分組交換網(wǎng)絡(luò)的特點

5/5分組交換網(wǎng)絡(luò)的特點分組交換網(wǎng)絡(luò)的特點

和傳統(tǒng)的電信網(wǎng)不同，這種新型的網(wǎng)絡(luò)不是為了打電話，而是用于計算機之間的數(shù)據(jù)傳送。

2.新型的網(wǎng)絡(luò)能夠連接不同類型的計算機，而不局限于單一類型的計算機。

3.所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點都同等重要。因為網(wǎng)絡(luò)必須經(jīng)受的住敵人的核打擊，所以在網(wǎng)絡(luò)中不能有某些特別重要的結(jié)點，否則敵人將首先瞄準和摧毀這些重要的結(jié)點。

4.計算機在進行通信時，必須有冗余的路由。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某一結(jié)點或鏈路被破壞時，冗余的路由能夠使正在進行的通信自動找到合適的路由，使通信維持暢通。

5.網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能的簡單，但能夠非常可靠的傳送數(shù)據(jù)。

分組交換的優(yōu)點

向用戶提供不同速率、不同代碼、不同同步方式以及不同通信控制協(xié)議的數(shù)據(jù)終端間能夠互相通信的靈活的通信環(huán)境。

2.在網(wǎng)絡(luò)負荷較輕的情況下，信息傳輸時延小，而且變化范圍不大，能夠較好的滿足會話型通信實時性要求。

3.實現(xiàn)線路的動態(tài)時分復(fù)用，通信線路的利用率高，在一條物理線路上可以同時提供多條信息通路。

4.可靠性高。

5.經(jīng)濟性好。

6.能與公用電話網(wǎng)、用戶電報網(wǎng)和低速數(shù)據(jù)網(wǎng)及其其他專用網(wǎng)相連。

缺點

由網(wǎng)絡(luò)附加的傳輸信息多，對長報文通信的傳輸效率比較低。當(dāng)把一份報文劃分為許多分組在交換網(wǎng)內(nèi)傳輸時，為了保證這些分組能夠按照正確的路徑安全準確地達到終點，就要給每個數(shù)據(jù)分組加上控制信息（分組頭）。除此之外，還要設(shè)計許多不包含數(shù)據(jù)信息的控制分組，用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通路的建立、保持和拆除，并進行差錯控制和流量控制等。

2.技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜。分組交換機要對各種類型的“分組”進行分析處理，為“分組”在網(wǎng)中的傳輸提供路由，并且在必要時自動進行路由調(diào)整；交換機還要為用戶提供速率、代碼和規(guī)程的變換，為網(wǎng)絡(luò)的管理和維護提供必要的報告信息等。

在計算機網(wǎng)絡(luò)的定義中，一個計算機網(wǎng)絡(luò)包含多臺具有______功能的計算機；把眾多計算機有機連接起來要遵循規(guī)定的約定和規(guī)則，即_______；計算機網(wǎng)絡(luò)的最基本特征是_________。自主_\通信協(xié)議\__資源共享

在ISO/OSI參考模型中，網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是_____。

A、提供可靠的端—端服務(wù)，透明地傳送報文

B、路由選擇、擁塞控制與網(wǎng)絡(luò)互連

C、在通信實體之間傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)

D、數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)

第二章

2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)

1.脈碼調(diào)制PCM體制

脈碼調(diào)制PCM體制最初是為了在電話局之間的中繼線上傳送多路的電話。由于歷史上的原因，PCM有兩個互不兼容的國際標準，即北美的24路PCM（簡稱為T1）和歐洲的30路PCM（簡稱為E1）。我國采用的是歐洲的E1標準。E1的速率是2.048Mb/s，而T1的速率是1.544Mb/s。當(dāng)需要有更高的數(shù)據(jù)率時，可采用復(fù)用的方法。

F0F1F2

??????

F15同步

復(fù)幀：16幀，2ms

TS0TS1??????

TS15TS16TS17??????

