上海交大計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件

1、Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 1 / 145l計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成和分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成和分類(lèi)l計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型l數(shù)字通信的基本概念數(shù)字通信的基本概念Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 2 / 145v主機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)v企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和公眾網(wǎng)絡(luò)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和公眾網(wǎng)絡(luò)v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)v局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-

2、29第1章 概述 3 / 145v主機(jī)和終端組成的主機(jī)系統(tǒng)主機(jī)和終端組成的主機(jī)系統(tǒng)vClient/Server結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 4 / 145外外設(shè)設(shè)處處理理器器主主機(jī)機(jī)磁盤(pán)機(jī)磁盤(pán)機(jī)磁帶機(jī)磁帶機(jī)打印機(jī)打印機(jī)前前端端處處理理機(jī)機(jī)終端終端終端終端終端終端終端終端Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 5 / 145v主機(jī)和終端組成的主機(jī)系統(tǒng)主機(jī)和終端組成的主機(jī)系統(tǒng)vClient/Server結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Comp

3、uter Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 6 / 145服務(wù)器服務(wù)器1服務(wù)器服務(wù)器2服務(wù)器服務(wù)器3交換機(jī)交換機(jī)集線器集線器3集線器集線器1集線器集線器2WSWSWSWSWSWSComputer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 7 / 145v主機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)v企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和公眾網(wǎng)絡(luò)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和公眾網(wǎng)絡(luò)v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)v局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第

4、1章 概述 8 / 145v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)v分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 9 / 145計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由不同通信媒體連接的、物理上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由不同通信媒體連接的、物理上獨(dú)立的多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的、將需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分獨(dú)立的多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的、將需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成不同長(zhǎng)度的分組進(jìn)行傳輸和處理的系統(tǒng)成不同長(zhǎng)度的分組進(jìn)行傳輸和處理的系統(tǒng)多臺(tái)自主計(jì)算機(jī)的互聯(lián)系統(tǒng)多臺(tái)自主計(jì)算機(jī)的互聯(lián)系統(tǒng)用戶必須指定網(wǎng)絡(luò)中哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成什么用戶必須指定網(wǎng)絡(luò)中哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成什么樣的操作樣的操作Computer Networks v4 cs.s

5、jtu 2022-6-29第1章 概述 10 / 145R1RkRjRiR2H1H2H3HnHmComputer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 11 / 145v互聯(lián)：如兩臺(tái)計(jì)算機(jī)能互相交換信息，互聯(lián)：如兩臺(tái)計(jì)算機(jī)能互相交換信息，則稱(chēng)這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)則稱(chēng)這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián) v自主計(jì)算機(jī)：不從屬于其它任何計(jì)算機(jī)自主計(jì)算機(jī)：不從屬于其它任何計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)稱(chēng)為自主計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)稱(chēng)為自主計(jì)算機(jī) Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 12 / 145v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)v分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)Computer N

6、etworks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 13 / 145分布式系統(tǒng)通常也基于自主計(jì)算機(jī)的互聯(lián)，但分布式系統(tǒng)通常也基于自主計(jì)算機(jī)的互聯(lián)，但由一個(gè)操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，具有由一個(gè)操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，具有高度的整體性和透明性高度的整體性和透明性虛擬計(jì)算機(jī)，可能是多臺(tái)計(jì)算機(jī)的有機(jī)組合虛擬計(jì)算機(jī)，可能是多臺(tái)計(jì)算機(jī)的有機(jī)組合用戶向虛擬系統(tǒng)遞交一個(gè)任務(wù)后，由操作系統(tǒng)來(lái)用戶向虛擬系統(tǒng)遞交一個(gè)任務(wù)后，由操作系統(tǒng)來(lái)安排任務(wù)的完成安排任務(wù)的完成Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 14 / 145v主機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

7、主機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)v企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和公眾網(wǎng)絡(luò)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和公眾網(wǎng)絡(luò)v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)v局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 15 / 145v企業(yè)網(wǎng)絡(luò)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)v公眾網(wǎng)絡(luò)公眾網(wǎng)絡(luò)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 16 / 145v資源共享：網(wǎng)上的資源，無(wú)論在那里，資源共享：網(wǎng)上的資源，無(wú)論在那里，都可隨時(shí)取用都可隨時(shí)取用v高可靠性：任何資源都可有多個(gè)副本高可靠性：任何資源都可有多個(gè)副本v節(jié)約經(jīng)費(fèi)

8、：不必每臺(tái)自主計(jì)算機(jī)上都節(jié)約經(jīng)費(fèi)：不必每臺(tái)自主計(jì)算機(jī)上都配備所有的軟硬件資源配備所有的軟硬件資源 Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 17 / 145互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)路由器路由器主交換機(jī)主交換機(jī)防火墻防火墻部門(mén)交換機(jī)部門(mén)交換機(jī)路由器路由器網(wǎng)管工作站網(wǎng)管工作站服務(wù)器服務(wù)器Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 18 / 145v企業(yè)網(wǎng)絡(luò)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)v公眾網(wǎng)絡(luò)公眾網(wǎng)絡(luò)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 19 / 145v訪問(wèn)遠(yuǎn)程信息：訪問(wèn)遠(yuǎn)程信息：W

9、ebServer的瀏覽的瀏覽網(wǎng)上購(gòu)物網(wǎng)上購(gòu)物v個(gè)人間的通信：個(gè)人間的通信：E-MailBBSv交互式的娛樂(lè)：網(wǎng)上游戲交互式的娛樂(lè)：網(wǎng)上游戲VOD點(diǎn)播點(diǎn)播公眾網(wǎng)絡(luò)首先是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)公眾網(wǎng)絡(luò)首先是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 20 / 145互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)路由器路由器Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 21 / 145v主機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)v企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和公眾網(wǎng)絡(luò)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和公眾網(wǎng)絡(luò)v

