計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必背

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和發(fā)展歷史1.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是指將分布在不同地理位置、具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，用通信設(shè)備和通信線路連接起來(lái)，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和通信協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)管理軟件的管理協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源共享、信息傳遞的系統(tǒng)。所謂的網(wǎng)絡(luò)資源包括硬件資源（例如大容量磁盤、光盤陣列、打印機(jī)等），軟件資源（例如工具軟件、應(yīng)用軟件等）和數(shù)據(jù)資源（例如數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)庫(kù)等）。1.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史1969年12月，Internet的前身美國(guó)的ARPA NET投入運(yùn)行，它標(biāo)志著我們常稱的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的誕生。1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用1.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功

2、能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能主要體現(xiàn)在以下方面：a. 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源共享b. 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速傳遞c. 提高可靠性d. 提供負(fù)載均衡與分布式處理能力e. 集中管理f. 綜合信息服務(wù)1.2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面：a. 辦公自動(dòng)化b. 管理信息系統(tǒng)c. 過(guò)程控制d. Internet應(yīng)用1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)構(gòu)成的。從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)看計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由一些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和連接這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路構(gòu)成的；從邏輯功能上看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)則是由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)組成的。1.3.1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和通信鏈路1. 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)又稱網(wǎng)絡(luò)單元，

3、一般可分為三類：訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)和混合節(jié)點(diǎn)。訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)又稱端節(jié)點(diǎn)，是指擁有計(jì)算機(jī)資源的用戶設(shè)備，主要起信源和信宿的作用，常見的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)有用戶主機(jī)和終端等。轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)又稱中間節(jié)點(diǎn)，是指那些在網(wǎng)絡(luò)通信中起數(shù)據(jù)交換和轉(zhuǎn)接作用的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)擁有通信資源，具有通信功能?；旌瞎?jié)點(diǎn)又稱全功能節(jié)點(diǎn)，是指那些既可以作為訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)又可以作為轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。2. 通信鏈路通信鏈路是指兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸信息和數(shù)據(jù)的線路。鏈路可用各種傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)。通信鏈路又分為物理鏈路和邏輯鏈路兩類。物理鏈路是一條點(diǎn)到點(diǎn)的物理線路，中間沒(méi)有任何交換節(jié)點(diǎn)。1.3.2 資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)從邏輯功能上可以把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)子網(wǎng)：資

4、源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。1. 資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)提供訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)和處理數(shù)據(jù)的能力，由主機(jī)系統(tǒng)、終端控制器和終端組成。2. 通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的部分，主要完成數(shù)據(jù)的傳輸、交換以及通信控制。3. 通信子網(wǎng)有兩種類型。（1） 公用型：為公共用戶提供服務(wù)并共享其通信資源的通信子網(wǎng)。（2） 專用型：專門為特定的一組用戶構(gòu)建的通信子網(wǎng)。1.3.2 網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，包括各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、終端及通信設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和各類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類u 按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小和通信距離遠(yuǎn)近劃分（1）局域網(wǎng)(Loca

5、l Area Network，LAN) 地理覆蓋范圍一般為一個(gè)單位，網(wǎng)絡(luò)速度快。 主要連接設(shè)備為交換機(jī)。（2）廣域網(wǎng)(Wide Area Network，WAN) 地理覆蓋范圍一般為一個(gè)國(guó)家，網(wǎng)絡(luò)速度慢。 網(wǎng)絡(luò)連接方式多樣，主要連接設(shè)備為路由器。（3）城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network，MAN) 地理覆蓋范圍一般為一個(gè)城市，多家單位組成，網(wǎng)絡(luò)速度適中。u 按照按網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)分類（1）廣播式網(wǎng)絡(luò) 在網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)單一的通信信道，由這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有的主機(jī)所共享。 在廣播網(wǎng)絡(luò)中，若某個(gè)分組是發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的某些計(jì)算機(jī)，則被稱為多點(diǎn)播送或組播；若分組只發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的某一臺(tái)計(jì)算機(jī)，

6、則稱為單播。（2）點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò) 在網(wǎng)絡(luò)中可能存在多個(gè)通信信道，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間通過(guò)一條物理線路連接。 點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中需要選擇最佳路徑u 按照網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)所處地位劃分（1）對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（Peer to Peer：P2P） 網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)是平等的，同時(shí)擔(dān)任客戶機(jī)和服務(wù)器兩種角色； 每個(gè)用戶都管理自己機(jī)器上的資源。（2）基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式網(wǎng)絡(luò)（Client/server system：C/S） 由一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)， 服務(wù)器負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理維護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源和用戶的集中式管理。u 按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍分類（1）公用網(wǎng) 公用網(wǎng)由電信部門組建，一般由政府電信部門管理和控制，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳輸和交換

7、裝置可提供給任何部門和單位使用。 公用網(wǎng)分為公共電話交換網(wǎng)（PSTN），數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN），綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）等。（2）專用網(wǎng) 專用網(wǎng)事由某個(gè)單位或部門組建的，不允許其他部門或單位使用。如：金融、軍隊(duì)、鐵路等行業(yè)都有自己的專用網(wǎng)。 u 按傳輸介質(zhì)分類（1）有線網(wǎng) 有線網(wǎng)是指采用雙絞線、同軸電纜以及光纖作為傳輸介質(zhì)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。（2）無(wú)線網(wǎng) 無(wú)線網(wǎng)是指使用電磁波作為傳輸介質(zhì)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它可以傳送無(wú)線電波和衛(wèi)星信號(hào)，無(wú)線網(wǎng)包括如下幾種： 無(wú)線電話網(wǎng)：通過(guò)手機(jī)上網(wǎng)已成為新的熱點(diǎn)，目前這種聯(lián)網(wǎng)方式費(fèi)用較高、速率不高、但聯(lián)網(wǎng)方式靈活方便。 語(yǔ)音廣播網(wǎng)：價(jià)格低廉、使用方便，但保密性和安全性差。

8、 無(wú)線電視網(wǎng):普及率高，但無(wú)法再一個(gè)頻道上和用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。 微波通信網(wǎng)：通信保密性和安全性較好。 衛(wèi)星通信網(wǎng)：能進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，但價(jià)格昂貴。u 按網(wǎng)絡(luò)作用范圍分類（1）內(nèi)聯(lián)網(wǎng) （Intranet） 用因特網(wǎng)技術(shù)建立的可支持企事業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)處理和信息交流的綜合網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，通常采用一定的安全措施與企事業(yè)外部的因特網(wǎng)用戶相隔離。（2）外聯(lián)網(wǎng)(Extranet) 不同單位間為了頻繁交換業(yè)務(wù)信息，而基于互聯(lián)網(wǎng)或其他公網(wǎng)設(shè)施構(gòu)建的單位間專用網(wǎng)絡(luò)通道。（2）互聯(lián)網(wǎng)(Internet) 以一組通用的協(xié)議(TCP/IP)相連，形成邏輯上的全球性網(wǎng)絡(luò)。u 按網(wǎng)絡(luò)的交換功能分類（1）電路交換： 在數(shù)據(jù)傳輸期間，

