通信技術(shù)原理與協(xié)議

通信技術(shù)原理與協(xié)議第一章通信技術(shù)概述1.1通信技術(shù)的發(fā)展歷程通信技術(shù)的發(fā)展歷程可以追溯到古代的烽火臺(tái)、信鴿等原始通信方式?？萍嫉陌l(fā)展，人類逐漸實(shí)現(xiàn)了有線通信、無線通信以及衛(wèi)星通信等多種通信方式。通信技術(shù)發(fā)展歷程的簡(jiǎn)要概述：古代通信：烽火臺(tái)、信鴿等。有線通信：電報(bào)、電話等。無線電通信：無線電廣播、無線電話等。衛(wèi)星通信：衛(wèi)星電視、衛(wèi)星電話等。光纖通信：光纖網(wǎng)絡(luò)、光纖通信設(shè)備等。互聯(lián)網(wǎng)通信：互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等。1.2通信技術(shù)的分類通信技術(shù)可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，以下列舉幾種常見的分類方式：按傳輸媒介分類：有線通信、無線通信、光纖通信等。按傳輸方式分類：模擬通信、數(shù)字通信等。按傳輸速率分類：低速通信、中速通信、高速通信等。按應(yīng)用領(lǐng)域分類：語音通信、數(shù)據(jù)通信、圖像通信等。1.3通信系統(tǒng)的基本組成通信系統(tǒng)通常由以下基本組成部分構(gòu)成：信源：產(chǎn)生信息的設(shè)備或系統(tǒng)，如電話、計(jì)算機(jī)等。信道：傳輸信息的通道，如光纖、無線電波等。信宿：接收信息的設(shè)備或系統(tǒng)，如電話、計(jì)算機(jī)等。編碼器/解碼器：將信源產(chǎn)生的信息進(jìn)行編碼和解碼，以便在信道中傳輸。調(diào)制器/解調(diào)器：將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，或?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。放大器：放大信號(hào)，提高信號(hào)強(qiáng)度。濾波器：濾除不需要的信號(hào)成分，提高信號(hào)質(zhì)量。組成部分功能信源產(chǎn)生信息信道傳輸信息信宿接收信息編碼器/解碼器編碼和解碼信息調(diào)制器/解調(diào)器轉(zhuǎn)換信號(hào)放大器放大信號(hào)濾波器濾除不需要的信號(hào)成分第二章數(shù)字通信原理2.1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)數(shù)字通信是信息傳輸?shù)囊环N形式，它涉及到將信息以數(shù)字形式進(jìn)行編碼、傳輸和接收。在數(shù)字通信中，首先需要了解模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別。特性模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)形式連續(xù)的波形不連續(xù)的離散值傳輸通過模擬傳輸介質(zhì)，如電纜、無線電波等通過數(shù)字傳輸介質(zhì)，如光纖、無線電波等優(yōu)點(diǎn)傳輸帶寬較寬，適合長(zhǎng)距離傳輸傳輸誤碼率低，易于處理和存儲(chǔ)缺點(diǎn)信號(hào)易受噪聲干擾，傳輸質(zhì)量受影響傳輸帶寬較窄，不適合長(zhǎng)距離傳輸2.2采樣與量化為了將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，需要經(jīng)過采樣和量化兩個(gè)步驟。采樣采樣是將連續(xù)的模擬信號(hào)在時(shí)間上離散化的過程。采樣頻率越高，采樣后的信號(hào)越接近原始信號(hào)。量化量化是將采樣后的信號(hào)幅度離散化的過程。量化位數(shù)越高，量化后的信號(hào)越接近原始信號(hào)。2.3數(shù)字調(diào)制技術(shù)數(shù)字調(diào)制技術(shù)是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合在傳輸介質(zhì)中傳輸?shù)男盘?hào)。AM（調(diào)幅）AM調(diào)制是一種將數(shù)字信號(hào)的幅度調(diào)制到載波上的方法。FM（調(diào)頻）FM調(diào)制是一種將數(shù)字信號(hào)的頻率調(diào)制到載波上的方法。PM（調(diào)相）PM調(diào)制是一種將數(shù)字信號(hào)的相位調(diào)制到載波上的方法。2.4數(shù)字解調(diào)技術(shù)數(shù)字解調(diào)技術(shù)是將接收到的數(shù)字信號(hào)恢復(fù)為原始數(shù)字信號(hào)的過程。AM解調(diào)AM解調(diào)通過檢測(cè)載波的幅度變化來恢復(fù)原始數(shù)字信號(hào)。FM解調(diào)FM解調(diào)通過檢測(cè)載波的頻率變化來恢復(fù)原始數(shù)字信號(hào)。