軟考數(shù)據(jù)通信只講校驗(yàn)碼

5.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)模型5.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)DTE是數(shù)據(jù)終端設(shè)備,它是數(shù)據(jù)的出發(fā)點(diǎn)和目的地。數(shù)據(jù)輸入/輸出設(shè)備、通信處理機(jī)和計(jì)算機(jī)屬于DTE的范圍。DTE根據(jù)協(xié)議控制通信的功能。通信控制器負(fù)責(zé)DTE和通信線路的連接,完成數(shù)據(jù)緩沖、速度匹配、串并轉(zhuǎn)換等。如微機(jī)內(nèi)部的異步通信適配器、數(shù)字基帶網(wǎng)中的網(wǎng)卡。信道是傳輸信號(hào)的通道,可以是有線的傳輸介質(zhì),也可以是無線的傳輸介質(zhì)。信號(hào)變換器的功能是把通信控制器發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于在信道上傳輸?shù)男盘?hào),或者相反,把從信道上接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換成通信控制器所能接受的信號(hào)。如調(diào)制解調(diào)器、光電轉(zhuǎn)換器。信號(hào)變換器和其他的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備又統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE),為用戶設(shè)備提供入網(wǎng)的連接點(diǎn)。5.2數(shù)據(jù)通信基本概念信息是人對(duì)現(xiàn)實(shí)世界事物存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的某種認(rèn)識(shí)。表示信息的形式可以是數(shù)值、文字、圖形、聲音、圖像以及動(dòng)畫等。數(shù)據(jù)是把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式,它能被識(shí)別,也可以被描述。數(shù)據(jù)的概念包括兩個(gè)方面數(shù)據(jù)內(nèi)容是事物特性的反映或描述數(shù)據(jù)以某種媒體作為載體信號(hào)是數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn),具有確定的物理描述。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中,人們主要關(guān)注數(shù)據(jù)和信號(hào)。5.2數(shù)據(jù)通信基本概念信號(hào)可以是模擬的也可以是數(shù)字的,信道也分為傳送模擬信號(hào)的模擬信道和傳送數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信道兩大類。數(shù)據(jù)可以是模擬的也可以是數(shù)字的。模擬與連續(xù)相對(duì)應(yīng)。模擬數(shù)據(jù)是取某一區(qū)間的連續(xù)值,模擬信號(hào)是一個(gè)連續(xù)變化的物理量。利用模擬信道進(jìn)行數(shù)據(jù)通信比較方便,但傳輸過程中會(huì)受到干擾而失真。數(shù)字與離散相對(duì)應(yīng)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)取某一區(qū)間內(nèi)有限個(gè)離散值,數(shù)字信號(hào)取幾個(gè)不連續(xù)的物理狀態(tài)來代表數(shù)字。由這些離散數(shù)字按不同的規(guī)則組成的離散數(shù)字序列就形成了數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),其離散數(shù)字的序列便是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的代碼。利用數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù),在受到一定限度內(nèi)的干擾后是可以恢復(fù)的。5.2數(shù)據(jù)通信基本概念模擬信號(hào)：波動(dòng)性；持續(xù)變化；反映事物的本質(zhì)；在電信業(yè)已經(jīng)被廣泛使用超過100年；數(shù)字信號(hào)：離散性；躍變性；設(shè)備性能先進(jìn),

較為便宜；5.2數(shù)據(jù)通信基本概念模擬數(shù)據(jù)可以用模擬信號(hào)來表示模擬數(shù)據(jù)是時(shí)間的函數(shù),并占有一定的頻率范圍,即頻帶。模擬數(shù)據(jù)可以直接用占有相同頻帶的電信號(hào),即對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)來表示。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以用模擬信號(hào)來表示此時(shí)要利用調(diào)制解調(diào)器Modem(Modulater/Demodulater)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào),使之能在適合于此種模擬信號(hào)的介質(zhì)上傳輸。大多數(shù)通用的Modem都用語音頻帶來表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),因此能使數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在普通的音頻電話線上傳輸;在線路的另一端,Modem再把模擬信號(hào)解調(diào)還原成原來的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。5.2數(shù)據(jù)通信基本概念模擬數(shù)據(jù)可以用數(shù)字信號(hào)來表示。對(duì)于聲音數(shù)據(jù)來說,完成模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換功能的設(shè)施是編碼解碼器CODEC(Coder/Decoder)。CODEC將直接表示聲音數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼轉(zhuǎn)換成用二進(jìn)制位流近似表示的數(shù)字信號(hào);而線路另一端的CODEC,則將二進(jìn)制位流解碼恢復(fù)成原來的模擬數(shù)據(jù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以用數(shù)字信號(hào)來表示。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)還可以直接用二進(jìn)制形式的數(shù)字脈沖信號(hào)來表示,但為了改善其傳播特性,一般先要對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。5.2數(shù)據(jù)通信基本概念模擬信號(hào)的衰減與增強(qiáng)用放大器來增強(qiáng)信號(hào)中的能量問題：會(huì)使噪音分量增強(qiáng),以至引起信號(hào)畸變。對(duì)于模擬數(shù)據(jù)來說,即使存在一些畸變,內(nèi)容仍然可以聽懂理解;但對(duì)于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來說,畸變將會(huì)使數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生錯(cuò)誤。數(shù)字信號(hào)的衰減與增強(qiáng)使用中繼器。中繼器接收衰減了的數(shù)字信號(hào),把數(shù)字信號(hào)恢復(fù)為0、1的標(biāo)準(zhǔn)電平,然后重新傳輸這種新的信號(hào),這樣就有效地克服了衰減。5.2數(shù)據(jù)通信基本概念對(duì)數(shù)據(jù)通信的期望：傳輸速度快、出錯(cuò)率低、信息量大、可靠性高,并且既經(jīng)濟(jì)又便于使用維護(hù)信號(hào)傳輸速率(碼元速率、調(diào)制速率或波特率baud)一個(gè)數(shù)字脈沖稱為一個(gè)碼元信號(hào)傳輸速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過信道傳輸?shù)拇a元個(gè)數(shù),也就是信號(hào)經(jīng)調(diào)制后的傳輸速率若信號(hào)碼元的寬度(脈沖的周期)為T秒,則碼元速率數(shù)據(jù)傳輸速率(比特率)每秒能傳輸?shù)亩M(jìn)制信息位數(shù),單位為位/秒

(bitspersecond)、記作bps或b/s,它可由下式確定:

5.2數(shù)據(jù)通信基本概念N為一個(gè)碼元所取的有效離散值個(gè)數(shù),也稱調(diào)制電平數(shù),一般取2的整數(shù)次的關(guān)系一般在二元調(diào)制方式中,R和B都取同一值,習(xí)慣上二者是通用的。但在多元調(diào)制的情況下,必須將它們區(qū)別開來。雖然數(shù)據(jù)傳輸速率和調(diào)制速率都是描述通信速度的指標(biāo),但它們是完全不同的兩個(gè)概念方值一個(gè)碼元僅可取0和1兩種離散值,則該碼元只能攜帶一位二進(jìn)制信息;若一個(gè)碼元可取00、01、10和11四種離散值,則該碼元就能攜帶兩位二進(jìn)制信息。以此類推,若一個(gè)碼元可取N種離散值,則該碼元便能攜帶位二進(jìn)制信息兩種速率間例：采用8種相位的調(diào)制方式,當(dāng)信號(hào)速率為1200baud時(shí),數(shù)據(jù)傳輸速率是多少？5.2數(shù)據(jù)通信基本概念誤碼率衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在正常工作情況下的傳輸可靠性的指標(biāo)定義為二進(jìn)制數(shù)據(jù)位傳輸時(shí)出錯(cuò)的概率。設(shè)傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)總數(shù)為N位,其中出錯(cuò)的位數(shù)為Ne位,則誤碼率表示為:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,一般要求誤碼率低于10-6,即平均每傳輸106位數(shù)據(jù)僅允許錯(cuò)一位若誤碼率達(dá)不到這個(gè)指標(biāo),可以通過差錯(cuò)控制方法進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)5.2數(shù)據(jù)通信基本概念諧波的概念電壓一般具有很好的正弦特性,但在接近負(fù)荷端,電壓畸變率較大。對(duì)于某些負(fù)荷,電流波形只是一個(gè)近似的正弦波。多數(shù)畸變是周期性的,用“諧波”來描述符合上述規(guī)律的波形畸變。根據(jù)傅里葉級(jí)數(shù)進(jìn)行分解,任何周期性的畸變波形都可用正弦波形的和表示。即當(dāng)畸變波形的每個(gè)周期都相同時(shí),該波形可用一系統(tǒng)頻率為基波頻率整數(shù)倍的理想正弦波形的和來表示。其中頻率為基波頻率整數(shù)倍的分量稱為諧波5.2數(shù)據(jù)通信基本概念帶寬的概念信號(hào)的帶寬是指它的頻譜寬度。理論上任意持續(xù)期有限的信號(hào)的頻譜總是無限寬的,但在實(shí)際應(yīng)用中,頻譜寬度被認(rèn)為是信號(hào)能量比較集中的那樣一個(gè)頻率范圍。如果認(rèn)為能量主要集中在寬度為τ主頻譜內(nèi),則它的帶寬Bf是1/τ。假定正電平代表1,負(fù)電平代表0,則與位串101010相應(yīng)的脈沖信號(hào)波形為5.2數(shù)據(jù)通信基本概念設(shè)數(shù)據(jù)傳輸率為Rbps,則脈沖序列的周期T＝2/R,如果認(rèn)為該信號(hào)的能量主要集中在1,3,5次諧波中,則可認(rèn)為脈沖序列頻譜的帶寬Bf為5f1,f1是它的基波頻率。于是有Bf=5f1=5·1/T=5·R/2＝2.5R可見,數(shù)據(jù)傳輸率R越高,則信號(hào)帶寬越寬。5.2數(shù)據(jù)通信基本概念***系統(tǒng)對(duì)不同頻率的正弦波,傳輸能力不同對(duì)不同頻率的正弦波測(cè)量出它們通過系統(tǒng)后各自的輸出幅度與輸入幅度之比K(f),可以獲得一條曲線K(f)～f,稱為該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)曲線。一個(gè)具有低通特性的系統(tǒng),其典型的頻率響應(yīng)曲線為5.2數(shù)據(jù)通信基本概念****當(dāng)K(f)降低到時(shí),相應(yīng)的頻率fc稱為該系統(tǒng)的截止頻率。當(dāng)輸入信號(hào)的頻率大于fc時(shí),它在該系統(tǒng)中傳輸時(shí)將受到較大的衰減。因此,可以把0～fc稱為具有低通特性的系統(tǒng)所具有的帶寬。若被傳信號(hào)的帶寬Bf大于傳輸系統(tǒng)的帶寬Wf,信號(hào)分量中一部分信號(hào)將被衰減掉,造成被傳信號(hào)的失真。通常的電話傳輸系統(tǒng),其帶寬為3000HZ。如果用它來傳輸數(shù)據(jù),其數(shù)據(jù)率為：在電話線上用1200bps的速率傳送數(shù)據(jù)時(shí),只有5次以上諧波受到較大衰減,基本能保持原始信號(hào)的形狀。5.3.1點(diǎn)－點(diǎn)通信方式單工方式信息固定地從一端(發(fā)送端)傳送到另一端(接收端)。鍵盤與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)和打印機(jī)之間的通信多是這種方式半雙工方式在這種方式中,信息可以向二個(gè)相反方向傳送,但不能同時(shí)進(jìn)行。依據(jù)信息傳送的方向,發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備交替地使用傳輸信道相連。全雙工方式能同時(shí)在二個(gè)相反方向上傳輸信息,因此需要二個(gè)獨(dú)立的通道。這二個(gè)獨(dú)立的通道,可以采用二對(duì)線路來實(shí)現(xiàn),也可以采用多路復(fù)用技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。5.3.2通信線路結(jié)構(gòu)若一條線路上只有二個(gè)站,則通信線路是點(diǎn)-點(diǎn)結(jié)構(gòu)的；若一條線路上有多個(gè)站,則通信線路是多點(diǎn)結(jié)構(gòu)5.3.2通信線路結(jié)構(gòu)以上可構(gòu)成較復(fù)雜通信方式5.3.3異步與同步通信同步問題是數(shù)據(jù)通信中一個(gè)關(guān)鍵問題通常使用兩種同步方式進(jìn)行傳輸異步傳輸同步傳輸。在信息傳輸?shù)倪^程中,往往還要求在不同的等級(jí)上實(shí)現(xiàn)同步。字符同步：識(shí)別每一個(gè)字符或一幀數(shù)據(jù)的開始和結(jié)束位同步：識(shí)別每一位的開始和結(jié)束。在異步傳輸中,每發(fā)送一個(gè)字符其開頭都帶一位起始位,以便在每一個(gè)字符開始時(shí)接收端和發(fā)送端同步一次。在同步傳輸中,在每塊數(shù)據(jù)的開頭設(shè)置專門的同步字符,它可以是一個(gè)字符或多個(gè)字符,然后要求發(fā)送端和接收端在該幀數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中保持同步。5.3.3異步與同步通信同步傳輸有面向字符和面向位的二種控制方式。對(duì)于面向字符的傳輸,數(shù)據(jù)都被看作字符序列,所有的控制信息也都是字符形式。在數(shù)據(jù)串(字符序列)的前、后分別設(shè)有開始標(biāo)志和結(jié)束標(biāo)志。接收端首先尋找開始同步字符,然后處理控制字符,接收數(shù)據(jù)字符。一幀的結(jié)束可以用結(jié)束控制字符標(biāo)志,也可以在控制字符中設(shè)置幀長(zhǎng)度加以控制。對(duì)于面向位的傳輸,數(shù)據(jù)都被看作二進(jìn)制位序列。一個(gè)或多個(gè)同步字符控制字符數(shù)據(jù)字符結(jié)束控制字符5.3.4DTE和DCTE計(jì)算機(jī)通過傳輸介質(zhì)相互連接進(jìn)行通信。計(jì)算機(jī)或終端這類數(shù)據(jù)處理設(shè)備稱為DTE。DTE都通過另一個(gè)中間設(shè)備把數(shù)據(jù)變成適合于在介質(zhì)傳輸?shù)男盘?hào)形式再和介質(zhì)相連,這個(gè)中間設(shè)備稱為DCE,它是一種通信控制設(shè)備,例如調(diào)制解調(diào)器就是一種DCE設(shè)備。DCE一方面負(fù)責(zé)和線路相聯(lián)系,另一方面又要和與它相連的DTE聯(lián)系,向DTE傳達(dá)它從鏈路上所接收的控制和數(shù)據(jù)信息。為了生產(chǎn)廠商和用戶的方便,DTE和DCE之間必須規(guī)定出標(biāo)準(zhǔn)的物理連接方式,這些關(guān)于物理連接的規(guī)定稱為通信過程中的物理層協(xié)議。5.4傳輸信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)信號(hào)在物理信道中傳輸時(shí),會(huì)由于各類原因而造成信號(hào)的失真。在數(shù)據(jù)通信中,會(huì)使接收端收到的二進(jìn)制數(shù)位和發(fā)送端實(shí)際發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)位不一致,從而造成差錯(cuò)。一般來說,傳輸中的差錯(cuò)都是由噪聲引起的。噪聲有兩大類,一類是信道固有的、持續(xù)存在的隨機(jī)熱噪聲;另一類是由外界特定的短暫原因所造成的沖擊噪聲。5.4傳輸信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)熱噪聲引起的差錯(cuò)稱為隨機(jī)錯(cuò),所引起的某位碼元的差錯(cuò)是孤立的,與前后碼元沒有關(guān)系。沖擊噪聲呈突發(fā)狀,由其引起的差錯(cuò)稱為突發(fā)錯(cuò)。幅度可能相當(dāng)大,且無法避免差錯(cuò),是傳輸中產(chǎn)生差錯(cuò)的主要原因。沖擊噪聲雖然持續(xù)時(shí)間很短,但在一定的數(shù)據(jù)速率條件下,仍然會(huì)影響到一串碼元。從突發(fā)錯(cuò)誤發(fā)生的第一個(gè)碼元到有錯(cuò)的最后一個(gè)碼元間所有碼元的個(gè)數(shù),稱為該突發(fā)錯(cuò)的突發(fā)長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)通信中不加任何差錯(cuò)控制措施,直接用信道來傳輸數(shù)據(jù)是不可靠的。5.4傳輸信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)最常用的差錯(cuò)控制方法是差錯(cuò)控制編碼。數(shù)據(jù)信息位在向信道發(fā)送之前,先按照某種關(guān)系附加上一定的冗余位,構(gòu)成一個(gè)碼字后再發(fā)送,這個(gè)過程稱為差錯(cuò)控制編碼過程。接收端收到該碼字后,檢查信息位和附加的冗余位之間的關(guān)系,以檢查傳輸過程中是否有差錯(cuò)發(fā)生,這個(gè)過程稱為校驗(yàn)過程。利用差錯(cuò)控制編碼來進(jìn)行差錯(cuò)控制的方法基本上有兩類自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ：接收端檢測(cè)出有差錯(cuò)時(shí),就設(shè)法通知發(fā)送端重發(fā),直到正確的碼字收到為止前向糾錯(cuò)FEC：接收端不但能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò),而且能確定二進(jìn)制碼元發(fā)生錯(cuò)誤的位置,從而加以糾正。因此,差錯(cuò)控制編碼又可分為檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼。檢錯(cuò)碼是指能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)的編碼,糾錯(cuò)碼是指不僅能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)而且能自動(dòng)糾正差錯(cuò)的編碼。5.4傳輸信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)ARQ方式只使用檢錯(cuò)碼,但必須有雙向信道才可能將差錯(cuò)信息反饋至發(fā)送端。發(fā)送方要設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖區(qū)存放已發(fā)出去的數(shù)據(jù),以便出差錯(cuò)后可以重新發(fā)送。FEC方式不需要反向信道來傳遞請(qǐng)求重發(fā)的信息,發(fā)送端也不需要存放以備重發(fā)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。但糾錯(cuò)碼一般說來要比檢錯(cuò)碼使用更多的冗余位,即編碼效率低,且糾錯(cuò)設(shè)備也比檢錯(cuò)設(shè)備復(fù)雜,因而除非在單向傳輸或?qū)崟r(shí)要求特別高等場(chǎng)合外,還是ARQ差錯(cuò)控制方式。也可以將上述兩者混合使用,即當(dāng)碼字中的差錯(cuò)個(gè)數(shù)在糾正能力以內(nèi)時(shí),直接進(jìn)行糾正;當(dāng)碼字中的差錯(cuò)個(gè)數(shù)超出糾正能力時(shí),則檢出差錯(cuò),使用重發(fā)方式來糾正差錯(cuò)。5.4傳輸信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)衡量編碼性能好壞的一個(gè)重要參數(shù)是編碼效率R編碼效率是碼字中信息位所占的比例。若碼字中信息位為k位,編碼時(shí)外加冗余位為r位,則編碼后得到的碼字長(zhǎng)度為n=k+r位,由此編碼效率R可表示為:顯然,編碼效率越高,即R越大,信道中用來傳送信息碼元的有效利用率就越高。幾種最常用的差錯(cuò)控制編碼方法：奇偶校驗(yàn)碼循環(huán)冗余碼海明碼5.4.1信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)方法一般對(duì)一個(gè)字符是否出錯(cuò)常常采用奇偶校驗(yàn)的方法；對(duì)一個(gè)字符塊是否出錯(cuò)常常采用塊奇偶校驗(yàn)方法,有時(shí)又稱為水平垂直奇偶校驗(yàn)。奇偶校驗(yàn)碼：通過增加冗余位使得碼字中“1”的個(gè)數(shù)恒為奇數(shù)或偶數(shù)的編碼方法,是一種檢錯(cuò)碼。對(duì)101101進(jìn)行奇校驗(yàn),則冗余位是：1對(duì)101101進(jìn)行偶校驗(yàn),則冗余位是：0對(duì)101100進(jìn)行奇校驗(yàn),則冗余位是：0對(duì)101100進(jìn)行偶校驗(yàn),則冗余位是：1在實(shí)際使用時(shí)又可分為垂直奇偶校驗(yàn)、水平奇偶校驗(yàn)和水平垂直奇偶校驗(yàn)等幾種5.4.1信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)方法垂直奇偶校驗(yàn)(縱向奇偶校驗(yàn))將要發(fā)送的整個(gè)信息塊分為定長(zhǎng)P位的Q段,每段后面按“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)的規(guī)律加上一位奇偶位。rq…….r2r1Ipq…….Ip2Ip1…….…….I2q…….I22I21I1q…….I12I11發(fā)送順序信息位冗余位偶校驗(yàn)：ri=I1i+I2i+…+IpI(i=1,2…,q)奇校驗(yàn)：ri=I1i+I2i+…+IpI+1(i=1,2…,q)模2加5.4.1信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)方法編碼及校驗(yàn)過程中,用硬件和軟件方法容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)半加運(yùn)算編碼效率：R=p/(p+1),若p取8,則效率為8/9缺點(diǎn)：只能檢查出每列中的所有奇數(shù)位錯(cuò),對(duì)于突發(fā)錯(cuò)誤來說,漏檢率接近于1/25.4.1信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)方法水平奇偶校驗(yàn)(橫向奇偶校驗(yàn))為了降低對(duì)突發(fā)錯(cuò)誤的漏檢率,可采用水平奇偶校驗(yàn)方法。水平奇偶校驗(yàn)是對(duì)各個(gè)信息段的相應(yīng)位橫向進(jìn)行編碼,產(chǎn)生一個(gè)奇偶校驗(yàn)冗余位若每個(gè)信息段就是一個(gè)字符的話,這里的q就是發(fā)送的信息塊中的字符數(shù)IpqI2qI1qrpr3r2r1…….Ip2Ip1…….…….…….I22I21…….I12I11發(fā)送順序信息位冗余位5.4.1信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)方法編碼效率：R=q/(q+1)不但能檢出各段同一位上的奇數(shù)位錯(cuò),而且還能檢測(cè)出突發(fā)長(zhǎng)度<=p的所有突發(fā)錯(cuò)不論采用硬件方法還是軟件方法,都不能在發(fā)送過程中邊產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)冗余位邊插入發(fā)送,而必須等待要發(fā)送的全部信息塊到齊后,才能計(jì)算冗余位,也就是一定要使用數(shù)據(jù)緩沖器,因此它的編碼和檢測(cè)實(shí)現(xiàn)起來都要復(fù)雜一些5.4.1信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)方法水平垂直奇偶檢驗(yàn)(縱橫奇偶校驗(yàn))同時(shí)進(jìn)行水平奇偶校驗(yàn)和垂直奇偶校驗(yàn)就構(gòu)成水平垂直奇偶校驗(yàn)rpIpq…….Ip2Ip1rp+1,q+1rp+1,q……rp+1,2rp+1,1I2qI1qr3r2r1…….…….…….I22I21…….I12I11冗余位冗余位發(fā)送順序5.4.1信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)方法編碼效率：R=pq/[(p+1)(q+1)]能檢查出奇數(shù)位出錯(cuò)能檢查出3位或3位以下的出錯(cuò)能檢查出突發(fā)長(zhǎng)度<=p+1的突發(fā)錯(cuò)以及很大一部分的偶數(shù)位出錯(cuò)實(shí)踐表明,此種編碼使誤碼率能降低到百分之一到萬分之一還可用于部分糾錯(cuò)5.4.1信號(hào)錯(cuò)誤檢測(cè)方法水平垂直奇偶校驗(yàn)舉例字符ASCII水平奇校驗(yàn)H10010001a11000010m11011010g11001110n11011100c11000111o11011111垂直奇校驗(yàn)011111005.4.2CRC校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)碼簡(jiǎn)單,但漏檢率太高。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信中用得最廣泛的檢錯(cuò)碼,是一種漏檢率低得多也便于實(shí)現(xiàn)的循環(huán)冗余碼CRC,又稱為多項(xiàng)式碼任何一個(gè)由二進(jìn)制數(shù)位串組成的代碼,都可惟一地與一個(gè)只含有0和1兩個(gè)系數(shù)的多項(xiàng)式建立一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系

