計算機通信與網絡

1、計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n考試時間：考試時間： 第第16周周周周3（2015-06-17）13:30-15:20 考試地點：考試地點： 教教2-211（李鵬）、教（李鵬）、教2-312（章韻）（章韻） 教教2-201（江中略）（江中略） 考前答疑：考前答疑：計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reser

2、ved. All rights reserved.計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.計算機網絡計算機網絡n定義：把分布在不同地點且具有獨立功定義：把分布在不同地點且具有獨立功能的多個計算機，通過通信設備和線路能的多個計算機，通過通信設備和線路連接起來，在功能完善的網絡軟件運行連接起來，在功能完善的網絡軟件運行環(huán)境下，以實現網絡中資源共享為目標環(huán)境下，以實現網絡中資源共享為目標的系統。的系統。n組成：通信子網（）、終端系統（

3、）組成：通信子網（）、終端系統（）計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.拓撲結構拓撲結構星形、總線形、環(huán)形（基本）星形、總線形、環(huán)形（基本）+樹形和網狀結構樹形和網狀結構星形結構的特點是存在一個中心節(jié)點，其他計算機與中心節(jié)點互連，星形結構的特點是存在一個中心節(jié)點，其他計算機與中心節(jié)點互連，系統的連通性與中心節(jié)點的可靠性有很大的關系。樹形結構的特點是系統的連通性與中心節(jié)點的可靠性有很大的關系。樹形結構的特點是從根節(jié)點到葉子節(jié)點呈

4、現層次性?？偩€形結構的特點是存在一條主干從根節(jié)點到葉子節(jié)點呈現層次性?？偩€形結構的特點是存在一條主干線，所有的計算機連接到主干線上。環(huán)形結構是將所有計算機連接到線，所有的計算機連接到主干線上。環(huán)形結構是將所有計算機連接到一個環(huán)形的線路，每兩個計算機之間有兩條線路相連。網絡型是一種一個環(huán)形的線路，每兩個計算機之間有兩條線路相連。網絡型是一種不規(guī)則的連接，事實上，目前的因特網就是這種拓撲結構。不規(guī)則的連接，事實上，目前的因特網就是這種拓撲結構。計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights rese

5、rved. All rights reserved.n個人區(qū)域網個人區(qū)域網 PANn局域網局域網 LANn城域網城域網 MANn廣域網廣域網 WANn因特網因特網計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n概念：是計算機網絡的分層及其服務和概念：是計算機網絡的分層及其服務和協議的集合，也就是它們所應完成的所協議的集合，也就是它們所應完成的所有功能的定義，是用戶進行網絡互連和有功能的定義，是用戶進行網絡互連和通信系統設計的基礎。因此

6、，體系結構通信系統設計的基礎。因此，體系結構是一個抽象的概念，它只從功能上描述是一個抽象的概念，它只從功能上描述計算機網絡的結構，而不涉及每層的具計算機網絡的結構，而不涉及每層的具體組成和實現細節(jié)。體組成和實現細節(jié)。計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n概念：是指通信雙方必須遵循的、控制概念：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)定有關功能部件在通語法

7、規(guī)則，用來規(guī)定有關功能部件在通信過程中的操作，它定義了數據發(fā)送和信過程中的操作，它定義了數據發(fā)送和接收工作中必經的過程。協議規(guī)定了網接收工作中必經的過程。協議規(guī)定了網絡中使用的格式、定時方式、順序和檢絡中使用的格式、定時方式、順序和檢錯。錯。n要素：語法、語義和同步要素：語法、語義和同步計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n七層模型：七層模型：n為應用程序通過網絡服務，它包含了各種用戶普通使用的協議為應用程序通過網絡服務，它

