通信概論第4章數據通信運輸j

現代通信概論第4章數據通信通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第1頁!4.1基本概念4.2差錯控制原理4.3數據交換方式4.4數據通信協(xié)議4.5數據保密通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第2頁!4.1.1數據通信的定義及特點4.1.2計算機網絡的分類4.1.3數據通信系統(tǒng)的模型4.1.4數據通信系統(tǒng)的組成通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第3頁!4.1基本概念4.1.1數據通信的定義及特點定義：計算機與計算機或其他數據終端之間的存儲、處理與傳輸。(依照通信協(xié)議)特點：通信協(xié)議、標準多可靠性要求高接續(xù)、響應時間要求快具有靈活的接口能力通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第4頁!廣域網、城域網、接入網以及局域網的關系

城域網城域網接入網接入網接入網接入網接入網接入網廣域網局域網局域網校園網企業(yè)網……4.1.2計算機網絡的分類通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第5頁!（2）總線型優(yōu)點：費用低，易擴展，線路利用率高。缺點：管理維護困難，可靠性較低，傳輸效率低。典型應用：10BASE2（細纜）、10BASE5（粗纜）等?？偩€型拓撲結構總線型拓撲結構的應用4.1.2計算機網絡的分類通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第6頁!（4）樹型優(yōu)點：易擴展和進行故障隔離，網絡層次性清晰。缺點：節(jié)點可靠性要求高，資源共享能力差。典型應用：以太網交換機、集線器間的級聯。樹型拓撲結構樹型拓撲結構的應用4.1.2計算機網絡的分類通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第7頁!按照網絡傳輸技術分類

（1）廣播型網絡：如傳統(tǒng)以太網同一時刻只允許一臺主機發(fā)送數據包，而網絡上的任何主機發(fā)送的數據包(Packet)均可被網絡上所有其他的主機接收到。

4.1.2計算機網絡的分類通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第8頁!4.1.3數據通信系統(tǒng)的模型

傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數據發(fā)送的信號接收的信號輸出數據DTEDTEDCEDCE調制解調器PC機公用電話網調制解調器數字比特流數字比特流模擬信號模擬信號正文正文數據通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC機數據電路數據鏈路通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第9頁!DTE通過DCE與通信傳輸線路相連DTEDCEDCE串行比特傳輸信號線與控制線用戶環(huán)境通信環(huán)境用戶設施通信設施DTE信號線與控制線用戶設施用戶環(huán)境4.1.3數據通信系統(tǒng)的模型

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第10頁!4.2差錯控制技術產生差錯的原因：1）信道的電氣特性引起信號幅度、頻率、相位的畸變；2）信號反射；3）串擾；4）閃電、大功率電機的啟停等。線路傳輸差錯是不可避免的，但要盡量減小其影響。通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第11頁!處理差錯的兩種基本策略：使用糾錯碼：發(fā)送方在每個數據塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數據是否有錯，并能糾正錯誤。使用檢錯碼：發(fā)送方在每個數據塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數據是否有錯，但不能判斷哪里有錯。4.2差錯控制技術通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第12頁!4.2.1差錯控制的基本方式檢錯反饋重發(fā):ARQ前向糾錯：FEC混合糾錯：HFC通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第13頁!檢錯反饋重發(fā):ARQ通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第14頁!

假設要發(fā)送一組具有四個狀態(tài)的數據信息（比如，一個電壓信號的四個值，1V、2V、3V、4V）。用2位二進制碼就可進行編碼。收信端收到00就認為是1V，收到10就是3V。實際通信中由于干擾（噪聲）的影響，會發(fā)生錯誤從而出現誤碼（比如碼組00變成10、01或11）。任何一組碼不管是一位還是兩位發(fā)生錯誤，都會使該碼組變成另外一組信息碼，從而引起信息傳輸錯誤。這種編碼形式不具備檢錯和糾錯的能力4.2.2檢錯糾錯的基本原理通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第15頁!

