2009考研計(jì)算機(jī)強(qiáng)化班計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義

1、2009考研計(jì)算機(jī)強(qiáng)化班計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義第一學(xué)時(shí)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)【知識(shí)點(diǎn)】（一） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念、組成與功能：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：就是利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（即網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)：主機(jī)Host終端erminal通信子網(wǎng)：通信鏈路組成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：分組交換設(shè)備PSE、分組裝卸設(shè)備PAD、集中器C、網(wǎng)絡(luò)控制中心NCC、 網(wǎng)間連接器G。統(tǒng)稱為接口住處處理機(jī)IMP。闡述協(xié)議的定義、協(xié)議三要素：為進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則

2、、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合。協(xié)議總是指某一層協(xié)議，準(zhǔn)確地說，它是對(duì)同等實(shí)體之間的通信制定的有關(guān)通信規(guī)則約定的集合。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個(gè)要素：1)語義（Semantics)。涉及用于協(xié)調(diào)與差錯(cuò)處理的控制信息。2)語法（Syntax)。涉及數(shù)據(jù)及控制信息的格式、編碼及信號(hào)電平等。3)定時(shí)（Timing)。涉及速度匹配和排序等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類：1.按網(wǎng)絡(luò)的分布范圍分類:廣域網(wǎng)WAN、局域網(wǎng)LAN、城域網(wǎng)MAN2.按網(wǎng)絡(luò)的交換方式分類:電路交換、報(bào)文交換、分組交換3.按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類:星形、總線、環(huán)形、樹形、網(wǎng)形4.按網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體分類:雙絞線、同軸電纜、光纖、無線5.按網(wǎng)絡(luò)的信道分類:窄帶、寬帶6.按網(wǎng)絡(luò)的

3、用途分類:教育、科研、商業(yè)、企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作及相關(guān)組織如IETF，RFC等。 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展三階段：面向終端的網(wǎng)絡(luò)；計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)。1.面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以單個(gè)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，構(gòu)成面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。用一臺(tái)中央主機(jī)連接大量的地理上處于分散位置的終端。如50年代初美國的SAGE系統(tǒng)。為減輕中心計(jì)算機(jī)的負(fù)載,在通信線路和計(jì)算機(jī)之間設(shè)置了一個(gè)前端處理機(jī)FEP或通信控制器CCU專門負(fù)責(zé)與終端之間的通信控制,使數(shù)據(jù)處理和通信控制分工。在終端機(jī)較集中的地區(qū)，采用了集中管理器(集中器或多路復(fù)用器)用低速線路把附近群集的終端連起來,通過MO

4、DEM及高速線路與遠(yuǎn)程中心計(jì)算機(jī)的前端機(jī)相連。這樣的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)既提高了線路的利用率，又節(jié)約了遠(yuǎn)程線路的投資。2.計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)60年代中期，出現(xiàn)了多臺(tái)計(jì)算機(jī)互連的系統(tǒng)，開創(chuàng)了“計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)”通信時(shí)代，并存多處理中心，實(shí)現(xiàn)資源共享。美國的ARPA網(wǎng)，IBM的SNA網(wǎng)，DEC的DNA網(wǎng)都是成功的典例。這個(gè)時(shí)期的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是相對(duì)獨(dú)立的，未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 3.開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò) 由于相對(duì)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品難以實(shí)現(xiàn)互連，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO(Internation Standards Organization)于1984年頒布了一個(gè)稱為“開放系統(tǒng)互連基本參考模型”的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 7498，簡稱OSI/RM。

5、即著名的OSI七層模型。從此，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品有了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了企業(yè)的競爭，大大加速了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。（二） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與參考模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)：所謂網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(Architecture)就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各層次及其協(xié)議的集合。層次結(jié)構(gòu)一般以垂直分層模型來表示。層次結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)：1) 除了在物理媒體上進(jìn)行的是實(shí)通信之外，其余各對(duì)等實(shí)體間進(jìn)行的都是虛通信。2)對(duì)等層的虛通信必須遵循該層的協(xié)議。3)n層的虛通信是通過n/n-1層間接口處n-1層提供的服務(wù)以及n-1層的通信（通常也是虛通信）來實(shí)現(xiàn)的。層次結(jié)構(gòu)劃分的原則：1)每層的功能應(yīng)是明確的，并且是相互獨(dú)立的。當(dāng)某一層的具體實(shí)現(xiàn)方法更新時(shí)，

6、只要保持上、下層的接口不變，便不會(huì)對(duì)鄰居產(chǎn)生影響。 2)層間接口必須清晰，跨越接口的信息量應(yīng)盡可能少。 3)層數(shù)應(yīng)適中。若層數(shù)太少，則造成每一層的協(xié)議太復(fù)雜；若層數(shù)太多，則體系結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，使描述和實(shí)現(xiàn)各層功能變得困難。網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：1) 以功能作為劃分層次的基礎(chǔ)。2)第n層的實(shí)體在實(shí)現(xiàn)自身定義的功能時(shí)，只能使用第n-1層提供的服務(wù)。3)第n層在向第n+1層提供的服務(wù)時(shí)，此服務(wù)不僅包含第n層本身的功能，還包含由下層服務(wù)提供的功能。 4)僅在相鄰層間有接口，且所提供服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對(duì)上一層完全屏蔽。ISO/OSI參考模型開放系統(tǒng)互連(Open System Interconnecti

7、on)基本參考模型是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定的標(biāo)準(zhǔn)化開放式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型，又稱ISOs OSI參考模型?！伴_放”這個(gè)詞表示能使任何兩個(gè)遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行互連。OSI包括了體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)定義和協(xié)議規(guī)范三級(jí)抽象。OSI的體系結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)七層模型，用以進(jìn)行進(jìn)程間的通信，并作為一個(gè)框架來協(xié)調(diào)各層標(biāo)準(zhǔn)的制定；OSI的服務(wù)定義描述了各層所提供的服務(wù)，以及層與層之間的抽象接口和交互用的服務(wù)原語；OSI各層的協(xié)議規(guī)范，精確地定義了應(yīng)當(dāng)發(fā)送何種控制信息及何種過程來解釋該控制信息。 需要強(qiáng)調(diào)的是，OSI參考模型并非具體實(shí)現(xiàn)的描述，它只是一個(gè)為制定標(biāo)準(zhǔn)機(jī)而提供的概念性框架。在OSI中，

8、只有各種協(xié)議是可以實(shí)現(xiàn)的，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備只有與OSI和有關(guān)協(xié)議相一致時(shí)才能互連。TCP/IP模型 ，重點(diǎn)是相關(guān)的術(shù)語（SDU、PDU、IDU及SAP），比較TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與OSI/RM的異同點(diǎn)，OSI/RM的信息流動(dòng)過程?！窘虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】ISO/OSI參考模型和TCP/IP模型【典型習(xí)題講解】TCP/IP模型第二學(xué)時(shí)：物理層【知識(shí)點(diǎn)】（一） 通信基礎(chǔ)信道、信號(hào)、寬帶、碼元、波特、速率等基本概念：1)數(shù)據(jù)傳輸速率-每秒傳輸二進(jìn)制信息的位數(shù)，單位為位/秒，記作bps或b/s。計(jì)算公式: S=1/T*log2N(bps)式中 T為一個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)的寬度(全寬碼)或重復(fù)周期(歸零碼)單位為秒