代碼1010111對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式為多項(xiàng)式對(duì)應(yīng)的代碼為101111。

5.4.2CRC校驗(yàn)CRC碼在編碼校驗(yàn)時(shí),利用事先約定的生成多項(xiàng)式G(X)來得到。k位要發(fā)送的信息位可對(duì)應(yīng)于一個(gè)(k-1)次多項(xiàng)式K(X)r位冗余位則對(duì)應(yīng)于一個(gè)(r-1)次多項(xiàng)式R(X)由k位信息位后面加上r位冗余位組成的n=k+r位碼字,則對(duì)應(yīng)于一個(gè)(n-1)次多項(xiàng)式數(shù)據(jù)1011001,冗余位1010信息位是K(X)=X6+X4+X3+1,冗余位是R(X)=X3+X發(fā)送數(shù)據(jù)是T(X)=X4*K(X)+R(X)=X10+X8+X7+X4+X3+X5.4.2CRC校驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：由信息位產(chǎn)生冗余位的編碼過程,即已知K(X)求R(X)的過程。也就是知道了要傳輸?shù)膬?nèi)容,如何去產(chǎn)生冗余位？通過找到一個(gè)特定的r次多項(xiàng)式G(X)(其最高項(xiàng)Xr的系數(shù)恒為1),然后用Xr·K(X)去除以G(X),得到的余式就是R(X)。這些多項(xiàng)式中的“+”都是模2加(也即異或運(yùn)算);除法用的也是模2除法(除法過程中用到的減法是模2減法),不考慮加法進(jìn)位和減法借位0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=00-0=0 0-1=1 1-0=1 1-1=01101001+

1101001=?5.4.2CRC校驗(yàn)在進(jìn)行基于模2運(yùn)算的多項(xiàng)式除法時(shí),只要部分余數(shù)首位為1,便可上商1,否則上商0。然后按模2減法求得余數(shù),該余數(shù)不計(jì)最高位。當(dāng)被除數(shù)逐位除完時(shí),最后得到比除數(shù)少一位的余數(shù)。此余數(shù)即為冗余位。將其添加在信息位后便構(gòu)成CRC碼字例：K(X)=X6+X4+X3+1,G(X)=X4+X3+1(11001)X4*K(X)=X10+X8+X7+X4(10110010000)

