第2章 計算機網絡通信與體系結構

1、第第2章章 計算機網絡通信與體系結構計算機網絡通信與體系結構n2.1 數據通信基礎數據通信基礎 n2.2 計算機網絡體系結構計算機網絡體系結構 n2.3 數據傳輸介質數據傳輸介質 n2.4 網絡的拓撲結構網絡的拓撲結構 主主 要要 內內 容容2.1 數據通信基礎數據通信基礎主要內容主要內容2.1.1 數據通信的基本概念數據通信的基本概念 2.1.2 模擬數據與數字數據的傳輸形式模擬數據與數字數據的傳輸形式 2.1.3 數據傳輸中的檢錯與糾錯數據傳輸中的檢錯與糾錯 2.1.4 多路復用多路復用 2.1.5 數據傳輸方式數據傳輸方式 2.1.6 數據交換方式數據交換方式 n返回返回2.1.1 數據

2、通信的基本概念數據通信的基本概念 1數據（數據（數據是有意義的實體，是描述事物的形式。數據是有意義的實體，是描述事物的形式。 ）2信號（信號（信號是數據的電磁編碼或電子編碼。信號是數據的電磁編碼或電子編碼。 ）3信息（信息（信息是數據的內容和解釋。信息是數據的內容和解釋。 ）4信源（信源（通信過程中發(fā)送信息的設備稱為信源。通信過程中發(fā)送信息的設備稱為信源。 ）5信宿（信宿（通信過程中接受信息的設備稱為信宿。通信過程中接受信息的設備稱為信宿。 ）6信道（信道（信源和信宿之間的通信線路稱為信道。信源和信宿之間的通信線路稱為信道。 ）返回返回2.1.2 模擬數據與數字數據的傳輸形式模擬數據與數字數據

3、的傳輸形式 1模擬數據在模擬信道上傳輸模擬數據在模擬信道上傳輸 如圖所示如圖所示2數字數據在模擬信道上傳輸（頻帶傳輸數字數據在模擬信道上傳輸（頻帶傳輸:只占有有只占有有限的頻帶）限的頻帶） 如圖所示如圖所示3模擬數據在數字信道上傳輸模擬數據在數字信道上傳輸4數字數據在數字信道上傳輸（基帶傳輸：占有很數字數據在數字信道上傳輸（基帶傳輸：占有很大的頻帶）大的頻帶） 如圖所示如圖所示返回返回1.模擬數據在模擬信道上傳輸模擬數據在模擬信道上傳輸返回返回2.數字數據在模擬信道上傳輸數字數據在模擬信道上傳輸返回返回AB調制解調器調制解調器交換機交換機D/AA/DD/AA/D.數字數據在模擬信道上傳輸數字數

4、據在模擬信道上傳輸(續(xù)續(xù))返回返回只有兩種相位的調相方式稱為兩相調制。為了提高信息的傳只有兩種相位的調相方式稱為兩相調制。為了提高信息的傳輸速率，還經常采用四相調制和八相調制方式。輸速率，還經常采用四相調制和八相調制方式。（a） 四相調制方式的相位分配四相調制方式的相位分配（b） 八相調制方式的相位分配八相調制方式的相位分配3.模擬數據在數字信道上傳輸模擬數據在數字信道上傳輸n在公用電話網中，在交換機連接的線路大都實在公用電話網中，在交換機連接的線路大都實現數字化了，因此，模擬數據信號還必須轉換現數字化了，因此，模擬數據信號還必須轉換成數字信號才能在數字信道上傳送，等到信號成數字信號才能在數字

5、信道上傳送，等到信號要進入接受方的用戶時，數字信號再轉換成模要進入接受方的用戶時，數字信號再轉換成模擬數據信號。擬數據信號。 4.數字數據在數字信道上傳輸數字數據在數字信道上傳輸返回返回雙極性碼雙極性碼單極性碼單極性碼常用的常用的RS-232就是一種典型的不歸零型雙極性二元碼就是一種典型的不歸零型雙極性二元碼接口電路。比起單極性碼來，雙極性碼的可靠性要高，接口電路。比起單極性碼來，雙極性碼的可靠性要高，抗干擾性強?？垢蓴_性強。數字數據在數字信道上傳輸數字數據在數字信道上傳輸返回返回1000100111（a）雙極性不歸零碼（b）曼徹斯特碼（c）差分曼徹斯特碼2.1.3 數據傳輸中的檢錯與糾錯數據

