計算機網絡基礎課件

1、計算機網絡基礎,xxxxxxl@sxxe.cn Blog:gxxxxi.163.comQq:11xxxx969,前言 智能大廈,智能大廈（Intelligent Building，IB）是以計算機網絡系統(tǒng)為基礎，采用結構化綜合布線系統(tǒng)，集建筑工程技術、信息通信技術、控制技術和管理技術等多種先進技術，具有一定智能管理性能的現(xiàn)代化建筑物。通信自動化系統(tǒng)（Communication Automation System，CAS）、建

2、筑管理自動化系統(tǒng)（Building Automation System，BAS）、辦公自動化系統(tǒng)（Office Automation System，OAS）、消防監(jiān)控系統(tǒng)（Fire Automation System，F(xiàn)AS）和安全保衛(wèi)系統(tǒng)（Safety Automation System，SAS）,稱之為“5A系統(tǒng)”。,計算機網絡發(fā)展,第一代計算機網絡：面向終端的計算機通信網絡,,第二代計算機網絡：多機系統(tǒng)互聯(lián)的資源共享網絡 ARP

3、ANET是計算機網絡發(fā)展的一個里程碑，它標志著以資源共享為目的的計算機網絡的誕生,計算機網絡發(fā)展,第三代計算機網絡：統(tǒng)一體系結構標準化網絡IBM-SNA,DEC-DNA國際標準化組織（ISO，International Standards Organization）于1984年公布了“開放系統(tǒng)互連參考模型”的正式文件，即著名的國際標準ISO7498，通常稱它為開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM。 保證了不同網絡設備之間的兼容性和互操作

4、性只說明了做什麼（WHAT TO DO）而未規(guī)定怎樣做（HOW TO DO）,計算機網絡發(fā)展,第四代計算機網絡：網絡互連與高速智能網絡隨著計算機網絡的發(fā)展，在全球建立了不計其數的局域網和廣域網，為了擴大網絡規(guī)模以實現(xiàn)更大范圍的資源共享，人們又提出了將這些網絡互聯(lián)在一起的迫切需求。國際互聯(lián)網Internet應運而生。目前，一些高速的廣域網技術相繼問世，如表現(xiàn)在寬帶綜合業(yè)務數據網（B-ISDN）、異步傳輸模式（ATM）、高速局域網、交

5、換局域網與虛擬網絡上.POS（Packet-Over-SDH/SONET）技術，波分多路復用技術（WDM/DWDM）等都能為廣域網連接提供高帶寬，這些技術將廣域網的傳輸速率提高到10Gbps。另外，最新的萬兆以太網技術也可以支持廣域網連接，傳輸速率也是10Gbps。這些高速廣域網技術的出現(xiàn)使廣域網的發(fā)展開始了一個新的里程碑。使用網絡提高業(yè)務能力,擴展業(yè)務范圍,第一章 計算機網絡基礎知識,一、計算機網絡的發(fā)展 1.面向終端的網絡

6、 2.多機系統(tǒng)互聯(lián) 3.體系結構標準化網絡 4.網絡互連與高速網絡,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,二、網絡的定義 指通過一定的通信線路（如雙絞線、同軸電纜、光纜、微波等）和通信設備（路由器、交換機、網橋、HUB[集線器]、中繼器等）將地理位置不同的、功能獨立的計算機連接起來，通過功能豐富的網絡軟件（網絡操作系統(tǒng)、交換方式和通訊協(xié)議）而實現(xiàn)資源共享和相互通信的一個系統(tǒng)。,,三

7、、網絡的組成   1 ．廣域網的基本組成與結構    (1) 主機(Host)

8、     主機是計算機網絡中承擔數據處理的計算機系統(tǒng)。具有完善的管理能力的硬件和軟件系統(tǒng)。     (2) 終端(Termin

9、al)     直接面對用戶，如鍵盤顯示器、智能終端、會話型終端、圖形終端等等。     (3) 通信控制處理機 (Ccp)    (4) 通信設備與通信線路,,2 ．局域網的基本組成與結構     局域網的基本組成與廣域網相似，但由于局域網的覆蓋范圍與規(guī)模較小，故有些方

10、面與廣域網不同。例如，局域網沒有通信處理機，通信處理功能由網卡實現(xiàn)。   (1) 服務器( Server ) (2) 客戶機( Client ) (4) 網絡設備與網絡介質 (5) 網絡軟件,,四、網絡技術中的術語1.透明與虛擬 透明：一個事物實際存在，但不表現(xiàn)出來，好似不存在。（用戶一般不考慮訪問網絡資源所存在的操作系統(tǒng)及各種格式） 虛擬：一個事物不存在，但卻表現(xiàn)出來，就好象實