進(jìn)行模2除5.4.2CRC校驗(yàn)?zāi)?除的過程R(X)=X3+X即101010110010000110011101010110011111011001111101100111100110011010發(fā)送序列為:101100110105.4.2CRC校驗(yàn)由于R(X)是Xr·K(X)除以G(X)的余式,則必然滿足

Xr·K(X)=G(X)Q(X)+R(X)(被除數(shù)=除數(shù)·商+余數(shù))由于R(X)+R(X)=0(模2加),所以可改寫為

Xr·K(X)+R(X)=G(X)Q(X)+R(X)+R(X)=G(X)Q(X)即(Xr·K(X)+R(X))/G(X)=Q(X),即T(X)/G(X)=Q(X)因此對(duì)信道上發(fā)送的碼字多項(xiàng)式T(X)來說,若傳輸過程無錯(cuò),則接收到的碼字多項(xiàng)式能被G(X)整除。因而接收端的校驗(yàn)過程就是將接收到的碼字多項(xiàng)式除以G(X)的過程。若余式為零則認(rèn)為傳輸無差錯(cuò);若余式不為零則傳輸有差錯(cuò)5.4.2CRC校驗(yàn)例：10110011010→10110011100

10110011100110011101010110011111011001111111100111010110010110!=0,傳輸出錯(cuò)！

5.4.2CRC校驗(yàn)余式不為零,相當(dāng)于在碼字上面半加上了差錯(cuò)模式。差錯(cuò)模式對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式記為E(X),例中E(X)=X2+X。有差錯(cuò)時(shí),接收端收到的不再是T(X),而是T(X)與E(X)之模二加,即[T(X)+E(X)]/G(X)=T(X)/G(X)+E(X)/G(X)若E(X)/G(X)!=0,則這種差錯(cuò)就能檢測(cè)出來;若E(X)/G(X)==0,錯(cuò)誤就檢測(cè)不出來,也即發(fā)生了漏檢。5.4.2CRC校驗(yàn)可以證明循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)能力有以下特點(diǎn):(1)可檢測(cè)出所有奇數(shù)位錯(cuò)。(2)可檢測(cè)出所有雙比特的錯(cuò)。(3)可檢測(cè)出所有小于、等于校驗(yàn)位長(zhǎng)度的突發(fā)錯(cuò)。CRC碼是由Xr·K(X)除以某個(gè)選定的多項(xiàng)式后產(chǎn)生的,所以該多項(xiàng)式稱生成多項(xiàng)式。一般來說,生成多項(xiàng)式位數(shù)越多校驗(yàn)?zāi)芰υ綇?qiáng)。但并不是任何一個(gè)r+1位的二進(jìn)制數(shù)都可以做生成多項(xiàng)式。目前廣泛使用的生成多項(xiàng)式主要有四種。CRC12=X12+X11+X3+X2+1CRC16=X16+X15+X2+1(IBM)CRC16=X16+X12+X5+1(ITU)CRC32=X32+X26+X23+X22+X16+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+15.4.3海明碼(1)由R.Hamming在1950年首次提出的,它是一種可以糾正一位差錯(cuò)的編碼。(n-1)位信息位加上一位偶校驗(yàn)位,構(gòu)成一個(gè)n位的碼字,則在接收端校驗(yàn)時(shí),可按關(guān)系式來計(jì)算。若求得S=0,則表示無錯(cuò);若S=1,則有錯(cuò)。上式可稱為監(jiān)督關(guān)系式,S稱為校正因子奇偶校驗(yàn)情況下,只有一個(gè)監(jiān)督關(guān)系式和一個(gè)校正因子,其取值只有0或1兩種情況,分別代表無錯(cuò)和有錯(cuò)兩種結(jié)果,且不能指出差錯(cuò)所在的位置考慮,增加冗余位5.4.3海明碼(1)如果有兩個(gè)校正因子S1和S0,則S1S0取值就有00、01、10或11四種可能的組合,也即能區(qū)分四種不同的情況。若其中一種取值用于表示無錯(cuò)(如00),則另外三種(01、10及11)便可以用來指出不同情況的差錯(cuò),從而可以進(jìn)一步區(qū)分出是哪一位錯(cuò)設(shè)信息位為k位,冗余位r位,碼字n=k+r位。若希望用r個(gè)監(jiān)督關(guān)系式產(chǎn)生的r個(gè)校正因子來區(qū)分無錯(cuò)和在碼字中的n個(gè)不同位置的一位錯(cuò),則要求滿足以下關(guān)系式:

2r>=n+1

或

2r>=k+r+1

5.4.3海明碼(1)k=4,則取r=3,此時(shí)n=7,編碼為得到監(jiān)督關(guān)系式S2=a2+a4+a5+a6；S1=a1+a3+a5+a6；S0=a0+a3+a4+a6a6,a5,a4,a3取決于輸入信號(hào),a2,a1,a0計(jì)算得出計(jì)算原則：使得S2,S1,S0都等于00=a2+a4+a5+a6即：a2=a4+a5+a60=a1+a3+a5+a6即：a1=a3+a5+a60=a0+a3+a4+a6即：a0=a3+a4+a6S2S1S0000001010100011101110111錯(cuò)碼位置無錯(cuò)a0a1a2a3a4a5a65.4.3海明碼(1)已知信息位后,按上述三式即可算出各冗余位。對(duì)于本例來說,各種信息位算出的冗余位如表2.2所示在接收端收到每個(gè)碼字后,按監(jiān)督關(guān)系式算出S2,S1,S0,若全為“0”則無錯(cuò);若不全為“0”,在一位錯(cuò)的情況下,可查表來判定是哪一位錯(cuò),從而糾正。例：碼字0010101傳輸中發(fā)生一位錯(cuò),收到0011101,代入監(jiān)督關(guān)系式可算得S2=0,S1=1,S0=1,由表可查得S2S1S0=011對(duì)應(yīng)于a3錯(cuò),因而可將0011101糾正為00101010上述海明碼的編碼效率為4/7(0.57)。若K=7,按2r>=k+r+1可算得r至少為4,此時(shí)編碼效率為7/11(0.64)。可見,信息位位數(shù)越多時(shí)編碼效率就越高5.4.3海明碼(2)將冗余位的位置規(guī)定在序號(hào)數(shù)是2n(n=0,1,2,…)的地方當(dāng)數(shù)據(jù)位為7位時(shí),需要使用4位冗余位,分別位于20,21,22,23上,即第1,2,4,8位,形成的糾錯(cuò)ASCII碼記為：

P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11

把數(shù)據(jù)位的下標(biāo)寫成2的冪次方(即1,2,4,8,…)之和,如：3=1+2,5=1+4,6=2+4,7=1+2+4,9=1+8,10=2+8,11=1+2+8。各校驗(yàn)位由下式?jīng)Q定：

P1=D3⊕D5⊕D7⊕D9⊕D11

P2=D3⊕D6⊕D7⊕D10⊕D11

P4=D5⊕D6⊕D7

P8=D9⊕D10⊕D11

5.4.3海明碼(2)由數(shù)據(jù)位可立即生成校驗(yàn)位為檢測(cè)有無錯(cuò)誤以及哪一位出錯(cuò),設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器,其初值為0,如果Pi(i=1,2,4,8…)錯(cuò)則計(jì)數(shù)器增加i。最后計(jì)數(shù)器之值為0則表示沒有錯(cuò),計(jì)數(shù)器之值為x則表示第x位出錯(cuò)(x=1,2,3,4,5,6,7,8,9,……)。5.5數(shù)據(jù)鏈路控制在通信時(shí),為了對(duì)數(shù)據(jù)傳輸過程加以控制和管理,必須進(jìn)行以下幾方面的工作：