6、傳輸中的檢錯與糾錯 常用誤碼率來表示錯碼的程度。誤碼率可表示為：常用誤碼率來表示錯碼的程度。誤碼率可表示為：在計算機通信網中，通常要求誤碼率應在在計算機通信網中，通常要求誤碼率應在10-510-9之間。之間。 信道噪聲分為熱噪聲與沖擊噪聲兩類。信道噪聲分為熱噪聲與沖擊噪聲兩類。 熱噪聲由傳輸介質導體的電子熱運動產生。熱噪聲由傳輸介質導體的電子熱運動產生。 熱噪聲是一種隨機噪聲，所引起的傳輸差錯為隨機差錯，這熱噪聲是一種隨機噪聲，所引起的傳輸差錯為隨機差錯，這種差錯的特點是在數據序列中前后位之間的差錯彼此無關。種差錯的特點是在數據序列中前后位之間的差錯彼此無關。 沖擊噪聲是由外界電磁突發(fā)干擾引起

7、，與熱噪聲相比，沖擊沖擊噪聲是由外界電磁突發(fā)干擾引起，與熱噪聲相比，沖擊噪聲幅度較大，是引起傳輸差錯的主要原因。錯誤之間有相關噪聲幅度較大，是引起傳輸差錯的主要原因。錯誤之間有相關性。性。 返回返回2.1.3 數據傳輸中的檢錯與糾錯數據傳輸中的檢錯與糾錯 1檢錯碼檢錯碼 檢錯碼是指在發(fā)送每一組信息時發(fā)送一些附加位，通過這些附加檢錯碼是指在發(fā)送每一組信息時發(fā)送一些附加位，通過這些附加位，接收端可以判斷所接收的數據是否正確。（奇偶校驗、位，接收端可以判斷所接收的數據是否正確。（奇偶校驗、CRC校驗）校驗）2糾錯碼糾錯碼 指在發(fā)送每一組信息時發(fā)送足夠的附加位，借助于這些附加信息，指在發(fā)送每一組信息時

8、發(fā)送足夠的附加位，借助于這些附加信息，接收端在接收譯碼器的控制下不僅可以發(fā)現錯誤，而且還能自動糾接收端在接收譯碼器的控制下不僅可以發(fā)現錯誤，而且還能自動糾正錯誤。（方塊校驗）正錯誤。（方塊校驗）返回返回2.1.4 多路復用多路復用 多路復用的原理如下圖所示，在發(fā)送端，多路復用器合并多路復用的原理如下圖所示，在發(fā)送端，多路復用器合并N個輸入信個輸入信號，在接收端，多路復用器通過譯碼，從復合信號中分離出原始信號，在接收端，多路復用器通過譯碼，從復合信號中分離出原始信號。號。分為三大類：分為三大類：頻分多路復用頻分多路復用（FDMFDM）和）和時分多路復用時分多路復用（TDMTDM） 波分多路復用波

9、分多路復用 返回返回多路復用器MUX多路復用器MUXN個信源N個輸出頻分多路復用頻分多路復用 在物理信道的可用帶寬超過單路信號所需帶寬的情況下，可將在物理信道的可用帶寬超過單路信號所需帶寬的情況下，可將該物理信道的總帶寬分割成若干個子信道，每個子信道傳輸一該物理信道的總帶寬分割成若干個子信道，每個子信道傳輸一路信號。（例如語音信號路信號。（例如語音信號300-3400Hz300-3400Hz） 為避免相臨頻段互擾，頻段之間必須保留一定的間隙，該間隙稱為保為避免相臨頻段互擾，頻段之間必須保留一定的間隙，該間隙稱為保護帶。護帶。 返回返回多路復用器MUX多路復用器MUXS1S2S3時分多路復用時分

10、多路復用 如果物理信道所能達到的傳輸率超過傳單一信源要求的數據如果物理信道所能達到的傳輸率超過傳單一信源要求的數據傳輸率，則可將物理信道按時間分成時間片，供多個信源傳輸率，則可將物理信道按時間分成時間片，供多個信源輪流使用。輪流使用。 返回返回S1S2S3S1S2時間頻率波分多路復用波分多路復用n波分多路復用技術用于在一根光纖中同時傳輸多個光波信號。基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光波信號組合在一起，復用到一根光纖中，在接收端再將組合光波分開，并送入不同的終端。n波分多路復用技術廣泛應用：一根光束信號帶寬通常只有幾兆，而現在不可能在光電介質之間做更快的轉換。一根光纖的帶寬n 大約是25000GH

11、Z，因此可以通過復用構建多條信道。波分多路復用技術對網絡擴容，發(fā)展寬帶業(yè)務等具有十分重要的意義。2.1.5 2.1.5 數據傳輸方式數據傳輸方式 1 1并行傳輸方式并行傳輸方式 采用并行傳輸方式，可以一次傳輸多位數據。相應地，從發(fā)送采用并行傳輸方式，可以一次傳輸多位數據。相應地，從發(fā)送端到接收端的信道需要若干根傳輸線。例如，計算機的并行口常用端到接收端的信道需要若干根傳輸線。例如，計算機的并行口常用于連接打印機，每次并行輸出于連接打印機，每次并行輸出8 8位數據，位數據，如圖所示如圖所示。2 2串行傳輸方式串行傳輸方式 串行傳輸是一位一位地傳送的，從發(fā)送端到接收端只要一根傳串行傳輸是一位一位地

