数据速率即数据传输率,是单位时间内在信道上传送的信息(位数)。
香农定理总结出有噪声信道的极限数据速率:在一条带宽为W(HZ),信噪比为S/N的有噪声信道的极限数据速率Vmax为:
Vmax=W log2(1+S/N) 单位(b/s)
分贝与信噪比的关系为:
dB=10log10S/N dB的单位为 分贝
例:设信道带宽为4kHz,信噪比为30dB,按照香农定理,信道的最大数据传输速率约等于?
解:
注意:此处出现单位换算一次,1 kb/S=1000b/s
有限带宽无噪声信道的极限波特率,成为尼奎斯特定理,若信道带宽为W(HZ),则最大码元速率(波特率)为:
B=2W(baud)
码元的信息量n与码元的种类数N有如下关系,数据速率= 码元速率(波特率)*码元携带的信息量
n=log2N
所以,由尼奎斯特定理可得:
Vmax=B long2N=2 w log2N 单位(b/s)
例:设信道带宽为 3400Hz,调制为 4 种不同的码元,根据 Nyquist 定理,理想信道的数据速率为?
解:
注意:此处出现单位换算一次,13600b/s=13.6kb/2
例1:设信道采用2DPSK调制,码元速率为300波特,则最大数据速率为
解:Vmax=B long2N=300x1=300b/s
例2:在异步通信中,每个字符包含1位起始位,7位数据位,1位奇偶效验位和两位终止位,若每秒传送100个字符,采用4DPSK调制,则码元速率为?有效数据速率为?
解:
E1载波基本帧由32个子信道组成,其中30个子信道用于传送话音数据,2个子信道CH0和CH16用于传送控制命令,该基本帧的传送时间为125us。
高级数据链路控制协议是一种面向比特的同步链路控制协议,采用01111110作为标志以确定帧的边界。
总延迟T=发送延迟T1+传输延迟T2
注意:电信号在电缆上传播的速度为光速的2/3,即20wkm/s,卫星传送信号的延迟恒定为270ms
例:在相隔2000km的两地间通过电缆以4800b/s的速率传送3000比特长的数据包,从开始发生到接收数据需要的时间是:?,如果用50Kb/s的卫星信道传送,则需要的时间是?
解:
对于电缆:
对于卫星:
注意:卫星传输数据时与地面相隔距离无关。
PCM主要经过3个过程:采样,量化和编码。
f=1/T≥2fmax
f为采样频率,T为采样周期, fmax为信号的最高频率。
例:设信道带宽为3400HZ,采用PCM编码,采样周期为125μs,每个样本量化为128个等级,则信道的数据速率为?
解:
f=1s/125us=8000Hz
8000Hz>3400Hz*2
128=2的7次方
则:数据速率=8000Hz*7=56000b/S=56kb/s
最小帧长与数据速率的比值必须大于等于传输距离与传输速率的比值
设L为最小帧长,R为数据速率,S为两端距离,V为传输速度,则
L/R≥2(S/V)
例,一个运行CSMA/CD的协议的以太网,数据速率为1GB/S,网段长1KM, 信号速度为200000KM/S,则最小帧长度为?