TS31

信令

15路話音

15路話音

X0011011

偶幀

X1A111111

奇幀

幀同步

00001A211F0

復(fù)幀同步備用

abcdabcd

F1ch1

ch17

abcdabcdF15

ch15

ch31

幀：32時隙，125us/256bits

共路信令：(1號信令)

實實在在地為每路PCM語音

分配一個信令通道

隨路信令：(7號信令)

在物理信道上建立邏輯連接。效率高。

每幀：32路*8bit(每路)=256bit,采樣頻率為8000HZ，則采樣周期為1/8000=0.000125s=125us復(fù)用后16幀：16*125us=2ms,共傳輸256*16=4096bit,所以傳輸速率為4096/0.002=2048000b/s=2.048mb/s

基群基群基群基群

復(fù)接

~

~~~二次群

復(fù)接

三次群

PCM二次群

四個一次群復(fù)用成二次群,這種復(fù)用方法稱為準同步復(fù)用。

由于每個基群的標稱碼速率是2.048Mb/s,四個基群相加的速率為4×2.048=8.192Mb/s,而二

次群速率為8.448Mb/s，故在復(fù)接前應(yīng)將各支碼速提高到2.112Mb/s.

也就是說,每個支路平均每秒鐘插入64Kb/s的碼元,即每幀平均插入8bit碼元.

經(jīng)過這樣的碼速調(diào)整,使各個支路碼速完全一致后,再復(fù)接成二次群的數(shù)碼流.

第一層:物理層(PhysicalLayer)

規(guī)定通信設(shè)備的機械的、電氣的、功能的和過程的特性，用以建立、維護和拆除物理鏈路連接。具體地講，機械特性規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)連接時所需接插件的規(guī)格尺寸、引腳數(shù)量和排列情況等；電氣特性規(guī)定了在物理連接上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率距離限制等；功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義，即定義了DTE和DCE之間各個線路的功能；過程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸?shù)囊唤M操作規(guī)程，是指在物理連接的建立、維護、交換信息時，DTE和DCE雙方在各電路上的動作系列。

在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為比特（bit）。

屬于物理層定義的典型規(guī)范代表包括：EIA/TIARS-232、EIA/TIARS-449、V.35、RJ-45等。物理層的主要功能

為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供傳送數(shù)據(jù)的通路,數(shù)據(jù)通路可以是一個物理媒體,也可以是多個物理媒體連接而成.一次完整的數(shù)據(jù)傳輸,包括激活物理連接,傳送數(shù)據(jù),終止物理連接.所謂激活,就是不管有多少物理媒體參與,都要在通信的兩個數(shù)據(jù)終端設(shè)備間連接起來,形成一條通路.

傳輸數(shù)據(jù).物理層要形成適合數(shù)據(jù)傳輸需要的實體,為數(shù)據(jù)傳送服務(wù).一是要保證數(shù)據(jù)能在其上正確通過，二是要提供足夠的帶寬(帶寬是指每秒鐘內(nèi)能通過的比特(BIT)數(shù)),以減少信道上的擁塞.傳輸數(shù)據(jù)的方式能滿足點到點,一點到多點,串行或并行,半雙工或全雙工，同步或異步傳輸?shù)男枰?

完成物理層的一些管理工作.

物理層的主要設(shè)備

中繼器、集線器

局域網(wǎng)所有計算機通過物理媒介連在一起了，共享信道，那么信道媒介是如何共享的呢

靜態(tài)劃分信道（代價較高）

頻分復(fù)用

時分復(fù)用

波分復(fù)用

碼分復(fù)用

動態(tài)媒體接入控制（多點接入）

隨機接入，用戶可隨機發(fā)送消息，會產(chǎn)生碰撞

受控接入（很少使用了），用戶必須服從一定的控制，如分散控制的令牌環(huán)局域網(wǎng)和集中控制的多點線路探詢(polling)或稱為輪詢。

缺點呢？帶寬增加了1倍

為什么以太網(wǎng)爭用期定位51.2us呢

為了確保幀的第一位沒有沖突而正確到達終點，必須保證可能的沖突信號返回時尚未發(fā)送結(jié)束，因為如果在2內(nèi)發(fā)送完畢，則無法檢測沖突。

在極限條件下，一個局域網(wǎng)中兩個收發(fā)器間（允許接4個中繼器）的最大距離為2500m，往返5000m，同軸電纜的時延特性為5us/km，即如遇沖突，端到端往返時延為25us。