12、傳送的，從發(fā)送端到接收端只要一根傳輸線即可輸線即可如圖所示如圖所示。 串行數據通信又有三種不同的方向性結構：單工、半雙工和全串行數據通信又有三種不同的方向性結構：單工、半雙工和全雙工，雙工，如圖所示如圖所示。返回返回并行傳輸方式并行傳輸方式返回返回發(fā)送端接收端信道1信道2信道3信道4信道5信道6信道7信道8串行傳輸方式串行傳輸方式 返回返回發(fā)送端并串轉換12345678串并轉換接收端123456781 2 3 4 5 6 7 8單工、半雙工和全雙工單工、半雙工和全雙工返回返回發(fā) 送 設 備接 收 設 備數 據 流通 信 連 接（ a ） 單 工發(fā) 送 設 備接 收 設 備發(fā) 送 設 備接 收

13、設 備數 據 流（ b ） 半 雙 工通 信 連 接發(fā) 送 設 備接 收 設 備接 收 設 備發(fā) 送 設 備數 據 流（ c ） 全 雙 工通 信 連 接2.1.6 數據交換方式數據交換方式 1. 線路交換線路交換2. 報文交換報文交換 3. 分組交換分組交換 返回返回數據交換數據交換:在多個數據終端設備之間,為任意兩個終端設備建立數據通信臨時的互連通路的過程稱數據交換1. 線路交換線路交換 進行數據通信時，在數據傳輸期間，源結點進行數據通信時，在數據傳輸期間，源結點與目標結點之間存在一條由中轉結點構成的專與目標結點之間存在一條由中轉結點構成的專用物理線路。需要線路建立、數據傳送和線路用物理線

14、路。需要線路建立、數據傳送和線路拆除三個過程。如圖示拆除三個過程。如圖示返回返回7653142BDFECA網絡站網絡通信結點線路交換線路交換返回返回 線路交換方式的優(yōu)點是：數據傳輸可靠、迅速、線路交換方式的優(yōu)點是：數據傳輸可靠、迅速、且保持原來的順序。且保持原來的順序。 線路交換方式的缺點是：通信雙方占用一條線線路交換方式的缺點是：通信雙方占用一條線路后，即使不傳送數據，其它用戶也不能使用，造路后，即使不傳送數據，其它用戶也不能使用，造成信道容量的浪費。系統(tǒng)不具備差錯控制能力，無成信道容量的浪費。系統(tǒng)不具備差錯控制能力，無法發(fā)現與糾正傳輸過程中發(fā)生的數據差錯。法發(fā)現與糾正傳輸過程中發(fā)生的數據差

15、錯。 在進行線路交換方式研究的基礎上，人們提出在進行線路交換方式研究的基礎上，人們提出了存儲轉發(fā)交換方式。了存儲轉發(fā)交換方式。2. 報文交換報文交換報文報文: 在發(fā)送數據時，不管發(fā)送數據的長度是多少，都把它在發(fā)送數據時，不管發(fā)送數據的長度是多少，都把它當做一個邏輯單元，在發(fā)送的數據上加上目的地址、源當做一個邏輯單元，在發(fā)送的數據上加上目的地址、源地址與控制信息，按一定的格式打包后組成一個報文。地址與控制信息，按一定的格式打包后組成一個報文。報文交換的傳輸方式基于報文交換的傳輸方式基于“存儲存儲轉發(fā)轉發(fā)”原理的一種原理的一種交換技術，特點如下：交換技術，特點如下：n線路利用率較高，線路利用率較高

16、，有許多報文可共享一條節(jié)點到節(jié)點的通道。有許多報文可共享一條節(jié)點到節(jié)點的通道。n可以將一個報文發(fā)送到多個目的地可以將一個報文發(fā)送到多個目的地n不需要同啟動發(fā)送器和接收器來傳送數據，網絡可以啟動啟接收器不需要同啟動發(fā)送器和接收器來傳送數據，網絡可以啟動啟接收器之前暫存數據之前暫存數據n不能滿足實時和交互式的通信要求經過網絡延時長，因不能滿足實時和交互式的通信要求經過網絡延時長，因此不能用于傳送聲音和圖像數據此不能用于傳送聲音和圖像數據n有時節(jié)點收到數據過多而不得不丟棄報文，同時也阻止有時節(jié)點收到數據過多而不得不丟棄報文，同時也阻止其它報文傳送。其它報文傳送。返回返回3. 分組交換分組交換分組交換

