第二章 物理層

會(huì)計(jì)學(xué)1第二章物理層第2章物理層(一)通信基礎(chǔ)1.信道、信號(hào)、寬帶、碼元、波特、速率等基本概念2.奈奎斯特定理與香農(nóng)定理3.信源與信宿4.編碼與調(diào)制5.電路交換、報(bào)文交換與分組交換6.數(shù)據(jù)報(bào)與虛電路(二)傳輸介質(zhì)1.雙絞線、同軸電纜、光纖與無(wú)線傳輸介質(zhì)2.物理層接口的特性(三)物理層設(shè)備1.中繼器2.集線器第1頁(yè)/共68頁(yè)2.1通信基礎(chǔ)基本概念信源和信宿：信源是信息產(chǎn)生和出現(xiàn)的發(fā)源地；信宿是接收信息的目的地。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，信源和信宿可以是各種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)和終端，簡(jiǎn)稱(chēng)DTE（DataTerminalEquipment）。信道：用來(lái)表示向某一個(gè)方向傳送信息的媒體。數(shù)據(jù)(data)：運(yùn)送消息的實(shí)體。信號(hào)(signal)：數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。第2頁(yè)/共68頁(yè)碼元(code)：代表不同離散數(shù)值的基本波形，是承載信息的基本信號(hào)單位。一個(gè)碼元能夠承載信息量的多少由碼元信號(hào)所能表示的數(shù)據(jù)有效值狀態(tài)個(gè)數(shù)決定。碼元在信道上傳輸速率的單位是波特（Baud），1波特表示每秒傳送1個(gè)碼元。碼元傳輸速率也稱(chēng)為調(diào)制速率、波形速率或符號(hào)速率。第3頁(yè)/共68頁(yè)波特(Baud)和比特(bit)是兩個(gè)不同的概念波特是碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝唬棵雮鞫嗌賯€(gè)碼元）。比特是數(shù)據(jù)量的單位。數(shù)據(jù)傳輸速率“比特/秒”與碼元的傳輸速率“波特”在數(shù)量上是有關(guān)系的:若1個(gè)碼元只攜帶1bit的信息量，則“比特/秒”和“波特”在數(shù)值上相等。若1個(gè)碼元攜帶nbit的信息量，則MBaud的碼元傳輸速率所對(duì)應(yīng)的信息傳輸速率為Mnb/s。第4頁(yè)/共68頁(yè)單工通信（單向通信）——只能有一個(gè)方向的通信而沒(méi)有反方向的交互。半雙工通信（雙向交替通信）——通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時(shí)接收)。全雙工通（信雙向同時(shí)通信）——通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。第5頁(yè)/共68頁(yè)基帶信號(hào)

(即基本頻帶信號(hào)baseband)——來(lái)自信源的信號(hào)。像計(jì)算機(jī)輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號(hào)都屬于基帶信號(hào)。帶通信號(hào)(bandpass)——把基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)載波調(diào)制后，把信號(hào)的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸。帶通信號(hào)也叫寬帶信號(hào)，是將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模擬信號(hào)。第6頁(yè)/共68頁(yè)例：關(guān)于信號(hào)的敘述正確的是A、電磁波是一種數(shù)字信號(hào)B、模擬信號(hào)是一種電壓脈沖序列C、信號(hào)是數(shù)據(jù)的電子或電磁編碼D、信號(hào)可以分為模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)和視頻信號(hào)第7頁(yè)/共68頁(yè)例：通常把沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)制的原始信號(hào)成為A、基帶信號(hào)B、寬帶信號(hào)C、頻帶信號(hào)D、帶通信號(hào)第8頁(yè)/共68頁(yè)編碼與調(diào)制編碼：將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的過(guò)程。解碼：將數(shù)字信號(hào)還原為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的過(guò)程。調(diào)制：將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。解調(diào)：將調(diào)制后的模擬信號(hào)還原為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的過(guò)程。第9頁(yè)/共68頁(yè)常用編碼方法歸零制：正脈沖代表1,負(fù)脈沖代表0,位邊界電平恢復(fù)為0不歸零制：正電平代表1,負(fù)電平代表0,位邊界直接跳變?yōu)橄乱晃坏碾娖铰鼜厮固鼐幋a：位周期中心的上跳變表示0,下跳變表示1差分曼徹斯特編碼：位的開(kāi)始邊界有跳變表示0,無(wú)跳變表示1曼徹斯特編碼產(chǎn)生的信號(hào)頻率比不歸零制高，但曼徹斯特編碼有自同步能力。第10頁(yè)/共68頁(yè)第11頁(yè)/共68頁(yè)幾種最基本的調(diào)制方法基帶信號(hào)往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。為了解決這一問(wèn)題，就必須對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制(modulation)。最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種：調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)相(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。

