第二章物理層和數(shù)據(jù)鏈路層

1、第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1 1頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈第二章第二章 物理層和物理層和數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層2.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)2.2 多路復(fù)用多路復(fù)用2.3 數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換2.5 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 本章主要討論數(shù)據(jù)通信的一些基本概念、本章主要討論數(shù)據(jù)通信的一些基本概念、原理和技術(shù)，物理層和數(shù)據(jù)鏈路層相關(guān)協(xié)議。原理和技術(shù)，物理層和數(shù)據(jù)鏈路層相關(guān)協(xié)議。 2.4 物理層物理層第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2 2頁(yè)頁(yè)

2、返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈第二章第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 2.1 基本概念基本概念 一、數(shù)據(jù)通信的定義及特點(diǎn)一、數(shù)據(jù)通信的定義及特點(diǎn)1.數(shù)據(jù)通信的定義數(shù)據(jù)通信的定義 指按照一定的通信協(xié)議，將數(shù)據(jù)以某種信號(hào)的方式，指按照一定的通信協(xié)議，將數(shù)據(jù)以某種信號(hào)的方式，通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)來完成數(shù)據(jù)信息的傳輸、交換、存儲(chǔ)通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)來完成數(shù)據(jù)信息的傳輸、交換、存儲(chǔ)和處理的過程。和處理的過程。 信息、數(shù)據(jù)、信號(hào)、數(shù)字通信與數(shù)據(jù)通信的概念。信息、數(shù)據(jù)、信號(hào)、數(shù)字通信與數(shù)據(jù)通信的概念。第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通

3、信第第3 3頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈2.數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量指標(biāo)（1）有效性：）有效性：指在給定的信道中單位時(shí)間內(nèi)能傳輸信息指在給定的信道中單位時(shí)間內(nèi)能傳輸信息量的多少，即用傳輸信息的速率來衡量。量的多少，即用傳輸信息的速率來衡量。 信息速率信息速率，也稱信息傳輸速率（或稱比特率），用，也稱信息傳輸速率（或稱比特率），用Rb來標(biāo)記，它表示單位時(shí)間內(nèi)通過信道的信息量，單位來標(biāo)記，它表示單位時(shí)間內(nèi)通過信道的信息量，單位是比特是比特/秒（秒（b/s或或bps）。）。 碼元速率碼元速率，也稱碼元傳輸速率（或稱調(diào)制速率、波，也稱碼元傳輸速率（或稱

4、調(diào)制速率、波特率），用特率），用Rs標(biāo)記，它表示單位時(shí)間內(nèi)信道上實(shí)際傳輸標(biāo)記，它表示單位時(shí)間內(nèi)信道上實(shí)際傳輸碼元個(gè)數(shù)或脈沖個(gè)數(shù)（可以是多進(jìn)制），單位是波特碼元個(gè)數(shù)或脈沖個(gè)數(shù)（可以是多進(jìn)制），單位是波特（Baud）。）。 Baud T1Rsb/s MlogRR2sb第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4 4頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈（2）可靠性：）可靠性：指接收信息的準(zhǔn)確程度，可用錯(cuò)誤率（差指接收信息的準(zhǔn)確程度，可用錯(cuò)誤率（差錯(cuò)率）來度量。錯(cuò)率）來度量。誤比特率（誤信率）誤比特率（誤信率）: :傳傳輸輸

5、總總比比特特?cái)?shù)數(shù)錯(cuò)錯(cuò)誤誤比比特特?cái)?shù)數(shù)bP誤碼元率（誤符號(hào)率）誤碼元率（誤符號(hào)率）: : 傳傳輸輸總總碼碼元元數(shù)數(shù)錯(cuò)錯(cuò)誤誤碼碼元元數(shù)數(shù)sP二、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型二、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指以計(jì)算機(jī)為中心，通過通信線路數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指以計(jì)算機(jī)為中心，通過通信線路連接分布在遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)終端設(shè)備而傳輸數(shù)據(jù)信息的通信連接分布在遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)終端設(shè)備而傳輸數(shù)據(jù)信息的通信系統(tǒng)。系統(tǒng)。 從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)終端設(shè)數(shù)據(jù)終端設(shè)備（備（DTEDTE，Data Terminal EquipmentData Terminal Equipment）、數(shù)據(jù)電路終接）