9、；N為一個(gè)碼元所取的離散值個(gè)數(shù)。通常 N=2K，K為二進(jìn)制信息的位數(shù)，K=log2N。N=2時(shí)，S=1/T，表示數(shù)據(jù)傳輸速率等于碼元脈沖的重復(fù)頻率。2)信號(hào)傳輸速率-單位時(shí)間內(nèi)通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位為波特，記作Baud。計(jì)算公式: B=1/T (Baud)式中 T為信號(hào)碼元的寬度，單位為秒信號(hào)傳輸速率,也稱碼元速率、調(diào)制速率或波特率?？梢姡篠=B*log2N(bps) 或B=S/log2N(Baud)3)信道容量表示一個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，單位：位/秒(bps)信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別是，前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳輸數(shù)據(jù)能力的極限，而后者是實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸速率。像公路上

10、的最大限速與汽車實(shí)際速度的關(guān)系一樣。4)離散的信道容量 奈奎斯特(Nyquist)無噪聲下的碼元速率極限值B與信道帶寬H的關(guān)系：B=2*H(Baud)奈奎斯特公式-無噪信道傳輸能力公式：C=2*H*log2N (bps)式中 H為信道的帶寬，即信道傳輸上、下限頻率的差值，單位為Hz；N為一個(gè)碼元所取的離散值個(gè)數(shù)。5)連續(xù)的信道容量 香農(nóng)公式-帶噪信道容量公式：C=H*log2(1+S/N) (bps)式中 S為信號(hào)功率，N為噪聲功率，S/N為信噪比，通常把信噪比表示成10lg(S/N)分貝(dB)。闡述數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸追N方式（四種），多元調(diào)制、PCM（脈沖編碼調(diào)制）、抽樣定理及其計(jì)算 ，曼徹斯特編

11、碼和差分曼徹斯特編碼 。多路復(fù)用技術(shù)及其分類（FDM和TDM、WDM）：多路復(fù)用技術(shù)就是把許多個(gè)單個(gè)信號(hào)在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸?shù)募夹g(shù)。頻分多路復(fù)用FDM和時(shí)分多路復(fù)用TDM是兩種最常用的多路復(fù)用技術(shù)。1.頻分多路復(fù)用 FDM技術(shù)原理在物理信道的可用帶寬超過單個(gè)原始信號(hào)所需帶寬情況下，可將該物理信道的總帶寬分割成若干個(gè)與傳輸單個(gè)信號(hào)帶寬相同(或略寬)的子信道，每個(gè)子信道傳輸一路信號(hào)，這就是步分多路復(fù)用。多路原始信號(hào)在步分復(fù)用前，先要通過頻譜搬移技術(shù)將各路信號(hào)的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同段上，使各信號(hào)的帶寬不相互重疊，然后用不同的頻率調(diào)制每一個(gè)信號(hào)，每個(gè)信號(hào)要一個(gè)樣以它的載波頻率為中心的一定帶寬的

12、通道。為了防止互相干擾，使用保護(hù)帶來隔離每一個(gè)通道。2.時(shí)分多路復(fù)用 TDM技術(shù)原理若媒體能達(dá)到的位傳輸速率超過傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率，可采用時(shí)分多路復(fù)用 TDM技術(shù)，即將一條物理信道按時(shí)間分成若干個(gè)時(shí)間片輪流地分配給多個(gè)信號(hào)使用。每一時(shí)間片由復(fù)用的一個(gè)信號(hào)占用，這樣，利用每個(gè)信號(hào)在時(shí)間上的交叉，就可以在一條物理信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號(hào)。時(shí)分多路復(fù)用 TDM不僅局限于傳輸數(shù)字信號(hào)，也可同時(shí)交叉?zhèn)鬏斈M信號(hào)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)（DTE、DCE和信道）。數(shù)據(jù)通信方式及串行通信的分類（單工、半雙工、全雙工）：1.并行通信方式并行通信傳輸中有多個(gè)數(shù)據(jù)位，同時(shí)在兩個(gè)設(shè)備之間傳輸。發(fā)送設(shè)備將這些數(shù)據(jù)

13、位通過對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線傳送給接收設(shè)備，還可附加一位數(shù)據(jù)校驗(yàn)位。接收設(shè)備可同時(shí)接收到這些數(shù)據(jù)，不需要做任何變換就可直接使用。并行方式主要用于近距離通信。計(jì)算機(jī)內(nèi)的總線結(jié)構(gòu)就是并行通信的例子。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，處理簡單。 2.串行通信方式串行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)是一位一位地在通信線上傳輸?shù)?，先由具有幾位總線的計(jì)算機(jī)內(nèi)的發(fā)送設(shè)備，將幾位并行數(shù)據(jù)經(jīng)并-串轉(zhuǎn)換硬件轉(zhuǎn)換成串行方式，再逐位經(jīng)傳輸線到達(dá)接收站的設(shè)備中，并在接收端將數(shù)據(jù)從串行方式重新轉(zhuǎn)換成并行方式，以供接收方使用。串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫炔⑿袀鬏斅枚?，但?duì)于覆蓋面極其廣闊的公用電話系統(tǒng)來說具有更大的現(xiàn)實(shí)意義。3.串行通信的方向性結(jié)構(gòu)串行數(shù)據(jù)通

14、信的方向性結(jié)構(gòu)有三種，即單工、半雙工和全雙工。 單工數(shù)據(jù)傳輸只支持?jǐn)?shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸；半雙工數(shù)據(jù)傳輸允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上傳輸，但是，在某一時(shí)刻，只允許數(shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸，它實(shí)際上是一種切換方向的單工通信；全雙工數(shù)據(jù)通信允許數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸，因此，全雙工通信是兩個(gè)單工通信方式的結(jié)合，它要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備都有獨(dú)立的接收和發(fā)送能力。數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐郊夹g(shù)，信源與信宿 ，編碼與調(diào)制.數(shù)據(jù)交換技術(shù)分類及特點(diǎn)，主要是電路交換、報(bào)文交換與分組交換的區(qū)別和聯(lián)系:數(shù)據(jù)經(jīng)編碼后在通信線路上進(jìn)行傳輸，按數(shù)據(jù)傳送技術(shù)劃分，交換網(wǎng)絡(luò)又可分為電路交換網(wǎng)、報(bào)文交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)。電路交換的工作原理1.電路交換的

15、三個(gè)過程1)電路建立：在傳輸任何數(shù)據(jù)之前，要先經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端的電路。2)數(shù)據(jù)傳輸：電路建立以后，數(shù)據(jù)就可以從一端發(fā)送到另一端在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程中，所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)。3)電路拆除：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方發(fā)出拆除請求，然后逐節(jié)拆除到對(duì)方節(jié)點(diǎn)。2.電路交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及其特點(diǎn)1)優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失且保持原來的序列。2)缺點(diǎn)：在某些情況下，電路空閑時(shí)的信道容易被浪費(fèi)：在短時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)電路建立和拆除所用的時(shí)間得不償失。因此，它適用于系統(tǒng)間要求高質(zhì)量的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。3)特點(diǎn)：在數(shù)據(jù)傳送開始之前必須先設(shè)置一條專用的通路。在線路釋放之前，該通路由一對(duì)用

16、戶完全占用。對(duì)于猝發(fā)式的通信，電路交換效率不高。報(bào)文交換的工作原理 問題的提出：當(dāng)端點(diǎn)間交換的數(shù)據(jù)具有隨機(jī)性和突發(fā)性時(shí)，采用電路交換方法的缺點(diǎn)是信道容量和有效時(shí)間的浪費(fèi)。采用報(bào)文交換則不存在這種問題。1.報(bào)文交換原理報(bào)文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報(bào)文，報(bào)文就是站點(diǎn)一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長度不限且可變。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送報(bào)文時(shí)，它將一個(gè)目的地址附加到報(bào)文上，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)文上的目的地址信息，把報(bào)文發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，一直逐個(gè)節(jié)點(diǎn)地轉(zhuǎn)送到目的節(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)。因此，端與端之間無需先通過呼叫建立連接