17、的傳輸方式屬于分組交換的傳輸方式屬于“存儲存儲轉發(fā)轉發(fā)”方式，不是以方式，不是以報報文為單位，而是以更短的分、標準的文為單位，而是以更短的分、標準的“報文分組報文分組”進行交進行交換。分組交換與報文交換的區(qū)別在于限制所傳輸數據的最換。分組交換與報文交換的區(qū)別在于限制所傳輸數據的最大長度大長度,典型的最大長度是典型的最大長度是1000或幾千比特。或幾千比特。發(fā)送站將一個長報文分成多個報文分組，接收站將多個報發(fā)送站將一個長報文分成多個報文分組，接收站將多個報文分組按順序重新組織成一個長報文。文分組按順序重新組織成一個長報文。報文分組通常也被稱為分組。報文分組通常也被稱為分組。分組交換的兩種工作方式

18、為數據報和虛電路方式分組交換的兩種工作方式為數據報和虛電路方式返回返回數據報方式數據報方式返回返回 將報文分組，每個分組當成一個將報文分組，每個分組當成一個“小報文小報文”被被稱為數據報。稱為數據報。在數據報方式中，每個數據包都獨立進行處理，在數據報方式中，每個數據包都獨立進行處理，根據路由選擇算法，每個數據包選擇一條路徑。根據路由選擇算法，每個數據包選擇一條路徑。數據報方式的特點數據報方式的特點返回返回 同一報文的不同分組可以有不同的傳輸路徑。同一報文的不同分組可以有不同的傳輸路徑。 同一報文的不同分組到達目的結點時可能出現同一報文的不同分組到達目的結點時可能出現亂序、重復與丟失現象。亂序、

19、重復與丟失現象。 每一個分組在傳輸過程中都必須帶有目的地每一個分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址與源地址。址與源地址。 數據報方式報文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性數據報方式報文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長報文、會話式通信。通信，不適用于長報文、會話式通信。 在研究數據報交換方式的優(yōu)缺點的基礎上，人們進一步提出了在研究數據報交換方式的優(yōu)缺點的基礎上，人們進一步提出了虛電路交換方式。虛電路交換方式。虛電路方式虛電路方式返回返回虛電路方式類似于電路交換方式，要求數據傳虛電路方式類似于電路交換方式，要求數據傳前，發(fā)送和接收雙方在網絡中建立一條邏輯上前，發(fā)送和接收雙方在網絡中建立一條邏輯上連

20、接的路徑被稱為虛電路。按邏輯連接的方向連接的路徑被稱為虛電路。按邏輯連接的方向和接收的次序進行輸出排隊和轉發(fā)，不需要為和接收的次序進行輸出排隊和轉發(fā)，不需要為每個數據進行路徑選擇和判斷，收發(fā)雙方好像每個數據進行路徑選擇和判斷，收發(fā)雙方好像有一條專用信道一樣，發(fā)送方發(fā)出的每個數據有一條專用信道一樣，發(fā)送方發(fā)出的每個數據包經過若干次存儲轉發(fā)，按順序到達接收方。包經過若干次存儲轉發(fā)，按順序到達接收方。虛電路方式的特點虛電路方式的特點返回返回(1) 在每次報文分組發(fā)送之前，必須在發(fā)送方與接收方在每次報文分組發(fā)送之前，必須在發(fā)送方與接收方之間建立一條邏輯連接。之間建立一條邏輯連接。(2) 一次通信的所有

21、報文分組都通過這條虛電路順序傳一次通信的所有報文分組都通過這條虛電路順序傳送，因此報文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息。送，因此報文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息。報文分組到達目的結點時不會出現丟失、重復與亂序的報文分組到達目的結點時不會出現丟失、重復與亂序的現象?，F象。(3) 報文分組通過虛電路上的每個結點時，結點只需要報文分組通過虛電路上的每個結點時，結點只需要做差錯檢測，而不需要做路徑選擇。做差錯檢測，而不需要做路徑選擇。(4) 通信子網中每個結點可以和任何結點建立多條虛電通信子網中每個結點可以和任何結點建立多條虛電路連接。路連接。 主要內容主要內容2.2.1 計算機網絡體系結

22、構概述計算機網絡體系結構概述 2.2.2 OSI的參考模型的參考模型 2.2.3 TCP/IP參考模型參考模型 n返回返回2.2 計算機網絡體系結構計算機網絡體系結構2.2.1 計算機網絡體系結構概述計算機網絡體系結構概述 計算機網絡是一個十分復雜的系統(tǒng)，分解成若干子系叫分層結計算機網絡是一個十分復雜的系統(tǒng)，分解成若干子系叫分層結構構1. 網絡的分層體系結構網絡的分層體系結構 分層結構中，上層是下層的用戶，下層為上層提供服務分層結構中，上層是下層的用戶，下層為上層提供服務2.計算機網絡標準制定組織計算機網絡標準制定組織 (1)國際標準化組織國際標準化組織ISOISO（OSIOSI） (2)電氣

