H29-合集-計算機網(wǎng)絡(luò)-南郵課件

計算機網(wǎng)絡(luò)

ComputerNetworks南京郵電大學(xué)計算機學(xué)院“計算機通信與網(wǎng)絡(luò)”國家精品課程組第1章概論內(nèi)容綱要

計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程計算機通信與網(wǎng)絡(luò)基本概念網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)容綱要

計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程

計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物，是信息化社會的主要基礎(chǔ)設(shè)施。計算機網(wǎng)絡(luò)的作用是利用快速的信息傳送，實現(xiàn)廣泛的資源共享。計算機網(wǎng)絡(luò)在信息時代的作用1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中計算機技術(shù)和通信技術(shù)是相互制約，又相互促進(jìn)發(fā)展的。計算機技術(shù)的發(fā)展以及計算機技術(shù)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得高速通信成為可能。高速通信的實現(xiàn)，又進(jìn)一步促進(jìn)計算機硬件、軟件技術(shù)的發(fā)展。計算機通信與網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程1、面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)3、面向標(biāo)準(zhǔn)化的計算機網(wǎng)絡(luò)4、面向全球互連的計算機網(wǎng)絡(luò)計算機通信與網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程早期計算機主機數(shù)量少，價格昂貴，工作運行條件要求高，維護困難，只有少數(shù)研究單位和大學(xué)擁有計算機系統(tǒng)。主機控制整個系統(tǒng)的全部運行功能和通信過程，終端僅提供輸入輸出的功能，完全作為主機的從屬設(shè)備。用戶只能近距離使用計算機終端。1、面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程面向終端的計算機通信網(wǎng)集中式處理主—從模式多個終端與主機直接通信有限的數(shù)據(jù)傳輸速率1、面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)

面向終端的計算機聯(lián)機系統(tǒng)特點1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程系統(tǒng)的可靠性和性能取決于主機的可靠性和性能，便于維護、管理。數(shù)據(jù)的一致性好。主機通信開銷較大，通信線路利用率低，對主機系統(tǒng)依賴性較大。終端數(shù)量少，且與主機距離近；計算機使用者大量時間用于交通。1、面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)

面向終端的計算機聯(lián)機系統(tǒng)特點1、面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)通信處理機主機(b)多點鏈路(c)復(fù)用方式(d)集中方式(e)撥號方式(a)點-點鏈路終端設(shè)備T1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程60年代初，美國國防部領(lǐng)導(dǎo)的遠(yuǎn)景研究規(guī)劃局ARPA(AdvancedResearchProjectAgency)提出要研制一種生存性(survivability)很強的網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的電路交換(circuitswitching)的電信網(wǎng)有一個缺點：正在通信的電路中有一個交換機或有一條鏈路被炸毀，則整個通信電路就要中斷。2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)

分組交換的產(chǎn)生1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)

分組交換的產(chǎn)生

到倫敦哈佛Harvard去夏威夷SRIUCLASDAC1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程網(wǎng)絡(luò)用于計算機之間的數(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算機，不局限于單一類型的計算機。計算機在進(jìn)行通信時，必須有冗余的路由。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地簡單，同時還能夠非常可靠地傳送數(shù)據(jù)。2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)

分組交換網(wǎng)絡(luò)的基本要求1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程早期的面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)是以單個主機為中心的星形網(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。2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)

面向終端計算機系統(tǒng)與分組交換網(wǎng)的區(qū)別1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)主機終端以主機為中心以分組交換網(wǎng)為中心主機分組交換網(wǎng)

面向終端計算機系統(tǒng)與分組交換網(wǎng)的區(qū)別1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程獨立工作的計算機系統(tǒng)允許異種機入網(wǎng)資源共享分散/分布控制分組交換專用的通信控制處理機（可靠性高）分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)分組交換網(wǎng)特點1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程因特網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大體上經(jīng)歷了三個階段的演進(jìn)。但這三個階段在時間劃分上并非截然分開而是有部分重疊的，這是因為網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)是逐漸的而不是突然的。2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)

因特網(wǎng)的發(fā)展1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程第一個分組交換網(wǎng)ARPANET最初只是一個單個的分組交換網(wǎng)。1983年TCP/IP

協(xié)議成為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。同年，ARPANET分解成兩個網(wǎng)絡(luò)：ARPANET——進(jìn)行實驗研究用的科研網(wǎng)MILNET——軍用計算機網(wǎng)絡(luò)1983~1984年，形成了因特網(wǎng)Internet。1990年ARPANET正式宣布關(guān)閉。

2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)

因特網(wǎng)發(fā)展的第一階段1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程1986年，NSF建立了國家科學(xué)基金網(wǎng)。NSFNET。它是一個三級計算機網(wǎng)絡(luò)：

主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)校園網(wǎng)2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)

因特網(wǎng)發(fā)展的第二階段1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)

因特網(wǎng)發(fā)展的第二階段校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)國家主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)路由器1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程從1993年開始，由美國政府資助的NSFNET逐漸被若干個商用的ISP網(wǎng)絡(luò)所代替。1994年開始創(chuàng)建了4個網(wǎng)絡(luò)接入點NAP(NetworkAccessPoint)，分別由4個電信公司經(jīng)營。從1994年到現(xiàn)在，因特網(wǎng)逐漸演變成多級結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)

因特網(wǎng)發(fā)展的第三階段1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程2、多個計算機互連的計算機網(wǎng)絡(luò)

因特網(wǎng)發(fā)展的第三階段大公司地區(qū)ISP網(wǎng)絡(luò)接入點NAP（對等點）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NAP（對等點）1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程開放系統(tǒng)異種獨立工作的計算機系統(tǒng)入網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)資源/用戶資源共享層次結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議接口標(biāo)準(zhǔn)化3、面向標(biāo)準(zhǔn)化的計算機網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程3、面向標(biāo)準(zhǔn)化的計算機網(wǎng)絡(luò)IBM公司(1974)SNA（系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)）

DEC公司 DNA（數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）

Univac公司 DCA（數(shù)據(jù)通信體系結(jié)構(gòu)）

Burroughs公司BNA（寶來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)）

計算機制造廠商網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程3、面向標(biāo)準(zhǔn)化的計算機網(wǎng)絡(luò)ISOTC97SC161977年計算機與信息處理標(biāo)準(zhǔn)化委員會開放系統(tǒng)互聯(lián)分技術(shù)委員會1984年ISO7498ISO/OSI-RM國際標(biāo)準(zhǔn)

