寬帶無線通信鄭國(guó)莘吳雅婷課件

寬帶無線通信第二講

鄭國(guó)莘吳雅婷YuGuanghui<ygh@>寬帶無線通信第二講

鄭國(guó)莘吳雅婷YuGuangh1OSI：起源和發(fā)展OSI層層的原理和益處層之間的交互TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議1.3.1OSI協(xié)議棧1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI：起源和發(fā)展1.3.1OSI協(xié)議棧1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧2分層的好處各層之間是獨(dú)立的。靈活性好。結(jié)構(gòu)上可分割開。易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧分層的好處各層之間是獨(dú)立的。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧3層數(shù)多少要適當(dāng)若層數(shù)太少，就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。層數(shù)太多又會(huì)在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧層數(shù)多少要適當(dāng)若層數(shù)太少，就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。1.34OSI層應(yīng)用層表示層對(duì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層應(yīng)用層1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧5五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層(applicationlayer)傳輸層(transportlayer)網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)數(shù)據(jù)鏈路層5應(yīng)用層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層(applicationlaye6計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

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2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層

PDU協(xié)議數(shù)據(jù)單元1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算7計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

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2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算8計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

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210100110100101比特流110101110101計(jì)算機(jī)2的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算9H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

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2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)210H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

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2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)11H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

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2運(yùn)輸層剝?nèi)?bào)文首部后把報(bào)文的數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算12應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

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2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層PDU首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)113計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

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AP1

發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算14OSI層——應(yīng)用層層功能介紹例子應(yīng)用層（第七層）一個(gè)同其他計(jì)算通訊的應(yīng)用便實(shí)現(xiàn)了OSI應(yīng)用層的原理。應(yīng)用層給應(yīng)用提供通訊服務(wù)。FTP，WWW瀏覽器，1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——應(yīng)用層層功能介紹例子應(yīng)用層一個(gè)同其他計(jì)算通訊的應(yīng)15OSI層——表示層表示層（第六層）表示層的主要作用是定義了數(shù)據(jù)格式，例如，ASCII文本，EBCDIC文本，binary，BCD和JPEG。加密也被OSI定義為一個(gè)表示層服務(wù)。GIF，JPEG，ASCII，MPEG，MIDI，HTML1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——表示層表示層表示層的主要作用是定義了數(shù)據(jù)格式，例16例子FTP允許你選擇binary和ASCII兩種傳輸方式。如果是binary方式，發(fā)送端就不會(huì)改變文件的內(nèi)容。如果是ASCII方式，發(fā)送端就會(huì)先把內(nèi)容從發(fā)送端的字符集轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼再發(fā)送。接受端再從ASCII碼轉(zhuǎn)換為本地的字符集。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧例子FTP允許你選擇binary和ASCII兩種傳輸方式。如17OSI層——對(duì)話層對(duì)話層（第五層）對(duì)話層定義了如何開始，控制，結(jié)束對(duì)話。對(duì)話層確認(rèn)對(duì)話的順序，確保每一個(gè)步驟按順序進(jìn)行。RPC，SQL，NFS，NetBiosnames，AppleTalkASP，DECnetSCP1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——對(duì)話層對(duì)話層對(duì)話層定義了如何開始，控制，結(jié)束對(duì)話18OSI層——傳輸層傳輸層（第四層）第四層包括協(xié)議的選擇——提供和不提供出錯(cuò)處理。記錄進(jìn)來的數(shù)據(jù)流，如果包在傳輸過程中被分片還要進(jìn)行包的重組。TCP，UDP，SPX1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——傳輸層傳輸層第四層包括協(xié)議的選擇——提供和不提供19例子TCP提供了一個(gè)4200字節(jié)的數(shù)據(jù)段給IP進(jìn)行投遞。如果某種媒體不能傳輸4200個(gè)字節(jié)的包，那么IP將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分片。這樣，接收端的TCP也許就會(huì)接收到3個(gè)不同的1400字節(jié)的段。并且，接收段可能按照和發(fā)送不同的順序接收，所以它需要記錄接收的段，并將它們重組為4200字節(jié)的段。然后將數(shù)據(jù)送給上一層。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧例子TCP提供了一個(gè)4200字節(jié)的數(shù)據(jù)段給IP進(jìn)行投遞。如果20OSI層——網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（第四層）網(wǎng)絡(luò)層提供了端到端的包傳遞。網(wǎng)絡(luò)層定義了邏輯地址，所以任何端點(diǎn)都可以被唯一的標(biāo)識(shí)。它也定義了路由如何工作和如何學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)層還定義了如何對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)分片來適應(yīng)較小的最大傳輸單元。IP，IPX，AppleTalkDDP1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（第四層）網(wǎng)絡(luò)層提供了端到端的包傳遞21網(wǎng)絡(luò)層功能——路由FredR1BunchesOfRoutersR2BarneryStep1Step2Step3將數(shù)據(jù)從源計(jì)算機(jī)發(fā)送到最近的路由器。將數(shù)據(jù)投遞到離目標(biāo)最近的路由器。將數(shù)據(jù)從離目標(biāo)最近的路由器投遞到最終路由器。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)層功能——路由FredR1BunchesR2Barner22OSI層——數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范主要關(guān)心數(shù)據(jù)如何在一種特定連接或媒體上傳輸。FrameRelay,HDLC,PPP,IEEE802.3/802.2,FDDI,ATM,IEEE802.5/802.21.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范主要23OSI層——物理層物理層（第一層）物理層定義了物理媒體的特性。連接器，針，針的使用，電氣參數(shù)，編碼和光的調(diào)制等都是物理層規(guī)范的一部分。EIA/TIA-232,EIA/TIA-499,V.35,V.24,RJ45,Ethernet,802.3,802.5,FDDI,NRZI,NRZ,B8ZS1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——物理層物理層（第一層）物理層定義了物理媒體的特性24例子RJ45定義了連接器的形狀和電纜芯/針的數(shù)量。Ethernet和802.3定義了1，2，3，6芯/針的使用。所以一根給Ethernet使用的帶有RJ45連接器的5類電纜，同時(shí)應(yīng)用了Ethernet和802.3物理層規(guī)范。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧例子RJ45定義了連接器的形狀和電纜芯/針的數(shù)量。Ether25OSI層某些協(xié)議可能同時(shí)定義了多層的細(xì)節(jié)。例如，TCP/IP應(yīng)用層等價(jià)于OSI5到7層，所以NFS實(shí)現(xiàn)同時(shí)適合這三層。類似的，802.3，802.5和以太網(wǎng)同時(shí)定義了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的細(xì)節(jié)。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層某些協(xié)議可能同時(shí)定義了多層的細(xì)節(jié)。例如，TCP/IP26層之間的交互——不同計(jì)算機(jī)相同層之間的通訊應(yīng)用層表示層對(duì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層對(duì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層HOSTAHOSTBRouter11.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧層之間的交互——不同計(jì)算機(jī)相同層之間的通訊應(yīng)用層表示層對(duì)話層271.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧281.3.2TCP/IP協(xié)議PresentationApplicationSessionTransportNetworkDatalinkPhysicalNetworkInterfaceIP,ARP,ICMPTCPApplicationUDPTCP/IPOSI1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧1.3.2TCP/IP協(xié)議PresentationApp29層之間的交互——TCP/IPHeadersandTrailersDataTCPIPLTDataDataTCPDataTCPIP.5.ApplicationTransportInternetNetworkInterface1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧層之間的交互——TCP/IPHeadersandTra30層之間的交互——幀，包和段DataDataIPDataIPLHLTSegmentPacketFrame1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧層之間的交互——幀，包和段DataDataIPDataIPL31面向連接的協(xié)議，非面向連接的協(xié)議，流量控制面向連接的協(xié)議VS非面向連接的協(xié)議如何進(jìn)行出錯(cuò)處理流量控制1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧面向連接的協(xié)議，非面向連接的協(xié)議，流量控制面向連接的協(xié)議V32面向連接的協(xié)議VS非面向連接的協(xié)議類型功能例子面向連接出錯(cuò)處理（可靠）LLCtype2(802.2),TCP,SPX,X.25面向連接預(yù)建立的路徑X.25虛電路，幀中繼續(xù)電路,ATM虛連接非面向連接簡(jiǎn)單投遞；沒有擁塞處理；沒有出錯(cuò)處理；沒有pre-established連接。IPX,UPD,IP,LLCtype11.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧面向連接的協(xié)議VS非面向連接的協(xié)議類型功能例子面向連接出331.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)用于計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為了打電話。網(wǎng)絡(luò)能夠連接不同類型的計(jì)算機(jī)，不局限于單一類型的計(jì)算機(jī)。所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)都同等重要，因而大大提高網(wǎng)絡(luò)的生存性。計(jì)算機(jī)在進(jìn)行通信時(shí)，必須有冗余的路由。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地簡(jiǎn)單，同時(shí)還能夠非?？煽康貍魉蛿?shù)據(jù)。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)用于計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為34請(qǐng)注意名詞“結(jié)點(diǎn)”“結(jié)點(diǎn)”的英文名詞是node。雖然node有時(shí)也可譯為“節(jié)點(diǎn)”，但這是指像天線上的駐波的節(jié)點(diǎn)，這種節(jié)點(diǎn)很像竹竿上的“節(jié)”。在網(wǎng)絡(luò)中的node的標(biāo)準(zhǔn)譯名是“結(jié)點(diǎn)”而不是“節(jié)點(diǎn)”。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例請(qǐng)注意名詞“結(jié)點(diǎn)”“結(jié)點(diǎn)”的英文名詞是node。1.5計(jì)35ARPANET的成功使

