网络数据传输的变革 (网络数据传输过程)

网络数据传输的变革：从原理到实践

一、引言

随着信息技术的飞速发展，网络数据传输已成为现代社会不可或缺的一部分。
从最初的电话线拨号上网到如今的高速光纤网络，网络数据传输的效率和速度在不断提高，推动了互联网的不断进步。
本文将详细介绍网络数据传输的原理、过程以及变革，以期让读者对网络数据传输有更深入的了解。

二、网络数据传输原理

网络数据传输是指数据在网络中的传输过程。
在网络中，数据以二进制的形式进行传输，这些二进制数据被称为数据包。
数据包的传输需要经过网络中的节点和链路，这些节点包括路由器、交换机等网络设备。
数据包的传输过程包括三个阶段：源地址、传输介质和目的地址。

源地址是数据的起点，数据通过传输介质到达目的地址。
传输介质可以是电缆、光纤、无线电波等。
在这个过程中，数据包可能会经过多个节点和链路，每个节点都会根据数据包的目的地址进行路由选择，确保数据能够正确地到达目标。

三、网络数据传输过程

网络数据传输过程包括数据发送、数据传输和数据接收三个阶段。

1. 数据发送：当计算机或其他设备需要发送数据时，数据首先会被分割成多个数据包，并在每个数据包中添加源地址、目的地址和其他控制信息。这些数据包通过网络接口卡（NIC）发送到网络中。
2. 数据传输：数据包在网络中通过节点和链路进行传输。每个节点都会根据数据包的目的地址进行路由选择，确保数据能够正确地到达目标。在传输过程中，数据包可能会遇到延迟、丢包等问题，这就需要网络设备进行纠错和重传等操作。
3. 数据接收：当数据包到达目的地后，接收方设备会检查数据包的完整性，确认无误后进行数据的重组和解析，最终将原始数据呈现给用户。

四、网络数据传输的变革

随着技术的不断进步，网络数据传输经历了多次变革。以下是几个重要的里程碑：

1. 拨号上网时代：早期的网络数据传输速度非常慢，通过电话线拨号上网是最常见的连接方式。在这种方式下，数据以串行传输的方式进行传输，速度较慢且容易受到干扰。
2. 宽带时代：随着DSL（数字用户线路）和光纤技术的普及，网络数据传输速度得到了显著提高。宽带技术使得并行传输成为可能，大大提高了数据传输的效率和速度。
3. 无线网络时代：随着无线技术的不断发展，WiFi、蓝牙、5G等技术逐渐成为主流。这些无线技术使得数据可以在任何地方进行传输，大大提高了数据的灵活性和便捷性。
4. 云计算和大数据时代：云计算和大数据技术的兴起对网络数据传输提出了更高的要求。云计算使得数据可以在全球范围内进行存储和计算，而大数据技术则需要对海量数据进行处理和分析。这些技术的发展推动了网络数据传输技术的不断进步。
5. 边缘计算和物联网时代：随着边缘计算和物联网技术的兴起，网络数据传输将面临更多的挑战和机遇。边缘计算可以在数据产生的源头进行处理和分析，而物联网技术则可以将各种设备连接起来，实现数据的共享和互通。这些技术的发展将推动网络数据传输技术向更高效、更智能的方向发展。

五、结论

网络数据传输的变革是信息技术发展的必然结果。
随着技术的不断进步，网络数据传输的效率和速度将不断提高，推动互联网的不断进步。
未来，随着边缘计算和物联网技术的发展，网络数据传输将面临更多的挑战和机遇。

网络中数据传播时被封装是怎么回事?

这涉及到网络传输的原理。我们的网络传输在逻辑上是分成了好多层的。从通过传输层TPDU建立一条连接开始，传输的数据依次从第七层向第一层流动流动过程中经历了一个封装过程，从上一层到下一层都要在原来的数据上添加一个控制信息。会话层的报文拆开成多个部分，每个部分加上控制头就是分组（segment）然后到下一层传输层，传输层传到网络层的时候再添加上IP报头，变成数据包（packet），然后在送到数据链路层，然后再封装，就是添加帧头，变成数据帧（frame），然后传输到物理层，在物理层转换成只有0和1的比特流，再通过电缆把比特流传输过去，到目的主机后再把原来的程序倒转，这就是一个传输的过程

