HHL的博客

Network Layer 为什么不用硬件地址进行通信 设备数量问题 : 因为设备比较多, 供应商也比较多 规格问题 : 不同供应商的解决方案不同, 所有使用硬件地址进行通信的通用性比较低 寻址问题 : 全球设备太大, 如果使用硬件设备, 那么进行定位比较复杂 网络层概述 ​ 第三层职责 通过网络移动数据 : 不同网段之间的通信, 不同的广播域, 两个广播域之间的进行了划分, 互不干扰, 不是广播的通信以及对另一个网段的广播需要能传达给对方 使用分层寻址方案 (与MAC寻址相反, 后者平坦) 细分网络并控制流量(flow) : 一步步进行细化, 越近了解的越多; IP地址一致的, 可以忽略物理层的不同 减少网络拥堵, 基于IP做分段和传达, 用来减少拥堵 与其他网络交谈 ​ 对于不同数据链路层的帧, 第三层基于IP地址来实现跨介质的逻辑理解和连通 第三层负责进行连通和传达, 数据可靠性由终端设备(第四层及以上)进行保证 第三层设备 路由器 互连网段或网络...

数据链路层概述 主要是以太网的介质和无线网的介质两大类 是一个直连线路上的介质控制, 在无线路由器上, 会有不同的第二层(如: 手机到路由器, 路由器到远端), 数据链路层只能在一个网段, 不能跨链路 三个重要问题 封装成帧 封装成帧是指数据链路层给上层交付的协议数据单元添加帧头和帧尾使之成为帧 帧头和帧尾中包含有重要的控制信号 帧头和帧尾的作用之一就是帧定界 透明传输是指数据链路层对上层交付的传输数据没有任何限制, 就好像数据链路层不存在一样 面向字节的物理链路使用字节填充(或称字符填充)的方法实现透明传输 面向比特的物理链路使用比特填充的方法实现透明传输 为了提高帧的传输效率, 应当使帧的数据部分的长度尽可能大些 考虑到差错控制等多种因素, 每一种数据链路层协议都规定了帧的数据部分的长度上限, 即最大传送单元MTU(Maximum Transfer Unit) 差错检测 实际的通信链路都不是理想的, 比特在传输过程中可能会产生差错: 1可能会变成0, 而0也可能变成1, 这称为比特差错 在一段时间内,...

物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流 网络连接类型 多路复用共享介质 点对点网络 局域网介质 第一类传输电信号, 第二类传输光信号, 第三类传输无线电波 将数字信号转换为上述信号的过程称为编码 (encoding) 电缆类型包括STP(有屏蔽双绞线)、UTP(无屏蔽双绞线)、同轴电缆、光纤 调节频率、电压、相位等方式来实现不同01编码 UTP (无屏蔽双绞线) 由八根子线组成,两个线组合成一组，共四组，可以保证每一组电流抵消电磁波干扰(抗干扰能力有限) 有四对铜线，阻抗(impedance)为100欧姆，频率低、接口小、布线更加方便 优点 易于部署, 线薄接口小, 成本低 缺点 与其他类型的网络媒体相比, 更容易产生电噪声和干扰 双绞线的信号增强距离比同轴电缆(Coaxial)和光纤(Fiber-Optic)短 Coaxial (同轴电缆) 中间是铜导线, 在外面缠上一层金属网, 防止外部干扰, 细导线传输相对近, 粗导线传输相对 无论哪种,...

概述 电路交换、报文交换、分组交换 计算机网络的性能指标 速率 ​ 带宽 吞吐量 ​ 时延 时延带宽积 往返时间 利用率 丢包率 计算机网络体系结构 常见的计算机网络体系结构 分层的必要性 专用术语 实体 实体: 任何可发送或接收信息的硬件或软件进程 对等实体: 收发双方相同层次中的实体 协议 控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合 协议的三要素 语法: 定义所交换信息的格式 语义: 定义收发双方所要完成的操作 同步: 定义收发双方的时序问题 服务 ​ OSI 模型 应用层 为网络应用提供服务, 执行用户活动 逻辑上把两个应用连通 表示层 从应用层接收数据, 将接收的字符和数字转换成二进制格式 减少了用来表示原始数据的比特数 数据压缩 翻译 压缩 加密/解密 会话层 建立和管理连接、启用、发送和接收数据(在连接或会话终止后) 身份验证 授权 会话管理 传输层 实现服务进程到服务进程的传输 通过分段、流量控制和差错控制来控制通信的可靠性 分段:...

外部设备 输入/输出操作通过连接到输入输出模块的各种外部设备完成, 这些外部设备提供了在外部环境和计算机系统之间的数据交换 输入设备 键盘, 鼠标 输出设备 显示器, 打印机 外存设备 I/O接口 又称I/O控制器(I/O Controller), 设备控制器, 负责协调主机与外部设备之间的数据传输 数据缓冲: 通过数据缓冲寄存器(DBR)达到主机和外设工作速度的匹配 错误或状态监测: 通过状态寄存器反馈设备的各种错误, 状态信息, 供CPU查用 控制和定时: 接收从控制总线发来的控制信号, 时钟信号 数据格式转换: 串-并, 并-串 等格式转换 与主机和设备通信: 实现 主机 -> I/O接口 -> I/O设备 之间的通信 数据线 -> 状态/控制寄存器 : CPU对外设的命令 控制线 -> I/O控制逻辑 : CPU对I/O模块的控制 I/O操作技术 编程式I/O 处理器通过执行程序来直接控制I/O操作, 当处理器发送一条命令到I/O模块时, 它必须等待,...