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生根本變化早期的面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以單個(gè)主機(jī)為中心的星形網(wǎng)各終端通過通信線路共享昂貴的中心主機(jī)的硬件和軟件資源。

分組交換網(wǎng)則是以網(wǎng)絡(luò)為中心，主機(jī)都處在網(wǎng)絡(luò)的外圍。用戶通過分組交換網(wǎng)可共享連接在網(wǎng)絡(luò)上的許多硬件和各種豐富的軟件資源。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例ARPANET的成功使

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生根本變化早期的36從主機(jī)為中心到以網(wǎng)絡(luò)為中心主機(jī)終端以主機(jī)為中心以分組交換網(wǎng)為中心主機(jī)分組交換網(wǎng)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例從主機(jī)為中心到以網(wǎng)絡(luò)為中心主機(jī)終端以主機(jī)為中心以分組交換網(wǎng)為37互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第一階段第一個(gè)分組交換網(wǎng)ARPANET最初只是一個(gè)單個(gè)的分組交換網(wǎng)。ARPA研究多種網(wǎng)絡(luò)互連的技術(shù)。1983年TCP/IP協(xié)議成為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。同年，ARPANET分解成兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)：ARPANET——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究用的科研網(wǎng)MILNET——軍用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1983~1984年，形成了因特網(wǎng)Internet。1990年ARPANET正式宣布關(guān)閉。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第一階段第一個(gè)分組交換網(wǎng)ARPANET最初只38互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第二階段1986年，NSF建立了國(guó)家科學(xué)基金網(wǎng)。NSFNET。它是一個(gè)三級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)校園網(wǎng)1991年，美國(guó)政府決定將因特網(wǎng)的主干網(wǎng)轉(zhuǎn)交給私人公司來經(jīng)營(yíng)，并開始對(duì)接入因特網(wǎng)的單位收費(fèi)。1993年因特網(wǎng)主干網(wǎng)的速率提高到45Mb/s（T3速率）。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第二階段1986年，NSF建立了國(guó)家科學(xué)基金39三級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)各網(wǎng)絡(luò)之間需要使用路由器來連接。有時(shí)在結(jié)構(gòu)圖中可不畫出路由器。校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)國(guó)家主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)路由器1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例三級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)各網(wǎng)絡(luò)之間需要使用路由器來連接。校園網(wǎng)校園網(wǎng)40三級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)主機(jī)到主機(jī)的通信可能要經(jīng)過多種網(wǎng)絡(luò)。校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)國(guó)家主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例三級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)主機(jī)到主機(jī)的通信可能要經(jīng)過多種網(wǎng)絡(luò)。校園網(wǎng)校41互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段從1993年開始，由美國(guó)政府資助的NSFNET逐漸被若干個(gè)商用的ISP網(wǎng)絡(luò)所代替。1994年開始創(chuàng)建了4個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)NAP(NetworkAccessPoint)，分別由4個(gè)電信公司經(jīng)營(yíng)。NAP就是用來交換因特網(wǎng)上流量的結(jié)點(diǎn)。在NAP中安裝有性能很好的交換設(shè)施。到本世紀(jì)初，美國(guó)的NAP的數(shù)量已達(dá)到十幾個(gè)。從1994年到現(xiàn)在，因特網(wǎng)逐漸演變成多級(jí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段從1993年開始，由美國(guó)政府資助的NS42今日的多級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)大致上可將互聯(lián)網(wǎng)分為以下五個(gè)接入級(jí)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)

NAP國(guó)家主干網(wǎng)（主干ISP）地區(qū)ISP本地ISP校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)或PC機(jī)上網(wǎng)用戶1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例今日的多級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)大致上可將互聯(lián)網(wǎng)分為以下五個(gè)接入級(jí)143多級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)大公司地區(qū)ISP網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)NAP（對(duì)等點(diǎn)）公司校園網(wǎng)主干服務(wù)提供者校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)本地ISP地區(qū)ISP地區(qū)ISP地區(qū)ISP本地ISP本地ISP大公司大公司網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)NAP（對(duì)等點(diǎn)）主機(jī)到主機(jī)的通信可能經(jīng)過多種ISP。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例多級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)大公司地區(qū)ISP網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)公司校園網(wǎng)主干服44無線接入AP光纜1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例無線接入光纜1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例45無線接入AP光纜，廣域網(wǎng)城域網(wǎng)，局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例無線接入光纜，廣域網(wǎng)城域網(wǎng)，局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)461.5.1廣域網(wǎng)：線路交換的特點(diǎn)兩部電話機(jī)只需要用一對(duì)電線就能夠互相連接起來。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例1.5.1廣域網(wǎng)：線路交換的特點(diǎn)兩部電話機(jī)只需要用一對(duì)電47更多的電話機(jī)互相連通5部電話機(jī)兩兩相連，需10對(duì)電線。N部電話機(jī)兩兩相連，需N(N–1)/2對(duì)電線。當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量很大時(shí)，這種連接方法需要的電線對(duì)的數(shù)量與電話機(jī)數(shù)的平方成正比。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例更多的電話機(jī)互相連通5部電話機(jī)兩兩相連，需10對(duì)電線。48使用交換機(jī)當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量增多時(shí)，就要使用交換機(jī)來完成全網(wǎng)的交換任務(wù)?！?/p>