然而這是理想的時延，考慮到中繼器的額外時延，最壞情況下取估計時延為45us，再加上強化沖突需發(fā)送48bit，接受方要接受到48bit后才確認沖突，即在增加4.8us，共49.8us，所以通常以太網(wǎng)取51.2us為爭用期的時間長度(傳輸512bit，即64字節(jié)時間)，即幀的長度至少為64字節(jié)。

假定站點A和B在同一個10Mb/s以太網(wǎng)網(wǎng)段上。這兩個站點之間的傳播時延為225比特時間。現(xiàn)假定A開始發(fā)送一幀，并且在A發(fā)送結(jié)束之前B也發(fā)送一幀。如果A發(fā)送的是以太網(wǎng)所容許的最短的幀，那么A在檢測到和B發(fā)生碰撞之前能否把自己的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢？換言之，如果A在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么能否肯定A所發(fā)送的幀不會和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞？（提示：在計算時應(yīng)當(dāng)考慮到每一個以太網(wǎng)幀在發(fā)送到信道上時，在MAC幀前面還要增加若干字節(jié)的前同步碼和幀定界符）

設(shè)在t=0時A開始發(fā)送，以太網(wǎng)最小幀為64字節(jié)，前面加上8字節(jié)的同步碼和幀定界符，共t=(64+8)*8=576比特，發(fā)送時延為576比特時間，則在576比特時間，A應(yīng)當(dāng)發(fā)送完畢。由于傳播時延為225比特時間，那么t=225比特時間，A發(fā)送的第1比特數(shù)據(jù)到達B，B就檢測出A的信號。B就不會發(fā)送數(shù)據(jù)了。

只要B在t=224比特時間之前發(fā)送數(shù)據(jù)，那么B第1比特數(shù)據(jù)到達A的時間為224+225=449比特時間，由于449<576，A在發(fā)送完畢之前就一定檢測到碰撞，就能夠肯定以后也不會再發(fā)送數(shù)據(jù)了，數(shù)據(jù)并沒有發(fā)送完。

如果A在發(fā)送完畢之前（575比特時間）并沒有檢測到碰撞，那么就能夠肯定A所發(fā)送的幀不會和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞，因為575比特時間足夠B到達A了。

3-25

在上題中的站點A和B在t=0時同時發(fā)送了數(shù)據(jù)幀。當(dāng)t=255比特時間，A和B同時檢測到發(fā)生了碰撞，并且在t=255+48=273比特時間完成了干擾信號的傳輸。A和B在CSMA/CD算法中選擇不同的r值退避。假定A和B選擇的隨機數(shù)分別是rA=0和rB=1。試問A和B各在什么時間開始重傳其數(shù)據(jù)幀？A重傳的數(shù)據(jù)幀在什么時間到達B？A重傳的數(shù)據(jù)會不會和B重傳的數(shù)據(jù)再次發(fā)生碰撞？B會不會在預(yù)定的重傳時間停止發(fā)送數(shù)據(jù)？

t=0時，A和B開始發(fā)送數(shù)據(jù)

T1=225比特時間，A和B都檢測到碰撞

A和B結(jié)束干擾信號的發(fā)送(T1+48=273比特時間)

A發(fā)送的干擾信號經(jīng)過傳播時延到達B，T2=273+225=498比特時間

A等待幀間隙96比特時間T3=498+96=594比特時間

rA=0,A開始發(fā)送T4=594+0*512=594比特時間

B退避,rB=1，(273+1*512=785比特時間)，B在785比特時間退避結(jié)束，在785-881（785+96=881）比特時間再次檢測信道,如空閑，則B在T5=881比特時間發(fā)送數(shù)據(jù),否則再退避

A重傳的數(shù)據(jù)在819比特(594+225)時間到達B，B先檢測到信道忙,7851454比特時間就不會再碰撞，求得rB=3，即B在1818比特時間檢測信道，此時A已發(fā)送完成，B會在1818+96=1914比特時間發(fā)送數(shù)據(jù)。

如何獲取本機的MAC

單擊開始，點擊運行，輸入cmd，，進入后輸入ipconfig/all即可。

還可以通過查看本地連接獲取MAC地址：依次單

擊“本地連接”→“狀態(tài)”——“支持”→“詳細信息”。

即可看到MAC地址（實際地址）。

星形網(wǎng)10BASE-T

1、2、3、6,1、2發(fā)，3、6收，4、5、7、8雙向

MAC子層與接入媒體有關(guān)，接入媒體不同則不同

冗余拓撲的作用：減少單點故