10、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)v局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 22 / 145v按技術(shù)分按技術(shù)分v按規(guī)模分按規(guī)模分v按傳輸介質(zhì)分按傳輸介質(zhì)分廣播式網(wǎng)絡(luò)廣播式網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)局域網(wǎng)城域網(wǎng)城域網(wǎng)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)有線網(wǎng)有線網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 23 / 145v按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分v按使用范圍分按使用范圍分總線總線環(huán)形環(huán)形網(wǎng)狀網(wǎng)狀星形星形專(zhuān)用網(wǎng)專(zhuān)用網(wǎng)公共網(wǎng)公共網(wǎng)Computer Netwo

11、rks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 24 / 145v主機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)v企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和公眾網(wǎng)絡(luò)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和公眾網(wǎng)絡(luò)v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)v局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 25 / 145總線型總線型IEEE802.3（以太網(wǎng)）（以太網(wǎng)）CSMA/CD10M總線型總線型IEEE802.4（令牌總線）（令牌總線）10M環(huán)環(huán)型型IEEE802.5（IBM令牌環(huán)）令牌環(huán)）4M16Mv地域：覆蓋范圍較小地域

12、：覆蓋范圍較小v傳輸技術(shù)：傳輸技術(shù)：Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 26 / 145私有網(wǎng)絡(luò)私有網(wǎng)絡(luò)一個(gè)連鎖超市，有十幾一個(gè)連鎖超市，有十幾個(gè)或幾十個(gè)分布在市內(nèi)個(gè)或幾十個(gè)分布在市內(nèi)公用網(wǎng)絡(luò)公用網(wǎng)絡(luò)上?？萍季W(wǎng)上?？萍季W(wǎng)大型的大型的LANComputer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 27 / 145跨越地域較大的網(wǎng)絡(luò)跨越地域較大的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)（主機(jī)（host）端點(diǎn)系統(tǒng)（端點(diǎn)系統(tǒng)（endsystem）通信子網(wǎng)（通信子網(wǎng)（communicationsubnet）簡(jiǎn)稱(chēng)子網(wǎng)簡(jiǎn)稱(chēng)子網(wǎng)資源子網(wǎng)（資源子網(wǎng)（reso

13、urcesubnet）Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 28 / 145傳輸線：線路（傳輸線：線路（circuit）干線（）干線（trunk）信道（信道（channel）交換單元：分組交換節(jié)點(diǎn)交換單元：分組交換節(jié)點(diǎn)（packetswitchingnode）通常分組交換節(jié)點(diǎn)為路由器（通常分組交換節(jié)點(diǎn)為路由器（router）通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，由傳輸線和交換單元組成由傳輸線和交換單元組成Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 29 / 145v由

14、通信子網(wǎng)互連在一起的計(jì)算機(jī)構(gòu)成由通信子網(wǎng)互連在一起的計(jì)算機(jī)構(gòu)成v資源子網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)運(yùn)行對(duì)信息進(jìn)資源子網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)運(yùn)行對(duì)信息進(jìn)行處理的應(yīng)用程序，他們是網(wǎng)絡(luò)中信息行處理的應(yīng)用程序，他們是網(wǎng)絡(luò)中信息流動(dòng)的源與宿，向用戶提供可供共享的流動(dòng)的源與宿，向用戶提供可供共享的硬件、軟件和信息資源硬件、軟件和信息資源Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 30 / 145v通信子網(wǎng)通常為點(diǎn)到點(diǎn)子網(wǎng)通信子網(wǎng)通常為點(diǎn)到點(diǎn)子網(wǎng)（point-to-point）v其傳輸機(jī)理為存儲(chǔ)其傳輸機(jī)理為存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)（store-and-forward）v其傳輸方式為分組交換

15、其傳輸方式為分組交換（packet-switched）Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 31 / 145l計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成和分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成和分類(lèi)l計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型l數(shù)字通信的基本概念數(shù)字通信的基本概念Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 32 / 145vISO/OSI參考模型參考模型vTCP/IP參考模型參考模型v本課程的網(wǎng)絡(luò)模型本課程的網(wǎng)絡(luò)模型Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 33 / 145應(yīng)用應(yīng)用主機(jī)主

16、機(jī)A層層7654321應(yīng)用協(xié)議應(yīng)用協(xié)議表示協(xié)議表示協(xié)議會(huì)話協(xié)議會(huì)話協(xié)議傳輸協(xié)議傳輸協(xié)議表示表示網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)傳輸傳輸物理物理數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路會(huì)話會(huì)話交換單交換單元名稱(chēng)元名稱(chēng)APDUPPDUSPDUTPDU分組分組幀幀比特比特應(yīng)用應(yīng)用表示表示網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)傳輸傳輸物理物理數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路會(huì)話會(huì)話主機(jī)主機(jī)B網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)物理物理物理物理網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路路由器路由器路由器路由器通信子網(wǎng)協(xié)議通信子網(wǎng)協(xié)議物理層主機(jī)物理層主機(jī)-路由器協(xié)議路由器協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層主機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層主機(jī)-路由器協(xié)議路由器協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)-路由器協(xié)議路由器協(xié)議通信子網(wǎng)邊界通信子網(wǎng)邊界TnbmP39Fig.1-20OSI參

17、考模型參考模型Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 34 / 145第第5層層第第4層層第第3層層第第2層層第第1層層第第2層層第第1層層第第3層層第第4層層第第5層層物理介質(zhì)物理介質(zhì)4/5層接口層接口3/4層接口層接口2/3層接口層接口1/2層接口層接口主機(jī)主機(jī)1主機(jī)主機(jī)2第第5層協(xié)議層協(xié)議第第4層協(xié)議層協(xié)議第第3層協(xié)議層協(xié)議第第2層協(xié)議層協(xié)議第第1層協(xié)議層協(xié)議第四層服務(wù)第四層服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)訪問(wèn)點(diǎn)SAP第三層服務(wù)第三層服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)訪問(wèn)點(diǎn)SAPTnbmP27Fig.1-13層、協(xié)議和接口層、協(xié)議和接口Computer Networks v4 cs.

