计算机网络第1层-物理层

计算机网络第1层-物理层。物理层（或称物理层，Physical Layer）是计算机网络OSI模型中最低的一层。物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的，电子的，功能的和规范的特性。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。局域网与广域网皆属第1、2层。

流量控制和可靠传输机制

• 可靠传输/流量控制/滑动窗口
  • 可靠传输
  • 流量控制
    • 链路层：点到点
      • 接收方收不下就不回复确认
    • 传输层：端到端
      • 接收端给发送端一个窗口公告
  • 滑动窗口解决
    • 流量控制
    • 可靠传输
• 流量控制
  • 停止等待协议
    • 为什么要有停止-等待协议？
    • 应用情况
      • 无差错传输
      • 有差错传输
        • 1.数据帧的丢失或检测到帧出错
          • 超时计时器，平均往返时延RTT
          • 1.发送完一个帧后，必须保留它的副本
          • 2.数据帧和确认帧必须编号
        • 2.ACK确认帧丢失
        • 3.ACK确认帧迟到
    • 信道利用率低
      • 计算信道利用率D=Td/(Td+RTT+Ta);
      • 信道利用率：发送方在一个发送周期内，有效的发送数，据所需要的时间占整个发送周期的比率：信道利用率=（L/C)/T(L:T时间内发送的比特数据；C:发送方数据传输率；T：发送周期,从开始发送数据，到收到第一个确认帧为止）
      • 信道吞吐率=信道利用率*发送方的发送速率
  • 滑动窗口协议
    • 后退N帧协议（GBN）
      • 弊端：累积确认→批量重传
        • 解决办法：设置单个确认，同事加大接收窗口，设置接收缓存，缓存乱序达到的帧
      • 后退N帧的滑动窗口
        • 发送窗口：发送方维持一组连续的允许发送的帧的序号
        • 接收窗口：接收方维持一组连续接收的帧的序号
      • 发送方必须相应的三件事
        • 1.上层的调用：发送方先检查发送窗口是否已满，如果未满则产生一个帧并发送；如果窗口已满，发送方只需将数据返回给上层，暗示窗口已满。
        • 2.收到了一个ACK：累积确认的方式，标明接收方已经收到N号帧和它之前的全部帧
        • 3.超时事件：
      • 接收方要做的事
        • 累积确认，按序向上层传送
        • 专一：中间未收到的丢失的帧×，后续收到的帧也丢失，直到收到丢失的那个帧
      • 窗口大小：
        • n个比特，1<=W<=(2^n)-1
      • 重点
        • 1.累积确认（偶尔捎带确认）
        • 2.接收方只按序接收帧，不按序无情丢弃
        • 3.确认序列号最大的、按序到达的帧
        • 发送窗口最大为(2^n)-1
      • 性能
        • 好的：因连续发送数据帧而提高了信道利用率
        • 不好的：在重传时必须把原来已经正确传送的数据帧重传，时传送效率降低
    • 选择重传协议（SR）
      • 选择重传协议的滑动窗口
      • 发送方必须响应三件事情
        • 上层的调用
        • 收到了一个ACK
        • 超时事件：每个帧都有自己的定时器，一个超时事件发生后只重传一个帧
      • 接收方要做的事情
        • 来者不拒（窗口内的帧）：SR接收方将确认一个正确接收的帧而不管其是否按序，失序的帧将被缓存，并返回给发送方一个该帧的确认帧【收谁确认谁】，直到所有帧（即序号更小的帧）皆被收到为止，这时才可以将一批帧按序交付给上层，然后向前滑动窗口。
      • 滑动窗口的长度
        • 发送窗口最好等于接收窗口，大了会溢出，小了没有意义
        • Wtmax=Wrmax=2^(n-1)
      • SR协议重点：
        • 1.对数据帧逐一确认，收一个确认一个
        • 2.只重传出错帧
        • 3.接收方有缓存，等到构成连续的窗口再滑动窗口
        • Wtmax=Wrmax=2^(n-1)

第一层 物理层总述