每個(gè)UDP報(bào)文分UDP報(bào)頭和UDP數(shù)據(jù)區(qū)兩部分。報(bào)頭由四個(gè)16位長(zhǎng)(8字節(jié))字段組成，分別說(shuō)明該報(bào)文的源端口、目的端口、報(bào)文長(zhǎng)度以及校驗(yàn)和。

　　3、UDP協(xié)議的分層與封裝

　　在TCP/IP協(xié)議層次模型中，UDP位于IP層之上。應(yīng)用程序訪問(wèn)UDP層然后使用IP層傳送數(shù)據(jù)報(bào)。IP層的報(bào)頭指明了源主機(jī)和目的主機(jī)地址，而UDP層的報(bào)頭指明了主機(jī)上的源端口和目的端口。

　　4、UDP的復(fù)用、分解與端口

　　UDP軟件應(yīng)用程序之間的復(fù)用與分解都要通過(guò)端口機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)應(yīng)用程序在發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)之前必須與操作系統(tǒng)協(xié)商以獲得協(xié)議端口和相應(yīng)的端口號(hào)。

　　UDP分解操作:從IP層接收了數(shù)據(jù)報(bào)之后，根據(jù)UDP的目的端口號(hào)進(jìn)行分解操作。

　　UDP端口號(hào)指定有兩種方式:由管理機(jī)構(gòu)指定的為著名端口和動(dòng)態(tài)綁定的方式。

　　六、可靠的數(shù)據(jù)流傳輸TCP

　　1、TCP/IP的可靠傳輸服務(wù)五個(gè)特征:面向數(shù)據(jù)流、虛電路連接、有緩沖的傳輸、無(wú)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流、全雙工的連接。

　　2、TCP采用了具有重傳功能的肯定確認(rèn)技術(shù)作為可靠數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù)的基礎(chǔ)。

　　3、為了提高數(shù)據(jù)流傳輸過(guò)程的效率，在上述基礎(chǔ)上引入滑動(dòng)窗口協(xié)議，它允許發(fā)送方在等待一個(gè)確認(rèn)之前可以發(fā)送多個(gè)分組。滑動(dòng)窗口協(xié)議規(guī)定只需重傳未被確認(rèn)的分組，且未被確認(rèn)的分組數(shù)最多為窗口的大小。

　　4、TCP功能

　　TCP定義了兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行可靠的傳輸而交換的數(shù)據(jù)和確認(rèn)信息的格式，以及計(jì)算機(jī)為了確保數(shù)據(jù)的正確到達(dá)而采取的措施。

　　5、TCP連接使用是一個(gè)虛電路連接，連接使用一對(duì)端點(diǎn)來(lái)標(biāo)識(shí)，端點(diǎn)定義為一對(duì)整數(shù)(host,port)其中host是主機(jī)的IP地址，port是該主機(jī)上TCP端口號(hào)。

　　6、TCP使用專(zhuān)門(mén)的滑動(dòng)窗口協(xié)議機(jī)制來(lái)解決傳輸效率和流量控制這兩個(gè)問(wèn)題，TCP采用的滑動(dòng)窗口機(jī)制解決了端到端的流量控制，但并未解決整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制。

　　7、TCP允許隨時(shí)改變窗口小，通過(guò)通告值來(lái)說(shuō)明接收方還能再接收多少數(shù)據(jù)，通告值增加，發(fā)送方擴(kuò)大發(fā)送滑動(dòng)窗口;通告值減小，發(fā)送方縮小發(fā)送窗口。

　　8、TCP的報(bào)文格式

　　報(bào)文分為兩部分:報(bào)頭和數(shù)據(jù)，報(bào)頭攜帶了所需要的標(biāo)識(shí)和控制信息。

　　確認(rèn)號(hào)字段指示本機(jī)希望接收下一個(gè)字節(jié)組的序號(hào);

　　順序號(hào)字段的值是該報(bào)文段流向上的數(shù)據(jù)流的位置，即發(fā)送序號(hào);

　　確認(rèn)號(hào)指的是與該報(bào)文段流向相反方向的數(shù)據(jù)流。

　　9、TCP使用6位長(zhǎng)的碼位來(lái)指示報(bào)文段的應(yīng)用目的和內(nèi)容

　　URG緊急指針字段可用;ACK確認(rèn)字段可用;PSH請(qǐng)求急近操作;RST連接復(fù)位;SYN同步序號(hào);FIN發(fā)送方字節(jié)流結(jié)束。

