自己的，如果是的话再看网络层决定走哪个口发出去。然后到数据链路层进行重新封装以比特流传递。 我们这一章只看数据链路层 数据链路层的信道模型 链路与数据链路 链路指的是物理的线路 网卡+链路=数据链路 帧 数据链路层传输的是帧 在数据链路层加上开始和结束，进入物理层进行传输。到了对方节点的数据链路层再把开始和结束去掉 数据链路层像一个数据管道 三个要解决的基本问题 封装成帧 MTU：最大传输单元，以太网中不能超过1500字节 接收端如果没有接收到帧开始符或者结束符，就会把这个帧扔掉，因为这不是一个完整的帧。 透明传输 如果传输的数据不是仅由“可打印字符”组成时（在传输二进制文件的时候常常发生），就会出现问题 解决方法：转义 最后处理数据的话需要再去掉 差错控制 判断错误的方法： 计算公式如下： 加n位0 除一个(n+1)位数，这个数随意选 做模二除法（每一位做异或运算，注意这不是二进制除法！） 最后传递的是：原本的数据+余数 接收方收到后用这个数再对那个(n+1)位数做除法，如果余数是0

　　OSI 七层模型通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯，因此其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输 。完成中继功能的节点通常称为中继系统。一个设备工作在哪一层，关键看它工作时利用哪一层的数据头部信息。网桥工作时，是以MAC头部来决定转发端口的，因此显然它是数据链路层的设备。具体说: 物理层：网卡，网线，集线器，中继器，调制解调器 数据链路层：网桥，交换机 网络层：路由器 网关工作在第四层传输层及其以上 　　集线器是物理层设备,采用广播的形式来传输信息。 　　交换机就是用来进行报文交换的机器。多为链路层设备(二层交换机)，能够进行地址学习，采用存储转发的形式来交换报文.。 　　路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率。 交换机的工作原理 　　交换机拥有一条很高带宽的内部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在则广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。 使用交换机也可以把网络

Netperf 测试技巧 Netperf 测试技巧 1. 概况 Netperf 是一种网络性能的测量工具，主要针对基于TCP或UDP的传输。 Netperf 根据应用的不同，可以进行不同模式的网络性能测试，即批量数据传输（bulk data transfer）模式和请求/应答（request/reponse）模式。 Netperf 测试结果所反映的是一个系统能够以多快的速度向另外一个系统发送数据，以及另外一个系统能够以多块的速度接收数据。 Netperf 工具以client/server方式工作。server端是netserver，用来侦听来自client端的连接，client端是 netperf ，用来向server发起网络测试。在client与server之间，首先建立一个控制连接，传递有关测试配置的信息，以及测试的结果；在控制连接建立并传递了测试配置信息以后，client与server之间会再建立一个测试连接，用来来回传递着特殊的流量模式，以测试网络的性能。 2. 安装 Netperf （1）运行命令下载 Netperf wget -c "https://codeload.github.com/HewlettPackard/ netperf /tar.gz/ netperf -2.5.0" -O netperf -2.5.0.tar.gz （2）运行以下命令安装

计算机网络知识 　　网络体系结构 　　传输介质，传输技术，传输方法，传输控制 　　常用网络设备和各类通信设备的特点 　　Client-Server 结构，Browser-Server 结构 　　LAN（拓扑，存取控制，组网，网间互连） 　　Internet 和 Intranet 基础知识以及应用 　　网络软件，网络管理，网络性能分析 　　 OSI模型与TCP/IP网络体系结构 　　 1.OSI模型 　　OSI网络体系结构中共定义了七层，从高到低分别是： 　　 应用层（Application） ：直接为端用户服务，提供各类应用过程的接口和用户接口。诸如：HTTP，Telnet，FTP，SMTP，NFS等。 　　 表示层（Presentation） ：使应用层可以根据其服务解释数据的含义。通常包括数据编码的约定、本地句法的转换。诸如：JPEG，ASCII，GIF，DES，MPEG等。　　 　　 会话层（Session） ：负责管理远程用户或进程间的通信，通常包括通信控制、检查点设置、重建中断的传输链路、名字查找和安全验证服务。诸如：RPC，SQL，NFS等。 　　 传输层（Transport） ：实现发送端和接收端的端到端的数据分组传送，负责保证实现数据包无差错、按顺序、无丢失和无冗余的传输。其服务访问点为端口。代表性协议有： TCP （可靠，面向连接，建立连接时要进行3次握手