23、電子工程師協(xié)會（電氣電子工程師協(xié)會（802.3802.3、802.5802.5） (3)美國國防部高級研究計劃署（美國國防部高級研究計劃署（TCP/IPTCP/IP） 返回返回1. 網絡的分層體系結構網絡的分層體系結構公用線路AABBCCDD編址、路由選擇、報文分組層應用管理層對話管理層數據鏈路控制層實體 1實體 2網絡的通信層次結構模型網絡的通信層次結構模型四層次工作過程n用戶從實體1的終端上輸入各種命令，這些命令被應用層接收和處理。n應用管理層將處理結果提交對話管理層，對話管理層要求與實體2建立聯系。n編址、路由選擇層對要傳送的內容進行編址、路由選擇、報文分組等處理。n分組后的報文經過數據

24、鏈路控制層變成數字信號沿公用線路發(fā)送出去。OSI參考模型參考模型 返回返回開放系統(tǒng)互連模型開放系統(tǒng)互連模型OSI/RMOSI/RM，簡稱為，簡稱為OSIOSI?！跋到y(tǒng)系統(tǒng)”：計算機、終端、外部設備、信息傳輸設備及相應的集：計算機、終端、外部設備、信息傳輸設備及相應的集合。合?！伴_放開放”：按：按OSIOSI參考模型建立的任意兩系統(tǒng)能夠相互連接或操作。參考模型建立的任意兩系統(tǒng)能夠相互連接或操作。 開放系統(tǒng)：按開放系統(tǒng)：按OSIOSI標準相互連接的系統(tǒng)稱為開放系統(tǒng)。標準相互連接的系統(tǒng)稱為開放系統(tǒng)。OSIOSI參考模型將整個網絡的通信功能劃分成參考模型將整個網絡的通信功能劃分成7 7個層次，由低到高

25、分個層次，由低到高分別為：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、別為：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。應用層。層次結構的特點：層次結構的特點： 各層之間相互獨立各層之間相互獨立 靈活性好靈活性好 結構上可分割開結構上可分割開 易于實現和維護易于實現和維護 能促進標準化工作能促進標準化工作OSI參考模型參考模型返回返回1. 物理層物理層 返回返回定義了為建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械的、電器的、定義了為建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械的、電器的、功能的和規(guī)程的特性。其作用是使原的數據比特流能在物理功能的和規(guī)程的特性。其作用是使原的數據比特流能在物理

26、媒體上傳輸。媒體上傳輸。具體涉及接插件的規(guī)格、具體涉及接插件的規(guī)格、“0”0”、“1”1”信號的電平表示、收信號的電平表示、收發(fā)雙方的協(xié)調等內容。發(fā)雙方的協(xié)調等內容。2. 數據鏈路層數據鏈路層 返回返回數據鏈路層傳送數據的單位：幀數據鏈路層傳送數據的單位：幀（標志位標志位 地址信息位地址信息位 控制信息位控制信息位 數據位數據位 校驗信息位校驗信息位 標志位標志位）數據鏈路層的作用是實現在不太可靠的物理鏈路上實現可靠的數據傳輸。數據鏈路層的作用是實現在不太可靠的物理鏈路上實現可靠的數據傳輸。數據鏈路層具體考慮的問題如下：數據鏈路層具體考慮的問題如下： 數據透明性問題。數據透明性問題。 將物理層

27、的比特流分組裝成數據幀，怎樣分割比特流？將物理層的比特流分組裝成數據幀，怎樣分割比特流？ 根據發(fā)送方的根據發(fā)送方的0 0比特插入技術，識別標志位。比特插入技術，識別標志位。 流量控制問題。流量控制問題。 解決信息淹沒問題，協(xié)調收發(fā)速率。解決信息淹沒問題，協(xié)調收發(fā)速率。3. 網絡層網絡層 返回返回網絡層傳送數據的單位：分組或包網絡層傳送數據的單位：分組或包網絡層的作用是利用地址信息將源端發(fā)出的分組經過各種途徑網絡層的作用是利用地址信息將源端發(fā)出的分組經過各種途徑（結點和鏈路）送到目的端。（無連接的服務，不可靠）（結點和鏈路）送到目的端。（無連接的服務，不可靠）網絡層具體考慮的問題如下：網絡層具體