第12頁(yè)/共68頁(yè)對(duì)基帶數(shù)字信號(hào)的幾種調(diào)制方法010011100基帶信號(hào)調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相第13頁(yè)/共68頁(yè)正交振幅調(diào)制QAM

(QuadratureAmplitudeModulation)

r(r,)可供選擇的相位有12種，而對(duì)于每一種相位有1或2種振幅可供選擇。由于4bit編碼共有16種不同的組合，因此這16個(gè)點(diǎn)中的每個(gè)點(diǎn)可對(duì)應(yīng)于一種4bit的編碼。若每一個(gè)碼元可表示的比特?cái)?shù)越多，則在接收端進(jìn)行解調(diào)時(shí)要正確識(shí)別每一種狀態(tài)就越困難。舉例第14頁(yè)/共68頁(yè)信道的極限容量

任何實(shí)際的信道都不是理想的，在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種失真以及帶來(lái)多種干擾。

碼元傳輸?shù)乃俾试礁?，或信?hào)傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，在信道的輸出端的波形的失真就越嚴(yán)重。第15頁(yè)/共68頁(yè)1924年，奈奎斯特(Nyquist)就推導(dǎo)出了著名的奈氏準(zhǔn)則。他給出了在假定的理想條件下，為了避免碼間串?dāng)_，碼元的傳輸速率的上限值。理想低通信道的最高碼元傳輸速率=2WBaudW是理想低通信道的帶寬，單位為赫(Hz)信道的頻帶越寬，也就是能夠通過(guò)的信號(hào)高頻分量越多，就可以用越高的速率傳送碼元。實(shí)際的信道所能傳輸?shù)淖罡叽a元速率，要明顯地低于奈氏準(zhǔn)則給出上限數(shù)值。奈氏(Nyquist)準(zhǔn)則不能通過(guò)能通過(guò)0頻率(Hz)W(Hz)第16頁(yè)/共68頁(yè)例：假定一條線路每秒采樣16次，傳輸信號(hào)共有16種狀態(tài)，則傳輸速率是A、16bit/sB、48bit/sC、64bit/sD、256bit/s第17頁(yè)/共68頁(yè)信噪比信噪比就是信號(hào)的平均功率與噪聲的平均功率之比，記為S/N。S為信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率；N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。信噪比的度量單位是分貝（dB），其定義為：信噪比（dB）

=10log10(S/N)（dB）例如，S/N=1000時(shí)，信噪比為30dB。第18頁(yè)/共68頁(yè)香農(nóng)定理香農(nóng)(Shannon)定理給出的是帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限信息傳輸速率。信道的極限信息傳輸速率C可表達(dá)為

C=Wlog2(1+S/N)b/sW為信道的帶寬（以Hz為單位）；第19頁(yè)/共68頁(yè)香農(nóng)公式表明信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)的傳輸。若信道帶寬