　　10、TCP的三次握手

　　為了建立一個(gè)TCP連接，兩個(gè)系統(tǒng)需要同步其初始TCP序號(hào)ISN。序號(hào)用于跟蹤通信順序并確保多個(gè)包傳輸時(shí)沒(méi)有丟失。初始序號(hào)是TCP連接建立時(shí)的起始編號(hào)。

　　同步是通過(guò)交換攜帶有ISN和1位稱(chēng)為SYN的控制位的數(shù)據(jù)包來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

　　握手可由一方發(fā)起也可以雙方發(fā)起，建立就可以實(shí)現(xiàn)雙向?qū)Φ鹊財(cái)?shù)據(jù)流動(dòng)，沒(méi)有主從關(guān)系。

第3章 局域網(wǎng)技術(shù)

　　主要內(nèi)容:1、局域網(wǎng)定義和特性

　　2、各種流行的局域網(wǎng)技術(shù)

　　3、高速局域網(wǎng)技術(shù)

　　4、基于交換的局域網(wǎng)技術(shù)

　　5、無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)及城域網(wǎng)技術(shù)

　　一、局域網(wǎng)定義和特性

　　局域網(wǎng)(Local Area Network)即LAN:將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互聯(lián)在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。

　　1、局域網(wǎng)三個(gè)特性:(1)高數(shù)據(jù)速率在0.1-100Mbps(2)短距離0.1-25Km(3)低誤碼率10-8-10-11。

　　2、決定局域網(wǎng)特性的三個(gè)技術(shù):(1)用以傳輸數(shù)據(jù)的介質(zhì)(2)用以連接各種設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(3)用以共享資源的介質(zhì)控制方法。

　　3、設(shè)計(jì)一個(gè)好的介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議三個(gè)基本目標(biāo):(1)協(xié)議要簡(jiǎn)單(2)獲得有效的通道利用率(3)對(duì)網(wǎng)上各站點(diǎn)用戶(hù)的公平合理。

　　二、以太網(wǎng)Ethernet IEEE802.3

　　以太網(wǎng)是一種總路線型局域網(wǎng)，采用載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。

　　1、載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)

　　CSMA的控制方案:(1)一個(gè)站要發(fā)送，首先需要監(jiān)聽(tīng)總線，以決定介質(zhì)上是否存在其他站的發(fā)送信號(hào)。(2)如果介質(zhì)是空閑的，則可以發(fā)送。(3)如果介質(zhì)忙，則等待一段間隔后再重試。

　　堅(jiān)持退避算法:

　　(1)非堅(jiān)持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的，等待一段時(shí)間，重復(fù)第一步。利用隨機(jī)的重傳時(shí)間來(lái)減少?zèng)_突的概率，缺點(diǎn):是即使有幾個(gè)站有數(shù)據(jù)發(fā)送，介質(zhì)仍然可能牌空閑狀態(tài)，介質(zhì)的利用率較低。

　　(2)1-堅(jiān)持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送;假如沖突發(fā)生，則等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。缺點(diǎn):假如有兩個(gè)或兩個(gè)以上的站點(diǎn)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，沖突就不可避免的。

　　(3)P-堅(jiān)持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的，則以P的概率發(fā)送，而以(1-P)的概率延遲一個(gè)時(shí)間單位，時(shí)間單位等于最大的傳播延遲時(shí)間;假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，直到介質(zhì)空閑，重復(fù)第一步;假如發(fā)送被延遲一個(gè)時(shí)間單位，則重復(fù)第一步。

　　2、載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)

　　這種協(xié)議廣泛運(yùn)用在局域網(wǎng)內(nèi)，每個(gè)幀發(fā)送期間，同時(shí)有檢測(cè)沖突的能力，一旦檢測(cè)到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)一串阻塞信號(hào)，通知總線上各站沖突已經(jīng)發(fā)生，這樣通道的容量不致因白白傳送已經(jīng)損壞的幀而浪費(fèi)。

　　沖突檢測(cè)的時(shí)間:對(duì)基帶總線，等于任意兩個(gè)站之間最大的傳播延遲的兩倍;對(duì)于寬帶總線，沖突檢測(cè)時(shí)間等于任意兩個(gè)站之間最大傳播延遲時(shí)間的四倍。

　　3、二進(jìn)制退避算法:

　　(1)對(duì)每個(gè)幀，當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時(shí)，設(shè)置參量為L(zhǎng)=2;

　　(2)退避間隔取1-L個(gè)時(shí)間片中的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，1個(gè)時(shí)間片等于2a;

　　(3)當(dāng)幀重復(fù)發(fā)生一次沖突時(shí)，則將參量L加倍;

