計算機網(wǎng)絡基礎課件

1、計算機網(wǎng)絡基礎,xxxxxxl@sxxe.cn Blog:gxxxxi.163.comQq:11xxxx969,前言 智能大廈,智能大廈（Intelligent Building，IB）是以計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)為基礎，采用結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)，集建筑工程技術(shù)、信息通信技術(shù)、控制技術(shù)和管理技術(shù)等多種先進技術(shù)，具有一定智能管理性能的現(xiàn)代化建筑物。通信自動化系統(tǒng)（Communication Automation System，CAS）、建

2、筑管理自動化系統(tǒng)（Building Automation System，BAS）、辦公自動化系統(tǒng)（Office Automation System，OAS）、消防監(jiān)控系統(tǒng)（Fire Automation System，F(xiàn)AS）和安全保衛(wèi)系統(tǒng)（Safety Automation System，SAS）,稱之為“5A系統(tǒng)”。,計算機網(wǎng)絡發(fā)展,第一代計算機網(wǎng)絡：面向終端的計算機通信網(wǎng)絡,,第二代計算機網(wǎng)絡：多機系統(tǒng)互聯(lián)的資源共享網(wǎng)絡 ARP

3、ANET是計算機網(wǎng)絡發(fā)展的一個里程碑，它標志著以資源共享為目的的計算機網(wǎng)絡的誕生,計算機網(wǎng)絡發(fā)展,第三代計算機網(wǎng)絡：統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)標準化網(wǎng)絡IBM-SNA,DEC-DNA國際標準化組織（ISO，International Standards Organization）于1984年公布了“開放系統(tǒng)互連參考模型”的正式文件，即著名的國際標準ISO7498，通常稱它為開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM。 保證了不同網(wǎng)絡設備之間的兼容性和互操作

4、性只說明了做什麼（WHAT TO DO）而未規(guī)定怎樣做（HOW TO DO）,計算機網(wǎng)絡發(fā)展,第四代計算機網(wǎng)絡：網(wǎng)絡互連與高速智能網(wǎng)絡隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，在全球建立了不計其數(shù)的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，為了擴大網(wǎng)絡規(guī)模以實現(xiàn)更大范圍的資源共享，人們又提出了將這些網(wǎng)絡互聯(lián)在一起的迫切需求。國際互聯(lián)網(wǎng)Internet應運而生。目前，一些高速的廣域網(wǎng)技術(shù)相繼問世，如表現(xiàn)在寬帶綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)（B-ISDN）、異步傳輸模式（ATM）、高速局域網(wǎng)、交

5、換局域網(wǎng)與虛擬網(wǎng)絡上.POS（Packet-Over-SDH/SONET）技術(shù)，波分多路復用技術(shù)（WDM/DWDM）等都能為廣域網(wǎng)連接提供高帶寬，這些技術(shù)將廣域網(wǎng)的傳輸速率提高到10Gbps。另外，最新的萬兆以太網(wǎng)技術(shù)也可以支持廣域網(wǎng)連接，傳輸速率也是10Gbps。這些高速廣域網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)使廣域網(wǎng)的發(fā)展開始了一個新的里程碑。使用網(wǎng)絡提高業(yè)務能力,擴展業(yè)務范圍,第一章 計算機網(wǎng)絡基礎知識,一、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展 1.面向終端的網(wǎng)絡

6、 2.多機系統(tǒng)互聯(lián) 3.體系結(jié)構(gòu)標準化網(wǎng)絡 4.網(wǎng)絡互連與高速網(wǎng)絡,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,二、網(wǎng)絡的定義 指通過一定的通信線路（如雙絞線、同軸電纜、光纜、微波等）和通信設備（路由器、交換機、網(wǎng)橋、HUB[集線器]、中繼器等）將地理位置不同的、功能獨立的計算機連接起來，通過功能豐富的網(wǎng)絡軟件（網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、交換方式和通訊協(xié)議）而實現(xiàn)資源共享和相互通信的一個系統(tǒng)。,,三

7、、網(wǎng)絡的組成   1 ．廣域網(wǎng)的基本組成與結(jié)構(gòu)    (1) 主機(Host)

8、     主機是計算機網(wǎng)絡中承擔數(shù)據(jù)處理的計算機系統(tǒng)。具有完善的管理能力的硬件和軟件系統(tǒng)。     (2) 終端(Termin

9、al)     直接面對用戶，如鍵盤顯示器、智能終端、會話型終端、圖形終端等等。     (3) 通信控制處理機 (Ccp)    (4) 通信設備與通信線路,,2 ．局域網(wǎng)的基本組成與結(jié)構(gòu)     局域網(wǎng)的基本組成與廣域網(wǎng)相似，但由于局域網(wǎng)的覆蓋范圍與規(guī)模較小，故有些方

10、面與廣域網(wǎng)不同。例如，局域網(wǎng)沒有通信處理機，通信處理功能由網(wǎng)卡實現(xiàn)。   (1) 服務器( Server ) (2) 客戶機( Client ) (4) 網(wǎng)絡設備與網(wǎng)絡介質(zhì) (5) 網(wǎng)絡軟件,,四、網(wǎng)絡技術(shù)中的術(shù)語1.透明與虛擬 透明：一個事物實際存在，但不表現(xiàn)出來，好似不存在。（用戶一般不考慮訪問網(wǎng)絡資源所存在的操作系統(tǒng)及各種格式） 虛擬：一個事物不存在，但卻表現(xiàn)出來，就好象實