能否通過增加監(jiān)督碼元的位數來增加檢錯位數或實現糾錯功能呢？再加1位監(jiān)督碼元變成4位編碼

誤碼0001的可能原碼有0000、0011、0101、1001，其中0011、0101和1001都是禁用碼組，所以原碼只能是0000，可見對0001可以糾錯。但對于誤碼1000則可能原碼有1100、0000、1010、1001，其中三種是可用碼，因此無法糾錯。檢錯與糾錯能力到底與什么有關呢？4.2.2檢錯糾錯的基本原理通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第16頁!最小碼距：一個碼組中兩兩碼字中的最小海明距離。在一個碼組內要想檢出e位誤碼，要求最小碼距為

dmin≥e+1

在一個碼組內要想糾正t位誤碼，要求最小碼距為

dmin≥2t+1

在一個碼組內要想糾正t位誤碼，同時檢測出e位誤碼（e≥t）,要求最小碼距為

dmin≥t+e+1

4.2.2檢錯糾錯的基本原理通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第17頁!1、奇偶校驗（ParityChecking）

屬于檢錯碼，在原始數據字節(jié)的最高位增加一個附加比特位，使結果中1的個數為奇數(奇校驗)或偶數(偶校驗)。增加的位稱為奇偶校驗位。

例：原始數據=1100010，采用偶校驗。則增加校驗位后的數據為11100010若接收方收到的字節(jié)奇偶結果不正確，就可以知道傳輸中發(fā)生了錯誤。奇偶校驗只能檢測出奇數個比特位錯，對偶數個比特位錯則無能為力。4.2.3幾種常用的檢糾錯碼通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第18頁!

郵電部門在國內通信中采用的五單位數字保護電碼，是一種五中取三的恒比碼。每個碼組的長度為5，每個許用碼組中“1”和“0”個數的比值恒為3/2。許用碼組的個數就是5中取3的組合數，即5!/(3!2!)=10，正好表示10個阿拉伯數字。恒比碼舉例：4.2.3幾種常用的檢糾錯碼通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第19頁!4.3數據交換方式

電路交換報文交換數據報交換方式分組交換信息交換虛電路幀中繼快速分組交換信元中繼

1、電路交換(CircuitSwitching)2、報文交換(MessageSwitching)3、分組交換(PacketSwitching)4、快速交換(FastSwitching)

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第20頁!電路交換舉例A和B通話經過四個交換機通話在A到B的連接上進行((((交換機交換機交換機交換機用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA4.3.1電路交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第21頁!電路交換的特點：建立連接的時間長；一旦建立連接就獨占線路，線路利用率低；線路傳輸可靠性高，無需糾錯機制；建立連接后，傳輸延遲小。4.3.1電路交換

計算機數據具有突發(fā)性。這導致通信線路的利用率很低。電路交換傳送計算機數據效率低：通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第22頁!報文交換的優(yōu)點：沒有電路接續(xù)，不獨占信道。-----通信線路的利用率高?？蓪崿F不同類型終端之間的交換；實現以報文為單位的多路復用，提高線路的利用率；報文交換的缺點：大報文時延大，不適應實時通信；要求交換機存儲容量大；報文大小不一，造成緩沖區(qū)管理復雜出錯后整個報文全部重發(fā)。4.3.2報文交換通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第23頁!報文分組交換的原理在克服報文交換的缺陷上發(fā)展。在發(fā)送端，先把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數據段。1101000110101010110101011100010011010010假定這個報文較長不便于傳輸4.3.3分組交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第24頁!分組交換的原理分組交換網以“分組”作為數據傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。數據首部分組

1數據首部分組

2數據首部分組

34.3.3分組交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第25頁!數據數據數據分組交換的原理最后，在接收端把收到的數據恢復成為原來的報文。這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現差錯，在轉發(fā)時也沒有被丟棄。報文11010001101010101101010111000100110100104.3.3分組交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第26頁!注意分組的存儲轉發(fā)過程H1A分組交換網BDECH5H6H4H2H3H1