PM解調(diào)PM解調(diào)通過檢測(cè)載波的相位變化來恢復(fù)原始數(shù)字信號(hào)。第三章傳輸介質(zhì)與信道3.1傳輸介質(zhì)類型傳輸介質(zhì)是指信號(hào)傳輸?shù)奈锢硗ǖ?，常見的傳輸介質(zhì)包括：介質(zhì)類型描述同軸電纜采用同軸結(jié)構(gòu)，具有較好的抗干擾能力，傳輸速率可達(dá)10Gbps。雙絞線由兩根互相絞合的導(dǎo)線組成，抗干擾能力強(qiáng)，成本較低，傳輸速率一般可達(dá)1Gbps。光纖以光波為載體，傳輸速率高，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，可達(dá)數(shù)公里。無線利用電磁波在空間中進(jìn)行通信，包括微波、紅外線、激光等。電力線利用現(xiàn)有電力線進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)電力與通信共享。3.2信道特性信道特性主要描述信道的傳輸能力，包括：帶寬：信道能夠傳輸信號(hào)的頻率范圍，單位為Hz。傳輸速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，單位為bps。誤碼率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)量與傳輸總數(shù)據(jù)量的比值。3.3信道編碼與解碼信道編碼與解碼是為了提高信道傳輸?shù)目煽啃院涂垢蓴_能力而采取的技術(shù)手段。常見的信道編碼技術(shù)包括：奇偶校驗(yàn)：通過在數(shù)據(jù)中添加奇數(shù)或偶數(shù)個(gè)1，使得接收端可以根據(jù)校驗(yàn)位判斷數(shù)據(jù)是否出錯(cuò)。循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）：利用線性編碼原理校驗(yàn)位，具有較好的糾錯(cuò)能力。卷積編碼：通過引入反饋機(jī)制，提高碼字的冗余度，實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)的距離傳輸。3.4信道容量與帶寬信道容量是指在給定的信噪比（SNR）下，信道能夠傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾?。信道帶寬是指信道能夠傳輸?shù)念l率范圍。參數(shù)描述信道容量在給定信噪比下，信道能夠傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾剩瑔挝粸閎ps。信道帶寬信道能夠傳輸?shù)念l率范圍，單位為Hz。萊布尼茨香農(nóng)公式信道容量C=Blog2(1SNR)，其中B為信道帶寬，SNR為信噪比。在通信系統(tǒng)中，根據(jù)信道容量和帶寬的選擇，可以實(shí)現(xiàn)不同速率的通信。第四章網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基礎(chǔ)4.1協(xié)議層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)是一種將復(fù)雜的通信任務(wù)分解為多個(gè)更易于管理的部分的方法。這種結(jié)構(gòu)通常遵循分層模型，其中每一層負(fù)責(zé)特定的功能，而不同層之間通過接口進(jìn)行通信。4.2OSI七層模型OSI（開放式系統(tǒng)互聯(lián)）模型是一個(gè)理論上的網(wǎng)絡(luò)通信模型，由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）提出。該模型定義了七層，每一層都有其特定的功能：層級(jí)名稱功能描述1物理層處理比特流在物理媒介上的傳輸，定義了網(wǎng)絡(luò)硬件接口標(biāo)準(zhǔn)。2數(shù)據(jù)鏈路層在相鄰節(jié)點(diǎn)之間建立可靠的數(shù)據(jù)鏈路，定義了幀的格式和錯(cuò)誤檢測(cè)。3網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸，定義了路由和尋址機(jī)制。4傳輸層提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。5會(huì)話層建立、管理和終止會(huì)話，保證應(yīng)用程序間的通信。6表示層處理數(shù)據(jù)表示，包括數(shù)據(jù)加密、壓縮和格式轉(zhuǎn)換。7應(yīng)用層提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的服務(wù)，如HTTP、FTP和SMTP。4.3TCP/IP協(xié)議棧TCP/IP協(xié)議棧是一個(gè)實(shí)際使用的網(wǎng)絡(luò)通信模型，廣泛用于互聯(lián)網(wǎng)。它由四層組成，與OSI模型不同，它沒有會(huì)話層和表示層：層級(jí)名稱功能描述1網(wǎng)絡(luò)接口層相當(dāng)于OSI模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)在物理媒介上的傳輸。