8、包含了各種用戶普通使用的協議n用于處理在兩個通信系統中交換信息的表示方式，主要包括數據格式用于處理在兩個通信系統中交換信息的表示方式，主要包括數據格式 變換、數據的加密與解密、數據壓縮與恢復等功能。變換、數據的加密與解密、數據壓縮與恢復等功能。n負責維護通信中兩個結點之間的會話連接的建立、維護和斷開，以及負責維護通信中兩個結點之間的會話連接的建立、維護和斷開，以及 數據的交換數據的交換n向用戶通過可靠的向用戶通過可靠的端到端端到端（end-to-end）的數據傳輸服務，實現為上層）的數據傳輸服務，實現為上層 屏蔽低層的數據傳輸問題屏蔽低層的數據傳輸問題n控制著通信子網的運行，為以控制著通信子網

9、的運行，為以分組分組（packet）為單位的數據包通過通信子網選擇適）為單位的數據包通過通信子網選擇適當的路由，并實現當的路由，并實現擁塞控制、網絡互連擁塞控制、網絡互連等功能等功能n在物理層提供服務的基礎上，在通信的實體間建立數據鏈路連接，傳輸以在物理層提供服務的基礎上，在通信的實體間建立數據鏈路連接，傳輸以幀幀(frame)為單位的數據包，并采取為單位的數據包，并采取差錯控制和流量控制差錯控制和流量控制的方法，使有差錯的物理線路變成無的方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的數據鏈路差錯的數據鏈路n利用傳輸介質為通信的網絡結點之間建立、維護和釋放物理連接，實現利用傳輸介質為通信的網絡結點之間建

10、立、維護和釋放物理連接，實現比特流比特流的透的透明傳輸，進而為數據鏈路層提供數據傳輸服務明傳輸，進而為數據鏈路層提供數據傳輸服務計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copy

11、right Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.比較比較計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.計算機系統與網絡教學中心

12、計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n信息：主要涉及數據的內容和解釋（從信息：主要涉及數據的內容和解釋（從通信的意義上理解）通信的意義上理解）n數據：通常是指預先約定的具有某種含數據：通常是指預先約定的具有某種含義的數字、符號和字母的組合（模擬

13、、義的數字、符號和字母的組合（模擬、數字數據）數字數據）n信號：信號是數據在傳輸過程中的電磁信號：信號是數據在傳輸過程中的電磁波的表示形式（模擬、數字信號）波的表示形式（模擬、數字信號）計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n信源就是信息的發(fā)送端，是發(fā)出待傳送信息的設備；信宿就信源就是信息的發(fā)送端，是發(fā)出待傳送信息的設備；信宿就是信息的接收端，是接收所傳送信息的設備是信息的接收端，是接收所傳送信息的設備n信道是通信雙方以傳輸媒

14、體為基礎的傳輸信息的通道，它是信道是通信雙方以傳輸媒體為基礎的傳輸信息的通道，它是建立在通信線路及其附屬設備建立在通信線路及其附屬設備(如收發(fā)設備如收發(fā)設備)上的上的n信號轉換設備，其作用是將信源發(fā)出的信息轉換成適合于在信號轉換設備，其作用是將信源發(fā)出的信息轉換成適合于在信道上傳輸的信號，對應不同的信源和信道，信號轉換設備信道上傳輸的信號，對應不同的信源和信道，信號轉換設備有不同的組成和變換功能。發(fā)送端的信號轉換設備可以是編有不同的組成和變換功能。發(fā)送端的信號轉換設備可以是編碼器或調制器，接收端的信號轉換設備相對應的就是譯碼器碼器或調制器，接收端的信號轉換設備相對應的就是譯碼器或解調器?；蚪庹{

15、器。計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n信號碼元：攜帶數據信息的信號脈沖信號碼元：攜帶數據信息的信號脈沖n信號脈沖來表示一個信號脈沖來表示一個0、1和幾個和幾個0、1的的組合組合n二電平信號：一個信息碼元包含一個二二電平信號：一個信息碼元包含一個二進制碼元進制碼元nM電平信號：一個信息碼元包含電平信號：一個信息碼元包含 log2 M個二進制碼元個二進制碼元計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright

16、Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.傳碼速率傳碼速率n傳碼速率（調制速率、波特率）傳碼速率（調制速率、波特率）NBd：指在數據通信系統中，每秒鐘傳輸信號指在數據通信系統中，每秒鐘傳輸信號碼元的個數，單位是波特（碼元的個數，單位是波特（Baud）。）。n計算方法：信號碼元持續(xù)的時間為計算方法：信號碼元持續(xù)的時間為T秒秒，則，則 NBd=1/T 波特波特計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All right

17、s reserved. All rights reserved.傳信速率傳信速率n傳信速率（比特率）傳信速率（比特率）Rb： 指在數據通信系統中，每秒鐘傳輸二進指在數據通信系統中，每秒鐘傳輸二進制碼元的個數，單位是比特制碼元的個數，單位是比特/秒（秒（bit/s,或或kbit/s或或Mbit/s）。）。bps、kbps、Mbpsn計算方法：計算方法：Rb=NBdlog2 M計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.信道帶寬信道帶寬

18、n比特比特/秒秒 （作為（作為“信號傳信速率信號傳信速率”的同的同義詞）義詞）n帶寬：本來是指某個信號具有的頻帶寬帶寬：本來是指某個信號具有的頻帶寬度，單位度，單位Hz計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.誤碼率誤碼率nPen指在一定時間內接收到出錯的比特數指在一定時間內接收到出錯的比特數e1與總的傳輸比特數與總的傳輸比特數e2之比之比: Pe=e1/e2*100%n誤組率誤組率PB：PB=b1/b0*100%(接收出錯接收出

19、錯的組數與總的傳輸組數的組數與總的傳輸組數)計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.時延時延n所需時間（鏈路兩端傳送）所需時間（鏈路兩端傳送）n總時延總時延=發(fā)送時延發(fā)送時延+傳播時延傳播時延+處理時延處理時延計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n發(fā)送時延（傳

20、輸時延）發(fā)送時延（傳輸時延）:節(jié)點節(jié)點-傳輸介質傳輸介質n計算：發(fā)送時延計算：發(fā)送時延=數據塊長度數據塊長度/信道帶寬信道帶寬s=b/bpsn信道帶寬就是數據在信道信道帶寬就是數據在信道L中的發(fā)送速中的發(fā)送速率，也常稱為數據在信道上的傳輸速率率，也常稱為數據在信道上的傳輸速率即傳信速率即傳信速率計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n傳播時延：信道中的一定距離傳播時延：信道中的一定距離n計算：傳播時延計算：傳播時延=信道長度信

21、道長度/電磁波在信電磁波在信道上的傳播速度道上的傳播速度 s=m/(m/s)n數據發(fā)送速率（帶寬）？電磁波在信道數據發(fā)送速率（帶寬）？電磁波在信道上的傳播速率上的傳播速率 不同不同計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n處理時延：取決于通信量處理時延：取決于通信量計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved.

22、 All rights reserved.信道容量信道容量n是指在給定條件，給定通信路徑（或信是指在給定條件，給定通信路徑（或信道）上的數據傳輸速率道）上的數據傳輸速率 Cn奈奎斯特定理：理想的條件下，無噪聲奈奎斯特定理：理想的條件下，無噪聲n香農定理：有噪聲的環(huán)境中香農定理：有噪聲的環(huán)境中計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n奈奎斯特定理奈奎斯特定理n最大的數據傳輸速率最大的數據傳輸速率C(即信道容量即信道容量) C=2W

23、log2 Mn帶寬帶寬W(Hz) 、信號狀態(tài)的個數、信號狀態(tài)的個數M計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n香農定理香農定理nC=Wlog2（1+S/N）n信噪功率比信噪功率比S/N，常以分貝形式表示，常以分貝形式表示，(S/N)dB= 10log10(信號功率信號功率P1/噪聲功率噪聲功率P2)計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All