28、考慮的問題如下： 路由選擇問題。最佳路徑路由選擇問題。最佳路徑 流量控制問題。解決擁塞問題（供不應求）流量控制問題。解決擁塞問題（供不應求） 網絡尋址問題。網絡尋址問題。 網絡互連問題。網絡互連問題。 4. 傳輸層傳輸層 返回返回傳輸層在網絡層的基礎上完成端端的差錯控制和流量控制傳輸層在網絡層的基礎上完成端端的差錯控制和流量控制并實現兩個終端系統(tǒng)間傳送的分組無差錯、無丟失、無重復并實現兩個終端系統(tǒng)間傳送的分組無差錯、無丟失、無重復、分組順序無誤。傳送數據的單位：報文、分組順序無誤。傳送數據的單位：報文傳輸層的作用是承上啟下，在源端和目的端提供可靠的端到端的傳輸層的作用是承上啟下，在源端和目的端

29、提供可靠的端到端的服務，實現通信子網的透明傳輸。（面向連接的服務，可靠）服務，實現通信子網的透明傳輸。（面向連接的服務，可靠）傳輸層具體考慮的問題如下：傳輸層具體考慮的問題如下： 分割和重組數據。分割和重組數據。 提供可靠的端到端服務。提供可靠的端到端服務。 流量控制問題。流量控制問題。 5. 會話層會話層 返回返回進程進程- -進程通信層次，組織和同步不同主機上各種進程的通信。進程通信層次，組織和同步不同主機上各種進程的通信。負責兩個會話層實體間進行對話連接和撤除。負責兩個會話層實體間進行對話連接和撤除。傳送數據的單位：報文傳送數據的單位：報文會話層的作用是網絡到用戶應用程序的入口，向表示層

30、提供建立會話層的作用是網絡到用戶應用程序的入口，向表示層提供建立連接，在連接上有序的傳輸數據（進程間的會話）。連接，在連接上有序的傳輸數據（進程間的會話）。會話層具體考慮的問題如下：會話層具體考慮的問題如下： 會話控制問題會話控制問題: :通信方式（令牌機制）。通信方式（令牌機制）。 會話管理問題會話管理問題: :同步管理。同步管理。 6. 表示層表示層 返回返回表示層傳送數據的單位：報文表示層傳送數據的單位：報文表示層的作用是表示數據，對數據結構和類型進行編碼（解碼），表示層的作用是表示數據，對數據結構和類型進行編碼（解碼），同時進行，并壓縮（解壓縮），送到會話層（應用層）同時進行，并壓縮（

31、解壓縮），送到會話層（應用層）表示層具體考慮的問題如下：表示層具體考慮的問題如下： 編碼（解碼）。編碼（解碼）。 加密（解密）。加密（解密）。 壓縮（解壓縮）。壓縮（解壓縮）。7. 應用層應用層 返回返回應用層是應用層是OSIOSI參考模型的最高層，是計算機用戶以及各種應用程序參考模型的最高層，是計算機用戶以及各種應用程序和網絡之間的接口。傳送數據的單位：報文和網絡之間的接口。傳送數據的單位：報文應用層的作用是為網絡用戶通信提供專用的程序，即各種應用協(xié)議。應用層的作用是為網絡用戶通信提供專用的程序，即各種應用協(xié)議。應用層具體協(xié)議如下：應用層具體協(xié)議如下： 虛擬終端協(xié)議虛擬終端協(xié)議 FTPFTP

32、 電子郵件收發(fā)協(xié)議電子郵件收發(fā)協(xié)議 HTTPHTTP76543217654321計算機1AP1AP2計算機2物理傳輸媒體數據部分數據部分數據部分數據部分數據部分數據部分數據部分H5H4H3H2H6H7應用程序數據2.2.3 TCP/IP參考模型參考模型 返回返回網絡接口層以太網令牌環(huán)幀中繼ATMInternet層IP傳輸層TCPUDP應用層FTPDNSRIPSNMPSMTPTelnetARPIGMPICMPT TC CP P/ /I IP P模模型型T TC CP P/ /I IP P協(xié)協(xié)議議族族TCP/IP參考模型參考模型 返回返回TCP/IPTCP/IP體系分四層：網絡接口層、網絡層、傳輸

33、層、應用層體系分四層：網絡接口層、網絡層、傳輸層、應用層網絡接口層：不是網絡接口層：不是TCP/IPTCP/IP協(xié)議的一部分，協(xié)議的一部分， 是是TCP/IPTCP/IP與各種通信與各種通信網的接口。網的接口。網絡層：網絡層：IPIP協(xié)議將數據封裝成分組、路由、提供不可靠的非連協(xié)議將數據封裝成分組、路由、提供不可靠的非連接數據傳輸服務。接數據傳輸服務。傳輸層：傳輸層：TCPTCP提供可靠的面向連接的數據傳輸服務，提供可靠的面向連接的數據傳輸服務，UDPUDP是無連是無連接的協(xié)議。接的協(xié)議。應用層：應用層：TelnetTelnet、FTPFTP、SMTPSMTP、DNSDNS。OSI與TCP/I