國際網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程1993年美國政府發(fā)布了名為“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施行動計劃”的文件，其核心是構(gòu)建國家信息高速公路。這一時期在計算機通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面以高速率、高服務(wù)質(zhì)量、高可靠性等為指標(biāo)，出現(xiàn)了高速以太網(wǎng)、VPN、無線網(wǎng)絡(luò)、P2P網(wǎng)絡(luò)、NGN等技術(shù)，計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與應(yīng)用滲入了人們生活的各個方面，進(jìn)入一個多層次的發(fā)展階段。4、面向全球互連的計算機網(wǎng)絡(luò)1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程1、低速數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶電報網(wǎng)，鐵道部的計算機網(wǎng)絡(luò)2、郵電部的公用分組交換網(wǎng)CNPAC

三個交換機，八個分組接入設(shè)備3、郵電部的公用分組交換網(wǎng)CHINAPAC

國家骨干網(wǎng)，省級，地區(qū)網(wǎng)絡(luò)4、CHINANET，共9個公用計算機網(wǎng)絡(luò)我國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程我國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀1.1計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程我國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀內(nèi)容綱要

計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程

計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念

網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.2計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念（1）兩臺或兩臺以上的計算機相互連接起來才能構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到資源共享的目的。（2）兩臺或兩臺以上的計算機連接，互相通信交換信息，需要有一條通道。這條通道的連接是物理的，由硬件實現(xiàn)，這就是連接介質(zhì)（有時稱為信息傳輸介質(zhì)）。它們可以是雙絞線、同軸電纜或光纖等“有線”介質(zhì)；也可以是激光、微波或衛(wèi)星等“無線”介質(zhì)。（3）計算機之間要通信交換信息，彼此就需要有某些約定和規(guī)則，這就是協(xié)議。1、計算機網(wǎng)絡(luò)的定義1.2計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念計算機網(wǎng)絡(luò)定義為：把分布在不同地點且具有獨立功能的多個計算機，通過通信設(shè)備和線路連接起來，在功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件運行環(huán)境下，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享為目標(biāo)的系統(tǒng)。1、計算機網(wǎng)絡(luò)的定義1.2計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念1、計算機網(wǎng)絡(luò)的定義

計算機網(wǎng)絡(luò)與終端時分系統(tǒng)多用戶系統(tǒng)多道批處理操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)共享性：各終端用戶共享主機資源并行性：各終端用戶在一段時間內(nèi)并行，同一時刻有多于兩個或兩個以上的用戶都在運行1.2計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念1、計算機網(wǎng)絡(luò)的定義

計算機網(wǎng)絡(luò)與多機系統(tǒng)多機系統(tǒng)數(shù)據(jù)流機多處理機LAN

緊耦合度中LAN

松WAN處理機距離/位置0.1m同一線路板處理機距離WAN1.0m同一系統(tǒng)10m–1km同一室、樓25km城100km省、國1000km洲1.2計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念1、計算機網(wǎng)絡(luò)的定義

計算機網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)計算機硬件連接系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通信控制分布式系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)1.2計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念1、計算機網(wǎng)絡(luò)的定義

計算機網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)在分布式計算機操作系統(tǒng)支持下進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)庫處理和各計算機之間的并行工作。分布式系統(tǒng)在計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上為用戶提供了透明的集成應(yīng)用環(huán)境。分布式系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)之間的區(qū)別：在軟件（尤其是操作系統(tǒng)）上，而不是硬件。移動文件在于由誰引發(fā)：系統(tǒng)或用戶。1.2計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念2、計算機網(wǎng)絡(luò)的組成

以資源共享為主要目的的計算機網(wǎng)絡(luò)從邏輯上可分成兩大部分：通信子網(wǎng)－網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸和交換

終端系統(tǒng)－負(fù)責(zé)信息的處理

1.2計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念2、計算機網(wǎng)絡(luò)的組成網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和協(xié)議軟件通信程序網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)管理及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件通信子網(wǎng)終端系統(tǒng)1.2計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念2、計算機網(wǎng)絡(luò)的組成通信子網(wǎng)終端系統(tǒng)終端(Terminal)主機（Host）通信控制處理機（CCP）內(nèi)容綱要

計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念

網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征

計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.3網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征按通信介質(zhì)劃分有線網(wǎng)、無線網(wǎng)按通信傳播方式劃分點到點、廣播、多播按通信速率劃分300bps-1.544Mbps-45Mbps-1000Mbps按網(wǎng)絡(luò)使用者劃分公用網(wǎng)、專用網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)的作用范圍劃分LAN、MAN、WAN、AN按網(wǎng)絡(luò)控制方式劃分集中式、分布式按網(wǎng)絡(luò)環(huán)境劃分部門網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分

星形結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)或樹形結(jié)構(gòu)總線形結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)按網(wǎng)絡(luò)交換功能劃分電路交換、報文交換、分組交換、混合交換1.3網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征星型拓?fù)洵h(huán)狀環(huán)型拓?fù)淇偩€型拓?fù)?.3網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征1、按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類網(wǎng)狀拓?fù)錁湫屯負(fù)?.3網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征1、按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類1.3網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征個人區(qū)域網(wǎng)局域網(wǎng)城域網(wǎng)廣域網(wǎng)因特網(wǎng)2、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍分類1.3網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征無線個域網(wǎng)無線局域網(wǎng)無線城域網(wǎng)無線廣域網(wǎng)3、無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容綱要

計算機通信與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程計算機網(wǎng)絡(luò)基本概念網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征

計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機通信是一個復(fù)雜的過程，相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)雜的?！胺謱印笨梢詫嫶蠖鴱?fù)雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)1969年，世界上公認(rèn)ARPANET是第一個計算機網(wǎng)絡(luò)；資源共享分布式控制分組交換方式從邏輯上分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)采用層次化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)ARPANET1974年，IBM公司首先公布了SNA（系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)）SNAISO/OSI-RM1977年，ISO網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)SC16。1984年制定OSI-RM1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)

首先發(fā)信人采用某種語言寫成一封信，按照某種格式填好地址，投入到信箱中。郵局收集信件，按照目的地址進(jìn)行分類打包，并送到郵政處理中心。處理中心匯集各個郵包，并進(jìn)行再次分類，送到鐵路等運輸部門。運輸部門將郵包送到目的地的郵政處理中心。目的地的郵政處理中心解包后根據(jù)目的地址，將信件送到相應(yīng)的郵政分理處。分理處將信件送到收信人。收信人最終拆開信封，閱讀信函。1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)寫好一封信填好信封郵局分類打包運輸部門打包發(fā)信人收到一封信按地址投送郵局拆包分類運輸部門拆包收信人1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)簡單地說，協(xié)議是指通信雙方必須遵循的、控制信息交換的規(guī)則的集合，是一套語義和語法規(guī)則，用來規(guī)定有關(guān)功能部件在通信過程中的操作，它定義了數(shù)據(jù)發(fā)送和接收工作中必經(jīng)的過程。協(xié)議規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)中使用的格式、定時方式、順序和檢錯。1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議定義語法：指數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式，確定通信時采用的數(shù)據(jù)格式，編碼及信號電平等。語義：協(xié)議的語義是指對構(gòu)成協(xié)議的協(xié)議元素含義的解釋同步：規(guī)定了事件的執(zhí)行順序1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的特點是層次性,可靠性和有效性。協(xié)議的分層可以將復(fù)雜的問題簡單化協(xié)議可靠性和有效性是正常和正確通信的保證，只有協(xié)議可靠和有效，才能實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各種資源共享。1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的特點1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)