一、四层协议定义如下： 第四层，应用层： 应用层对应于OSI七层参考模型的应用层和表达层。 因特网的应用层协议包括Finger、Whois、FTP(文件传输协议)、Gopher、HTTP(超文本传输协议)、Telent(远程终端协议)、SMTP(简单邮件传送协议)、IRC(因特网中继会话)、NNTP（网络新闻传输协议）等 第三层，传输层： 传输层对应于OSI七层参考模型的传输层，它提供两种端到端的通信服务。 其中TCP协议(Transmission Control Protocol)提供可靠的数据流运输服务，UDP协议(Use Datagram Protocol)提供不可靠的用户数据报服务。 第二层，网络层： 网络层对应于OSI七层参考模型的网络层。负责数据的包装、寻址和路由。同时还包含网间控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)用来提供网络诊断信息。 协议：本层包含IP协议、RIP协议(Routing Information Protocol，路由信息协议)，ICMP协议。 第一层，网络接口层 网络接口层包括用于协作IP数据在已有网络介质上传输的协议。 协议：ARP,RARP 二、七层协议定义如下： ┌───────┐ 　　│　应用层　│←第七层 　　├───────┤ 　　│　表示层　│ 　　├───────┤ 　　│　会话层

OSI参考模型 OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型 ，是一个逻辑上的定义，一个规范，它把网络从逻辑上分为了7层。每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器，交换机。OSI 七层模型是一种框架性的设计方法 ，建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题，其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。 一．物理层（Physical Layer） 物理层定义了所有电子及物理设备的规范。其中特别定义了设备与物理媒介之间的关系，这包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机适配器（在SAN中使用的主机适配器）以及其他的设备的设计定义。因为物理层传送的是原始的比特数据流，即设计的目的是为了保证当发送时的信号为二进制“1”时，对方接收到的也是二进制“1”而不是二进制“0”。因而就需要定义哪个设备有几个针脚，其中哪个针脚发送的多少电压代表二进制“1”或二进制“0”，还有例如一个bit需要持续几微秒，传输信号是否在双向上同时进行，最初的连接如何创建和最终如何终止等问题。 为了更好理解物理层与数据链路层之间的区别，可以把物理层认为是主要的

一、背景介绍 1.1 传统TCP/IP通信模式 传统的TCP/IP网络通信，数据需要通过用户空间发送到远程机器的用户空间。数据发送方需要讲数据从用户应用空间Buffer复制到内核空间的Socket Buffer中。然后Kernel空间中添加数据包头，进行数据封装。通过一系列多层网络协议的数据包处理工作，这些协议包括传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）、互联网协议（IP）以及互联网控制消息协议（ICMP）等。数据才被Push到NIC网卡中的Buffer进行网络传输。消息接受方接受从远程机器发送的数据包后，要将数据包从NIC buffer中复制数据到Socket Buffer。然后经过一些列的多层网络协议进行数据包的解析工作。解析后的数据被复制到相应位置的用户应用空间Buffer。这个时候再进行系统上下文切换，用户应用程序才被调用。以上就是传统的TCP/IP协议层的工作。 如今随着社会的发展，我们希望更快和更轻量级的网络通信。 1.2 通信网络定义 1.4 传统TCP/IP存在的问题 I/O bottleneck瓶颈 问题。在高速网络条件下与网络I/O相关的主机处理的高开销限制了可以在机器之间发送的带宽。这里感兴趣的高额开销是数据移动操作和复制操作。具体来讲，主要是传统的TCP/IP网络通信是通过内核发送消息。Messaging passing through

服务质量QoS（Quality of Service）用于评估服务方满足客户服务需求的能力。通过配置QoS，对企业的网络流量进行调控，避免并管理网络拥塞，减少报文的丢失率，同时也可以为企业用户提供专用带宽或者为不同的业务（语音、视频、数据等）提供差分服务。 网络带宽： 网络带宽是指在单位时间（一般指的是1秒钟）内能传输的数据量。 网络时延： 传输时延：一个数据位从发送方到达接收方所需要的时间。该时延取决于传输距离和传输介质，与带宽无关。 串行化时延：指发送节点在传输链路上开始发送报文的第一个比特至发完该报文的最后一个比特所需的时间。该时延取决于链路带宽以及报文大小。 处理时延：指路由器把报文从入接口放到出接口队列需要的时间。它的大小跟路由器的处理性能有关。 队列时延：指报文在队列中等待的时间。它的大小跟队列中报文的大小和数量、带宽以及队列机制有关。 抖动： 丢包： 丢包率是指在网络传输过程中丢失报文占传输报文的百分比。丢包可用于衡量网络的可靠性。 丢包（packetloss）可能在所有环节中发生，例如： 处理过程：路由器在收到报文的时候可能由于CPU繁忙，无法处理报文而导致丢包； 排队过程：在把报文调度到队列的时候可能由于队列被装满而导致丢包； 传输过程：报文在链路上传输的过程中，可能由于种种原因（如链路故障等）导致的丢包。 少量的丢包对业务的影响并不大，例如，在语音传输中