18、sjtu 2022-6-29第1章 概述 35 / 145v每一層的功能都是為它的上一層服務(wù)的每一層的功能都是為它的上一層服務(wù)的v實(shí)體實(shí)體entity每層中活動(dòng)的元素稱(chēng)為實(shí)體每層中活動(dòng)的元素稱(chēng)為實(shí)體v對(duì)等實(shí)體對(duì)等實(shí)體peerentityv如第如第n層是服務(wù)提供者，則第層是服務(wù)提供者，則第n+1層為服層為服務(wù)對(duì)象務(wù)對(duì)象Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 36 / 145v通過(guò)每一層實(shí)現(xiàn)一種相對(duì)獨(dú)立的功能來(lái)簡(jiǎn)化通過(guò)每一層實(shí)現(xiàn)一種相對(duì)獨(dú)立的功能來(lái)簡(jiǎn)化問(wèn)題問(wèn)題v每一層的設(shè)計(jì)都是獨(dú)立的，它不必關(guān)心下一每一層的設(shè)計(jì)都是獨(dú)立的，它不必關(guān)心下一層是如何實(shí)現(xiàn)

19、的，只需知道下一層為我提供層是如何實(shí)現(xiàn)的，只需知道下一層為我提供的服務(wù)，和我必須為上一層提供哪些服務(wù)的服務(wù)，和我必須為上一層提供哪些服務(wù)v當(dāng)由于技術(shù)的變化使某層的實(shí)現(xiàn)需要變化時(shí)，當(dāng)由于技術(shù)的變化使某層的實(shí)現(xiàn)需要變化時(shí)，不影響其他的層次不影響其他的層次Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 37 / 145v與傳輸媒體的接口，完成傳輸媒體上的與傳輸媒體的接口，完成傳輸媒體上的信號(hào)與二進(jìn)制數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換信號(hào)與二進(jìn)制數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換物理接口上發(fā)送或接收的是一串以某種規(guī)則表示物理接口上發(fā)送或接收的是一串以某種規(guī)則表示的二進(jìn)制的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制的數(shù)據(jù)物理層定義的是

20、接口的機(jī)械特性、電氣特性、功物理層定義的是接口的機(jī)械特性、電氣特性、功能和過(guò)程特性等能和過(guò)程特性等例如：插頭、插座的幾何尺寸，每根引腳的功能例如：插頭、插座的幾何尺寸，每根引腳的功能定義，邏輯定義，邏輯0和和1的電平定義，信號(hào)寬帶定義的電平定義，信號(hào)寬帶定義Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 38 / 145v提供點(diǎn)到點(diǎn)的可靠傳輸，通常需把數(shù)據(jù)分成提供點(diǎn)到點(diǎn)的可靠傳輸，通常需把數(shù)據(jù)分成幀，并且保證幀的正確發(fā)送和接收幀，并且保證幀的正確發(fā)送和接收識(shí)別幀的標(biāo)志識(shí)別幀的標(biāo)志 幀的發(fā)送和接收，需校驗(yàn)、確認(rèn)幀的發(fā)送和接收，需校驗(yàn)、確認(rèn)發(fā)送方在超時(shí)或收

21、到否定性確認(rèn)后，要重發(fā)發(fā)送方在超時(shí)或收到否定性確認(rèn)后，要重發(fā)重復(fù)幀要丟棄重復(fù)幀要丟棄v在共享網(wǎng)絡(luò)中，需解決信道共享問(wèn)題等在共享網(wǎng)絡(luò)中，需解決信道共享問(wèn)題等Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 39 / 145v提供主機(jī)到主機(jī)的通路，其間可能存在多條提供主機(jī)到主機(jī)的通路，其間可能存在多條通路，網(wǎng)絡(luò)層將實(shí)現(xiàn)的功能包括：通路，網(wǎng)絡(luò)層將實(shí)現(xiàn)的功能包括：選擇路由選擇路由 擁塞控制擁塞控制 協(xié)議的轉(zhuǎn)換協(xié)議的轉(zhuǎn)換 分段和重組分段和重組 對(duì)用戶的分組、字符等計(jì)數(shù)對(duì)用戶的分組、字符等計(jì)數(shù) 等等等等Computer Networks v4 cs.sjtu 202

22、2-6-29第1章 概述 40 / 145v提供端到端的通路，應(yīng)用到應(yīng)用的通路提供端到端的通路，應(yīng)用到應(yīng)用的通路傳輸層將把高層要求傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成若干個(gè)報(bào)文傳輸層將把高層要求傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成若干個(gè)報(bào)文報(bào)文與幀不一樣，幀只有幀標(biāo)志（起始標(biāo)志、結(jié)報(bào)文與幀不一樣，幀只有幀標(biāo)志（起始標(biāo)志、結(jié)束標(biāo)志），而報(bào)文有信源和信宿的地址及端口、束標(biāo)志），而報(bào)文有信源和信宿的地址及端口、報(bào)文的順序號(hào)、確認(rèn)號(hào)等等報(bào)文的順序號(hào)、確認(rèn)號(hào)等等 低三層的通信對(duì)象通常是路由器，傳輸層是端到低三層的通信對(duì)象通常是路由器，傳輸層是端到端的，必須考慮該報(bào)文怎樣才能從源端正確地傳端的，必須考慮該報(bào)文怎樣才能從源端正確地傳輸?shù)侥康亩耍炊?/p>