17、。一個(gè)報(bào)文在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的延遲時(shí)間，等于接收報(bào)文所需的時(shí)間加上向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所需的排隊(duì)延遲時(shí)間之和。2.報(bào)文交換的特點(diǎn)1)報(bào)文從源點(diǎn)傳送到目的地采用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方式，在傳送報(bào)文時(shí)，一個(gè)時(shí)刻僅占用一段通道。2)在交換節(jié)點(diǎn)中需要緩沖存儲(chǔ)，報(bào)文需要排隊(duì)，故報(bào)文交換不能滿足實(shí)時(shí)通信的要求。3.報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)1)電路利用率高。由于許多報(bào)文可以分時(shí)共享兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通道，所以對(duì)于同樣的通信量來說，對(duì)電路的傳輸能力要求較低。2)在電路交換網(wǎng)絡(luò)上，當(dāng)通信量變得很大很大時(shí)，就不能接受新的呼叫。而在報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)上，通信量大時(shí)仍然可以接收報(bào)文，不過傳送延遲會(huì)增加。3)報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地，而電路交

18、換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點(diǎn)。4)報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。4.報(bào)文交換的缺點(diǎn)1)不能滿足實(shí)時(shí)或交互式的通信要求，報(bào)文經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間長且不定。2)有時(shí)節(jié)點(diǎn)收到過多的數(shù)據(jù)而無空間存儲(chǔ)或不能及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，就不得不丟棄報(bào)文，而且發(fā)出的報(bào)文不按順序到達(dá)目的地。分組交換的工作原理 分組交換是報(bào)文交換的一種改進(jìn)，它將報(bào)文分成若干個(gè)分組，每個(gè)分組的長度有一個(gè)上限，有限長度的分組使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)能力降低了，分組可以存儲(chǔ)到內(nèi)存中，提高了交換速度。它適用于交互式通信，如終端與主機(jī)通信。分組交換有虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報(bào)分組交換兩種。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。 1.虛電路分組交換原理與特點(diǎn)

19、在虛電路分組交換中，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，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)先建好的路徑上的每個(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。最后，由某一個(gè)站用清除請求分組來結(jié)束這次連接。它之所以是“虛”的，是因?yàn)檫@條電路不是專用的。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。2.數(shù)據(jù)報(bào)分組交換原理與特點(diǎn)在數(shù)據(jù)報(bào)分組交換中，每個(gè)分組的傳送是被單獨(dú)處理的。每個(gè)分組稱為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身攜帶足夠的地址

20、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。整個(gè)過程中，沒有虛電路建立，但要為每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)做路由選擇。（二） 傳輸介質(zhì)雙絞線、同軸電纜、光纖與無線傳輸介質(zhì) ， 物理層接口的特性：傳輸媒體是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸媒體分有線和無線兩大類。傳輸媒體的特性對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量有很大影響，這些特征是：物理特性：說明傳輸媒體的特性。傳輸特性：包括是使用模擬信號(hào)發(fā)送還是使用數(shù)字信號(hào)發(fā)送、調(diào)

21、制技術(shù)、傳輸容量及傳輸頻率范圍。連通性：采用點(diǎn)到點(diǎn)連接還是多點(diǎn)連接。地理范圍：在不用中間設(shè)備并將失真限制在允許范圍內(nèi)的情況下，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所允許的最大距離?？垢蓴_性：防止噪音、電磁干擾對(duì)傳輸數(shù)據(jù)影響的能力。相對(duì)價(jià)格：包括元件、安裝和維護(hù)等價(jià)格。1.有線傳輸媒體1)雙絞線(TP)-由螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導(dǎo)線組成。雙絞線一般分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最常用的是第三類和第五類非屏蔽雙絞線。物理特性：銅質(zhì)線芯，傳導(dǎo)性能良好。傳輸特性：可用于傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，對(duì)于模擬信號(hào)，約5-6公里需要一個(gè)放大器；對(duì)于數(shù)字信號(hào)，約2-3公里需要一個(gè)中繼器。雙絞線的帶寬達(dá)268

22、kHz。對(duì)于模擬信號(hào)，可用頻分多路復(fù)用技術(shù)把它分成24路來傳輸音頻模擬信號(hào)，根據(jù)目前的Modem技術(shù)，若使用移相鍵控法PSK，每路可達(dá)9600bps以上，這樣，在一條24路的雙絞線上，總傳輸率可達(dá)230kbps。對(duì)于數(shù)字信號(hào)，使用T1線路總傳輸率可達(dá)1.544Mbps。達(dá)到更高傳輸率也是可能的，但與距離有關(guān)。對(duì)于局域網(wǎng)(10BASE-T和100BASE-T總線)，傳輸速率可達(dá)10bps-100bps。常用的3類雙絞線和5類雙絞線電纜均由4對(duì)雙絞線組成，3類雙絞線傳輸速率可達(dá)10bps，5類雙絞線傳輸速率可達(dá)100bps。但與距離有關(guān)。連通性：可用于點(diǎn)到點(diǎn)連接或多點(diǎn)連接。地理范圍：對(duì)于局域網(wǎng)，速

23、率100Kbps,可傳輸1公里；速率10Mbps-100Mbps,可傳輸100米。抗干擾性：低頻(10kHz以下)抗干擾性能強(qiáng)于同軸電纜，高頻(10-100kHz)抗干擾性能弱于同軸電纜。相對(duì)價(jià)格：比同軸電纜和光纖便宜得多。2)同軸電纜-由繞同一軸線的兩個(gè)導(dǎo)體所組成，被廣泛用于局域網(wǎng)中。為保持同軸電纜的正確電氣特性，電纜必須接地，同時(shí)兩頭要有端接器來削弱信號(hào)反射作用。物理特性：單根同軸電纜直徑約為1.02-2.54cm，可在較寬頻范圍工作。傳輸特性：基帶同軸電纜僅用于數(shù)字傳輸，阻抗為50，并使用曼徹斯特編碼，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)10Mbps。寬帶同軸電纜可用于模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)傳輸，阻抗為75

24、，對(duì)于模擬信號(hào)，帶寬可達(dá)300-450MHz。在CATV電纜上，每個(gè)電視通道分配6MHz帶寬，而廣播通道的帶寬要窄得多，因此，在同軸電纜上使用頻分多路復(fù)用技術(shù)可以支持大量的視、音頻通道?；鶐?0連通性：可用于點(diǎn)到點(diǎn)連接或多點(diǎn)連接。地理范圍：基帶同軸電纜的最大距離限制在幾公里；寬帶電纜的最大距離可以達(dá)幾十公里?？垢蓴_性：能力比雙絞線強(qiáng)。相對(duì)價(jià)格：比同軸電纜貴，比光纖便宜。3)光纖-由能傳導(dǎo)光波的石英玻璃纖維外加保護(hù)層構(gòu)成的。光纖具有寬帶、數(shù)據(jù)傳輸率高、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。按使用的波長區(qū)的不同分為單模和多模光纖通信方式。物理特性：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中均采用兩根光纖(一來一去)組成傳輸系統(tǒng)。按