協(xié)議層次模型計算機A計算機B┆n+1層n層n-1層┆(n+1)層與n層協(xié)議接口，n層提供服務(wù)n層與(n-1)層協(xié)議接口，(n-1)層提供服務(wù)┆n+1層n層n-1層┆n層協(xié)議對等層n+1層協(xié)議對等層n-1層協(xié)議對等層對等端虛通信物理媒體實通信實體(Entity):是通信時能發(fā)送和接收信息的任何軟硬件設(shè)施；接口(Interface):是指網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)中各相鄰層之間的通信接口。1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)

協(xié)議層次模型各層之間是獨立的。靈活性好。結(jié)構(gòu)上可分割開。易于實現(xiàn)和維護。能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。分層的好處1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)若層數(shù)太少，就會使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。層數(shù)太多又會在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時遇到較多的困難。設(shè)置合理的層數(shù)，有利于描述和綜合這些層次功能。

層數(shù)多少要適當(dāng)

1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)按功能分層、歸類，每層功能應(yīng)明確、獨立。層與層的接口適合于標(biāo)準(zhǔn)化，其邊界的信息流應(yīng)盡可能少。每一層只與相鄰層有邊界。為滿足各種通信服務(wù)需要，在一層內(nèi)可形成若干子層。

分層的原則1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議與分層體系結(jié)構(gòu)1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2、OSI-RM體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層表示層會話層數(shù)據(jù)鏈路層物理層7654321OSI參考模型中高層，面向信息處理。OSI參考模型中低層，面向數(shù)據(jù)通信。1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機通信網(wǎng)的信息流動1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)物理層：利用傳輸介質(zhì)為通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間建立、維護和釋放物理連接，實現(xiàn)比特流的透明傳輸，進(jìn)而為數(shù)據(jù)鏈路層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層：在物理層提供服務(wù)的基礎(chǔ)上，在通信的實體間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，傳輸以幀(frame)為單位的數(shù)據(jù)包，并采取差錯控制和流量控制的方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路。網(wǎng)絡(luò)層：為分組交換網(wǎng)絡(luò)上的不同主機提供通信服務(wù)，為以分組為單位的數(shù)據(jù)包通過通信子網(wǎng)選擇適當(dāng)?shù)穆酚?，并實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互連等功能。2、OSI-RM體系結(jié)構(gòu)1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)傳輸層：向用戶提供端到端（end-to-end）的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，實現(xiàn)為上層屏蔽低層的數(shù)據(jù)傳輸問題。會話層：負(fù)責(zé)維護通信中兩個節(jié)點之間的會話連接的建立、維護和斷開，以及數(shù)據(jù)的交換。表示層：用于處理在兩個通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式，主要包括數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)的加密與解密、數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等功能。應(yīng)用層：為應(yīng)用程序通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，它包含了各種用戶使用的協(xié)議。2、OSI-RM體系結(jié)構(gòu)1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)54321計算機

1AP2AP1計算機

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)7654321761.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)54321計算機

1AP2AP1計算機

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)7654321761.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)54321計算機

1AP2AP1計算機

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)7654321761.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)54321計算機

1AP2AP1計算機

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H47654321761.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)54321計算機

1AP2AP1計算機

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H37654321761.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)54321計算機

1AP2AP1計算機

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H3H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H3H27654321761.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)54321計算機

1AP2AP1計算機

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H3H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H3H2H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H3H24計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)54321計算機

1AP2AP1計算機

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H3H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H3H2H5H6H7應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H3H24計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2、OSI-RM體系結(jié)構(gòu)

服務(wù)訪問點OSI各層間存在信息交換，一個系統(tǒng)中的相鄰兩個層次間的信息交換是通過服務(wù)訪問點(ServiceAccessPoint,SAP)這樣的接口實現(xiàn)的。SAP實際上就是(N)層實體和上一層(N+1)層實體之間的邏輯接口。1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2、OSI-RM體系結(jié)構(gòu)

服務(wù)訪問點N層服務(wù)提供者N層服務(wù)用戶N層服務(wù)用戶（N+1）層協(xié)議（N）層協(xié)議（N）層SAP1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2、OSI-RM體系結(jié)構(gòu)

服務(wù)訪問點（N-1）層用戶數(shù)據(jù)（N）層用戶數(shù)據(jù)（N）層PCI（N）層PDU（N-1）層PCI1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2、OSI-RM體系結(jié)構(gòu)OSI中的服務(wù)原語服務(wù)原語類型名稱含義request請求一個實體希望獲得某種服務(wù)indication指示把關(guān)于某種事件的信息告訴某一實體response回應(yīng)一個實體對某一事件的回應(yīng)confirm確認(rèn)一個實體對某一事件的確認(rèn)1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2、OSI-RM體系結(jié)構(gòu)OSI中的服務(wù)原語為N層提供服務(wù)使用N-1層服務(wù)（2）indication（3）response（1）request（4）confirm用戶B用戶A（N+1）層協(xié)議（N）層協(xié)議(N)對等實體(N)對等實體（N-1）層協(xié)議1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2、OSI-RM體系結(jié)構(gòu)OSI中的服務(wù)原語indicationconfirm用戶B用戶Arequestresponserequest時間1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)TCPICMP,IGMPIPARP/RARP各類物理網(wǎng)絡(luò)，如FDDI,Ethernet等SMTP,Telent,FTP,HTTP等傳輸層TransportLayer互連網(wǎng)絡(luò)層InternetLayer應(yīng)用層ApplicationLayer網(wǎng)絡(luò)接入層HosttoNetworkLayerSNMP,RIP等UDPHTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP互連網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接入層傳輸層應(yīng)用層………網(wǎng)絡(luò)接口

1網(wǎng)絡(luò)接口

2網(wǎng)絡(luò)接口

31.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層的協(xié)議相對較多，分別使用UDP和TCP協(xié)議進(jìn)行承載，它們位于各自的上方。網(wǎng)絡(luò)層除核心協(xié)議IP外，還有、和RARP，分別位于IP協(xié)議的上下方。

TCP/IP模型中的核心協(xié)議是TCP、UDP和IP，且呈現(xiàn)漏斗狀，IP協(xié)議處于漏斗的最窄處。1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層表示層會話層數(shù)據(jù)鏈路層物理層7654321OSI的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接入層互連網(wǎng)絡(luò)層(各種應(yīng)用層協(xié)議如TELNET,FTP,SMTP等)傳輸層(TCP