向

H5

發(fā)送分組結點交換機主機在結點交換機

A

暫存查找轉發(fā)表找到轉發(fā)的端口在結點交換機

C

暫存查找轉發(fā)表找到轉發(fā)的端口在結點交換機

E

暫存查找轉發(fā)表找到轉發(fā)的端口最后到達目的主機

H54.3.3分組交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第27頁!數據報和虛電路分組交換所提供的服務可以有兩大類：無連接的網絡服務（數據報服務）面向連接的網絡服務（虛電路服務）。4.3.3分組交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第28頁!4.3.3分組交換

提供數據報服務的特點H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網網絡盡最大努力地將分組交付給目的主機，但網絡對源主機沒有任何承諾。通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第29頁!4.3.3分組交換

提供數據報服務的特點H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網當網絡發(fā)生擁塞時網絡中的結點可根據情況將一些分組丟棄通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第30頁!4.3.3分組交換

提供虛電路服務的特點H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網H1

要和

H5

通信主機

H1

先向主機H5發(fā)出一個特定格式的控制信息分組，要求進行通信，同時尋找一條合適路由。若主機H5同意通信就發(fā)回響應，然后雙方就建立了虛電路。虛電路H1

向

H5

發(fā)送的所有分組都沿此虛電路傳送。通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第31頁!4.3.3分組交換

提供虛電路服務的特點H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網在虛電路建立后，網絡向用戶提供的服務就好像在兩個主機之間建立了一對穿過網絡的數字管道。所有發(fā)送的分組都按順序進入管道，然后按照先進先出的原則沿著此管道傳送到目的站主機。通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第32頁!分組交換的優(yōu)點高效動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段占用。靈活以分組為傳送單位和查找路由。迅速不必先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組；充分使用鏈路的帶寬。可靠完善的網絡協(xié)議；自適應的路由選擇協(xié)議使網絡有很好的生存性。4.3.3分組交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第33頁!數據報服務與虛電路服務之爭讓網絡只提供數據報服務就可大大簡化網絡層的結構。技術的進步使得網絡出錯的概率已越來越小，因而讓主機負責端到端的可靠性不但不會給主機增加更多的負擔，反而能夠使更多的應用在這種簡單的網絡上運行。若用虛電路，為了傳送一個分組而建立虛電路和釋放虛電路就顯得太浪費網絡資源了。因特網發(fā)展到今天的規(guī)模，充分說明了在網絡層提供數據報服務是非常成功的。通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第34頁!4.4.1物理層協(xié)議4.4.2數據鏈路層協(xié)議4.4.3因特網的網際協(xié)議IP4.4數據通信協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第35頁!EIA-232/V.24的信號定義(1)保護地(2)發(fā)送數據(3)接收數據(4)請求發(fā)送(5)允許發(fā)送(6)DCE就緒(7)信號地(8)載波檢測(20)DTE就緒(22)振鈴指示DTEDCE計算機或終端調制解調器EIA-232/V.24

接口調制解調器DTE-ADTE-BDCE-ADCE-BEIA-232/V.24

接口調制解調器網絡4.4.1物理層協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第36頁!數據鏈路層功能：

數據鏈路層的功能是保證在不太可靠的物理鏈路上實現可靠的數據傳輸。數據鏈路層功能實現：

（1）鏈路管理解決鏈路建立、拆除和數傳維持，控制數據傳輸方向（2）信息傳輸正確收發(fā)和識別信息幀（3）流量與差錯控制糾措檢錯機制（4）異常情況處理協(xié)議要解決的問題：

數據編碼格式、傳輸控制字符、報文格式、呼叫應答方式、差錯控制、通信方式、同步方式、信息傳輸速率等。4.4.2數據鏈路層協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第37頁!數據鏈路層的簡單模型局域網廣域網主機