11、際存在一樣。,,2.聯(lián)機多用戶系統(tǒng)和分布式計算機系統(tǒng)聯(lián)機多用戶系統(tǒng)：一臺中心計算機與若干臺終端或計算機相連接，供多個用戶同時使用。分布式計算機系統(tǒng)：在分布式操作系統(tǒng)的支持下，進行分布式數(shù)據(jù)處理各計算機之間的并行計算機工作。,,五、計算機網(wǎng)絡的功能1）硬件資源共享 可以在全網(wǎng)范圍內(nèi)提供對處理資源、存儲資源、輸入輸出資源等昂貴設備的共享，使用戶節(jié)省投資，也便于集中管理和均衡分擔負荷。 2）軟件資源共享

12、 允許互聯(lián)網(wǎng)上的用戶遠程訪問各類大型數(shù)據(jù)庫，可以得到網(wǎng)絡文件傳送服務、遠地進程管理服務和遠程文件訪問服務，從而避免軟件研制上的重復勞動以及數(shù)據(jù)資源的重復存貯，也便于集中管理。3）用戶間信息交換 計算機網(wǎng)絡為分布在各地的用戶提供了強有力的通信手段。用戶可以通過計算機網(wǎng)絡傳送電子郵件、發(fā)布新聞消息和進行電子商務活動。,六、計算機網(wǎng)絡的分類,1.按照地理位置分:局域網(wǎng)（Local Area Network——

13、LAN）    覆蓋范圍常在10KM以內(nèi)，具有規(guī)模小、專用、傳輸延遲小誤碼率低的特征。城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network——MAN)     覆蓋范圍一般是一個城市,10-100KM。介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間。廣域網(wǎng)（Wide Area Network——WAN）    也稱遠程網(wǎng)，其覆蓋范圍通常在數(shù)百公里以上，具有

14、規(guī)模大、傳輸延遲大的特征。,六、計算機網(wǎng)絡的分類,2、按照功能分：通信子網(wǎng)：網(wǎng)絡中面向數(shù)據(jù)傳輸或者數(shù)據(jù)通信的部分資源集合，主要支持用戶數(shù)據(jù)的傳輸。通信子網(wǎng)與具體的應用無關。資源子網(wǎng)：網(wǎng)絡中面向數(shù)據(jù)處理的資源集合，主要支持用戶的應用；資源子網(wǎng)由用戶的主機資源組成，包括接入網(wǎng)絡的用戶主機，以及面向應用的外設、軟件和可共享的數(shù)據(jù)等。,六、計算機網(wǎng)絡的分類,3.按照管理方式分類對等網(wǎng) (Peer to Peer) 通常是由很少幾臺計

15、算機組成的工作組。網(wǎng)絡中的每臺計算機既作為客戶機又可作為服務器來工作，每個用戶都管理自己機器上的資源.客戶機/服務器網(wǎng) (Client/Server) 網(wǎng)絡的管理工作集中在運行特殊網(wǎng)絡操作系統(tǒng)服務器軟件的計算機上進行，這臺計算機被稱為服務器，它可以驗證用戶名和密碼的信息，處理客戶機的請求。而網(wǎng)絡中其余的計算機則不需要進行管理，而是將請求通過轉(zhuǎn)發(fā)器(Redirector)發(fā)給服務器。,,六、計算機網(wǎng)絡的分類,4、按使用范圍分：

16、公用網(wǎng)： 由國家電信部門建設的通信網(wǎng)絡。繳納相關費用的部門和個人均可使用專用網(wǎng)：單位自建的、滿足本單位業(yè)務需求的網(wǎng)絡。如軍隊、公安、鐵路、電力擁有各自系統(tǒng)的專用網(wǎng)。,六、計算機網(wǎng)絡的分類,局域網(wǎng) (Local Area Network) 局域網(wǎng)的特點如下：    1.分布范圍有限。   2.有較高的通信帶寬，數(shù)據(jù)傳輸率高。   

17、;  3.數(shù)據(jù)傳輸可靠，誤碼率低。    4.通常采用同軸電纜或雙絞線作為傳輸介質(zhì)。    5.拓撲結(jié)構(gòu)簡單簡潔。,,廣域網(wǎng)（ Wide Area Network ）廣域網(wǎng)最根本的特點是：   1. 分布范圍廣。   2.數(shù)據(jù)傳輸率低,誤碼率高.  3.

18、可靠性不高。使用光纖較好。   4. 廣域網(wǎng)常常借用傳統(tǒng)的公共傳輸網(wǎng)（電話網(wǎng)等）來實現(xiàn)。因為單獨建造一個廣域網(wǎng)極其昂貴。   5. 拓撲結(jié)構(gòu)較為復雜。,,城域網(wǎng)（ Metropolitan Area Network ）    是規(guī)模介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的一種較大范圍的高速網(wǎng)絡。,,七、網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu) １．樹型 ２．星型 ３．總線型

19、 ４．環(huán)型 ５．網(wǎng)狀型 ６．混合型,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),例如，對于節(jié)點比較集中的場合多選用星型拓撲結(jié)構(gòu)，節(jié)點比較分散時則可選用總線型拓撲結(jié)構(gòu)。另外，若單一的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)不能滿足要求，也可選擇混合的拓撲結(jié)構(gòu)。例如，假設一個網(wǎng)絡中的節(jié)點主要分布在兩個不同的地方，則可以在該兩個節(jié)點密集的場所選用星型拓撲結(jié)構(gòu)，然后使用總線型拓撲結(jié)構(gòu)將兩個地方的網(wǎng)絡連接起來。同時根據(jù)實際可按以下原則來選取網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)：(1) 費用低 (2) 靈活和可擴

