快速唤起记忆知识框架1.为什么要进行流量控制?

由于接收发双方各自的工作速率和缓存空间的差异，可能出现发送方的发送能力大于接收方的 接收能力的现象，如若此时不适当限制发送方的发送速率（即链路上的信息流量），前而来不及 接收的帧将会被后面不断发送辈的帧＂淹没”,造成帧的丢失而出错。

因此流量控制实际上就是限制发送方的数据流量，使其发送速率不超过接收方的接收能力。 这个过程需要通过某种反馈机制使发送方能够知道接收方是否能跟上自己，即需要有一些规 则使得发送方知道在什么情况下可以接着发送下一帧而在什么情况下必须暂停发送，以等待收 到某种反馈信息后继续发送。

2.流量控制的常见方式？

1、停止-等待流量控制方式基本原理(发送窗口大小=1，接受窗口大小=1）

发送方每发送一帧，都要等待接收方的应答信号，之后才能发送下一帧；接收方每接收一帧， 都要反馈一个应答信号，表示可接收下一帧，如果接收方不反馈应答信号，那么发送方必须一直 等待。每次只允许发送一帧，然后就陷入等待接收方确认信息的过程中，因而传输效率很低。

2、滑动窗口流量控制方式基本原理

在任意时刻，发送方都维持一组连续的允许发送的帧的序号，称为发送窗口；同时接收方也维持一组连续的允许接收帧的序号，称为接收窗口。发送窗口用来对发送方进行流量控制，而发送窗口的大小代表在还未收到对方确认信息的情况下发送方最多还可以发送多少个数据帧。同理，在接收端设置接收窗口是为了控制可以接收哪些数据帧和不可以接收哪些帧。在接收方，只有收到的数据帧的序号落入接收窗口内时，才允许将该数据帧收下。若接收到的数据帧落在接收窗口之外，则一律将其丢弃。

3、后退N帧协议（GBN）（发送窗口大小>1,接收窗口大小=1）

在后退N 帧式ARQ 中，发送方无须在收到上一个帧的ACK 后才能开始发送下一帧，而是可以连续发送帧。当接收方检测出失序的信息帧后，要求发送方重发最后一个正确接收的信息帧之后的所有未被确认的帧；或者当发送方发送了N 个帧后，若发现该N 个帧的前一个帧在计时器超时后仍未返回其确认信息，则该帧被判为出错或丢失，此时发送方就不得不重传该出错帧及随后的N 个帧。换句话说，接收方只允许按顺序接收帧。（接收窗口大小=1则按序接收）

后退N 帧协议一方面因连续发送数据帧而提高了信道的利用率，另一方面在重传时又必须把原来已传送正确的数据帧进行重传（仅因这些数据帧的前面有一个数据帧出了错），这种做法又使传送效率降低。由此可见，若信道的传输质量很差导致误码率较大时，后退N 帧协议不一定优于停止－等待协议。

4、选择重传协议（SR）（发送窗口大小>1,接收窗口大小>1)

为进一K步提高信道的利用率，可设法只重传出现差错的数据帧或计时器超时的数据帧，但此时必须加大接收窗口，以便先收下发送序号不连续但仍处在接收窗口中的那些数据帧。等到所缺序号的数据帧收到后再一并送交主机。这就是选择重传ARQ 协议。

在选择重传协议中，每个发送缓冲区对应一个计时器，当计时器超时时，缓冲区的帧就会重传。另外，该协议使用了比上述其他协议更有效的差错处理策略，即一旦接收方怀疑帧出错，就会发一个否定帧NAK给发送方，要求发送方对NAK中指定的帧进行重传。

3.可靠传输机制有哪些？

数据链路层的可靠传输通常使用确认和超时重传两种机制来完成。

确认是一种无数据的控制帧，这种控制帧使得接收方可以让发送方知道哪些内容被正确接收。有些情况下为了提高传输效率，将确认捎带在一个回复帧中，称为捎带确认。超时重传是指发送方在发送某个数据帧后就开启一个计时器，在一定时间内如果没有得到发送的数据帧的确认帧，那么就重新发送该数据帧，直到发送成功为止。