11、際存在一樣。,,2.聯(lián)機多用戶系統(tǒng)和分布式計算機系統(tǒng)聯(lián)機多用戶系統(tǒng)：一臺中心計算機與若干臺終端或計算機相連接，供多個用戶同時使用。分布式計算機系統(tǒng)：在分布式操作系統(tǒng)的支持下，進行分布式數據處理各計算機之間的并行計算機工作。,,五、計算機網絡的功能1）硬件資源共享 可以在全網范圍內提供對處理資源、存儲資源、輸入輸出資源等昂貴設備的共享，使用戶節(jié)省投資，也便于集中管理和均衡分擔負荷。 2）軟件資源共享

12、 允許互聯(lián)網上的用戶遠程訪問各類大型數據庫，可以得到網絡文件傳送服務、遠地進程管理服務和遠程文件訪問服務，從而避免軟件研制上的重復勞動以及數據資源的重復存貯，也便于集中管理。3）用戶間信息交換 計算機網絡為分布在各地的用戶提供了強有力的通信手段。用戶可以通過計算機網絡傳送電子郵件、發(fā)布新聞消息和進行電子商務活動。,六、計算機網絡的分類,1.按照地理位置分:局域網（Local Area Network——

13、LAN）    覆蓋范圍常在10KM以內，具有規(guī)模小、專用、傳輸延遲小誤碼率低的特征。城域網（Metropolitan Area Network——MAN)     覆蓋范圍一般是一個城市,10-100KM。介于局域網和廣域網之間。廣域網（Wide Area Network——WAN）    也稱遠程網，其覆蓋范圍通常在數百公里以上，具有

14、規(guī)模大、傳輸延遲大的特征。,六、計算機網絡的分類,2、按照功能分：通信子網：網絡中面向數據傳輸或者數據通信的部分資源集合，主要支持用戶數據的傳輸。通信子網與具體的應用無關。資源子網：網絡中面向數據處理的資源集合，主要支持用戶的應用；資源子網由用戶的主機資源組成，包括接入網絡的用戶主機，以及面向應用的外設、軟件和可共享的數據等。,六、計算機網絡的分類,3.按照管理方式分類對等網 (Peer to Peer) 通常是由很少幾臺計

15、算機組成的工作組。網絡中的每臺計算機既作為客戶機又可作為服務器來工作，每個用戶都管理自己機器上的資源.客戶機/服務器網 (Client/Server) 網絡的管理工作集中在運行特殊網絡操作系統(tǒng)服務器軟件的計算機上進行，這臺計算機被稱為服務器，它可以驗證用戶名和密碼的信息，處理客戶機的請求。而網絡中其余的計算機則不需要進行管理，而是將請求通過轉發(fā)器(Redirector)發(fā)給服務器。,,六、計算機網絡的分類,4、按使用范圍分：

16、公用網： 由國家電信部門建設的通信網絡。繳納相關費用的部門和個人均可使用專用網：單位自建的、滿足本單位業(yè)務需求的網絡。如軍隊、公安、鐵路、電力擁有各自系統(tǒng)的專用網。,六、計算機網絡的分類,局域網 (Local Area Network) 局域網的特點如下：    1.分布范圍有限。   2.有較高的通信帶寬，數據傳輸率高。   

17、;  3.數據傳輸可靠，誤碼率低。    4.通常采用同軸電纜或雙絞線作為傳輸介質。    5.拓撲結構簡單簡潔。,,廣域網（ Wide Area Network ）廣域網最根本的特點是：   1. 分布范圍廣。   2.數據傳輸率低,誤碼率高.  3.

18、可靠性不高。使用光纖較好。   4. 廣域網常常借用傳統(tǒng)的公共傳輸網（電話網等）來實現(xiàn)。因為單獨建造一個廣域網極其昂貴。   5. 拓撲結構較為復雜。,,城域網（ Metropolitan Area Network ）    是規(guī)模介于局域網和廣域網之間的一種較大范圍的高速網絡。,,七、網絡的拓撲結構 １．樹型 ２．星型 ３．總線型

19、 ４．環(huán)型 ５．網狀型 ６．混合型,網狀結構,例如，對于節(jié)點比較集中的場合多選用星型拓撲結構，節(jié)點比較分散時則可選用總線型拓撲結構。另外，若單一的網絡拓撲結構不能滿足要求，也可選擇混合的拓撲結構。例如，假設一個網絡中的節(jié)點主要分布在兩個不同的地方，則可以在該兩個節(jié)點密集的場所選用星型拓撲結構，然后使用總線型拓撲結構將兩個地方的網絡連接起來。同時根據實際可按以下原則來選取網絡拓撲結構：(1) 費用低 (2) 靈活和可擴

20、充 (3) 可靠性高 (4) 因地制宜,,八、計算機網絡的傳輸介質 網絡中，雙方通信時所采用的物理連線。 有線：雙絞線，同軸電纜，光纜 無線：衛(wèi)星，無線電，微波1.雙絞線 Twist-Pair 使用最早、最普及的有線介質是雙絞線。它是以螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導線組成的。兩根線扭在一起是為了減少相互間的幅射電磁干擾。,2、分類： 屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線(UTP)的不同之處是，在雙絞線和