9、源（發(fā)送點(diǎn)）與目的（接收點(diǎn)）之間構(gòu)成一條實(shí)際連接的專用物理線路。（2）報(bào)文交換： 不需要建立一條專用物理線路，信息分成報(bào)文一站一站地從源地址送到目的地址。即存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方式。報(bào)文長(zhǎng)度不固定，有點(diǎn)像寄出一封信傳送方式一樣。（3）分組交換： 同樣不需要建立一條專用物理線路，不過(guò)信息傳送的單位不是報(bào)文，而是分組。特征是其最大長(zhǎng)度比報(bào)文短很多?；驹砼c報(bào)文交換相同。本章習(xí)題一、填空題1在20世紀(jì)50年代，(計(jì)算機(jī))和 （通信）技術(shù)的互相結(jié)合，為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生奠定了理論基礎(chǔ)。2.從資源共享的角度來(lái)定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)指的是利用 （通信線路）將不同地理位置的多個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)連接起來(lái)以實(shí)現(xiàn)（資源共享

10、）的系統(tǒng)。3.從邏輯功能上，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分成（資源子網(wǎng)）和（通信子網(wǎng)）兩個(gè)部分。4.（ARPAnet）的誕生是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史中的一個(gè)里程碑事件，為Internet 的形成奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。5.Internet是由分布在世界各地的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)借助于（路由器）相互聯(lián)接而形成的全球性互聯(lián)網(wǎng)。二、名詞解析1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 就是以能夠相互共享資源的方式互聯(lián)起來(lái)的自治計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。2ARPAnet 對(duì)Internet的形成與發(fā)展起著奠基作用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。3通信子網(wǎng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分，由各種通信控制處理機(jī)、通信線路與其他通信設(shè)備組成，負(fù)責(zé)全網(wǎng)的通信處理任務(wù)。4資源子網(wǎng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部

11、分，由主機(jī)、終端、終端控制器、聯(lián)網(wǎng)外設(shè)、各種軟件資源與信息資源組成，負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)三、選擇題1.下列設(shè)備屬于資源子網(wǎng)的是 (A)。 A、計(jì)算機(jī)軟件 B、網(wǎng)橋 C、交換機(jī) D、路由器2.Internet最早起源于(A)。 A、ARPAnet B、以太 網(wǎng) C、NSFnet D、環(huán)狀網(wǎng) 3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中可共享的資源包括(C) 。 A、硬件、軟件、數(shù)據(jù)和通信信道 B、主機(jī)、外設(shè)和通信信道 C、硬件、軟件和數(shù)據(jù) D、主機(jī)、外設(shè)、數(shù)據(jù)和通信信道 4.目前人們所使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)（A）觀點(diǎn)來(lái)定義的。 A、資源共享 B、狹義 C、用戶透明性 D、報(bào)文交換 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1.1 數(shù)據(jù)通信的基本概

12、念1、信息： 信息是對(duì)客觀事物的反映。 在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中，信息是數(shù)據(jù)的集合、含義與解釋，信息的交換是通信的目的。 信息的表現(xiàn)形式可以是數(shù)值、文字、圖形、聲音、圖像和動(dòng)畫等。2、數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)是人們對(duì)客觀事實(shí)進(jìn)行描述與記載的物理符號(hào)。 數(shù)據(jù)可以分為： 模擬數(shù)據(jù)：連續(xù)變化的物理量； 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：離散不連續(xù)的量；3、信號(hào)： 信號(hào)是數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn)，具有確定的物理描述。信號(hào)也可以分為模擬與數(shù)字兩種形式。 模擬信號(hào)是在一定的數(shù)值范圍內(nèi)可以連續(xù)取值的信號(hào)，是一種連續(xù)變化的信號(hào)。如語(yǔ)音信號(hào)、廣播電視信號(hào)等。數(shù)字信號(hào)取幾個(gè)不連續(xù)的物理狀態(tài)來(lái)代表數(shù)字，計(jì)算機(jī)通信使用的離散數(shù)字是二進(jìn)制數(shù)字0和1，它們分別由信號(hào)的兩個(gè)

13、物理狀態(tài)（如低電平和高電平）來(lái)表示。2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型1、信源 信源就是信息的發(fā)送端。常用的信源設(shè)備有電話機(jī)的話筒、計(jì)算機(jī)等。 信源實(shí)現(xiàn)信息裝換成原始信號(hào)。2、信號(hào)變換器/信號(hào)反變換器 將原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成傳輸?shù)男盘?hào)。例如，調(diào)制解調(diào)器。3、信道 信道是傳送信號(hào)的路徑，即連接發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的線路，由傳輸介質(zhì)及相應(yīng)的附屬設(shè)備組成。4、信宿 信宿也就是信息的接收端。5、碼元 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)拿恳粋€(gè)二進(jìn)制數(shù)字稱為碼元，由碼元組成的數(shù)字序列稱為碼字。數(shù)據(jù)從信源發(fā)出，通過(guò)信道被信宿接收的整個(gè)過(guò)程稱為通信過(guò)程。 （1）建立通信線路 （2）建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路 （3）數(shù)據(jù)傳輸 （4）傳輸數(shù)據(jù)結(jié)束 （5

14、）斷開通信線路2.1.3 數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)1、傳輸速率 傳輸速率是指單位時(shí)間內(nèi)傳送的信息量。（1）比特率 比特率又稱信息傳輸速率、信息速率。 單位時(shí)間內(nèi)所傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的位（bit）數(shù)，單位為bit/s或bps。（2）波特率 波特率又稱碼元傳輸速率、傳碼率、符號(hào)速率、調(diào)制速率。 單位時(shí)間內(nèi)信道上每秒鐘傳送的波形個(gè)數(shù)，單位為波特（Baud），簡(jiǎn)記Bd。 一般來(lái)說(shuō)，比特率反映數(shù)字信號(hào)的傳輸速度，波特率反映調(diào)制速度。2、誤碼率 誤碼率又稱差錯(cuò)率，它是指二進(jìn)制碼元被傳輸出錯(cuò)的概率。 誤碼率=被傳錯(cuò)的碼元數(shù)/傳輸?shù)亩M(jìn)制碼元總數(shù)。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，誤碼率通常要求低于10-6。誤碼率越小，通信的可

