Chapter8 WLAN
Chapter8 WLAN概述802.11网络有两种使用模式
基础设施模式/有架构模式
每个客户端与一个接入点(AP—Access Point)连接,接入点与其他网络连接
几个接入点可通过有线网络连接形成扩展的802.11网络
基本服务集BSS=一个基站(即AP) + 若干个移动站
BSS内的站之间可通信,与BSS外的通信需通过基站进行
服务集标识符SSID:每个AP分配一个≤32 字节的SSID和一个信道
关联:移动站与AP建立连接,加入该基本服务集
被动扫描
移动站等待接收AP周期性发出的信标帧
信标帧中包含有若干系统参数(如服务集标识符 SSID 以及支持的速率等)
主动扫描
移动站主动发出探测请求帧,等待 AP 发回的探测响应帧
重新关联:移动站改变其首选AP,即加入另一BSS
移动站从一个BSS漫游至另一个BSS时
自组织网络模式
多台计算机相互连接形成网络,相互间发送帧
无接入点
Wi-Fi(Wireless fidelity)
改善基于IEEE 802.11的无线网络产品之间的互通性
使用IEEE 802.11系列协议的局域网就称为 ...
Chapter7 IPv6
Chapter7 IPv6概述IP地址耗尽解决方案
采用无类别编址 CIDR ,使IP地址分配更加合理
采用网络地址转换 NAT 节省全球IP地址
采用更大的地址空间的新版本的 IPv6
前两个方案是节省地址,延长IPv4地址耗尽时间,第三种方案是增加地址,从根本上解决地址耗尽问题。
IPv6特点
更大地址空间:从 IPv4 的 32 位扩充到 128 位
扩展的地址层次结构
灵活的首部格式,首部长度是 8B 的整数倍(实际上为固定的 40B )
改进的选项
允许协议继续扩充
支持即插即用(即自动配置)
支持资源预分配
增大安全性,身份验真和保密功能是IPv6的关键特征
IPv6地址IPv6数据报的目的地址可以是三种基本类型地址之一
单播(unicast):传统的点对点通信
组播/多播(multicast):一点对多点的通信
任意播(anycast):IPv6增加的类型
任意播的目的站是一组计算机,但数据报在交付时只交付其中的一个,通常是距离最近的一个
IPv6地址为128位
地址空间>3.4×1038,地球表面每平方米7×1023个地址
IPv6地址采用冒号十 ...
Chapter6 应用层
Chapter6 应用层应用层对应用程序的通信提供服务。
应用层的功能:
文件传输、访问和管理
电子邮件
虚拟终端
查询服务和远程作业登录
应用层的重要协议
FTP
SMTP、POP3
HTTP
DNS
网络应用模型客户/服务器模型
工作流程:
服务器处于接收请求状态
客户机发出服务请求,并等待接收结果
服务器收到请求,分析请求,进行处理,得到结果并发送给客户机
特征:
客户是 服务请求方 ,服务器是 服务提供方 。一般协同工作的进程是 两个。
整个网络中只需要少数服务器就可以管理客户机,使得网络管理集中方便
客户机之间不直接通信
可拓展性不强,服务器支持客户机数量有限
服务器的性能决定了整个系统的性能
举例:Web,FTP,远程登陆,电子邮件。
P2P模式
概述:
典型的分布式计算模型
网络中每个结点都具有上传,下载功能
不设中心服务器,没有固定客户和服务器划分,每个结点权力和义务对等。
任意一对计算机称为 对等方 ,可以 直接互相通信
优点:
减轻服务器计算压力,可以将任务分配到各个节点,提高系统效率和资源利用率。
客户机之间可以直接共享文档。
可拓展性好 ...
Chapter5 传输层
Chapter5 传输层传输层概述传输层是只有主机才有的层次
功能:
提供进程和进程之间的逻辑通信
传输层提供应用进程之间逻辑通信( 端到端通信 )
网络层提供的是主机到主机的通信
复用和分用
复用:发送方不同的应用进程都可以使用同一个传输层协议传送数据
分用:传输层在剥去报文的首部后能把这些数据正确交付到目的应用进程
向高层屏蔽了低层网络核心的细节
如网络拓扑,路由协议等
进程看见的是两个传输层实体之间的一条端到端的逻辑通信信道
信道对上层的表现因传输层协议的不同而不同
传输层对收到的报文进行差错检测。
TCP发现报文段出错,则要求重发
UDP发现报文段出错,则直接丢弃
网络层中IP数据报首部的检验字段只检验首部是否出错,不检查数据部分。
提供面向连接和无连接的传输协议
网络层无法同时实现两种协议,要么只提供面向连接服务(虚电路),要么只提供无连接服务(数据报)
端口端口是传输层服务访问点(TSAP),用于标识主机中的某个应用进程
软件端口
不用进程ID?