34、P結構模型的比較n共同點n1. 它們都是層次結構模型,其最低層都是面向通信子網的；n2.它們都有傳輸層,都是一個提供一個端到端服務的層次；n3. 其最高層都是面向用戶服務的應用層；n4.都是基于協(xié)議集的概念,協(xié)議集是一簇完成特定功能的相關獨立的協(xié)議。OSI與TCP/IP結構模型的比較nosi 有7層，TCP/IP只有4層，少了表示層，會話層，并將數據鏈路層與物理層合并為網絡接口層。n1.OSI分七層，而分七層，而TCP/IP分四層，嚴格講，分四層，嚴格講，TCP/IP網網間網協(xié)議只包括下三層，應用程序不算間網協(xié)議只包括下三層，應用程序不算TCP/IP的一部的一部分。分。2.OSI層次間存在嚴格

35、的調用關系，兩個（層次間存在嚴格的調用關系，兩個（N）層實體）層實體的通信必須通過下一層（的通信必須通過下一層（N-1）層實體，不能越級，而）層實體，不能越級，而TCP/IP可以越過緊鄰的下一層直接使用更低層次所提可以越過緊鄰的下一層直接使用更低層次所提供的服務（這種層次關系常被稱為供的服務（這種層次關系常被稱為“等級等級”關系），關系），因而減少了一些不必要的開銷，提高了協(xié)議的效率。因而減少了一些不必要的開銷，提高了協(xié)議的效率。OSI與TCP/IP結構模型的比較n3.3.OSI只考慮用一種標準的公用數據網將各種只考慮用一種標準的公用數據網將各種不同的系統(tǒng)互聯在一起，后來認識到互聯網協(xié)不同的系

36、統(tǒng)互聯在一起，后來認識到互聯網協(xié)議的重要性，才在網絡層劃出一個子層來完成議的重要性，才在網絡層劃出一個子層來完成互聯作用。而互聯作用。而TCP/IP一開始就考慮到多種異構一開始就考慮到多種異構網的互聯問題，并將互聯網協(xié)議網的互聯問題，并將互聯網協(xié)議IP作為作為TCP/IP的重要組成部分。的重要組成部分。4.4.OSI開始偏重于面向連接的服務，后來才開開始偏重于面向連接的服務，后來才開始制定無連接的服務標準，而始制定無連接的服務標準，而TCP/IP一開始就一開始就有面向連接和無連接服務，無連接服務的數據有面向連接和無連接服務，無連接服務的數據報對于互聯網中的數據傳送以及分組話音通信報對于互聯網中

37、的數據傳送以及分組話音通信都是十分方便的。都是十分方便的。OSI與TCP/IP結構模型的比較n5.5.OSI與與TCP/IP對可靠性的強調也不相同。對對可靠性的強調也不相同。對OSI的面的面向連接服務，數據鏈路層、網絡層和傳輸層都要檢測向連接服務，數據鏈路層、網絡層和傳輸層都要檢測和處理錯誤，尤其在數據鏈路層采用校驗、確認和超和處理錯誤，尤其在數據鏈路層采用校驗、確認和超時重傳等措施提供可靠性，而且網絡和傳輸層也有類時重傳等措施提供可靠性，而且網絡和傳輸層也有類似技術。而似技術。而TCP/IP則不然，則不然，TCP/IP認為可靠性是端到認為可靠性是端到端的問題，應由傳輸層來解決，因此它允許單個

38、的鏈端的問題，應由傳輸層來解決，因此它允許單個的鏈路或機器丟失數據或數據出錯，網絡本身不進行錯誤路或機器丟失數據或數據出錯，網絡本身不進行錯誤恢復，丟失或出錯數據的恢復在源主機和目的主機之恢復，丟失或出錯數據的恢復在源主機和目的主機之間進行，由傳輸層完成。由于可靠性由主機完成，增間進行，由傳輸層完成。由于可靠性由主機完成，增加了主機的負擔。當應用程序對可靠性要求不高時，加了主機的負擔。當應用程序對可靠性要求不高時，甚至連主機也不必進行可靠性處理，在這種情況下，甚至連主機也不必進行可靠性處理，在這種情況下，TCP/IP網的效率最高。網的效率最高。OSI與TCP/IP結構模型的比較n6.6.在兩個

