信息網(wǎng)絡通信基礎

Chapter1Introduction第一章緒論DepartmentofElectronicandCommunicationEngineeringNCEPU1234Chapter1Introduction緒論51-1DATACOMMUNICATIONS數(shù)據(jù)通信Thetermtelecommunicationmeanscommunicationatadistance.Theworddatareferstoinformationpresentedinwhateverformisagreeduponbythepartiescreatingandusingthedata.Datacommunicationsaretheexchangeofdatabetweentwodevicesviasomeformoftransmissionmediumsuchasawirecable.Components

組成DataRepresentation

數(shù)據(jù)表示DataFlow數(shù)據(jù)流Topicsdiscussedinthissection:6Datacommunicationsaretheexchangeofdatabetweentwodevicesviasomeformoftransmissionmediumsuchasawirecable.Theeffectivenessofadatacommunicationssystemdependsonfourfundamentalcharacteristics:Delivery.傳遞性ThesystemmustdeliverdatatothecorrectdestinationAccuracy.準確性Timeliness.及時性Jitter.抖動性Jitterreferstothevariationinthepacketarrivaltime.(audioorvideo)7Figure1.1

Fivecomponentsofdatacommunication1.Message報文2.Sender發(fā)送方

3.Receiver接受方4.Medium介質5.Protocol協(xié)議8DataRepresentation數(shù)據(jù)表示Text文本Numbers數(shù)字Images圖像Audio音頻Video視頻9Figure1.2Dataflow(simplex,half-duplex,andfull-duplex)p6

數(shù)據(jù)流分為單工、半雙工和雙工101-2NETWORKS網(wǎng)絡Anetworkisasetofdevices(oftenreferredtoasnodes)connectedbycommunicationlinks.Anodecanbeacomputer,printer,oranyotherdevicecapableofsendingand/orreceivingdatageneratedbyothernodesonthenetwork.網(wǎng)絡是指由介質鏈路連接在一起的一系列設備（常常被稱為網(wǎng)絡節(jié)點）DistributedProcessing

分布式處理NetworkCriteria

網(wǎng)絡準則PhysicalStructures物理結構NetworkModels網(wǎng)絡模型

CategoriesofNetworks網(wǎng)絡分類

InterconnectionofNetworks:Internetwork網(wǎng)絡互聯(lián)：因特網(wǎng)Topicsdiscussedinthissection:11Distributedprocessing分布式處理Advantages:Security/encapsulation安全性/封裝性Distributeddatabases分布式數(shù)據(jù)庫Fasterproblemsolving更快的解決問題方式Securitythroughredundancy通過冗余達到安全性Collaborativeprocessing協(xié)作處理12

安全性網(wǎng)絡準則可靠性性能性能：多種形式衡量，包括傳輸時間和響應時間。性能取決于多種因素用戶數(shù)量、傳輸介質類型、所連接的硬件能力以及軟件效率可靠性：出現(xiàn)故障的頻率、一條鏈路從故障恢復所花費的時間可靠性：保護數(shù)據(jù)免受未授權的訪問1.2.2NetworkCriteria網(wǎng)絡準則13Figure1.3Typesofconnections:point-to-pointandmultipoint點到點和多點ReservedcapacityVSSharedcapacity連接類型1.2.3物理結構PhysicalStructures14Figure1.4Categoriesoftopology物理拓撲結構15Figure1.5Afullyconnectedmeshtopology(fivedevices)優(yōu)點:專用線路

dedicatedlinks健壯性robust秘密性、安全性privacy/security故障識別、排除

faultidentification/isolation缺點：安裝復雜，費用離譜16ExampleTheLuckyDuckyCorporationhasafullyconnectedmeshnetworkconsistingofeightdevices.Calculatethetotalnumberorcablelinksneededandthenumberofportsforeachdevices.SolutionNumberoflinks=n(n-1)/2=8(8-1)/2=28Numberofportsperdevice=n-1=8-1=717Figure1.6AstartopologyconnectingfourstationsAdedicatedpoint-to-pointlinkonlytoacentralcontroller,hub星型拓撲用于局域網(wǎng)中，高速局域網(wǎng)通常用星型拓撲結構18Figure1.7AbustopologyconnectingthreestationsUsedinearlyEthernetLANsbuttheyarelesspupularnow.總線拓撲是多點配置的(multipoint)。

Easeofinstallation;lesscabling;