H1主機

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網局域網主機

H1

向

H2

發(fā)送數據鏈路層應用層運輸層網絡層物理層鏈路層應用層運輸層網絡層物理層鏈路層網絡層物理層鏈路層網絡層物理層鏈路層網絡層物理層R1R2R3H1H2僅從數據鏈路層觀察幀的流動4.4.2數據鏈路層協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第38頁!2、具有最簡單流量控制的數據鏈路層協(xié)議如果主機A向主機B傳輸數據的信道仍然是無差錯的理想信道。但不能保證接收端向主機交付數據的速率永遠不低于發(fā)送端發(fā)送數據的速率。由收方控制發(fā)方的數據流——計算機網絡中流量控制的一個基本方法。4.4.2數據鏈路層協(xié)議停止等待協(xié)議

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第39頁!兩種情況的對比（傳輸均無差錯）ABDATADATADATADATA送主機B送主機B送主機B送主機BABDATA送主機BDATA送主機B時間不需要流量控制需要流量控制4.4.2數據鏈路層協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第40頁!超時計時器的作用結點A發(fā)送完一個數據幀時，就啟動一個超時計時器。計時器又稱為定時器。若到了超時計時器所設置的重傳時間tout而仍收不到結點B的任何確認幀，則結點A就重傳前面所發(fā)送的這一數據幀。一般可將重傳時間選為略大于“從發(fā)完數據幀到收到確認幀所需的平均時間”。每一個數據幀帶上不同的發(fā)送序號。每發(fā)送一個新的數據幀就把它的發(fā)送序號加1。若結點B收到發(fā)送序號相同的數據幀，就表明出現了重復幀。這時應丟棄重復幀，因為已經收到過同樣的數據幀并且也交給了主機B。但此時結點B還必須向A發(fā)送確認幀ACK，因為B已經知道A還沒有收到上一次發(fā)過去的確認幀ACK。解決重復幀的問題4.4.2數據鏈路層協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第41頁!幀檢驗序列FCS在數據后面添加上的冗余碼稱為幀檢驗序列FCS。循環(huán)冗余檢驗CRC和幀檢驗序列FCS并不等同。CRC是一種常用的檢錯方法，而FCS是添加在數據后面的冗余碼。FCS可以用CRC這種方法得出，但CRC并非用來獲得FCS的惟一方法。

只要得出的余數R不為0，就表示檢測到了差錯。但這種檢測方法并不能確定究竟是哪一個或哪幾個比特出現了差錯。一旦檢測出差錯，就丟棄這個出現差錯的幀。只要經過嚴格的挑選，并使用位數足夠多的除數G，那么出現檢測不到的差錯的概率就很小很小。4.4.2數據鏈路層協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第42頁!3、連續(xù)ARQ協(xié)議

連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理

在發(fā)送完一個數據幀后，不是停下來等待確認幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個數據幀。如果這時收到了接收端發(fā)來的確認幀，那么還可以接著發(fā)送數據幀。由于減少了等待時間，整個通信的吞吐量就提高了。4.4.2數據鏈路層協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第43頁!(1)接收端只按序接收數據幀。雖然在有差錯的2號幀之后接著又收到了正確的3個數據幀，但接收端都必須將這些幀丟棄，因為在這些幀前面有一個2號幀還沒有收到。雖然丟棄了這些不按序的無差錯幀，但應重復發(fā)送已發(fā)送過的最后一個確認幀。(2)ACK1表示確認0號幀DATA0，并期望下次收到1號幀；ACK2表示確認1號幀DATA1，并期望下次收到2號幀。依此類推。

(3)結點A在每發(fā)送完一個數據幀時都要設置該幀的超時計時器。如果在所設置的超時時間內收到確認幀，就立即將超時計時器清零。但若在所設置的超時時間到了而未收到確認幀，就要重傳相應的數據幀（仍需重新設置超時計時器）。在等不到2號幀的確認而重傳2號數據幀時，雖然結點A已經發(fā)完了5號幀，但仍必須向回走，將2號幀及其以后的各幀全部進行重傳。連續(xù)ARQ又稱為Go-back-NARQ，意思是當出現差錯必須重傳時，要向回走N個幀，然后再開始重傳。4.4.2數據鏈路層協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第44頁!按照網絡覆蓋的范圍分類局域網（LAN）