39、體系結構中智能的位置也不相同。在兩個體系結構中智能的位置也不相同。OSI網絡層提供面向連接的服務，將尋徑、流網絡層提供面向連接的服務，將尋徑、流控、順序控制、內部確認、可靠性帶有智能性控、順序控制、內部確認、可靠性帶有智能性的問題，都納入網絡服務，留給末端主機的事的問題，都納入網絡服務，留給末端主機的事就不多了。相反，就不多了。相反，TCP/IP則要求主機參與幾乎則要求主機參與幾乎所有網絡服務。所有網絡服務。7.7.OSI開始未考慮網絡管理問題，到后來才考開始未考慮網絡管理問題，到后來才考慮這個問題，而慮這個問題，而TCP/IP有較好的網絡管理功能有較好的網絡管理功能2.3 數據傳輸介質數據傳

40、輸介質 2.3.1 有線傳輸介質有線傳輸介質 2.3.2 無線傳輸介質無線傳輸介質 返回返回主要內容主要內容2.3.1 有線傳輸介質有線傳輸介質 1雙絞線雙絞線 雙絞線由不同顏色的雙絞線由不同顏色的4 4對對8 8芯線組成（白橙、橙、白綠、綠、白藍、藍、芯線組成（白橙、橙、白綠、綠、白藍、藍、白棕、棕）。雙絞線既能傳輸模擬信號，也能傳輸數字信號。雙絞線白棕、棕）。雙絞線既能傳輸模擬信號，也能傳輸數字信號。雙絞線分為屏蔽雙絞線（分為屏蔽雙絞線（STPSTP）與非屏蔽雙絞線（）與非屏蔽雙絞線（UTPUTP）兩大類。）兩大類。 UTPUTP：3 3類類 4 4類類(10M) 5(10M) 5類類 超

41、超5 5類類(100M)(100M) 雙絞的目的？雙絞的目的？ RJ-45RJ-45接頭，連接方式接頭，連接方式（拓撲結構）（拓撲結構） 傳送距離？傳送距離？ 10 Base-T10 Base-T 直通雙絞線、交叉雙絞線的概念及應用場合直通雙絞線、交叉雙絞線的概念及應用場合 返回返回1. 雙絞線雙絞線返回返回引針號12345678T568A標準白/綠綠白/橙藍白/藍橙白/棕棕T568B標準白/橙橙白/綠藍白/藍綠白/棕棕1. 雙絞線雙絞線返回返回2. 同軸電纜同軸電纜 基帶傳輸：基帶傳輸：5050 歐歐（10Base2 、10Base5）頻帶傳輸：頻帶傳輸：75歐（有線電視）歐（有線電視）粗纜

42、粗纜 細纜細纜10Base-5 10Base-2終端電阻終端電阻連接方式（拓撲結構）連接方式（拓撲結構） 返回返回3. 光纖光纖3.1 光纖結構光纖結構 光纖光纖（Optical Fiber）的的典型結構典型結構是是多層同軸圓柱體，多層同軸圓柱體，如圖所示如圖所示，自內向外，自內向外由由纖芯纖芯、包層包層和和涂敷層涂敷層三部分組成。三部分組成。光纖結構光纖結構圖 3. 光纖（續(xù)）光纖（續(xù)） 纖芯的折射率比包層稍高，損耗比包層更低，光能量主要在纖芯內傳輸。 包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起一定的機械保護作用。 設纖芯和包層的折射率分別為n1和n2，光能量在光纖中傳輸的必要條件是n1n2。

43、涂覆層保護光纖不受水汽的侵蝕和機械擦傷。3. 光纖（續(xù)）光纖（續(xù)）3. 2光纖分類和特點光纖分類和特點 以光的出現和消失分別代表兩個二進制數字以光的出現和消失分別代表兩個二進制數字 分為分為多模光纖、單模光纖多模光纖、單模光纖 多條入射角度不同的光線同時在一條光纖中傳播，這種光纖稱為多條入射角度不同的光線同時在一條光纖中傳播，這種光纖稱為多模光纖（多模光纖（62.5 m或或50 m）。 如果光纖導芯的直徑（如如果光纖導芯的直徑（如9 m）小到只有一個光的波長，光纖小到只有一個光的波長，光纖就成了一種波導管，光線則不必經過多次反射式的傳播，而是一就成了一種波導管，光線則不必經過多次反射式的傳播，而是一直向前傳播，這種光纖稱為單模光纖。直向前傳播，這種光纖稱為單模光纖。 優(yōu)點：優(yōu)點： l l 數據傳輸速率高，誤碼率低；數據傳輸速率高，誤碼率低； l l 重量輕；重量輕； l l 抗電磁干擾性能好；抗電磁干擾性能好； l l 保密性好，無串音干擾；保密性好，無串音干擾； l l 抗化學腐蝕能力強。抗化學腐蝕能力強。返回返回突變型多模光纖突變型多模光纖（Step Index Fiber, SIF） 纖芯折射率為 n1 保持不變，到包層突然變?yōu)閚2。這種光纖一般纖芯直徑2a=5080m，光線光線以以折線形狀折線形狀沿纖芯中心軸線方向傳播，特點