2網(wǎng)絡(luò)層相當(dāng)于OSI模型中的網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。3傳輸層相當(dāng)于OSI模型中的傳輸層，提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。4應(yīng)用層相當(dāng)于OSI模型中的會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層，提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的服務(wù)。4.4網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸，一些常見的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議：協(xié)議名稱描述IP網(wǎng)際協(xié)議，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的路由和尋址。ICMP因特網(wǎng)控制消息協(xié)議，用于發(fā)送錯(cuò)誤消息和操作控制信息。IGMP組管理協(xié)議，用于IP多播中的組管理。4.5傳輸層協(xié)議傳輸層協(xié)議負(fù)責(zé)端到端的數(shù)據(jù)傳輸，一些常見的傳輸層協(xié)議：協(xié)議名稱描述TCP傳輸控制協(xié)議，提供面向連接、可靠的字節(jié)流服務(wù)。UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，提供無連接、不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。DCCP數(shù)據(jù)報(bào)擁塞控制協(xié)議，結(jié)合了TCP和UDP的特點(diǎn)。4.6應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)用層協(xié)議提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的服務(wù)，一些常見的應(yīng)用層協(xié)議：協(xié)議名稱描述HTTP超文本傳輸協(xié)議，用于在互聯(lián)網(wǎng)輸超文本。FTP文件傳輸協(xié)議，用于在網(wǎng)絡(luò)輸文件。SMTP簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議，用于發(fā)送郵件。DNS域名系統(tǒng)，將域名轉(zhuǎn)換為IP地址。SSH安全外殼協(xié)議，用于加密網(wǎng)絡(luò)通信。SSL/TLS安全套接字層/傳輸層安全，用于加密HTTP、FTP等協(xié)議。第五章數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議5.1數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層是OSI模型中的第二層，其主要功能包括：幀同步：保證接收方能夠正確識(shí)別幀的開始和結(jié)束。差錯(cuò)控制：檢測(cè)和糾正傳輸過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤。流量控制：避免發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)超過接收方的處理能力。介質(zhì)訪問控制：在多個(gè)設(shè)備共享同一介質(zhì)時(shí)，決定哪個(gè)設(shè)備可以發(fā)送數(shù)據(jù)。5.2幀同步與差錯(cuò)控制幀同步幀同步是指數(shù)據(jù)鏈路層通過特定的同步機(jī)制，使得接收方能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出幀的開始和結(jié)束。常見的幀同步機(jī)制包括：字節(jié)計(jì)數(shù)法：在幀的開始和結(jié)束處添加同步序列，并使用字節(jié)計(jì)數(shù)來指示幀的長(zhǎng)度。字符填充法：在幀的開始和結(jié)束處添加同步序列，并在幀中插入填充字符以保持幀的邊界。比特填充法：在幀的開始和結(jié)束處添加同步序列，并在幀中插入填充比特以保持幀的邊界。差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制是指數(shù)據(jù)鏈路層通過特定的機(jī)制來檢測(cè)和糾正傳輸過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤。常見的差錯(cuò)控制機(jī)制包括：循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）：通過并傳輸一個(gè)校驗(yàn)和來檢測(cè)錯(cuò)誤。奇偶校驗(yàn)：通過在數(shù)據(jù)中添加一個(gè)奇數(shù)或偶數(shù)個(gè)1來檢測(cè)錯(cuò)誤。