21、外層保護套中間增加了一層金屬屏蔽保護膜。該保護膜用以減少信號傳送時所產生的電磁干擾和減小輻射，并防止信息被竊聽。,,分類：屏蔽（STP） 非屏蔽（UTP）：1類，2類，3類，4類，5類，超5類，6類，7類,,1 2 3 4 5 6 7 8T568B 白橙 橙 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕T568A 白綠 綠 白橙 藍 白藍 橙 白棕 棕

22、,在局域網，雙絞線主要是用來連接計算機網卡到集線器或通過集線器之間級聯(lián)口的級聯(lián)，有時也可直接用于兩個網卡之間的連接或不通過集線器級聯(lián)口之間的級聯(lián)，但它們的接線方式各有不同。 設備 設備 線型 計算機 計算機 交叉線 T568B T568A 計算機 交換機 平行線 計算機 UP-LINK 交叉線 交換機 交換機

23、 交叉線 交換機 UP-LINK 平行線UP-LINK UP-LINK 交叉線,準備工具和材料,UTP,壓線鉗,RJ45接頭,護套,簡易測線儀,連接UTP和RJ45接頭(2),連接UTP和RJ45接頭(3),,2.同軸電纜 基帶：數字信號，阻抗50歐，用于IEEE802.3以太網 寬帶：模擬信號，阻抗75歐，用于頻分多路復用技術,,,內導體,絕緣層,,外導體屏蔽,,絕緣保護外層,,,,,,基帶同

24、軸電纜,,（3）光纖,傳輸頻帶寬，通信容量大;損耗低，中繼距離長;抗干擾能力強;保密性好; 重量輕、體積小;節(jié)省有色金屬，抗腐蝕能力強 。,光纖的結構,,用光纖來傳輸電信號時，在發(fā)送端先要將其轉換成光信號，而在接收端又要由光檢波器還原成電信號，其傳送過程如圖。光源可以采用兩種不同類型的發(fā)光管：發(fā)光二極管和注入型激光二極管。從而形成了多模光纖和單模光纖。,,多模光纖（Multimode Fiber） 

25、0;  多模光纖使用的材料是發(fā)光二極管。 發(fā)光二極管是一種固態(tài)器件，電流通過時就發(fā)光，價格較便宜，它產生的是可見光，但定向性較差，是通過在光纖石英玻璃媒體內不斷反射而向前傳播的。 62.5μm/125μm的光纖，其中62.5μm是內芯直徑，而125μm是反射層的直徑。,,,,單模光纖（Single Mode Fiber）     單模光纖使用的材料是注入型二極管。

26、    采用激光（LD）作為光源，它根據激光器原理進行工作，它產生一個窄帶的超輻射光束，產生的是激光。由于激光的定向性好，它可沿著光導纖維傳播，減少了折射也減少了損耗，效率更高，也能傳播更長的距離，而且可以保持很高的數據傳輸率。但是激光二極管要比發(fā)光二極管價格貴得多，這種光纖稱為單模光纖。光信息只有一種波長，典型的單模光纖尺寸為8μm/125μm,多模光纖 單模光纖,,無線傳輸介質 &

27、#160;  無線傳輸介質都不需要架設或鋪埋電纜或光纖，而是通過大氣傳輸，目前有三種技術：微波、紅外線和激光。（1）微波    微波通信是在對流層視線距離范圍內利用無線電波進行傳輸的一種通信方式，頻率范圍為 2 GHz-40GHz。,,（2）紅外線和激光    紅外通信和激光通信也像微波通信一樣，有很強的方向性，都是沿直線傳播的。

28、（3）衛(wèi)星通信    衛(wèi)星通信是以人造衛(wèi)星為微波中繼站，它是微波通信的特殊形式。,第二章 數據通信基礎知識,第一節(jié) 數據通信系統(tǒng)一、數據通信系統(tǒng)模型二、數據通信的基本概念數據：是一種承載信息的實體，定義為有意義的實體.由數字、字符、符號等組成。模擬數據是在某區(qū)間內連續(xù)變化的值；數字數據是離散的值。 信息：是對數據的內容和解釋。有具體含義。信號：是數據的表示形式,或稱數據的電磁或電子編

29、碼，它使數據以適當的形式在介質上傳輸。 信源：通信過程中產生和發(fā)送信息的設備或計算機。信宿：通信過程中接收和處理信息的設備或計算機。信道：信源和信宿之間的通信線路。,信號變換器 信號變換器的作用是將信源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸的信號。 由于網絡中絕大多數信息都是雙向傳輸的，所以在大多數情況下，信源也作信宿，信宿也作信源；編碼器也具有譯碼功能，譯碼器也應能編碼，因此合并通稱為編碼譯碼器,,數據通信：通過計算機