交換機(jī)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例使用交換機(jī)當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量增多時(shí)，就要使用交換機(jī)來完成全網(wǎng)的交49“交換”的含義在這里，“交換”(switching)的含義是：轉(zhuǎn)接——把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，使它們連通起來。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例“交換”的含義在這里，“交換”(switching)的含義是50電路交換的特點(diǎn)電路交換必定是面向連接的。電路交換的三個(gè)階段：建立連接通信釋放連接1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例電路交換的特點(diǎn)電路交換必定是面向連接的。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)51電路交換舉例A和B通話經(jīng)過四個(gè)交換機(jī)通話在A到B的連接上進(jìn)行((((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例電路交換舉例A和B通話經(jīng)過四個(gè)交換機(jī)((((交換機(jī)交換52數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文分組交換的原理（二）每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。首部首部首部分組

1分組

2分組

3請(qǐng)注意：現(xiàn)在左邊是“前面”1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文分組交換的原理53分組交換的原理（三）分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。數(shù)據(jù)首部分組

1數(shù)據(jù)首部分組

2數(shù)據(jù)首部分組

31.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例分組交換的原理（三）分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。數(shù)54分組交換網(wǎng)的示意圖H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1向H5發(fā)送分組H2向H6發(fā)送分組注意分組路徑的變化！結(jié)點(diǎn)交換機(jī)主機(jī)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例分組交換網(wǎng)的示意圖H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H55結(jié)點(diǎn)交換機(jī)在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。結(jié)點(diǎn)交換機(jī)處理分組的過程是：把收到的分組先放入緩存（暫時(shí)存儲(chǔ)）；查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出到某個(gè)目的地址應(yīng)從哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)；把分組送到適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例結(jié)點(diǎn)交換機(jī)在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。156分組交換的優(yōu)點(diǎn)高效動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬，對(duì)通信鏈路是逐段占用。靈活以分組為傳送單位和查找路由。迅速不必先建立連接就能向其他主機(jī)發(fā)送分組；充分使用鏈路的帶寬。可靠完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；自適應(yīng)的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例分組交換的優(yōu)點(diǎn)高效動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬，對(duì)通信鏈路是逐段57分組交換帶來的問題分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)，這就會(huì)造成一定的時(shí)延。分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的開銷。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例分組交換帶來的問題分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)，這就會(huì)造成58存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理

并非完全新的概念在20世紀(jì)40年代，電報(bào)通信也采用了基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理的報(bào)文交換(messageswitching)。報(bào)文交換的時(shí)延較長(zhǎng)，從幾分鐘到幾小時(shí)不等?，F(xiàn)在報(bào)文交換已經(jīng)很少有人使用了。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理

并非完全新的概念在20世紀(jì)40年代，59三種交換的比較

P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文ABCDABCDABCD報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)報(bào)60數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN(DigitalDataNetwork)是利用光纖、數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，主要為用戶提供永久或半永久的出租數(shù)字線路。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例61DDN采用時(shí)分復(fù)用TDMDDN使用TDM、按時(shí)間片分配用戶，在中繼傳輸時(shí)有幀結(jié)構(gòu)，如E1。在用戶速率為N*64kb/s(N=1--31)或子速率時(shí)，復(fù)用/解復(fù)用都由硬件實(shí)現(xiàn)，用戶無需任何軟件協(xié)議。所以，對(duì)用戶數(shù)據(jù)是透明的，可支持其它協(xié)議或開放各種業(yè)務(wù)網(wǎng)。DDN因?yàn)槭褂肨DM，用戶使用的帶寬是固定的。當(dāng)用戶不使用時(shí)，帶寬也不能分配給其它用戶使用；當(dāng)用戶需要高帶寬時(shí)，網(wǎng)絡(luò)也不能馬上提供。這就不適用于信息突發(fā)率較高的用戶的需求。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例DDN采用時(shí)分復(fù)用TDMDDN使用TDM、按時(shí)間片分配62時(shí)分復(fù)用的信號(hào)，為了在接收端能夠正確地還原各路信號(hào)，必須保持收端與發(fā)端的同步。要保持收、發(fā)同步，除了保證碼元的節(jié)拍一致外，還必須準(zhǔn)確地識(shí)別各路信號(hào)的輪流排隊(duì)次序。為此在各路信號(hào)排隊(duì)的開頭加入標(biāo)志碼。標(biāo)志碼與各路樣值脈沖編碼輪流發(fā)送一次構(gòu)成的碼組稱為1幀。（如圖2.6-2)標(biāo)志碼稱為幀同步碼。時(shí)分復(fù)用原理1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例時(shí)分復(fù)用的信號(hào)，為了在接收端能夠正確地還原各路信號(hào)，必須保持6330/32路話音PCM碼流的幀結(jié)構(gòu)30路語音信號(hào)以8KHz的抽樣速率采樣，幀長(zhǎng)度Ts=1/fs=1/8kHz=125μs。在A律PCM基群中，一幀共有32個(gè)時(shí)間間隔，稱為時(shí)隙。各個(gè)時(shí)隙從0到31編號(hào)，記為Ts0,Ts1...Ts31,如圖2.6-3所示。32個(gè)時(shí)隙中的30個(gè)供用戶（即30話路）使用。每個(gè)時(shí)隙包含8位二進(jìn)制碼。時(shí)分復(fù)用原理1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例30/32路話音PCM碼流的幀結(jié)構(gòu)30路語音信號(hào)以8KHz的6432路時(shí)隙Ts0Ts1Ts2…Ts15Ts16Ts17…Ts30Ts31幀同步碼語音編碼語音編碼標(biāo)志信號(hào)1幀=32時(shí)隙=125μs時(shí)分復(fù)用原理1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例32路時(shí)隙Ts0Ts1Ts2…Ts15Ts16Ts17…Ts65語音編碼占：Ts1~Ts15,