解,
L/R≥2(S/V)
即 L/1(gb/s)=2x(1km/20000(m/s))
即 L=10000b
注意单位换算问题
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)即载波监听多路访问/冲突检测机制。CSMA/CD采用一种称为二进制后退算法,这种方法在重负荷时仍能保证系统的稳定性,有效分解冲突。
CSMA/CD,不适于所有802.3以太网,在10千兆位以太网就忽略了CSMA/CD。
非坚持的CSMA:线路忙,等待一段时间,再侦听;不忙时,立即发送;减少冲突,信道利用率降低:
CSMA/CA:带有冲突避免的载波侦听多路访问,发送包的同时不能检测到信道上有无冲突,只能尽量避免。
所有站在完成发送后,必须再等待一段很短的时间(继续监听)才能发送下一帧。这段时间成为帧间间隔IFS(inter frame space),每一个发送站维持一个后退计算器,并监听网络上的通信。
CSMA/CA 协议适用于突发性业务。
各个发送站在两次帧间间隔(IFS)之间进行竞争发送。
一般客户机和服务器之间属递归查询,即当客户机向DNS服务器发出请求后,若DNS服务器本身不能解析,则会向另外的DNS服务器发出查询请求,得到结果后转交给客户机;
一般DNS服务器之间属迭代查询,如:若DNS2不能响应DNS1的请求,则它会将DNS3的IP给DNS2,以便其再向DNS3发出请求;路由协议
IGRP配置为:
Router(config)#router igrp 10
Router(config)-router)#network 192.168.20.0
IGRP不支持可变长子网掩码
RIPV2是一个距离矢量路由协议,相比RIPV1具有三处改进:
OSPF是链路状态路由协议,在同一层的区域内与其他所有路由器交换链路状态公告(LSA)信息。OSPF的工作是有层次的,其层次中最大实体为自制系统(AS)。AS是遵循共同路由策略统一管理下的网络群,拥有多个接口的路由器可以加入多个区间,这些路由器成为边缘路由器,分别为每个区间保存其拓扑数据库。
OSPF主干负责在区间分发路由信息,包含所有的区间边缘路由器,非全部属于某区间的网络及其相连的路由器。
SPF算法是OSPF的基础,用OSPF hello协议来获取邻居信息,hello包也含有keepalive功能。自治系统号由16比特组成,共有65533个取值。
OSPF采用Hello协议分组来维持与邻居的连接,采用LSA(链路状态广播信息)和这些路由器交换链路状态信息。在默认情况下,40秒没有收到hello分组,就认为对方不存在。
每一个路由器都包含同一AS种的数据库项
在同一区域中,所有OSPF路由器都维护一个相同的AS结构数据库。使用Dijkstra算法来计算每一个目的路由器的距离。使用LSA(link state adrertsement)链路状态通告来更新和维护拓扑数据库。
是运行在TCP上的一种自治系统的路由协议,采用触发性的路由更新机制,不交换整个BGP表,而只更新发生变化的路由条目。路由更新是由update消息来完成的,当没有路由更新传送时,BGP会话用keepalive消息来验证连接的可用性。Keepalive包很小,可以节省带宽,协商发生错误时,BGP会向双方发送notification消息来通知错误。
在BGP协议中,open报文用于与相邻的另一个BGP发言人建立相邻关系,update报文用于确认open报文,以及周期性证实相邻边界路由的存在,notification用于发送检测到的差错,BGP支持CIDR,拥有丰富的路由过滤和路由策略。
STP要求每个网桥分配一个唯一的标识(BID),BID通常由优先级(2 bytes)和网桥MAC地址(6bytes)构成。
交换机优先级以4096为块大小递增或递减,默认值为32768。根据选举规则,选择较小的交换机,当优先级相同的时候,查找最小的MAC地址成为根交换机。
是一种快速数据包交换和路由的体系,它为网路哦数据流量提供了目标路由,转发和交换等能力,它拥有管理不同形式通信流的机制。
MPLS网络由核心部分的标签交换路由器LSR和边缘部分的标签边缘路由器LER组成。
LER的作用是分析IP包头,决定相应的传送级别和标签交换的路径LSP
严格源路由选项规定,IP数据报要经过路径上的每一个路由器,相邻路由器间不得有中间路由器,并且所经过的路由器顺序不可更改,而松散源路由选项只会给出IP数据报必须经过源站指定的路由器,并不给出一条完备的路径,即松散源路由指IP分组必须经过源站指定的路由器,不规定路径。
交换机有三种交换方式:存储转发交换,直通交换,碎片过滤式交换。
STP:spanning tree protocol 生成树协议,STP要求每个网桥分配一个唯一的标识(BID),BID通常由优先级(2 bytes)和网桥MAC地址(6bytes)构成。
交换机优先级以4096为块大小递增或递减,默认值为32768。根据选举规则,选择较小的交换机,当优先级相同的时候,查找最小的MAC地址成为根交换机。
IEEE802.1d协议,就是生成树协议,所有网桥有5种状态功能。
VTP协议,交换机的运行模式可分为3种:
IEEE802.11 标准 速度 技术
802.11 2.4GHZ,ISM频段 1mb/s,2mb/s 扩频通信技术
802.11b 2.4GHZ,ISM频段 11mb/s Cck技术
802.11a 5GHZ,U-NII频段 54mb/s OFDM调制技术
802.11g 2.4GHZ,ISM频段 54mb/s OFDM调制技术
802.11n 智能无线技术 300mb/s→600mb/s MIMO与OFDM技术 from 网络技术干货圈
IEEE 802.11i规定使用802.1x认证和密钥管理方式,在数据加密方面,定义了TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)、CCMP(Counter-Mode/CBC-MAC Protocol)和WRAP(Wireless Robust Authenticated Protocol)三种加密机制
802.11i 采用加密算法为AES。
帧中继的地址格式中,表示虚电路标识符是DLCI。
组网技术中,家庭局域网不但能够连接因特网,而且WLAN内部还可以直接通信,应使用设备为无线路由器+无线网卡。
使用代理服务器不能避免来自internet上病毒的入侵,不能对信息加密。
网路结构的三层模型细节:
多模光纤与单模光纤的特殊区别:
局域网中双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两类,STP有金属包层,辐射小,价格高。
UTP分为3类,4类,5类和超5类4种。
100BASE-TX是一种以太网标准,用于描述5类非屏蔽双绞线上如何运行100Mb/s速率的快速以太网,100BASE使用两对抗阻为100欧姆的5类非屏蔽双绞线,最大传输距离为100米一对用于发送,一对用于接收,用4B/5B编码方式,自动协商最大传输速率。
IEEE 802.3au
光纤覆盖分类(FTTX):
光纤布线系统测试指标包括:最大衰减值,波长窗口参数,回波损耗限值,与近端串扰无关,近端串扰用于测试双绞线。
通常请了下,信息插座安装在距离地面30→50CM高。
ADSL接入方式分为虚拟拨号和准专线两种。
采用虚拟拨号的用户需安装PPPOE或PPPOA客户端软件,以及类似于MODEM的拨号程序,输入用户名称和用户密码即可接到宽带接入点。
采用准专线方式的用户使用电信部门静态或动态分配的IP地址,开机即可接入internet。
家庭内,PC通过ADSLMODEM→分离器→入户接线盒→电话线→DSL接入复用器(DSLAM)连接ATM或IP网络。
话音线路通过:分离器→入户接线盒→电话线→DSL接入复用器,接入电话交换机。
局域网管理站轮询问题:最大支持设备=轮询时间(秒)÷一次查询时间(秒)
例如:假设某局域网,管理站每15min轮询管理设备一次,一次查询时间是200MS。则管理站最多可支持 15*60/0.2=4500个。
各种病毒的名称:
建立PPP链接以后,发送方就发出一个提问消息(challenge[挑战] message),接收方根据提问消息来计算一个散列值,CHAP协议采用这种方式进行用户认证。
challeng handshake authentication protocol 挑战握手协议,通过三次握手周期性地校验对端的身份,在初始链路完成时,可以在链路建立之后的任何时候重复进行,具体过程为:
公钥基础设施,是一组规则,过程,人员,设施,软件和硬件的集合。可用来进行公钥证书的发放,分发和管理。
CA对主体的公钥签名并发放证书,主要功能有:
数据传输加密是对传输中的数据流加密,以防止通信线路上的窃听,泄露,篡改和破坏。加密可以在3个不同层次来实现,即链路加密,节点加密和端到端加密。链路加密侧重点在通信链路上而不考虑新源何新宿,是对保密信息通过各链路采用不同的加密密钥提供安全保护。
端到端加密则指信息由发送端自动加密,进入TCP/IP数据包回封,然后作为不可阅读和不可识别的数据穿过因特网,当这些信息一旦到达目的地,将自动重组,解密成为可读取的数据形式。实现VPN的关键技术主要有隧道技术、加密解密技术、密钥管理技术和身份认证技术。
隧道协议中最为典型的有IPsec,L2TP,GRE,PPTP,L2F,其中GRE,IPsec属于第三层(网络层)隧道协议,L2TP,PPTP,L2F属于第二层隧道协议。
L2TP数据吧的封装格式为IP UDP L2TP PPP
利用报文摘要算法生成报文摘要的目的是防止发送的报文被篡改。
列如:drwxr- xr-x 2 root root 4096 nov 600:04 aa
第一个字符有5种情况:
后面9个字符每3个一组,分别代表文件所有者,文件所有者所在的用户组,其他用户对文件拥有的权限。rwx 代表读写执行,若没有某权限,用-代替。
“2”表示该目录下的文件数,该文件数目=隐藏文件数+普通文件数
root代表这个文件(目录)的属主用户为root
第二个root代表这个文件(目录)所属的用户组为root
4096代表文件的大小(字节数),目录的大小是4096个字节 Nov 6 00:04 是目录修改时间