30、與通信線路相結合，對各種數據信號進行傳輸、變換和處理的過程。模擬通信：以模擬信號形式在信道上傳送數據。數字通信：以數字信號形式在信道上傳送數據。,,三、數據通信的技術指標1．信道帶寬和信道容量 信道帶寬：信道上能夠傳送的信號的最大頻率范圍。 如：電話：300HZ——3400HZ 信道容量：信道在單位時間可傳輸的最大碼元數。 *信道帶寬越寬，一定時間內信道上傳輸的信息量就越多，信道容

31、量就越大。,,2．傳輸速率 單位時間內傳輸的二進制代碼的位數。3．誤碼率 二進制碼元在傳輸過程中被傳錯的概率。 （錯誤接收的碼元數在所傳輸的總碼元數中所占的比例）4 ．傳輸延遲 發(fā)送和接收設備存在響應時間，及中間轉發(fā)等待時間等。,數據通信的連接方法有兩種，即點對點連接方式和多點連接方式。,四、 數據通信方式一、并行通信特點：    （1）傳輸速度快:一位（

32、比特）時間內可傳輸一個字符；    （2）通信成本高:每位傳輸要求一個單獨的信道支持；因此如果一個字符包含8個二進制位，則并行傳輸要求8個獨立的信道的支持；    （3）不支持長距離傳輸:由于信道之間的電容感應，遠距離傳輸時，可靠性較低。演示:,串行通信方式    將組成字符的各位串行地發(fā)往線路。 特點：  &

33、#160; （1）傳輸速度較低，一次一位；    （2）通信成本也較低，只需一個信道。    （3）支持長距離傳輸，目前計算機網絡中所用的傳輸方式均為串行傳輸。方式： 串行傳輸有兩種傳輸方式：          1、同步傳輸     

34、60;    2、異步傳輸,二、單工、半雙工、雙工單工：設備簡單、造價低，但傳輸效率也低。半雙工：該方式在通信中要不斷的改變傳輸通道的方向，因此控制復雜，傳輸效率極低。雙工：傳輸效率高，控制簡單，但造價高。,,單工：半雙工：全雙工：,,,,,,,,,,,,,,,,,三、基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸 基帶傳輸：在信道上直接傳輸基帶信號，而基帶信號是指在通信電纜上原封不動的傳輸由計算機或

35、終端產生的0、1數字脈沖信號。頻帶傳輸：將基帶信號轉換為頻率表示的模擬信號來傳輸。寬帶傳輸：將信道分成多個子信道，分別傳送各種信號。,,第三節(jié) 數據編碼技術一、模擬數據編碼： 數字數據在網絡中用模擬信號表示，需要進行調制。調制方法有3種。調幅（AM） “1”有載波輸出，“0”無載波出現(xiàn)。 技術簡單，但抗干擾能力差。調頻（FM） “1”使用的頻率和“0”使用的頻率不一致。

36、 技術簡單，抗干擾能力較強。調相（PM） 數字信號“1”對應相位180度，“0”對應相位0度。 技術復雜，抗干擾能力強。,,例題：,,,二、數字數據編碼： 在數字信道中傳輸計算機數據時，要對計算機中的數字信號重新編碼，進行基帶傳輸。 1）不歸零編碼（NRZ） 低電平表示“0”，高電平表示“1”。 2）曼徹斯特編碼 用電平跳變來表示，

37、每一個比特的中間均有一個跳變，這個跳變既做時鐘信號，又做數據信號。 電平從高到低的跳變表示“1”，從低到高的跳變表示“0”。 3）差分曼徹斯特編碼 對曼徹斯特編碼的改進。 比特無跳變表示“1”，有跳變表示“0”。,a)單極性不歸零碼，無電壓表示"0"，恒定正電壓表示"1"，每個碼元時間的中間點是采樣時間，判決門限為半幅電平,數據的編碼,數據的

38、編碼,b)雙極性不歸零碼，"1"碼和"0"碼都有電流，"1"為正電流，"0"為負電流，正和負的幅度相等，判決門限為零電平。,數據的編碼,,例題：,,第四節(jié) 多路復用技術一條物理信道同時傳輸多路信息，提高信道利用率。1.頻分多路復用（FDM） 將一定帶寬的信道分割為若干個較小頻帶的子通道，每個子通道可供一個用戶使用（各信道之間有保護頻帶）。

39、 條件：信道帶寬遠大于每個子信道帶寬。,,,2．時分多路復用（TDM） 頻分多路復用較適用于模擬信號，而時分多路復用更適合用于數字信號，將信道的傳輸時間分成若干個時間片輪流地給多個信號源使用，每個時間片被復用的一路信號占用。 條件：信道的傳輸速度遠大于各信源所要求的傳輸速度。3．波分多路復用4．碼分多路復用,,,三、波分多路復用WDM技術原理整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍，每路信號占用一個