Ts17~

Ts31，共30個(gè)時(shí)隙。Ts16：用于傳送話路信令

。第0個(gè)時(shí)隙Ts0：幀同步碼時(shí)隙。時(shí)分復(fù)用原理1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例語音編碼占：Ts1~Ts15,Ts17~Ts31，共366(1)PCM30/32系統(tǒng)傳碼率RBp例如：1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例(1)PCM30/32系統(tǒng)傳碼率RBp例如：1.5計(jì)算67DDN的組成DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN網(wǎng)DTE用戶數(shù)據(jù)單元DTE用戶數(shù)據(jù)單元NAU網(wǎng)絡(luò)接入單元NAU網(wǎng)絡(luò)接入單元網(wǎng)絡(luò)管理控制中心NMC用戶環(huán)路數(shù)字通道1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例DDN的組成DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN68幀中繼網(wǎng)絡(luò)FR幀中繼網(wǎng)絡(luò)FR幀中繼(FrameRelay)是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化過程中產(chǎn)生的一種重要技術(shù)，它是傳輸線路數(shù)字化和用戶終端智能化的趨勢(shì)下，由X.25分組交換技術(shù)發(fā)展起來的一種傳輸技術(shù)。它在用戶－網(wǎng)絡(luò)接口之間提供用戶信息幀的雙向傳送，并保持順序不變。我國(guó)的幀中繼網(wǎng)絡(luò)以DDN為物理傳輸基礎(chǔ)。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例幀中繼網(wǎng)絡(luò)FR1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例69FR與OSI的對(duì)應(yīng)關(guān)系FR是ITU-T和ANSI標(biāo)準(zhǔn)，定義了在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)上發(fā)送數(shù)據(jù)的流程，屬于高性能的鏈路層協(xié)議。它對(duì)應(yīng)于OSI層次模型的最下二層。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層高層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層X.25OSIFR數(shù)據(jù)鏈路層物理層1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例FR與OSI的對(duì)應(yīng)關(guān)系FR是ITU-T和ANSI標(biāo)準(zhǔn)，定義了70幀中繼的幀格式標(biāo)志(Flag)：用于指示一幀的開始和結(jié)束，其值為01111110。其唯一性使用比特填充法來保證。信息(Information)：長(zhǎng)度可變的用戶數(shù)據(jù)（一般為1600－2048個(gè)字節(jié)，理論上最大長(zhǎng)度為4096字節(jié)）。幀校驗(yàn)序列(FCS)：包括2字節(jié)的循環(huán)冗余校驗(yàn)。當(dāng)通過幀校驗(yàn)序列檢測(cè)出幀出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，就將該幀予以丟棄。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例幀中繼的幀格式標(biāo)志(Flag)：用于指示一幀的開始和結(jié)束，其71幀中繼和其它通信方式的比較幀中繼網(wǎng)絡(luò)可直接利用現(xiàn)有的DDN網(wǎng)絡(luò)硬件資源，只需更新網(wǎng)絡(luò)軟件就可實(shí)現(xiàn)，所需費(fèi)用較低，因此，我國(guó)的幀中繼網(wǎng)絡(luò)以DDN為物理傳輸基礎(chǔ)。ATM比較適合構(gòu)造高速寬帶網(wǎng)的骨干網(wǎng)，而幀中繼網(wǎng)可作為寬帶業(yè)務(wù)的接入網(wǎng)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例幀中繼和其它通信方式的比較幀中繼網(wǎng)絡(luò)可直接利用現(xiàn)有的DDN網(wǎng)72異步傳輸？

以字符為單位在發(fā)送每個(gè)字符代碼時(shí)，其前、后分別加上“起”信號(hào)（長(zhǎng)度為1個(gè)碼元，極性為“1”）和“止”信號(hào)（長(zhǎng)度為1或2個(gè)碼元，極性為“0”），實(shí)現(xiàn)串行傳輸收發(fā)雙方碼組或字符的同步。

同步傳輸？

以同步的時(shí)鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)在一個(gè)串行數(shù)據(jù)流中，各信號(hào)碼元之間的相對(duì)位置是固定的。接收端為正確的區(qū)分收到的數(shù)據(jù)流中的每個(gè)碼元，必須首先建立準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)比特同步。異步傳輸相對(duì)于同步傳輸效率較低。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例異步傳輸？

以字符為單位1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例73SDH同步數(shù)字序列1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例SDH同步數(shù)字序列1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例74物理層LLCMACIEEE802參考模型的范圍Datalink返回1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例美國(guó)電器和電子工程師學(xué)會(huì)IEEE802物理層的功能：傳輸位，信號(hào)編碼、譯碼，同步碼的產(chǎn)生與接收。媒體訪問控制層(MAC)：幀的裝配與拆分，位差錯(cuò)檢驗(yàn)，尋址。邏輯鏈路控制層（LLC)：邏輯數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放，差錯(cuò)控制，提供高層服務(wù)的訪問接口。1.5.2局域網(wǎng)與城域網(wǎng)物理層LLCMACIEEE802參考模型的范圍Datali75網(wǎng)絡(luò)硬件OSI層次網(wǎng)關(guān)7.應(yīng)用層路由器、三層交換機(jī)3.網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)卡，網(wǎng)橋，交換機(jī)2.數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)卡，集線器，中繼器1.物理層1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)硬件OSI層次1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)761.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例傳輸介質(zhì)：1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例傳輸介質(zhì)：771.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)硬件：網(wǎng)卡：也稱網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC，NetworkInterfaceCard），在局域網(wǎng)中用于將用戶計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)相連，大多數(shù)局域網(wǎng)采用以太（Ethernet）網(wǎng)卡。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)硬件：781.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)硬件：網(wǎng)卡：也稱網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC，NetworkInterfaceCard），在局域網(wǎng)中用于將用戶計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)相連，大多數(shù)局域網(wǎng)采用以太（Ethernet）網(wǎng)卡。調(diào)制解調(diào)器：modem，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)硬件：791.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)硬件：交換機(jī)：具有多個(gè)網(wǎng)橋的功能。交換機(jī)組成的系統(tǒng)在物理上是星形連接。交換機(jī)上同時(shí)有多個(gè)數(shù)據(jù)通道并存，端口間既隔離又連接的功能反映在邏輯上就是一個(gè)受控制的多端口的開關(guān)矩陣。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)硬件：80數(shù)據(jù)鏈路層LLC層MAC層MAC層802.3主機(jī)802.5主機(jī)物理層物理層網(wǎng)1網(wǎng)21.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)硬件：網(wǎng)橋：連接兩個(gè)局域網(wǎng)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層，可以完成相同或相似體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接。在網(wǎng)絡(luò)的連接中，如果只有MAC層，則要橋接的兩個(gè)網(wǎng)必須是同樣的網(wǎng)。而同時(shí)具有MAC層和LLC層的網(wǎng)橋則可以在不同的網(wǎng)絡(luò)間傳送信息。數(shù)據(jù)鏈路層LLC層MAC層MAC層802.3主機(jī)802.5主81局域網(wǎng)絡(luò)的組建網(wǎng)絡(luò)硬件：交換機(jī)：具有多個(gè)網(wǎng)橋的功能。交換機(jī)組成的系統(tǒng)在物理上是星形連接。交換機(jī)上同時(shí)有多個(gè)數(shù)據(jù)通道并存，端口間既隔離又連接的功能反映在邏輯上就是一個(gè)受控制的多端口的開關(guān)矩陣。路由器：路由器就像一個(gè)帶有兩個(gè)網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)。連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)。異種網(wǎng)絡(luò)、多個(gè)子網(wǎng)互聯(lián)。在主干網(wǎng)主要是路由選擇。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例局域網(wǎng)絡(luò)的組建網(wǎng)絡(luò)硬件：1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例82局域網(wǎng)絡(luò)的組建網(wǎng)絡(luò)硬件：網(wǎng)關(guān)(Gateway)：也稱為協(xié)議轉(zhuǎn)換器，網(wǎng)關(guān)用于將具有不同體系結(jié)構(gòu)，協(xié)議差別較大的網(wǎng)絡(luò),經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換,使不同的網(wǎng)絡(luò)可以互相通信。因此，網(wǎng)關(guān)是一種可進(jìn)行高層協(xié)議轉(zhuǎn)換的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備,也是最復(fù)雜的一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)關(guān)的功能就是把信息重新進(jìn)行包裝以適應(yīng)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例局域網(wǎng)絡(luò)的組建網(wǎng)絡(luò)硬件：1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例83以太網(wǎng)的物理層10Base-5粗纜10Base-2細(xì)纜10Base-T雙絞線10Base-F光纜以太網(wǎng)CSMA/CDAUI以太網(wǎng)（IEEE802.3）標(biāo)準(zhǔn)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例以太網(wǎng)的物理層10Base-5粗纜10Base-284特性10Base-510Base-210Base-T10Base-F速率（Mbps）10101010傳輸方法基帶基帶基帶基帶最大網(wǎng)段長(zhǎng)度（m）5001851002000站間最小距離（m）2.50.5最大長(zhǎng)度2.5km925m500m傳輸介質(zhì)50粗纜50細(xì)纜UTP多模光纜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇偩€型總線型星型星型以太網(wǎng)（IEEE802.3）標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3i10Mbps以太網(wǎng)的基本特性1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例特性10Base-510Base-210Base-T10Ba85100Base-T物理層100BASE-T的三種不同的物理層協(xié)議物理層協(xié)議線纜類型線纜對(duì)數(shù)最大分段長(zhǎng)度編碼方式優(yōu)點(diǎn)100BASE-T43/4/5類UTP4對(duì)(3D,1沖突檢測(cè))100M8B/6T3類UTP100BASE-TX5類UTP/RJ-45接頭1類STP/DB-9接頭2對(duì)100M4B/5B全雙工100BASE-FX62.5m單模/125m多模光纖，ST或SC光纖連接器1對(duì)2000M4B/5B全雙工長(zhǎng)距離1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例100Base-T物理層物理層協(xié)議線纜類型線纜對(duì)數(shù)最大分段長(zhǎng)86快速以太網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)2對(duì)5類UTP或1類STP4對(duì)3、4、5類UTP2芯光纖傳輸介質(zhì)LLC802.2100Base-TCSMA/CDMII100Base-TX100Base-T4100Base-FX數(shù)據(jù)鏈路層物理層1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例快速以太網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)2對(duì)5類UTP或1類STP4對(duì)3、4、587無線局域網(wǎng)IEEE802.11IEEE802.11bIEEE802.11aIEEE802.11g使用頻帶2.4GHz2.4GHz5GHz2.4GHz速率2Mbps11Mbps54Mbps54Mbps展頻技術(shù)DSSS/FHSSDSSSFHSSFHSS調(diào)制BPSK/QPSKBPSK/QPSKOFDMOFDM距離100m100m50m100m19971999200120021.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例無線局域網(wǎng)IEEEIEEEIEEEIEEE使用頻帶2.4GH88（1）載波監(jiān)聽：指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否忙，如果忙則暫時(shí)不發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。（2）碰撞檢測(cè)：（也稱沖突檢測(cè)）就是計(jì)算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大小。