25、波長范圍可分為三種：0.85um波長(0.8-0.9um)、1.3um波長(1.25-1.35um)和1.55um波長區(qū)(1.53-1.58um)。不同的波長范圍光纖損耗特性也不同，其中0.85um波長區(qū)為多模光纖通信方式，1.55um波長區(qū)為單模光纖通信方式，1.3um波長區(qū)有多模和單模兩種方式。傳輸特性：光纖通過內(nèi)部的全反射來傳輸一束經(jīng)過編碼的光信號(hào)，內(nèi)部的全反射可以在任何折射指數(shù)高于包層媒體折射指數(shù)的透明媒體中進(jìn)行。實(shí)際上光纖作為頻率范圍從1014-1015Hz的波導(dǎo)管，這一范圍覆蓋了可見光譜和部分紅外光譜。光纖的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)Gbps級(jí)，傳輸距離達(dá)數(shù)十公里。目前，一條光纖線路上只能傳輸

26、一個(gè)載波，隨著技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，會(huì)出現(xiàn)實(shí)用的多路復(fù)用光纖。連通性：采用點(diǎn)到點(diǎn)連接還是多點(diǎn)連接。地理范圍：可以在6-8公里的距離內(nèi)不用中繼器傳輸，因此光纖適合于在幾個(gè)建筑物之間通過點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接局域網(wǎng)?？垢蓴_性：不受噪聲或電磁影響，適宜在長距離內(nèi)保持高數(shù)據(jù)傳輸率，而且能夠提供良好的安全性。)相對(duì)價(jià)格：目前價(jià)格比同軸電纜和雙絞線都貴。2.無線傳輸媒體1)微波通信：載波頻率為2GHZ至40GHZ。頻率高，可同時(shí)傳送大量信息；由于微波是沿直線傳播的，故在地面的傳播距離有限。2)衛(wèi)星通信：是利用地球同步衛(wèi)星作為中繼來轉(zhuǎn)發(fā)微波信號(hào)的一種特殊微波通信形式。衛(wèi)星通信可以克服地面微波通信距離的限制，三個(gè)同步衛(wèi)星

27、可以覆蓋地球上全部通信區(qū)域。3)紅外通信和激光通信：和微波通信一樣，有很強(qiáng)的方向性，都是沿直線傳播的。但紅外通信和激光通信要把傳輸?shù)男盘?hào)分別轉(zhuǎn)換為紅外光信號(hào)和激光信號(hào)后才能直接在空間沿直線傳播。微波、紅外線和激光都需要在發(fā)送方和接收方之間有一條視線通路，故它們統(tǒng)稱為視線媒體。（三） 物理層設(shè)備中繼器 ，集線器，重點(diǎn)比較其功能和性能的區(qū)別?！窘虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】帶寬，速率的概念，電路交換、報(bào)文交換與分組交換的區(qū)別，中繼和集線的區(qū)別【典型習(xí)題講解】帶寬，速率的計(jì)算第三學(xué)時(shí)： 數(shù)據(jù)鏈路層【知識(shí)點(diǎn)】（一） 數(shù)據(jù)鏈路層的功能 鏈路管理，幀定界，流量控制，差錯(cuò)控制，將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開，透明傳輸，尋址等主要

28、功能。（二） 組幀 （三） 差錯(cuò)控制檢錯(cuò)編碼和糾錯(cuò)編碼的基本原理的算法解析用以使發(fā)送方確認(rèn)接收方是否正確收到了由它發(fā)送的數(shù)據(jù)信息的方法稱為反饋差錯(cuò)控制。通常采用反饋檢測和自動(dòng)重發(fā)請求(ARQ)兩種基本方法來實(shí)現(xiàn)。1.反饋檢測法反饋檢測法也稱回送校檢法或“回聲”法，主要用于面向字符的異步傳輸中，如終端與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)間的通信。這是一種無須使用任何特殊代碼的差錯(cuò)檢測法。雙方進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，接收方將接收到的數(shù)據(jù)（可以是一個(gè)字符，也可以是一幀）重新發(fā)回發(fā)送方，由發(fā)送方檢查是否與原始數(shù)據(jù)完全相符。若不相符，則發(fā)送方發(fā)送一個(gè)控制字符（如 DEL）通知接收方刪去出錯(cuò)的數(shù)據(jù)，并重新發(fā)送該數(shù)據(jù)；若相符，則發(fā)送下一個(gè)

29、數(shù)據(jù)。反饋檢測法原理簡單，實(shí)現(xiàn)容易，也有較高的可靠性。但每個(gè)數(shù)據(jù)均被傳輸兩次，信道利用率很低。這種差錯(cuò)控制方法一般用于面向字符的異步傳輸中，因?yàn)檫@種場合下信道效率并不是主要矛盾。2.自動(dòng)重發(fā)請求法(ARQ法)實(shí)用的差錯(cuò)控制方法，既要傳達(dá)室輸可靠性高，又要信道利用率高。為此可使發(fā)送方將要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀附加一定的冗余檢錯(cuò)碼一并發(fā)送，接收方則根據(jù)檢錯(cuò)碼對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行差錯(cuò)檢測，若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，就返回請求重發(fā)的應(yīng)答，發(fā)送方收到請求重發(fā)的應(yīng)答后，便重新傳送該數(shù)據(jù)幀。這種差錯(cuò)控制方法就稱為自動(dòng)重發(fā)請求法(Automatic Repeat reQuest)，簡稱ARQ法。ARQ法僅需返回少量控制信息，便可有效地確認(rèn)所

30、發(fā)數(shù)據(jù)幀是否正確被接收。ARQ法有幾種實(shí)現(xiàn)方案，空閑重發(fā)請求(Idle RQ)和連續(xù)重發(fā)請求(Continuous RQ)是其中最基本的兩種方案。(1)空閑重發(fā)請求(Idle RQ)?？臻e重發(fā)請求方案也稱停等(Stop and Wait)法，該方案規(guī)定發(fā)送方每發(fā)送一幀后就要停下來等待接收方的確認(rèn)返回，僅當(dāng)接收方確認(rèn)正確接收后再繼續(xù)發(fā)送下一幀 ?？臻e重發(fā)請求方案的實(shí)現(xiàn)過程如下：發(fā)送方每次僅將當(dāng)前信息幀作為待確認(rèn)幀保留在緩沖存儲(chǔ)器中；當(dāng)發(fā)送方開始發(fā)送信息幀時(shí)，隨即啟動(dòng)計(jì)時(shí)器；當(dāng)接收方收到無差錯(cuò)信息幀后，即向發(fā)送方返回一個(gè)確認(rèn)幀；當(dāng)接收方檢測到一個(gè)含有差錯(cuò)的信息幀時(shí)，便舍棄該幀；若發(fā)送方在規(guī)定時(shí)間內(nèi)

31、收到確認(rèn)幀，即將計(jì)時(shí)器清零，繼而開始下一幀的發(fā)送；若發(fā)送方在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到確認(rèn)幀，(即計(jì)時(shí)器超時(shí))，則應(yīng)重發(fā)存于緩沖器中的侍確認(rèn)信息幀。從以上過程可以看出，空閑RQ方案的收、發(fā)送方僅需設(shè)置一個(gè)幀的緩沖存儲(chǔ)空間，便可有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重發(fā)并確保接收方接收的數(shù)據(jù)不會(huì)重份?？臻eRQ方案最主要的優(yōu)點(diǎn)就是所需的緩沖存儲(chǔ)空間最小，因此在鏈路端使用簡單終端的環(huán)境中被廣泛采用。(2)連續(xù)重發(fā)請求(Continuous RQ)。連續(xù)重發(fā)請求方案是指發(fā)送方可以連續(xù)發(fā)送一系列信息幀，即不用等前一幀被確認(rèn)便可發(fā)送下一幀。這就需要在發(fā)送方設(shè)置一個(gè)較大的緩沖存儲(chǔ)空間(稱作重發(fā)表)，用以存放若干待確認(rèn)的信息幀。當(dāng)發(fā)送方到對(duì)某

