網(wǎng)絡通信基礎詳解.ppt

1、主題四,國家信息化工程師認證考試管理中心,通信基礎,2.2 基礎概念,單工、半雙工、全雙工 模擬和數(shù)字 周期信號 簡單信號和復合信號 振幅、周期和相位 數(shù)字信號分解 介質(zhì)帶寬和有效帶寬 信道容量 串行與并行 一對一通信與一對多通信,模擬信號三要素,振幅：在波上任一點信號的值。它等于波形上給定點到水平 軸的垂直距離。 周期：完成一個波形循環(huán)所要經(jīng)歷的時間（頻率1/周期） 相位：描述了波形相對與時間軸零點的位置。,最大值,最小值,介質(zhì)帶寬和有效帶寬,介質(zhì)帶寬：傳輸介質(zhì)有一個有限的帶寬，它只能傳 輸某些頻率范圍內(nèi)的信號。,有效帶寬：數(shù)字信號的頻譜包括不同振幅的無數(shù)個 頻率，而我們只傳輸那些具有重要振

2、幅 的分量，我們可以已合理的精度在接收 端復制出數(shù)字信號，其帶寬稱為有效帶 寬。,串行與并行,并行傳輸：兩個短距離的設備之間的傳輸，如打印纜。 串行傳輸：遠距離的設備之間的傳輸，便宜、可靠、速度慢。,問題：如何在串行傳輸時，使接收設備知道何時開始傳輸？,0 1 1 0 1 1 0 0,a) 并行傳輸,b) 串行傳輸,異步與同步,異步傳輸： 每個被傳送的字符前有起始位，后有停止位。 速率慢，開銷大，適用于低速設備。 同步傳輸： 字符組合成數(shù)據(jù)幀成組發(fā)送 數(shù)據(jù)幀包含一組同步字符使收發(fā)雙方進入同步。 傳輸速度快，開銷少。,單工/半雙工/全雙工,單 工：信號只能在一個方向上傳輸 半雙工：通信可以在兩個

3、方向上傳輸，但不同時 全雙工：通信可在雙方向同時進行,設備,設備,設備,設備,設備,設備,雙絞線的結(jié)構(gòu)(2),雙絞線的顏色,連接UTP和RJ45接頭(1),同軸電纜的類型和技術(shù)標準,光纖的結(jié)構(gòu),光纖的尺寸,描述光纖尺寸的參數(shù)有兩個： 內(nèi)芯直徑和反射層直徑，其度量單位都為 微米(m, 1m=110-6m)。 最細的光纖其內(nèi)芯直徑通常只有510m， 粗一些的光纖其內(nèi)芯直徑為50100m。 局域網(wǎng)中最常用的光纖是62.5m/125m的 光纖，其中62.5m是內(nèi)芯直徑，而125m 是反射層的直徑。,光纖的類型,多模光纖(Multimode Fiber, MMF) 光信號不止一種波長，常用多模光纖中主要

4、有Ala類50/125m和Alb類62.5/125m兩種類型。 單模光纖(Singlemode Fiber, SMF ) 光信息只有一種波長，典型的單模光纖尺寸為8m/125m,紅外線,紅外線(Infrared, IR)技術(shù)廣泛的應用在電視機和立體聲系統(tǒng)的遙控器中，也可以做為網(wǎng)絡通信的介質(zhì)。它通過使用位于紅外頻率波譜中的錐形或者線型光束來傳輸數(shù)據(jù)信號。 紅外網(wǎng)絡需要通信的雙方設備都擁有一個收發(fā)器，最好還有同步軟件。傳輸速度4Mbit/s16Mbit/s。 紅外線是一種視線技術(shù)，不能通過不透明的物理(如墻壁)，并且易受外界光線干擾。,無線電波,窄帶無線電波 發(fā)射器與接收器使用相同的頻率傳輸信號，

5、如廣播收音機。容易被非法聽眾截獲信號。 擴頻無線電波 (1)跳頻擴頻 (Frequency hopping spread spectrum, FHSS) (2)直序擴頻 (Direct sequence spread spectrum, DSSS),2.11 網(wǎng)絡連接設備,中繼器 集線器 網(wǎng)橋（生成樹網(wǎng)橋、源路由網(wǎng)橋） 交換機 網(wǎng)卡 路由器 網(wǎng)關,中繼器,中繼器(Repeater)最簡單的互連設備。它工作在OSI模型的物理層，用于擴展LAN網(wǎng)段的長度，延伸信號傳輸?shù)姆秶?，例如可加大線纜的傳輸距離。 中繼器可以連接不同類型的線纜。,中繼器,中繼器的工作就是重發(fā)bit，將所收到的bit信號進行再生