6、、數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（設(shè)備（DCEDCE，Data Circuit-terminating EquipmentData Circuit-terminating Equipment）和和傳輸信道傳輸信道三個(gè)主要部分構(gòu)成。三個(gè)主要部分構(gòu)成。 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第5 5頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈 接口接口 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入輸入輸出輸出設(shè)備設(shè)備 傳輸傳輸控制控制器器 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)電路電路終接終接設(shè)備設(shè)備 傳輸信道傳輸信道 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)電路電路終接終接設(shè)備設(shè)備 通信通信控制控制器器 中央中央處理處理機(jī)機(jī) DT

7、E DCE DTE 接口接口 DCE 數(shù)據(jù)電路數(shù)據(jù)電路 數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路 數(shù)據(jù)站數(shù)據(jù)站 數(shù)據(jù)站數(shù)據(jù)站 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型 三、信道及技術(shù)參數(shù)三、信道及技術(shù)參數(shù) 1.信道的定義信道的定義 狹義信道、廣義信道狹義信道、廣義信道第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第6 6頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈 廣義信道（調(diào)制信道）廣義信道（調(diào)制信道） 編編碼碼器器 信信源源 信信宿宿 調(diào)調(diào)制制器器 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器 解解調(diào)調(diào)器器 譯譯碼碼器器 傳輸媒介傳輸媒介 狹義信道狹義信道 廣義信道（編碼信道

8、）廣義信道（編碼信道） 2.信道類型信道類型（1）有線信道和無線信道）有線信道和無線信道 （2）模擬信道和數(shù)字信道）模擬信道和數(shù)字信道 （3）專用信道和公共信道）專用信道和公共信道 （4）物理信道和邏輯信道）物理信道和邏輯信道 （5）前向信道和反向信道）前向信道和反向信道 3.信道技術(shù)參數(shù)信道技術(shù)參數(shù)（1）帶寬）帶寬 （2）頻帶利用率）頻帶利用率 （3）信道容量）信道容量 2Slog1 b/sNCB22log b/sCBM第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第7 7頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈四、物理層下

9、的傳輸介質(zhì)四、物理層下的傳輸介質(zhì)（1）雙絞線）雙絞線 塑料護(hù)套 色碼絕緣外皮 銅芯導(dǎo)體 塑料護(hù)套 色碼絕緣外皮 銅芯導(dǎo)體 屏蔽層 （2）同軸電纜）同軸電纜 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第8 8頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈（3）光纖光纖 （4）微波）微波（5）紅外線）紅外線 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第9 9頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈五、基帶傳輸編碼五、基帶傳輸編碼第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物

10、理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1010頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈六、傳輸方式六、傳輸方式1.并行傳輸和串行傳輸并行傳輸和串行傳輸2.單工、半雙工和全雙工通信單工、半雙工和全雙工通信 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1111頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈 數(shù)據(jù)單向傳輸 A 站 B 站 （a）單工通信 （b） 半雙工通信 數(shù)據(jù)分時(shí)雙向傳輸 A 站 B 站 數(shù)據(jù)同時(shí)雙向傳輸 A 站 B 站 （c） 全雙工通信 3.同步傳輸和異步傳輸同步傳輸和

11、異步傳輸塊開始標(biāo) 志 數(shù)據(jù)塊 塊校驗(yàn)序列 塊結(jié)束標(biāo) 志 起始位 8 位數(shù)據(jù) （1 個(gè)字符） 停止位 校驗(yàn)位 線路空閑或前面字符的停止位 線路空閑 傳輸方向 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1212頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈七、傳輸形式七、傳輸形式1.基帶傳輸基帶傳輸 在數(shù)字信道上直接傳送基帶信號(hào)的方法稱為基帶傳輸。在數(shù)字信道上直接傳送基帶信號(hào)的方法稱為基帶傳輸。2.頻帶傳輸頻帶傳輸 對(duì)原始基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后送入模擬信道傳輸，這種對(duì)原始基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后送入模擬信道傳輸，這種利用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)