进程ID的定义依赖于特定操作系统
一个应用进程常常需要与网络中的多个主机中的进程通信 ...
Chapter4 网络层
Chapter4 网络层LINUX?
本章重点1、IP数据报的格式和分片
2、IP地址的表示和分类分配、子网掩码、地址有效性、广播地址
3、子网划分
4、CIDR路由聚合
5、ARP协议和ICMP协议
6、路由表、路由器的工作原理
7、RIP协议和OSPF协议
8、网络层的综合设计和应用
网络层的功能网络层的主要任务是将分组从源主机经过多个网络和多段链路传输到目的主机。
只提供简单灵活的,无连接的,尽最大努力交付的数据报服务
可能出错,丢失,重复,失序或超时,可靠通信由更高层的 传输层 来完成
网络造价大幅降低,运行方式灵活,能够适用多种应用
丢弃 IP 数据报的情况是:
路由器检测出首部检验和有错误
因为网络中通信量过大,路由器或目的主机中的缓存已无空闲空间。
异构网络互联异构网络是数据链路层和物理层至少有一个不同
网络互联:两个以上的计算机网络,通过一定的方法,用一些中间设备(又称中继设备),互相连接起来,以构成更大的网络系统。
中继系统分类:
物理层:转发器,集线器。
数据链路层:网桥或交换机。
网络层:路由器
网络层以上:网关
网络互联通常指用路由器进行网络互 ...
Chapter1 概述
e75314b9dbc6140ab4a209cea42560face8c5d9479bd26f86c9fe17f82c4ea183dd233dbe95d1ea065c00c4e163c25cf6f799a410ecb127611b485a96d7ff459ec59d5de3804eba1fa2be59d5b0f1cb91bdec83de102a61191f1e1168a378080dbc63faf9d95f449bd18e0fa470bcfc6c3daedb5cf48640ec3e9fabd2fb7601f882c3ae3e3d7a617901cea2fc02e478a5ed5c6163063731a6c30431a76e62ea84a33cb3c7dfe082082dd6672807d4a0773d07779abf90d93d58b7a6a3496a8333d2e607aae2016bbfaaff858231e0a01252ce3ff21f5376a45a8896c08af2fcd6cba94b20e1cc07847a6735c99b2bf70d5387431a1c852769 ...
Chapter3 数据链路层
Chapter3 数据链路层功能数据链路层的主要任务是实现帧在一段链路上或一个网络中进行传输。
数据链路层传输的协议数据单元(PDU)是帧
数据链路层使用的信道主要有两种:点对点信道、广播信道。
封装成帧
差错检测
透明传输
通过填充机制避免数据中的特殊字符被误解析为帧边界
点对点信道中的一些概念
链路(物理链路):指一个结点到相邻结点的一段物理线路。链路只是一条通信路径的组成部分。
数据链路(逻辑链路):当在一条链路上传输数据时,除了需要链路本身,还需要一些必要的通信协议。数据链路包含实现这些协议的硬件和软件。
帧:数据链路层对等实体之间进行逻辑通信的协议数据单元。数据链路层把网络层下交的数据构成帧发送到链路上,并把接受到的帧中的数据取出并上交给网络层。
为网络层提供服务
无确认的无连接服务:源主机发送帧时不需要先建立链路链接,目的主机收到帧时不需要发回确认。
适用于误码率较低的信道,如以太网。
有确认的无连接服务:源主机发送帧时不需要先建立链路链接,目的主机收到帧时需要发回确认。源主机在规定时间内未收到确认信号时,重传丢失的帧。
适用于误码率较高的信道,如无线通信。
...
Chapter2 物理层
Chapter2 物理层物理层的基本概念主要任务新版:
在传输介质上完成比特流的传输
旧版:
将原始的比特流从一台机器上传输到另一台机器上。
确定与传输媒体的接口特性:机械、电气、功能、规程
四个特性
机械特性
接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等
电气特性
在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
功能特性
某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义
过程特性
对于不同功能的各种可能事件的出现顺序
用于物理层的协议也常称为物理层规程(procedure)
数据通信的基础知识数据通信系统
数据通信系统可划分为三大部分
源系统(或发送端、发送方)
源点(源站或信源)
产生要传输的数字比特流
例如:从计算机的键盘输入汉字,计算机产生输出的数字比特流
发送器
编码源点生成的数字比特流,使其能够在传输系统中进行传输
典型的发送器就是调制器
现在使用内置的调制解调器(包含调制器和解调器),用户看不见
传输系统(或传输网络)
可以是简单的传输线
也可以是复杂网络系统
目的系统(或接收端、接收方)
接收器
解调来自传输线路上的模拟信号, ...