40、波長范圍來進行傳輸。,,第五節(jié) 數據交換技術節(jié)點與節(jié)點間不一定相鄰，通過一個或多個節(jié)點組成的中間網絡來交換轉發(fā)。1.電路交換 (1)電路建立：在傳輸數據之前，要經過呼叫過程以建立一條端到端（站到站）的電路。 (2) 數據傳輸：沒有延遲，沒有阻塞的問題(因為是專用線路)。 (3) 電路拆除：,,演示：優(yōu)點：數據傳輸可靠、迅速，不丟失且保持原來的序列缺點：信道容量造成浪費，而且當數據傳輸階段的持續(xù)時間很短暫，電路建

41、立和拆除所用的時間也得不償失。,,2.報文交換工作原理:不需在兩個站點之間建立一條專用通路，數據傳輸的單位是報文（數據塊），長度不限。傳送過程采用存儲一轉發(fā)方式。在同一時間內，報文的傳輸只占用兩個節(jié)點之間的一段線路。而在兩個通信用戶間的其它線路段，可傳輸其它用戶的報文。實時性不高,,優(yōu)點:線路效率較高 。 暫存報文，可以進行差錯控制。 可以把一個報文發(fā)送到多個目的地。缺點：延遲長，不能用于傳送聲音和圖

42、像數據 。,3.分組交換 報文交換的改進，是線路和報文的結合.每個分組的長度有一個上限，因此，一個較長的報文必須分成若干個分組。 分組交換采用兩種不同的方法來管理被傳輸的分組流：數據報和虛電路。數據報（Datagram)    面向無連接的數據傳輸,工作過程類似于報文交換。采用數據報方式傳輸時，被傳輸的分組稱為數據報.數據報的前部增加地址信息的字段,每個數據報均被獨立地傳輸和路由,站點必須具有存儲和

43、重新排序的能力.特點：a. 存儲容量降低，降低傳輸延遲。     b. 只有出錯的分組才會被重發(fā)，提高了交換效率。演示：,1、虛電路（Virtual Circuit)的概念    虛電路是面向連接的數據傳輸，工作過程類似于線路交換，不同之處在于此時的電路是虛擬的。 占用相鄰兩節(jié)點的信道    采用虛電路方式傳輸時，物理媒體

44、被理解為由多個子信道（稱之為邏輯信道LC）組成，子信道的串接形成虛電路（VC），利用不同的虛電路來支持不同的用戶數據的傳輸。2、采用虛電路進行數據傳輸的過程    （1）虛電路建立：發(fā)送方發(fā)送含有地址信息的特定的控制信息塊（如：呼叫分組），該信息塊途經的每個中間結點根據當前的邏輯信道（LC）使用狀況，分配LC，并建立LC映射表，所有中間結點分配的LC的串接形成虛電路（VC）。 &#

45、160;  （2）數據傳輸：站點發(fā)送的所有分組均沿著相同的VC傳輸，分組的發(fā)收順序完全相同；    （3）虛電路釋放：數據傳輸完畢，采用特定的控制信息塊（如：拆除分組），釋放該虛電路。通信的雙方都可發(fā)起釋放虛電路的動作。  演示:,三種數據交換技術總結:線路交換:在數據傳送之前需建立一條物理通路,在線路補釋放之彰,謹言慎行通路將一直被一對用戶完全占有,適宜兩節(jié)點間的負載較

46、重且持續(xù)時間長,實時性強的交互式傳輸,租用線路是很合算的.報文交換:從發(fā)送方傳送到接收方采用存儲轉發(fā)方式,只占用一段通路,需要緩沖存儲器,需要排除.間歇式或較輕負載合算.分組交換:把報文分成組傳送,規(guī)定了分組的最大長度,到達終點后需重新分組組裝成報文,對中等或稍重的負載,有較好效果,是目前應用最為廣泛的一種交換技術.,第五節(jié) 差錯控制技術一、差錯：通信時接收端收到的數據與發(fā)送端實際發(fā)出的數據不一致。二、差錯控制：通信中發(fā)現(xiàn)檢測差

47、錯，對差錯進行糾正，從而把差錯限制在數據傳輸所允許范圍內。三、差錯包括：傳輸中位丟失；發(fā)送“1”，而接收“0”；發(fā)送“0”而接收“1”。四、差錯產生原因 線路本身的信號幅度頻率的變化和衰減 信號在線路上產生反射造成的 相領線路的串抗 外界電磁干擾,,五、差錯控制的核心是在要傳送的數據信息碼上加上冗余碼，形成符合一定規(guī)律的發(fā)送序列。 能發(fā)現(xiàn)并能自動糾錯的編碼，稱糾錯碼。