23、和目的端通常是主機(jī)輸?shù)侥康亩耍炊撕湍康亩送ǔＪ侵鳈C(jī)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 41 / 145v建立有關(guān)會(huì)話的機(jī)制，或雙向?qū)υ挘蚪⒂嘘P(guān)會(huì)話的機(jī)制，或雙向?qū)υ挘螂p向?qū)υ挄r(shí)要有切換等雙向?qū)υ挄r(shí)要有切換等如：說(shuō)的一方應(yīng)說(shuō)一段就聽(tīng)一下對(duì)方的反應(yīng)，因?yàn)?，如：說(shuō)的一方應(yīng)說(shuō)一段就聽(tīng)一下對(duì)方的反應(yīng)，因?yàn)椋赡芫€路已斷可能線路已斷Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 42 / 145v表示層關(guān)心的是語(yǔ)法和語(yǔ)義表示層關(guān)心的是語(yǔ)法和語(yǔ)義v對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)的描述采用抽象的定義，對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)的描述采用

24、抽象的定義，如浮點(diǎn)數(shù)都用科學(xué)表示法如浮點(diǎn)數(shù)都用科學(xué)表示法相關(guān)數(shù)據(jù)的表示法轉(zhuǎn)換相關(guān)數(shù)據(jù)的表示法轉(zhuǎn)換 抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 43 / 145v包括所有應(yīng)用方面的協(xié)議包括所有應(yīng)用方面的協(xié)議如：全屏幕功能，不同的終端其控制字符不如：全屏幕功能，不同的終端其控制字符不盡相同，應(yīng)作相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，通常定義一個(gè)網(wǎng)盡相同，應(yīng)作相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，通常定義一個(gè)網(wǎng)絡(luò)虛擬終端絡(luò)虛擬終端v不同系統(tǒng)之間的文件傳輸?shù)姆绞讲煌?，不同系統(tǒng)之間的文件傳輸?shù)姆绞讲煌硎镜男问奖仨氁恢碌硎镜男问奖仨氁恢翪omputer Network

25、s v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 44 / 145應(yīng)用協(xié)議應(yīng)用協(xié)議表示協(xié)議表示協(xié)議會(huì)話協(xié)議會(huì)話協(xié)議傳輸協(xié)議傳輸協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)送進(jìn)程發(fā)送進(jìn)程實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸路徑實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸路徑應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層接收進(jìn)程接收進(jìn)程N(yùn)H數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)PH數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)SH數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)TH數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)AH 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)bitsDH數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)DT應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 45 / 145郵郵政

26、政袋袋箱箱信信信信封封郵郵政政信信袋袋應(yīng)用層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層傳輸層傳輸層Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 46 / 145vISO/OSI參考模型參考模型vTCP/IP參考模型參考模型v本課程的網(wǎng)絡(luò)模型本課程的網(wǎng)絡(luò)模型Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 47 / 145OSITCP/IP在模型中在模型中不存在不存在7654321應(yīng)用應(yīng)用表示表示會(huì)話會(huì)話傳輸傳輸網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路物理物理應(yīng)用應(yīng)用傳輸傳輸互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)TnbmP43

27、Fig.1-21TCP/IP參考模型參考模型Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 48 / 145v這里的互聯(lián)網(wǎng)是基于無(wú)連接的分組交換網(wǎng)絡(luò)這里的互聯(lián)網(wǎng)是基于無(wú)連接的分組交換網(wǎng)絡(luò)v互聯(lián)網(wǎng)層定義了正式的分組格式和協(xié)議，即互聯(lián)網(wǎng)層定義了正式的分組格式和協(xié)議，即IP協(xié)議（協(xié)議（internetprotocol），每個(gè)），每個(gè)IP包的路包的路由問(wèn)題是互聯(lián)網(wǎng)層要解決的問(wèn)題由問(wèn)題是互聯(lián)網(wǎng)層要解決的問(wèn)題v互聯(lián)網(wǎng)層與互聯(lián)網(wǎng)層與OSI中的網(wǎng)絡(luò)層相對(duì)應(yīng)中的網(wǎng)絡(luò)層相對(duì)應(yīng)一個(gè)報(bào)文的各個(gè)不同的分組（稱(chēng)為一個(gè)報(bào)文的各個(gè)不同的分組（稱(chēng)為IP包），包），可以通過(guò)不同的路徑到達(dá)

28、目的地，其到達(dá)順可以通過(guò)不同的路徑到達(dá)目的地，其到達(dá)順序與發(fā)送順序可能不一致序與發(fā)送順序可能不一致Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 49 / 145v位于互聯(lián)網(wǎng)層的上層，與位于互聯(lián)網(wǎng)層的上層，與OSI中的傳輸中的傳輸層相對(duì)應(yīng)層相對(duì)應(yīng)v其功能是使源端和目的端主機(jī)的對(duì)等實(shí)其功能是使源端和目的端主機(jī)的對(duì)等實(shí)體進(jìn)行對(duì)話體進(jìn)行對(duì)話v定義了兩個(gè)端到端的協(xié)議：定義了兩個(gè)端到端的協(xié)議：傳輸控制協(xié)議傳輸控制協(xié)議TCP（transmissioncontrolprotocol）用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP（userdatagramprotocol）Com

29、puter Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 50 / 145vTCP/IP模型的應(yīng)用層包括所有的高層協(xié)議模型的應(yīng)用層包括所有的高層協(xié)議（實(shí)際上，（實(shí)際上，OSI模型中的會(huì)話層和表示層在很多應(yīng)用中模型中的會(huì)話層和表示層在很多應(yīng)用中是沒(méi)用的）是沒(méi)用的）v應(yīng)用層常用協(xié)議：應(yīng)用層常用協(xié)議：TELNET：標(biāo)準(zhǔn)終端仿真協(xié)議：標(biāo)準(zhǔn)終端仿真協(xié)議FTP（FileTransferProtocol）：文件傳輸協(xié)議）：文件傳輸協(xié)議SMTP（SimpleMailTransferProtocol）：）：電子郵件協(xié)議電子郵件協(xié)議DNS（DomainNameService）：域名系統(tǒng)服