或

UDP)TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)無連接分組交付服務(wù)傳輸服務(wù)(可靠或不可靠)各種應(yīng)用服務(wù)TCP/IP

的三個服務(wù)層次4、OSI-RM和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

OSI的專家們在完成OSI標(biāo)準(zhǔn)時沒有商業(yè)驅(qū)動力；

OSI的協(xié)議實現(xiàn)起來過分復(fù)雜，且運行效率很低；

OSI標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長，因而使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無法及時進(jìn)入市場；

OSI的層次劃分并也不太合理，有些功能在多個層次中重復(fù)出現(xiàn)。4、OSI-RM和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)出發(fā)點不同：OSI-RM是作為國際標(biāo)準(zhǔn)而制定的,不得不兼顧各方,考慮各種情況,造成OSI-RM相對比較復(fù)雜,協(xié)議的數(shù)量和復(fù)雜性都遠(yuǎn)高于TCP/IP。早期TCP/IP協(xié)議是為軍用網(wǎng)ARPANET設(shè)計的體系結(jié)構(gòu),一開始就考慮了一些特殊要求,如可用性,殘存性,安全性,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)性以及處理瞬間大信息量的能力等。4、OSI-RM和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)①對層次間的關(guān)系②對異構(gòu)網(wǎng)互連問題③無連接服務(wù)問題4、OSI-RM和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)按照一般的概念，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)備只有符合有關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)才能在大范圍獲得工程上的應(yīng)用。但現(xiàn)在情況卻反過來了，得到最廣泛應(yīng)用的不是法律上的國際標(biāo)準(zhǔn)OSI，而是非國際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP。這樣，TCP/IP就常被稱為是事實上的國際標(biāo)準(zhǔn)。4、OSI-RM和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較

兩個國際標(biāo)準(zhǔn)化組織：ISO和ITU-T。

OSI的前身是國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作由稱為IAB（InternetActivitiesBoard）的組織負(fù)責(zé)，下設(shè)TaskForce負(fù)責(zé)具體的某一方面標(biāo)準(zhǔn)。如IETF(InternetEngineeringTaskForce)負(fù)責(zé)因特網(wǎng)近期發(fā)展的工程與標(biāo)準(zhǔn)問題。1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)5、網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)5、網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織

因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作因特網(wǎng)協(xié)會ISOC因特網(wǎng)研究指導(dǎo)小組IRSG因特網(wǎng)研究部IRTF因特網(wǎng)工程部IETF因特網(wǎng)工程指導(dǎo)小組IESG…RGWG……RG…領(lǐng)域領(lǐng)域因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究委員會IABWGWGWG1.4計算機通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)5、網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織RFC(RequestForComments)因特網(wǎng)草案建議標(biāo)準(zhǔn)草案標(biāo)準(zhǔn)因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)歷史的RFC實驗的RFC提供信息的RFC6種RFC本章小結(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)的四個階段計算機網(wǎng)絡(luò)定義計算機網(wǎng)絡(luò)不同的分類方法計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議本章小結(jié)OSI七層模型服務(wù)訪問點國際標(biāo)準(zhǔn)化組織通信與網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景SeeYouNextTime!南京郵電大學(xué)計算機網(wǎng)絡(luò)

ComputerNetworks南京郵電大學(xué)計算機學(xué)院“計算機通信與網(wǎng)絡(luò)”國家精品課程組第2章物理層內(nèi)容概要

物理層是網(wǎng)絡(luò)層次模型的最底層，它建立在物理傳輸介質(zhì)的基礎(chǔ)上，作為系統(tǒng)和通信介質(zhì)的接口，用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實體之間比特流的透明傳輸。

內(nèi)容綱要

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)傳輸介質(zhì)編碼與調(diào)制多路復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)物理層設(shè)備與接口內(nèi)容綱要

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

傳輸介質(zhì)編碼與調(diào)制多路復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)物理層設(shè)備與接口2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)1、信息、數(shù)據(jù)和信號2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)1、信息、數(shù)據(jù)和信號數(shù)據(jù)(data)——通常是指預(yù)先約定的具有某種含義的數(shù)字、符號和字母的組合。信號(signal)——數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電磁波的表示形式?！澳M的”(analogous)——連續(xù)變化的?！皵?shù)字的”(digital)——取值是離散的。調(diào)制——把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的過程。解調(diào)——把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程。信道——表示向某一方向傳送數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì)。

數(shù)據(jù)和信號模擬數(shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)模擬信號數(shù)字信號有意義的實體涉及數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋在某個區(qū)間產(chǎn)生連續(xù)的值產(chǎn)生離散的值是數(shù)據(jù)的電磁(或電子)編碼涉及到事物的形式是一種連續(xù)變化的電磁波是一系列的電壓脈沖信號1、信息、數(shù)據(jù)和信號2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)模擬數(shù)據(jù)模擬信號放大器調(diào)制器模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號

PCM編碼器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號調(diào)制器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信號

數(shù)字發(fā)送器1、信息、數(shù)據(jù)和信號2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)信源和信宿：信源就是信息的發(fā)送端，是發(fā)出待傳送信息的設(shè)備；信宿就是信息的接收端，是接收所傳送信息的設(shè)備。信號轉(zhuǎn)換設(shè)備：是將信源發(fā)出的信息轉(zhuǎn)換成適合于在信道上傳輸?shù)男盘柕脑O(shè)備。2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號接收的信號輸出數(shù)據(jù)源點終點發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC機公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號模擬信號正文正文數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC機2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)舉例2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)舉例(b)局域網(wǎng)用戶通過Internet上網(wǎng)通信2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)傳碼速率：傳碼速率又稱為調(diào)制速率、波特率，記作NBd，是指在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，每秒鐘傳輸信號碼元的個數(shù)，單位是波特（Baud）。傳信速率：又稱為比特率，記作Rb，是指在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，每秒鐘傳輸二進(jìn)制碼元的個數(shù)，單位是比特/秒（bit/s,或kbit/s或Mbit/s）。

數(shù)據(jù)傳輸速率2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)

數(shù)據(jù)傳輸速率2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)[例2-1]若信號碼元持續(xù)時間為1×10-4秒，試問傳送8電平信號，則傳碼速率和傳信速率各是多少？解：由于T=1×10-4秒，所以傳碼速率NBd=1/T=10000波特由于傳送的信號是8電平，所以，M=8。則傳信速率Rb=NBdlog2

M=30000bit/s。

數(shù)據(jù)傳輸速率2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)