15、靠性越高。3、信道容量 信道容量是指單位時(shí)間內(nèi)信道傳輸信息的最大能力，通常傳輸速率表示。 實(shí)際上，信道容量應(yīng)大于數(shù)據(jù)傳輸速率，保證通信質(zhì)量，減少誤碼率。4、信道延遲 信道延遲是指信號(hào)在信道中從信源到達(dá)信宿所需要的時(shí)間。 電信號(hào)一般以接近光速的速度傳播，但隨介質(zhì)的不同而略有差別。5、吞吐量 吞吐量是單位時(shí)間內(nèi)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠處理的信息總量，單位是字節(jié)/秒或位/秒。 在單信道總線型網(wǎng)絡(luò)中，吞吐量=信道容量×傳輸效率。6、信道帶寬 信道帶寬是指信道所能傳送的信號(hào)頻率寬度，它的值為信道上可傳送信號(hào)的最高頻率減去最低頻率之差。 帶寬越大，所能達(dá)到的傳輸速率就越大，所以通道的帶寬是衡量傳輸系統(tǒng)的一個(gè)

16、重要指標(biāo)。寬帶·帶寬·網(wǎng)速（流量）帶寬 又叫頻寬，在數(shù)字設(shè)備中，頻寬通常以bps表示，即每秒可傳輸位數(shù)。在模擬設(shè)備中，頻寬通常以每秒傳送周期或赫茲 (Hz)來(lái)表示。 帶寬包括上行速率（upload）和下行速率（download），上行指客戶發(fā)送信息，下行指客戶接收信息。流量流量為發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)量總和，單位為字節(jié)(Byte)。網(wǎng)速帶寬/8，單位為字節(jié)/稱，yte/s。寬帶 以前是針對(duì)撥號(hào)上網(wǎng)速率的上限 56Kbps為分界，將 56Kbps及其以下的接入稱為“窄帶”，之上的接入方式則歸類于“寬帶”。 目前的寬帶對(duì)家庭用戶而言是指?jìng)鬏斔俾食^(guò)1M，可以滿足語(yǔ)音、圖像等大量信息傳

17、遞的需求。2.1. 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)1、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬傳輸(即數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼)（1）調(diào)制： 由發(fā)送端將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的過(guò)程稱為“調(diào)制”（2）解調(diào)： 在接收端把模擬數(shù)據(jù)信號(hào)還原為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的過(guò)程稱為“解調(diào)”（3）調(diào)制的方法： 振幅調(diào)制(ASK)：“0”：用幅度值為0的載波表示； “1”：用具有一定幅度值的載波表示； 頻率調(diào)制(FSK)：“0”：用頻率為w的載波表示； “1”：用頻率為2w的載波表示； 相位調(diào)制(PSK)：“0”：用相位180°的載波表示； “1”：用相位0°的載波表示。2、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字傳輸(即數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼)（1）不歸零編碼：

18、用高電平表示“1”，用低電平表示“0”。（2）曼徹斯特編碼：每比特的1/2周期處要發(fā)生跳變，由高電平跳到低電平表示“1”，由低電平跳到高電平表示“0”。（3）差分曼徹斯特編碼：每比特的1/2周期處要發(fā)生跳變，在每比特的起始位置發(fā)生跳變表示“0”，不發(fā)生跳變表示“1”。曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼的特點(diǎn)：編碼復(fù)雜，內(nèi)部自含同步時(shí)鐘，抗干擾能力強(qiáng)。3、模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字傳輸(即模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼)（1）方法：脈碼調(diào)制(PCM) 設(shè)備：編碼解碼器(CODEC)（2）調(diào)制過(guò)程：a.取樣 b.量化 c.編碼2.2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型1、數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE） 處理用戶數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)設(shè)備，能夠作為信源

19、、信宿或同時(shí)為二者。如：計(jì)算機(jī)、路由器、協(xié)議翻譯器以及多路分解器等設(shè)備。2、數(shù)據(jù)線路端接設(shè)備（DCE） 網(wǎng)絡(luò)中傳輸和接收DTE數(shù)據(jù)的設(shè)備。如：調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)絡(luò)接口卡。2.2.2 數(shù)據(jù)線路的通信方式并行通信與串行通信并行通信：多個(gè)信道同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 特點(diǎn)：速度快，近距離通信。串行通信：只有一個(gè)信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 特點(diǎn)：速度慢，遠(yuǎn)距離通信。單工、半雙工、全雙工通信 按照數(shù)據(jù)在線路上的流向，串行數(shù)據(jù)通信可分為3種類型：?jiǎn)喂ねㄐ拧腚p工通信和全雙工通信。異步傳輸與同步傳輸異步傳輸方式：指在被傳送的字符前后加上起止位，實(shí)現(xiàn)定時(shí)的傳輸方式。同步傳輸數(shù)據(jù)：以組（或稱幀）為單位，通過(guò)傳輸特定的傳輸控制字符

20、或同步序列來(lái)完成的傳輸方式。異步傳輸效率低，同步傳輸效率較高。2.2.3 數(shù)字信號(hào)的傳輸方式基帶傳輸 矩形脈沖信號(hào)（即數(shù)字信號(hào)）就叫做基帶信號(hào)，直接傳送基帶信號(hào)的方法稱為基帶傳輸。頻帶傳輸 利用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的方法稱為頻帶傳輸。寬帶傳輸 同時(shí)傳輸多個(gè)信號(hào)的方式稱寬帶傳輸。 調(diào)制解調(diào)器（modem）是頻帶傳輸中最典型的通信設(shè)備。 多路復(fù)用是利用一個(gè)物理信道同時(shí)傳輸多個(gè)信號(hào)，以提高信道利用率，使一條線路能同時(shí)由多個(gè)用戶使用而互不影響。1、頻分多路復(fù)用（FDM） 利用不同的頻率傳輸不同的信號(hào)。2、時(shí)分多路復(fù)用（TDM） 利用不同的時(shí)間片傳輸不同的信號(hào)。 2.3 數(shù)據(jù)交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的交換網(wǎng)

21、公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)一、線路交換方式（電路交換方式） 兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信子網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之前，首先要在通信子網(wǎng)中建立一個(gè)實(shí)際的物理線路連接，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。u 通信子網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)是用電子或機(jī)電結(jié)合的交換設(shè)備來(lái)完成輸入與輸出線路的物理連接；u 交換設(shè)備與線路分為模擬通信與數(shù)字通信兩類；u 通道在連接期間是專用的，線路利用率低；u 通信子網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)交換設(shè)備不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，不能改變數(shù)據(jù)內(nèi)容，并且不具備差錯(cuò)控制能力；u 信息傳輸效率較高，延時(shí)少，對(duì)用戶提供“透明”傳輸通路。一、線路交換方式（電路交換方式）（1）線路建立階段：通過(guò)通信子網(wǎng)在通信主機(jī)之間建立線路連接。（2）數(shù)據(jù)傳輸階段：通信主機(jī)之間實(shí)時(shí)、雙向交

22、換數(shù)據(jù)。（3）線路釋放階段：在數(shù)據(jù)傳輸完成后，通信主機(jī)發(fā)出“釋放請(qǐng)求包”和“釋放應(yīng)答包”，將建立的物理連接釋放。 二、報(bào)文交換方式通信主機(jī)之間以報(bào)文方式由中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。u 線路效率較高，可以分時(shí)共享一條節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的通道；u 接收方和發(fā)送方無(wú)需同時(shí)工作，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以暫存報(bào)文；u 能夠在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)報(bào)文的差錯(cuò)控制與糾錯(cuò)處理；u 報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地；u 報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)能進(jìn)行速度和代碼轉(zhuǎn)換。三、分組交換方式分組交換報(bào)文交換和線路交換基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。通信主機(jī)之間以報(bào)文分組(packet)方式由中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。u 具有分段差錯(cuò)流量控制功能，傳輸質(zhì)量