W

或信噪比

S/N

沒(méi)有上限（當(dāng)然實(shí)際信道不可能是這樣的），則信道的極限信息傳輸速率

C

也就沒(méi)有上限。實(shí)際信道上能夠達(dá)到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率低不少。第20頁(yè)/共68頁(yè)請(qǐng)注意對(duì)于頻帶寬度已確定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且碼元傳輸速率也達(dá)到了上限值，那么還有辦法提高信息的傳輸速率。這就是用編碼的方法讓每一個(gè)碼元攜帶更多比特的信息量。第21頁(yè)/共68頁(yè)例：標(biāo)準(zhǔn)電話信道帶寬為300~3400Hz，最大信息傳輸速率為35kb/s，如要使最大信息傳輸率增大60%，則信噪比要增大多少倍？35(1+60%)=56kb/s56*1000=(3400-300)log2(1+S/N)可得同樣可得最大信息率為35kb/s時(shí)的信噪比為由此可得信噪比要增加原來(lái)的第22頁(yè)/共68頁(yè)例：一個(gè)用于發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)的3kHz信道，其信噪比為20dB，則可以獲得的最大數(shù)據(jù)率是（）A、6kbit/sB、6.66kbit/sC、19.8kbit/sD、20kbit/s第23頁(yè)/共68頁(yè)例：下列關(guān)于帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率關(guān)系的敘述中錯(cuò)誤的是A、中心頻率越高，則潛在帶寬就越高B、中心頻率越高，則數(shù)據(jù)傳輸率越低C、數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸速率越高，則其有效帶寬越高D、傳輸系統(tǒng)的帶寬越寬，則能傳送的數(shù)據(jù)速率越高第24頁(yè)/共68頁(yè)練習(xí)一個(gè)帶寬為3k的理想低通信道，其最高碼元傳輸速率是多少？若一個(gè)碼元能攜帶3bit信息，則其最高傳輸率是多少？設(shè)信號(hào)的脈沖周期為0.002s，脈沖信號(hào)有效值狀態(tài)個(gè)數(shù)為8，問(wèn)如果用二進(jìn)制代碼表示上述信號(hào)，一個(gè)脈沖信號(hào)需要用幾位二進(jìn)制代碼表示用二進(jìn)制代碼表示上述信號(hào)，其數(shù)據(jù)率是多少？第25頁(yè)/共68頁(yè)例：在基帶傳輸中采用的編碼方式有A、FSKB、移相鍵控法C、曼徹斯特編碼D、正交幅度相位調(diào)制法第26頁(yè)/共68頁(yè)例：下列調(diào)制方式中，支持?jǐn)?shù)據(jù)速率最高的是A、調(diào)幅B、調(diào)頻C、調(diào)相D、無(wú)法確定調(diào)幅易受突發(fā)干擾影響，通常只用于低速線路，調(diào)頻抗干擾能力優(yōu)于調(diào)幅，但頻帶利用率不高，通常也只用于低速線路。調(diào)相制占用頻帶較窄，抗干擾性好，可達(dá)到較高數(shù)據(jù)速率。常用的是調(diào)相與調(diào)幅結(jié)合。第27頁(yè)/共68頁(yè)（*11）若某通信線路的數(shù)據(jù)傳輸速率為2400bps，采用4相位調(diào)制，則該連路的波特率是A、600波特B、1200波特C、4800波特D、9600波特第28頁(yè)/共68頁(yè)2.2傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸媒體雙絞線屏蔽雙絞線STP(ShieldedTwistedPair)無(wú)屏蔽雙絞線UTP(UnshieldedTwistedPair)

同軸電纜50

同軸電纜75

同軸電纜光纜第29頁(yè)/共68頁(yè)各種電纜銅線銅線聚氯乙烯套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保護(hù)套層內(nèi)導(dǎo)體無(wú)屏蔽雙絞線UTP屏蔽雙絞線STP同軸電纜第30頁(yè)/共68頁(yè)光纖的工作原理高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷涞?1頁(yè)/共68頁(yè)輸入脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖第32頁(yè)/共68頁(yè)非導(dǎo)向傳輸媒體無(wú)線傳輸所使用的頻段很廣。短波通信主要是靠電離層的反射，但短波信道的通信質(zhì)量較差。微波在空間主要是直線傳播。地面微波接力通信衛(wèi)星通信