“邊聽邊說”，即一邊發(fā)送數(shù)據(jù)，一邊檢測(cè)是否產(chǎn)生沖突。

用戶接入方式：CSMA/CD工作原理

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例（1）載波監(jiān)聽：指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是89用戶接入方式：CSMA/CD工作原理

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例用戶接入方式：CSMA/CD工作原理1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例90ADSL與電話頻分復(fù)用同一條電話線頻分復(fù)用：不同的信號(hào)(話音，上行，下行)同時(shí)在同一條線路上傳輸網(wǎng)關(guān)ADSL300400020k130k140k1.1M1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例ADSL與電話頻分復(fù)用同一條電話線網(wǎng)關(guān)ADSL3004091SANFRANCISCOSHANGHAIBEIJINGSDH光傳輸網(wǎng)海底光纜電視網(wǎng)用于傳輸互聯(lián)網(wǎng)信息-HFC網(wǎng)關(guān)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例SANFRANCISCOSHANGHAIBEIJINGSD92網(wǎng)關(guān)電視網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)電視網(wǎng)用于傳輸互聯(lián)網(wǎng)信息-HFC1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)關(guān)電視網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)電視網(wǎng)用于傳輸互聯(lián)網(wǎng)信息-HFC1.5計(jì)算93第一章問題：1、簡(jiǎn)述電信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。2、簡(jiǎn)述OSI7層協(xié)議中各個(gè)層的任務(wù)。3、簡(jiǎn)述DDN的幀結(jié)構(gòu)。4、簡(jiǎn)述三種交換的各自特點(diǎn)。第一章問題：94寬帶無線通信第二講

鄭國(guó)莘吳雅婷YuGuanghui<ygh@>寬帶無線通信第二講

鄭國(guó)莘吳雅婷YuGuangh95OSI：起源和發(fā)展OSI層層的原理和益處層之間的交互TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議1.3.1OSI協(xié)議棧1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI：起源和發(fā)展1.3.1OSI協(xié)議棧1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧96分層的好處各層之間是獨(dú)立的。靈活性好。結(jié)構(gòu)上可分割開。易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧分層的好處各層之間是獨(dú)立的。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧97層數(shù)多少要適當(dāng)若層數(shù)太少，就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。層數(shù)太多又會(huì)在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧層數(shù)多少要適當(dāng)若層數(shù)太少，就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。1.398OSI層應(yīng)用層表示層對(duì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層應(yīng)用層1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧99五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層(applicationlayer)傳輸層(transportlayer)網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)數(shù)據(jù)鏈路層5應(yīng)用層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層(applicationlaye100計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層

PDU協(xié)議數(shù)據(jù)單元1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算101計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算102計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

210100110100101比特流110101110101計(jì)算機(jī)2的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算103H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2104H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)105H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)?bào)文首部后把報(bào)文的數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算106應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層PDU首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)1107計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)