23、高；u 對(duì)線路動(dòng)態(tài)多路復(fù)用，傳輸效率高；u 可在不同種類的終端之間通信；u 服務(wù)質(zhì)量(QoS)可靠，經(jīng)濟(jì)性好；u 時(shí)延不固定，平均時(shí)延較長(zhǎng)；u 分組頭部增加開銷，不適宜傳送實(shí)時(shí)性要求高的數(shù)據(jù)。分組交換的基本原理：分組交換與報(bào)文交換的工作方式基本相同，形式上的主要差別在于，分組交換網(wǎng)中要限制所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位的長(zhǎng)度,一般選128B。發(fā)送節(jié)點(diǎn)首先對(duì)從終端設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行接收、存儲(chǔ)，而后將報(bào)文劃分成一定長(zhǎng)度的分組，并以分組為單位進(jìn)行傳輸和交換。接收節(jié)點(diǎn)將接收到的分組重新組裝成信息或報(bào)文。分組交換的實(shí)施方式（1）虛電路方式： 兩個(gè)用戶(DTE)在進(jìn)行通信之前通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建立的邏輯上的連接。在同一條物理

24、線路上可以同時(shí)建立多個(gè)虛電路。包括呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和呼叫釋放階段。（2）數(shù)據(jù)報(bào)方式： 每個(gè)分組單獨(dú)傳送，稱為數(shù)據(jù)報(bào)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都包含源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的地址信息。虛電路方式一般用于數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)報(bào)方式一般用于網(wǎng)絡(luò)層。虛電路方式數(shù)據(jù)報(bào)方式I、傳輸需連接建立和釋放的過(guò)程；II、數(shù)據(jù)塊中僅含少量的地址信息，用戶的連續(xù)數(shù)據(jù)塊沿著相同的路徑，按序到達(dá)目的地；接受站點(diǎn)處理方便。III、如果虛電路中的某個(gè)結(jié)點(diǎn)或者線路出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致虛電路傳輸失效。IV、虛電路方式較適合站點(diǎn)之間大批量的數(shù)據(jù)傳輸。I、傳輸無(wú)需連接建立和釋放的過(guò)程；II、每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)中需帶較多的地址信息；III、用戶的連續(xù)數(shù)據(jù)塊會(huì)無(wú)序地到達(dá)目的

25、地；接受站點(diǎn)處理復(fù)雜。IV、當(dāng)使用網(wǎng)狀拓?fù)浣M建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，任一中間結(jié)點(diǎn)或者線路的故障不會(huì)影響數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸（可以選擇不同的路徑），可靠性較高。V、數(shù)據(jù)報(bào)較適合站點(diǎn)之間少量數(shù)據(jù)的傳輸。四、幀中繼交換方式 幀中繼是快速分組交換FPS技術(shù)的一種，可理解為盡量簡(jiǎn)化協(xié)議，只具有核心的網(wǎng)絡(luò)功能，以提供高速、高吞吐量、低時(shí)延服務(wù)的交換方式。u 通過(guò)簡(jiǎn)化通信協(xié)議來(lái)減少中間節(jié)點(diǎn)對(duì)分組的處理時(shí)間，發(fā)展高速分組交換機(jī)，以獲得高的分組吞吐量和小的傳輸時(shí)延，適應(yīng)高速傳輸?shù)男枰?。u 由于數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)單元一般稱作幀，故稱為幀方式。幀方式包括幀交換和幀中繼兩種類型 。u 幀中繼交換機(jī)只進(jìn)行檢測(cè)，不糾錯(cuò)，省去了流控等功能；幀交

26、換則保留有差錯(cuò)控制和流量控制功能。所以幀中繼比幀交換更簡(jiǎn)化，傳輸效率更高，所以廣泛應(yīng)用的是幀中繼技術(shù) 。分組交換應(yīng)用延時(shí)小、吞吐量大、適合突發(fā)性業(yè)務(wù)。主要用在公共或?qū)Ｓ镁W(wǎng)上的局域網(wǎng)互聯(lián)以及廣域網(wǎng)連接。大多數(shù)公共電信局都提供幀中繼服務(wù)。五、ATM交換方式 ATM以信元為基礎(chǔ)的一種分組交換和復(fù)用技術(shù)，是一種為了多種業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的通用的面向連接的傳輸模式。具有高速數(shù)據(jù)傳輸率和支持許多種類型如聲音、數(shù)據(jù)、傳真、實(shí)時(shí)視頻、CD質(zhì)量音頻和圖像的通信。 u 免除了差錯(cuò)控制和流量控制，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)控制 ；u 面向連接的工作方式 ；u 簡(jiǎn)化了信元頭功能，降低了時(shí)延 ；u 采用較小的固定長(zhǎng)度信元，減少了排隊(duì)時(shí)延和時(shí)延抖

27、動(dòng)。ATM交換有電路交換和存儲(chǔ)交換兩者的特點(diǎn)，應(yīng)用面大，在電信和網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用很廣?，F(xiàn)在的綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)B-ISDN就是以它為交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。ATM傳送信息的基本載體是ATM信元。ATM信元采用53B的固定長(zhǎng)度，其中48B為數(shù)據(jù)，另附加5B作為信頭。 2.4 差錯(cuò)檢驗(yàn)與校正1、差錯(cuò)的產(chǎn)生與控制 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的任務(wù)是高效無(wú)誤地傳輸數(shù)據(jù)信息，但是由于通信線路中噪聲的出現(xiàn)，將可能導(dǎo)致傳輸?shù)男畔⒔Y(jié)果出現(xiàn)差錯(cuò)。 為了提高數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的容錯(cuò)性和可靠性，一定要采取措施來(lái)檢驗(yàn)和糾正錯(cuò)誤，將錯(cuò)誤控制在允許的最小范圍內(nèi)，這種技術(shù)就是差錯(cuò)控制技術(shù)。差錯(cuò)的控制方法：在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中加入差錯(cuò)控制編碼2、差錯(cuò)控制編碼（1）