易安裝，使用電纜最少，主纜能支持的抽頭數(shù)和抽頭之間的距離都有限制，在各個抽頭處的信號反射會降低傳輸質量。 健壯性差(robustness)引出線分接頭19Figure1.8Aringtopologyconnectingsixstations被IBM引入令牌環(huán)局域網(wǎng)時曾盛行一時，目前要求高速局域網(wǎng)，這種拓撲結構就不流行了。Example1.2IfthedevicesinExample1.1areconfiguredasaringinsteadofamesh,howmanycablelinksarerequired.20Fig上ure怎1.非9Ah慎ybr興id翼top具olo彼gy混合:a期star拘bac敞kbon櫻ewi網(wǎng)tht隙hree夏bus倍net經(jīng)work渠s211.2.仔4Netw刮ork啦Mode植ls網(wǎng)絡模霜型OSI優(yōu)7-la鍵yer志mode摘lInte集rnet室5-l鼻ayer奸mod儉el1.2抓.5Cat打ego堪rie雷so湖fN臺etw引ork牛s網(wǎng)絡分類Loc派al膏Are譽aN雨etw留ork局域網(wǎng)Wid績eA帶rea絨Ne嗎t(yī)wo桐rk廣域網(wǎng)Met陸rop宅oli終tan遺Ar汗ea嫁Net多wor祝k城域網(wǎng)Inte突rcon償nect封ion崖ofN既etwo搞rks:木Int勸erne耽twor棚k網(wǎng)絡互緊聯(lián)：因佳特網(wǎng)22Figu兔re1艘.10Ani鳥sola魯ted挽LAN朋conn譯ecti潮ng1縣2co與mput模ers宅toa館hub宇in街acl他oset房間Curr熄entl沖y,L渡ANs愉ize燙isl帝imit尚edt敘oa吐few稻kilo陰mete影rs.Com幕mon醬LA霉Nt問opo漂log樂ies宮:b憤us,哄ri饒ng,吼an懂ds岸tar萌.Spee筑dsa局ren阿orma撇lly犧100頑or1寸000軍Mbps墊,腰wir卷eles廁sLA雄Ns23Fig旬ure劣1.滑11WANs腹:a洽swit速ched戰(zhàn)WAN議and憤ap呢oint墻-to-孫poin袋tWA伸NWAN:警X.2濾5;A嚴TM241.1撒2Ah杜ete擠rog職ene碰ous極ne貝two胸rk算mad晃eo威ff棒our解WA郵Ns譽and旺tw杜oL顫ANsInt侮ern歇etw存orkhete籠roge絞neou歸s不同種類貸的251-3吩TH評EIN誘TERN片ET因特網(wǎng)TheInte類rnethas器re婦vol插uti紙oni級zed徹底改變many灣asp弄ects沒of迷our茄dail欠yli奪ves.朽It院has誘affe步cted嫌the也way沒we礎dob歇usin趣ess透asw飾ell談ast鵲hew巖ayw黃esp藝end訪our希leis汗ure合time欲.Th桶eIn曉tern功eti問sa哪comm償unic取atio修nsy湊stem史tha組tha選sbr漁ough德taw配eal鞠th豬ofinf嗓orm右ati紗onto鏟our艦fi誕nge識rti莖psand洪orga煤nize散dit測for艷our碎use扇.ABr憶ief如Hist爬ory歷史簡介The將Inte餃rnet足Tod認ay(庸ISPs扔)因特網(wǎng)旺現(xiàn)狀（該因特網(wǎng)極服務提綠供商）Topi放csd蟲iscu背ssed倡in經(jīng)this狠sec赤tion醒:26ARP昆A：Adva忍nced輝Res特earc覺hPr寄ojec魯tsA立genc鉆y(美國國防靈部)高級計劃陶研究署70年代初程的美國伸深陷在村越南戰(zhàn)裕場的泥礙潭中，垮不能自遠拔，而邪國內的吩反戰(zhàn)呼頌聲一浪犁高過一洪浪。美繼國到了遠二戰(zhàn)后股第一個街內外交吊困的年嬌代。雖駝然這樣黑，但是鴿國內的油各種科島學技術困還是在柿飛速地瀉發(fā)展。ARPA芽NET在不斷心地壯大潔。197踢0年的ARPA銅NET已初具雛轎形，并且質開始向非膨軍用部門胸開放，許價多大學和資商業(yè)部門版開始接入出。但是它艙只有四臺霞主機聯(lián)網(wǎng)鉛運行，甚翼至連局域票網(wǎng)（LAN）的技術劃也還沒有思出現(xiàn)。當塘時用作接址口機的Hon召eyw私ell呢DD跨P51乞6型小型機何的內存只野有12K。ARPA倚NET在洛杉磯享的加利福域尼亞大學翠洛杉磯分綢校、加州州大學圣巴它巴拉分校崖、斯坦福歌大學、猶傻他州大學滋四所大學坦的4臺大型邁計算機臉采用分創(chuàng)組交換課技術，泰通過專大門的接番口信號脅處理機腫（IMP：int填erf護ace候me劈燕ssa撲ge賀pro禾ces垃sor）和專門挺的通信線瘡路相互連敢接。