FDDI网的工作原理，尽量详细，谢谢

FDDI是在IEEE 802.5 令牌环网的基础上发展起来的高速局域网标准,它使用光纤作为传输媒体,采用了独特的反向双环访问技术,使FDDI具有很高的可靠性和容错能力。在前面几讲中我们已经对FDDI的协议标准、网络部件和拓扑结构作了详细的介绍,本讲将集中介绍FDDI网络的工作原理。 FDDI环访问方式标准的FDDI网络是一种双环结构。为增加网络带宽的利用率,在数据传输中采用了多令牌访问协议,就是说在任意时间里,环上可以有多个数据帧同时传送,从而有效地提高了FDDI的实际数据传输率。为了更清楚地说明FDDI的工作原理,在该小节中先简要介绍一下FDDI的环访问技术,主要内容有:·FDDI环的结构;·定时令牌协议;·定时器。环的结构FDDI的反向双环包括主环和副环(或后备环),在正常操作状态下,只使用主环传输数据,副环处于空闲状态;当主环出现故障时,通过主环到副环的回绕来保证FDDI环操作的连续性。副环还具有帮助环初始化和重构的功能。图10-1为一典型的双环结构示意图,两个环上的数据是以相对的方向流动的。 ;图10-1 FDDI双环结构示意图@@一个FDDI双环可以连接多个DAS和DAC。在进行数据传输时,环上每一个活动的节点以符号流的形式连续地向其相邻的下游活动节点发送信息,目的节点在接收这些数据信息的同时,仍将它转发到下一相邻站点,此过程一直延续到源节点,源节点将该数据吸收下来并停止转发。 2.定时令牌协议FDDI标准使用的是定时令牌协议,FDDI环上的数据传输是建立在令牌帧基础上的,当FDDI双环上的所有站点均空闲时,令牌帧沿环绕行;当某个FDDI站点想发送数据时,它应该完成如下操作过程:① 等待并检测令牌,直至令牌到达;② 识别出有用的令牌并将其捕获;③ 站点吸收令牌后,停止令牌的传送过程,以防止其它站点向环上发送数据;④ 进入数据发送流程,直到没有数据可以发送或令牌控制时间片用完;⑤ 当发送站点发送完数据帧后,向环上释放出令牌供其它站点发送数据使用。 3.定时器为协调环路的工作,FDDI中使用了下列三个定时器来控制环路的初始化和数据传输过程,这些定时器逻辑上是被各站点独立支配的:·令牌循环定时器(TRT);·令牌持有定时器(THT);·合法传送定时器(TVX)。 (1) 令牌循环定时器(TRT)令牌循环时间是指一个站点最后一次释放令牌到下一次得到令牌之间的所有时间。令牌循环定时器通常用来分配令牌的循环周期时间,同时它还控制着环在正常操作期间的时间表,该时间的大小间接地反映了当前网络负载的情况,这对FDDI网络成功地进行操作是非常重要的。令牌循环定时器根据当前的环路状态被初始化成各种不同的值,在网络初始化过程中,目标令牌循环时间被初始化为一个固定的值;在稳定状态操作期间,当目标令牌循环时间(TTRT)超时后,令牌循环定时器随之失效,这时,站点通过请求过程对TTRT的值进行协商,重新赋与它一个合理的新值。 (2) 令牌持有定时器(THT)令牌持有时间是一个站点获取令牌并发送异步帧的时间,通常情况下:令牌持有时间=目标令牌循环时间-令牌循环时间令牌持有定时器限定了异步帧发送时间的长短,如果令牌持有定时器(THT)有效,持有令牌的站点就能够开始传送数据。 (3) 合法传输定时器(TVX)合法传输定时器记录了环上有效传输的周期时间,它能够检测环上过多的噪音、令牌的丢失和其它故障情况。当站点接受到一个合法的帧或令牌时,合法传输定时器就开始工作,如果合法传输定时器失效,那么,该站点就向环上发送一个初始化命令。 FDDI工作原理FDDI的工作原理主要体现在FDDI的三个工作过程中,这三个工作过程是:站点连接的建立、环初始化和数据传输。 1.站点连接的建立FDDI在正常运行时,站管理(SMT)一直监视着环路的活动状态,并控制着所有站点的活动。站管理中的连接管理功能控制着正常站点建立物理连接的过程,它使用原始的信号序列在每对PHY/PMD之间的双向光缆上建立起端———端的物理连接,站点通过传送与接收这一特定的线路状态序列来辨认其相邻的站点,以此来交换端口的类型和连接规则等信息,并对连接质量进行测试。在连接质量的测试过程中,一旦检测到故障,就用跟踪诊断的方法来确定故障原因,对故障事实隔离,并且在故障链路的两端重新进行网络配置。 2.环初始化在完成站点连接后,接下去的工作便是对环路进行初始化。在进行具体的初始化工作之前,首先要确定系统的目标令牌循环时间(TTRT)。各个站点都可借助请求帧(Claim Frame)提出各自的TTRT值,系统按照既定的竞争规则确定最终的TTRT值,被选中TTRT值的那个站点还要完成环初始化的具体工作。确定TTRT值的过程通常称之为请求过程(Claim Process)。 (1) 请求过程请求过程用来确定TTRT值和具有初始化环权力的站点。当一个或更多站点的媒体访问控制实体(MAC)进入请求状态时,就开始了请求过程。