進(jìn)行流量控制進(jìn)行差錯(cuò)控制鏈路控制規(guī)程協(xié)議5.5.1流量控制停止-等待方式發(fā)送一幀數(shù)據(jù)后停止下來,等待收端的響應(yīng)信號(hào),接收端允許發(fā)送下一幀則繼續(xù)發(fā)送下一幀,否則繼續(xù)等待。該方法對(duì)傳播時(shí)間<<幀傳輸時(shí)間的鏈路是適宜的。幀傳輸時(shí)間一般等于傳播時(shí)間加發(fā)送一幀所需的時(shí)間。對(duì)于幀發(fā)送時(shí)間小于傳播時(shí)間的鏈路(例如衛(wèi)星傳輸),等待響應(yīng)的時(shí)間大大超過發(fā)送時(shí)間,鏈路用于傳輸有效數(shù)據(jù)的時(shí)間太少,利用率低。單純的停等方式在發(fā)送端沒有得到接收端響應(yīng)的情況下,只允許發(fā)出一幀數(shù)據(jù)；若對(duì)這種情況加以改善,發(fā)送端在沒有得到接收端的響應(yīng)時(shí)允許發(fā)送N幀數(shù)據(jù),相當(dāng)于有多幀數(shù)據(jù)同時(shí)處于傳輸之中。5.5.1流量控制介質(zhì)利用率：介質(zhì)傳送有效數(shù)據(jù)的時(shí)間與該傳輸過程所經(jīng)歷的總時(shí)間之比。設(shè)A站向B站發(fā)送一幀數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間為一個(gè)單位時(shí)間,數(shù)據(jù)從A站到B站的傳播時(shí)間為a個(gè)單位時(shí)間,則傳輸完一幀數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間為(1+a)個(gè)單位時(shí)間。對(duì)于單純的停等方式,接收完一幀數(shù)據(jù)后應(yīng)緊接發(fā)一響應(yīng)幀,不計(jì)響應(yīng)幀長(zhǎng),響應(yīng)幀從B站到A站的傳輸時(shí)間也為a個(gè)單位。介質(zhì)的最大利用率為1/(1+2a)；當(dāng)a<<1時(shí)近似為1。

5.5.1流量控制對(duì)于允許連續(xù)發(fā)送N幀的情況當(dāng)N<1+2a時(shí)t=0A站開始發(fā)送第一幀；t=a第一幀開始到達(dá)B站；A站發(fā)完a幀；t=a+1B站接收完第一幀,發(fā)回一個(gè)響應(yīng)幀ack1,A站發(fā)完a+1幀；t=NA站發(fā)完N幀,等待回答；t=2a+1A站接收到響應(yīng)幀ack1,允許發(fā)送下一幀；B站接收完a+1幀。介質(zhì)利用率為N/(1+2a)5.5.1流量控制當(dāng)N>2a+1時(shí)t=0 A站開始發(fā)送；t=a 第一幀開頭到B站,A站發(fā)完a幀；t=a+1 B站收完第一幀,發(fā)出響應(yīng)幀ack1；t=2a+1 A站收到第一幀的響應(yīng)幀ack1,N>2a+1,這時(shí)A站一直發(fā)送下去?？梢娊橘|(zhì)沒有任何空閑時(shí)間,B站在a以后一直接收有數(shù)據(jù),因此介質(zhì)利用率為1。發(fā)送端在沒有收到接收端響應(yīng)信號(hào)的情況下,若允許連續(xù)發(fā)送N幀數(shù)據(jù),鏈路的利用率為：

5.5.1流量控制滑動(dòng)窗口法發(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)據(jù)的最大限度,稱為鏈路的發(fā)送窗口。接收方同樣也有接收窗口。如果發(fā)送窗口設(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。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,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,其上下界稱為發(fā)送窗口的上下沿,上下沿的間距稱為窗口尺寸。發(fā)送方每次發(fā)送一幀后,待確認(rèn)幀的數(shù)目增1,每收到一個(gè)確認(rèn)信息后,待確認(rèn)幀的數(shù)目減1,當(dāng)重發(fā)表長(zhǎng)度計(jì)數(shù)值,即待確認(rèn)幀的數(shù)目等于發(fā)送窗口尺寸的時(shí)候,便停止發(fā)送新的幀。5.5.1流量控制幀號(hào)一般只取有限位二進(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0~7間循環(huán)。用發(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,簡(jiǎn)稱滑窗。本質(zhì)是在收到確定幀之前,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。如果接收方來不及對(duì)收到的幀進(jìn)行處理,則接收方停發(fā)確認(rèn)信息,此時(shí)發(fā)送方的重發(fā)表就會(huì)增長(zhǎng),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。5.5.1流量控制滑動(dòng)窗口的狀態(tài)變化過程5.5.2差錯(cuò)控制采用差錯(cuò)控制技術(shù)的目的：使一個(gè)不可靠的鏈路變成一個(gè)可靠的鏈路。在采用停-等方式的鏈路控制中,發(fā)送端接收到Nak(非正常響應(yīng)幀)或者超過一定的時(shí)間未接收到響應(yīng),則自動(dòng)重新發(fā)送上一幀。5.5.2差錯(cuò)控制在采用滑窗式流量控制的鏈路中,用連續(xù)自動(dòng)重發(fā)技術(shù)。連續(xù)自動(dòng)重發(fā)在實(shí)際上又分為返回全部重發(fā)選擇自動(dòng)重發(fā)5.5.2差錯(cuò)控制Go-Back-N策略發(fā)送方可以連續(xù)向接收方發(fā)送數(shù)據(jù)幀,接收方對(duì)接收的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行校驗(yàn),然后向發(fā)送方發(fā)回應(yīng)答幀。當(dāng)接收方檢測(cè)出失序的信息幀后,要求發(fā)送方重發(fā)最后一個(gè)正確接收的信息幀后的所有未被確認(rèn)的幀5.5.2差錯(cuò)控制選擇重發(fā)策略當(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,就可與原已存于緩沖區(qū)中的其余幀一并按正確的順序遞交高層5.5.3鏈路控制規(guī)程為保證通信的雙方能有效可靠地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,在通信的發(fā)送和接收之間有一系列的約定或規(guī)定,稱為通信控制規(guī)程。由于對(duì)控制方法影響較大的是傳輸信息的基本單位,因此鏈路控制規(guī)程主要有“面向字符的控制規(guī)程”和“面向比特的控制規(guī)程”。面向字符的控制規(guī)程把數(shù)據(jù)和控制信息都看作是字符面向比特的控制規(guī)程把數(shù)據(jù)及控制信息都看作是位的組合5.5.3鏈路控制規(guī)程面向字符的同步控制協(xié)議是最早提出的同步協(xié)議典型代表是IBM公司的BSC,ANSI和ISO都提出了類似標(biāo)準(zhǔn)任何鏈路層協(xié)議均可由鏈路建立、數(shù)據(jù)傳輸和鏈路拆除三部分組成。為實(shí)現(xiàn)建鏈拆鏈等鏈路管理以及同步等各種功能,除正常傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊和報(bào)文外,還需要一些控制字符。BSC協(xié)議用ASCII或EBCDIC字符集定義的傳輸控制字符來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能5.5.3鏈路控制規(guī)程規(guī)程中規(guī)定了大約十個(gè)控制字符。使用比較普遍的IBM公司的雙同步通信規(guī)程BISYNC中規(guī)定了下列控制字符：SYN 同步字符(BISYNC采用二個(gè)或多個(gè)同步字符)；ENQ 查詢,用于：①建立數(shù)據(jù)鏈路;②主站查詢次站有無發(fā)送請(qǐng)求SOH 報(bào)頭開始STX 報(bào)文開始ITB 中間塊(組)結(jié)束ETB 塊(組)發(fā)送結(jié)束ETX 文本結(jié)束DLE 轉(zhuǎn)義字符ACK 確認(rèn)響應(yīng)NAK 否定回答5.5.3鏈路控制規(guī)程透明與非透明數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)和控制字符在同一條鏈路中傳送,因此一般要求被傳送的數(shù)據(jù)中不包含控制字符,不包含控制字符的數(shù)據(jù)稱為非透明數(shù)據(jù)。如果采用特殊的措施允許數(shù)據(jù)中包含所有的字符,即也包括控制字符在內(nèi),這種數(shù)據(jù)稱為透明數(shù)據(jù)。傳輸透明數(shù)據(jù)的方式稱為透明傳輸方式。報(bào)頭與報(bào)文報(bào)文指?jìng)鬏數(shù)恼摹?bào)頭往往指發(fā)送設(shè)備的標(biāo)志符、接收設(shè)備的標(biāo)志符、數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂?、?shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)、數(shù)據(jù)的密級(jí)、數(shù)據(jù)的控制特征或信息特征等內(nèi)容。5.5.3鏈路控制規(guī)程傳輸數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)無報(bào)頭幀格式有報(bào)頭和一個(gè)數(shù)據(jù)塊的幀格式數(shù)據(jù)分塊傳送格式SYNSYNSTX非透明數(shù)據(jù)ETXBCCSYNSYNSOH報(bào)頭STX非透明數(shù)據(jù)ETXBCCSYNSYNSOH報(bào)頭STX非透明數(shù)據(jù)ITBBCCSTX非透明數(shù)據(jù)ETBBCC5.5.3鏈路控制規(guī)程發(fā)送的報(bào)文是二進(jìn)制數(shù)據(jù)時(shí)的問題二進(jìn)制數(shù)據(jù)中形同傳輸控制字符的比特串將會(huì)引起傳輸混亂。為使二進(jìn)制數(shù)據(jù)中允許出現(xiàn)與傳輸控制字符相同的數(shù)據(jù),可在各幀中真正的傳輸控制字符前加上DLE轉(zhuǎn)義字符,在發(fā)送時(shí),若文本中也出現(xiàn)與DLE字符相同的二進(jìn)制比特串,則可插入一個(gè)外加的DLE字符加以標(biāo)記。用DLESTX表示幀的開始 用DLEETX表示幀的結(jié)束 用DLEDLE表示傳送數(shù)據(jù)信息中的DLE