机械特性:接口的型状,尺寸的大小,引脚的数目和排列方式等。
电气特性:接口规定信号的电压、电流、阻抗、波形、速率及平衡特性等。
功能特性:接口引脚的意义、特性、标准。电压表示范围的含义。
过程特性:确定数据位流的传输方式,事件发生顺序。如:单工、半双工或全双工。
物理层协议有:
美国电子工业协会(EIA)的RS232,RS422,RS423,RS485等;际电报电话咨询委员会(CCITT)的X.25、X.21等;
物理层的数据单位是位比特(BIT),典型设备是集线器HUB。
链路层屏蔽传输介质的物理特征,使数据可靠传送。
内容包括介质访问控制、连接控制、顺序控制、流量控制、差错控制和仲裁协议等。
链路层协议有:
协议有面向字符的通讯协议(PPP)和面向位的通讯协议(HDLC)。
仲裁协议:802.3、802.4、802.5,即:
链路层数据单位是帧,实现对MAC地址的访问,典型设备是交换机Switch。
网络层管理连接方式和路由选择。
连接方式:虚电路(Virtual Circuits)和数据报(Datagram)服务。
虚电路是面向连接的(Connection-Oriented),数据通讯一次路由,通过会话建立的一条 通路。
数据报是非连接的(Connectionless-Oriented),每个数据报都有路由能力。
网络层的数据单位是包,使用的是IP地址,典型设备是路由器Router。
这一层可以进行流量控制,但流量控制更多的是使用第二层或第四层。
提供端到端的服务。可以实现流量控制、负载均衡。
传输层信息包含端口、控制字和校验和。
传输层协议主要是TCP和UDP。
传输层位于OSI的第四层,这层使用的设备是主机本身。
会话层主要内容是通过会话进行身份验证、会话管理和确定通讯方式。
一旦建立连接,会话层的任务就是管理会话。
表示层主要是解释通讯数据的意义,如代码转换、格式变换等,使不同的终端可以表示。
还包括加密与解密、压缩与解压缩等。
应用层应该是直接面向用户的程序或服务,包括系统程序和用户程序,例如www、FTP、DNS、POP3和SMTP等都是应用层服务。
从功能角度可分为三组,1、2层解决网络信道问题,3、4层解决传输问题,5、6、7层处理对应用进程的访问。
从控制角度可分为二组,第1、2、3层是通信子网层,第4、5、6、7层是主机控制层。
TCP/IP协议簇分为四层,IP位于协议簇的第二层(对应OSI的第三层),TCP位于协议簇的第三层(对应OSI的第四层)。
TCP和IP是TCP/IP协议簇的中间两层,是整个协议簇的核心,起到了承上启下的作用。
TCP/IP的最低层是接口层,常见的接口层协议有:
Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame reley、HDLC、PPP等。
网络层包括:IP(Internet Protocol)协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)
控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol)地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向 地址转换协议。
IP是网络层的核心,通过路由选择将下一跳IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务
ICMP是网络层的补充,可以回送报文。用来检测网络是否通畅。
Ping命令就是发送ICMP的echo包,通过回送的echo relay进行网络测试。
ARP是正向地址解析协议,通过已知的IP,寻找对应主机的MAC地址。
RARP是反向地址解析协议,通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站和DHCP服务。3、传输层
传输层协议主要是:传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报协 议UDP(User Datagram rotocol)。
TCP是面向连接的通信协议,通过三次握手建立连接,通讯时完成时要拆除连接,由于TCP是面向连接的所以只能用于点对点的通讯。
TCP提供的是一种可靠的数据流服务,采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制,所谓窗口实际表示接收能力,用以限制发送方的发送速度。
UDP是面向无连接的通讯协议,UDP数据包括目的端口号和源端口号信息,由于通讯不需要连接,所以可以实现广播发送。UDP通讯时不需要接收方确认,属于不可靠的传输,可能会出丢包现象,实际应用中要求在程序员编程验证。
应用层一般是面向用户的服务。如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。
IP数据信息:TCP头部+实际数据 (TCP头包括源和目标主机端口号、顺序号、确认号、校验字等)
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