20、充 (3) 可靠性高 (4) 因地制宜,,八、計算機網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì) 網(wǎng)絡中，雙方通信時所采用的物理連線。 有線：雙絞線，同軸電纜，光纜 無線：衛(wèi)星，無線電，微波1.雙絞線 Twist-Pair 使用最早、最普及的有線介質(zhì)是雙絞線。它是以螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導線組成的。兩根線扭在一起是為了減少相互間的幅射電磁干擾。,2、分類： 屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線(UTP)的不同之處是，在雙絞線和

21、外層保護套中間增加了一層金屬屏蔽保護膜。該保護膜用以減少信號傳送時所產(chǎn)生的電磁干擾和減小輻射，并防止信息被竊聽。,,分類：屏蔽（STP） 非屏蔽（UTP）：1類，2類，3類，4類，5類，超5類，6類，7類,,1 2 3 4 5 6 7 8T568B 白橙 橙 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕T568A 白綠 綠 白橙 藍 白藍 橙 白棕 棕

22、,在局域網(wǎng)，雙絞線主要是用來連接計算機網(wǎng)卡到集線器或通過集線器之間級聯(lián)口的級聯(lián)，有時也可直接用于兩個網(wǎng)卡之間的連接或不通過集線器級聯(lián)口之間的級聯(lián)，但它們的接線方式各有不同。 設備 設備 線型 計算機 計算機 交叉線 T568B T568A 計算機 交換機 平行線 計算機 UP-LINK 交叉線 交換機 交換機

23、 交叉線 交換機 UP-LINK 平行線UP-LINK UP-LINK 交叉線,準備工具和材料,UTP,壓線鉗,RJ45接頭,護套,簡易測線儀,連接UTP和RJ45接頭(2),連接UTP和RJ45接頭(3),,2.同軸電纜 基帶：數(shù)字信號，阻抗50歐，用于IEEE802.3以太網(wǎng) 寬帶：模擬信號，阻抗75歐，用于頻分多路復用技術(shù),,,內(nèi)導體,絕緣層,,外導體屏蔽,,絕緣保護外層,,,,,,基帶同

24、軸電纜,,（3）光纖,傳輸頻帶寬，通信容量大;損耗低，中繼距離長;抗干擾能力強;保密性好; 重量輕、體積小;節(jié)省有色金屬，抗腐蝕能力強 。,光纖的結(jié)構(gòu),,用光纖來傳輸電信號時，在發(fā)送端先要將其轉(zhuǎn)換成光信號，而在接收端又要由光檢波器還原成電信號，其傳送過程如圖。光源可以采用兩種不同類型的發(fā)光管：發(fā)光二極管和注入型激光二極管。從而形成了多模光纖和單模光纖。,,多模光纖（Multimode Fiber） 

25、0;  多模光纖使用的材料是發(fā)光二極管。 發(fā)光二極管是一種固態(tài)器件，電流通過時就發(fā)光，價格較便宜，它產(chǎn)生的是可見光，但定向性較差，是通過在光纖石英玻璃媒體內(nèi)不斷反射而向前傳播的。 62.5μm/125μm的光纖，其中62.5μm是內(nèi)芯直徑，而125μm是反射層的直徑。,,,,單模光纖（Single Mode Fiber）     單模光纖使用的材料是注入型二極管。

26、    采用激光（LD）作為光源，它根據(jù)激光器原理進行工作，它產(chǎn)生一個窄帶的超輻射光束，產(chǎn)生的是激光。由于激光的定向性好，它可沿著光導纖維傳播，減少了折射也減少了損耗，效率更高，也能傳播更長的距離，而且可以保持很高的數(shù)據(jù)傳輸率。但是激光二極管要比發(fā)光二極管價格貴得多，這種光纖稱為單模光纖。光信息只有一種波長，典型的單模光纖尺寸為8μm/125μm,多模光纖 單模光纖,,無線傳輸介質(zhì) &

27、#160;  無線傳輸介質(zhì)都不需要架設或鋪埋電纜或光纖，而是通過大氣傳輸，目前有三種技術(shù)：微波、紅外線和激光。（1）微波    微波通信是在對流層視線距離范圍內(nèi)利用無線電波進行傳輸?shù)囊环N通信方式，頻率范圍為 2 GHz-40GHz。,,（2）紅外線和激光    紅外通信和激光通信也像微波通信一樣，有很強的方向性，都是沿直線傳播的。

28、（3）衛(wèi)星通信    衛(wèi)星通信是以人造衛(wèi)星為微波中繼站，它是微波通信的特殊形式。,第二章 數(shù)據(jù)通信基礎知識,第一節(jié) 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型二、數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)：是一種承載信息的實體，定義為有意義的實體.由數(shù)字、字符、符號等組成。模擬數(shù)據(jù)是在某區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化的值；數(shù)字數(shù)據(jù)是離散的值。 信息：是對數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。有具體含義。信號：是數(shù)據(jù)的表示形式,或稱數(shù)據(jù)的電磁或電子編

29、碼，它使數(shù)據(jù)以適當?shù)男问皆诮橘|(zhì)上傳輸。 信源：通信過程中產(chǎn)生和發(fā)送信息的設備或計算機。信宿：通信過程中接收和處理信息的設備或計算機。信道：信源和信宿之間的通信線路。,信號變換器 信號變換器的作用是將信源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸?shù)男盘枴?由于網(wǎng)絡中絕大多數(shù)信息都是雙向傳輸?shù)模栽诖蠖鄶?shù)情況下，信源也作信宿，信宿也作信源；編碼器也具有譯碼功能，譯碼器也應能編碼，因此合并通稱為編碼譯碼器,,數(shù)據(jù)通信：通過計算機