信道帶寬信號帶寬：(bandwidth)是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。模擬信道：表示通信線路允許通過的信號頻帶范圍就稱為線路帶寬(通頻帶)。數(shù)字信道：“帶寬”是所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”同義語，單位是“比特每秒”。2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)

信道帶寬常用的帶寬單位是千比每秒，即kb/s（103b/s）兆比每秒，即Mb/s（106b/s）吉比每秒，即Gb/s（109b/s）太比每秒，即Tb/s（1012b/s）請注意：在計算機界，數(shù)據(jù)量的表示

K=210,M=220,G=230,T=240。2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)時間軸上信號的寬度隨速率的增大而變窄，對應(yīng)的信號頻率增加，則占用帶寬也增加。每秒

106

個比特時間1

01

0

111

s帶寬為1Mb/s

時間每秒

4

106

個比特0.25s帶寬為4Mb/s

帶寬3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)

誤碼率和誤組率誤碼率：在一定時間內(nèi)接收到出錯的比特數(shù)e1與總的傳輸比特數(shù)e2之比。

Pe＝（e1/e2)×100％由于實際的傳輸信道及通信設(shè)備存在隨機差錯與突發(fā)差錯，而數(shù)據(jù)通信常采用數(shù)據(jù)塊或幀為單位進(jìn)行傳輸，使用誤組率可以更好反映傳輸效率。誤組率：在一定時間內(nèi)接收出錯的組數(shù)b1與總的傳輸組數(shù)b2之比。

Pb＝（b1/b2)×100％2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)發(fā)送時延（傳輸時延）：發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時間。信道帶寬：數(shù)據(jù)在信道上的發(fā)送速率。常稱為數(shù)據(jù)在信道上的傳輸速率。發(fā)送時延=數(shù)據(jù)塊長度（比特）信道帶寬（比特/秒）

時延3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)傳播時延：電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。信號傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號在信道上的傳播速率是完全不同的概念。傳播時延=信道長度（米）信號在信道上的傳播速率（米/秒）

時延3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)處理時延：交換結(jié)點為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費的時間。結(jié)點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延是處理時延中的重要組成部分。處理時延的長短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時的通信量。有時可用排隊時延作為處理時延。

時延3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)從源點經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳送，到達(dá)目的點所經(jīng)歷的總時延就是發(fā)送時延、傳播時延和處理時延之和：總時延=發(fā)送時延+傳播時延+處理時延

時延3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

時延1011001…發(fā)送器隊列在鏈路上產(chǎn)生傳播時延結(jié)點

B結(jié)點

A在發(fā)送器產(chǎn)生發(fā)送時延(即傳輸時延)在隊列中產(chǎn)生處理時延數(shù)據(jù)從結(jié)點A向結(jié)點B發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)所謂高速網(wǎng)絡(luò)鏈路，我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延。提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，減小網(wǎng)絡(luò)傳輸時延，主要是減少發(fā)送時延和處理時延。

時延3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

時延3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)[例2-3]若AB兩臺計算機之間的距離為1000km，假定在電纜內(nèi)信號的傳播速度是2×108m/s，試對下列類型的鏈路分別計算發(fā)送時延和傳播時延。（1）數(shù)據(jù)塊長度為108bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Mb/s；（2）數(shù)據(jù)塊長度為1000bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gbit/s

2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

信道容量3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)信道容量是指在一定的條件下，給定通信路徑（信道）上所能達(dá)到的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。信道容量噪聲誤碼率帶寬數(shù)據(jù)傳輸速率

信道容量3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)奈科斯特定理：任意一個信號如果通過帶寬為W（Hz）的理想低通濾波器，當(dāng)每秒傳輸2W碼元，就可實現(xiàn)無碼元間干擾傳輸。 在理想的條件下，即無噪聲有限帶寬為W的信道，其最大的數(shù)據(jù)傳輸速率C（即信道容量）為：

C=2Wlog2M

信道容量3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)香農(nóng)(Shannon)用信息論的理論推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯的信息傳輸速率。信道的極限信息傳輸速率C(信道容量）可表達(dá)為

C=Wlog2(1+S/N)b/sW為信道的帶寬（以Hz為單位）；S為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。

香農(nóng)(Shannon)定理內(nèi)容綱要

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

傳輸介質(zhì)編碼與調(diào)制多路復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)物理層設(shè)備與接口1、雙絞線銅線銅線聚氯乙烯套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層無屏蔽雙絞線UTP屏蔽雙絞線STP2.2傳輸介質(zhì)把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放置，再用規(guī)則的方法絞合起來。絞合的導(dǎo)線可以減少相鄰線對的相互干擾。多對絞合導(dǎo)線構(gòu)成了雙絞線電纜。雙絞線可用于模擬傳輸和數(shù)字傳輸。價格低，安裝方便，但帶寬窄，抗干擾性能較差。2.2傳輸介質(zhì)1、雙絞線A扭絞距線徑

0.4～1.4mmB近端串?dāng)_遠(yuǎn)端串?dāng)_白綠綠白橙藍(lán)白藍(lán)橙白棕棕12345678

局域網(wǎng)EIA/TIA568A

UTP內(nèi)4對8線的編號與線色2.2傳輸介質(zhì)1、雙絞線

類型阻抗返回?fù)p耗 近端串?dāng)_

>1Mhz100m 100m3類UTP10012db43db4類UTP10012db58db5類UTP10012db64db2.2傳輸介質(zhì)1、雙絞線2、同軸電纜外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保護套層內(nèi)導(dǎo)體2.2傳輸介質(zhì)同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線（單股實心線或多股絞合線）、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層以及保護塑料外層組成。由于外導(dǎo)體屏蔽層的作用，同軸電纜具有較好的抗干擾特性（特別是高頻段），適合高速數(shù)據(jù)傳輸。通常按特性阻抗數(shù)值不同，可分為兩類：50Ω同軸電纜：數(shù)據(jù)通信中傳輸基帶信號75Ω同軸電纜：模擬傳輸系統(tǒng)（CATV）

2、同軸電纜2.2傳輸介質(zhì)RG-8/RG-1110Base5阻抗50

粗纜

0.4”

RG-58A/U10Base2阻抗50

細(xì)纜

0.18”

RG-59U10Broad3600阻抗75CATV0.25”

RG-63ARCnet阻抗930.25”(0.635cm)2.2傳輸介質(zhì)2、同軸電纜3、光纖遠(yuǎn)供電源光纖及包層填充物外護套包帶層包層纖芯（a）光纜結(jié)構(gòu)剖面圖（b）光波在纖芯中傳播2.2傳輸介質(zhì)光纖通常由非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲，主要由纖芯和包層構(gòu)成。纖芯很細(xì)，直徑為8－100um，且折射率較高，包層相對折射率較低。多根光纖構(gòu)成光纜。光波利用光的全反射原理通過纖芯傳導(dǎo)。通過傳遞光脈沖進(jìn)行通信。光纖通信衰耗小，距離長，抗干擾能力強，傳輸容量大，保密性好。多模光纖：多條不同入射角光線在一條光纖中傳輸。單模光纖：直徑只有一個光波長大小，直線傳輸。2.2傳輸介質(zhì)3、光纖折射角入射角