自動(dòng)重傳請(qǐng)求（ARQ）：在檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，請(qǐng)求發(fā)送方重新發(fā)送數(shù)據(jù)。5.3流量控制與擁塞控制流量控制流量控制是指數(shù)據(jù)鏈路層通過特定的機(jī)制來避免發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)超過接收方的處理能力。常見的流量控制機(jī)制包括：停止等待協(xié)議：發(fā)送方發(fā)送一個(gè)幀后，等待接收方的確認(rèn)。后退N幀協(xié)議（GoBackN）：發(fā)送方發(fā)送一系列幀，并在收到接收方的確認(rèn)后繼續(xù)發(fā)送下一組幀。選擇重傳協(xié)議（SelectiveRepeat）：發(fā)送方發(fā)送一系列幀，并在收到接收方的確認(rèn)后繼續(xù)發(fā)送下一組幀。擁塞控制擁塞控制是指數(shù)據(jù)鏈路層通過特定的機(jī)制來避免網(wǎng)絡(luò)中的擁塞。常見的擁塞控制機(jī)制包括：慢啟動(dòng)：在網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)，逐漸增加發(fā)送速率。擁塞避免：在網(wǎng)絡(luò)開始擁塞時(shí)，逐漸降低發(fā)送速率。快速重傳和快速恢復(fù)：在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，快速重傳丟失的幀并恢復(fù)發(fā)送速率。5.4介質(zhì)訪問控制協(xié)議介質(zhì)訪問控制（MAC）協(xié)議是數(shù)據(jù)鏈路層的一部分，它負(fù)責(zé)控制多個(gè)設(shè)備共享同一介質(zhì)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸。一些常見的MAC協(xié)議：協(xié)議名稱介質(zhì)類型主要特點(diǎn)802.3銅纜以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11無線WiFi標(biāo)準(zhǔn)802.15.1無線藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)802.16無線WiMAX標(biāo)準(zhǔn)第六章網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議詳解6.1IP協(xié)議InternetProtocol（IP）是用于數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)囊环N無連接的協(xié)議。IP協(xié)議負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的路由，以及在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的尋址。功能確定數(shù)據(jù)包的目的地址分片和重組數(shù)據(jù)包保證數(shù)據(jù)包按序到達(dá)結(jié)構(gòu)版本：標(biāo)識(shí)IP協(xié)議版本（如IPv4或IPv6）頭部長(zhǎng)度：指定頭部字段的長(zhǎng)度服務(wù)類型：指定數(shù)據(jù)包傳輸服務(wù)質(zhì)量的要求生存時(shí)間（TTL）：限定數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的最大跳數(shù)標(biāo)志、片偏移、協(xié)議、頭部校驗(yàn)和等字段6.2路由選擇算法路由選擇算法是網(wǎng)絡(luò)層的一個(gè)重要組成部分，用于確定數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸路徑。常見路由選擇算法距離向量算法：如RIP（路由信息協(xié)議）鏈路狀態(tài)算法：如OSPF（開放最短路徑優(yōu)先）基于內(nèi)容的路由選擇：如內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）6.3虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）VPN是一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，允許用戶在公用網(wǎng)絡(luò)上建立一個(gè)臨時(shí)的、安全的連接。主要功能加密通信，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩[蔽用戶的IP地址和地理位置6.4網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）是一種將私有IP地址轉(zhuǎn)換為公網(wǎng)IP地址的協(xié)議。