30、與通信線路相結(jié)合，對各種數(shù)據(jù)信號進行傳輸、變換和處理的過程。模擬通信：以模擬信號形式在信道上傳送數(shù)據(jù)。數(shù)字通信：以數(shù)字信號形式在信道上傳送數(shù)據(jù)。,,三、數(shù)據(jù)通信的技術(shù)指標1．信道帶寬和信道容量 信道帶寬：信道上能夠傳送的信號的最大頻率范圍。 如：電話：300HZ——3400HZ 信道容量：信道在單位時間可傳輸?shù)淖畲蟠a元數(shù)。 *信道帶寬越寬，一定時間內(nèi)信道上傳輸?shù)男畔⒘烤驮蕉啵诺廊?/p>

31、量就越大。,,2．傳輸速率 單位時間內(nèi)傳輸?shù)亩M制代碼的位數(shù)。3．誤碼率 二進制碼元在傳輸過程中被傳錯的概率。 （錯誤接收的碼元數(shù)在所傳輸?shù)目偞a元數(shù)中所占的比例）4 ．傳輸延遲 發(fā)送和接收設備存在響應時間，及中間轉(zhuǎn)發(fā)等待時間等。,數(shù)據(jù)通信的連接方法有兩種，即點對點連接方式和多點連接方式。,四、 數(shù)據(jù)通信方式一、并行通信特點：    （1）傳輸速度快:一位（

32、比特）時間內(nèi)可傳輸一個字符；    （2）通信成本高:每位傳輸要求一個單獨的信道支持；因此如果一個字符包含8個二進制位，則并行傳輸要求8個獨立的信道的支持；    （3）不支持長距離傳輸:由于信道之間的電容感應，遠距離傳輸時，可靠性較低。演示:,串行通信方式    將組成字符的各位串行地發(fā)往線路。 特點：  &

33、#160; （1）傳輸速度較低，一次一位；    （2）通信成本也較低，只需一個信道。    （3）支持長距離傳輸，目前計算機網(wǎng)絡中所用的傳輸方式均為串行傳輸。方式： 串行傳輸有兩種傳輸方式：          1、同步傳輸     

34、60;    2、異步傳輸,二、單工、半雙工、雙工單工：設備簡單、造價低，但傳輸效率也低。半雙工：該方式在通信中要不斷的改變傳輸通道的方向，因此控制復雜，傳輸效率極低。雙工：傳輸效率高，控制簡單，但造價高。,,單工：半雙工：全雙工：,,,,,,,,,,,,,,,,,三、基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸 基帶傳輸：在信道上直接傳輸基帶信號，而基帶信號是指在通信電纜上原封不動的傳輸由計算機或

35、終端產(chǎn)生的0、1數(shù)字脈沖信號。頻帶傳輸：將基帶信號轉(zhuǎn)換為頻率表示的模擬信號來傳輸。寬帶傳輸：將信道分成多個子信道，分別傳送各種信號。,,第三節(jié) 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)一、模擬數(shù)據(jù)編碼： 數(shù)字數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中用模擬信號表示，需要進行調(diào)制。調(diào)制方法有3種。調(diào)幅（AM） “1”有載波輸出，“0”無載波出現(xiàn)。 技術(shù)簡單，但抗干擾能力差。調(diào)頻（FM） “1”使用的頻率和“0”使用的頻率不一致。

36、 技術(shù)簡單，抗干擾能力較強。調(diào)相（PM） 數(shù)字信號“1”對應相位180度，“0”對應相位0度。 技術(shù)復雜，抗干擾能力強。,,例題：,,,二、數(shù)字數(shù)據(jù)編碼： 在數(shù)字信道中傳輸計算機數(shù)據(jù)時，要對計算機中的數(shù)字信號重新編碼，進行基帶傳輸。 1）不歸零編碼（NRZ） 低電平表示“0”，高電平表示“1”。 2）曼徹斯特編碼 用電平跳變來表示，

37、每一個比特的中間均有一個跳變，這個跳變既做時鐘信號，又做數(shù)據(jù)信號。 電平從高到低的跳變表示“1”，從低到高的跳變表示“0”。 3）差分曼徹斯特編碼 對曼徹斯特編碼的改進。 比特無跳變表示“1”，有跳變表示“0”。,a)單極性不歸零碼，無電壓表示"0"，恒定正電壓表示"1"，每個碼元時間的中間點是采樣時間，判決門限為半幅電平,數(shù)據(jù)的編碼,數(shù)據(jù)的

38、編碼,b)雙極性不歸零碼，"1"碼和"0"碼都有電流，"1"為正電流，"0"為負電流，正和負的幅度相等，判決門限為零電平。,數(shù)據(jù)的編碼,,例題：,,第四節(jié) 多路復用技術(shù)一條物理信道同時傳輸多路信息，提高信道利用率。1.頻分多路復用（FDM） 將一定帶寬的信道分割為若干個較小頻帶的子通道，每個子通道可供一個用戶使用（各信道之間有保護頻帶）。

39、 條件：信道帶寬遠大于每個子信道帶寬。,,,2．時分多路復用（TDM） 頻分多路復用較適用于模擬信號，而時分多路復用更適合用于數(shù)字信號，將信道的傳輸時間分成若干個時間片輪流地給多個信號源使用，每個時間片被復用的一路信號占用。 條件：信道的傳輸速度遠大于各信源所要求的傳輸速度。3．波分多路復用4．碼分多路復用,,,三、波分多路復用WDM技術(shù)原理整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍，每路信號占用一個