包層（低折射率的媒體）

包層（低折射率的媒體）

纖芯（高折射率的媒體）包層纖芯2.2傳輸介質(zhì)3、光纖高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷?.2傳輸介質(zhì)3、光纖輸入脈沖輸出脈沖單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖2.2傳輸介質(zhì)3、光纖4、無線的傳輸介質(zhì)在交通不便、施工不便的地方（高山、海洋、城市），或距離較遠(yuǎn)的情況下，使用無線傳輸方式，成本較低。信息技術(shù)的發(fā)展，人們要求在運動中進(jìn)行電話通信或計算機通信。無線電波可以在自由空間各個方向傳播，實現(xiàn)多種通信。這種通信不使用前述的各種導(dǎo)向傳輸媒體，故稱為“非導(dǎo)向傳輸媒體”。2.2傳輸介質(zhì)電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜無線電微波紅外線可見光紫外線X射線

射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波

調(diào)幅無線電

調(diào)頻無線電

海事無線電光纖電視(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024

移動無線電2.2傳輸介質(zhì)無線傳輸所使用的頻段很廣，人們可以根據(jù)需要使用不同頻段特性進(jìn)行通信。傳統(tǒng)無線電：長波、中波、短波甚高頻、特高頻、超高頻、極高頻微波通信（2－40GHz，直線傳播)地面接力微波：在地面建立若干微波中繼站，中繼站將前一站信號接收，放大后轉(zhuǎn)發(fā)到下一站，實現(xiàn)“接力”式傳輸。衛(wèi)星通信：將微波中繼站放在衛(wèi)星上實現(xiàn)。通信建立遠(yuǎn)，覆蓋面積大。2.2傳輸介質(zhì)4、無線的傳輸介質(zhì)地面微波的工作頻率范圍一般為1～20GHz，其特點是直線傳播，因此只能在視距范圍內(nèi)進(jìn)行傳輸。由于受到地形和天線高度的限制，兩微波站間的通信距離一般為30～50km。

地面微波2.2傳輸介質(zhì)4、無線的傳輸介質(zhì)

衛(wèi)星通信的最大特點是通信距離遠(yuǎn)，且通信費用與通信距離無關(guān)。同步衛(wèi)星發(fā)射出的電磁波能輻射到地球上的通信覆蓋區(qū)的跨度達(dá)18000多公里。只要地球赤道上空的同步軌道上，等距離地放置3顆相隔120度的衛(wèi)星，就能基本上實現(xiàn)全球的通信。

衛(wèi)星微波2.2傳輸介質(zhì)4、無線的傳輸介質(zhì)

衛(wèi)星微波波段頻率(GHz)下行(GHz)上行(GHz)問題C4/63.7~4.25.925~6.425地面上的干擾Ku11/1411.7~12.214.0~14.5降雨Ka20/3017.7~21.727.5~30.5降雨，設(shè)備價格高2.2傳輸介質(zhì)4、無線的傳輸介質(zhì)無線電波是一個廣義的概念，從含義上講，無線電波是全向傳播，而微波是定向傳播。無線電波不同頻段用于不同通信方式

3~30MHz，用于短波通信；

30~300MHz，用于數(shù)據(jù)通信；蜂窩無線電移動通信。

無線電波2.2傳輸介質(zhì)4、無線的傳輸介質(zhì)

紅外線技術(shù)已經(jīng)在計算機通信中得到了應(yīng)用，例如兩臺筆記本電腦對著紅外接口，可傳輸文件。紅外線鏈路只需一對收發(fā)器，可調(diào)制不相干的紅外光，在視線距離的范圍內(nèi)傳輸，具有很強的方向性。

紅外線技術(shù)2.2傳輸介質(zhì)4、無線的傳輸介質(zhì)

紅外線技術(shù)調(diào)制非相干紅外線光2.2傳輸介質(zhì)4、無線的傳輸介質(zhì)內(nèi)容綱要

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

傳輸介質(zhì)

編碼與調(diào)制多路復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)物理層設(shè)備與接口2.3編碼與調(diào)制1、數(shù)字--數(shù)字編碼2、模擬–數(shù)字編碼3、數(shù)字–模擬調(diào)制4、模擬–模擬調(diào)制1、數(shù)字—數(shù)字編碼2.3編碼與調(diào)制2.3編碼與調(diào)制1、數(shù)字—數(shù)字編碼數(shù)據(jù)序列單極性不歸零碼單極性歸零碼雙極性不歸零碼雙極性歸零碼0100110001112.3編碼與調(diào)制1、數(shù)字—數(shù)字編碼數(shù)據(jù)序列偽三元編碼曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼差分編碼0100110001112、模擬—數(shù)字編碼2.3編碼與調(diào)制抽樣量化編碼模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號數(shù)字信道數(shù)字信號2、模擬—數(shù)字編碼2.3編碼與調(diào)制時間量化幅值量化采樣間隔Ts

2fc模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號3、數(shù)字—模擬調(diào)制2.3編碼與調(diào)制2.3編碼與調(diào)制有些傳輸媒體只適合于傳輸模擬信號，為充分利用現(xiàn)有的傳輸資源，必須將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號才能傳輸。將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號的過程叫調(diào)制（實際上是用數(shù)字信號控制模擬信號的某些參數(shù)，使模擬信號攜帶信息）。將攜帶信息的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（或稱從已調(diào)制的模擬信號中提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)）的過程叫解調(diào)。3、數(shù)字—模擬調(diào)制最常用的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)－模擬信號轉(zhuǎn)換設(shè)備是調(diào)制解調(diào)器（MODEM），同時具有調(diào)制和解調(diào)的功能，在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，是一種典型的DCE設(shè)備。常用的調(diào)制技術(shù)：載波：一種便于發(fā)射和接收，及技術(shù)實現(xiàn)的高頻簡諧波或周期性脈沖信號。當(dāng)載波為高頻簡諧波時，可用三個參數(shù)描述：振幅、頻率、相位?？刂七@三個參數(shù)變化，可以實現(xiàn)調(diào)制功能。3、數(shù)字—模擬調(diào)制2.3編碼與調(diào)制以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)控制載波的幅度，稱為數(shù)字調(diào)幅，又稱幅移鍵控，簡稱ASK。以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)控制載波的相位，稱為數(shù)字調(diào)相，又稱相移鍵控，簡稱PSK。以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)控制載波的頻率，稱為數(shù)字調(diào)頻，又稱頻移鍵控，簡稱FSK。3、數(shù)字—模擬調(diào)制2.3編碼與調(diào)制010011100基帶信號調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相3、數(shù)字—模擬調(diào)制2.3編碼與調(diào)制4、模擬—模擬調(diào)制2.3編碼與調(diào)制4、模擬—模擬調(diào)制2.3編碼與調(diào)制1.幅度調(diào)制，簡稱調(diào)幅：使載波信號的幅度隨原始的模擬數(shù)據(jù)（即調(diào)制信號）的幅度變化而得到的信號（已調(diào)信號），而載波的頻率是不變的。2.頻率調(diào)制，簡稱調(diào)頻：使載波信號的頻率隨原始的模擬數(shù)據(jù)的幅度變化而得到的信號，而載波的幅度是不變的。3.相位調(diào)制，簡稱調(diào)相：使載波信號的相位隨原始的模擬數(shù)據(jù)的幅度變化而得到的信號，而載波的幅度是不變的。內(nèi)容綱要