自动重传请求(Auto Repeat reQuest， ARQ) 通过接收方请求发送方重传出错的数据帧来恢复出错的帧，是通信中用于处理信道所带来差错的方法之一。传统自动重传请求分为三种，即停止－等待(Stop-and-Wait) ARQ 、后退N 帧(Go-Back-N) ARQ 和选择性重传(Selective Repeat)ARQ,后两种协议是滑动窗口技术与请求重发技术的结合，由于窗口尺寸开到足够大时，帧在线路上可以连续地流动，因此又称其为连续ARQ 协议。注意，在数据链路层中流量控制机制和可靠传输机制是交织在一起的。

4.随机访问介质访问控制？

在随机访问协议中，不采用集中控制方式(信道划分介质访问—时分复用）解决发送信息的次序问题，所有用户能根据自己的意愿随机地发送信息，占用信道全部速率。在总线形网络中，当有两个或多个用户同时发送信息时，就会产生帧的冲突（碰撞，即前面所说的相互干扰），导致所有冲突用户的发送均以失败告终。为了解决随机接入发生的碰撞，每个用户需要按照一定的规则反复地重传它的帧，直到该帧无碰撞地通过。A/这些规则就是随机访问介质访问控制协议，常用的协议有ALOHA 协议、CSMA协议、CSMA/CD 协议和CSMA/CA 协议等，它们的核心思想都是：胜利者通过争用获得信道，从而获得信息的发送权。

1、ALOHA协议

ALOHA协议的思想很简单，只要用户有数据要发送，就尽管让他们发送。当然，这样会产生冲突从而造成帧的破坏。但是，由于广播信道具有反馈性，因此发送方可以在发送数据的过程中进行冲突检测，将接收到的数据与缓冲区的数据进行比较，就可以知道数据帧是否遭到破坏。同样的道理，其他用户也是按照此过程工作。如果发送方知道数据帧遭到破坏（即检测到冲突），那么它可以等待一段随机长的时间后重发该帧。

2、CSMA协议(载波侦听多路访问)（Carrier Sense Multiple Access)

非持续式：

经侦听，如果介质空闲，开始发送 如果介质忙，则等待一个随机分布的时间，然后重复步骤1

优点：等待一个随机时间可以减少再次碰撞冲突的可能性 缺点：如果在这个随机时间内介质上没有数据传送，则会发生浪费

1-持续式：

经侦听，如介质空闲，开始发送 如介质忙，持续侦听，一旦空闲立即发送 如果发生冲突，等待一个随机分布的时间再重复步骤1

优点：持续式的延迟时间要少于非持续式 缺点：如果两个以上的站等待发送，一旦介质空闲就一定会发生冲突

p-持续式：

经侦听，如介质空闲，那么以p的概率发送，以(1–p)的概率延迟一个时间单元发送 如介质忙，持续侦听，一旦空闲重复步骤1 如果发送已推迟一个时间单元，再重复步骤1

3、CSMA/CD协议（Collision Detection:碰撞检测）

载波侦听多路访问／碰撞检测(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) 协议是CSMA 协议的改进方案。”载波帧听”就是发送前先侦听，即每个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他站点正在发送数据，若有则暂时不发送数据，等待信道变为空闲时再发送。”碰撞检测”就是边发送边侦听，即适配器边发送数据边检测信道上信号电压的变化情况，以便判断自己在发送数据时其他站点是否也在发送数据。工作流程可简单概括为“先听后发，边听边发（区别于CSMA 协议），冲突停发，随机重发”。

适配器从其父结点获得一个网络层数据报，准备一个以太网帧，并把该帧放到适配器缓冲区中。

如果适配器侦听到信道空闲，那么它开始传输该帧。如果适配器侦听到信道忙，那么它将等待直至侦听到没有信号能量，然后开始传输该帧。

在传输过程中，适配器检测来自其他适配器的信号能量。如果这个适配器传输了整个帧，而没有检测到来自其他适配器的信号能量，那么这个适配器完成该帧的传输。否则，适配器就须停止传输它的帧，取而代之传输一个48 比特的拥塞信号。