40、波長范圍來進行傳輸。,,第五節(jié) 數(shù)據(jù)交換技術(shù)節(jié)點與節(jié)點間不一定相鄰，通過一個或多個節(jié)點組成的中間網(wǎng)絡來交換轉(zhuǎn)發(fā)。1.電路交換 (1)電路建立：在傳輸數(shù)據(jù)之前，要經(jīng)過呼叫過程以建立一條端到端（站到站）的電路。 (2) 數(shù)據(jù)傳輸：沒有延遲，沒有阻塞的問題(因為是專用線路)。 (3) 電路拆除：,,演示：優(yōu)點：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，不丟失且保持原來的序列缺點：信道容量造成浪費，而且當數(shù)據(jù)傳輸階段的持續(xù)時間很短暫，電路建

41、立和拆除所用的時間也得不償失。,,2.報文交換工作原理:不需在兩個站點之間建立一條專用通路，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇菆笪模〝?shù)據(jù)塊），長度不限。傳送過程采用存儲一轉(zhuǎn)發(fā)方式。在同一時間內(nèi)，報文的傳輸只占用兩個節(jié)點之間的一段線路。而在兩個通信用戶間的其它線路段，可傳輸其它用戶的報文。實時性不高,,優(yōu)點:線路效率較高 。 暫存報文，可以進行差錯控制。 可以把一個報文發(fā)送到多個目的地。缺點：延遲長，不能用于傳送聲音和圖

42、像數(shù)據(jù) 。,3.分組交換 報文交換的改進，是線路和報文的結(jié)合.每個分組的長度有一個上限，因此，一個較長的報文必須分成若干個分組。 分組交換采用兩種不同的方法來管理被傳輸?shù)姆纸M流：數(shù)據(jù)報和虛電路。數(shù)據(jù)報（Datagram)    面向無連接的數(shù)據(jù)傳輸,工作過程類似于報文交換。采用數(shù)據(jù)報方式傳輸時，被傳輸?shù)姆纸M稱為數(shù)據(jù)報.數(shù)據(jù)報的前部增加地址信息的字段,每個數(shù)據(jù)報均被獨立地傳輸和路由,站點必須具有存儲和

43、重新排序的能力.特點：a. 存儲容量降低，降低傳輸延遲。     b. 只有出錯的分組才會被重發(fā)，提高了交換效率。演示：,1、虛電路（Virtual Circuit)的概念    虛電路是面向連接的數(shù)據(jù)傳輸，工作過程類似于線路交換，不同之處在于此時的電路是虛擬的。 占用相鄰兩節(jié)點的信道    采用虛電路方式傳輸時，物理媒體

44、被理解為由多個子信道（稱之為邏輯信道LC）組成，子信道的串接形成虛電路（VC），利用不同的虛電路來支持不同的用戶數(shù)據(jù)的傳輸。2、采用虛電路進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程    （1）虛電路建立：發(fā)送方發(fā)送含有地址信息的特定的控制信息塊（如：呼叫分組），該信息塊途經(jīng)的每個中間結(jié)點根據(jù)當前的邏輯信道（LC）使用狀況，分配LC，并建立LC映射表，所有中間結(jié)點分配的LC的串接形成虛電路（VC）。 &#

45、160;  （2）數(shù)據(jù)傳輸：站點發(fā)送的所有分組均沿著相同的VC傳輸，分組的發(fā)收順序完全相同；    （3）虛電路釋放：數(shù)據(jù)傳輸完畢，采用特定的控制信息塊（如：拆除分組），釋放該虛電路。通信的雙方都可發(fā)起釋放虛電路的動作。  演示:,三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)總結(jié):線路交換:在數(shù)據(jù)傳送之前需建立一條物理通路,在線路補釋放之彰,謹言慎行通路將一直被一對用戶完全占有,適宜兩節(jié)點間的負載較

46、重且持續(xù)時間長,實時性強的交互式傳輸,租用線路是很合算的.報文交換:從發(fā)送方傳送到接收方采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式,只占用一段通路,需要緩沖存儲器,需要排除.間歇式或較輕負載合算.分組交換:把報文分成組傳送,規(guī)定了分組的最大長度,到達終點后需重新分組組裝成報文,對中等或稍重的負載,有較好效果,是目前應用最為廣泛的一種交換技術(shù).,第五節(jié) 差錯控制技術(shù)一、差錯：通信時接收端收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送端實際發(fā)出的數(shù)據(jù)不一致。二、差錯控制：通信中發(fā)現(xiàn)檢測差

47、錯，對差錯進行糾正，從而把差錯限制在數(shù)據(jù)傳輸所允許范圍內(nèi)。三、差錯包括：傳輸中位丟失；發(fā)送“1”，而接收“0”；發(fā)送“0”而接收“1”。四、差錯產(chǎn)生原因 線路本身的信號幅度頻率的變化和衰減 信號在線路上產(chǎn)生反射造成的 相領線路的串抗 外界電磁干擾,,五、差錯控制的核心是在要傳送的數(shù)據(jù)信息碼上加上冗余碼，形成符合一定規(guī)律的發(fā)送序列。 能發(fā)現(xiàn)并能自動糾錯的編碼，稱糾錯碼。