48、 能發(fā)現(xiàn)但不能自動糾錯的編碼，稱檢錯碼。六、簡單介紹兩種檢錯碼 1．奇偶校驗碼 2．循環(huán)冗余校驗碼,,發(fā)送端發(fā)送1101001 G(X)=X4+X3+1發(fā)送端發(fā)送11100011 G(X)=x5+X4+X+1,目的是使接收端與發(fā)送端在時間基準上一致 (包括開始時間、位邊界、重復頻率等)按方式分:異步傳輸與同步傳輸實現(xiàn)的方法有:位同步,字符同步,幀同步,第六節(jié) 同步技術,異步傳輸異步傳輸方式中，一次只

49、傳輸一個字符。每個字符用一位起始位引導、一到兩位停止位結束,一位校驗位.在沒有數據發(fā)送時，發(fā)送方可發(fā)送連續(xù)的停止位。接收方根據“1”至“0”的跳變來判斷一個新字符的開始,然后接收字符中的所有位。又叫起止式同步,同步技術,,,同步技術,同步傳輸：以多個字符或者多個比特組合成的數據塊為單位進行傳輸的，利用獨特的同步模式來限定數據塊，達到同步接收的目的。演示: 發(fā)送： 同步符號（起始字符，開始發(fā)送數據塊, 一個或多個）  &

50、#160;    + 數據塊（要發(fā)送的信息）      + 同步符號（數據塊結束）。例：   SYN, SYN, F, E, ...，B, A, SYN, SYN 。      其中SYN為同步符號8位序列(00010110)，A，B,...E,F 為要傳送的數據。,,2.同步傳輸

51、面向字符的同步傳輸每個數據塊的頭部用一個或多個同步字符標記開始；尾部用另一個惟一的字符來標記結束。面向位流的同步傳輸每個數據塊的頭、尾部用一個特殊比特序列（如01111110）標記數據塊的開始和結束。,同步技術,,第三章 網絡體系結構與協(xié)議一、分層原則 1．每層的功能應當明確，各層相對獨立，不影響其他層。 2．各層功能的確定應當有助于網絡協(xié)議國際標準的制定。 3．層間接口要清晰。 4．層數要適當。二、協(xié)

52、議與服務 服務是“垂直的”，是下層通過接口向上層提供的支持。 協(xié)議是“水平的”，是對等層之間虛擬通信時所使用的一組規(guī)則和格式。,OSI層間通信： 相鄰層之間通信：相鄰層之間通信發(fā)生在相鄰的上下層之間，屬于同一系統(tǒng)對等層之間通信：對等層是指不同開放系統(tǒng)中的相同層次，對等層之間通信發(fā)生在不同開放系統(tǒng) 的相同層次之間對等層之間的通信是目的，    相鄰層之間的通信是手段。 &#

53、160;   通過相鄰層之間的通信，實現(xiàn)對等層之間的通信。,OSI七層參考模型,協(xié)議：為進行網絡中的數據信息交換（通信）而建立的規(guī)則、標準或約定。(=語義+語法+定時) 不同層具有各自不同的協(xié)議。 語義：規(guī)定通信雙方彼此“講什么”，即確定協(xié)議元素的類型，如規(guī)定雙方要發(fā)出的控制信息，執(zhí)行的動作和返回的應答。 語法：規(guī)定通信雙方彼此“如何講”即確定協(xié)議元素的格式，如數據和控制信息的格式。 語序：

54、（也叫定時、同步）規(guī)定通信雙方彼此之間的“講的順序”，即通信過程中的應答關系和狀態(tài)變化關系。實體：任何可以發(fā)送或接收信息的硬件/軟件進程。,網絡體系結構-基本概念,網絡體系結構-基本概念,對等實體：位于不同系統(tǒng)的同名層次中的兩個實體。接口：相鄰兩層之間交互的界面，定義相鄰兩層之間的操作及下層對上層的服務。服務：某一層及其以下各層的一種能力，通過接口提供給其相鄰上層。,,,,三、服務原語 服務在形式上由原語描述，原語規(guī)定了應

55、完成的功能。請求：請求實體的服務。指示：通知服務已開始。響應：響應最近一次指示。證實：請求的服務已完成。 有證實服務：四個原語都存在 無證實服務：只有請求、指示兩個原語,,四、OSI七層模型 國際標準化組織（International Standard Organization，ISO）在1977年成立一個分委員會專門研究網絡通信的體系結構問題，并提出了開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM（Referen

56、ce Model of Open System Interconnection），它是一個定義異種計算機連接標準的框架結構。,1978為開放系統(tǒng)互聯(lián)成立專門委員會，1980年草擬參考模型協(xié)議書，1983年正式批準為國際標準。參考模型（即體系結構）、服務定義和協(xié)議規(guī)范（即協(xié)議規(guī)格說明）OSI體系結構將網絡的不同功能劃分為7層,網絡體系結構-ISO OSI參考模型,OSI數據封裝,,1.物理層a)主要負責在物理鏈路上傳輸比特流 。b