12、的方法就是頻帶傳輸。利用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的方法就是頻帶傳輸。 2.2 多路復(fù)用多路復(fù)用 一、多路復(fù)用原理一、多路復(fù)用原理 其理論依據(jù)是信號(hào)分割原理。實(shí)現(xiàn)信號(hào)分割的基礎(chǔ)其理論依據(jù)是信號(hào)分割原理。實(shí)現(xiàn)信號(hào)分割的基礎(chǔ)是信號(hào)之間的差別，這種差別體現(xiàn)在信號(hào)的頻率參量、是信號(hào)之間的差別，這種差別體現(xiàn)在信號(hào)的頻率參量、時(shí)間參量或碼型結(jié)構(gòu)上，因而多路復(fù)用也就有頻分多路時(shí)間參量或碼型結(jié)構(gòu)上，因而多路復(fù)用也就有頻分多路復(fù)用、時(shí)分多路復(fù)用和碼分多路復(fù)用之分。復(fù)用、時(shí)分多路復(fù)用和碼分多路復(fù)用之分。 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1313頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)

13、院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈 信號(hào)正交化處理單元 1 復(fù) 合 器 信道 )(1tf)(tfn)( 1tf)( tfn信號(hào)正交化處理單元 n 信號(hào)正交分離處理單元 1 信號(hào)正交分離處理單元 n )( tfn)(1tf二、頻分多路復(fù)用二、頻分多路復(fù)用 是指按照頻率參量的差別來分割各路信號(hào)的。在發(fā)是指按照頻率參量的差別來分割各路信號(hào)的。在發(fā)送端使各復(fù)用信號(hào)的頻譜互不重疊，在接收端用濾波器送端使各復(fù)用信號(hào)的頻譜互不重疊，在接收端用濾波器把各路信號(hào)區(qū)分開。把各路信號(hào)區(qū)分開。 子信道 1 子信道 2 子信道 n FDM )(1tf)(tfn)(2tf FDM )(1tf)(2tf)(t

14、fn第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1414頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈三、時(shí)分多路復(fù)用三、時(shí)分多路復(fù)用 按照時(shí)間參量的差別來分割各路信號(hào)。將信道工作按照時(shí)間參量的差別來分割各路信號(hào)。將信道工作時(shí)間劃分為周期時(shí)間劃分為周期T T，每一周期又再劃分為若干時(shí)間間隔，每一周期又再劃分為若干時(shí)間間隔，在一個(gè)周期內(nèi)每一路信號(hào)占用一個(gè)時(shí)間間隔（通常稱為在一個(gè)周期內(nèi)每一路信號(hào)占用一個(gè)時(shí)間間隔（通常稱為時(shí)隙）。時(shí)隙）。 用戶 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 用戶 1 發(fā)送數(shù)據(jù) 用戶 n 發(fā)送數(shù)據(jù) 用戶 1接收數(shù)據(jù) 用戶 2接收數(shù)據(jù)

15、用戶 n接收數(shù)據(jù) 發(fā)送端 接收端 復(fù)用數(shù)據(jù) 14 13 12 11 24 23 22 21 n4 n3 n2 n1 14 13 12 11 24 23 22 21 n4 n3 n2 n1 22 12 n1 21 11 復(fù)用信道 1.時(shí)分多路復(fù)用原理時(shí)分多路復(fù)用原理第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1515頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈2.多級(jí)復(fù)用多級(jí)復(fù)用路數(shù)路數(shù)速率速率 Mbps路數(shù)路數(shù)速率速率 Mbps路數(shù)路數(shù)速率速率 Mbps路數(shù)路數(shù)速率速率 Mbps歐洲歐洲/中國(guó)中國(guó)302.0481208.448

16、48034.3681920139.264北美北美241.544966.31267244.7364032274.176日本日本241.544966.31248032.064144097.728四次群四次群一次群一次群二次群二次群三次群三次群3.統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用用戶 1 發(fā)送數(shù)據(jù) 13 12 11 22 21 32 31 44 43 42 41 用戶 4 發(fā)送數(shù)據(jù) 用戶 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 用戶 3 發(fā)送數(shù)據(jù) 統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 復(fù)用信道 11 31 41 12 21 42 43 STDM 復(fù)用數(shù)據(jù) 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1616頁(yè)頁(yè)返回