例如：信息DLESTXADLEBDLEETX在網(wǎng)絡(luò)中傳送時(shí)表示為：

DLESTX

DLE

DLESTXADLE

DLEBDLEDLEETXDLEETX

因此,如果只有單個(gè)DLE的出現(xiàn),就可斷定是作為控制字符出現(xiàn),而不是數(shù)據(jù)中的DLE,因?yàn)楹笳呖偸浅蓪?duì)出現(xiàn)的。5.5.3鏈路控制規(guī)程由于BSC協(xié)議與特定的字符編碼集關(guān)系過于密切,故兼容性較差。為滿足數(shù)據(jù)透明性而采用的字符填充法,實(shí)現(xiàn)起來也比較麻煩,且也依賴于所采用的字符編碼集。由于BSC是一個(gè)半雙工協(xié)議,它的鏈路傳輸效率很低。由于BSC協(xié)議需要的緩沖存儲(chǔ)空間較小,因而在面向終端的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中仍然被廣泛使用。5.5.3鏈路控制規(guī)程面向字符的控制規(guī)程把數(shù)據(jù)及控制信息看作字符；面向比特的控制規(guī)程(HDLC)是把數(shù)據(jù)及控制信息看作是位的組合。HDLC是應(yīng)用普遍、頗有代表性的鏈路控制規(guī)程。它是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)開發(fā)的。在HDLC中,定義了三種類型的工作站,二種類型的鏈路結(jié)構(gòu),三種數(shù)據(jù)操作方式。三種類型的工作站主站：負(fù)責(zé)控制鏈路的操作。主站發(fā)出的幀稱為命令幀。次站：在主站控制下操作。它發(fā)出的幀稱為響應(yīng)幀。主站和每個(gè)次站都有一個(gè)獨(dú)立的邏輯通路。組合站：它綜合了主站和次站的特性,可以發(fā)出命令幀和響應(yīng)幀。5.5.3鏈路控制規(guī)程二種類型的鏈路結(jié)構(gòu)非平衡式結(jié)構(gòu)：由一個(gè)主站,一個(gè)或若干個(gè)次站組成。支持半雙工或雙工傳輸平衡式結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)組合站組成,支持半雙工或全雙工傳輸5.5.3鏈路控制規(guī)程三種數(shù)據(jù)操作方式正常響應(yīng)方式：是一種非平衡結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)操作方式。它是主站進(jìn)行對(duì)次站的數(shù)據(jù)傳輸,次站響應(yīng)主站的探詢,以傳輸數(shù)據(jù)。沒有主站的允許,次站不能主動(dòng)發(fā)數(shù)據(jù)。異步平衡方式：是一種平衡結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)操作方式。每一個(gè)組合站都可以進(jìn)行對(duì)另一個(gè)站的數(shù)據(jù)傳輸。異步響應(yīng)方式：是一種非平衡結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)操作方式。次站可以在沒有主站明確允許的情況下著手進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。主站仍然負(fù)責(zé)初始化、錯(cuò)誤恢復(fù)、邏輯上拆除、連續(xù)等功能。正常響應(yīng)方式有用于點(diǎn)-點(diǎn)方式及多分支線的情形。一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接多個(gè)終端,計(jì)算機(jī)查詢每個(gè)終端。異步平衡方式用于全雙工點(diǎn)-點(diǎn)方式。異步響應(yīng)方式用于次站需要主動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)的情況。5.5.3鏈路控制規(guī)程HDLC的幀結(jié)構(gòu)標(biāo)志字段(F)標(biāo)志字段為01111110的比特模式,用以標(biāo)志幀的起始和前一幀的終止。通常,在不進(jìn)行幀傳送的時(shí)刻,信道仍處于激活狀態(tài),標(biāo)志字段也可以作為幀與幀之間的填充字符。一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)標(biāo)志字段后面不再是一個(gè)標(biāo)志字段,便可認(rèn)為一個(gè)新的幀傳送已經(jīng)開始。采用“0比特插入法”可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸“0”比特插入刪除技術(shù)：在傳送的數(shù)據(jù)信息中每遇到5個(gè)連續(xù)的1在其后加0,接收方刪除5個(gè)連續(xù)1后面的第一個(gè)“0”。 例：0表示為：00111110001011111105.5.3鏈路控制規(guī)程地址字段(A)內(nèi)容取決于所采用的操作方式。在操作方式中,有主站從站、組合站之分,每一個(gè)從站和組合站都被分配一個(gè)惟一的地址。命令幀中的地址字段攜帶的是對(duì)方站的地址,響應(yīng)幀中的地址字段所攜帶的地址是本站的地址。某一地址也可分配給不止一個(gè)站,這種地址稱為組地址,利用一個(gè)組地址傳輸?shù)膸鼙唤M內(nèi)所有擁有該組地址的站接收,但當(dāng)一個(gè)從站或組合站發(fā)送響應(yīng)時(shí),它仍應(yīng)當(dāng)用它惟一的地址。可用全“1”地址來表示包含所有站的地址,稱為廣播地址,含有廣播地址的幀傳送給鏈路上所有的站。規(guī)定全“0”地址為無站地址,不分配給任何站,僅用做測(cè)試。5.5.3鏈路控制規(guī)程控制字段(C)用于構(gòu)成各種命令和響應(yīng),對(duì)鏈路進(jìn)行監(jiān)視和控制。主站/組合站利用控制字段通知被尋址的從站/組合站執(zhí)行約定操作從站用該字段作為對(duì)命令的響應(yīng),報(bào)告已完成的操作或狀態(tài)的變化該字段是HDLC的關(guān)鍵信息字段(I)可以是任意的二進(jìn)制比特串。比特串長(zhǎng)度未做嚴(yán)格限定,上限由FCS字段或站點(diǎn)緩沖器容量來確定。用得較多的是1000~2000比特;下限可為0。監(jiān)控幀(S幀)中規(guī)定不可有信息字段幀校驗(yàn)序列字段(FCS)可使用16位CRC,對(duì)兩個(gè)標(biāo)志字段之間的整個(gè)幀的內(nèi)容進(jìn)行校驗(yàn)5.5.3鏈路控制規(guī)程幀類型及控制字段的意義標(biāo)志字段F(8位)地址字段A(8/16位)控制字段C(8位)信息字段I(長(zhǎng)度可變)幀校驗(yàn)字段FCS(16/32位)標(biāo)志字段F(8位)0N(S)P/FN(R)10S1S2P/FN(R)11M1M2P/FM3M4M5信息幀(I)：監(jiān)控幀(S)：無編號(hào)幀(U)：b0b4b7b1b2b3b5b65.5.3鏈路控制規(guī)程有信息幀(I幀)、監(jiān)控幀(S幀)和無編號(hào)幀(U幀)三種控制字段中的第1位或第1、第2位表示傳送幀的類型第5位是P/F位(輪詢/終止),用于命令幀(由主站發(fā)出)時(shí)起輪詢作用,即該位為1時(shí),被輪詢的從站給出響應(yīng),此時(shí)P/F位稱輪詢位(P位);用于響應(yīng)幀(由從站發(fā)出)時(shí)稱為終止位(F位),為“1”時(shí),表示接收方確認(rèn)的結(jié)束。為進(jìn)行連續(xù)傳輸,需要對(duì)幀進(jìn)行編號(hào),所以控制字段中包括了幀的編號(hào)信息幀(I幀)用于傳送有效信息或數(shù)據(jù),通常簡(jiǎn)稱I幀。I幀以控制字段第1位為“0”來標(biāo)志。信息幀控制字段中的N(S)用于存放發(fā)送幀序號(hào),以使發(fā)送方不必等待確認(rèn)而連續(xù)發(fā)送多幀。N(R)用于存放接收方下一個(gè)預(yù)期要接收的幀的序號(hào)N(S)和N(R)均為3位二進(jìn)制編碼,可取值0~75.5.3鏈路控制規(guī)程監(jiān)控幀(S幀)用于差錯(cuò)控制和流量控制,簡(jiǎn)稱S幀,以控制字段第12位為“10”來標(biāo)志。S幀不帶信息字段,幀長(zhǎng)只有6個(gè)字節(jié)即48個(gè)比特。S幀的控制字段的第3、4位為S幀類型編碼“00”：接收就緒(RR),由主站或從站發(fā)送。主站使用RR型S幀來輪詢從站,即希望從站傳輸編號(hào)為N(R)的I幀;從站也可用RR型S幀來做響應(yīng),表示從站期望接收的下一幀的編號(hào)是N(R)?！?1”：拒絕(REJ),由主站或從站發(fā)送,用以要求發(fā)送方對(duì)從編號(hào)為N(R)開始的幀及其以后所有的幀進(jìn)行重發(fā),也暗示N(R)以前的I幀已被正確接收?！?0”：接收未就緒(RNR),表示編號(hào)小于N(R)的I幀已被收到,但目前正處于忙狀態(tài),尚未準(zhǔn)備好接收編號(hào)為N(R)的I幀,可用來對(duì)鏈路流量進(jìn)行控制?！?1”：選擇拒絕(SREJ),要求發(fā)送方發(fā)送編號(hào)為N(R)的單個(gè)I幀,并暗示其它編號(hào)的I幀已全部確認(rèn)5.5.3鏈路控制規(guī)程接收就緒RR型S幀和接收未就緒RNR型S幀有兩個(gè)主要功能首先用來表示從站巳準(zhǔn)備好或未準(zhǔn)備好接收信息其次,確認(rèn)編號(hào)小于N(R)的所有接收到的I幀拒絕REJ和選擇拒絕SREJ型S幀,向?qū)Ψ秸局赋霭l(fā)生了差錯(cuò)REJ對(duì)應(yīng)Go-back-N策略SREJ幀對(duì)應(yīng)選擇重發(fā)策略無編號(hào)幀(U幀)控制字段中不包含編號(hào)N(S)和N(R),簡(jiǎn)稱U幀U幀用于提供對(duì)鏈路的建立、拆除以及多種控制功能,這些控制功能用5個(gè)M位(也稱修正位)來定義,可以定義32種附加的命令或應(yīng)答功能5.6鏈路復(fù)用在局域網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程通信中,為提高介質(zhì)利用率,研究和發(fā)展了鏈路的多路復(fù)用技術(shù),即在同一介質(zhì)上時(shí)傳輸多路信號(hào),它只需要一條傳輸線,一個(gè)I/O口,就可使多個(gè)終端同時(shí)與主機(jī)通信。鏈路的多路復(fù)用有二種主要的技術(shù)：頻分多路復(fù)用技術(shù)和時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)。5.6.1頻分多路復(fù)用介質(zhì)的有效帶寬超過被傳輸?shù)男盘?hào)帶寬時(shí),可把多個(gè)信號(hào)調(diào)制在不同的載波頻率上,從而在同一介質(zhì)上同時(shí)傳送多路信號(hào),稱為頻分多路復(fù)用FDM。多路器將每路信號(hào)調(diào)制在不同的載波頻率上。每路信號(hào)以其載波頻率為中心,占用一定的帶寬,此帶寬范圍稱作一個(gè)通道,各通道之間用保護(hù)頻帶隔離開,避免重疊。5.6.1頻分多路復(fù)用子載波頻率5.6.1頻分多路復(fù)用對(duì)每一路mi(t)應(yīng)在頻率fsci上進(jìn)行調(diào)制。fsci稱為子載波頻率。各路被調(diào)子載波Ssci(t)迭加在一起形成子調(diào)制組合信號(hào)mc(t)。各fsci的選擇應(yīng)使各路子載波信號(hào)Ssci(t)的頻帶Bsci之間互不重迭。組合信號(hào)的總帶寬組合信號(hào)的整個(gè)頻帶還可以通過第二級(jí)調(diào)制再移動(dòng)到載波頻率為fc的二個(gè)邊帶上,稱為FDM的多級(jí)調(diào)制技術(shù)。在接收站,首先通過解調(diào)制,恢復(fù)出組合信號(hào)mc(t),然后利用中心頻率分別在fsci的帶通濾波器把組合信號(hào)再分解成若干分量,每一個(gè)分量對(duì)應(yīng)于原來的子調(diào)制信號(hào)Ssci(t),每一個(gè)子調(diào)制信號(hào)再經(jīng)過解調(diào)以后恢復(fù)出m’i(t)采用多級(jí)FDM調(diào)制技術(shù),可以擴(kuò)大通道的數(shù)目。