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

傳輸介質(zhì)編碼與調(diào)制

多路復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)物理層設(shè)備與接口2.4多路復(fù)用隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，通信終端和交換設(shè)備的性能不斷提高，而價格卻迅速降低。傳輸媒體由于資源有限，制造成本增加，即使采用原料豐富的光纖線路，但鋪設(shè)費用也在增長。其投資在整個通信網(wǎng)絡(luò)占有的比重越來越大。信道復(fù)用技術(shù)是在一條傳輸信道中傳輸多路信號，以提高傳輸媒體的利用率。2.4多路復(fù)用1、頻分復(fù)用2、時分復(fù)用3、碼分復(fù)用4、波分復(fù)用2.4多路復(fù)用1、頻分復(fù)用當(dāng)傳輸信道的帶寬較大，而所傳輸?shù)男盘栔恍璨糠謳捑涂蓪崿F(xiàn)有效傳送，則可以在信道中同時傳輸多路信號，每路信號占用部分帶寬。頻分復(fù)用是按頻率劃分不同的子信道，每個子信道占用不同的頻率范圍。采用調(diào)制技術(shù)，將信號搬移到信道相應(yīng)的頻段上。頻分復(fù)用常用于載波電話系統(tǒng)、電視等。2.4多路復(fù)用1、頻分復(fù)用頻率1頻率3頻率2頻率4時間頻率T4T3T2T1T1T2T3T42.4多路復(fù)用2、時分復(fù)用時分復(fù)用是采用時間分片方式來實現(xiàn)傳輸信道的多路復(fù)用，即每一路信號傳輸都使用信道的全部帶寬，但只能使用其中某個時隙。靜態(tài)時分復(fù)用中，多個數(shù)據(jù)終端的信號分別在預(yù)定的時隙內(nèi)傳輸，其分配關(guān)系固定，周期性使用，收發(fā)雙方保持同步，又稱同步時分復(fù)用。若無數(shù)據(jù)傳輸時，對應(yīng)時隙空閑。靜態(tài)時分復(fù)用時高速傳輸介質(zhì)容量等于各個低速終端數(shù)據(jù)速率之和。2.4多路復(fù)用2、時分復(fù)用頻率時間BCDBCDBCDBCDAAAA在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀2.4多路復(fù)用2、時分復(fù)用頻率時間CDCDCDCDAAAATDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀BBBB在

TDM

幀中的位置不變2.4多路復(fù)用2、時分復(fù)用頻率時間BDBDBDBDAAAATDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀CCCC在

TDM

幀中的位置不變2.4多路復(fù)用2、時分復(fù)用頻率時間BCBCBCBCAAAATDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀在

TDM

幀中的位置不變DDDD2.4多路復(fù)用2、時分復(fù)用靜態(tài)時分復(fù)用中，每個數(shù)據(jù)終端的信號與傳輸時隙分配關(guān)系固定，無數(shù)據(jù)傳輸時，對應(yīng)時隙空閑。因此效率較低。動態(tài)時分復(fù)用又稱異步時分復(fù)用，或稱統(tǒng)計時分復(fù)用（STDM），是按需分配媒體資源，提高了傳輸媒體的利用率。動態(tài)時分復(fù)用中，用戶數(shù)據(jù)傳輸速率之和可以大于高速線路傳輸容量。動態(tài)時分復(fù)用中需要使用緩沖存儲和流量控制技術(shù)來保證數(shù)據(jù)正確傳送。2.4多路復(fù)用2、時分復(fù)用ABCDaabbcdbcattttt4個時分復(fù)用幀#1④③②①acbcd靜態(tài)時分復(fù)用#2#3#4用戶2.4多路復(fù)用2、時分復(fù)用用戶ABCDabcdttttt3個STDM幀#1④③②①acbabbcacd#2#3統(tǒng)計時分復(fù)用2.4多路復(fù)用3、碼分復(fù)用碼分復(fù)用是蜂窩移動通信中迅速發(fā)展的一種信號處理方式。常用的名詞是碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。每一個比特時間劃分為m個短的間隔，稱為碼片(chip)。2.4多路復(fù)用3、碼分復(fù)用每個站被指派一個惟一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的mbit碼片序列。如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列二進(jìn)制反碼。

例如，S站的8bit碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時，就發(fā)送序列00011011，發(fā)送比特0時，就發(fā)送序列11100100。S站的碼片序列：(–1–1–1+1+1–1+1+1)2.4多路復(fù)用3、碼分復(fù)用每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。在實用的系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。2.4多路復(fù)用令向量S表示站S的碼片向量，令T表示其他任何站的碼片向量。兩個不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規(guī)格化內(nèi)積(innerproduct)都是0：3、碼分復(fù)用2.4多路復(fù)用3、碼分復(fù)用令向量S為(–1–1–1+1+1–1+1+1)，向量T為(–1–1+1–1+1+1+1–1)。把向量S和T的各分量值代入公式就可看出這兩個碼片序列是正交的。2.4多路復(fù)用任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1。一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是–1。3、碼分復(fù)用2.4多路復(fù)用3、碼分復(fù)用S站的碼片序列S110ttttttm

個碼片tS站發(fā)送的信號SxT站發(fā)送的信號Tx總的發(fā)送信號Sx+Tx規(guī)格化內(nèi)積S

Sx規(guī)格化內(nèi)積S

Tx數(shù)據(jù)碼元比特發(fā)送端接收端2.4多路復(fù)用4、波分復(fù)用波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用，即在一根光纖上傳輸多路光載波信號。密集波分復(fù)用（DWDM）是一種支持巨大數(shù)量信道的系統(tǒng)。波分復(fù)用技術(shù)可以進(jìn)一步提高光纖的傳輸容量，滿足通信需求量的迅速增長和多媒體通信。2.4多路復(fù)用4、波分復(fù)用1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm8