17、江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈四、波分復(fù)用四、波分復(fù)用 波分復(fù)用即為頻分復(fù)用運(yùn)用于光纖信道，實(shí)質(zhì)就是波分復(fù)用即為頻分復(fù)用運(yùn)用于光纖信道，實(shí)質(zhì)就是頻分復(fù)用，與頻分復(fù)用，與FDM的區(qū)別僅在于的區(qū)別僅在于WDM使用光復(fù)用器和使用光復(fù)用器和光分用器。光分用器。 五、碼分復(fù)用五、碼分復(fù)用 碼分復(fù)用也是一種共享信道方法，各用戶以其特有碼分復(fù)用也是一種共享信道方法，各用戶以其特有的碼型（通常稱為偽隨機(jī)序列）在共同的信道帶寬內(nèi)傳的碼型（通常稱為偽隨機(jī)序列）在共同的信道帶寬內(nèi)傳送數(shù)據(jù)信息，按照碼型的差別來分割各路信號(hào)，這樣的送數(shù)據(jù)信息，按照碼型的差別來分割各路信號(hào)，這樣的通信方式

18、叫做碼分多址（通信方式叫做碼分多址（CDMA）。）。 在在CDMA系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)碼元時(shí)間被劃分為系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)碼元時(shí)間被劃分為m個(gè)較短個(gè)較短的時(shí)間間隔，稱之為碼片（的時(shí)間間隔，稱之為碼片（chip），若干碼片組成碼片），若干碼片組成碼片序列（也稱偽隨機(jī)序列），一般序列（也稱偽隨機(jī)序列），一般m=64或或m=128。 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1717頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈 發(fā)送數(shù)據(jù)碼元序列 t t t t t t A 站發(fā)送信號(hào)序列 SA B 站發(fā)送信號(hào)序列 SB A 站碼片（8 個(gè)） B

19、站碼片（8 個(gè)） 接收信號(hào) SA+SB SB和 A 站碼片序列 歸一化內(nèi)積 SA和 A 站碼片序列 歸一化內(nèi)積 1 1 0 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1818頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈2.3 數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換 數(shù)據(jù)交換本身不關(guān)心傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)容，僅執(zhí)行交換數(shù)據(jù)交換本身不關(guān)心傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)容，僅執(zhí)行交換的動(dòng)作，將數(shù)據(jù)從一個(gè)端口交換到另一個(gè)端口，進(jìn)而傳的動(dòng)作，將數(shù)據(jù)從一個(gè)端口交換到另一個(gè)端口，進(jìn)而傳輸?shù)搅硪粋€(gè)中間結(jié)點(diǎn)，直至目的地。從交換方式的發(fā)展輸?shù)搅硪粋€(gè)中間結(jié)點(diǎn)，直至目的地。從交換方式的發(fā)展過程來

20、看，交換經(jīng)歷了電路交換、報(bào)文交換、分組交換過程來看，交換經(jīng)歷了電路交換、報(bào)文交換、分組交換和快速交換幾個(gè)階段。和快速交換幾個(gè)階段。 一、電路交換一、電路交換 主機(jī) A 主機(jī) B 結(jié)點(diǎn) 1 結(jié)點(diǎn) 2 結(jié)點(diǎn) 3 比特流 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1919頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈二、報(bào)文交換二、報(bào)文交換基本思想：存儲(chǔ)基本思想：存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)（轉(zhuǎn)發(fā)（store-and-forward exchanging）。）。 主機(jī) B 主機(jī) E 結(jié)點(diǎn) 主機(jī) A 主機(jī) C 主機(jī) D 主機(jī) F 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn)

21、 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2020頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈三、分組交換三、分組交換 報(bào)文交換的一種改進(jìn)形式。首先將長(zhǎng)報(bào)文分成若干報(bào)文交換的一種改進(jìn)形式。首先將長(zhǎng)報(bào)文分成若干個(gè)分組，每個(gè)分組的長(zhǎng)度給了一個(gè)上限，然后以分組為個(gè)分組，每個(gè)分組的長(zhǎng)度給了一個(gè)上限，然后以分組為單位以存儲(chǔ)單位以存儲(chǔ)- -轉(zhuǎn)發(fā)的方式進(jìn)行傳輸。分組交換有兩種管理轉(zhuǎn)發(fā)的方式進(jìn)行傳輸。分組交換有兩種管理數(shù)據(jù)分組的方法：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路。數(shù)據(jù)分組的方法：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路。 1.數(shù)據(jù)報(bào)方式數(shù)據(jù)報(bào)方式 主機(jī) B 主機(jī) E