在中止（即传输拥塞信号）后，适配器采用截断二进制指数退避算法等待一段随机时间 后返回到步骤2) 。

4、CSMA/CA协议（Collision Avoidance:碰撞避免）

CSMA/CD 协议已成功应用千使用有线连接的局域网，但在无线局域网环境下，却不能简单地搬用CSMA/CD 协议，特别是碰撞检测部分。主要有两个原因：

接收信号的强度往往会远小于发送信号的强度，且在无线介质上信号强度的动态变化范围很大，因此若要实现碰撞检测，则硬件上的花费就会过大。

在无线通信中，并非所有的站点都能够听见对方，即存在“隐蔽站”问题。

为此， 802.11 标准定义了广泛应用于无线局域网的CSMA/CA 协议，它对CSMA/CD 协议进行了修改，把碰撞检测改为碰撞避免(Collision Avoidance, CA) 。”碰撞避免”并不是指协议可以完全避免碰撞，而是指协议的设计要尽量降低碰撞发生的概率。

CSMA/CA 采用二进制指数退避算法。信道从忙态变为空困时，任何一个站要发送数据帧时，不仅都须等待一个时间间隔，而且还要进入争用窗口，并计算随机退避时间以便再次试图接入信道，因此降低了发生碰撞的概率。 CSMA/CA 还使用预约信道、ACK 帧、RTS/CTS 帧等三种机制来实现碰撞避免：

预约信道。发送方在发送数据的同时向其他站点通知自己传输数据需要的时间长度，以便让其他站点在这段时间内不发送数据，从而避免碰撞。

ACK 帧。所有站点在正确接收到发给自己的数据帧（除广播帧和组播帧）后，都需要向发送方发回一个ACK 帧，如果接收失败，那么不采取任何行动。发送方在发送完一个数据帧后，在规定的时间内如果未收到ACK 帧，那么认为发送失败，此时进行该数据帧的重发，直到收到ACK 帧或达到规定重发次数为止。

RTS/CTS 帧。可选的碰撞避免机制，主要用于解决无线网中的“隐蔽站”问题。

5.PPP协议？

点到点协议（Point to Point Protocol，PPP）是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决方案。PPP具有以下功能：

（1）PPP具有动态分配IP地址的能力，允许在连接时刻协商IP地址；

（2）PPP支持多种网络协议，比如TCP/IP、NetBEUI、NWLINK等；

（3）PPP具有错误检测能力，但不具备纠错能力，所以ppp是不可靠传输协议；

（4）无重传的机制，网络开销小，速度快。

（5）PPP具有身份验证功能。

（6） PPP可以用于多种类型的物理介质上，包括串口线、电话线、移动电话和光纤（例如SDH），PPP也用于Internet接入。

6.HDLC协议？

HDLC协议使用统一的帧格式，运用方便；采用零比特插入法，易于硬件实现，且支持任意的位流传输，实现信息的透明传输；全双工通信，吞吐率高，在未收到应答帧的情况下，可连续发送信息帧，提高数据链路传输的效率；采用CRC帧校验序列，可防止漏帧，提高信息传输的可靠性。

主要有四个特点：

（1）对于任何一种比特流都可透明传输。

（2）较高的数据链路传输效率。

（3）所有的帧都有帧校验序列（FCS），传输可靠性高。

（4）用统一的帧格式来实现传输。

7.试分析中继器、集线器、网桥和交换机这四种网络互联设备的区别与联系。

这四种设备都是用于互联、扩展局域网的连接设备，但它们工作的层次和实现的功能不同。

中继器工作在物理层，用来连接两个速率相同且数据链路层协议也相同的网段，其功能是消除数字信号在基带传输中由于经过一长段电缆而造成的失真和衰减，使信号的波形和强度达到所需的要求；其原理是信号再生。

集线器(Hub) 也工作在物理层，相当于一个多接口的中继器，它可将多个结点连接成一个共享式的局域网，但任何时刻都只能有一个结点通过公共信道发送数据。

网桥工作在数据链路层，可以互联不同的物理层、不同的MAC 子层及不同速率的以太网。网桥具有过滤帧及存储转发帧的功能，可以隔离冲突域，但不能隔离广播域。

交换机工作在数据链路层，相当于一个多端口的网桥，是交换式局域网的核心设备。它允许端口之间建立多个并发连接，实现多个结点之间的并发传输。因此，交换机的每个端口结点所占用的带宽不会因为端口结点数目的增加而减少，且整个交换机的总带宽会随着端口结点的增加而增加。交换机一般工作在全双工方式，有的局域网交换机采用存储转发方式进行转发，也有的交换机采用直通交换方式（即在收到帧的同时立即按帧的目的MAC 地址决定该帧的转发端口，而不必先缓存再处理）。

文章内容来源于网络 作者：运动中的石头