计算机网络 | Olimi’s Blog

思维导图总结：计算机网络 - 幕布 (mubu.com)

参考：

各层作用及协议 (huihut.com)

杂记

ARP：Address Resolution Protocol。用于根据 IP 地址查询相应的以太网 MAC 地址。

FCS：Frame Check Sequence。帧检验序列。它是数据帧的一部分，用于检测数据在传输过程中出现的错误。在发送数据时，计算机网络会在数据帧的末尾添加校验序列。

MTU：Maximum Transmission Unit。一个网络包的最大长度，以太网中一般为 1500 字节。

MSS：Maximum Segment Size。除去 IP 和 TCP 头部之后，一个网络包所能容纳的 TCP 数据的最大长度。

协议层

数据链路层

点对点信道

封装成帧：把网络层的 IP 数据报封装成帧，SOH - 数据部分 - EOT

点对点的信道通常需要把网络层的 IP 数据报封装成帧，以便在物理层进行传输。帧是数据链路层的基本传输单位，它包含了数据和控制信息。常用的帧格式包括起始标志符（Start of Header，SOH）、数据部分和结束标志符（End of Transmission，EOT）。
在封装成帧时，首先在数据部分前加上起始标志符 SOH，表示一个新的帧的开始。然后将网络层的 IP 数据报放入数据部分中。接着，在数据部分的末尾加上结束标志符 EOT，表示该帧的结束。最后，传输该帧。接收方会检测起始标志符和结束标志符，以确定接收的数据是否完整。
需要注意的是，封装成帧仅适用于点对点的信道，因为广播信道中的数据会被多个接收方接收，无法区分每个接收方需要接收的数据。在广播信道中，常用的方式是使用 MAC 地址来确定接收方。

差错检测：降低误码率（BER，Bit Error Rate），广泛使用循环冗余检测（CRC，Cyclic Redundancy Check）

差错检测是指在数据传输过程中检测并纠正数据中可能出现的错误。误码率（Bit Error Rate，BER）是指在传输过程中发生的误码比特数占发送比特总数的比率，它是衡量数据传输质量的重要指标之一。
循环冗余检测（Cyclic Redundancy Check，CRC）是一种常用的差错检测技术。它基于多项式的运算，通过在发送端对数据进行一定的处理（添加冗余校验码），然后在接收端对接收到的数据进行校验，来检测数据是否出现错误。
具体地说，CRC 的实现过程如下：
选择一个固定的生成多项式，通常用一个 32 位二进制数表示。
在发送端，将要发送的原始数据进行处理，添加一个固定长度的 CRC 校验码，使得整个数据包的长度增加，但是数据包的内容并不改变。
在接收端，接收到数据后，再使用相同的生成多项式进行计算，得到一个校验码，然后将这个校验码与接收到的数据包中所带的校验码进行比对。如果两个校验码相同，则说明接收到的数据包没有出现错误，否则说明数据包出现了错误。
CRC 检测技术具有高效、精确、简单等优点，因此被广泛应用于数据通信领域，能够有效地降低误码率。

CRC计算过程

CRC 的计算过程可以简单地描述为以下几个步骤：

选择一个固定的生成多项式 G(x)。生成多项式通常是一个二进制数，它的最高次项为 1，其他位数根据需要设为 0 或 1，例如，IEEE 802.3 标准中使用的生成多项式为 x^32 + x^26 + x^23 + x^22 + x^16 + x^12 + x^11 + x^10 + x^8 + x^7 + x^5 + x^4 + x^2 + x + 1。