22、 結(jié)點(diǎn) 主機(jī) A 主機(jī) C 主機(jī) D 主機(jī) F 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 123213213重新排序11213第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2121頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈2.虛電路方式虛電路方式 主機(jī) B 主機(jī) E 結(jié)點(diǎn) 主機(jī) A 主機(jī) C 主機(jī) D 主機(jī) F 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 2 1 3 1213順序到達(dá)11122223333第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2222頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范

23、學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈四、數(shù)據(jù)交換方式比較四、數(shù)據(jù)交換方式比較 建立連接 數(shù)據(jù)傳輸 釋放連接 數(shù)據(jù) 報(bào)文 分組 分組 1 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 A B C D A B C D A B C D A B C D （a）電路交換 （b）報(bào)文交換 （c） 數(shù)據(jù)報(bào)交換 （d） 虛電路交換 時(shí)間 五、快速交換五、快速交換第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2323頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈2.4 物理層物理層 物理層實(shí)際是設(shè)備之間的物理接口，它定義了傳輸線物理層實(shí)

24、際是設(shè)備之間的物理接口，它定義了傳輸線的機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性，以便于將不同的機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性，以便于將不同廠家生產(chǎn)的物理設(shè)備連接成網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間的廠家生產(chǎn)的物理設(shè)備連接成網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間的比特流透明傳輸。比特流透明傳輸。 一、物理層功能及服務(wù)一、物理層功能及服務(wù)1.物理層功能物理層功能 物理層的作用就是在一條物理傳輸媒體上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)物理層的作用就是在一條物理傳輸媒體上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間透明地傳輸各種數(shù)據(jù)的比特流。鏈路實(shí)體之間透明地傳輸各種數(shù)據(jù)的比特流。 （1）物理連接的建立與拆除）物理連接的建立與拆除 （2）物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元傳輸）物理服務(wù)數(shù)

25、據(jù)單元傳輸 （3）物理層管理）物理層管理 2.物理層提供的服務(wù)物理層提供的服務(wù) （1）物理連接）物理連接（2）確定服務(wù)質(zhì)量參數(shù)）確定服務(wù)質(zhì)量參數(shù) （3）故障報(bào)告服務(wù)）故障報(bào)告服務(wù) 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2424頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈二、物理層接口基本特性分析二、物理層接口基本特性分析 物理層接口協(xié)議是用于定義物理層接口協(xié)議是用于定義DTE與與DCE之間的物理之間的物理接口，并為物理接口規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的四個(gè)特性，即機(jī)械特性、接口，并為物理接口規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的四個(gè)特性，即機(jī)械特性、電氣特性、功能

26、特性和規(guī)程特性。電氣特性、功能特性和規(guī)程特性。 1.機(jī)械特性機(jī)械特性 2.電氣特性電氣特性3.功能特性功能特性4.規(guī)程特性規(guī)程特性三、幾種常用的物理層接口簡(jiǎn)介三、幾種常用的物理層接口簡(jiǎn)介1. EIA RS-232 2. EIA RS-449、RS-422和和RS-423 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2525頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈2.5 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路是構(gòu)成邏輯信道的一段結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路是構(gòu)成邏輯信道的一段結(jié)點(diǎn)-結(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通結(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通路，是在一條數(shù)據(jù)電路基礎(chǔ)上通過數(shù)據(jù)鏈路層