48、 能發(fā)現(xiàn)但不能自動糾錯的編碼，稱檢錯碼。六、簡單介紹兩種檢錯碼 1．奇偶校驗碼 2．循環(huán)冗余校驗碼,,發(fā)送端發(fā)送1101001 G(X)=X4+X3+1發(fā)送端發(fā)送11100011 G(X)=x5+X4+X+1,目的是使接收端與發(fā)送端在時間基準上一致 (包括開始時間、位邊界、重復頻率等)按方式分:異步傳輸與同步傳輸實現(xiàn)的方法有:位同步,字符同步,幀同步,第六節(jié) 同步技術(shù),異步傳輸異步傳輸方式中，一次只

49、傳輸一個字符。每個字符用一位起始位引導、一到兩位停止位結(jié)束,一位校驗位.在沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時，發(fā)送方可發(fā)送連續(xù)的停止位。接收方根據(jù)“1”至“0”的跳變來判斷一個新字符的開始,然后接收字符中的所有位。又叫起止式同步,同步技術(shù),,,同步技術(shù),同步傳輸：以多個字符或者多個比特組合成的數(shù)據(jù)塊為單位進行傳輸?shù)?，利用獨特的同步模式來限定?shù)據(jù)塊，達到同步接收的目的。演示: 發(fā)送： 同步符號（起始字符，開始發(fā)送數(shù)據(jù)塊, 一個或多個）  &

50、#160;    + 數(shù)據(jù)塊（要發(fā)送的信息）      + 同步符號（數(shù)據(jù)塊結(jié)束）。例：   SYN, SYN, F, E, ...，B, A, SYN, SYN 。      其中SYN為同步符號8位序列(00010110)，A，B,...E,F 為要傳送的數(shù)據(jù)。,,2.同步傳輸

51、面向字符的同步傳輸每個數(shù)據(jù)塊的頭部用一個或多個同步字符標記開始；尾部用另一個惟一的字符來標記結(jié)束。面向位流的同步傳輸每個數(shù)據(jù)塊的頭、尾部用一個特殊比特序列（如01111110）標記數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束。,同步技術(shù),,第三章 網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議一、分層原則 1．每層的功能應當明確，各層相對獨立，不影響其他層。 2．各層功能的確定應當有助于網(wǎng)絡協(xié)議國際標準的制定。 3．層間接口要清晰。 4．層數(shù)要適當。二、協(xié)

52、議與服務 服務是“垂直的”，是下層通過接口向上層提供的支持。 協(xié)議是“水平的”，是對等層之間虛擬通信時所使用的一組規(guī)則和格式。,OSI層間通信： 相鄰層之間通信：相鄰層之間通信發(fā)生在相鄰的上下層之間，屬于同一系統(tǒng)對等層之間通信：對等層是指不同開放系統(tǒng)中的相同層次，對等層之間通信發(fā)生在不同開放系統(tǒng) 的相同層次之間對等層之間的通信是目的，    相鄰層之間的通信是手段。 &#

53、160;   通過相鄰層之間的通信，實現(xiàn)對等層之間的通信。,OSI七層參考模型,協(xié)議：為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)信息交換（通信）而建立的規(guī)則、標準或約定。(=語義+語法+定時) 不同層具有各自不同的協(xié)議。 語義：規(guī)定通信雙方彼此“講什么”，即確定協(xié)議元素的類型，如規(guī)定雙方要發(fā)出的控制信息，執(zhí)行的動作和返回的應答。 語法：規(guī)定通信雙方彼此“如何講”即確定協(xié)議元素的格式，如數(shù)據(jù)和控制信息的格式。 語序：

54、（也叫定時、同步）規(guī)定通信雙方彼此之間的“講的順序”，即通信過程中的應答關系和狀態(tài)變化關系。實體：任何可以發(fā)送或接收信息的硬件/軟件進程。,網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)-基本概念,網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)-基本概念,對等實體：位于不同系統(tǒng)的同名層次中的兩個實體。接口：相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之間的操作及下層對上層的服務。服務：某一層及其以下各層的一種能力，通過接口提供給其相鄰上層。,,,,三、服務原語 服務在形式上由原語描述，原語規(guī)定了應

55、完成的功能。請求：請求實體的服務。指示：通知服務已開始。響應：響應最近一次指示。證實：請求的服務已完成。 有證實服務：四個原語都存在 無證實服務：只有請求、指示兩個原語,,四、OSI七層模型 國際標準化組織（International Standard Organization，ISO）在1977年成立一個分委員會專門研究網(wǎng)絡通信的體系結(jié)構(gòu)問題，并提出了開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM（Referen

56、ce Model of Open System Interconnection），它是一個定義異種計算機連接標準的框架結(jié)構(gòu)。,1978為開放系統(tǒng)互聯(lián)成立專門委員會，1980年草擬參考模型協(xié)議書，1983年正式批準為國際標準。參考模型（即體系結(jié)構(gòu)）、服務定義和協(xié)議規(guī)范（即協(xié)議規(guī)格說明）OSI體系結(jié)構(gòu)將網(wǎng)絡的不同功能劃分為7層,網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)-ISO OSI參考模型,OSI數(shù)據(jù)封裝,,1.物理層a)主要負責在物理鏈路上傳輸比特流 。b

57、)提供為建立、維護和拆除物理鏈路需要的機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性 。,,1)機械特性    規(guī)定了物理連接時可接插器的規(guī)格、尺寸，連接器中引腳的數(shù)量和排列情況等。例如，常用串行通信的EIA RS-232C規(guī)定的25針插座，X.21協(xié)議中所用的15針插座。,,2）電氣特性    規(guī)定了在物理連接上傳輸二進制位流時線路上信號電壓高低、阻抗匹配情況、傳