工作原理NAT設(shè)備在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行IP地址轉(zhuǎn)換支持私有網(wǎng)絡(luò)的用戶能夠通過NAT訪問外部網(wǎng)絡(luò)NAT類型描述NATOverload（NATPT）用于多對(duì)多的IP地址轉(zhuǎn)換StaticNAT用于一對(duì)一的IP地址轉(zhuǎn)換，通常用于網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換映射DynamicNAT用于一對(duì)多的IP地址轉(zhuǎn)換，通過地址池進(jìn)行動(dòng)態(tài)映射PAT(PortAddressTranslation)與NATOverload類似，但使用端口號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換第七章傳輸層協(xié)議詳解7.1TCP協(xié)議TCP（傳輸控制協(xié)議）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。它通過三次握手建立連接，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院晚樞蛐浴CP協(xié)議的關(guān)鍵特性：三次握手：客戶端發(fā)送一個(gè)同步（SYN）標(biāo)志，服務(wù)器回應(yīng)一個(gè)同步確認(rèn)（SYNACK）標(biāo)志，客戶端再回應(yīng)一個(gè)確認(rèn)（ACK）標(biāo)志，從而建立連接。四次揮手：當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成后，客戶端發(fā)送一個(gè)FIN標(biāo)志，服務(wù)器回應(yīng)一個(gè)ACK標(biāo)志，服務(wù)器發(fā)送FIN標(biāo)志，客戶端回應(yīng)ACK標(biāo)志，最終關(guān)閉連接。流量控制：通過滑動(dòng)窗口機(jī)制，防止發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)過快，導(dǎo)致接收方來不及處理。擁塞控制：通過慢啟動(dòng)、擁塞避免、快速重傳和快速恢復(fù)等機(jī)制，控制網(wǎng)絡(luò)擁塞。7.2UDP協(xié)議UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是一種無連接的、不可靠的、基于數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸層通信協(xié)議。它適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用，如視頻會(huì)議、在線游戲等。UDP協(xié)議的關(guān)鍵特性：無連接：無需建立連接，發(fā)送方直接發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，接收方接收數(shù)據(jù)報(bào)。不可靠：數(shù)據(jù)報(bào)可能丟失、重復(fù)或亂序。數(shù)據(jù)報(bào)大小：最大數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度為64KB。應(yīng)用場(chǎng)景：適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用，如視頻會(huì)議、在線游戲等。7.3傳輸層安全性（TLS/SSL）傳輸層安全性（TLS）和安全性套接字層（SSL）是用于在傳輸層提供安全通信的協(xié)議。它們通過加密、認(rèn)證和完整性保護(hù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴LS/SSL：主要功能包括數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證和認(rèn)證。數(shù)據(jù)加密：使用對(duì)稱加密和非對(duì)稱加密技術(shù)，保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸過程中的機(jī)密性。數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證：通過哈希函數(shù)和消息認(rèn)證碼（MAC）等技術(shù)，保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中未被篡改。認(rèn)證：使用數(shù)字證書，驗(yàn)證通信雙方的合法身份。7.4流量控制與擁塞控制機(jī)制7.4.1流量控制流量控制是保證接收方能夠處理發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)的一種機(jī)制。流量控制的關(guān)鍵機(jī)制：滑動(dòng)窗口：發(fā)送方根據(jù)接收方的窗口大小，控制發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)量。