32、信息幀的確認(rèn)幀后便可從重發(fā)表中將該信息幀刪除。所以，連續(xù)RQ方案的鏈路傳輸效率大大提高，但相應(yīng)地需要更大的緩沖存儲(chǔ)空間。連續(xù)RQ方案的實(shí)現(xiàn)過程如下：發(fā)送方連續(xù)發(fā)送信息幀而不必等待確認(rèn)幀的返回；發(fā)送方在重發(fā)表中保存所發(fā)送的每個(gè)幀的備份；重發(fā)表按先進(jìn)先出(FIFO)隊(duì)列規(guī)則操作；接收方對(duì)每一個(gè)正確收到的信息幀返回一個(gè)確認(rèn)幀；每一個(gè)確認(rèn)幀包含一個(gè)惟一的序號(hào)，隨相應(yīng)的確認(rèn)幀返回；接收方保存一個(gè)接收次序表，它包含最后正確收到的信息幀的序號(hào)；當(dāng)發(fā)送方收到相應(yīng)信息幀的確認(rèn)后，從重發(fā)表中刪除該信息幀的備份；當(dāng)發(fā)送方檢測出失序的確認(rèn)幀(即第N號(hào)信息幀和第N+2號(hào)信息幀的確認(rèn)幀已返回，而N+1號(hào)的確認(rèn)幀未返回)后

33、，便重發(fā)未被確認(rèn)的信息幀。上面連續(xù)RQ過程是假定在不發(fā)生傳輸差錯(cuò)的情況下描述的，如果差錯(cuò)出現(xiàn)，如何進(jìn)一步處理還可以有兩種策略，即GO-DACK-N策略和選擇重發(fā)策略。GO-DACK-N策略的基本原理是，當(dāng)接收方檢測出失序的信息幀后，要求發(fā)送方重發(fā)最后一個(gè)正確接收的信息幀之后的所有未被確認(rèn)的幀；或者當(dāng)發(fā)送方發(fā)送了N個(gè)幀后，若發(fā)現(xiàn)該N幀的前一個(gè)幀在計(jì)時(shí)器超時(shí)后仍未返回其確認(rèn)信息，則該幀被判為出錯(cuò)或丟失，此時(shí)發(fā)送方就不得不重新發(fā)送出錯(cuò)幀及其后的N幀。這就是GO-DACK-N(退回N)法名稱的由來。因?yàn)椋瑢?duì)接收方來說，由于這一幀出錯(cuò)，就不能以正常的序號(hào)向它的高層遞交數(shù)據(jù)，對(duì)其后發(fā)送來的N幀也可能都不能

34、接收而丟棄。GO-DACK-N可能將已正確傳送到目的方的幀再重傳一遍，這顯然是一種浪費(fèi)。另一種效率更高的策略是當(dāng)接收方發(fā)現(xiàn)某幀出錯(cuò)后，其后繼續(xù)送來的正確的幀雖然不能立即遞交給接收方的高層，但接收方仍可收下來，存放在一個(gè)緩沖區(qū)中，同時(shí)要求發(fā)送方重新傳送出錯(cuò)的那一幀。一旦收到重新傳來的幀后，就可以原已存于緩沖區(qū)中的其余幀一并按正確的順序遞交高層。這種方法稱為選擇重發(fā)(SELECTICE REPEAT)。（四） 流量控制與可靠傳輸機(jī)制 . 流量控制、可靠傳輸與滑輪窗口機(jī)制的基本原理和方法，重點(diǎn)解析單幀滑動(dòng)窗口與停止-等待協(xié)議，.多幀滑動(dòng)窗口與后退N幀協(xié)議（GBN），多幀滑動(dòng)窗口與選擇重傳協(xié)議（SR）

35、并進(jìn)行實(shí)例化描述。流量控制涉及鏈路上字符或幀的發(fā)送速率的控制, 以使接收方在接收前的足夠的緩沖存儲(chǔ)空間來接收每一個(gè)字符或幀。例如,在面向字符的終端計(jì)算機(jī)鏈路中，若遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)為許多臺(tái)終端服務(wù)，它就有可能因不能在高峰時(shí)按預(yù)定速率傳輸全部字符而暫時(shí)過載。同樣，在面向幀的自動(dòng)重發(fā)請求系統(tǒng)中，當(dāng)待確認(rèn)幀數(shù)量增加時(shí)，有可能超出緩沖器存儲(chǔ)空間，也會(huì)造成過載。下面介紹兩種常用的流量控制方案：XON/XOFF方案和窗口機(jī)制。1.XON/XOFF方案增加緩沖存儲(chǔ)空間在某種程度上可以緩解收、發(fā)雙方在傳輸速率上的差異，但這是一種被動(dòng)、消極的方法。因?yàn)?，一方面系統(tǒng)不允許開設(shè)過大的緩沖空間，另一方面對(duì)于速率顯著失配并且又

36、傳送大量數(shù)據(jù)的場合，仍會(huì)出現(xiàn)緩沖空間不夠的現(xiàn)象。XON/XOFF方案方案則是一種相比之下更主動(dòng)、更積極的流量控制方法。XON/XOFF方案中使用一對(duì)控制字符來實(shí)現(xiàn)流量控制，其中XON采用ASCII字符集中的控制字符DC1，XOFF采用ASCII字符集中的控制字符DC3。當(dāng)通信路上的接收方發(fā)生過載時(shí)，便向發(fā)送方發(fā)送一個(gè)XOFF字符，發(fā)送方接收XOFF字符后便暫停發(fā)送數(shù)據(jù)；等接收方處理完緩沖器中的數(shù)據(jù)，過載恢復(fù)后，再向發(fā)送方發(fā)送一個(gè)XON字符，以通知發(fā)送方恢復(fù)數(shù)據(jù)發(fā)送。在一次數(shù)據(jù)傳輸過程中，XOFF、XON的周期可重復(fù)多次，但這些操作對(duì)用戶來說是透明的。許多異步數(shù)據(jù)通信軟件包均支持XON/XOFF

37、協(xié)議。這種方案也可用于計(jì)算機(jī)向打印機(jī)或其它終端設(shè)備發(fā)送字符，在這種情況下，打印機(jī)或終端設(shè)備中的控制部件用以控制字符流量。2.窗口機(jī)制為了提高信道的有效利用率，如前所述采用了不等待確認(rèn)幀返回就連續(xù)發(fā)送若干幀的方案。由于允許連續(xù)發(fā)送多個(gè)未被確認(rèn)的幀 ，幀號(hào)就需采用多位二進(jìn)制才能加以區(qū)分。因?yàn)榉脖话l(fā)出去蛤尚未被確認(rèn)的幀都可能出錯(cuò)或丟失而要求重發(fā)，因而這些幀都要保留下來。這就要求發(fā)送方有較大的發(fā)送緩沖區(qū)保留可能要求重發(fā)的未被確認(rèn)的幀。但是緩沖區(qū)容量總是有限的，如果接收方不能以發(fā)送方的發(fā)送速率處理接收到的幀，則還是可能用完緩沖容量而暫時(shí)過載。為此，可引入類似于空閑RQ控制方案的調(diào)整措施，其本質(zhì)是在收到一