在该状态下,每一个站点的MAC连续不断地发送请求帧(一个请求帧包含了该站点的地址和目标令牌循环时间的竞争值),环上其它站点接收到这个请求帧后,取出目标令牌循环时间竞争值并按如下规则进行比较:如果这个帧中的目标循环时间竞争值比自己的竞争值更短,该站点就重复这个请求帧,并且停止发送自己的请求帧;如果该帧中的TTRT值比自己的竞争值要长,该站点就删除这个请求帧,接着用自己的目标令牌循环时间作为新的竞争值发送请求帧。当一个站点接受到自己的请求帧后,这个站点就嬴得了初始化环的权力。如果两个或更多的站点使用相同的竞争值,那么具有最长源地址(48位地址与16位地址)的站点将优先嬴得初始化环的权力。 (2) 环初始化嬴得初始化环权力的站点通过发送一个令牌来初始化环路,这个令牌将不被网上其它站点捕获而通过环。环上的其它站点在接收到该令牌后,将重新设置自己的工作参数,使本站点从初始化状态转为正常工作状态。当该令牌回到源站点时,环初始化工作宣告结束,环路进入了稳定操作状态,各站点便可以进行正常的数据传送。 (3) 环初始化实例我们用图10-2来说明站点是如何通过协商来赢得对初始化环权力的。在这个例子中,站点A、B、C、D协商决定谁赢得初始化环的权力。 ;图10-2 环初始化过程@@其协商过程如下:① 所有站点开始放出请求帧② 站点D收到目标令牌循环时间竞争值比它自己竞争值更短的站点C的请求帧,它停止发送自己的帧,向站点A转发站点C的请求帧。与此同时:·站点B收到目标令牌循环时间竞争值比它自己竞争值更短的站点A的请求帧,停止发送自己的帧,向站点C发送站点A的请求帧。 ·站点C收到目标令牌循环时间竞争值比它自己竞争值更长的站点A的请求帧,继续发送自己的帧③ 站点A收到从站点D传过来的目标令牌循环时间竞争值比它自己竞争值更短的站点C的请求帧,它停止发送自己的帧,并发送站点D转发过来的站点C的请求帧给站点B④ 站点B收到从站点A传过来的目标令牌循环时间竞争值比它自己竞争值更短的站点C的请求帧,它停止发送自己的帧,并发送站点A转发过来的站点C的请求帧给站点C⑤ 站点C收到从站点B传过来的自己的请求帧,表示站点C已嬴得了初始化环的权力,请求过程宣告结束,站点C停止请求帧的传送,并产生一个初始化环的令令牌发送到环上,开始环初始化工作该协商过程以站点C赢得初始化环的权力而告终,网上其它站点A、B和D依据站点C的令牌初始化本站点的参数,待令牌回到站点C后,网络进入稳定工作状态,从此以后,网上各站点可以进行正常的数据传送工作。 4.4 FDDI网络1,试说明CSMA/CD协议的工作原理2,10BASE5,10BASE2,10BASET分别表示何种以太网.3, 令牌环网的工作原理是什么4,比较三种局域网的介质访问控制方式4.4.1 FDDI概述4.4.2 FDDI网络部件及应用方式4.4.3 FDDI性能指标4.4.1 FDDI概述光纤分布式数据接口FDDI (Fiber Distributed Data Interface)是一个使用光纤作为传输媒体的令牌环形的主要特性如下:(1)使用基于IEEE 802.5令牌环标准的MAC协议;(2)利用多模光纤进行传输,并使用有容错能力的双环拓扑;(3)数据率为100 Mbit/s,光信号码元传输速率为125 Mbaud;1,FDDI特性(4)1000个物理连接(若都是双连接站,则为500个站);(5)最大站间距离为2 km(多模光纤),环路长度为100 km,即光纤总长度为200 km;(6)具有动态分配带宽的能力,故能同时提供同步和异步数据服务;(7)分组长度最大为4500字节主要用作校园环境的主干网.这种环境的特点是站点分布在多个建筑物中,其中可能遇到点对点链路长达2 km的情形就作为一些低速网络之间的主干网.2,FDDI结构(1)由两个信息流向相反的环构成——主环和副环(备用环,与主环方向相反);(2)正常情况下,数据在主环上传送;(3)线路出现故障时,主环与副环构成一个新环,把产生故障的站点或线路排除在外;(4)通过增加冗余环路提高系统的可靠性图4.4-1 FDDI结构3,FDDI故障处理图4.4-2 FDDI故障处理1,FDDI工作原理FDDI的介质访问方式:令牌传递机制发送数据帧的时间可能有一定的限定只要数据帧被发送完毕或时间限制已到,就开始发送新的令牌FDDI环路上可能存在多个站点发出的数据帧在流动,提高了信道利用率,增加了系统的吞吐量4.4.2 FDDI网络部件及应用方式2,FDDI的数据传输过程图4.4-3 FDDI的数据传输过程正常情况下FDDI包含的操作传递令牌发送数据转发数据帧接收数据帧清除数据帧3,FDDI包含的设备集中器:构成FDDI网络的基本单元,其主要作用是将FDDI站点连接到FDDI环路上DAC:双连接集中器SAC:单连接集中器站点:双连接站点和单连接站点DAS:双连接工作站.它指的是能够连接到FDDI网络的主环和副环上的设备SAS:指的是连接到一个FDDI环基本环上的设备相关参考:

网络依据什么划分，又是如何组成的呢？

计算机网络的类型有很多，而且有不同的分类依据。网络按交换技术可分为：线路交换网、分组交换网；按传输技术可分为：广播网、非广播多路访问网、点到点网；按拓朴结构可分为总线型、星型、环形、树形、全网状和部分网状网络；按传输介质又可分为同轴电缆、双纽线、光纤或卫星等所连成的网络。这里我们主要讲述的是根据网络分布规模来划分的网络：局域网、城域网、广域网和网间网。 1．局域网-LAN(Local Area Network)将小区域内的各种通信设备互连在一起所形成的网络，覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内。局域网的特点是：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。目前常见的局域网类型包括：以太网（Ethernet）、令牌环网（TokenRing）、光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（ATM）等，它们在拓朴结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网—— 一种总线结构的LAN，是目前发展最迅速、也最经济的局域网。局域网的常用设备有：* 网卡（NIC）插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。 * 集线器（Hub）是单一总线共享式设备，提供很多网络接口，负责将网络中多个计算机连在一起。所谓共享是指集线器所有端口共用一条数据总线，因此平均每用户（端口）传递的数据量、速率等受活动用户（端口）总数量的限制。它的主要性能参数有总带宽、端口数、智能程度（是否支持网络管理）、扩展性（可否级联和堆叠）等。 * 交换机（Switch）也称交换式集线器。它同样具备许多接口，提供多个网络节点互连。但它的性能却较共享集线器大为提高：相当于拥有多条总线，使各端口设备能独立地作数据传递而不受其它设备影响，表现在用户面前即是各端口有独立、固定的带宽。此外，交换机还具备集线器欠缺的功能，如数据过滤、网络分段、广播控制等。 * 线缆局域网的距离扩展需要通过线缆来实现，不同的局域网有不同连接线缆，如光纤、双绞线、同轴电缆等。 2．城域网- MAN(Metropolitan Area Network)MAN的覆盖范围限于一个城市，目前对于市域网少有针对性的技术，一般根据实际情况通过局域网或广域网来实现。 3．广域网-WAN(Wide Area Network)WAN连接地理范围较大，常常是一个国家或是一个洲。其目的是为了让分布较远的各局域网互连，所以它的结构又分为末端系统（两端的用户集合）和通信系统（中间链路）两部分。