為了頭把這四個奶不同型號界、使用不理同操作系絕統(tǒng)、不同渠數(shù)據(jù)格式湯、不同終煎端的計算叔機連在一憑起實現(xiàn)相仰互通信和打資源共享伯，有許許停多多的人含為此煞費晃苦心、艱老辛探索，帖付出了無探數(shù)的心血財。其中包腹括有“阿稱帕網(wǎng)”之疲父的拉里·羅伯茨。(信息技術釋處處長-鮑勃·泰勒,A鐵RPA署長-赫茲菲爾紗德)27ARPA混NET：最初，ARPA嗎net主要是用財于軍事研榮究目的，少它主要是犯基于這樣靈的指導思致想：網(wǎng)絡頭必須經(jīng)受辨得住故障秘的考驗而刻維持正常定的工作，女一旦發(fā)生吉戰(zhàn)爭，當保網(wǎng)絡的某活一部分因犧遭受攻擊夕而失去工掏作能力時釀，網(wǎng)絡的果其他部分察應能維持陳正常的通洗信工作。ARP士Ane休t在技術上辟的另一個撿重大貢獻唇是TCP個/IP協(xié)議簇付的開發(fā)雨和利用冰。作為Int氧ern稻et的早期憶骨干網(wǎng)挪，ARPA邪net的試驗筆并奠定嚴了Inte余rnet存在和發(fā)毛展的基礎娃，較好地縣解決了異記種機網(wǎng)絡欲互聯(lián)的一撞系列理論映和技術問內題。1983年，ARPA哪net分裂為鹿兩部分擺，ARP絲式Ane社t和純軍辦事用的MILN鋼ET。同時，境局域網(wǎng)和卸廣域網(wǎng)的書產(chǎn)生和逢辯勃發(fā)展對Int咳ern途et的進一步加發(fā)展起了謎重要的作列用。ARP程ANE許T另一項好瞞處是，資筍訊高速公痕路使得全億世界的hack擋ers能聚在一音起，不再瞎像以前孤臺立在各地青形成一股低股的短命伯文化，網(wǎng)醬絡把他們糠匯流成一屑股強大力紛量。28Chr壞ono晶log湊yo益fI偽nte航rne法tEvo男l(wèi)ut然ion29Figu慣re1竟.13Hie溝rar繞chi真cal萄or掙gan欣iza卡tio灣no弄ft陽he昆Int遙ern竹etISP：Int蜘ern辜et誰Se看rvi翻ce內Pro不vid框er301-4坊PRO柏TOC溜OLS酸AN壯DS厘TAN啦DAR漿DS協(xié)議和鴉標準In閱thi緩ss諷ect賽ion呢,w朗ed丘efi宴ne雷two抽wi縮慧del鋒yu繼sed躺te克rms族:pro酸t(yī)oc撈olsandsta撐nda淡rds.F痕irs礙t,復we甘def輕ine駱pr涉oto翅col另,w豪hic德hi立ssyn眨ony更mou銷sw肥ithrul藝e.固The衣nw詠ed李isc姥uss管st蝕and壞ard奪s,矮whi屢ch鬧areagr立eed閃-up需onrule悠s.Prot牧ocol儀s協(xié)議Stan獲dard陣s標準Stan都dard飼sOr您gani方zati臺ons標準化體組織Inte么rnet異Sta智ndar嚴ds因特網(wǎng)標盞準Topi研csd煉iscu挖ssed以in蝴this迫sec門tion塊:31Per祝for提man數(shù)ceNumb日ero院fus懲ersType紫of膠tran而smis崇sion緒med布iumHar尸dwa頌reSoft丑wareReli抖abil賓ityFreq晨uenc鵲yof產(chǎn)fai滑lure故障頻率Reco嘩very進tim錄eof逝an踐etwo濕rka鴨fter糞af晌ailu緩re網(wǎng)絡故障機恢復時間Cat段ast寫rop幅he災難性事剩故Secu攤rityUnau在thor扶ized汪acc豆ess未授權膨訪問Viru袋ses病毒32Ind必ata受comm返unic砍atio鉆n,a份pro冒toco側lis層as學eto卷fru旋les趟(con死vent仆ions摸)th火atg吃over釋nal賢las掩pect完sof槍inf愿orma叼tion蒸com掀muni唉cati城onNote插:在數(shù)據(jù)通漢信中,協(xié)議是指欣一組用來誰控制信息四通信的各限個方面的斑規(guī)則(約定)33Stan盟dard衡sOr昆gani貿zati朝onsStan貍dard嘩sCr居eati呼onC筍ommi愈ttee稅s標準化組短織Foru磁ms論壇：quic宋kly三test啊,ev宰alua坊te,浙and滅stan泡dard遵ize賄new扒tech帖nolo公gies體.Reg白ula液tor喜yA毀gen從cie悄s管理機褲構34Sta播nda課rds松Cr僚eat妨ion府Co需mmi殿tte槐es標準化集組織ISO國際標準燈化組織ITU-煎T（Int頌ern托ati透ona污lT繡ele井com析mun紀ica縣tio景nU束nio逮n—泉—Te百lec鼓omm名uni竊cat淹ion探St今and講ard奔sS暗ect熄or）國際電軌信聯(lián)盟便電信標刮準化部ANS剃I（Amer祖ican富Nat伐iona陡lSt運anda捆rds晴Inst繞itut時e）美國國家撓標準化協(xié)隸會IEE資E(漢