27、協(xié)議建立起路，是在一條數(shù)據(jù)電路基礎(chǔ)上通過數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議建立起來的，具有它自己的數(shù)據(jù)傳輸格式（幀）和傳輸控制功能來的，具有它自己的數(shù)據(jù)傳輸格式（幀）和傳輸控制功能的結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)-結(jié)點(diǎn)間的邏輯連接。結(jié)點(diǎn)間的邏輯連接。 一、數(shù)據(jù)鏈路層功能及服務(wù)一、數(shù)據(jù)鏈路層功能及服務(wù) 1.數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能 數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上，將網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上，將網(wǎng)絡(luò)層遞交來的數(shù)據(jù)在鄰接的兩結(jié)點(diǎn)之間，實(shí)現(xiàn)透明的、高可靠遞交來的數(shù)據(jù)在鄰接的兩結(jié)點(diǎn)之間，實(shí)現(xiàn)透明的、高可靠的傳輸。的傳輸。（1）鏈路管理）鏈路管理 （2）裝幀與幀同步）裝幀與幀同步 （3）流量控制）流量控制 （4）差錯(cuò)

28、控制）差錯(cuò)控制 （5）透明傳輸）透明傳輸 （6）尋址）尋址 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2626頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈2.數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù) 數(shù)據(jù)鏈路層最基本的服務(wù)是將源主機(jī)中網(wǎng)絡(luò)層送來的數(shù)據(jù)鏈路層最基本的服務(wù)是將源主機(jī)中網(wǎng)絡(luò)層送來的數(shù)據(jù)可靠地傳輸給目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層。數(shù)據(jù)可靠地傳輸給目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層。 （1）無確認(rèn)無連接服務(wù)）無確認(rèn)無連接服務(wù) （2）有確認(rèn)無連接服務(wù)）有確認(rèn)無連接服務(wù) （3）有確認(rèn)面向連接服務(wù)）有確認(rèn)面向連接服務(wù) 二、數(shù)據(jù)鏈路層流量控制協(xié)議二、數(shù)據(jù)鏈路層流量控制協(xié)

29、議 如果發(fā)送方發(fā)送能力比接收方能力強(qiáng)時(shí)，即使傳輸過如果發(fā)送方發(fā)送能力比接收方能力強(qiáng)時(shí)，即使傳輸過程中毫無差錯(cuò)，也會(huì)發(fā)生幀丟失的現(xiàn)象。因此需要有某種程中毫無差錯(cuò)，也會(huì)發(fā)生幀丟失的現(xiàn)象。因此需要有某種機(jī)制來查獲接收方當(dāng)前尚有多少緩沖空間可利用。機(jī)制來查獲接收方當(dāng)前尚有多少緩沖空間可利用。 1.停止等待協(xié)議停止等待協(xié)議 停止等待協(xié)議的特點(diǎn)是，一次發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，便停止等待協(xié)議的特點(diǎn)是，一次發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，便停止發(fā)送，等待接收端的響應(yīng)幀，如果收到對(duì)方的肯定回停止發(fā)送，等待接收端的響應(yīng)幀，如果收到對(duì)方的肯定回答，就接著發(fā)送下一個(gè)幀，如果收到否定回答或超過規(guī)定答，就接著發(fā)送下一個(gè)幀，如果收到否定回答或

30、超過規(guī)定的時(shí)間沒有收到肯定回答，則重發(fā)該幀。的時(shí)間沒有收到肯定回答，則重發(fā)該幀。 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2727頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈 A B DATA0 DATA1 ACK ACK 送主機(jī) 送主機(jī) 時(shí)間 重發(fā) A B DATA0 DATA0 NAK ACK 送主機(jī) 出錯(cuò) A B DATA0 DATA0 ACK 送主機(jī) 重發(fā) 丟失 tout A B DATA0 DATA0 ACK ACK 丟棄 重發(fā) 丟失 tout 送主機(jī) （a）正常情況 （b）數(shù)據(jù)幀出錯(cuò) （c）數(shù)據(jù)幀丟失 （d）確

31、認(rèn)幀丟失 重復(fù) 數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)膸追N情況數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)膸追N情況 停止等待協(xié)議實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，但由于發(fā)送結(jié)點(diǎn)每發(fā)完停止等待協(xié)議實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，但由于發(fā)送結(jié)點(diǎn)每發(fā)完一幀后必須停下來等待對(duì)方應(yīng)答，因而其信道利用率較低，一幀后必須停下來等待對(duì)方應(yīng)答，因而其信道利用率較低，只適合半雙工通信。只適合半雙工通信。 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2828頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈2.滑動(dòng)窗口協(xié)議滑動(dòng)窗口協(xié)議 發(fā)送窗口的工作規(guī)則：發(fā)送窗口的工作規(guī)則：落在發(fā)送窗口內(nèi)的幀才能被發(fā)落在發(fā)送窗口內(nèi)的幀才能被發(fā)送，且每發(fā)送完一幀，允