24、 rights reserved. All rights reserved.傳輸介質傳輸介質n有線傳輸介質主要有雙絞線、同軸電纜有線傳輸介質主要有雙絞線、同軸電纜和光纜等和光纜等n無線傳輸介質主要包括無線電波、地面無線傳輸介質主要包括無線電波、地面微波、衛(wèi)星微波、紅外線微波、衛(wèi)星微波、紅外線計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.編碼與調制編碼與調制n四種信號轉換方式四種信號轉換方式n編碼：數字編碼：數字/模擬模擬-數字數字n調

25、制：數字調制：數字/模擬模擬-模擬模擬計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n數字數字-數字編碼數字編碼n(單極性碼和雙極性碼、不歸零碼和歸零單極性碼和雙極性碼、不歸零碼和歸零碼、差分編碼、偽三進制碼、曼徹斯特碼、差分編碼、偽三進制碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼編碼、差分曼徹斯特編碼)計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rig

26、hts reserved. All rights reserved.n模擬模擬-數字編碼數字編碼（脈沖編碼調制（脈沖編碼調制 PCM過程：過程： 采樣、量化、編碼采樣、量化、編碼自適應差分脈沖編碼調制自適應差分脈沖編碼調制ADPCM）計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n數字數字-模擬調制模擬調制（調制方法：（調制方法： 幅移鍵控幅移鍵控ASK 數字調幅、數字調幅、 頻移鍵控頻移鍵控FSK 數字調頻、數字調頻、 相移鍵控相移

27、鍵控PSK 數字調相）數字調相）計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n模擬模擬-模擬調制模擬調制 (實現方法：實現方法：調幅調幅AM 幅度調制、幅度調制、 例：載波通信例：載波通信調頻調頻FM 頻率調制、頻率調制、調相調相PM 相位調制相位調制)計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rig

28、hts reserved.多路復用技術多路復用技術n頻分復用頻分復用FDM 頻率分隔方式頻率分隔方式 多路載波電話系統多路載波電話系統n時分復用時分復用TDM 時間分片方式時間分片方式 靜態(tài)（同步靜態(tài)（同步 時隙時隙TS 固定分配資源）、固定分配資源）、動態(tài)（異步、統計動態(tài)（異步、統計STDM 按需分配介按需分配介質資源）時分復用質資源）時分復用n碼分復用碼分復用CDM（又稱碼分多址復用（又稱碼分多址復用CDMA）n波分復用波分復用WDM 密集波分復用密集波分復用DWDM計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG

29、 All rights reserved. All rights reserved.交換技術交換技術n交換網絡交換網絡SN 交換節(jié)點交換節(jié)點n電路交換電路交換0.36、存儲交換（分為報文交、存儲交換（分為報文交換、分組交換（服務方式：虛電路換、分組交換（服務方式：虛電路VC和數據報和數據報DG）計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n物理層設備（中繼器物理層設備（中繼器RP、集線器、集線器Hub）n數據終端設備數據終端設備DT

30、E、 數據電路終接設備數據電路終接設備DCE保持接口特性的標準化（機械、電氣、規(guī)保持接口特性的標準化（機械、電氣、規(guī)程、功能特性）程、功能特性）計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡

31、教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n數據電路、物理鏈路、數據鏈路數據電路、物理鏈路、數據鏈路計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.數據鏈路的功能數據鏈路的功能n鏈路管理鏈路管理n幀定界幀定界n流量控制流量控制n差錯控制差錯控制n數據和控制信息的識別數據和控制信息的識別n透明傳輸透明傳輸n尋址尋址