30、務(wù)）：域名系統(tǒng)服務(wù)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 51 / 145v在互聯(lián)網(wǎng)層以下，在互聯(lián)網(wǎng)層以下，TCP/IP參考模型沒(méi)有參考模型沒(méi)有定義，認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，至于定義，認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，至于主機(jī)如何接入網(wǎng)絡(luò)不是主機(jī)如何接入網(wǎng)絡(luò)不是TCP/IP模型所需模型所需要考慮的問(wèn)題要考慮的問(wèn)題vTCP/IP模型面向的是網(wǎng)絡(luò)，而不是主機(jī)模型面向的是網(wǎng)絡(luò)，而不是主機(jī)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 52 / 145(OSI)層名層名應(yīng)用應(yīng)用協(xié)議協(xié)議傳輸傳輸網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)

31、鏈路+物理物理TELNETTCPDNSSMTPFTPSATNETARPANETIPUDPLAN分組無(wú)線網(wǎng)分組無(wú)線網(wǎng)TnbmP43Fig.1-22TCP/IP模型中的協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)模型中的協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 53 / 145TCP/IP協(xié)議是一組協(xié)議的總稱(chēng)，包括：協(xié)議是一組協(xié)議的總稱(chēng)，包括：vIP層（即互聯(lián)網(wǎng)層）：層（即互聯(lián)網(wǎng)層）：IP、ICMP、ARP、RARP、OSPFvTCP層（即傳輸層）：層（即傳輸層）：TCP、UDPv應(yīng)用層：應(yīng)用層：FTP、SMTP、SNMP、TELNET、HTTP、DNSComputer N

32、etworks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 54 / 145vISO/OSI參考模型參考模型vTCP/IP參考模型參考模型v本課程的網(wǎng)絡(luò)模型本課程的網(wǎng)絡(luò)模型Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 55 / 145v結(jié)合結(jié)合ISO/OSI七層模型和七層模型和TCP/IP四層四層模型的特點(diǎn)的五層網(wǎng)絡(luò)模型模型的特點(diǎn)的五層網(wǎng)絡(luò)模型OSITCP/IP7654321應(yīng)用應(yīng)用表示表示會(huì)話會(huì)話傳輸傳輸網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路物理物理應(yīng)用應(yīng)用傳輸傳輸互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用應(yīng)用傳輸傳輸網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路物理物理本課程模

33、型本課程模型Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 56 / 145l計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成和分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成和分類(lèi)l計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型l數(shù)字通信的基本概念數(shù)字通信的基本概念Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 57 / 145信號(hào)和信道信號(hào)和信道位同步和幀同步位同步和幀同步數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)的編碼串行和并行串行和并行采樣和量化采樣和量化復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)的傳輸數(shù)據(jù)的傳輸交換技術(shù)交換技術(shù)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 58 /

34、 145l數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的Fourier分析分析l數(shù)據(jù)通信概念數(shù)據(jù)通信概念l信道和信道基本參數(shù)信道和信道基本參數(shù)l信道工作方式信道工作方式l數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸l基帶傳輸和寬帶傳輸基帶傳輸和寬帶傳輸l異步通信和同步通信異步通信和同步通信l串行通信和并行通信串行通信和并行通信l多路復(fù)用技術(shù)基本概念多路復(fù)用技術(shù)基本概念l電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 59 / 145傅立葉級(jí)數(shù)：任何正常周期為傅立葉級(jí)數(shù)：任何正常周期為T(mén)的函數(shù)的函數(shù)g(t)，都可由（無(wú)限個(gè)）正弦和余弦函數(shù)合成：都可由（無(wú)限個(gè)）正弦和余弦函

35、數(shù)合成：其中，其中，f=1/T是基頻，是基頻，an和和bn稱(chēng)為正弦和余弦稱(chēng)為正弦和余弦函數(shù)的函數(shù)的n次諧波的振幅，次諧波的振幅，c是常數(shù)是常數(shù)11)2cos()2sin(21)(nnnnnftbnftactgComputer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 60 / 145如每個(gè)傅立葉級(jí)數(shù)的信號(hào)分量被等量衰減，則合如每個(gè)傅立葉級(jí)數(shù)的信號(hào)分量被等量衰減，則合成后，振幅有所衰減，基本形狀不變成后，振幅有所衰減，基本形狀不變對(duì)任何已知的對(duì)任何已知的g(t)，可求得：，可求得：TTnTndttgTcdtnfttgTbdtnfttgTa000)(2)2cos()(

36、2)2sin()(2Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 61 / 145如傳輸如傳輸ASCII字符字符b，即，即01100010，可求得：，可求得：8/3)4/6sin() 4/7sin() 4/sin() 4/3sin(1)4/7cos() 4/6cos() 4/3cos() 4/cos(1cnnnnnbnnnnnannComputer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 62 / 1451111)2cos()2sin(21)(nnnnnftbnftactg21nn21nnnft)cos(2bnft)s

37、in(2ac21g(t)41412221nnnn)nftcos(b)nftsin(ac)t (gt/st/s8181)2cos()2sin(21)(nnnnnftbnftactg更進(jìn)一步的細(xì)化可見(jiàn)：http:/ Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 63 / 145v波特率：信號(hào)變化次數(shù)（每秒采樣的次數(shù)）波特率：信號(hào)變化次數(shù)（每秒采樣的次數(shù)）v比特率：數(shù)據(jù)傳輸速率比特率：數(shù)據(jù)傳輸速率bps如果信號(hào)分為如果信號(hào)分為2級(jí)：級(jí)：01，則波特率，則波特率=比特率比特率如果信號(hào)分為如果信號(hào)分為8級(jí)：級(jí)：01234567，則波特率，則波特率=3比特率比特率即一次信號(hào)變化（