第33頁(yè)/共68頁(yè)例：下列傳輸介質(zhì)中，錯(cuò)誤率最低的是A、雙絞線B、同軸電纜C、光線D、微波第34頁(yè)/共68頁(yè)例：雙絞線由兩條具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起組成，這樣可以A、降低成本B、降低信號(hào)的干擾程度C、提高傳輸速度D、便于鋪設(shè)安裝第35頁(yè)/共68頁(yè)物理層接口的4個(gè)特性⑴機(jī)械特性涉及到網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與傳輸介質(zhì)（媒體）之間接口所涉及到的連接器的外形和尺寸、接口引線數(shù)目、引線排列方式、固定和鎖定裝置⑵電氣特性涉及到接口引線上信號(hào)電平表示，什么電平代表1，什么電平代表0⑶功能特性規(guī)定接口某一條引線上出現(xiàn)某一電平表示的含義⑷規(guī)程特性規(guī)定接口上各種信號(hào)線以及各種電平出現(xiàn)的先后順序，即那根信號(hào)線先動(dòng)作，那根信號(hào)線后動(dòng)作物理層的4個(gè)特性可以涵蓋網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的3個(gè)要素：語(yǔ)法；語(yǔ)義；同步的全部?jī)?nèi)容第36頁(yè)/共68頁(yè)例：（*09）在無(wú)噪聲情況下，若某通信鏈路帶寬為3kHz，采用4個(gè)相位、每個(gè)相位具有4種振幅的QAM調(diào)制技術(shù)，則該通信鏈路的最大數(shù)據(jù)傳輸速率是A、12kbit/sB、24kbit/sC、48kbit/sD、96kbit/s第37頁(yè)/共68頁(yè)2.3交換技術(shù)電路交換：在通話之前，通過(guò)用戶(hù)的呼叫，由網(wǎng)絡(luò)預(yù)先為用戶(hù)分配傳輸帶寬。若用戶(hù)呼叫成功，則建立了一條從主叫端到被叫端的物理通路。電路交換的關(guān)鍵點(diǎn)在于，在通話的全部時(shí)間內(nèi)用戶(hù)始終占用端到段的固定傳輸帶寬。第38頁(yè)/共68頁(yè)電路交換的特點(diǎn)電路交換的三個(gè)階段：建立連接通信釋放連接這種必須經(jīng)過(guò)“建立連接→通信→釋放連接”三個(gè)步驟的通信方式稱(chēng)為面向連接的。電路交換必定是面向連接的。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，由于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)具有突發(fā)性，使用電路交換傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)將導(dǎo)致通信線路的利用率很低。優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失且保持原來(lái)的序列。第39頁(yè)/共68頁(yè)報(bào)文交換以報(bào)文為數(shù)據(jù)交換的單位。報(bào)文是站點(diǎn)一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，長(zhǎng)度不定。當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送報(bào)文時(shí)，它將目的地址附加到報(bào)文上，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將根據(jù)該目的地址，把報(bào)文逐節(jié)點(diǎn)地轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到整個(gè)報(bào)文并檢查無(wú)誤后，就暫存這個(gè)報(bào)文，然后利用路由信息找出下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址，再把整個(gè)報(bào)文傳送給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。第40頁(yè)/共68頁(yè)報(bào)文交換的特點(diǎn)報(bào)文攜帶有目標(biāo)地址、源地址等信息?；诖鎯?chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理在源端和目的端進(jìn)行通信。報(bào)文發(fā)送前，端與端之間無(wú)需先通過(guò)呼叫建立連接，因而報(bào)文交換是無(wú)連接的。在交換節(jié)點(diǎn)中需要緩沖存儲(chǔ)，報(bào)文需要排隊(duì)，報(bào)文經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間長(zhǎng)且不定，故報(bào)文交換不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)通信的要求。有時(shí)節(jié)點(diǎn)收到過(guò)多的數(shù)據(jù)而無(wú)空間存儲(chǔ)或不能及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，就不得不丟棄報(bào)文。

第41頁(yè)/共68頁(yè)分組交換分組交換是報(bào)文交換的一種改進(jìn)，發(fā)送前，發(fā)送端首先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成較短的、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段。每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。每一個(gè)分組的首部都含有地址等控制信息。分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。結(jié)點(diǎn)交換機(jī)根據(jù)收到的分組的首部中的地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)。用這種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達(dá)最終目的地。接收端將收到的各分組剝?nèi)ナ撞窟€原為原來(lái)的報(bào)文。第42頁(yè)/共68頁(yè)分組交換的優(yōu)點(diǎn)高效動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬，對(duì)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(jī)發(fā)送分組?？煽?/p>