32、計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.流量控制流量控制n停止停止-等待方式等待方式 (分為開關式流量控制、協議式流量控制分為開關式流量控制、協議式流量控制(停止停止-等待協議是最簡單的協議式流量控制等待協議是最簡單的協議式流量控制)n滑動窗口方式滑動窗口方式 根據出現差錯后重傳數據幀的方式根據出現差錯后重傳數據幀的方式(分為連續(xù)分為連續(xù)ARQ協議、選擇協議、選擇ARQ協議協議)ARQ 自動重傳請求自動重傳請求計算機系統與網絡教

33、學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.差錯控制差錯控制n檢錯重發(fā)檢錯重發(fā)ARQn前向糾錯前向糾錯FECn混合糾錯檢錯混合糾錯檢錯n信息反饋信息反饋IRQ計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n高級數據鏈路控制協議高級數據鏈路控制協議HDLC面向比特流的傳輸控制規(guī)程面向比特流的傳

34、輸控制規(guī)程n點對點協議點對點協議PPP面向字符的傳輸控制規(guī)程面向字符的傳輸控制規(guī)程計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n5.理解理解10BASE-T,10BASE-F等表述等表述10、BASE、T、F的含義）的含義）計算

35、機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.局域網的技術特性局域網的技術特性n傳輸介質傳輸介質n傳輸技術傳輸技術n網絡拓撲網絡拓撲n介質訪問控制方法介質訪問控制方法計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.介質介質(媒體媒體)訪問控制方法訪問控制方法n基于信道基于信道 廣域

36、網廣域網n基于隨機訪問基于隨機訪問 局域網局域網n基于輪詢基于輪詢 局域網局域網計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n采用分布式控制方法，總線上的各個計算機通過競爭的方式，獲得總線采用分布式控制方法，總線上的各個計算機通過競爭的方式，獲得總線的使用權。只有獲得總線使用權的計算機才能向總線上發(fā)送數據，而發(fā)的使用權。只有獲得總線使用權的計算機才能向總線上發(fā)送數據，而發(fā)送的數據能被連在總線上的所有計算機接收到。送的數據能被連在總線

37、上的所有計算機接收到。n載波監(jiān)聽：是指每個計算機在發(fā)送數據之前先要檢測總線上是否有其他載波監(jiān)聽：是指每個計算機在發(fā)送數據之前先要檢測總線上是否有其他計算機在發(fā)送數據，如果有，則暫時不發(fā)送數據，以減少發(fā)生沖突的機計算機在發(fā)送數據，如果有，則暫時不發(fā)送數據，以減少發(fā)生沖突的機會。會。n多路訪問：是指在總線型局域網中，有多臺計算機連接在一根總線上，多路訪問：是指在總線型局域網中，有多臺計算機連接在一根總線上，共享總線的信道資源。共享總線的信道資源。n沖突檢測：是指發(fā)送數據的計算機在發(fā)送數據的同時，還必須監(jiān)聽傳輸沖突檢測：是指發(fā)送數據的計算機在發(fā)送數據的同時，還必須監(jiān)聽傳輸介質，判斷是否發(fā)生了沖突。因

38、為如果存在多個計算機都在發(fā)送數據，介質，判斷是否發(fā)生了沖突。因為如果存在多個計算機都在發(fā)送數據，就會形成信號的疊加，即沖突，從而造成接收方無法接收到正確的數據就會形成信號的疊加，即沖突，從而造成接收方無法接收到正確的數據。一旦檢測到沖突，發(fā)送方應立即停止發(fā)送，等待一個隨機時間間隔后。一旦檢測到沖突，發(fā)送方應立即停止發(fā)送，等待一個隨機時間間隔后重發(fā)。重發(fā)。計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n將總線型局域網的端到端往返時延稱為