38、確定幀之前，對(duì)發(fā)送方可發(fā)送的幀的數(shù)目加以限制。這是由發(fā)送方調(diào)整保留在重發(fā)表中的待確認(rèn)幀的數(shù)目來實(shí)現(xiàn)的。如果接收方來不及時(shí)對(duì)心到的幀進(jìn)行處理，則便停發(fā)確認(rèn)信息，此時(shí)發(fā)送方的重發(fā)送方的重發(fā)表就會(huì)增長，當(dāng)達(dá)到重發(fā)表限度時(shí)，發(fā)送方就不再發(fā)送新幀，直至再次收到確認(rèn)信息為止。不了實(shí)現(xiàn)此方案，發(fā)送方存放待確認(rèn)幀的重發(fā)表中，應(yīng)設(shè)置待確認(rèn)幀數(shù)目的最大限度，這一限度被稱為鏈路的發(fā)送窗口。顯然，如果窗口設(shè)置為1，即發(fā)送方緩沖能力僅為一個(gè)幀，則傳輸控制方案就回到了空閑RQ方案，此時(shí)傳輸效率很低。故窗口限度應(yīng)選為使接收方盡量能處理或接受收到的所有幀。當(dāng)然選擇時(shí)還必須考慮諸如幀的最大長度、可使用的緩沖存空間以及傳輸速率等

39、因素。重發(fā)表是一個(gè)連續(xù)序號(hào)的列表，對(duì)應(yīng)發(fā)送方已發(fā)送但尚未確認(rèn)的那些幀。這些幀的序號(hào)有一個(gè)最大值，這個(gè)最大值即發(fā)送窗口的限度。所謂發(fā)送窗口就是指示發(fā)送方已發(fā)送但尚未確認(rèn)的幀序號(hào)隊(duì)列的界，其上、下界分別稱為發(fā)送窗口的上、下沿，上、下沿的部距稱為窗口尺寸。接收方類似地也有接收窗口，它批示允許接收和幀的序號(hào)。發(fā)送方每次發(fā)送一幀后，待確認(rèn)幀的數(shù)目便增1，每收到一個(gè)確認(rèn)信息后，待確認(rèn)幀的數(shù)目便減1。當(dāng)重發(fā)表長度計(jì)數(shù)值，即待確認(rèn)幀的數(shù)目等于發(fā)送窗口尺寸時(shí)，便停止發(fā)送新的幀。一般幀號(hào)只取有限位二進(jìn)制數(shù)，到一定時(shí)間后就又反復(fù)循環(huán)。若幀號(hào)配3位二進(jìn)制數(shù)，則幀號(hào)在07間循環(huán)。如果發(fā)送窗口尺寸取值為2。則發(fā)送如圖3.

40、15所示。圖中發(fā)送方陰影部分表示打開的發(fā)送窗口，接收方陰影部分則表示打開的接收窗口。當(dāng)傳送過程進(jìn)行時(shí)，打開的窗口位置一直在滑動(dòng)，所以也稱為滑動(dòng)窗口(Slidding Window)，或簡稱為滑窗。一般來說，凡是在一定范圍內(nèi)到達(dá)的幀，即使它們不按順序，接收方也要接收下來。若把這個(gè)范圍看成是接收窗口的話，由接收窗口的大小也應(yīng)該是大于1的。而Go-back-N正是接收窗口等于1的一個(gè)特例，選擇重發(fā)也可以看做是一種滑動(dòng)窗口協(xié)議，只不過其發(fā)送窗口和接收窗口都大于1。若從滑動(dòng)窗口的觀點(diǎn)來統(tǒng)一看待空閑RQ、Go-back-N及選擇重發(fā)三種協(xié)議，它們的差別僅在于各自窗口尺寸的大小不同而已：空閑RQ：發(fā)送窗口=

41、1，接收窗口=1；Go-back-N： 發(fā)窗口1，接收窗口1;選擇重發(fā)：發(fā)送窗口1,接收窗口1。若幀序號(hào)采用3位二進(jìn)制編碼，由最大序號(hào)為Smax=23-1=7。對(duì)于有序接收方式，發(fā)送窗口最大尺寸選為Smax；對(duì)于無序接收方式，發(fā)送窗口最大尺寸至多是序號(hào)范圍的一半。發(fā)送方管理超時(shí)控制的計(jì)時(shí)器數(shù)應(yīng)等于緩沖器數(shù)，而不是序號(hào)空間的大小。（五）介質(zhì)訪問控制 . 講授信道劃分，頻分多路復(fù)用、時(shí)分多路復(fù)用、波分多路復(fù)用、碼分多路復(fù)用的概念和基本原理。重點(diǎn)隨機(jī)訪問介質(zhì)訪問控制. 主要是ALOHA隨機(jī)爭用協(xié)議 ( 純ALOHA技術(shù) 和 時(shí)隙ALOHA技術(shù))，CSMA隨機(jī)訪問技術(shù)（先聽后說），以及非堅(jiān)持型算法，1

42、-堅(jiān)持型算法和p-堅(jiān)持型算法。CSMA/CD隨機(jī)訪問技術(shù)，主要是CSMA/CD帶有碰撞（沖突）檢測的載波監(jiān)聽多路訪問控制方法及其主要特點(diǎn)：先聽后說，邊聽邊說（二進(jìn)制指數(shù)避讓算法）。具有沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問 CSMA/CD具有沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問 CSMA/CD采用隨機(jī)訪問和競爭技術(shù)，這種技術(shù)只用于總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。CSMA/CD結(jié)構(gòu)將所有的設(shè)備都直接連到同一條物理信道上,該信道負(fù)責(zé)任何兩個(gè)設(shè)備之間的全部數(shù)據(jù)傳送，因此稱信道是以“多路訪問”方式進(jìn)行操作的。站點(diǎn)以幀的形式發(fā)送數(shù)據(jù)，幀的頭部含有目的和源點(diǎn)的地址。幀在信道上以廣播方式傳輸，所有連接在信道上的設(shè)備隨時(shí)都能檢測到該幀。當(dāng)目的地

43、站點(diǎn)檢測到目的地址為本站地址的幀時(shí)，就接收幀中所攜帶的數(shù)據(jù)，并按規(guī)定的鏈路協(xié)議給源站點(diǎn)返回一個(gè)響應(yīng)。采用這種操作方法時(shí)，在信道上可能有兩個(gè)或更多的設(shè)備在同一瞬間都會(huì)發(fā)送幀，從而在信道上千萬幀的重疊而出現(xiàn)并有差錯(cuò)，這種現(xiàn)象稱為沖突。為減少這種沖突，源站點(diǎn)在發(fā)送幀之前，首先要監(jiān)聽信道上是否有其它站點(diǎn)發(fā)送的載波信號(hào)(即進(jìn)行“載波監(jiān)聽”)，若監(jiān)聽到信道上有載波信號(hào)則推遲發(fā)送，直到信道恢復(fù)到安靜(空閑)為止。另外，還要采用邊發(fā)送邊監(jiān)聽的技術(shù)(即“沖突檢測”)，若監(jiān)聽到干擾信號(hào)，就表示檢測到?jīng)_突，于是就要立即停止發(fā)送。為了確保沖突的其它站點(diǎn)知道發(fā)生了沖突，首先在短時(shí)間里持續(xù)發(fā)送一串阻塞(Jam)碼,卷入沖

44、突的站點(diǎn)則等待一隨機(jī)時(shí)間，然后準(zhǔn)備重發(fā)受到?jīng)_突影響的幀。這種技術(shù)對(duì)發(fā)生沖突的傳輸能迅速發(fā)現(xiàn)并立即停止發(fā)送,因此能明顯減少?zèng)_突次數(shù)和沖突時(shí)間。輪詢訪問介質(zhì)訪問控制：令牌傳遞協(xié)議。 控制令牌是另一種傳輸媒體訪問控制方法。它是按照所有站點(diǎn)共同理解和遵守的規(guī)則，從一個(gè)站點(diǎn)到另一個(gè)站點(diǎn)傳遞控制令牌，一個(gè)站點(diǎn)只有當(dāng)它占有令牌時(shí)，才能發(fā)送數(shù)據(jù)端幀，發(fā)完幀后，即把令牌傳遞下一個(gè)站點(diǎn)。其操作次序如下：首先建立一個(gè)邏輯環(huán)，將所有站點(diǎn)同物理媒體相連，然后產(chǎn)生一個(gè)控制令牌?？刂屏钆朴梢粋€(gè)站點(diǎn)沿著邏輯環(huán)順序向下一個(gè)站點(diǎn)傳遞。等待發(fā)送幀的站點(diǎn)接收到控制令牌后，把要發(fā)送的幀利用物理媒體發(fā)送出去，然后再將控制令牌沿邏輯環(huán)傳遞