　　(4)設(shè)置一個(gè)最大重傳次數(shù)，則不再重傳，并報(bào)告出錯(cuò)。

三、標(biāo)記環(huán)網(wǎng)Toke Ring IEEE802.5

　　1、標(biāo)記的工作過(guò)程:

　　標(biāo)記環(huán)網(wǎng)又稱(chēng)權(quán)標(biāo)網(wǎng)，這種介質(zhì)訪問(wèn)使用一個(gè)標(biāo)記沿著環(huán)循環(huán)，當(dāng)各站都沒(méi)有幀發(fā)送時(shí)，標(biāo)記的形式為01111111，稱(chēng)空標(biāo)記。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送幀時(shí)，需要等待空標(biāo)記通過(guò)，然后將它改為忙標(biāo)記011111110。并緊跟著忙標(biāo)記，把數(shù)據(jù)發(fā)送到環(huán)上。由于標(biāo)記是忙狀態(tài)，所以其他站不能發(fā)送幀，必須等待。發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站，將該幀從環(huán)上移去。同時(shí)將忙標(biāo)記改為空標(biāo)記，傳至后面的站，使之獲得發(fā)送幀的許可權(quán)。

　　2、環(huán)上長(zhǎng)度用位計(jì)算，其公式為:存在環(huán)上的位數(shù)等于傳播延遲(5μs/km)×發(fā)送介質(zhì)長(zhǎng)度×數(shù)據(jù)速率+中繼器延遲。對(duì)于1km長(zhǎng)、1Mbps速率、20個(gè)站點(diǎn)，存在于環(huán)上的位數(shù)為25位。

　　3、站點(diǎn)接收幀的過(guò)程:當(dāng)幀通過(guò)站時(shí)，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址相符合，則將幀放入接收緩沖器，再輸入站，同時(shí)將幀送回至環(huán)上;如地址不符合，則簡(jiǎn)單地將數(shù)據(jù)重新送入環(huán)。

　　4、優(yōu)先級(jí)策略

　　標(biāo)記環(huán)網(wǎng)上的各個(gè)站點(diǎn)可以成不同的優(yōu)先級(jí)，采用分布式高度算法實(shí)現(xiàn)。控制幀的格式如下:P優(yōu)先級(jí)、T空忙、M監(jiān)視位、預(yù)約位

　　四、光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI ISO9314

　　1、FDDI和標(biāo)記環(huán)介質(zhì)訪問(wèn)控制標(biāo)準(zhǔn)接近，有以下幾點(diǎn)好處:

　　(1)標(biāo)記環(huán)協(xié)議在重負(fù)載條件下，運(yùn)行效率很高，因此FDDI可得到同樣的效率。

　　(2)使用相似的幀格式，全球不同速率的環(huán)網(wǎng)互連，在后面網(wǎng)絡(luò)互加這一章將要討論這個(gè)問(wèn)題

　　(3)已經(jīng)熟悉IEEE802.5的人很容易了解FDDI

　　(4)已經(jīng)積累了IEEE802.5的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，特別是將它做集成電路片的經(jīng)濟(jì)，用于FDDI系統(tǒng)和元件的制造。

　　2、FDDI技術(shù)

　　(1)數(shù)據(jù)編碼:用有光脈沖表示為1，沒(méi)有光能量表示為0。FDDI采用一種全新的編碼技術(shù)，稱(chēng)為4B/5B。每次對(duì)四位數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，每四位數(shù)據(jù)編碼成五位符號(hào)，用光的存在和沒(méi)有來(lái)代表五位符號(hào)中每一位是1還是0。這種編碼使效率提高為80%。為了得到信號(hào)同步，采用了二級(jí)編碼的方法，先按4B/5B編碼，然后再用一種稱(chēng)為倒相的不歸零制編碼NRZI，其原理類(lèi)似于差分編碼。

　　(2)時(shí)鐘偏移: FDDI分布式時(shí)鐘方案，每個(gè)站有獨(dú)立的時(shí)鐘和彈性緩沖器。進(jìn)入站點(diǎn)緩沖器的數(shù)據(jù)時(shí)鐘是按照輸入信號(hào)的時(shí)鐘確定的，但是，從緩沖器輸出的信號(hào)時(shí)鐘是根據(jù)站的時(shí)鐘確定的，這種方案使環(huán)中中繼器的數(shù)目不受時(shí)鐘偏移因素的限制。

　　3、FDDI幀格式:

　　由此可知:FDDI MAC幀和IEEE802.5的幀十分相似，不同之處包括:FDDI幀含有前文，對(duì)高數(shù)據(jù)率下時(shí)鐘同步十分重要;允許在網(wǎng)內(nèi)使用16位和48位地址，比IEEE802.5更加靈活;控制幀也有不同。

　　4、FDDI協(xié)議

　　FDDI和IEEE802.5的兩個(gè)主要區(qū)別:

　　(1)FDDI協(xié)議規(guī)定發(fā)送站發(fā)送完幀后，立即發(fā)送一幅新的標(biāo)記幀，而IEEE802.5規(guī)定當(dāng)發(fā)送出去的幀的前沿回送至發(fā)送站時(shí)，才發(fā)送新的標(biāo)記幀。

　　(2)容量分配方案不同，兩者都可采用單個(gè)標(biāo)記形式，對(duì)環(huán)上各站點(diǎn)提供同等公平的訪問(wèn)權(quán)，也可優(yōu)先分配給某些站點(diǎn)。IEEE802.5使用優(yōu)先級(jí)和預(yù)約方案。

　　5、為了同時(shí)滿(mǎn)足兩種通信類(lèi)型的要求，F(xiàn)DDI定義了同步和異步兩種通信類(lèi)型，定義一個(gè)目標(biāo)標(biāo)記循環(huán)時(shí)間TTRT，每個(gè)站點(diǎn)都存在有同樣的一個(gè)TTRT值。

五、局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

　　IEEE802委員會(huì)是由IEEE計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)于1980年2月成立的，其目的是為局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)字設(shè)備提供一套連接的標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)又?jǐn)U大到城域網(wǎng)。

　　1、服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SAP

　　在參考模型中，每個(gè)實(shí)體和另一個(gè)實(shí)體的同層實(shí)體按協(xié)議進(jìn)行通信。而一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)體和上下層間通過(guò)接口進(jìn)行通信。用服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SAP來(lái)定義接口。

　　2、邏輯連接控制子層LLC

　　IEEE802規(guī)定兩種類(lèi)型的鏈路服務(wù):無(wú)連接LLC(類(lèi)型1)，信息幀在LLC實(shí)體間，無(wú)需要在同等層實(shí)體間事先建立邏輯鏈路，對(duì)這種LLC幀既不確認(rèn)，也無(wú)任何流量控制或差錯(cuò)恢復(fù)功能。

　　面向連接LLC(類(lèi)型2)，任何信息幀，交換前在一對(duì)LLC實(shí)體間必須建立邏輯鏈路。在數(shù)據(jù)傳送方式中，信息幀依次序發(fā)送，并提供差錯(cuò)恢復(fù)和流量控制功能。

　　3、介質(zhì)訪問(wèn)控制子層MAC

　　IEEE802規(guī)定的MAC有CSMA/CD、標(biāo)記總線、標(biāo)記環(huán)等。

　　4、服務(wù)原語(yǔ)

　　(1)ISO服務(wù)原語(yǔ)類(lèi)型

　　REQUEST原語(yǔ)用以使服務(wù)用戶(hù)能從服務(wù)提供者那里請(qǐng)求一定的服務(wù)，如建立連接、發(fā)送數(shù)據(jù)、結(jié)束連接或狀態(tài)報(bào)告。

　　INDICATION原語(yǔ)用以使服務(wù)提供者能向服務(wù)用戶(hù)提示某種狀態(tài)。如連接請(qǐng)求、輸入數(shù)據(jù)或連接結(jié)束。

　　RESPONSE原語(yǔ)用以使服務(wù)用戶(hù)能響應(yīng)先前的INDIECATION，如接受連接INDICATION。

　　CONFIRMARION原語(yǔ)用以使服務(wù)提供者能報(bào)告先前的REQUEST成功或失敗。

　　(2)IEEE802服務(wù)原語(yǔ)類(lèi)型

　　和ISO服務(wù)原語(yǔ)類(lèi)型相比REQUEST和INDICATION原語(yǔ)類(lèi)型和ISO所用的具有相同意義。IEEE802沒(méi)有REPONSE原語(yǔ)類(lèi)型，CONFIRMATION原語(yǔ)類(lèi)型定義為僅是服務(wù)提供者的確認(rèn)。

　　六、邏輯鏈路控制協(xié)議

　　1、IEEE802.2是描述LAN協(xié)議中邏輯鏈路 LLC子層的功能、特性和協(xié)議，描述LLC子層對(duì)網(wǎng)絡(luò)層、MAC子層及LLC子層本身管理功能的界面服務(wù)規(guī)范。