32、許發(fā)送的幀數(shù)就減送，且每發(fā)送完一幀，允許發(fā)送的幀數(shù)就減1，發(fā)送時(shí)，發(fā)送時(shí)，不必考慮是否收到確認(rèn)信息。如果發(fā)送窗口內(nèi)的幀數(shù)發(fā)完，不必考慮是否收到確認(rèn)信息。如果發(fā)送窗口內(nèi)的幀數(shù)發(fā)完，但還未收到確認(rèn)信息，就不再發(fā)送任何幀，當(dāng)收到一幀的但還未收到確認(rèn)信息，就不再發(fā)送任何幀，當(dāng)收到一幀的確認(rèn)信息后，發(fā)送窗口才向前滑動(dòng)一個(gè)位置，并從緩沖區(qū)確認(rèn)信息后，發(fā)送窗口才向前滑動(dòng)一個(gè)位置，并從緩沖區(qū)中將該數(shù)據(jù)幀刪除。如果有新的數(shù)據(jù)要發(fā)送，只要其幀序中將該數(shù)據(jù)幀刪除。如果有新的數(shù)據(jù)要發(fā)送，只要其幀序號(hào)落在發(fā)送窗口內(nèi)就可以發(fā)送，直到發(fā)送窗口滿為止。號(hào)落在發(fā)送窗口內(nèi)就可以發(fā)送，直到發(fā)送窗口滿為止。 接收窗口的工作規(guī)則：接收

33、窗口的工作規(guī)則：只有當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送只有當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號(hào)落在接收窗口內(nèi)，接收方才會(huì)將數(shù)據(jù)幀收下，而落在序號(hào)落在接收窗口內(nèi)，接收方才會(huì)將數(shù)據(jù)幀收下，而落在接收窗口外的幀，則一律被丟棄。另外，接收窗口每收到接收窗口外的幀，則一律被丟棄。另外，接收窗口每收到一個(gè)序號(hào)正確的幀，接收窗口就向前滑動(dòng)一個(gè)位置，同時(shí)一個(gè)序號(hào)正確的幀，接收窗口就向前滑動(dòng)一個(gè)位置，同時(shí)向發(fā)送端發(fā)送對(duì)該幀的確認(rèn)信息。向發(fā)送端發(fā)送對(duì)該幀的確認(rèn)信息。 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2929頁(yè)頁(yè)返回江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院 陶為戈陶為戈 （a

34、）初態(tài)初態(tài)（b）發(fā)發(fā) 送送0號(hào)幀號(hào)幀（c）發(fā)發(fā) 送送1號(hào)幀號(hào)幀（f）發(fā)發(fā) 送送2號(hào)幀號(hào)幀（d）接接 收收0號(hào)幀號(hào)幀（e）接接 收收 確確認(rèn)認(rèn)0號(hào)幀號(hào)幀（g）接接 收收1號(hào)幀號(hào)幀（h）接接 收收 確確認(rèn)認(rèn)1號(hào)幀號(hào)幀發(fā)送方發(fā)送方接收方接收方3.連續(xù)連續(xù)ARQ協(xié)議協(xié)議 在發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，不是停下來等待確認(rèn)幀，而在發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，不是停下來等待確認(rèn)幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個(gè)數(shù)據(jù)幀。如果收到了接收端發(fā)來是可以連續(xù)再發(fā)送若干個(gè)數(shù)據(jù)幀。如果收到了接收端發(fā)來的確認(rèn)幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。的確認(rèn)幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 4.選擇重傳選擇重傳ARQ協(xié)議協(xié)議 只重傳出現(xiàn)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀或計(jì)時(shí)器超時(shí)的數(shù)據(jù)幀。只重傳出現(xiàn)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀或計(jì)時(shí)器超時(shí)的數(shù)據(jù)幀。 第二章第二