28、奇偶校驗(yàn) 在每一字節(jié)中加上一個(gè)奇偶校驗(yàn)位，并被傳輸，即每個(gè)字節(jié)發(fā)送九位數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸以前通常會(huì)確定是奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)，以保證發(fā)送端和接收端采用相同的校驗(yàn)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)。如果校驗(yàn)位不符，則認(rèn)為傳輸出錯(cuò)。奇校驗(yàn)：如果每字節(jié)的數(shù)據(jù)位中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則校驗(yàn)位為“0”；若為偶數(shù)，則校驗(yàn)位為“1”。通常用于同步傳輸。偶校驗(yàn)：如果每字節(jié)的數(shù)據(jù)位中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則校驗(yàn)位為“1”；若為偶數(shù)，則校驗(yàn)位為“0”。常用于異步傳輸或低速傳輸。 奇偶校驗(yàn)法并不是一種安全的檢錯(cuò)方法，其識(shí)別錯(cuò)誤的能力較低。2、差錯(cuò)控制編碼（2） 循環(huán)冗余校驗(yàn)法（CRC） 利用除法及余數(shù)的原理來(lái)作錯(cuò)誤偵測(cè)。 循環(huán)冗余校驗(yàn)法是一種

29、比較精確、安全的檢錯(cuò)方法，能夠以很大的可靠性識(shí)別傳輸錯(cuò)誤，并且編碼簡(jiǎn)單，誤判概率很低，但是這種方法不能夠校正錯(cuò)誤。循環(huán)冗余校驗(yàn)法在通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，特別適用于傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)有線或無(wú)線接口時(shí)識(shí)別錯(cuò)誤的場(chǎng)合。（3）海明碼 海明碼是一種可以糾正一位差錯(cuò)的編碼。它是利用在信息位為k位，增加r位冗余位，構(gòu)成一個(gè)n=k+r位的碼字。3、差錯(cuò)控制方式（1）反饋糾錯(cuò) 發(fā)送端采用某種能發(fā)現(xiàn)傳輸差錯(cuò)的簡(jiǎn)單編碼方法對(duì)所傳信息進(jìn)行編碼，加入少量監(jiān)督碼元；接收端根據(jù)編碼規(guī)則對(duì)收到的編碼信號(hào)進(jìn)行檢查，如果檢查到有錯(cuò)碼，則向發(fā)送端發(fā)出詢問(wèn)的信號(hào)，要求重發(fā)。發(fā)送端收到詢問(wèn)信號(hào)時(shí)，立即重發(fā)已發(fā)生傳輸差錯(cuò)的那部分發(fā)信息，

30、直到正確收到為止。適用于雙向數(shù)據(jù)通信。（2）向前糾錯(cuò) 發(fā)送端采用某種在解碼時(shí)能糾正傳輸差錯(cuò)的較復(fù)雜的編碼方法，使接收端在收到碼組后，通過(guò)譯碼能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)碼，并且糾正錯(cuò)碼。適用于單向數(shù)字信號(hào)的傳輸，如廣播數(shù)字電視系統(tǒng)。（3）混合糾錯(cuò) 少量糾錯(cuò)在接收端自動(dòng)糾正，差錯(cuò)較嚴(yán)重，超出自行糾正能力時(shí)，就向發(fā)送端發(fā)出詢問(wèn)信號(hào)，要求重發(fā)。適用于環(huán)路延遲大的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)洌?拓?fù)涫菐缀螌W(xué)圖論演變的一個(gè)數(shù)學(xué)概念。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洌?把網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)畫作點(diǎn)； 把網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信線路畫作線； 由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈路所組成的幾何圖形，稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)：轉(zhuǎn)

31、換和交換信息，如：交換機(jī)、路由器等。 訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)：信息交換的源和目標(biāo)，如：主機(jī)、終端等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的意義：u 反應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)中各實(shí)體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。u 反應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)的基本特征。 拓?fù)湓O(shè)計(jì)是構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的第一步，也是實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)，它對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能、系統(tǒng)可靠性、通信費(fèi)用等都有重大影響。3.1.1 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)： 一根線纜連接網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)，所有節(jié)點(diǎn)通過(guò)相應(yīng)的硬件連接到一根傳輸介質(zhì)（總線）上?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用CSMA/CD和令牌總線訪問(wèn)控制方式。優(yōu)點(diǎn)：1、總線結(jié)構(gòu)需要的電纜數(shù)量少，費(fèi)用低。2、總線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)源工作，有較高的可靠性。3、易于擴(kuò)充，數(shù)據(jù)端用戶入網(wǎng)靈活。缺點(diǎn)：1、總線的

32、傳輸距離有限，通信范圍受限制。2、故障診斷和隔離較困難。當(dāng)接口發(fā)生故障時(shí)，將影響全網(wǎng)。3、實(shí)時(shí)性不強(qiáng)。一次僅能由一個(gè)端用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，其他端用戶必須等待，直到獲得發(fā)送權(quán)，因此媒體訪問(wèn)的控制機(jī)制復(fù)雜。3.1.2 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接到中央節(jié)點(diǎn)。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用集中式控制策略。優(yōu)點(diǎn)：1、簡(jiǎn)單的訪問(wèn)協(xié)議，任何連接只涉及中央節(jié)點(diǎn)和一個(gè)節(jié)點(diǎn)，控制訪問(wèn)方法簡(jiǎn)單。2、故障診斷和隔離容易。3、方便服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)配置。缺點(diǎn)：1、電纜長(zhǎng)度和安裝工作量大。2、擴(kuò)展困難，增加新的節(jié)點(diǎn)，需要增加到中央節(jié)點(diǎn)的連接。3、對(duì)中央結(jié)點(diǎn)的可靠性和冗余度要求較高。中央結(jié)點(diǎn)的負(fù)荷較重，形成信息傳輸速率的瓶頸，中

33、央結(jié)點(diǎn)一旦發(fā)生故障，將使全網(wǎng)癱瘓。3.1.3 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：各結(jié)點(diǎn)通過(guò)環(huán)路接口連在一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中，環(huán)路網(wǎng)中的數(shù)據(jù)可以是單向也可以是雙向傳輸。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用分散式控制策略。優(yōu)點(diǎn)：1、電纜長(zhǎng)度短。2、增減工作站時(shí)只需簡(jiǎn)單的連接操作。3、可使用光纖。缺點(diǎn)：1、結(jié)點(diǎn)故障會(huì)引起全網(wǎng)故障。2、故障檢測(cè)困難。3、環(huán)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的媒體訪問(wèn)控制協(xié)議都采用令牌傳遞的方式，在負(fù)載較輕時(shí)，信道利用率相對(duì)來(lái)說(shuō)就比較低。3.1.4 樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)屬于一種分層結(jié)構(gòu)，是在總線型拓?fù)浼由戏种а葑兌鴣?lái)。優(yōu)點(diǎn)：1、容易擴(kuò)展。2、故障隔離較容易。缺點(diǎn)：各個(gè)結(jié)點(diǎn)對(duì)根的依賴性太大，如果根發(fā)生故障，則