保證可靠性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；分布式的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。第43頁(yè)/共68頁(yè)分組交換帶來(lái)的問(wèn)題分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)，這就會(huì)造成一定的時(shí)延。分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的開(kāi)銷(xiāo)。但通常情況下報(bào)文交換的時(shí)延較分組交換要長(zhǎng)。現(xiàn)在報(bào)文交換已經(jīng)很少使用了。第44頁(yè)/共68頁(yè)例：分組交換對(duì)報(bào)文交換的主要改進(jìn)是（）A、傳輸單位更小且有固定的最大長(zhǎng)度B、傳輸單位更大且有固定最大長(zhǎng)度C、差錯(cuò)控制更完善D、路由算法更簡(jiǎn)單高效第45頁(yè)/共68頁(yè)例：因特網(wǎng)本質(zhì)上屬于是（）A、電路交換網(wǎng)絡(luò)B、報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)C、分組交換網(wǎng)絡(luò)D、信元交換網(wǎng)絡(luò)第46頁(yè)/共68頁(yè)例：在每個(gè)中間交換站都要把用戶(hù)報(bào)文存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的交換方式是（）A、電路交換B、報(bào)文交換C、分組交換D、磁盤(pán)交換第47頁(yè)/共68頁(yè)例：根據(jù)報(bào)文交換的基本原理,可把其交換系統(tǒng)的功能概括為（）A、存儲(chǔ)系統(tǒng)B、轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)C、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)D、傳輸控制系統(tǒng)第48頁(yè)/共68頁(yè)例：為了使數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)延最小，首選交換方式是（）A、電路交換B、報(bào)文交換C、分組交換D、信元交換第49頁(yè)/共68頁(yè)例：（*10）在下圖所示的采用“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”方式分組的交換網(wǎng)絡(luò)中，所有鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速度為100mbps，分組大小為1000B，其中分組頭大小20B，若主機(jī)H1向主機(jī)H2發(fā)送一個(gè)大小為980000B的文件，則在不考慮分組拆裝時(shí)間和傳播延遲的情況下，從H1發(fā)送到H2接收完為止，需要的時(shí)間至少是（）A、80msB、80.08msC、80.16msD、80.24ms第50頁(yè)/共68頁(yè)分組大小為1000B，其中分組頭大小為20B，可以得出每個(gè)分組的數(shù)據(jù)部分為980B，所以大小為980000B的文件應(yīng)該分為1000個(gè)分組傳送。每一個(gè)分組1000B，而鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速度為100Mbps，所以主機(jī)H1傳送完一個(gè)分組所需的時(shí)間為

1000*8/100M=80*10-6（s）H1發(fā)送完所有數(shù)據(jù)需要用的時(shí)間為：

80*10-6s*1000=80*10-3s=80ms但此時(shí)恰好最后一個(gè)分組剛從主機(jī)H1出去，還沒(méi)有到達(dá)主機(jī)H2。一個(gè)分組從主機(jī)H1需要經(jīng)過(guò)2次存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)才能到達(dá)主機(jī)H2，在不考慮傳播時(shí)延及處理時(shí)延的情況下，需要用時(shí)：