58、輸率和距離的限制等。,,3）功能特性   規(guī)定了物理接口上各條信號線的功能分配和確切定義。物理接口上的信號線一般可以分為：數(shù)據(jù)線、控制線、定時線和地線。,,4）規(guī)程特性    定義了利用信號線進行二進制位流傳輸?shù)囊唤M操作過程，即各信號線的工作的規(guī)則和先后順序。,,2.數(shù)據(jù)鏈路層 1）幀傳輸和幀同步    幀是具

59、有一定長度和格式的信息塊，是數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸單位。 2）差錯與流量控制 3）數(shù)據(jù)鏈路管理檢測到不可糾正錯誤的平均時間、漏檢差錯率、傳輸延遲和吞吐量等,高級鏈路控制規(guī)程（HDLC--High Data Link Control）是面向二進制位的成熟控制規(guī)程，它可以支持任意二進制數(shù)據(jù)的傳輸。1、HDLC數(shù)據(jù)幀格式：起始標志要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊 結(jié)束標志01111110 00110110000101100110111&

60、#160; 01111110    包括起始和終止標志的信息塊稱為HDLC的“數(shù)據(jù)幀”。起始和終止標志采用相同的幀間隔符“01111110”，即在HDLC規(guī)程中，幀與幀之間用“01111110” 所分隔，“幀”構(gòu)成了通信雙方交換的最小單位。,OSI七層參考模型,,HDLC的幀格式,3.網(wǎng)絡層選擇最佳的路由。提供面向連接的服務和無連接的服務。路由選擇算法,擁塞控制技術(shù) (通信子網(wǎng)分組數(shù)量過多,來不及處

61、理)4.傳輸層向會話層提供獨立于網(wǎng)絡層的傳送服務和可靠的透明數(shù)據(jù)傳送。是體系結(jié)構(gòu)中高低層之間銜接的一個接口層.向上層提供:無差錯的有序的報文收發(fā)(源端口號和目標端口號),提供傳輸連接,進行端到端的差錯和流量控制.,5.會話層 :協(xié)調(diào)會話雙方通信時的服務請求和應答.不參與具體數(shù)據(jù)傳輸,僅提供訪問驗證和會話管理.是一個會話開始,結(jié)束以及達成一致會話規(guī)則的地方. 比如:允許一個用戶登錄到兩臺計算機之間傳送文件.訪問一個數(shù)據(jù)庫管理系

62、統(tǒng) (1)利用令牌技術(shù)來保證數(shù)據(jù)交換、會話同步的有序性；擁有令牌的一方可以發(fā)送數(shù)據(jù)，或者執(zhí)行其它動作；令牌可以被申請和轉(zhuǎn)讓；    (2)利用活動和同步技術(shù)來保證用戶數(shù)據(jù)的完整性；并讓用戶知道整個交換的過程；    (3)利用分段和拼接技術(shù)來提高數(shù)據(jù)交換的效率；多塊用戶數(shù)據(jù)可以合并在一起進行傳輸；,6.表示層1）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

63、2）數(shù)據(jù)壓縮3）數(shù)據(jù)加密7.應用層是OSI的最高層，也是用戶訪問網(wǎng)絡的接口層，是直接面向用戶的。在OSI環(huán)境下，為用戶提供各種網(wǎng)絡服務。例如電子郵件、文件傳輸、虛擬終端、遠程登錄等。,交換單元名稱APDUPPDUSPDUTPDU分組幀比特,,第四章 計算機局域網(wǎng)概述,第一節(jié) 局域網(wǎng)概述一、局域網(wǎng)的特點局域網(wǎng)分布范圍小，投資少，配置簡單等，具有如下特點：　　1．傳輸速率高：一般為1Mbps--20Mbps，光纖

64、高速網(wǎng)可達100Mbps，1000MbpS　　2．支持傳輸介質(zhì)種類多?！　?．通信處理一般由網(wǎng)卡完成。　　4．傳輸質(zhì)量好，誤碼率低。　　5．有規(guī)則的拓撲結(jié)構(gòu)。,,二、局域網(wǎng)的分類1．按網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)劃分，可分為星形網(wǎng)絡、總線形網(wǎng)絡和環(huán)形網(wǎng)絡等。2．按線路中傳輸?shù)男盘栃问絼澐?，可分為基帶網(wǎng)絡和寬帶網(wǎng)絡。基帶網(wǎng)絡傳輸數(shù)字信號，信號占用整個頻帶，傳輸距離較短；寬帶網(wǎng)絡可傳輸模擬信號，距離較遠，可達幾公里以上。3．按網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)

65、劃分，可分為雙絞線網(wǎng)絡、同軸電纜網(wǎng)絡、光纖網(wǎng)絡和無線局域網(wǎng)等。4．按網(wǎng)絡的介質(zhì)訪問方式劃分，可分為以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和令牌總線網(wǎng)等。,,第二節(jié) 局域網(wǎng)層次模型局域網(wǎng)有兩個特點：    一是傳輸介質(zhì)是共享的，不存在中間節(jié)點和交換的問題，因而不需要路由；    二是數(shù)據(jù)以幀尋址方式工作。IEEE802 只定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層，并把數(shù)據(jù)鏈路層分成邏