34、全網(wǎng)不能正常工作。3.1.5 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：星型和環(huán)型拓?fù)浠旌掀饋?lái)的一種結(jié)構(gòu)。也稱星狀環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：不受瓶頸問(wèn)題和失效問(wèn)題的影響，可靠性高。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)和協(xié)議復(fù)雜，成本也比較高。3.1.6 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇的原則可靠性；擴(kuò)充性；費(fèi)用。3.2 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)是從功能的角度描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，為了完成計(jì)算機(jī)間的通信合作，把每個(gè)計(jì)算機(jī)互聯(lián)的功能劃分成有明確定義的層次，規(guī)定了同層次進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口及服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層、各層協(xié)議、功能和層間 接口的集合。目的是為網(wǎng)絡(luò)硬件、軟件、協(xié)議、存取控制和拓?fù)涮峁?biāo)準(zhǔn)。（一）層次結(jié)構(gòu)： 為了

35、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，采用分層的結(jié)構(gòu)。u 解決異種網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)所遇到的兼容性問(wèn)題 ；u 將服務(wù)、接口和協(xié)議這三個(gè)概念區(qū)分開來(lái)；u 使網(wǎng)絡(luò)的不同功能模塊分擔(dān)起不同的職責(zé) ；(1)減輕問(wèn)題的復(fù)雜程度 (2)在各層分別定義標(biāo)準(zhǔn)接口，各層相對(duì)獨(dú)立(3)能有效刺激網(wǎng)絡(luò)技術(shù)革新 (4)便于研究和教學(xué) （二）技術(shù)術(shù)語(yǔ)：1、實(shí)體每一層中的活動(dòng)元素被稱為實(shí)體。它是指能發(fā)送和接受信息的任何東西,可以指用戶應(yīng)用程序、文件傳送包、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、電子郵件設(shè)備和終端等。系統(tǒng)可包含一個(gè)或多個(gè)實(shí)體（如主機(jī)和終端等）。2、服務(wù)采取某些行動(dòng)或報(bào)告某個(gè)對(duì)等實(shí)體的活動(dòng).有四類原語(yǔ):請(qǐng)求,指示,響應(yīng),證實(shí)在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)中，層

36、與層之間具有服務(wù)與被服務(wù)的單向依賴關(guān)系，下層向上層提供服務(wù)，而上層則調(diào)用下層服務(wù)。因此，我們可稱任意相鄰兩層的下層為服務(wù)提供者，上層為服務(wù)調(diào)用者。（1）面向連接： 每一次完整的數(shù)據(jù)傳輸都必須經(jīng)過(guò)建立連接、使用連接和拆除連接三個(gè)過(guò)程。如使用電話時(shí)的撥號(hào)、通話、掛斷。（2）無(wú)連接：傳輸數(shù)據(jù)的每個(gè)分組都攜帶完整的目標(biāo)地址，各分組在系統(tǒng)中獨(dú)立傳送。3、協(xié)議通信雙方在數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞?、?shù)據(jù)的格式及內(nèi)容等方面有一個(gè)約定或規(guī)則稱為協(xié)議。協(xié)議的三要素:(1) 語(yǔ)法(Syntax):通信數(shù)據(jù)所遵守的格式。(2) 語(yǔ)義 (Semantic):通信數(shù)據(jù)的內(nèi)容。(3) 時(shí)序：通信同步規(guī)則。4、接口即服務(wù)接入點(diǎn)（SPA）

37、，用于相鄰層之間按照一定規(guī)則交換信息。（三）標(biāo)準(zhǔn)化組織：1.ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization）是一個(gè)全球性的政府組織，總部設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦，ISO的任務(wù)是促進(jìn)全球范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化及其有關(guān)活動(dòng)的開展。ISO制定了網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)，即OSI（Open System Interconnection，開發(fā)系統(tǒng)互連參考模型）。2.ITU 國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU），總部設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦，是世界各國(guó)政府的電信主管部門協(xié)調(diào)節(jié)器電信事務(wù)方面的一個(gè)國(guó)際組織。ITU制訂的標(biāo)準(zhǔn)有： V系列標(biāo)準(zhǔn)，例如V.32、V.33、V.42標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)使用電話傳輸

38、數(shù)據(jù)作了明確的說(shuō)明； X系列標(biāo)準(zhǔn)，例如X.25、X.400、X.500，為公用數(shù)字網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)； 電子郵件、目錄服務(wù)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN和寬帶ISDN等方面的內(nèi)容。3.ITA 美國(guó)通信工業(yè)協(xié)會(huì)（TIA）是一個(gè)全方位的服務(wù)性國(guó)家貿(mào)易組織。 為美國(guó)和世界各地提供通信和信息技術(shù)產(chǎn)品、系統(tǒng)和專業(yè)技術(shù)服務(wù)，有能力制造供應(yīng)現(xiàn)代通信網(wǎng)中應(yīng)用的所有產(chǎn)品。此外，TIA還有一個(gè)分支機(jī)構(gòu)多媒體通信協(xié)會(huì)（MMTA）。TIA還與美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）有著廣泛而密切的聯(lián)系。4. EIA美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）廣泛代表了設(shè)計(jì)生產(chǎn)電子元件、部件、通信系統(tǒng)和設(shè)備的制造商以及工業(yè)界、政府和用戶和利益，在提高美國(guó)制

39、造商的竟?fàn)幜Ψ矫嫫鸬搅酥匾淖饔?。在信息領(lǐng)域，EIA在定義數(shù)據(jù)通信設(shè)備的物理接口和電氣特性等方面超到了巨大的貢獻(xiàn)，尤其是數(shù)字設(shè)備之間串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)，例如EIA RS-232、EIA RS-449和EIA RS-530。5.IEEE電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）由1963年美國(guó)電氣工程師學(xué)會(huì)（AIEE）和美國(guó)無(wú)線電工程師學(xué)會(huì)（IRE）合并開發(fā)的，是美國(guó)規(guī)模最大的專業(yè)學(xué)會(huì)。IEEE最大的成果是制定了局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)稱為項(xiàng)目或802系列標(biāo)準(zhǔn)。（四）常用的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)： 目前使用得最

40、多的是OSI參考模型、TCP/IP參考模型和ATM參考模型。（五）ISO/OSI參考模型： 開放系統(tǒng)互連OSI(Open System Interconnect)模型。（1）是一種將異構(gòu)系統(tǒng)互聯(lián)的分層結(jié)構(gòu)；（2）提供了控制互聯(lián)系統(tǒng)交互規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)骨架；（3）定義了一種抽象結(jié)構(gòu)，而并非具體實(shí)現(xiàn)的描述；（4）不同系統(tǒng)上的相同層的實(shí)體稱為同等層實(shí)體；（5）同等層實(shí)體之間的通信由該層的協(xié)議管理；（6）相鄰層間的接口定義了原語(yǔ)操作和低層向上層提供的服務(wù)；（7）所提供的公共服務(wù)是面向連接的或無(wú)連接的數(shù)據(jù)服務(wù)；（8）直接的數(shù)據(jù)傳送僅在最低層實(shí)現(xiàn)；（9）每層完成所定義的功能，修改本層的功能并不影響其它層。OSI