范圍：幾十米到幾公里特點：傳輸速度高、組網靈活、成本低，單位內部應用

城域網（MAN）范圍：幾公里到幾十公里特點：傳輸速度較高，城市內部應用

廣域網（WAN）范圍：幾十公里到幾百公里特點：傳輸速度較慢，覆蓋一個國家

internet范圍：上千公里特點：全世界各種網絡互連得到的網間網，如Internet，洲際之間應用大傳輸速度小小覆蓋范圍大4.1.2計算機網絡的分類通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第45頁!按照網絡拓撲結構分類

（1）星型優(yōu)點：可靠性高，易管理，易擴展，傳輸效率高。缺點：線路利用率低，中心節(jié)點應有很高的可靠性。典型應用：以太網交換機、集線器（HUB）、ATM交換機等。星型拓撲結構星型拓撲結構的應用4.1.2計算機網絡的分類通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第46頁!（3）環(huán)型優(yōu)點：令牌控制，實時性好，傳輸控制簡單。缺點：安裝管理維護困難，可靠性較低。典型應用：IBM令牌環(huán)網、FDDI網。環(huán)型拓撲結構環(huán)型拓撲結構的應用4.1.2計算機網絡的分類通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第47頁!（5）網狀優(yōu)點：可靠性高，易擴充，組網方式靈活。缺點：費用高，結構復雜，管理維護困難。典型應用：一般用于廣域網組網，如CHINANET等。網狀拓撲結構網狀拓撲結構的應用4.1.2計算機網絡的分類通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第48頁!按照網絡傳輸技術分類（2）點對點交換網絡：如分組交換網等廣域網同時允許多臺主機發(fā)送數據包,每個從信息源發(fā)出的數據包一般要經過一個或多個中間結點才能最終到達接收站點；由于各個數據包從源站點到目的站點可能存在多種長度不同的傳輸路徑。顯然,既要確定各數據包傳輸的先后順序，又要選擇最佳路徑。

4.1.2計算機網絡的分類通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第49頁!DTE(DataTerminalEquipment)：是數據終端設備，是具有一定的數據處理能力和發(fā)送、接收數據能力的設備。DCE(DataCircuit-terminatingEquipment)：是數據電路端接設備，它在DTE和傳輸線路之間提供信號變換和編碼的功能，并且負責建立、保持和釋放數據鏈路的連接。

4.1.3數據通信系統(tǒng)的模型通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第50頁!4.1.4數據通信系統(tǒng)的組成通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第51頁!差錯出現的特點：隨機，連續(xù)突發(fā)（burst）隨機錯誤。由隨機噪聲引起的碼元錯誤，其特點是碼元中任意一位或幾位發(fā)生從0變1或從1變0的錯誤是相互獨立的。突發(fā)錯誤。由突發(fā)噪聲引起的碼元錯誤，（閃電、電器開關的瞬態(tài)、磁帶缺陷等）。特點是各錯誤碼元之間存在相關性，因此是成片出現，突發(fā)錯誤是一個錯誤序列，該序列的首部和尾部碼元都是錯的，中間的碼元有錯的也有對的，但錯的碼元相對較多。4.2差錯控制技術通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第52頁!4.2.1差錯控制的基本方式4.2.2檢錯糾錯的基本原理4.2.3幾種常用的檢糾錯碼通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第53頁!檢錯反饋重發(fā)(ARQ:AutomaticRepeatRequest)停等ARQ 發(fā)送方每發(fā)完一幀必須等接收方確認后才能發(fā)下一幀。Go-back-NARQ 發(fā)送方可連續(xù)發(fā)送多幀。若前面某幀出錯，從該幀以后的各幀都需重發(fā)。選擇重傳ARQ 發(fā)送方可連續(xù)發(fā)送多幀。若前面某幀出錯，只需重發(fā)該出錯的幀。發(fā)送方需要緩存前面所有未被確認的幀。4.2.1差錯控制的基本方式通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第54頁!0100111101111000010001014.2.2檢錯糾錯的基本原理通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第55頁!問題:

2位二進制碼的全部組合都是信息碼組或稱許用碼組，任何一位（或兩位）發(fā)生錯誤都會引起歧義。解決方法：在每組碼后面再加1位碼元，使2位碼組變成3位碼組。這樣，在3位碼組的8種組合中只有4組是許用碼組，而其余4種被稱為禁用碼組.