38、一次采樣）可表示即一次信號(hào)變化（一次采樣）可表示3bit如信號(hào)分為如信號(hào)分為V級(jí)，則比特率級(jí)，則比特率=log2V波特率波特率設(shè)波特率設(shè)波特率=比特率比特率=bbps則：發(fā)送則：發(fā)送8bit(1B)需要需要T=8/b秒，因而基頻秒，因而基頻f=1/T=b/8Hz如：截止頻率為如：截止頻率為F則：最大的諧波次數(shù)則：最大的諧波次數(shù)n滿足滿足nf=F，即：，即：n=F/f=8F/bComputer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 64 / 145數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率(bps)發(fā)送的諧波數(shù)發(fā)送的諧波數(shù)n3008060040120020240010480059

39、6002192001384000TnbmP89Fig.2-2傳輸速率與諧波的關(guān)系傳輸速率與諧波的關(guān)系Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 65 / 145v兩者數(shù)值上的差別在于每次采樣的量化值兩者數(shù)值上的差別在于每次采樣的量化值011000101110001000 01 10 10 00 11 01 10 00 00 00 11 10 11 00 10Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 66 / 145l數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的Fourier分析分析l數(shù)據(jù)通信概念數(shù)據(jù)通信概念l信道和信道基本參

40、數(shù)信道和信道基本參數(shù)l信道工作方式信道工作方式l數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸l基帶傳輸和寬帶傳輸基帶傳輸和寬帶傳輸l異步通信和同步通信異步通信和同步通信l串行通信和并行通信串行通信和并行通信l多路復(fù)用技術(shù)基本概念多路復(fù)用技術(shù)基本概念l電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 67 / 145v數(shù)據(jù)涉及的是事物的表現(xiàn)形式數(shù)據(jù)涉及的是事物的表現(xiàn)形式v數(shù)據(jù)有模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種形式數(shù)據(jù)有模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種形式模擬數(shù)據(jù)是指在某個(gè)時(shí)間段產(chǎn)生的連續(xù)的值，例如聲模擬數(shù)據(jù)是指在某個(gè)時(shí)間段產(chǎn)生的連續(xù)的值，例如聲音和視頻、溫度和壓力等都

41、是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)音和視頻、溫度和壓力等都是時(shí)間的連續(xù)函數(shù) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是指產(chǎn)生的離散的值，例如文本信息和整數(shù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是指產(chǎn)生的離散的值，例如文本信息和整數(shù)v信號(hào)是數(shù)據(jù)的表示形式，或稱(chēng)數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼，信號(hào)是數(shù)據(jù)的表示形式，或稱(chēng)數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼，它使數(shù)據(jù)能以適當(dāng)?shù)男问皆诮橘|(zhì)上傳輸它使數(shù)據(jù)能以適當(dāng)?shù)男问皆诮橘|(zhì)上傳輸信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種基本形式信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種基本形式傳輸信號(hào)的信道也有模擬信道和數(shù)字信道之分傳輸信號(hào)的信道也有模擬信道和數(shù)字信道之分Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 68 / 145v模擬傳輸：是指模擬數(shù)據(jù)的

42、傳輸，不關(guān)心所傳輸信號(hào)模擬傳輸：是指模擬數(shù)據(jù)的傳輸，不關(guān)心所傳輸信號(hào)的內(nèi)容，而只關(guān)心盡量減少信號(hào)的衰減和噪聲，長(zhǎng)距的內(nèi)容，而只關(guān)心盡量減少信號(hào)的衰減和噪聲，長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，采用信號(hào)放大器放大被衰減的信號(hào)，但同離傳輸時(shí)，采用信號(hào)放大器放大被衰減的信號(hào)，但同時(shí)也放大了信號(hào)中的噪聲時(shí)也放大了信號(hào)中的噪聲v數(shù)字傳輸：是指數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸，關(guān)心信號(hào)的內(nèi)容，數(shù)字傳輸：是指數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸，關(guān)心信號(hào)的內(nèi)容，可以數(shù)字信號(hào)傳輸，也可以模擬信號(hào)傳輸，長(zhǎng)距離傳可以數(shù)字信號(hào)傳輸，也可以模擬信號(hào)傳輸，長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，采用轉(zhuǎn)發(fā)器，可消除噪聲的累積輸時(shí)，采用轉(zhuǎn)發(fā)器，可消除噪聲的累積v長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，通常采用的是數(shù)字傳輸長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，

43、通常采用的是數(shù)字傳輸數(shù)據(jù)傳輸以信號(hào)為載體數(shù)據(jù)傳輸以信號(hào)為載體Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 69 / 145l數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的Fourier分析分析l數(shù)據(jù)通信概念數(shù)據(jù)通信概念l信道和信道基本參數(shù)信道和信道基本參數(shù)l信道工作方式信道工作方式l數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸l基帶傳輸和寬帶傳輸基帶傳輸和寬帶傳輸l異步通信和同步通信異步通信和同步通信l串行通信和并行通信串行通信和并行通信l多路復(fù)用技術(shù)基本概念多路復(fù)用技術(shù)基本概念l電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述

44、 70 / 145v數(shù)據(jù)的傳輸速率、帶寬數(shù)據(jù)的傳輸速率、帶寬v信號(hào)的傳播速率信號(hào)的傳播速率v載波頻率載波頻率v采樣頻率采樣頻率v量化量化v噪聲、信噪比噪聲、信噪比Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 71 / 145在無(wú)噪聲信道中，當(dāng)帶寬為在無(wú)噪聲信道中，當(dāng)帶寬為HHz，信號(hào)電，信號(hào)電平為平為V級(jí)，則：級(jí)，則：數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率=2Hlog2Vb/s（V：信號(hào)電平的級(jí)數(shù)，在二進(jìn)制中，僅為：信號(hào)電平的級(jí)數(shù)，在二進(jìn)制中，僅為0、1兩級(jí)）兩級(jí)）即：以每秒高于即：以每秒高于2H次的速率對(duì)線路采樣是無(wú)意義次的速率對(duì)線路采樣是無(wú)意義的，因?yàn)楦哳l分量