41、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.2.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)物理層物理層是OSI參考模型的最低層，它向下直接與傳輸介質(zhì)相連接，向上服務(wù)于數(shù)據(jù)鏈路層。物理層的主要作用是透明地傳輸各種數(shù)據(jù)的比特流。物理層數(shù)據(jù)單位：比特(bit)（一）物理層主要功能：1.物理連接的建立、維持和釋放。為提供物理連接所需要的機(jī)械、電氣、功能與規(guī)程的特性。2.在物理連接上傳輸二進(jìn)制比特流。3.物理層管理。如何時(shí)發(fā)送和接受、異常情況處理、故障情況報(bào)告。（二）物理層主要設(shè)備：各種傳輸介質(zhì)、DTE、DCE、中繼器、集線器、調(diào)制解調(diào)器等。DTE數(shù)據(jù)終端設(shè)備DCE數(shù)據(jù)通信設(shè)備（三）物理層主要標(biāo)準(zhǔn)： RS-232是現(xiàn)在主流的串行通信接口之一，是1970年由

42、美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。 RS232標(biāo)準(zhǔn)采用一個(gè)25個(gè)腳的DB25連接器，后出現(xiàn)代替DB25的DB9接口。3.2.2 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型的第二層，以物理層為基礎(chǔ)，為網(wǎng)絡(luò)層提供透明的、正確的和有效的傳輸線路。數(shù)據(jù)鏈路層的主要作用是在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)間可靠地傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)單位：幀（frame)（一）數(shù)據(jù)鏈路層主要功能：1.數(shù)據(jù)鏈路建立、維護(hù)與釋放的鏈路管理工作。2.組幀：幀封裝，按順序傳送

43、，處理返回的確認(rèn)幀；3.幀的定界：區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)信息與控制信息； 4.幀的同步：產(chǎn)生/識(shí)別幀邊界；5.差錯(cuò)檢測(cè)與控制：可靠的傳輸，CRC；6.流量控制：抑止發(fā)送方的傳輸速率，使接收方來(lái)得及接收。7.透明傳輸。 8.尋址：數(shù)據(jù)包含源地址和目標(biāo)地址。（二）數(shù)據(jù)鏈路層主要設(shè)備：網(wǎng)卡、網(wǎng)橋、交換機(jī)等。有些人把Modem的某些功能認(rèn)為是屬于數(shù)據(jù)鏈路層。在局域網(wǎng)IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)中，數(shù)據(jù)鏈路層分邏輯鏈路控制子層（LLC）和介質(zhì)訪問(wèn)控制子層（MAC）。（三）數(shù)據(jù)鏈路層主要標(biāo)準(zhǔn)：Ø 面向字符的：數(shù)據(jù)以字符為單位傳輸，用控制字符控制通信。如IBM的BSC規(guī)程。Ø 面向比特的：數(shù)據(jù)以位為單位傳

44、輸，用幀中的控制字段控制通信。如ISO的HDLC規(guī)程。3.2.3 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層的主要作用是沿兩端點(diǎn)間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)單位：分組/包(Packet)（一）網(wǎng)絡(luò)層主要功能：（1）建立和拆除網(wǎng)絡(luò)連接；（2）分段和組塊；（3）有序傳輸和流量控制；（4）網(wǎng)絡(luò)連接多路復(fù)用；（5）路由選擇和中繼；（6）差錯(cuò)的檢測(cè)和恢復(fù)；（7）服務(wù)選擇。（二）網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)：（1）數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)：也稱無(wú)連接服務(wù)，數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)過(guò)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。（2）虛電路服務(wù)：也稱面向連接服務(wù)，建立虛電路后按序傳送報(bào)文分級(jí)，通信完后拆除虛電路。（三）路由選擇:Ø 如何在多條通信路徑中找一條最佳路徑？ 依據(jù)：

45、速度, 距離(步跳數(shù)), 價(jià)格, 擁塞程度Ø 路由器路由表建立與維護(hù) 靜態(tài)：人工設(shè)置，只適用于小型網(wǎng)絡(luò) 動(dòng)態(tài)：運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自動(dòng)地動(dòng)態(tài)維護(hù)Ø 路由算法建立與維護(hù)路由表的方法3.2.3 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)物理層網(wǎng)絡(luò)層主要設(shè)備：三層交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)等。3.2.4 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)傳輸層傳輸層主要作用是實(shí)現(xiàn)兩端點(diǎn)間可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸。單位：段（Segment） 傳輸層主要功能：Ø 地址映射：源端進(jìn)程地址映射到網(wǎng)絡(luò)地址，或反之；Ø 多路復(fù)用與分割： 多個(gè)傳輸連接共用一條網(wǎng)絡(luò)連接； 一條傳輸連接使用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接；Ø 進(jìn)行數(shù)據(jù)分段并在目的端重新組裝；&#

46、216; 傳輸連接的建立與釋放；Ø 提供“面向連接” 和“無(wú)連接” 兩種服務(wù)：Ø 傳輸差錯(cuò)校驗(yàn)與恢復(fù)；Ø 流量控制，防止數(shù)據(jù)傳輸過(guò)載。面向連接無(wú)連接參考模式電話系統(tǒng)郵政系統(tǒng)特點(diǎn)靜態(tài)分配資源；傳輸前需要建立連接動(dòng)態(tài)分配資源可靠性提供可靠的傳輸服務(wù)：無(wú)錯(cuò)、按序、無(wú)丟失/無(wú)重復(fù)不能防止報(bào)文的損壞、失序、丟失和重復(fù)對(duì)目的地址 的要求僅在連接階段需要完整的目的地址需要為每一個(gè)報(bào)文提供完整的目的地址適用場(chǎng)合在一段時(shí)間內(nèi)向同一目的地發(fā)送大量報(bào)文; 實(shí)時(shí)性要求少量零星報(bào)文分類及示例1.可靠消息流 - 文件傳輸2.可靠字節(jié)流 - 遠(yuǎn)程登錄3.不可靠連接 - 數(shù)字化聲音1.數(shù)據(jù)報(bào) -

47、 廣播/組播2.可靠的數(shù)據(jù)報(bào)- 掛號(hào)郵件3.請(qǐng)求應(yīng)答 - 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層的比較：1、功能不一樣，數(shù)據(jù)傳輸單位不一樣。數(shù)據(jù)鏈路層：為節(jié)點(diǎn)之間提供邏輯傳輸，數(shù)據(jù)幀（frame）網(wǎng)絡(luò)層：為主機(jī)之間提供邏輯傳輸，數(shù)據(jù)包（packet）傳輸層：為應(yīng)用進(jìn)程之間提供邏輯傳輸，數(shù)據(jù)段（Segment）2、相同之處連接的建立、維持與釋放；數(shù)據(jù)傳輸；差錯(cuò)控制、流量控制；3.2.5 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)會(huì)話層會(huì)話層主要功能：（1）提供遠(yuǎn)程用戶程序的會(huì)話地址；（2）會(huì)話管理：會(huì)話連接的建立與拆除；（3）會(huì)話隔離；（4）出錯(cuò)與恢復(fù)控制。3.2.6 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)表示層表示層主要功能：（1）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與格式轉(zhuǎn)換