5.6.2時(shí)分多路復(fù)用傳輸介質(zhì)可達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率通?？偸浅^一些信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸速率,可將多路信號(hào)按一定的時(shí)間間隔相間傳送,實(shí)現(xiàn)在一條傳輸線上同時(shí)傳送多路信號(hào),即時(shí)分多路復(fù)用。基本的時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)是同步時(shí)分多路復(fù)用技術(shù),簡(jiǎn)稱TDM。如果采用一些較復(fù)雜的措施,就產(chǎn)生了統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用或稱為異步時(shí)分多路復(fù)用等。同步時(shí)分多路復(fù)用中,各路時(shí)隙的分配是預(yù)先確定的時(shí)間。每一個(gè)通道在時(shí)間上按照預(yù)先確定的間隔錯(cuò)開一位、一個(gè)字節(jié)或一塊數(shù)據(jù)的時(shí)間,以此來共享傳輸鏈路。5.6.2時(shí)分多路復(fù)用輸入的各路數(shù)字信號(hào)首先被緩沖存貯,典型的緩沖器長(zhǎng)度是一位或一個(gè)字節(jié)。多路轉(zhuǎn)換器MUX順序地掃描每一個(gè)緩沖器,形成mc(t)。對(duì)掃描操作的速度要求是希望每個(gè)緩沖器在下一個(gè)輸入到達(dá)前被掃描一次,因此mc(t)的數(shù)據(jù)率至少等于每個(gè)輸入通道數(shù)據(jù)率的和。5.6.2時(shí)分多路復(fù)用mc(t)信號(hào)的格式發(fā)送一個(gè)緩沖器的內(nèi)容(典型的為發(fā)送一位或一個(gè)字節(jié))所需的時(shí)間長(zhǎng)度稱為一個(gè)時(shí)隙或時(shí)間片；掃描器掃描完各緩沖器為一個(gè)周期,掃描一周期產(chǎn)生的信號(hào)稱為一幀。一幀由若干個(gè)時(shí)隙組成,每路輸入信號(hào)占據(jù)一個(gè)時(shí)隙。各幀中同一個(gè)位置的時(shí)隙用于傳送同一路輸入信號(hào),為一條通道。采用字符錯(cuò)開技術(shù)的多路器,每個(gè)時(shí)隙傳送一個(gè)字符；采用位錯(cuò)開技術(shù)的多路器每個(gè)時(shí)隙傳送一位。123…N123…N123…N5.6.2時(shí)分多路復(fù)用在接收端,時(shí)間上錯(cuò)開傳送的各路信號(hào),被用一個(gè)與發(fā)送端同步的掃描器所分開,并被分送到相應(yīng)的目標(biāo)緩沖存貯器。該技術(shù)中,輸入信號(hào)源和它所使用的時(shí)隙之間的關(guān)系是預(yù)先排定的,如果某一輸入源沒有信息發(fā)送,則相應(yīng)的時(shí)隙仍然被它占據(jù),造成介質(zhì)實(shí)際傳輸能力利用不足。5.6.3統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用由于不是每個(gè)終端在掃描到它的時(shí)刻都有數(shù)據(jù)傳送,因此在一幀中的許多時(shí)隙實(shí)際被浪費(fèi)掉,可以設(shè)計(jì)成有N個(gè)輸入/輸出線,但是只有K個(gè)(K<N)時(shí)隙的時(shí)分多路器,使得時(shí)隙和輸入線之間的關(guān)系不再是固定的。多路器在掃描輸入緩沖存貯器時(shí),若有數(shù)據(jù)傳送,則給該輸入線分配一個(gè)時(shí)隙；無數(shù)據(jù)傳送的輸入線則不分配時(shí)隙。由于輸入/輸出線和時(shí)隙之間的關(guān)系不固定,在每個(gè)時(shí)隙中除了要傳送數(shù)據(jù)以外,還必須攜帶有關(guān)輸入線地址的信息,以便在接收端能正確地把數(shù)據(jù)分發(fā)到相應(yīng)的緩沖存貯器中去5.6.4集中器的原理集中器集中各低速鏈路的信息,使它們共享一條高速傳輸線路集中器把統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路技術(shù)和存貯轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)結(jié)合起來6.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(Protocol)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)同工作需要具有共同的語言,即遵循某種互相都能接受的規(guī)則。這些為進(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、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合就稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通信協(xié)議代表著標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)定了計(jì)算機(jī)信息交換中消息格式和意義的協(xié)定,是通信雙方都必須遵循的一系列規(guī)則。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個(gè)要素：語義(Semantics)：涉及用于協(xié)調(diào)與差錯(cuò)處理的控制信息語法(Syntax)：涉及數(shù)據(jù)及控制信息的格式、編碼及信 號(hào)電平等。定時(shí)(Timing)：涉及速度匹配和排序等。6.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概述將復(fù)雜系統(tǒng)分解為若干容易處理的子系統(tǒng)后“分而治之”逐個(gè)加以解決,這種結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法是工程設(shè)計(jì)中常用的手段。分層就是系統(tǒng)分解的最好方法之一。n層是n-1層的用戶,又是n+1層的服務(wù)提供者。n+1層通過n層還間接地使用了n-1層以及以下所有各層的服務(wù)。6.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概述層次結(jié)構(gòu)的好處每一層實(shí)現(xiàn)一種相對(duì)獨(dú)立的功能,能獨(dú)立設(shè)計(jì)每一層次的功能相對(duì)簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)若某一層需要做改動(dòng)或被替代時(shí),只要不去改變它和上、下層的接口服務(wù)關(guān)系,則其它層次都不會(huì)受其影響,靈活性大有利于交流、理解和標(biāo)準(zhǔn)化體系結(jié)構(gòu)(Architecture)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各層次及其協(xié)議的集合是一個(gè)抽象概念。它精確定義了網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能,但這些功能究竟如何實(shí)現(xiàn)則是一個(gè)具體實(shí)施的問題。網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)的類型,而具體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)則相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)實(shí)例6.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都采用層次化的體系結(jié)構(gòu)。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)涉及多個(gè)實(shí)體間的通信,一般用垂直分層模型來表示6.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概述層次結(jié)構(gòu)的要點(diǎn):(1)物理介質(zhì)上進(jìn)行的是實(shí)通信,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)的劃分原則:(1)每層的功能明確,相互獨(dú)立。當(dāng)某一層的具體實(shí)現(xiàn)方法更新時(shí),只要保持上下層的接口不變,便不會(huì)對(duì)鄰層產(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)適中。6.3OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)OSI/RMOSI包括體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)定義和協(xié)議規(guī)范三級(jí)抽象體系結(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)送何種控制信息及用何種過程來解釋該控制信息。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)而提供的概念性框架。在OSI中,只有各種協(xié)議是可以實(shí)現(xiàn)的。6.3OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)整個(gè)開放系統(tǒng)環(huán)境由作為信源和信宿的端開放系統(tǒng)及若干中繼開放系統(tǒng)通過物理介質(zhì)連接構(gòu)成。只有在主機(jī)中才可能需要包含所有七層的功能,IMP一般只需要最低三/兩層的功能即可6.3OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)發(fā)送進(jìn)程發(fā)送給接收進(jìn)程的數(shù)據(jù)實(shí)際是經(jīng)發(fā)送各層從上到下傳遞到物理介質(zhì),通過物理介質(zhì)傳輸?shù)浇邮辗胶笤俳?jīng)過從下到上各層的傳遞最后到達(dá)接收進(jìn)程。H6、…、H1統(tǒng)稱為報(bào)頭,到最底層成為由0,1組成的數(shù)據(jù)比特流,再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)在物理介質(zhì)上傳輸至接收方。接收過程相反發(fā)送方和接收方的對(duì)等實(shí)體看到的信息是相同的6.3OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)6.3OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)單元在網(wǎng)絡(luò)中信息傳送的單位,稱為數(shù)據(jù)單元。對(duì)等實(shí)體在協(xié)議的控制下交換信息相鄰層實(shí)體按服務(wù)交換信息服務(wù)數(shù)據(jù)單元包括：協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU接口數(shù)據(jù)單元IDU服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU6.3OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU不同系統(tǒng)(N)對(duì)等實(shí)體為實(shí)現(xiàn)該層協(xié)議所交換的信息單位,稱為(N)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(N)PDU。