45、已被濾波器慮掉無(wú)法再恢復(fù)的，因?yàn)楦哳l分量已被濾波器慮掉無(wú)法再恢復(fù)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 72 / 145在噪聲信道中，當(dāng)帶寬為在噪聲信道中，當(dāng)帶寬為HHz，信噪比為，信噪比為S/N，則：則：最大數(shù)據(jù)傳輸速率最大數(shù)據(jù)傳輸速率(b/s)=Hlog2(1+S/N)很多情況下信噪比用分貝（很多情況下信噪比用分貝（dB）表示表示信噪比（信噪比（dB）=10log10S/N如：如：信噪比為信噪比為30dB，則，則S/N=1000Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 73 / 145在噪聲信

46、道（話音信道）中，當(dāng)帶寬為在噪聲信道（話音信道）中，當(dāng)帶寬為3500Hz，信噪比為信噪比為30dB（較為典型的電話信道），則：（較為典型的電話信道），則：最大數(shù)據(jù)傳輸速率最大數(shù)據(jù)傳輸速率(b/s)=Hlog2(1+S/N)=3500log2(1+1000) 35000(b/s)最大數(shù)據(jù)傳輸速率為最大數(shù)據(jù)傳輸速率為35kbps，這是在噪聲信道中的傳輸，這是在噪聲信道中的傳輸速率極限，實(shí)際上是不可能達(dá)到的速率極限，實(shí)際上是不可能達(dá)到的Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 74 / 145l數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的Fourier分析分析l數(shù)據(jù)通信概念數(shù)

47、據(jù)通信概念l信道和信道基本參數(shù)信道和信道基本參數(shù)l信道工作方式信道工作方式l數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸l基帶傳輸和寬帶傳輸基帶傳輸和寬帶傳輸l異步通信和同步通信異步通信和同步通信l串行通信和并行通信串行通信和并行通信l多路復(fù)用技術(shù)基本概念多路復(fù)用技術(shù)基本概念l電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 75 / 145v單工通信：?jiǎn)蜗騻鬏?，如廣播、電視單工通信：?jiǎn)蜗騻鬏?，如廣播、電視v半雙工：雙方都可以發(fā)送或接收，但不半雙工：雙方都可以發(fā)送或接收，但不能同時(shí)，即當(dāng)一方發(fā)送時(shí)，另一方接收能同時(shí)，即當(dāng)一方發(fā)送時(shí)，另一方接收v全

48、雙工：雙方同時(shí)可以發(fā)送和接收信息全雙工：雙方同時(shí)可以發(fā)送和接收信息全雙工則需要兩條信道全雙工則需要兩條信道Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 76 / 145l數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的Fourier分析分析l數(shù)據(jù)通信概念數(shù)據(jù)通信概念l信道和信道基本參數(shù)信道和信道基本參數(shù)l信道工作方式方式信道工作方式方式l數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸l基帶傳輸和寬帶傳輸基帶傳輸和寬帶傳輸l異步通信和同步通信異步通信和同步通信l串行通信和并行通信串行通信和并行通信l多路復(fù)用技術(shù)基本概念多路復(fù)用技術(shù)基本概念l電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)Computer Networks

49、 v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 77 / 145v數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸v數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸v模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 78 / 145將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，通常有三種基本的調(diào)制方式：通常有三種基本的調(diào)制方式：1)調(diào)幅調(diào)幅ASK(AmplitudeShiftKeying)2)調(diào)頻調(diào)頻FSK(FrequencyShiftKeying)3)調(diào)相調(diào)相PSK(Phas

50、eShiftKeying)目前廣泛應(yīng)用的調(diào)制技術(shù)是正交調(diào)相：目前廣泛應(yīng)用的調(diào)制技術(shù)是正交調(diào)相：QPSK(QuadraturePhaseShiftKeying)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 79 / 145用載波的兩個(gè)不同用載波的兩個(gè)不同的振幅來(lái)表示兩個(gè)的振幅來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制值二進(jìn)制值如用無(wú)信號(hào)表示如用無(wú)信號(hào)表示0有信號(hào)表示有信號(hào)表示101ASKComputer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 80 / 145將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，通常有三種基本方式：

51、通常有三種基本方式：1)調(diào)幅調(diào)幅ASK(AmplitudeShiftKeying)2)調(diào)頻調(diào)頻FSK(FrequencyShiftKeying)3)調(diào)相調(diào)相PSK(PhaseShiftKeying)目前廣泛應(yīng)用的調(diào)制技術(shù)是正交調(diào)相：目前廣泛應(yīng)用的調(diào)制技術(shù)是正交調(diào)相：QPSK(QuadraturePhaseShiftKeying)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 81 / 14501FSK用載波附近的兩個(gè)不同用載波附近的兩個(gè)不同的頻率來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)的頻率來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制值制值如用信號(hào)頻率為如用信號(hào)頻率為f表示表示0信號(hào)頻率為信號(hào)頻率為2f表

52、示表示1Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 82 / 145將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，通常有三種基本方式：通常有三種基本方式：1)調(diào)幅調(diào)幅ASK(AmplitudeShiftKeying)2)調(diào)頻調(diào)頻FSK(FrequencyShiftKeying)3)調(diào)相調(diào)相PSK(PhaseShiftKeying)目前廣泛應(yīng)用的調(diào)制技術(shù)是正交調(diào)相：目前廣泛應(yīng)用的調(diào)制技術(shù)是正交調(diào)相：QPSK(QuadraturePhaseShiftKeying)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-