45、給下一站點(diǎn)?？刂屏钆品椒ǔ擞糜诃h(huán)形網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(即令牌環(huán))之外,也可以用于總線網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(即令牌總線)。【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】流量控制與可靠傳輸機(jī)制，介質(zhì)訪問控制【典型習(xí)題講解】滑動(dòng)窗口，CSMA/CD協(xié)議；CSMA/CA協(xié)議第四學(xué)時(shí)： 數(shù)據(jù)鏈路層（續(xù)）（一） 局域網(wǎng) . 局域網(wǎng)的基本概念與體系結(jié)構(gòu) ，分析LAN特性的三個(gè)主要技術(shù)：傳輸介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、介質(zhì)訪問控制方法（MAC）其中MAC最重要。 以太網(wǎng)與IEEE 802.3，包括總線網(wǎng)、以太網(wǎng)（Ethernet），以太網(wǎng)及其標(biāo)準(zhǔn)（10BASE、100BASE和1000BASE），以太網(wǎng)中繼規(guī)則（5-4-3-2-1規(guī)則）。IEEE在1980年2月成

46、立了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（簡稱IEEE 802 委員會(huì)），專門從事局域網(wǎng)的協(xié)議制訂，形成了一簇的標(biāo)準(zhǔn)，稱為IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO采納，作為局域網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)系列，稱為ISO 8802標(biāo)準(zhǔn)。要這些標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)局域網(wǎng)的多種類型，規(guī)定了各自的拓樸結(jié)構(gòu)、媒體訪問控制方法、幀和格式和聽任等內(nèi)容。IEEE 802.1是局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)際互連協(xié)議。IEEE 802.2集中了數(shù)據(jù)鏈路層中與媒體無親的LLC協(xié)議。涉及與媒體訪問有關(guān)的協(xié)議，則根據(jù)具體網(wǎng)絡(luò)的媒體訪問控制訪問分別處理，其中主要的MAC協(xié)議有：IEEE 802.3載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD訪問方法和

47、物理層協(xié)議、IEEE 802.4令牌總線（Token Bus)訪問方法和物理層的協(xié)議、IEEE 802.5令牌環(huán)（Token Ring)訪問方法和物理層協(xié)議，IEEE 802.6關(guān)于城域網(wǎng)的分布式他列總線DQDB（Distributed Queue Dual Bus)的標(biāo)準(zhǔn)等。IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)定義了LLC子層和MAC子層的幀格式。數(shù)據(jù)傳輸過程中，LLC子層將高層遞交的報(bào)文分組作為LLC的信息字段，再加上LLC子層目的服務(wù)訪問點(diǎn)（DSAP）、源服務(wù)訪問點(diǎn)（SSAP）及相應(yīng)的控制信息以構(gòu)成LLC幀。LLC的鏈路只有異步平衡方式（ABM），而不用政黨響應(yīng)方式（NRM）和異步響應(yīng)（ARM）。也即節(jié)

48、點(diǎn)均為組合站，它們既可作為主站發(fā)送命令，也可作為從站響應(yīng)命令。IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)定義的LLC幀格式與HDLC的幀格式有點(diǎn)類似，其控制字段的格式和功能完全效仿HDLC的平衡方式制定。LLC幀也分為信息幀、監(jiān)控幀和無編號(hào)幀三類。信息幀主要用于信息數(shù)據(jù)傳輸，監(jiān)控幀主要用于流量控制，無編號(hào)幀用于LLC子層傳輸控制信號(hào)以對(duì)邏輯鏈路進(jìn)行建立與釋放。LLC幀的類型取決于控制字段的第、位，信息幀和監(jiān)控幀的控制字段均為字長，無編號(hào)幀的控制字段為字節(jié)。監(jiān)控幀控制字段中的第位為保留位，一般設(shè)置為。控制字段中的其它位含義與HDLC控制字段中的含義相同。交換以太網(wǎng)特點(diǎn)、三種轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制及VLAN（虛擬局域網(wǎng)）概念。令

49、牌環(huán)網(wǎng)的基本原理，IEEE802.5-令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring）令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制方法工作原理及其特點(diǎn)，IEEE802.4-令牌總線網(wǎng)（Token-Bus）令牌總線介質(zhì)訪問控制方法工作原理及其特點(diǎn)，總結(jié)令牌總線的特點(diǎn)，即物理上是總線結(jié)構(gòu)，邏輯上是令牌環(huán)。（二） 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)的基本概念 ，. PPP協(xié)議 ， HDLC協(xié)議 包括HDLC鏈路結(jié)構(gòu)，HDLC的幀格式，零比特插入刪除技術(shù)（位填充刪除技術(shù)），HDLC的幀類型（信息幀（I幀）、監(jiān)控幀（S幀）、無編號(hào)幀（U幀）。HDLC是通用的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議，在開始建立數(shù)據(jù)鏈路時(shí)，允許選用特定的操作方式。所謂操作方式，通俗地講就是某站點(diǎn)是以主站點(diǎn)方式

50、操作還是以從站方式操作，或者是二者兼?zhèn)?。鏈路上用于控制目的的站稱為主站，其它的受主站控制的站稱為從站。主站對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行組織，并且對(duì)鏈路上的差錯(cuò)實(shí)施恢復(fù)。由主站發(fā)往從站的幀稱為命令幀，而從從站返回主站的幀稱為響應(yīng)幀。連有多個(gè)站點(diǎn)的鏈路通常使用輪詢技術(shù)，輪詢其它站的站稱為主站，而在點(diǎn)-點(diǎn)鏈路中每個(gè)站均可為主站。主站需要比從站有更多的邏輯功能，所以當(dāng)終端與主機(jī)相連時(shí)，主機(jī)一般總是主站。在一個(gè)站連接多個(gè)鏈路的情況下，該站對(duì)于一些鏈路而言可能是主站，而對(duì)于一些鏈路而言又可能是從站。有些站可兼?zhèn)渲髡竞蛷恼镜墓δ埽@種站稱為組合站，用于組合站之間信息傳輸?shù)膮f(xié)議是對(duì)稱的，即在鏈路上主、從站具有同樣的傳輸控制功

51、能，這又稱作平衡操作。相對(duì)的，那種操作時(shí)有主站、從站之分的，且各自功能不同的操作，稱為非平衡操作。HDLC中常有的操作方式有以下三種：正常響應(yīng)方式NRM(Norma Responses Model) 。這是一非平衡數(shù)據(jù)鏈路方式，有時(shí)也稱非平衡正常響應(yīng)方式。該操作方式適用于面向終端的點(diǎn)點(diǎn)或一點(diǎn)與多點(diǎn)的鏈路。在這種操作方式中，傳輸過程由主站啟動(dòng)，從站只有收到主站某個(gè)命令幀后，才能作出響應(yīng)向主站傳輸信息。響應(yīng)信息可以由一個(gè)或多個(gè)幀組成，若信息由多個(gè)幀組成，則應(yīng)指出哪一個(gè)是最后一幀 。主站負(fù)責(zé)整個(gè)鏈路，且具有輪詢、選擇從站及向從站發(fā)送命令的權(quán)利，同時(shí)也負(fù)責(zé)對(duì)超時(shí)、重發(fā)及各類恢復(fù)操作的控制。異步響應(yīng)方式