57、)提供為建立、維護和拆除物理鏈路需要的機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性 。,,1)機械特性    規(guī)定了物理連接時可接插器的規(guī)格、尺寸，連接器中引腳的數量和排列情況等。例如，常用串行通信的EIA RS-232C規(guī)定的25針插座，X.21協(xié)議中所用的15針插座。,,2）電氣特性    規(guī)定了在物理連接上傳輸二進制位流時線路上信號電壓高低、阻抗匹配情況、傳

58、輸率和距離的限制等。,,3）功能特性   規(guī)定了物理接口上各條信號線的功能分配和確切定義。物理接口上的信號線一般可以分為：數據線、控制線、定時線和地線。,,4）規(guī)程特性    定義了利用信號線進行二進制位流傳輸的一組操作過程，即各信號線的工作的規(guī)則和先后順序。,,2.數據鏈路層 1）幀傳輸和幀同步    幀是具

59、有一定長度和格式的信息塊，是數據鏈路層的傳輸單位。 2）差錯與流量控制 3）數據鏈路管理檢測到不可糾正錯誤的平均時間、漏檢差錯率、傳輸延遲和吞吐量等,高級鏈路控制規(guī)程（HDLC--High Data Link Control）是面向二進制位的成熟控制規(guī)程，它可以支持任意二進制數據的傳輸。1、HDLC數據幀格式：起始標志要傳輸的數據塊 結束標志01111110 00110110000101100110111&

60、#160; 01111110    包括起始和終止標志的信息塊稱為HDLC的“數據幀”。起始和終止標志采用相同的幀間隔符“01111110”，即在HDLC規(guī)程中，幀與幀之間用“01111110” 所分隔，“幀”構成了通信雙方交換的最小單位。,OSI七層參考模型,,HDLC的幀格式,3.網絡層選擇最佳的路由。提供面向連接的服務和無連接的服務。路由選擇算法,擁塞控制技術 (通信子網分組數量過多,來不及處

61、理)4.傳輸層向會話層提供獨立于網絡層的傳送服務和可靠的透明數據傳送。是體系結構中高低層之間銜接的一個接口層.向上層提供:無差錯的有序的報文收發(fā)(源端口號和目標端口號),提供傳輸連接,進行端到端的差錯和流量控制.,5.會話層 :協(xié)調會話雙方通信時的服務請求和應答.不參與具體數據傳輸,僅提供訪問驗證和會話管理.是一個會話開始,結束以及達成一致會話規(guī)則的地方. 比如:允許一個用戶登錄到兩臺計算機之間傳送文件.訪問一個數據庫管理系

62、統(tǒng) (1)利用令牌技術來保證數據交換、會話同步的有序性；擁有令牌的一方可以發(fā)送數據，或者執(zhí)行其它動作；令牌可以被申請和轉讓；    (2)利用活動和同步技術來保證用戶數據的完整性；并讓用戶知道整個交換的過程；    (3)利用分段和拼接技術來提高數據交換的效率；多塊用戶數據可以合并在一起進行傳輸；,6.表示層1）數據轉換

63、2）數據壓縮3）數據加密7.應用層是OSI的最高層，也是用戶訪問網絡的接口層，是直接面向用戶的。在OSI環(huán)境下，為用戶提供各種網絡服務。例如電子郵件、文件傳輸、虛擬終端、遠程登錄等。,交換單元名稱APDUPPDUSPDUTPDU分組幀比特,,第四章 計算機局域網概述,第一節(jié) 局域網概述一、局域網的特點局域網分布范圍小，投資少，配置簡單等，具有如下特點：　　1．傳輸速率高：一般為1Mbps--20Mbps，光纖

64、高速網可達100Mbps，1000MbpS　　2．支持傳輸介質種類多?！　?．通信處理一般由網卡完成?！　?．傳輸質量好，誤碼率低。　　5．有規(guī)則的拓撲結構。,,二、局域網的分類1．按網絡的拓撲結構劃分，可分為星形網絡、總線形網絡和環(huán)形網絡等。2．按線路中傳輸的信號形式劃分，可分為基帶網絡和寬帶網絡?；鶐ЬW絡傳輸數字信號，信號占用整個頻帶，傳輸距離較短；寬帶網絡可傳輸模擬信號，距離較遠，可達幾公里以上。3．按網絡的傳輸介質

65、劃分，可分為雙絞線網絡、同軸電纜網絡、光纖網絡和無線局域網等。4．按網絡的介質訪問方式劃分，可分為以太網、令牌環(huán)網和令牌總線網等。,,第二節(jié) 局域網層次模型局域網有兩個特點：    一是傳輸介質是共享的，不存在中間節(jié)點和交換的問題，因而不需要路由；    二是數據以幀尋址方式工作。IEEE802 只定義了物理層和數據鏈路層兩層，并把數據鏈路層分成邏