2*80*10-3ms=0.16ms總共用時(shí)為：80ms+0.16ms=80.16ms，故答案為C。第51頁(yè)/共68頁(yè)練習(xí)要傳送的報(bào)文共x（bit），從原到目的共經(jīng)過(guò)k段鏈路，每段鏈路的傳播時(shí)延為d（s），數(shù)據(jù)率為b(b/s)。在電路交換時(shí)電路的建立時(shí)間是s（s）。在分組交換時(shí)分組長(zhǎng)度位p，且各點(diǎn)排隊(duì)時(shí)間忽略不計(jì)。問(wèn)在什么條件下分組交換的時(shí)延比電路交換的時(shí)延還要??？第52頁(yè)/共68頁(yè)解：電路交換的總時(shí)延為分組交換的總時(shí)延為說(shuō)明：由于每個(gè)數(shù)據(jù)分組除數(shù)據(jù)本身外還要添加一個(gè)包含有控制信息的分組首部，因此，總的發(fā)送時(shí)延要大于x/b，但當(dāng)數(shù)據(jù)量x很大時(shí)，每個(gè)分組的數(shù)據(jù)量也將較大，而每個(gè)分組的首部則相對(duì)很小，因此，首部所需發(fā)送時(shí)間在這里可忽略。第53頁(yè)/共68頁(yè)解：分組交換的總時(shí)延為上式對(duì)p求導(dǎo)，可得：。②若每個(gè)分組長(zhǎng)度為（p+h）（bit），其中p為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，h為分組頭，再忽略傳播延遲，試計(jì)算p取多少時(shí)總的時(shí)延最小。第54頁(yè)/共68頁(yè)2.4數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路分組交換網(wǎng)絡(luò)提供的兩個(gè)主要服務(wù)就是數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)。在數(shù)據(jù)報(bào)分組交換中，分組被稱(chēng)為數(shù)據(jù)報(bào)。每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的傳送是被單獨(dú)處理的。每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身攜帶足夠的地址信息，一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)后，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)中的地址信息和節(jié)點(diǎn)所儲(chǔ)存的路由信息，找出一個(gè)合適的出路，把數(shù)據(jù)報(bào)原樣地發(fā)送到下一節(jié)點(diǎn)。由于各數(shù)據(jù)報(bào)所走的路徑不一定相同，因此不能保證各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)按順序到達(dá)目的地，有的數(shù)據(jù)報(bào)甚至?xí)型緛G失。第55頁(yè)/共68頁(yè)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)接受主機(jī)發(fā)送的分組（即數(shù)據(jù)報(bào)）網(wǎng)絡(luò)為每個(gè)分組獨(dú)立地選擇路由。網(wǎng)絡(luò)盡最大努力地將分組交付給目的主機(jī)，但網(wǎng)絡(luò)對(duì)源主機(jī)沒(méi)有任何承諾。網(wǎng)絡(luò)不保證所傳送的分組不丟失，也不保證按源主機(jī)發(fā)送的先后順序以及在某給定時(shí)限內(nèi)將分組交付給目的主機(jī)數(shù)據(jù)報(bào)提供的服務(wù)是不可靠的，不能保證服務(wù)質(zhì)量。第56頁(yè)/共68頁(yè)虛電路服務(wù)在虛電路分組交換中，網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間要先建一條邏輯通路。每個(gè)分組除了包含數(shù)據(jù)之外還包含一個(gè)虛電路標(biāo)識(shí)符。在預(yù)先建好的虛電路上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道把這些分組引導(dǎo)到哪里去，不再需要路由選擇判定。通信結(jié)束后，由某一個(gè)站用清除請(qǐng)求分組來(lái)結(jié)束這次連接。虛電路分組交換的主要特點(diǎn)是：在數(shù)據(jù)傳送之前必須通過(guò)虛呼叫設(shè)置一條虛電路。但并不像電路交換那樣有一條專(zhuān)用通路，分組在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上仍然需要緩沖，并在線路上進(jìn)行排隊(duì)等待輸出。第57頁(yè)/共68頁(yè)虛電路服務(wù)與數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的對(duì)比對(duì)比的方面虛電路服務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)思路可靠通信應(yīng)當(dāng)由網(wǎng)絡(luò)來(lái)保證可靠通信應(yīng)當(dāng)由用戶(hù)主機(jī)來(lái)保證連接的建立必須有不需要目的地址僅在連接建立階段使用，每個(gè)分組使用短的虛電路號(hào)每個(gè)分組都有終點(diǎn)的完整地址分組的轉(zhuǎn)發(fā)屬于同一條虛電路的分組均按照同一路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)每個(gè)分組獨(dú)立選擇路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)結(jié)點(diǎn)出故障時(shí)所有通過(guò)出故障的結(jié)點(diǎn)的虛電路均不能工作出故障的結(jié)點(diǎn)可能會(huì)丟失分組，一些路由可能會(huì)發(fā)生變化分組的順序總是按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不一定按發(fā)送順序端到端的差錯(cuò)處理和流量控制可以由網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，也可以由用戶(hù)主機(jī)負(fù)責(zé)由用戶(hù)主機(jī)負(fù)責(zé)第58頁(yè)/共68頁(yè)例：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用的交換方式主要是（）A、電路交換B、報(bào)文交換C、基于虛電路的分組交換D、基于數(shù)據(jù)報(bào)的分組交換第59頁(yè)/共68頁(yè)例：由網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)差錯(cuò)控制與流量控制，使分組按序被遞交的傳輸方式是（）A、電路交換B、報(bào)文交換C、基于虛電路的分組交換D、基于數(shù)據(jù)報(bào)的分組交換第60