在許用碼組000、011、101、110中，右邊加上的1位碼元就是監(jiān)督碼元，它的加入原則是使碼組中1的個數為偶數，這樣監(jiān)督碼元就和前面2位信息碼元發(fā)生了關系，這種編碼方式稱為偶校驗（EvenParity）。增加1位監(jiān)督碼元，可以檢出1位或3位錯誤但無法糾正錯誤。4.2.2檢錯糾錯的基本原理通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第56頁!碼字（codeword）：一個幀包括k個數據位，r個校驗位，n=k+r，則此n比特單元稱為n位碼字。海明距離（Hammingdistance）：兩個碼字之間不同的比特位數目。例：0000000000與0000011111的海明距離為5如果兩個碼字的海明距離為d，則需要d個單比特錯就可以把一個碼字轉換成另一個碼字；碼元重量（簡稱碼重）：為一個碼組中非零碼元的個數。它反映一個碼組中“0”和“1”的“比重”。比如，碼組100110的碼重為3，0110的碼重是2。4.2.2檢錯糾錯的基本原理通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第57頁!差錯編碼的分類差錯控制編碼非線性碼卷積碼

線性碼分組碼非循環(huán)碼糾突發(fā)錯誤碼循環(huán)碼糾隨機錯誤碼糾隨機突發(fā)錯誤碼糾同步錯誤碼4.2.2檢錯糾錯的基本原理通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第58頁!2恒比碼屬于檢錯碼，恒比碼的編碼原則是從確定碼長的碼組中挑選那些“1”和“0”個數的比值一樣的碼組作為許用碼組。這種碼通過計算接收碼組中“1”的數目是否正確，就可檢測出有無錯誤。4.2.3幾種常用的檢糾錯碼通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第59頁!4.3.1電路交換4.3.2報文交換4.3.3分組交換4.3.4快速分組交換技術4.3數據交換方式通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第60頁!電路交換的特點電路交換必定是面向連接的。電路交換的三個階段：建立連接通信釋放連接4.3.1電路交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第61頁!電路交換舉例C和D通話只經過一個本地交換機通話在C到D的連接上進行((((交換機交換機交換機交換機用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA4.3.1電路交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第62頁!4.3.2報文交換

基本原理：存儲--轉發(fā)。（沒有固定的電路連接）

交換機收到報文時，先存儲報文，待尋找到空閑路由后，轉交到下一交換結點，下一交換結點存儲報文，尋找到空閑路由再轉交直至目的地。整個報文作為一個整體一起發(fā)送。報文：報頭（收、發(fā)端地址等）、正文、報尾。主叫用戶報文交換機被叫用戶報文交換機數據+收地址應答數據+報頭數據+報頭應答應答報文存儲等待時間t

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第63頁!將報文劃分為若干個大小相等的分組(Packet)進行存儲轉發(fā)。優(yōu)點：1）存儲量要求較小，可以用內存來緩沖分組——速度快；2）轉發(fā)延時小——適用于交互式通信；3）某個分組出錯僅重發(fā)該分組——效率高；4）各分組可通過不同路徑傳輸，可靠性高。特點：1）數據傳輸前不需要建立一條端到端的通路。2）有強大的糾錯機制、流量控制和路由選擇功能。4.3.3分組交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第64頁!數據數據數據報文分組交換的原理每一個數據段前面添加上首部構成分組。首部首部首部分組