66、輯鏈路控制 LLC 子層和介質訪問控制 MAC 子層；,,,,1.物理層2 ．介質訪問控制層 MAC   MAC 與網絡的具體拓撲方式以及傳輸介質的類型有關，還實現(xiàn)幀的尋址和識別，完成幀檢測等功能。 3 ．邏輯鏈路控制層 LLC     可提供面向連接服務和非連接服務。主要功能是數據幀的封裝和拆除，為高層提供網絡服務的邏輯接口，實現(xiàn)差錯控制和流量控制。,,第三

67、節(jié) CSMA/CD協(xié)議載波監(jiān)聽多路訪問 / 沖突檢測 ? 偵聽信道，空閑則發(fā)送。? 信道忙，繼續(xù)偵聽，直到信道空閑時立即發(fā)送。常用的監(jiān)聽算法：    ① 非堅持算法：如果信道忙，該站點等待一個隨機時間后再監(jiān)聽信道。發(fā)現(xiàn)信道為空閑則發(fā)送。    ② 堅持算法：如果信道忙，該站點就持續(xù)監(jiān)聽信道。直到空閑即發(fā)送數據。,,? 

68、;開始發(fā)送后 , 要求邊發(fā)送邊接收，出現(xiàn)沖突立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)出一串阻塞信號。? 已發(fā)出信息的各站收到阻塞信號后，等待一個隨機時間，重新發(fā)送。,,用32個字總結：講前先聽，忙則等待，無聲則講，邊講邊聽，沖突即停，后退重傳，多次無效，放棄無效。,,第四節(jié) 令牌環(huán)協(xié)議和令牌總線協(xié)議環(huán)型網絡的主要特點：只有一條環(huán)路，信息單向沿環(huán)流動，無路徑選擇問題；網絡中的節(jié)點只有獲得令牌才可以發(fā)送數據。因而，在令牌環(huán)網中不會發(fā)生沖突

69、。令牌總線法（Token Passing Bus）是在物理總線上建立一個邏輯環(huán)。,,第五節(jié) 以太網以太網（ Ethernet ）是一種總線型局域網，是局域網的典型代表。IEEE802.3 標準和以太網規(guī)范基本一致。  以太網的技術規(guī)范：     ?  拓撲結構：總線型     ?  傳輸速率： 10Mpbs 

70、0;   ?  訪問控制： CSMA/CD     ?  最大工作站數： 1 024     ?  最大傳輸距離： 2.5km( 使用中繼器 ),,1．10BASE2網絡（細纜以太網）    傳輸速率為10Mpbs；Base表示電纜上的信號是基帶信號；最

71、大長度為185m。   采用50Ω細同軸電纜。兩個相鄰BNC T連接器之間最小距離為0.5m。符合5-4-3規(guī)則。,,,,,,2．10BASE5網絡（粗纜以太網）    傳輸速率為10Mpbs；Base表示電纜上的信號是基帶信號；最大長度為500m。,,,,3．10BASE-T網絡    采用非屏蔽3類UTP ，實現(xiàn)10Mp

72、bs傳輸速率，其標準為 IEEE802.3i，線段長度可達100m，需要用集線器（HUB）構成樹形或總線和星形結合的拓撲結構。,,,,第六節(jié) 快速以太網100Base-T標準定義了3種物理規(guī)范以支持不同的物理介質 。（1）100BASE-T4    支持3類、4類和 5類 UTP電纜。在4對線中，3對線用于數據傳輸，每對線的傳輸速率為33.3Mpbs，總傳輸速率為100Mpbs。 1對線用

73、于沖突檢測。,,（2）100BASE-TX   通常使用5類 UTP或STP 。至少包括4對，使用其中的2對，連接方法和10BASE-T完全相同。100BASE-TX規(guī)定5類UTP電纜采用RJ45連接器。（3）100BASE-FX    使用光纖，它的連線可達450m，如果采用非標準的全雙工模式可達2km。,補充：100Base-T網絡組成,,,100Base-

74、T 標準定義了兩級中繼器，即 1 級中繼器和 2 級中繼器。一個網段中最多允許有一個 1 級中繼器和兩個 2 級中繼器。  ? 采用兩個 2 級中繼器時，中繼器之間的最大長度為 5m 。  ?采用雙中繼器結構時，兩個工作站之間（端點到端點）的最大網絡電纜長度為 205m(100m+5m+100m UTP) 。 ? 采用單中繼器結構時，可連接 185m 的光纖，這種情況下的最大網絡線纜長度

75、為 285m(100m UTP+185m 光纖 ) 。,,千兆以太網FDDI網光纖分布式數據接口,第五章 網絡設備,第一節(jié) 中繼器1.工作在物理層上，安裝簡便、價格便宜，速度快。2.增強通過物理介質的 “0”、“1” 信號 。3.接收到信號被傳輸到所有與之相連的網段，因此僅用于連接相同類似的局域網段。4.局域網中繼器的數量有限制。 5. 逐比特精確地重復生成所接收的信號，會重復錯誤的信號。,,分類 ：(1)以太網中