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第二章 TCP/IP协议 TCP/IP协议概述 协议栈结构 TCP/IP协议概述 第二章 TCP/IP协议 网络接口层——物理层 物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即： 机械特性：定义接口插件、插座的形状、尺寸、引脚数量、排列顺序等。如：RS-232是25芯，RS-499为37芯等。 电气特性：定义信号的高低、脉冲宽度、阻抗匹配、传输速率、传输距离等。 功能特性：规定每个引脚的功能、数据类型、控制方式等 过程特性：定义通信双方的动作顺序。如：如何建立、拆除物理连接、采用全双工还是半双工通信等。 网络接口层——物理层 传输方式： 单向通信、双向交替通信、双向同时通信 模拟通信、数字通信 单播、广播、组播 网络接口层——物理层 传输媒体： 有线：双绞线、同轴电缆、光纤 网络接口层——物理层 网络接口层——物理层 网络接口层——物理层 网络接口层——物理层 无线：无线电、短波、微波、卫星、光波 网络接口层——数据链路层 数据链路层像个数字管道 常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧。 早期的数据通信协议曾叫作通信规程(procedure)。因此在数据链路层，规程和协议是同义语。 网络接口层——数据链路层 数据链路层的简单模型 数据链路层的简单模型( 续） 完全理想化的数据传输所基于的两个假定 假定 1： 链路是理想的传输信道，所传送的任何数据既不会出差错也不会丢失。 假定 2： 不管发方以多快的速率发送数据，收方总是来得及收下，并及时上交主机。 这个假定就相当于认为：接收端向主机交付数据的速率永远不会低于发送端发送数据的速率。 可靠传输 现在去掉上述的第一个假定，也就是物理层在传输比特时会出现差错，需要进行校验，就叫做差错控制。 在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。把计算出的冗余码放于数据后面一起发送出去，到收端在进行检测，以达到差错控制的目的。而加在数据后的冗余码即称为帧检验序列 FCS (Frame Check Sequence)。 所以，数据链路层的停止等待协议采用了有效的检错重传机制，数据链路层对上面的网络层就可以提供可靠传输的服务。 具有最简单流量控制的数据链路层协议 现在去掉上述的第二个假定。但是，仍然保留第一个假定，即主机 A 向主机 B传输数据的信道仍然是无差错的理想信道。然而现在不能保证接收端向主机交付数据的速率永远不低于发送端发送数据的速率。 由收方控制发方的数据流，乃是计算机网络中流量控制的一个基本方法。 具有最简单流量控制的数据链路层协议算法 在发送结点： (1) 从主机取一个数据帧。 (2) 将数据帧送到数据链路层的发送缓存。 (3) 将发送缓存中的数据帧发送出去。 (4) 等待。 (5) 若收到由接收结点发过来的信息(此信息 的格式与内容可由双方事先商定好)，则 从主机取一个新的数据帧，然后转到(2)。 具有最简单流量控制的数据链路层协议算法（续） 在接收结点： (1) 等待。 (2) 若收到由发送结点发过来的数据帧， 则将其放入数据链路层的接收缓存。 (3) 将接收缓存中的数据帧上交主机。 (4) 向发送结点发一信息，表示数据帧已 经上交给主机。 (5) 转到(1)。 两种情况的对比（传输均无差错） 实用的停止等待协议 超时计时器的作用 结点A发送完一个数据帧时，就启动一个超时计时器(timeout timer)。 计时器又称为定时器。 若到了超时计时器所设置的重传时间 tout而仍收不到结点 B 的任何确认帧，则结点 A 就重传前面所发送的这一数据帧。 一般可将重传时间选为略大于“从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”。 解决重复帧的问题 使每一个数据帧带上不同的发送序号。每发送一个新的数据帧就把它的发送序号加 1。 若结点 B 收到发送序号相同的数据帧，就表明出现了重复帧。这时应丢弃重复帧，因为已经收到过同样的数据帧并且也交给了主机 B。 但此时结点 B 还必须向 A 发送确认帧 ACK，因为 B 已经知道 A 还没有收到上一次发过去的确认帧 ACK。 ARQ 发送端对出错的数据帧进行重传是自动进行的，因而这种差错控制体制常简称 ARQ (Automatic Repeat reQuest)，直译是自动重传请求，但意思是自动请求重传。 停止等待协议中数据帧和确认帧的发送时间关系 停止等待协议 ARQ 的优缺点 优点：比较简单 。 缺点：通信信道的利用率不高，也就是说，信道还远远没有