確認(rèn)（ACK）：接收方通過發(fā)送ACK，告知發(fā)送方已接收到的數(shù)據(jù)段。7.4.2擁塞控制擁塞控制是防止網(wǎng)絡(luò)擁塞，保證網(wǎng)絡(luò)功能的一種機(jī)制。擁塞控制的關(guān)鍵機(jī)制：慢啟動(dòng)：在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量良好時(shí)，逐漸增加發(fā)送速率，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。擁塞避免：當(dāng)檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，降低發(fā)送速率，避免進(jìn)一步加劇擁塞?？焖僦貍鳎寒?dāng)接收方連續(xù)收到多個(gè)重復(fù)的數(shù)據(jù)段時(shí)，立即發(fā)送重傳請(qǐng)求，提高傳輸效率?？焖倩謴?fù)：在網(wǎng)絡(luò)擁塞解除后，快速恢復(fù)發(fā)送速率，提高傳輸效率。機(jī)制描述慢啟動(dòng)在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量良好時(shí)，逐漸增加發(fā)送速率，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。擁塞避免當(dāng)檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，降低發(fā)送速率，避免進(jìn)一步加劇擁塞。快速重傳當(dāng)接收方連續(xù)收到多個(gè)重復(fù)的數(shù)據(jù)段時(shí)，立即發(fā)送重傳請(qǐng)求，提高傳輸效率?？焖倩謴?fù)在網(wǎng)絡(luò)擁塞解除后，快速恢復(fù)發(fā)送速率，提高傳輸效率。第八章應(yīng)用層協(xié)議詳解8.1HTTP協(xié)議HTTP協(xié)議（HyperTextTransferProtocol）是一種基于請(qǐng)求響應(yīng)模式的、應(yīng)用層的協(xié)議，用于在Web服務(wù)器和客戶端之間傳輸超文本信息。HTTP協(xié)議的通信過程主要包括以下幾個(gè)階段：建立連接：客戶端與服務(wù)器之間通過三次握手建立TCP連接。請(qǐng)求發(fā)送：客戶端向服務(wù)器發(fā)送HTTP請(qǐng)求，包括請(qǐng)求方法、請(qǐng)求URL和請(qǐng)求頭等信息。服務(wù)器響應(yīng)：服務(wù)器接收到請(qǐng)求后，根據(jù)請(qǐng)求方法對(duì)資源進(jìn)行操作，并返回HTTP響應(yīng)，包括響應(yīng)狀態(tài)碼、響應(yīng)體和響應(yīng)頭等信息。關(guān)閉連接：客戶端或服務(wù)器可以發(fā)送斷開連接的信號(hào)，結(jié)束TCP連接。8.2FTP協(xié)議FTP協(xié)議（FileTransferProtocol）是一種應(yīng)用層協(xié)議，用于在客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行文件傳輸。FTP協(xié)議主要分為控制連接和數(shù)據(jù)連接兩個(gè)部分：控制連接：用于發(fā)送命令和數(shù)據(jù)，用于控制文件傳輸?shù)牧鞒獭?shù)據(jù)連接：用于實(shí)際傳輸文件數(shù)據(jù)。FTP協(xié)議的工作過程主要包括以下步驟：建立控制連接。客戶端發(fā)送用戶名和密碼進(jìn)行身份驗(yàn)證。服務(wù)器根據(jù)用戶名和密碼驗(yàn)證用戶身份?？蛻舳税l(fā)送文件傳輸命令。服務(wù)器根據(jù)命令操作文件。關(guān)閉控制連接和數(shù)據(jù)連接。8.3SMTP協(xié)議SMTP協(xié)議（SimpleMailTransferProtocol）是一種基于TCP連接的應(yīng)用層協(xié)議，用于發(fā)送郵件。SMTP協(xié)議的主要工作流程發(fā)件人客戶端向SMTP服務(wù)器發(fā)送郵件。SMTP服務(wù)器將郵件轉(zhuǎn)發(fā)到收件人的郵件服務(wù)器。收件人的郵件服務(wù)器接收郵件并將郵件存儲(chǔ)在收件人的郵箱中。收件人客戶端從郵箱中接收郵件。SMTP協(xié)議的主要功能包括用戶認(rèn)證、郵件傳輸、郵件地址解析等。8.4DNS協(xié)議DNS協(xié)議（DomainNameSystemProtocol）是一種應(yīng)用層協(xié)議，用于將域名轉(zhuǎn)換為IP地址。DNS協(xié)議的工作過程客戶端向本地DNS服務(wù)器發(fā)送域名查詢請(qǐng)求。本地DNS服務(wù)器查詢其緩存，如果緩存中有對(duì)應(yīng)的IP地址，則返回結(jié)果。如果本地DNS服務(wù)器緩存中沒有對(duì)應(yīng)IP地址，則向根DNS服務(wù)器查詢。