(N)PDU的具體格式如下：

(N)PCI (N)用戶數(shù)據(jù)(N)PCI為(N)協(xié)議控制信息,是為實(shí)現(xiàn)(N)協(xié)議而在傳送的數(shù)據(jù)的首部或尾部加的控制信息,如：地址、差錯(cuò)控制信息、序號(hào)信息等。(N)用戶數(shù)據(jù)為(N)層實(shí)體為提供(N)服務(wù)而傳送的信息?？紤]到協(xié)議的要求,如時(shí)延、效率等因素,(N)PDU的大小一般都有一定的長(zhǎng)度要求。6.3OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)接口數(shù)據(jù)單元IDU在同一系統(tǒng)的相鄰兩層實(shí)體的一次交互中,經(jīng)過層間接口的信息單元,稱為(N)接口數(shù)據(jù)單元。(N)IDU的具體格式如下：

(N)ICI (N)接口數(shù)據(jù)(N)ICI為(N)接口控制信息,協(xié)議在通過層間接口時(shí),需要加一些控制信息,如通過多少字節(jié)、或要求的服務(wù)質(zhì)量等。(N)ICI只對(duì)PDU通過接口時(shí)有作用,進(jìn)入下層后丟棄。(N)接口數(shù)據(jù)為通過接口傳送的信息內(nèi)容。6.3OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU(N)服務(wù)用戶所要求傳遞的邏輯數(shù)據(jù)單元稱為(N)服務(wù)數(shù)據(jù)單元。(N)SDU與(N)PDU的用戶數(shù)據(jù)部分的關(guān)系為：由于(N)PDU的大小一般都有一定的長(zhǎng)度要求。因此,(N)PDU的用戶數(shù)據(jù)部分可能是經(jīng)過分段或合并的(N)SDU。6.3OSI協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)單元間關(guān)系6.3.1物理層物理層位于OSI參考模型的最底層,它直接面向?qū)嶋H承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)(通信通道)物理層的傳輸單位為比特物理層是指在物理介質(zhì)之上為上一層提供一個(gè)傳輸原始比特流的物理連接。物理層協(xié)議規(guī)定與建立、維持及斷開物理信道有關(guān)的特性。這些特性保證物理層能通過物理信道在相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間正確地收發(fā)比特流信息。物理層僅關(guān)心比特流信息的傳輸,而不涉及比特流中各比特之間的關(guān)系,對(duì)傳輸差錯(cuò)也不作任何控制。6.3.1物理層ISO對(duì)OSI物理層的定義在物理信道實(shí)體之間合理地通過中間系統(tǒng),為比特傳輸所需的物理連接的激活、保持和去除提供機(jī)械的、電氣的、功能性和規(guī)程性的手段物理層接口協(xié)議實(shí)際上是DTE和DCE或其它通信設(shè)備間的一組約定,主要解決網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)物理信道如何連接的問題,使不同的設(shè)備和廠家的產(chǎn)品能相互兼容。6.3.1物理層機(jī)械特性DTE,DCE之間使用連接器實(shí)現(xiàn)機(jī)械互連規(guī)定了物理連接時(shí)對(duì)插頭和插座的幾何尺寸、插針或插孔芯數(shù)及排列方式、鎖定裝置形式等DTE一般采用插針形式6.3.1物理層電氣特性規(guī)定了在物理連接上導(dǎo)線的電氣連接及有關(guān)的電路的特性,一般包括:a.接收器和發(fā)送器電路特性的說明b.表示信號(hào)狀態(tài)的電壓/電流電平的識(shí)別c.最大傳輸速率的說明d.互連電纜相關(guān)的規(guī)則功能特性規(guī)定了接口信號(hào)的來源、作用以及其它信號(hào)之間的關(guān)系接口信號(hào)線按功能分為：數(shù)據(jù)信號(hào)線、控制信號(hào)線、定時(shí)信號(hào)線、接地線規(guī)程特性規(guī)定了使用交換電路進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的控制步驟,這些控制步驟的應(yīng)用使得比特流傳輸?shù)靡酝瓿?.3.1物理層物理層提供的服務(wù)物理連接：數(shù)據(jù)電路是一條通信路徑。該路徑是由兩個(gè)物理實(shí)體之間的物理介質(zhì)和用于傳輸比特流必需的設(shè)施以及物理層中的中繼設(shè)備、互聯(lián)數(shù)據(jù)電路構(gòu)成的。物理連接可以是永久連接(專線),也可以是動(dòng)態(tài)連接(交換網(wǎng))。物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元：物理層提供串行傳輸方式和并行傳輸方式兩類物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元。順序化：物理層在進(jìn)行比特傳輸時(shí)能保證接收物理實(shí)體所收到的比特順序與發(fā)送物理實(shí)體所發(fā)送的比特順序相同。數(shù)據(jù)電路標(biāo)識(shí)：物理層提供唯一能標(biāo)識(shí)兩相鄰系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)電路的標(biāo)識(shí)符。6.3.1物理層故障情況報(bào)告：當(dāng)物理層內(nèi)出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí),應(yīng)向數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體報(bào)告物理層中所檢測(cè)到的故障和差錯(cuò)。服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)：物理連接服務(wù)的質(zhì)量大部分由數(shù)據(jù)電路本身確定,其質(zhì)量指標(biāo)包括誤碼率、服務(wù)可用性、數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸延時(shí)。物理層功能：為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間比特流的透明傳輸,物理層應(yīng)具有下述功能：物理連接的建立與拆除物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元傳輸物理層管理6.3.2數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的作用是對(duì)物理層傳輸?shù)脑急忍亓鞯墓δ艿募訌?qiáng),將物理層提供的可能出錯(cuò)的物理連接改造成為邏輯上無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路