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發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算108OSI層——應(yīng)用層層功能介紹例子應(yīng)用層（第七層）一個(gè)同其他計(jì)算通訊的應(yīng)用便實(shí)現(xiàn)了OSI應(yīng)用層的原理。應(yīng)用層給應(yīng)用提供通訊服務(wù)。FTP，WWW瀏覽器，1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——應(yīng)用層層功能介紹例子應(yīng)用層一個(gè)同其他計(jì)算通訊的應(yīng)109OSI層——表示層表示層（第六層）表示層的主要作用是定義了數(shù)據(jù)格式，例如，ASCII文本，EBCDIC文本，binary，BCD和JPEG。加密也被OSI定義為一個(gè)表示層服務(wù)。GIF，JPEG，ASCII，MPEG，MIDI，HTML1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——表示層表示層表示層的主要作用是定義了數(shù)據(jù)格式，例110例子FTP允許你選擇binary和ASCII兩種傳輸方式。如果是binary方式，發(fā)送端就不會(huì)改變文件的內(nèi)容。如果是ASCII方式，發(fā)送端就會(huì)先把內(nèi)容從發(fā)送端的字符集轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼再發(fā)送。接受端再從ASCII碼轉(zhuǎn)換為本地的字符集。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧例子FTP允許你選擇binary和ASCII兩種傳輸方式。如111OSI層——對(duì)話層對(duì)話層（第五層）對(duì)話層定義了如何開始，控制，結(jié)束對(duì)話。對(duì)話層確認(rèn)對(duì)話的順序，確保每一個(gè)步驟按順序進(jìn)行。RPC，SQL，NFS，NetBiosnames，AppleTalkASP，DECnetSCP1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——對(duì)話層對(duì)話層對(duì)話層定義了如何開始，控制，結(jié)束對(duì)話112OSI層——傳輸層傳輸層（第四層）第四層包括協(xié)議的選擇——提供和不提供出錯(cuò)處理。記錄進(jìn)來的數(shù)據(jù)流，如果包在傳輸過程中被分片還要進(jìn)行包的重組。TCP，UDP，SPX1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——傳輸層傳輸層第四層包括協(xié)議的選擇——提供和不提供113例子TCP提供了一個(gè)4200字節(jié)的數(shù)據(jù)段給IP進(jìn)行投遞。如果某種媒體不能傳輸4200個(gè)字節(jié)的包，那么IP將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分片。這樣，接收端的TCP也許就會(huì)接收到3個(gè)不同的1400字節(jié)的段。并且，接收段可能按照和發(fā)送不同的順序接收，所以它需要記錄接收的段，并將它們重組為4200字節(jié)的段。然后將數(shù)據(jù)送給上一層。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧例子TCP提供了一個(gè)4200字節(jié)的數(shù)據(jù)段給IP進(jìn)行投遞。如果114OSI層——網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（第四層）網(wǎng)絡(luò)層提供了端到端的包傳遞。網(wǎng)絡(luò)層定義了邏輯地址，所以任何端點(diǎn)都可以被唯一的標(biāo)識(shí)。它也定義了路由如何工作和如何學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)層還定義了如何對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)分片來適應(yīng)較小的最大傳輸單元。IP，IPX，AppleTalkDDP1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（第四層）網(wǎng)絡(luò)層提供了端到端的包傳遞115網(wǎng)絡(luò)層功能——路由FredR1BunchesOfRoutersR2BarneryStep1Step2Step3將數(shù)據(jù)從源計(jì)算機(jī)發(fā)送到最近的路由器。將數(shù)據(jù)投遞到離目標(biāo)最近的路由器。將數(shù)據(jù)從離目標(biāo)最近的路由器投遞到最終路由器。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)層功能——路由FredR1BunchesR2Barner116OSI層——數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范主要關(guān)心數(shù)據(jù)如何在一種特定連接或媒體上傳輸。FrameRelay,HDLC,PPP,IEEE802.3/802.2,FDDI,ATM,IEEE802.5/802.21.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范主要117OSI層——物理層物理層（第一層）物理層定義了物理媒體的特性。連接器，針，針的使用，電氣參數(shù)，編碼和光的調(diào)制等都是物理層規(guī)范的一部分。EIA/TIA-232,EIA/TIA-499,V.35,V.24,RJ45,Ethernet,802.3,802.5,FDDI,NRZI,NRZ,B8ZS1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層——物理層物理層（第一層）物理層定義了物理媒體的特性118例子RJ45定義了連接器的形狀和電纜芯/針的數(shù)量。Ethernet和802.3定義了1，2，3，6芯/針的使用。所以一根給Ethernet使用的帶有RJ45連接器的5類電纜，同時(shí)應(yīng)用了Ethernet和802.3物理層規(guī)范。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧例子RJ45定義了連接器的形狀和電纜芯/針的數(shù)量。Ether119OSI層某些協(xié)議可能同時(shí)定義了多層的細(xì)節(jié)。例如，TCP/IP應(yīng)用層等價(jià)于OSI5到7層，所以NFS實(shí)現(xiàn)同時(shí)適合這三層。類似的，802.3，802.5和以太網(wǎng)同時(shí)定義了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的細(xì)節(jié)。1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧OSI層某些協(xié)議可能同時(shí)定義了多層的細(xì)節(jié)。例如，TCP/IP120層之間的交互——不同計(jì)算機(jī)相同層之間的通訊應(yīng)用層表示層對(duì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層對(duì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層HOSTAHOSTBRouter11.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧層之間的交互——不同計(jì)算機(jī)相同層之間的通訊應(yīng)用層表示層對(duì)話層1211.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧1221.3.2TCP/IP協(xié)議PresentationApplicationSessionTransportNetworkDatalinkPhysicalNetworkInterfaceIP,ARP,ICMPTCPApplicationUDPTCP/IPOSI1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧1.3.2TCP/IP協(xié)議PresentationApp123層之間的交互——TCP/IPHeadersandTrailersDataTCPIPLTDataDataTCPDataTCPIP.5.ApplicationTransportInternetNetworkInterface1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧層之間的交互——TCP/IPHeadersandTra124層之間的交互——幀，包和段DataDataIPDataIPLHLTSegmentPacketFrame1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧層之間的交互——幀，包和段DataDataIPDataIPL125面向連接的協(xié)議，非面向連接的協(xié)議，流量控制面向連接的協(xié)議VS非面向連接的協(xié)議如何進(jìn)行出錯(cuò)處理流量控制1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧面向連接的協(xié)議，非面向連接的協(xié)議，流量控制面向連接的協(xié)議V126面向連接的協(xié)議VS非面向連接的協(xié)議類型功能例子面向連接出錯(cuò)處理（可靠）LLCtype2(802.2),TCP,SPX,X.25面向連接預(yù)建立的路徑X.25虛電路，幀中繼續(xù)電路,ATM虛連接非面向連接簡(jiǎn)單投遞；沒有擁塞處理；沒有出錯(cuò)處理；沒有pre-established連接。IPX,UPD,IP,LLCtype11.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧面向連接的協(xié)議VS非面向連接的協(xié)議類型功能例子面向連接出1271.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)用于計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為了打電話。網(wǎng)絡(luò)能夠連接不同類型的計(jì)算機(jī)，不局限于單一類型的計(jì)算機(jī)。所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)都同等重要，因而大大提高網(wǎng)絡(luò)的生存性。計(jì)算機(jī)在進(jìn)行通信時(shí)，必須有冗余的路由。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地簡(jiǎn)單，同時(shí)還能夠非?？煽康貍魉蛿?shù)據(jù)。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例網(wǎng)絡(luò)用于計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為128請(qǐng)注意名詞“結(jié)點(diǎn)”“結(jié)點(diǎn)”的英文名詞是node。雖然node有時(shí)也可譯為“節(jié)點(diǎn)”，但這是指像天線上的駐波的節(jié)點(diǎn)，這種節(jié)點(diǎn)很像竹竿上的“節(jié)”。在網(wǎng)絡(luò)中的node的標(biāo)準(zhǔn)譯名是“結(jié)點(diǎn)”而不是“節(jié)點(diǎn)”。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例請(qǐng)注意名詞“結(jié)點(diǎn)”“結(jié)點(diǎn)”的英文名詞是node。1.5計(jì)129ARPANET的成功使

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生根本變化早期的面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以單個(gè)主機(jī)為中心的星形網(wǎng)各終端通過通信線路共享昂貴的中心主機(jī)的硬件和軟件資源。

分組交換網(wǎng)則是以網(wǎng)絡(luò)為中心，主機(jī)都處在網(wǎng)絡(luò)的外圍。用戶通過分組交換網(wǎng)可共享連接在網(wǎng)絡(luò)上的許多硬件和各種豐富的軟件資源。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例ARPANET的成功使