根DNS服務(wù)器將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)頂級(jí)域（TLD）的DNS服務(wù)器。TLD的DNS服務(wù)器繼續(xù)查詢下一級(jí)DNS服務(wù)器，直至找到對(duì)應(yīng)的IP地址。找到對(duì)應(yīng)IP地址后，將其返回給本地DNS服務(wù)器。本地DNS服務(wù)器將IP地址返回給客戶端。8.5VoIP協(xié)議VoIP協(xié)議（VoiceoverInternetProtocol）是一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的語音通信協(xié)議，可以將語音信號(hào)數(shù)字化并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。VoIP協(xié)議的主要工作流程客戶端與服務(wù)器之間建立UDP或TCP連接?？蛻舳藢⒄Z音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將其發(fā)送到服務(wù)器。服務(wù)器接收到數(shù)字信號(hào)后，將其解碼為語音信號(hào)，并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給接收方。接收方收到數(shù)字信號(hào)后，將其解碼為語音信號(hào)。VoIP協(xié)議的常見實(shí)現(xiàn)包括SIP（SessionInitiationProtocol）、H.323和MGCP等。第九章無線通信技術(shù)9.1無線通信原理無線通信原理主要基于電磁波傳輸。電磁波是由振蕩的電場(chǎng)和磁場(chǎng)組成的波動(dòng)，其傳播不需要介質(zhì)。無線通信通過發(fā)射端將信息調(diào)制到電磁波上，通過無線信道傳輸?shù)浇邮斩?，接收端再將電磁波上的信息解調(diào)出來。9.2無線通信技術(shù)分類無線通信技術(shù)按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以分為以下幾類：分類標(biāo)準(zhǔn)分類按頻率范圍低頻、中頻、高頻、甚高頻、超高頻、微波等按傳輸方式頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）等按應(yīng)用領(lǐng)域移動(dòng)通信、無線局域網(wǎng)（WLAN）、衛(wèi)星通信等9.3無線局域網(wǎng)（WLAN）無線局域網(wǎng)（WLAN）是一種利用無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)連接的技術(shù)。它通過無線信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于家庭、辦公、公共場(chǎng)所等。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)特點(diǎn)IEEE802.11a使用5GHz頻段，傳輸速率可達(dá)54MbpsIEEE802.11b使用2.4GHz頻段，傳輸速率可達(dá)11MbpsIEEE802.11g使用2.4GHz頻段，傳輸速率可達(dá)54MbpsIEEE802.11n使用2.4GHz和5GHz頻段，傳輸速率可達(dá)600Mbps9.4移動(dòng)通信技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)是指利用無線電波實(shí)現(xiàn)手機(jī)、無線電等移動(dòng)設(shè)備之間通信的技術(shù)。移動(dòng)通信技術(shù)按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可以分為以下幾代：通信技術(shù)主要特點(diǎn)第一代（1G）僅支持語音通信第二代（2G）支持語音和短信通信，采用GSM和CDMA技術(shù)第三代（3G）支持語音、短信、高速數(shù)據(jù)傳輸，采用UMTS和CDMA2000技術(shù)第四代（4G）支持語音、短信、高速數(shù)據(jù)傳輸，采用LTE技術(shù)第五代（5G）支持更高速率、更低時(shí)延、更大連接數(shù)，采用毫米波技術(shù)9.5無線通信協(xié)議無線通信協(xié)議是指在無線通信系統(tǒng)中，為規(guī)范設(shè)備之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸而制定的一系列規(guī)則。一些常見的無線通信協(xié)議：協(xié)議名稱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用領(lǐng)域IEEE802.11無線局域網(wǎng)（WLAN）家庭、辦公、公共場(chǎng)所等IEEE802.16無線城域網(wǎng)（WMAN）城市熱點(diǎn)、企業(yè)園區(qū)等Bluetooth藍(lán)牙近距離無線通信WiFiDirect無線直接連接家庭、辦公、公共場(chǎng)所等5GNR第五代