2.5Gb/s1310nm20Gb/s復(fù)用器分用器EDFA120km內(nèi)容綱要

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

傳輸介質(zhì)編碼與調(diào)制多路復(fù)用技術(shù)

數(shù)據(jù)交換技術(shù)物理層設(shè)備與接口2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)交換是一種集中和轉(zhuǎn)接的概念。如果網(wǎng)絡(luò)的分布范圍廣，用戶眾多，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜。多個用戶之間的通信，如果采用點對點直接連接的方式，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大，費用高，線路利用率低。采用交換方式，利用集中和轉(zhuǎn)接的概念，通過選擇和復(fù)用技術(shù)，可以提高線路資源的利用率，簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，降低網(wǎng)絡(luò)成本。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)交換節(jié)點轉(zhuǎn)接中心用戶線中繼線全連通2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)交換網(wǎng)絡(luò)用戶接口中繼接口控制單元信號單元中繼線用戶線（1）建立連接（2）維持連接（3）拆除連接2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)電路交換報文交換分組交換快速分組交換多速率電路交換快速電路交換存儲-轉(zhuǎn)發(fā)ATM交換X.25分組網(wǎng)幀中繼、SMDS信元交換2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)一個通信網(wǎng)絡(luò)由許多交換節(jié)點組成，信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸要經(jīng)過一系列的交換節(jié)點，從一條線路轉(zhuǎn)換的另一條線路，最后到達(dá)目的地。交換節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)信息的方式，就稱為交換方式。電路交換報文交換分組交換2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)正向證實信號正向拆線信號主叫掛機反向拆線信號被叫掛機被叫用戶主叫用戶回鈴音取機撥號撥號音占用信號占用信號振鈴?fù)ㄔ?信息傳送)連接釋放呼叫建立A局B局C局掛機1、電路交換2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)連接釋放數(shù)據(jù)傳送連接建立ABCDt報文1、電路交換C1C4C3C2C3本地網(wǎng)省中心省間中心地市中心縣中心長途網(wǎng)AB1、電路交換2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)電路交換是一種實時交換，適用于實時要求高的話音通信(全程200ms)。在通信前要通過呼叫為主、被叫用戶建立一條物理連接。如果呼叫請求數(shù)超過交換網(wǎng)的連接能力(過負(fù)荷)，用戶會聽到忙音。衡量電話交換服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)之一：呼叫損失率。電路交換是預(yù)分配帶寬，話路接通后，即使無信息傳送也白白占電路，據(jù)統(tǒng)計，傳送話音時電路利用率僅為36%。在傳送信息時，沒有任何差錯控制措施，不利于傳輸可靠性要求高的突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。1、電路交換2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)t用戶電報機B用戶電報機AA局B局C局M1M1M1M1傳播時延傳輸時延存儲/處理時延2、報文交換報文報文報文ABCDt2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)2、報文交換(1)交換節(jié)點采用存儲－轉(zhuǎn)發(fā)方式對每份報文完整地加以處理。(2)

每份報文中含有報頭，包含收、發(fā)雙方的地址，以便交換節(jié)點進(jìn)行路由選擇，可以一對多地傳送報文。(3)報文交換可進(jìn)行速率、碼型的變換，具有差錯控制措施。(4)存儲－轉(zhuǎn)發(fā)時延大，隨機性也大，過負(fù)荷時將會導(dǎo)致報文延遲。2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)2、報文交換P2P1報文…?÷?úA主機B主機C鏈路P5P6P4P3P2P1PSEaPSEbPSEc2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)3、分組交換P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4ABCDP2P12.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)3、分組交換（1）可實現(xiàn)多路通信功能。（2）采用統(tǒng)計時分多路復(fù)用，提高了線路利用率。（3）能夠?qū)崿F(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù)終端設(shè)備（含有不同的傳輸速率、不同的編碼、不同的通信控制規(guī)程等）之間的通信。（4）數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量高、可靠性高，可使用優(yōu)先級。（5）提高了鏈路利用率，經(jīng)濟性好。2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)3、分組交換由于采用存儲—轉(zhuǎn)發(fā)方式處理分組，所以分組在網(wǎng)內(nèi)的平均時延可達(dá)幾百毫秒。每個分組附加的分組標(biāo)題，都會需要交換機分析處理，而增加開銷，因此分組交換適宜于計算機通信的突發(fā)性或斷續(xù)性業(yè)務(wù)的需求，而不適合于在實時性要求高、信息量大的環(huán)境中應(yīng)用。分組交換技術(shù)比較復(fù)雜，涉及到網(wǎng)絡(luò)的流量控制、差錯控制、編碼、速率的變換方法和接口；網(wǎng)絡(luò)的管理和控制的智能化等。2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)3、分組交換內(nèi)容綱要

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

傳輸介質(zhì)編碼與調(diào)制多路復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)

物理層設(shè)備與接口2.6物理層設(shè)備與接口1、中繼器中繼器是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，負(fù)責(zé)在兩個節(jié)點的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度。2.6物理層設(shè)備與接口2、集線器集線器的主要功能是對接收到的信號進(jìn)行再生整形放大，以擴大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時把所有節(jié)點集中在以它為中心的節(jié)點上，其本質(zhì)上是一個多端口的中繼器。它工作于OSI參考模型的最底層，也就是本章所介紹的物理層。2.6物理層設(shè)備與接口2、集線器

2.6物理層設(shè)備與接口3、物理層接口特性通信接口特性是指DTE和DCE之間連接的物理特性。這種連接特性與所選用的DCE類型、傳輸信道（模擬/數(shù)字）、通信方式（半雙工/全雙工）和通信速率有關(guān)。物理層標(biāo)準(zhǔn)主要描述了通信接口的相關(guān)特性。包括機械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性。物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：機械特性：指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。規(guī)程特性：指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序和條件。

2.6物理層設(shè)備與接口機械特性機械特性描述接口接插件的插頭、插座的規(guī)格、尺寸、幾何形狀，插針/插孔的數(shù)量與排列情況等。機械特性主要使用ISO標(biāo)準(zhǔn)。

ISO211025芯（2排，13/12）

ISO259334芯（4排，9/8/9/8）

ISO490237芯（2排，19/18）

ISO490315芯（2排，8/7）

9芯（2排，5/4）2.6物理層設(shè)備與接口X.21接口/ISO4903V.24接口/RS-232/ISO2110V.35接口/ISO2593ABDCHMSWafjEKPUYchmJNTXbgkFLRVZdln113142518915

常見接口的機械特性2.6物理層設(shè)備與接口電氣特性電氣特性描述通信接口的發(fā)信器（驅(qū)動器）和接收器的電氣連接方法及其電氣參數(shù)。電氣連接方法：不平衡型、半平衡