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生根本變化早期的130從主機(jī)為中心到以網(wǎng)絡(luò)為中心主機(jī)終端以主機(jī)為中心以分組交換網(wǎng)為中心主機(jī)分組交換網(wǎng)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例從主機(jī)為中心到以網(wǎng)絡(luò)為中心主機(jī)終端以主機(jī)為中心以分組交換網(wǎng)為131互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第一階段第一個(gè)分組交換網(wǎng)ARPANET最初只是一個(gè)單個(gè)的分組交換網(wǎng)。ARPA研究多種網(wǎng)絡(luò)互連的技術(shù)。1983年TCP/IP協(xié)議成為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。同年，ARPANET分解成兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)：ARPANET——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究用的科研網(wǎng)MILNET——軍用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1983~1984年，形成了因特網(wǎng)Internet。1990年ARPANET正式宣布關(guān)閉。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第一階段第一個(gè)分組交換網(wǎng)ARPANET最初只132互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第二階段1986年，NSF建立了國(guó)家科學(xué)基金網(wǎng)。NSFNET。它是一個(gè)三級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)校園網(wǎng)1991年，美國(guó)政府決定將因特網(wǎng)的主干網(wǎng)轉(zhuǎn)交給私人公司來經(jīng)營(yíng)，并開始對(duì)接入因特網(wǎng)的單位收費(fèi)。1993年因特網(wǎng)主干網(wǎng)的速率提高到45Mb/s（T3速率）。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第二階段1986年，NSF建立了國(guó)家科學(xué)基金133三級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)各網(wǎng)絡(luò)之間需要使用路由器來連接。有時(shí)在結(jié)構(gòu)圖中可不畫出路由器。校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)國(guó)家主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)路由器1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例三級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)各網(wǎng)絡(luò)之間需要使用路由器來連接。校園網(wǎng)校園網(wǎng)134三級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)主機(jī)到主機(jī)的通信可能要經(jīng)過多種網(wǎng)絡(luò)。校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)國(guó)家主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例三級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)主機(jī)到主機(jī)的通信可能要經(jīng)過多種網(wǎng)絡(luò)。校園網(wǎng)校135互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段從1993年開始，由美國(guó)政府資助的NSFNET逐漸被若干個(gè)商用的ISP網(wǎng)絡(luò)所代替。1994年開始創(chuàng)建了4個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)NAP(NetworkAccessPoint)，分別由4個(gè)電信公司經(jīng)營(yíng)。NAP就是用來交換因特網(wǎng)上流量的結(jié)點(diǎn)。在NAP中安裝有性能很好的交換設(shè)施。到本世紀(jì)初，美國(guó)的NAP的數(shù)量已達(dá)到十幾個(gè)。從1994年到現(xiàn)在，因特網(wǎng)逐漸演變成多級(jí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段從1993年開始，由美國(guó)政府資助的NS136今日的多級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)大致上可將互聯(lián)網(wǎng)分為以下五個(gè)接入級(jí)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)

NAP國(guó)家主干網(wǎng)（主干ISP）地區(qū)ISP本地ISP校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)或PC機(jī)上網(wǎng)用戶1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例今日的多級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)大致上可將互聯(lián)網(wǎng)分為以下五個(gè)接入級(jí)1137多級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)大公司地區(qū)ISP網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)NAP（對(duì)等點(diǎn)）公司校園網(wǎng)主干服務(wù)提供者校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)本地ISP地區(qū)ISP地區(qū)ISP地區(qū)ISP本地ISP本地ISP大公司大公司網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)NAP（對(duì)等點(diǎn)）主機(jī)到主機(jī)的通信可能經(jīng)過多種ISP。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例多級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)大公司地區(qū)ISP網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)公司校園網(wǎng)主干服138無線接入AP光纜1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例無線接入光纜1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例139無線接入AP光纜，廣域網(wǎng)城域網(wǎng)，局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例無線接入光纜，廣域網(wǎng)城域網(wǎng)，局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)1401.5.1廣域網(wǎng)：線路交換的特點(diǎn)兩部電話機(jī)只需要用一對(duì)電線就能夠互相連接起來。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例1.5.1廣域網(wǎng)：線路交換的特點(diǎn)兩部電話機(jī)只需要用一對(duì)電141更多的電話機(jī)互相連通5部電話機(jī)兩兩相連，需10對(duì)電線。N部電話機(jī)兩兩相連，需N(N–1)/2對(duì)電線。當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量很大時(shí)，這種連接方法需要的電線對(duì)的數(shù)量與電話機(jī)數(shù)的平方成正比。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例更多的電話機(jī)互相連通5部電話機(jī)兩兩相連，需10對(duì)電線。142使用交換機(jī)當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量增多時(shí)，就要使用交換機(jī)來完成全網(wǎng)的交換任務(wù)?！?/p>

交換機(jī)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例使用交換機(jī)當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量增多時(shí)，就要使用交換機(jī)來完成全網(wǎng)的交143“交換”的含義在這里，“交換”(switching)的含義是：轉(zhuǎn)接——把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，使它們連通起來。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例“交換”的含義在這里，“交換”(switching)的含義是144電路交換的特點(diǎn)電路交換必定是面向連接的。電路交換的三個(gè)階段：建立連接通信釋放連接1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例電路交換的特點(diǎn)電路交換必定是面向連接的。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)145電路交換舉例A和B通話經(jīng)過四個(gè)交換機(jī)通話在A到B的連接上進(jìn)行((((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例電路交換舉例A和B通話經(jīng)過四個(gè)交換機(jī)((((交換機(jī)交換146數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文分組交換的原理（二）每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。首部首部首部分組

1分組

2分組

3請(qǐng)注意：現(xiàn)在左邊是“前面”1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文分組交換的原理147分組交換的原理（三）分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。數(shù)據(jù)首部分組

1數(shù)據(jù)首部分組

2數(shù)據(jù)首部分組

31.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例分組交換的原理（三）分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。數(shù)148分組交換網(wǎng)的示意圖H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1向H5發(fā)送分組H2向H6發(fā)送分組注意分組路徑的變化！結(jié)點(diǎn)交換機(jī)主機(jī)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例分組交換網(wǎng)的示意圖H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H149結(jié)點(diǎn)交換機(jī)在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。結(jié)點(diǎn)交換機(jī)處理分組的過程是：把收到的分組先放入緩存（暫時(shí)存儲(chǔ)）；查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出到某個(gè)目的地址應(yīng)從哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)；把分組送到適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例結(jié)點(diǎn)交換機(jī)在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。1150分組交換的優(yōu)點(diǎn)高效動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬，對(duì)通信鏈路是逐段占用。靈活以分組為傳送單位和查找路由。迅速不必先建立連接就能向其他主機(jī)發(fā)送分組；充分使用鏈路的帶寬。可靠完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；自適應(yīng)的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例分組交換的優(yōu)點(diǎn)高效動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬，對(duì)通信鏈路是逐段151分組交換帶來的問題分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)，這就會(huì)造成一定的時(shí)延。分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的開銷。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例分組交換帶來的問題分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)，這就會(huì)造成152存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理

并非完全新的概念在20世紀(jì)40年代，電報(bào)通信也采用了基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理的報(bào)文交換(messageswitching)。報(bào)文交換的時(shí)延較長(zhǎng)，從幾分鐘到幾小時(shí)不等。現(xiàn)在報(bào)文交換已經(jīng)很少有人使用了。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理