52、ARM Asynchronous Responses Mode)這也是一種非平衡數(shù)據(jù)鏈路操作方式，與NRM不同的是，ARM下的傳輸過程由從站啟動(dòng)。從站主的動(dòng)發(fā)送給主站的一個(gè)或一組幀中可包含有信息，也可以是僅以控制為目的而發(fā)的幀。在這種操作方式，與NRM不同的是，ARM下的傳輸過程由從站啟動(dòng)。從站主的動(dòng)發(fā)送給主站的一個(gè)或一組幀中可包含有信息，也可以是僅以控制為目的而發(fā)的幀。在這種操作方式下，由從站來控制超時(shí)和重發(fā)。該方式對(duì)采用輪詢方式的多站鏈路來說是必不可少的。異步平衡方式ABM(Asynchronous Balanced Mode).這是一種允許任何節(jié)點(diǎn)來啟動(dòng)傳輸?shù)牟僮鞣绞?。為了提高鏈路傳輸?/p>

53、率，節(jié)點(diǎn)之間在兩個(gè)方向上都需要有較高的信息傳輸量。在這種操作方式下，任何時(shí)候任何站點(diǎn)都能啟動(dòng)傳輸操作，每個(gè)站點(diǎn)既可作為主站又可作為從站，即每個(gè)站都是組合站。各站都有相同的一組協(xié)議，任何站點(diǎn)都可以發(fā)送或接收命令，也可以給出應(yīng)答，并且各站對(duì)差錯(cuò)恢復(fù)過程都負(fù)有相同的責(zé)任。ATM網(wǎng)絡(luò)基本原理。ATM采用異步時(shí)分復(fù)用方式工作，來自不同信息源的信元匯集到一起，在一個(gè)緩沖器內(nèi)排隊(duì)，隊(duì)列中的信元著個(gè)輸出到傳輸線路，在傳輸線路上形成首尾相接的信元流。信元的信頭中寫有信息的標(biāo)志(如A和B)，說明該信元去往的地址，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)信頭中的標(biāo)志來轉(zhuǎn)移信元。信息源隨機(jī)地產(chǎn)生信息，因?yàn)樾旁竭_(dá)隊(duì)列也是隨機(jī)的。高速的業(yè)務(wù)信元來得十

54、分頻繁、集中，低速的業(yè)務(wù)信元來得很稀疏。這些信元都按先來后到在隊(duì)列中排隊(duì)，然后按輸出次序復(fù)用到傳輸線上。具有同樣標(biāo)志的信元在傳輸線上并不對(duì)應(yīng)某個(gè)固定的時(shí)間間隙，也不是按周期出現(xiàn)的，也即信息和它在時(shí)域的位置之間沒有關(guān)系，信息只是按信頭中的標(biāo)志來區(qū)分的。這種復(fù)用方式稱為異步時(shí)分復(fù)用(Asynchronous Time Division Multiolex)，又稱統(tǒng)計(jì)復(fù)用(Statistic Multiptx)。而在同步時(shí)分復(fù)用方式(如PCM復(fù)用方式)中，信息以它在一幀中的時(shí)間位置(時(shí)隙)來區(qū)分，一個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)著一條信道，不需要另外的信息頭來標(biāo)識(shí)信息的身份。異步時(shí)分復(fù)用方式使ATM具有很大的靈活性，任

55、何業(yè)務(wù)也都可按實(shí)際需要來占用資源。對(duì)于特定的業(yè)務(wù)，傳送速率可隨信息到達(dá)的速率而變化，因此網(wǎng)絡(luò)資源得到了最大限度的利用。ATM網(wǎng)絡(luò)可以適用于任何業(yè)務(wù)，不論其特性如何(速率高低、突發(fā)性大小、質(zhì)量和實(shí)時(shí)性要求等)，網(wǎng)絡(luò)都按同時(shí)的模式來處理，真正做到了完全的業(yè)務(wù)綜合。若某個(gè)時(shí)刻隊(duì)列中沒有等待發(fā)送的信元，此時(shí)線路上就出現(xiàn)未分配信元(信頭中含有標(biāo)志)；反之，若某個(gè)時(shí)刻傳輸線路上找不到可以傳送新元的機(jī)會(huì)(信云啊都已排滿)，而隊(duì)列已經(jīng)充滿緩沖區(qū)，此時(shí)為了盡量減少對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量的影響，將優(yōu)先級(jí)別低的信元丟棄。緩沖區(qū)的容量必須根據(jù)信息流量來計(jì)算，以使信元丟棄率在10-9以下。為了提高處理速度和降低延遲，ATM以面向連

56、接器的方式工作。網(wǎng)絡(luò)的處理工作十分簡單：通信開始時(shí)建立虛電路，以后用戶將虛電路標(biāo)志寫入信頭(即地址信息)，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)虛電路標(biāo)志將信元送往目的地。經(jīng)過ATM網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供信元的交換。其實(shí)，ATM網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)完成的只是虛電路的交換，因?yàn)橥惶撾娐飞系乃行旁歼x擇同樣的路由，經(jīng)過同樣的通路到達(dá)目的地。在接收段，這些信元到達(dá)的次序總是和發(fā)送次序相同。ATM交換節(jié)點(diǎn)的工作比X.25分組交換網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)要簡單得多。ATM節(jié)點(diǎn)只做信頭的CRC檢驗(yàn)，對(duì)于信息的傳輸差錯(cuò)根本不過問。ATM節(jié)點(diǎn)不做差錯(cuò)控制(信頭中根本你沒有信元的編號(hào))，也不參與流量控制，這些工作都留給終端去做。ATM節(jié)點(diǎn)的主要工作就是讀信頭，并根據(jù)

57、信頭的內(nèi)容快速的將信元送往要去的地方，這件工作在很大的程度上依靠硬件來完成，所以ATM交換的速度非?？?，可以和光纖的傳輸速度相匹配。 （三） 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備網(wǎng)橋，網(wǎng)橋的概念：網(wǎng)橋是一種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來連接類型相似的局域網(wǎng)。從互連網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)看，網(wǎng)橋?qū)儆贒CE級(jí)的端到端的連接；從協(xié)議層次看，網(wǎng)橋?qū)儆阪溌穼臃懂?，存該層?duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。它既不同于只作單純信號(hào)增強(qiáng)的轉(zhuǎn)接器，也不同于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)換的網(wǎng)間連接器。但網(wǎng)橋仍然是一種網(wǎng)絡(luò)連接的方法，因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)本身沒有網(wǎng)絡(luò)層，只有在主機(jī)站點(diǎn)上才有網(wǎng)絡(luò)層或提供網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)的功能。網(wǎng)橋接收幀并送到數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)，然后送到物理層再經(jīng)物理傳輸媒體送到另一個(gè)子網(wǎng)。在轉(zhuǎn)發(fā)幀以前，網(wǎng)橋?qū)膬?nèi)容和格式不做修改或僅做很少的修改。 網(wǎng)橋應(yīng)該有足夠的緩沖空間，以便能滿足高峰負(fù)荷時(shí)的要求。另外，必須具備尋址和路由選擇的；邏輯功能。透明網(wǎng)橋與生成樹算法；源選徑網(wǎng)橋與源選徑算法。局域網(wǎng)交換機(jī)及其工作原理。 【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】IEEE 802.x系列協(xié)議，網(wǎng)橋選徑算法【典型習(xí)題講