CPU的功能 指令控制: 完成取指令, 分析指令和执行指令的操作, 即程序的顺序控制 操作控制: 一条指令的功能往往是由若干操作信号的组合来实现的. CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号, 把各种操作信号送往响应的部件, 从而控制这些部件按指令的要求进行动作 时间控制: 对各种操作加以时间上的控制. 时间控制要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号 数据加工: 对数据进行算术和逻辑运算 中断处理: 对计算机运行过程中出现的异常情况和特殊请求进行处理 CPU的结构 运算器: 对数据进行加工 控制器: 协调并控制计算机各部件执行程序的指令序列, 基本功能包括取指令, 分析指令, 执行指令 取指令: 自动形成指令地址(PC); 自动发出取指令的命令 分析指令: 操作码译码(分析本条指令要完成什么操作); 产生操作数的有效地址 执行指令: 根据分析指令得到的"操作命令"和"操作数地址", 形成操作信号控制序列, 控制运算器, 存储器以及I/O设备完成相应的操作 中断处理: 管理总线及输入输出;...

指令: 是指示计算机执行某种操作的命令, 是计算机运行的最小功能单位. 一台计算机的所有指令的集合构成该机的指令系统, 也称为指令集. 一台计算机只能执行自己指令系统中的指令, 不能执行其他系统的指令 周期: 取指令, 译码/取寄存器, 执行/有效地址/完成分支, 访问内存, 存储结果 指令格式 操作码(OP) + 地址码(A) 根据地址码数目 零地址指令 一地址指令 二地址指令 三地址指令 四地址指令 根据指令长度 指令字长: 一条指令的总长度(可能会变) 机器字长: CPU进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数(通常和ALU直接相关) 存储字长: 一个存储单元中的二进制代码位数(通常和MDR位数相同) 半字长指令, 单字长指令, 双字长指令 —— 表示指令长度是机器字长的多少倍 定长指令字结构 指令系统中所有指令的长度都相等 变长指令字结构 指令系统中各种指令的长度不等 根据操作码长度 定长操作码 指令系统中所有指令的操作码长度都相同 控制器的译码电路设计简单,...

Bus 一根总线内有多根信号线, 并行发送数据. 同一时刻只能有一个部件发送数据, 但是可有多个部件接受数据 概述 基本概念 总线是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路 ​ 总线的特性 机械特性: 尺寸, 形状, 管脚数, 排列顺序 电气特性: 传输方向和有效的电平范围 功能特性: 每根传输线的功能(地址, 数据, 控制) 时间特性: 信号的时序关系 分类 按数据传输格式 串行总线 并行总线 按总线功能 片内总线 CPU芯片内部寄存器与寄存器之间, 寄存器与ALU之间的公共连接线 系统总线 计算机系统内各功能部件(CPU, 主存, I/O接口)之间相互连接的总线 按系统总线传输信息内容的不同, 又可分为3类: 数据总线, 地址总线和控制总线 数据总线: 传输指令和操作数; 位数与机器字长, 存储字长有关; 双向 地址总线: 传输主存单元或I/O端口的地址; 位数与主存地址空间大小及设备数量有关; 单向 控制总线:...

交换技术 分区 分区方式将主存分为两大区域 系统区: 固定的地址范围内, 存放操作系统 用户区: 存放所有用户程序 简单固定分区 ​ 用户区划分长度不等的固定长的分区 当一个任务调入主存时, 分配一个可用的, 能容纳它的, 最小的分区 优点: 简单 缺点: 浪费主存空间 可变长分区 ​ 用户区按每个任务所需要的内存大小进行分配 优点: 提高了主存的利用率 缺点: 时间越长, 存储器中的碎片就会越多 分页 目的: 减少碎片的产生 基本思想 把主存分成固定长且比较小的存储块, 称为页框, 每个任务也被划分成固定长的程序块, 称为页 将页装入页框中, 且无需采用连续的页框来存放一个任务中所有的页 逻辑地址: 指令中的地址 物理地址: 实际主存地址 虚拟存储器 问题 内存大小是有限的, 但对内存的需求不断增加 基本思想 请求分页: 仅将当前需要的页调入主存 通过硬件将逻辑地址转换为物理地址 未命中时在主存和硬盘之间交换信息 优点 在不扩大物理内存的前提下,...

RAID 冗余磁盘阵列/独立磁盘冗余阵列: Redundant Arrays of Independent Disks(RAID) 基本思想 将多个独立操作的磁盘按某种方式组织成磁盘阵列, 以增加容量 将数据存储在多个盘体上, 通过这些盘并行工作来提高数据传输率 采用数据冗余来进行错误恢复以提高系统可靠性 特性 由一组物理磁盘驱动器组成, 被视为单个逻辑驱动器 数据是分布在多个物理磁盘上 冗余磁盘容量用于存储校验信息, 保证磁盘万一损坏时能恢复数据 分类 RAID 0 数据以条带的形式在可用的磁盘上分布 不采用冗余来改善性能(不是RAID家族中的真正成员) 用途 高数据传输率 高速响应I/O请求 ​ RAID 1 采用了数据条带 采用简单地备份所有数据的方法来实现冗余 优点 高速响应I/O请求: 即便是同一个磁盘上的数据块, 也可以由两组磁盘分别响应 读请求可以由包含请求数据的两个对应磁盘中的某一个提供服务, 可以选择寻道时间较小的那个 写请求需要更新两个对应的条带: 可以并行完成,...