39、爭用期，也稱為沖突窗口將總線型局域網的端到端往返時延稱為爭用期，也稱為沖突窗口n總線式局域網中，一臺計算機從開始發(fā)送數據起，最多要經過時間就可總線式局域網中，一臺計算機從開始發(fā)送數據起，最多要經過時間就可確知是否發(fā)生了沖突。如果數據幀長度過短，在爭用期時間內即可確知是否發(fā)生了沖突。如果數據幀長度過短，在爭用期時間內即可發(fā)送完畢，那么，發(fā)送方和接收方都無法正確判別此次發(fā)送的數據是否發(fā)送完畢，那么，發(fā)送方和接收方都無法正確判別此次發(fā)送的數據是否發(fā)生了沖突。因為在發(fā)生了沖突。因為在0時間內，極有可能發(fā)生了沖突。時間內，極有可能發(fā)生了沖突。n爭用期，端到端往返時延，其物理意義在于：提供了設計總線式局爭

40、用期，端到端往返時延，其物理意義在于：提供了設計總線式局域網中最小有效幀長的計算依據。域網中最小有效幀長的計算依據。n爭用期的大小由總線式局域網的總線長度以及電磁波的傳播速率決定。爭用期的大小由總線式局域網的總線長度以及電磁波的傳播速率決定。n22222計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.nMAC幀格式：兩種幀格式：兩種nDIX V2 MAC幀結構幀結構nIEEE 802.3 MAC幀結構幀結構計算機系統與網絡教學中心計算機

41、系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.CSMA/CD的工作過程的工作過程n發(fā)送方：發(fā)送方：n1、當某個節(jié)點的、當某個節(jié)點的LLC協議實體希望發(fā)送數據時，將協議實體希望發(fā)送數據時，將LLC幀傳給下層的幀傳給下層的MAC協議實體，協議實體，MAC協議實體將協議實體將LLC幀封裝在用戶數據字段，形成幀封裝在用戶數據字段，形成MAC幀；幀；n2、MAC協議實體監(jiān)聽傳輸介質，檢查是否有數據正在傳輸；協議實體監(jiān)聽傳輸介質，檢查是否有數據正在傳輸；n3、如果介質上有信號

42、在傳輸，則轉向過程、如果介質上有信號在傳輸，則轉向過程2繼續(xù)監(jiān)聽，否則發(fā)送數據，繼續(xù)監(jiān)聽，否則發(fā)送數據，同時對介質繼續(xù)監(jiān)聽；同時對介質繼續(xù)監(jiān)聽；n4、如果在發(fā)送數據過程中沒有檢測到沖突，則本次發(fā)送任務成功完成、如果在發(fā)送數據過程中沒有檢測到沖突，則本次發(fā)送任務成功完成。否則，立即終止本次發(fā)送過程，并向介質發(fā)送一個沖突加強的信號，。否則，立即終止本次發(fā)送過程，并向介質發(fā)送一個沖突加強的信號，以使其他節(jié)點都能感知到發(fā)生沖突，以使其他節(jié)點都能感知到發(fā)生沖突，MAC協議實體計算發(fā)送失敗的次協議實體計算發(fā)送失敗的次數；數；n5、如果發(fā)送失敗次數小于等于某個閥值，根據失敗次數執(zhí)行二進制指、如果發(fā)送失敗次數

43、小于等于某個閥值，根據失敗次數執(zhí)行二進制指數退避算法，計算得到某個退避時間值，等待該退避時間，轉向過程數退避算法，計算得到某個退避時間值，等待該退避時間，轉向過程2準備重新發(fā)送。否則，停止發(fā)送嘗試，通知上層準備重新發(fā)送。否則，停止發(fā)送嘗試，通知上層LLC實體，報告可能出實體，報告可能出現網絡故障?，F網絡故障。計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n接收方：接收方：n1、局域網上的每個站點的、局域網上的每個站點的MAC協議實體都