48、；（2）語(yǔ)法選擇；（3）數(shù)據(jù)加密與解密；（4）文本壓縮。3.2.7 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層應(yīng)用層任務(wù)：為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。應(yīng)用層任務(wù)：（1）提供各種不同的應(yīng)用協(xié)議以滿足應(yīng)用進(jìn)程的需求；（2）識(shí)別并證實(shí)目的通信方的可用性；（3）使協(xié)同工作的應(yīng)用進(jìn)程之間進(jìn)行同步；（4）為通信過(guò)程申請(qǐng)資源。3.3 數(shù)據(jù)傳輸控制方式（一）具有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問(wèn)（CSMA/CD）：適用于局域網(wǎng)的邏輯總線型網(wǎng)絡(luò)，Ethernet網(wǎng)卡均具備該功能。（二）令牌傳遞控制法（token passing）：適用于環(huán)狀拓?fù)?、基帶傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。（三）網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)：適用于廣域網(wǎng)、ATM網(wǎng)絡(luò)。3.3.1 局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)

49、是為了規(guī)定網(wǎng)絡(luò)的通信標(biāo)準(zhǔn)、訪問(wèn)控制方式、傳輸介質(zhì)等技術(shù)而制訂的規(guī)則。局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要是由IEEE制定的IEEE 802系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（ISO 8802）。IEEE：電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（Institute of Electrical and Electronics Engineers）的簡(jiǎn)稱，IEEE組織主要負(fù)責(zé)有關(guān)電子和電氣產(chǎn)品的各種標(biāo)準(zhǔn)的制定。其中IEEE 802委員會(huì)，專門研究和指定有關(guān)局域網(wǎng)的各種標(biāo)準(zhǔn)。Ø IEEE 802.1標(biāo)準(zhǔn)： 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連、以及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測(cè)試。Ø IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)： 邏輯鏈路控制LLC子層功能與服務(wù)。Ø IEEE 8

50、02.3標(biāo)準(zhǔn)： CSMA/CD總線介質(zhì)訪問(wèn)控制子層與物理層規(guī)范。Ø IEEE 802.4標(biāo)準(zhǔn)： 令牌總線（Token Bus）介質(zhì)訪問(wèn)控制子層與物理層規(guī)范。Ø IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)： 令牌環(huán)（Token Ring）介質(zhì)訪問(wèn)控制子層與物理層規(guī)范。Ø IEEE 802.6標(biāo)準(zhǔn)： 城域網(wǎng)MAN介質(zhì)訪問(wèn)控制子層與物理層規(guī)范。Ø IEEE 802.7標(biāo)準(zhǔn)： 寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。Ø IEEE 802.8標(biāo)準(zhǔn)： 光纖傳輸技術(shù)。Ø IEEE 802.9標(biāo)準(zhǔn)： 綜合語(yǔ)音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)（IVD LAN）技術(shù)。Ø IEEE 802.10標(biāo)準(zhǔn)：可互操作

51、的局域網(wǎng)安全性規(guī)范（SILS）。Ø IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)。Ø IEEE 802.12標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)先度要求的訪問(wèn)控制方法。Ø IEEE 802.13標(biāo)準(zhǔn)：未使用。Ø IEEE 802.14標(biāo)準(zhǔn)：定義了交互式電視網(wǎng)。Ø IEEE 802.15標(biāo)準(zhǔn)：定義了無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)（WPAN）的MAC子層和物理層規(guī)范。Ø IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)：定義了寬帶無(wú)線訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)。3.3.2 局域網(wǎng)參考模型局域網(wǎng)參考模型主要對(duì)應(yīng)于OSI層次結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。 1.物理層 物理層提供在物理實(shí)體間發(fā)送和接收比特的能力.2.數(shù)據(jù)鏈路層（1

52、）LLC子層：提供連接服務(wù)類型。具有幀發(fā)和幀收功能、幀順序控制和流量控制等功能。 （2）MAC子層：控制對(duì)傳輸介質(zhì)的訪問(wèn)。幀的封裝與拆除、實(shí)現(xiàn)和維護(hù)MAC協(xié)議、比特差錯(cuò)檢驗(yàn)和尋址等。3.3.3 以太網(wǎng)以太網(wǎng)(Ethernet)是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。1、CSMA/CD機(jī)制 CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）稱載波偵聽多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)。載波偵聽：保證數(shù)據(jù)通信時(shí)沒(méi)有其他節(jié)點(diǎn)和站在使用共享介質(zhì)（先聽后說(shuō)）；沖突檢

53、測(cè)：以太網(wǎng)在傳輸過(guò)程中不斷的監(jiān)聽信道，以檢測(cè)碰撞沖突(邊談邊聽)；多路訪問(wèn)：時(shí)分方式傳輸多路數(shù)據(jù)。2、802.3協(xié)議802.3： 定義了CSMA/CD標(biāo)準(zhǔn)的媒體訪問(wèn)控制MAC和物理層規(guī)范；802.3u：定義100M的以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；802.3z：定義1000M的以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)第一部分：數(shù)字表示傳輸速度，單位是“Mbps”。第二部分：傳輸方式，Base表示“基帶”的意思，Broad代表“寬帶”。第三部分：數(shù)字表示單段網(wǎng)線長(zhǎng)度（基準(zhǔn)單位是100m），字母表示傳輸介質(zhì)。10Base5 粗同軸電纜，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為500m，基帶傳輸方法；10Base2 細(xì)同軸電纜，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為185m，基

54、帶傳輸方法；10BaseT 雙絞線電纜，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100m，基帶傳輸方法；10Broad36 同軸電纜（RG59U CATV），最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為3600m，寬帶傳輸方式；10BaseF 使用光纖傳輸介質(zhì)，基帶傳輸方式。 543規(guī)則：5個(gè)網(wǎng)段，4臺(tái)設(shè)備，5個(gè)網(wǎng)段中只有3個(gè)網(wǎng)段可以連接終端。 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)（10M網(wǎng)絡(luò)）（一）10base-510Base-5以太網(wǎng)使用粗同軸電纜和總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。每個(gè)網(wǎng)段的最大傳輸距離為500米，每段最多站點(diǎn)數(shù)100個(gè)，網(wǎng)段內(nèi)兩站點(diǎn)間距離不小于2.5米，網(wǎng)絡(luò)最大跨距2500米，最多通過(guò)4個(gè)中繼器能連5個(gè)網(wǎng)段。（二）10base-210Base-2以太網(wǎng)使用細(xì)同軸電纜和總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。每個(gè)網(wǎng)段的最大傳輸距離為185米，每段最多站點(diǎn)數(shù)30個(gè)，網(wǎng)段內(nèi)兩站點(diǎn)間距離不小于0.5米，網(wǎng)絡(luò)最大跨距925米，網(wǎng)絡(luò)所有段上的節(jié)點(diǎn)總數(shù)