6、和還原并傳給每個與之相連的網(wǎng)段。中斷器是一個沒有鑒別能力的設備，它會精確的再生所收到的bit信號包括錯誤信息，而且再生后傳給每個與之相連網(wǎng)段而不管目的計算機是否在該網(wǎng)段上。但是，中繼器的速度很快且時延很小。,集線器的功能,集線器(Hub)其實是一個具有多個端口的中繼器。它可以集中網(wǎng)絡連接，可以重發(fā)bit信號。 最常用的集線器是連接以太網(wǎng)中計算機的集線器，線纜從單個節(jié)點的NIC連接到中心集線器。一般824個端口。 其他類型的集線器包括用于令牌環(huán)網(wǎng)絡的多站接入單元(MAU/MSAU)等。,中繼器和集線器,交換機的功能,交換機(Switch)其實是更先進的網(wǎng)橋，它除了具備網(wǎng)橋的所有功能外，還通過在節(jié)

7、點或虛電路間創(chuàng)建臨時邏輯連接，使得整個網(wǎng)絡的帶寬得到最大化的利用。 通過交換機連接的網(wǎng)段內(nèi)的每個節(jié)點，都可以使用網(wǎng)絡上的全部帶寬來進行通信，而不是各個節(jié)點共享帶寬。,交換機與集線器的區(qū)別,交換機的并行程度更高，不同于集線器的 共享帶寬。8口集線器(100Mbps)與8口交換機(400Mbps)的帶寬比較。 交換機的緩存能力更強 交換機的智能化程度更高 交換機具有支持虛擬局域網(wǎng)(VLAN)的能力,不可管理交換機 不具備可管理性，沒有CPU或集中管理芯片，只是并行程度、吞吐能力等優(yōu)于集線器。 可管理式交換 除了具有不可管理交換機的全部功能，還帶有CPU或集中管理芯片，可以支持VLAN及SNMP管理

8、，又稱為智能型交換機。,交換機的類型,交換機的地址學習,以太網(wǎng)交換機通過內(nèi)部的MAC地址表做出轉(zhuǎn) 發(fā)/過濾的決定 MAC地址表存放在交換機的RAM中 初始的MAC地址表為空,交換機的地址學習（續(xù)）,交換機的接口收到數(shù)據(jù)幀后，查找MAC地址表，如沒有相應的表項，交換機 將該數(shù)據(jù)幀泛洪（flood）到所有其它的接口上 通過讀取幀中的源MAC地址，交換機將端口及其連接的主機映射起來，放入 MAC地址表,0260.8c01.4444,E0: 0260.8c01.1111,交換機的類型,不可管理交換機 不具備可管理性，沒有CPU或集中管理芯片，只是并行程度、吞吐能力等優(yōu)于集線器。 可管理式交換 除了具有

9、不可管理交換機的全部功能，還帶有CPU或集中管理芯片，可以支持VLAN及SNMP管理，又稱為智能型交換機。,路由器簡介,隔絕廣播，劃分廣播域 通過路由選擇算法決定最優(yōu)路徑 轉(zhuǎn)發(fā)基于三層地址的數(shù)據(jù)包（網(wǎng)絡層設備） 其他功能,路由器的工作原理(1),與網(wǎng)橋和交換機使用幀中的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)幀相比較，路由器是通過數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)絡層地址(如IP地址)來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的，不對MAC地址進行操作。因此，在用路由器連接的網(wǎng)絡上，源節(jié)點不需要知識目的節(jié)點的MAC也能夠找到它。,路由的實現(xiàn),確定路由算法（默認路由、靜態(tài)路由、動態(tài)路由） 設計目標 選擇類型 定義最佳路徑的度量準則 實現(xiàn)路由協(xié)議 路由傳輸協(xié)議（Routed Protocol） 網(wǎng)間經(jīng)路由被傳輸?shù)膮f(xié)議：IP，IPX 路由選擇協(xié)議（Routing Protocol） 實現(xiàn)路由選擇算法的協(xié)議