db_9 事务处理技术
db_10 数据库技术新发展概述数据仓库是支持管理决策过程的、面向主题的、集成的、随时间而增长的持久数据集合
数据仓库的业务
数据仓库的业务处理:OLAP 联机分析处理
数据库的业务处理:OLTP 联机事务处理
数据仓库系统组成
数据源
数据仓库管理工具
数据仓库
分析工具
非结构化数据管理
统一数据模型:四面体模型
语义特征、底层特征、基本属性、原始数据刻面
统一性 集成性 关联性 扩展性
非结构化数据管理系统 —— AUDR
组件化、 多引擎的体系结构
优点: 可扩展 可定制
SQL
传统关系型数据库,支持SQL操作、事务ACID特性
几千用户,TB级数据
NoSQL
Not only SQL,非关系型的数据库,水平可扩展、分布式
不使用SQL,不支持事务的ACID操作
HBase、MongoDB等
NewSQL
新的可扩展/高性能数据库
不仅具有NoSQL的海量数据存储管理能力,还保持了传统数据库支持ACID和SQL等特性
华为云数据库GaussDB,VoltDB,OceanBase等
分布式数据库定义分布式数据库是由一组分布在计算机网络 ...
db_9 事务处理技术
db_9 事务处理技术事务概念事务(Transaction)是用户定义的数据库操作序列,这些操作要么都做,要么都不做, 是一个不可分割的工作单位。
事务是数据库恢复和并发控制的基本单位
一个应用程序可以包含多个事务
事务的开始与结束可以由用户显式控制
DBMS 按缺省规定自动划分事务
特性(ACID)
原子性
事务中包括的所有操作要么都做,要么都不做
恢复实现
一致性
事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态,变到另一 个一致性的状态
原子性实现
隔离性
一个事务的执行不能被其它事务干扰
即一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的,并发执行的各个事务之间不能互相干扰
并发控制实现
持久性
一个事务一旦提交之后,它对数据库的影响必须是永久的
其它操作或故障不应该对其执行结果有任何影响
恢复实现
可能被破坏:
多个事务并发运行时,不同事务的操作交叉进行
事务在运行过程中被强行停止
利用数据库并发控制机制以及数据库恢复机制保证事务的特性不被破坏,从而保证 数据库数据的正确、有效
数据库恢复数据库恢复技术定义:
数据库管理系统必须具有把数据库从错误状态恢复到 ...
db_8 存储管理与索引
db_8 查询处理与查询优化查询处理概述 关系查询处理的四个阶段
查询分析
查询检查
静态
查询优化
查询执行
代码生成器
查询时间开销
磁盘 I/O代价
tT–传输一个块的平均时间
tS– 一次磁盘寻道时间加上旋转延迟
传输b块加上S次寻道旋转的时间开销
$b t_T+ S t_S$
CPU代价
内存代价
通信代价
查询操作的实现选择操作(1)全表扫描
按照物理顺序读表的M块到内存
检查内存的每个元组t
如果满足条件则输出t,直到表所有块都经过上述检查
(2)索引扫描
如果在选择条件的属性上有索引
先通过索引找到目标索引项
再通过索引项找到元组
当选择率较低时,基于索引的选择算法要优于全表扫描算法
选择率较高,或者要查找的元组均匀地分布在查找的表中,基于索引的选择算法的性能不如全表扫描算法
排序操作
快速排序法
内存中完全容纳的关系
外排序-归并算法
建立多个排好序的归并段(run),每个段仅包含关系的部分记录
对归并段进行归并
内存中无法容纳的关系
连接操作最耗时的操作
(1)嵌套循环法
外循环表和内循环表
选择小表作为外循环
如果 ...
db_7 存储管理与索引
db_7 存储管理与索引物理存储系统Register>CPU>Memory
数据只有放入内存才能被处理
DBMS设定数据库的基本存储是在磁盘上,DBMS管理内存与外存数据的交换
DBMS存储管理的目标:!!!!!!!!!!!
==最小化磁盘存取次数==(实现手段是在主存中保持尽量多的块, 使得上层要访问一个块时,它在主存中的概率最大)
磁盘块/块:由若干个连续的扇区构成,是存储分配和检索的逻辑单元,
块是存储分配和数据传输的单位
大小一般在4K-16K之间,数据以块为单位在磁盘和主存之间传输。页面(page)通常指块
磁盘访问时间:
时间=寻道时间+旋转时间+传输时间
物理存储管理器(磁盘管理器):
是DBMS结构的最底层, 隔离上层模块和底层的软、硬件平台
以页/块为单位组织数据
负责数据在磁盘和主存之间的移动,主要操作 包括页/块读、写、申请和释放
利用操作系统的文件系统
DBMS自己实现,可以支持跨平台,以及操作系统不提供的功能
数据库的存储结构概述数据库存储结构主要是文件的组织结构
数据库:由若干文件组成,这些文件采用专有的格式。操作系统不能获取这些 ...