1分組

2分組

3請注意：現在左邊是“前面”4.3.3分組交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第65頁!分組交換的原理接收端收到分組后剝去首部還原成報文。數據首部分組

1數據首部分組

2數據首部分組

3收到的數據4.3.3分組交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第66頁!分組交換網的示意圖H1A分組交換網BDECH5H6H4H2H3H1向H5發(fā)送分組H2向H6發(fā)送分組注意分組路徑的變化！結點交換機主機4.3.3分組交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第67頁!注意結點交換機有多個端口ABCDEH1H5H2H4H3H6高速鏈路結點交換機123412341

2

3

412

3

41

2

3

44.3.3分組交換

通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第68頁!4.3.3分組交換

提供數據報服務的特點H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網H1

向

H5

發(fā)送分組H2

向

H6

發(fā)送分組路徑可能變化網絡隨時接受主機發(fā)送的分組（即數據報）網絡為每個分組獨立地選擇路由。通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第69頁!4.3.3分組交換

提供數據報服務的特點H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網網絡不保證所傳送的分組不丟失也不保證按源主機發(fā)送分組的先后順序以及在時限內必須將分組交付給目的主機通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第70頁!4.3.3分組交換

提供數據報服務的特點H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網數據報提供的服務是不可靠的，它不能保證服務質量。實際上“盡最大努力交付”的服務就是沒有質量保證的服務。通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第71頁!4.3.3分組交換

提供虛電路服務的特點H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網同理，主機

H2

和主機H6通信之前，也要建立虛電路。通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第72頁!4.3.3分組交換

提供虛電路服務的特點H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網到達目的站的分組順序就與發(fā)送時的順序一致，因此網絡提供虛電路服務對通信的服務質量QoS(QualityofService)有較好的保證。通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第73頁!虛電路服務的思路來源于傳統(tǒng)的電信網。電信網負責保證可靠通信的一切措施，因此電信網的結點交換機復雜而昂貴。數據報服務力求使網絡生存性好和使對網絡的控制功能分散，因而只能要求網絡提供盡最大努力的服務。可靠通信由用戶終端中的軟件（即TCP）來保證。

虛電路和數據報兩種服務的思路來源不同分組交換所提供的兩種服務通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第74頁!三種交換方式的事件順序呼叫請求呼叫應答數據ABCD分組1分組2分組3報文ABCDABCD電路交換報文交換分組交換ADCBE尋路延遲排隊延遲通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第75頁!物理層的主要任務:確定與傳輸媒體的接口的一些特性機械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、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的電壓的范圍。功能特性指明某條線上出現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順序。

物理層功能：

定義了為激活、保持和關閉物理連接所應提供的關于機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性及手段，通過合理的中間系統(tǒng)為數據鏈路層的實體之間進行傳輸提供保證。

4.4.1物理層協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第76頁!鏈路和數據鏈路是等同的概念么？？“鏈路”是指一條無源的點到點物理線路段，中間不存在交換節(jié)點；“數據鏈路”則是指除了具備一條物理線路外，還必須有一些必要的規(guī)程來控制這些數據的傳輸。數據鏈路就是把實現這些規(guī)程的硬件和軟件加到鏈路上之后的總和。4.4.2數據鏈路層協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第77頁!局域網廣域網主機

H1主機

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網局域網主機

H1

向

H2

發(fā)送數據鏈路層應用層運輸層網絡層物理層鏈路層應用層運輸層網絡層物理層鏈路層網絡層物理層鏈路層網絡層物理層鏈路層網絡層物理層R1R2R3H1H2從層次上來看數據的流動數據鏈路層的簡單模型4.4.2數據鏈路層協(xié)議通信概論第4章數據通信運輸j共85頁，您現在瀏覽的是第78頁!停止等待協(xié)議數據鏈路層主機A緩存主機B數據鏈路AP2AP1緩存發(fā)送方接收方幀高層幀完全理想化的數據傳輸所基于的兩個假定假定1：信道理想：所傳送的任何數據既不會出差錯也不會丟失。假定2：接收端的速