44、協議實體都監(jiān)聽傳輸介質，如果有信號傳輸，則接收信監(jiān)聽傳輸介質，如果有信號傳輸，則接收信息，得到息，得到MAC幀；其中，對于因沖突造成的幀；其中，對于因沖突造成的長度不足最小有效幀長的殘幀，長度不足最小有效幀長的殘幀，MAC實體不實體不予理會。予理會。n2、MAC實體分析幀中的目的地址，如果目實體分析幀中的目的地址，如果目的地址為本站點地址，就復制接收該幀。否的地址為本站點地址，就復制接收該幀。否則，簡單丟棄該幀。特別地，對于具有組播則，簡單丟棄該幀。特別地，對于具有組播地址和廣播地址的數據幀，將會有多個站點地址和廣播地址的數據幀，將會有多個站點復制和接收該幀。復制和接收該幀。計算機系統與網絡教

45、學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n10:數據速率為數據速率為10Mbpsn“BASE”：電纜上的信號是基帶信號，采用曼徹：電纜上的信號是基帶信號，采用曼徹斯特編碼斯特編碼n10BASE-T,T:雙絞線雙絞線n10BASE-F,F:光纖光纖n10BASE5,粗纜粗纜,每一段電纜的最大長度為每一段電纜的最大長度為500mn10BASE2,細纜細纜,每一段電纜的最大長度為每一段電纜的最大長度為200m計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學

46、中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.以太網級聯與擴展以太網級聯與擴展n物理層物理層 采用轉發(fā)器或集線器將多個局域網采用轉發(fā)器或集線器將多個局域網(同類型同類型)相連接相連接計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n數據鏈路層數據鏈路層:網橋，不同類型局域網網橋，不同類型局域網計算機系統與網絡教學中心計算

47、機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n交換式集線器常稱為以太網交換機或第交換式集線器常稱為以太網交換機或第二層交換機二層交換機n實質上就是一個多端口的網橋實質上就是一個多端口的網橋n以太網交換機的工作有三種以太網交換機的工作有三種:直通交換方直通交換方式、存儲轉發(fā)方式、無碎片交換方式式、存儲轉發(fā)方式、無碎片交換方式計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rig

48、hts reserved. All rights reserved.高速以太網高速以太網n100BASE-T以太網以太網(快速以太網快速以太網)n千兆以太網千兆以太網(吉比特以太網吉比特以太網)n萬兆以太網萬兆以太網(10吉比特以太網吉比特以太網,10GE)計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.虛擬局域網虛擬局域網 VLANn由一些局域網網段構成的與物理位置無由一些局域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組，而這些網段具有某些共同

49、關的邏輯組，而這些網段具有某些共同的需求。的需求。計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n有固定基礎設施的有固定基礎設施的n無固定基礎設施無固定基礎設施(移動自組網絡移動自組網絡)計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.802.11標準中標準中n物理層物理層實現

50、方法實現方法:跳頻擴頻跳頻擴頻 FHSS直接序列擴頻直接序列擴頻 DSSS紅外線紅外線 IR計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.nMAC層層CSMA/CA協議協議計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.廣域網廣域網n由節(jié)點交換機由節(jié)點交換機(采用存儲轉發(fā)方式采

51、用存儲轉發(fā)方式)和鏈和鏈路路(點到點鏈路點到點鏈路)構成構成n指單個網絡時，具有物理層、數據鏈路指單個網絡時，具有物理層、數據鏈路層和網絡層的功能層和網絡層的功能計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n無連接的網絡服務無連接的網絡服務(數據報數據報)n面向連接的網絡服務面向連接的網絡服務(虛電路虛電路)計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG

52、All rights reserved. All rights reserved.計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n1.理解分類的理解分類的IP地址分類，特殊的地址分類，特殊的IP地址地址n3.理解理解IP數據報格式

53、，數據報格式，n5.理解因特網控制報文協議理解因特網控制報文協議ICMP及其應用及其應用計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n8.理解路由器的組成部分和原理理解路由器的組成部分和原理n9.理解理解IP發(fā)展技術（發(fā)展技術（IP多播、移動多播、移動IP、VPN、NAT）計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserve

54、d. All rights reserved.IP地址分類地址分類n網絡號、主機號網絡號、主機號nA類類:0nB類類:10nC類類:110nD類類:1110nE類類:11110計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.n特殊形式的特殊形式的IP地址地址網絡號網絡號 主機號主機號0 0 啟動時源站地址啟動時源站地址全全1 全全1 本地網受限廣播本地網受限廣播網絡號網絡號 全全1 定向廣播定向廣播127 任意任意(常為常為1) 回送地

55、址回送地址計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.IP地址與硬件地址的區(qū)別與聯系地址與硬件地址的區(qū)別與聯系n網絡層及以上使用網絡層及以上使用IP 地址；鏈路層及以下使用硬件地址。地址；鏈路層及以下使用硬件地址。IP 地址在地址在IP 數據報的首部，而硬件地址則放在數據報的首部，而硬件地址則放在MAC 幀的首幀的首部。部。n在在IP 層抽象的互連網上，我們看到的只是層抽象的互連網上，我們看到的只是IP 數據報，路由數據報，路由器根

56、據目的站的器根據目的站的IP地址進行選路。在具體的物理網絡的鏈路地址進行選路。在具體的物理網絡的鏈路層，我們看到的只是層，我們看到的只是MAC 幀，幀，IP 數據報被封裝在數據報被封裝在MAC幀幀里面。里面。MAC 幀在不同的網絡上傳送時，其幀在不同的網絡上傳送時，其MAC 幀的首部幀的首部是不同的。這種變化，在上面的是不同的。這種變化，在上面的IP 層上是看不到的。每個層上是看不到的。每個路由器都有路由器都有IP 地址和硬件地址。使用地址和硬件地址。使用IP 地址與硬件地址，地址與硬件地址，盡管連接在一起的網絡的硬件地址體系各不相同，但盡管連接在一起的網絡的硬件地址體系各不相同，但IP 層層

57、抽象的互連網卻屏蔽了下層這些很復雜的細節(jié)，并使我們能抽象的互連網卻屏蔽了下層這些很復雜的細節(jié)，并使我們能夠使用統一的、抽象的夠使用統一的、抽象的IP 地址進行通信。地址進行通信。計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.IP數據報格式數據報格式n基本傳送單元，提供對物理網絡幀的統基本傳送單元，提供對物理網絡幀的統一一n數據報劃分為首部和數據區(qū)數據報劃分為首部和數據區(qū)計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright

58、 Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.IP數據報分片原理數據報分片原理nMTU最大傳送單元最大傳送單元計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.路由器路由器n路由選擇部分和分組轉發(fā)部分構成路由選擇部分和分組轉發(fā)部分構成(交換交換結構、一組輸入端口和一組輸出端口結構、一組輸入端口和一組輸出端口)n隊列溢出隊列溢出n直接交付和間接交

59、付直接交付和間接交付n路由器的路由表路由器的路由表(N,R)計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.因特網控制報文協議因特網控制報文協議ICMPn差錯控制報文差錯控制報文目的不可達報文目的不可達報文3、超時報文、超時報文11n提供信息的報文提供信息的報文回應請求報文回應請求報文8、回應應答報文、回應應答報文0計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPEN

60、G All rights reserved. All rights reserved.子網編制子網編制/劃分子網劃分子網n網絡號、主機號網絡號、主機號(子網號子網號+主機號主機號) 子網位從主機域的最左邊開始連續(xù)借用子網位從主機域的最左邊開始連續(xù)借用主機號和網絡號主機號和網絡號 避免全避免全0和全和全1廣播號廣播號:主機號全主機號全1計算機系統與網絡教學中心計算機系統與網絡教學中心Copyright Copyright by by LIPENGLIPENG All rights reserved. All rights reserved.無分類編址無分類編址n前綴不是前綴不是8、16和和24位