并非完全新的概念在20世紀(jì)40年代，153三種交換的比較

P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文ABCDABCDABCD報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)報(bào)154數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN(DigitalDataNetwork)是利用光纖、數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，主要為用戶提供永久或半永久的出租數(shù)字線路。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例155DDN采用時(shí)分復(fù)用TDMDDN使用TDM、按時(shí)間片分配用戶，在中繼傳輸時(shí)有幀結(jié)構(gòu)，如E1。在用戶速率為N*64kb/s(N=1--31)或子速率時(shí)，復(fù)用/解復(fù)用都由硬件實(shí)現(xiàn)，用戶無需任何軟件協(xié)議。所以，對(duì)用戶數(shù)據(jù)是透明的，可支持其它協(xié)議或開放各種業(yè)務(wù)網(wǎng)。DDN因?yàn)槭褂肨DM，用戶使用的帶寬是固定的。當(dāng)用戶不使用時(shí)，帶寬也不能分配給其它用戶使用；當(dāng)用戶需要高帶寬時(shí)，網(wǎng)絡(luò)也不能馬上提供。這就不適用于信息突發(fā)率較高的用戶的需求。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例DDN采用時(shí)分復(fù)用TDMDDN使用TDM、按時(shí)間片分配156時(shí)分復(fù)用的信號(hào)，為了在接收端能夠正確地還原各路信號(hào)，必須保持收端與發(fā)端的同步。要保持收、發(fā)同步，除了保證碼元的節(jié)拍一致外，還必須準(zhǔn)確地識(shí)別各路信號(hào)的輪流排隊(duì)次序。為此在各路信號(hào)排隊(duì)的開頭加入標(biāo)志碼。標(biāo)志碼與各路樣值脈沖編碼輪流發(fā)送一次構(gòu)成的碼組稱為1幀。（如圖2.6-2)標(biāo)志碼稱為幀同步碼。時(shí)分復(fù)用原理1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例時(shí)分復(fù)用的信號(hào)，為了在接收端能夠正確地還原各路信號(hào)，必須保持15730/32路話音PCM碼流的幀結(jié)構(gòu)30路語音信號(hào)以8KHz的抽樣速率采樣，幀長(zhǎng)度Ts=1/fs=1/8kHz=125μs。在A律PCM基群中，一幀共有32個(gè)時(shí)間間隔，稱為時(shí)隙。各個(gè)時(shí)隙從0到31編號(hào)，記為Ts0,Ts1...Ts31,如圖2.6-3所示。32個(gè)時(shí)隙中的30個(gè)供用戶（即30話路）使用。每個(gè)時(shí)隙包含8位二進(jìn)制碼。時(shí)分復(fù)用原理1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例30/32路話音PCM碼流的幀結(jié)構(gòu)30路語音信號(hào)以8KHz的15832路時(shí)隙Ts0Ts1Ts2…Ts15Ts16Ts17…Ts30Ts31幀同步碼語音編碼語音編碼標(biāo)志信號(hào)1幀=32時(shí)隙=125μs時(shí)分復(fù)用原理1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例32路時(shí)隙Ts0Ts1Ts2…Ts15Ts16Ts17…Ts159語音編碼占：Ts1~Ts15,

Ts17~

Ts31，共30個(gè)時(shí)隙。Ts16：用于傳送話路信令

。第0個(gè)時(shí)隙Ts0：幀同步碼時(shí)隙。時(shí)分復(fù)用原理1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例語音編碼占：Ts1~Ts15,Ts17~Ts31，共3160(1)PCM30/32系統(tǒng)傳碼率RBp例如：1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例(1)PCM30/32系統(tǒng)傳碼率RBp例如：1.5計(jì)算161DDN的組成DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN網(wǎng)DTE用戶數(shù)據(jù)單元DTE用戶數(shù)據(jù)單元NAU網(wǎng)絡(luò)接入單元NAU網(wǎng)絡(luò)接入單元網(wǎng)絡(luò)管理控制中心NMC用戶環(huán)路數(shù)字通道1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例DDN的組成DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN162幀中繼網(wǎng)絡(luò)FR幀中繼網(wǎng)絡(luò)FR幀中繼(FrameRelay)是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化過程中產(chǎn)生的一種重要技術(shù)，它是傳輸線路數(shù)字化和用戶終端智能化的趨勢(shì)下，由X.25分組交換技術(shù)發(fā)展起來的一種傳輸技術(shù)。它在用戶－網(wǎng)絡(luò)接口之間提供用戶信息幀的雙向傳送，并保持順序不變。我國(guó)的幀中繼網(wǎng)絡(luò)以DDN為物理傳輸基礎(chǔ)。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例幀中繼網(wǎng)絡(luò)FR1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例163FR與OSI的對(duì)應(yīng)關(guān)系FR是ITU-T和ANSI標(biāo)準(zhǔn)，定義了在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)上發(fā)送數(shù)據(jù)的流程，屬于高性能的鏈路層協(xié)議。它對(duì)應(yīng)于OSI層次模型的最下二層。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層高層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層X.25OSIFR數(shù)據(jù)鏈路層物理層1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例FR與OSI的對(duì)應(yīng)關(guān)系FR是ITU-T和ANSI標(biāo)準(zhǔn)，定義了164幀中繼的幀格式標(biāo)志(Flag)：用于指示一幀的開始和結(jié)束，其值為01111110。其唯一性使用比特填充法來保證。信息(Information)：長(zhǎng)度可變的用戶數(shù)據(jù)（一般為1600－2048個(gè)字節(jié)，理論上最大長(zhǎng)度為4096字節(jié)）。幀校驗(yàn)序列(FCS)：包括2字節(jié)的循環(huán)冗余校驗(yàn)。當(dāng)通過幀校驗(yàn)序列檢測(cè)出幀出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，就將該幀予以丟棄。1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例幀中繼的幀格式標(biāo)志(Flag)：用于指示一幀的開始和結(jié)束，其165幀中繼和其它通信方式的比較幀中繼網(wǎng)絡(luò)可直接利用現(xiàn)有的DDN網(wǎng)絡(luò)硬件資源，只需更新網(wǎng)絡(luò)軟件就可實(shí)現(xiàn)，所需費(fèi)用較低，因此，我國(guó)的幀中繼網(wǎng)絡(luò)以DDN為物理傳輸基礎(chǔ)。ATM比較適合構(gòu)造高速寬帶網(wǎng)的骨干網(wǎng)，而幀中繼網(wǎng)可作為寬帶業(yè)務(wù)的接入網(wǎng)1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例幀中繼和其它通信方式的比較幀中繼網(wǎng)絡(luò)可直接利用現(xiàn)有的DDN網(wǎng)166異步傳輸？

以字符為單位在發(fā)送每個(gè)字符代碼時(shí)，其前、后分別加上“起”信號(hào)（長(zhǎng)度為1個(gè)碼元，極性為“1”）和“止”信號(hào)（長(zhǎng)度為1或2個(gè)碼元，極性為“0”），實(shí)現(xiàn)串行傳輸收發(fā)雙方碼組或字符的同步。

同步傳輸？

以同步的時(shí)鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)在一個(gè)串行數(shù)據(jù)流中，各信號(hào)碼元之間的相對(duì)位置是固定的。接收端為正確的區(qū)分收到的數(shù)據(jù)流中的每個(gè)碼元，必須首先建立準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)比特同步。異步傳輸相對(duì)于同步傳輸效率較低。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例異步傳輸？

以字符為單位1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例167SDH同步數(shù)字序列1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例SDH同步數(shù)字序列1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例168物理層LLCMACIEEE802參考模型的范圍Datalink返回1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范例美國(guó)電器和電子工程師學(xué)會(huì)IEEE802物理層的功能：傳輸位，信號(hào)編碼、譯碼，同步碼的產(chǎn)生與接收。媒體訪問控制層(MAC)：幀的裝配與拆分，位差錯(cuò)檢驗(yàn)，尋址。邏輯鏈路控制層（LLC)：邏輯數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放，差錯(cuò)控制，提供