66、輯鏈路控制 LLC 子層和介質(zhì)訪問控制 MAC 子層；,,,,1.物理層2 ．介質(zhì)訪問控制層 MAC   MAC 與網(wǎng)絡的具體拓撲方式以及傳輸介質(zhì)的類型有關，還實現(xiàn)幀的尋址和識別，完成幀檢測等功能。 3 ．邏輯鏈路控制層 LLC     可提供面向連接服務和非連接服務。主要功能是數(shù)據(jù)幀的封裝和拆除，為高層提供網(wǎng)絡服務的邏輯接口，實現(xiàn)差錯控制和流量控制。,,第三

67、節(jié) CSMA/CD協(xié)議載波監(jiān)聽多路訪問 / 沖突檢測 ? 偵聽信道，空閑則發(fā)送。? 信道忙，繼續(xù)偵聽，直到信道空閑時立即發(fā)送。常用的監(jiān)聽算法：    ① 非堅持算法：如果信道忙，該站點等待一個隨機時間后再監(jiān)聽信道。發(fā)現(xiàn)信道為空閑則發(fā)送。    ② 堅持算法：如果信道忙，該站點就持續(xù)監(jiān)聽信道。直到空閑即發(fā)送數(shù)據(jù)。,,? 

68、;開始發(fā)送后 , 要求邊發(fā)送邊接收，出現(xiàn)沖突立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)出一串阻塞信號。? 已發(fā)出信息的各站收到阻塞信號后，等待一個隨機時間，重新發(fā)送。,,用32個字總結(jié)：講前先聽，忙則等待，無聲則講，邊講邊聽，沖突即停，后退重傳，多次無效，放棄無效。,,第四節(jié) 令牌環(huán)協(xié)議和令牌總線協(xié)議環(huán)型網(wǎng)絡的主要特點：只有一條環(huán)路，信息單向沿環(huán)流動，無路徑選擇問題；網(wǎng)絡中的節(jié)點只有獲得令牌才可以發(fā)送數(shù)據(jù)。因而，在令牌環(huán)網(wǎng)中不會發(fā)生沖突

69、。令牌總線法（Token Passing Bus）是在物理總線上建立一個邏輯環(huán)。,,第五節(jié) 以太網(wǎng)以太網(wǎng)（ Ethernet ）是一種總線型局域網(wǎng)，是局域網(wǎng)的典型代表。IEEE802.3 標準和以太網(wǎng)規(guī)范基本一致。  以太網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范：     ?  拓撲結(jié)構(gòu)：總線型     ?  傳輸速率： 10Mpbs 

70、0;   ?  訪問控制： CSMA/CD     ?  最大工作站數(shù)： 1 024     ?  最大傳輸距離： 2.5km( 使用中繼器 ),,1．10BASE2網(wǎng)絡（細纜以太網(wǎng)）    傳輸速率為10Mpbs；Base表示電纜上的信號是基帶信號；最

71、大長度為185m。   采用50Ω細同軸電纜。兩個相鄰BNC T連接器之間最小距離為0.5m。符合5-4-3規(guī)則。,,,,,,2．10BASE5網(wǎng)絡（粗纜以太網(wǎng)）    傳輸速率為10Mpbs；Base表示電纜上的信號是基帶信號；最大長度為500m。,,,,3．10BASE-T網(wǎng)絡    采用非屏蔽3類UTP ，實現(xiàn)10Mp

72、bs傳輸速率，其標準為 IEEE802.3i，線段長度可達100m，需要用集線器（HUB）構(gòu)成樹形或總線和星形結(jié)合的拓撲結(jié)構(gòu)。,,,,第六節(jié) 快速以太網(wǎng)100Base-T標準定義了3種物理規(guī)范以支持不同的物理介質(zhì) 。（1）100BASE-T4    支持3類、4類和 5類 UTP電纜。在4對線中，3對線用于數(shù)據(jù)傳輸，每對線的傳輸速率為33.3Mpbs，總傳輸速率為100Mpbs。 1對線用

73、于沖突檢測。,,（2）100BASE-TX   通常使用5類 UTP或STP 。至少包括4對，使用其中的2對，連接方法和10BASE-T完全相同。100BASE-TX規(guī)定5類UTP電纜采用RJ45連接器。（3）100BASE-FX    使用光纖，它的連線可達450m，如果采用非標準的全雙工模式可達2km。,補充：100Base-T網(wǎng)絡組成,,,100Base-

74、T 標準定義了兩級中繼器，即 1 級中繼器和 2 級中繼器。一個網(wǎng)段中最多允許有一個 1 級中繼器和兩個 2 級中繼器。  ? 采用兩個 2 級中繼器時，中繼器之間的最大長度為 5m 。  ?采用雙中繼器結(jié)構(gòu)時，兩個工作站之間（端點到端點）的最大網(wǎng)絡電纜長度為 205m(100m+5m+100m UTP) 。 ? 采用單中繼器結(jié)構(gòu)時，可連接 185m 的光纖，這種情況下的最大網(wǎng)絡線纜長度

75、為 285m(100m UTP+185m 光纖 ) 。,,千兆以太網(wǎng)FDDI網(wǎng)光纖分布式數(shù)據(jù)接口,第五章 網(wǎng)絡設備,第一節(jié) 中繼器1.工作在物理層上，安裝簡便、價格便宜，速度快。2.增強通過物理介質(zhì)的 “0”、“1” 信號 。3.接收到信號被傳輸?shù)剿信c之相連的網(wǎng)段，因此僅用于連接相同類似的局域網(wǎng)段。4.局域網(wǎng)中繼器的數(shù)量有限制。 5. 逐比特精確地重復生成所接收的信號，會重復錯誤的信號。,,分類 ：(1)以太網(wǎng)中