53、6-29第1章 概述 83 / 145用載波的相位移動(dòng)來(lái)用載波的相位移動(dòng)來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制值表示兩個(gè)二進(jìn)制值如用信號(hào)相位角為如用信號(hào)相位角為0表示表示0相位角為相位角為 表示表示1PSK01Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 84 / 145基帶信號(hào)基帶信號(hào)調(diào)幅調(diào)幅調(diào)頻調(diào)頻調(diào)相調(diào)相010011100Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 85 / 145將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，通常有三種基本方式：通常有三種基本方式：1)調(diào)幅調(diào)幅ASK(Amplitu

54、deShiftKeying)2)調(diào)頻調(diào)頻FSK(FrequencyShiftKeying)3)調(diào)相調(diào)相PSK(PhaseShiftKeying)目前廣泛應(yīng)用的調(diào)制技術(shù)是正交調(diào)相：目前廣泛應(yīng)用的調(diào)制技術(shù)是正交調(diào)相：QPSK(QuadraturePhaseShiftKeying)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 86 / 145QAM-646bit/采樣QAM-164bit/采樣QPSK2bit/采樣TnbmP128Fig.2-25(a)(b)(c)Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 87

55、 / 145vV.324(1)x2400=9600bpsvV.32bis6(1)x2400=14400bpsvV.3412x2400=28800bpsvV.34bis14x2400=33600bpsvV.907x8000=56000bpsComputer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 88 / 145v數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸v數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸v模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 89 / 145

56、最簡(jiǎn)單的方法是用兩個(gè)不同的電壓信號(hào)值來(lái)表示最簡(jiǎn)單的方法是用兩個(gè)不同的電壓信號(hào)值來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值兩個(gè)二進(jìn)制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值0和和1常用的數(shù)字信號(hào)編碼有：常用的數(shù)字信號(hào)編碼有：v不歸零編碼不歸零編碼v曼切斯特編碼曼切斯特編碼v差分曼切斯特編碼差分曼切斯特編碼v4B/5B編碼編碼Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 90 / 145正電平表示正電平表示1，零電平表示，零電平表示0，并且在表示完一個(gè)，并且在表示完一個(gè)碼元后，電平毋需回到零碼元后，電平毋需回到零缺點(diǎn)是存在發(fā)送方和接收方的同步問(wèn)題缺點(diǎn)是存在發(fā)送方和接收方的同步問(wèn)題10100110

57、時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖二進(jìn)制二進(jìn)制bit流流不歸零制編碼不歸零制編碼其實(shí)，用不歸零制編碼時(shí)，一個(gè)時(shí)鐘周期可表示兩個(gè)其實(shí)，用不歸零制編碼時(shí)，一個(gè)時(shí)鐘周期可表示兩個(gè)bit所以，不歸零制編碼是效率最高的編碼所以，不歸零制編碼是效率最高的編碼但它不能攜帶時(shí)鐘信號(hào)，且無(wú)法表示沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸?shù)荒軘y帶時(shí)鐘信號(hào)，且無(wú)法表示沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 91 / 145最簡(jiǎn)單的方法是用兩個(gè)不同的電壓信號(hào)值來(lái)表示最簡(jiǎn)單的方法是用兩個(gè)不同的電壓信號(hào)值來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值兩個(gè)二進(jìn)制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值0和和1常用的數(shù)字信號(hào)編碼有：常用的數(shù)字信號(hào)編碼有

58、：v不歸零編碼不歸零編碼v曼切斯特編碼曼切斯特編碼v差分曼切斯特編碼差分曼切斯特編碼v4B/5B編碼編碼Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 92 / 145bit中間有信號(hào)中間有信號(hào)低低-高跳變?yōu)楦咛優(yōu)?01bit中間有信號(hào)中間有信號(hào)高高-低跳變?yōu)榈吞優(yōu)?采用曼切斯特編碼，一個(gè)時(shí)鐘周期只可表示一個(gè)采用曼切斯特編碼，一個(gè)時(shí)鐘周期只可表示一個(gè)bit，并且必須通過(guò)兩次采樣才能得到一個(gè)并且必須通過(guò)兩次采樣才能得到一個(gè)bit但它能攜帶時(shí)鐘信號(hào)，且可表示沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸?shù)軘y帶時(shí)鐘信號(hào)，且可表示沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸Computer Networks v4 c

59、s.sjtu 2022-6-29第1章 概述 93 / 145最簡(jiǎn)單的方法是用兩個(gè)不同的電壓信號(hào)值來(lái)表示最簡(jiǎn)單的方法是用兩個(gè)不同的電壓信號(hào)值來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值兩個(gè)二進(jìn)制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值0和和1常用的數(shù)字信號(hào)編碼有：常用的數(shù)字信號(hào)編碼有：v不歸零編碼不歸零編碼v曼切斯特編碼曼切斯特編碼v差分曼切斯特編碼差分曼切斯特編碼v4B/5B編碼編碼Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 94 / 145（differentialManchesterencoding）bit中間有信號(hào)跳變，中間有信號(hào)跳變，bit與與bit之間也有信號(hào)跳之間也有信號(hào)跳變，

60、表示下一個(gè)變，表示下一個(gè)bit為為0bit中間有信號(hào)跳變，中間有信號(hào)跳變，bit與與bit之間無(wú)信號(hào)跳之間無(wú)信號(hào)跳變，表示下一個(gè)變，表示下一個(gè)bit為為11100特性與曼切斯特編碼相同，但抗干擾性能特性與曼切斯特編碼相同，但抗干擾性能強(qiáng)于曼切斯特編碼強(qiáng)于曼切斯特編碼Computer Networks v4 cs.sjtu 2022-6-29第1章 概述 95 / 145最簡(jiǎn)單的方法是用兩個(gè)不同的電壓信號(hào)值來(lái)表示最簡(jiǎn)單的方法是用兩個(gè)不同的電壓信號(hào)值來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值兩個(gè)二進(jìn)制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值0和和1常用的數(shù)字信號(hào)編碼有：常用的數(shù)字信號(hào)編碼有：v不歸零編碼不歸零編碼v曼切斯特編碼曼切斯特編碼