計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)教程

第1章計算機網(wǎng)絡(luò)概論計算機網(wǎng)絡(luò)根底教程1本章內(nèi)容1.1計算機網(wǎng)絡(luò)根本概念1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與開展1.3計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.4制定網(wǎng)絡(luò)標準的國際組織2本章知識點重點掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的定義、計算機網(wǎng)絡(luò)的組成；了解計算機網(wǎng)絡(luò)的分類；掌握網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)；了解計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和開展；重點掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、OSI體系結(jié)構(gòu)、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)；了解與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的一些制定標準的國際組織。31.1計算機網(wǎng)絡(luò)根本概念1.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的定義

1.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與分類

計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)

41.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的定義什么是計算機網(wǎng)絡(luò)？計算機網(wǎng)絡(luò)的一般定義：所謂計算機網(wǎng)絡(luò)就是利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同、功能獨立的多個計算機系統(tǒng)互連起來，并通過功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。5計算機網(wǎng)絡(luò)的定義(2)

計算機網(wǎng)絡(luò)定義的要點：1〕網(wǎng)絡(luò)中的連接對象是功能獨立的計算機，功能獨立是指該計算機即使不連網(wǎng)也具有信息處理能力。2〕網(wǎng)絡(luò)的連接方式是“利用通信設(shè)備和線路〞進行連接。3〕網(wǎng)絡(luò)的作用是“實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源的共享和信息傳遞〞。網(wǎng)絡(luò)中資源主要指計算機硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源。4〕網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)需要“功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件〞。61.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與分類1．計算機網(wǎng)絡(luò)的組成通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)返回71.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與分類(2)組成計算機網(wǎng)絡(luò)的三要素：假設(shè)干計算機，用來向使用者提供效勞。一個通信子網(wǎng)，由通信設(shè)備和線路組成。一系列的協(xié)議，協(xié)調(diào)主機之間或主機和子網(wǎng)之間的通信。計算機網(wǎng)絡(luò)由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩局部組成。通信子網(wǎng)負責全網(wǎng)的信息傳遞。資源子網(wǎng)那么負責信息處理，向網(wǎng)絡(luò)提供可用的資源。81.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與分類(3)2、計算機網(wǎng)絡(luò)的分類〔1〕按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進行分類：廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)〔2〕按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍進行分類：公用網(wǎng)(publicnetwork)專用網(wǎng)(privatenetwork)〔3〕按網(wǎng)絡(luò)采用的交換方式進行分類：★電路交換★報文交換★分組交換★混合交換91.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)的形狀，或者是它在物理上的連通性。根本的拓撲結(jié)構(gòu)有五種：星型、總線型、環(huán)型、樹型和網(wǎng)狀。101.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)(2)1．星型拓撲特點：所有計算機都通過通信線路直接連接到中心交換設(shè)備上優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單缺點是如果中心交換設(shè)備故障，那么整個網(wǎng)絡(luò)將癱瘓。111.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)(3)2．總線型拓撲特點是所有計算機公用一條通信線路，任意時刻只能有一臺計算機發(fā)送數(shù)據(jù)，否那么將會產(chǎn)生沖突。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使用的電纜少；缺點是這條通信總線的任何一點出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)將癱瘓。121.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)(4)3．環(huán)型拓撲特點是所有計算機公用一條首尾相連成閉合環(huán)的通信線路。環(huán)可以是單向的，也可以是雙向的。單向的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)只能沿一個方向傳輸。

131.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)(5)4．樹型拓撲特點是形狀象一棵倒置的樹，頂端是樹根，樹根以下帶分支，每個分支還可再帶子分支，其中樹根和分支點為網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。優(yōu)點是易于擴展。141.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)(6)5．網(wǎng)狀拓撲節(jié)點之間有多條線路相連，所以網(wǎng)絡(luò)的可靠性較高。由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，建設(shè)本錢較高。151.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)(7)161.2計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與開展1.2.1計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生1.2.2計算機網(wǎng)絡(luò)的開展階段171.2.1計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生20世紀50年代，產(chǎn)生了計算機網(wǎng)絡(luò)的雛形：遠程聯(lián)機系統(tǒng)，由一臺計算機連接多臺終端組成，允許多人同時使用一臺計算機，特別是遠程使用。“終端〞設(shè)備比較簡單，由顯示器、鍵盤和簡單的通信硬件組成，終端通過通信線路與主計算機相連，其作用是將遠地用戶通過鍵盤輸入的命令和數(shù)據(jù)傳送給主計算機，將主計算機的執(zhí)行結(jié)果回送終端并在屏幕上顯示。由于終端不具有獨立的處理能力，因此遠程聯(lián)機系統(tǒng)并不是真正意義上的計算機網(wǎng)絡(luò)。181.2.1計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生(2)連圖191.2.2計算機網(wǎng)絡(luò)的開展階段計算機網(wǎng)絡(luò)的開展可以概括為三個主要階段：計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生階段、多標準共存的蓬勃開展階段和具有統(tǒng)一標準的互連網(wǎng)階段。201.3計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)根底OSI的體系結(jié)構(gòu)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)211.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)根底1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通過通信設(shè)備和線路連接起來的計算機要想做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，就必須遵循事先約定的一組規(guī)那么。這些規(guī)那么明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問題。為進行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)那么、標準或約定，就稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。221.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)根底(2)一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由三要素組成：語法：即數(shù)據(jù)和控制信息的結(jié)構(gòu)或者格式；語義：即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種應(yīng)答；同步：事件實現(xiàn)順序的詳細說明。231.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)根底(3)2、層次化的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)通常包含一組網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，把它們按層次結(jié)構(gòu)進行組織，每個層次可以包含假設(shè)干個協(xié)議。層和層之間定義了信息交互接口。某個層次中的協(xié)議即可以為上層協(xié)議提供效勞，也可以使用下層協(xié)議提供的效勞。241.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)根底(4)計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的定義：計算機網(wǎng)絡(luò)的各層及其各層協(xié)議的集合，稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)是對如何劃分層次，層次之間的關(guān)系及各層包含那些協(xié)議的精確定義。251.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)根底(5)3．協(xié)議和效勞的關(guān)系實體：表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件。效勞訪問點：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體進行交互(即交換信息)的地方，通常稱為效勞訪問點SAP(serviceAccessPoint)。效勞原語：上層使用下層所提供的效勞必須通過與下層交換一些命令來實現(xiàn)，這些命令稱為效勞原語。261.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)根底(6)重新給出協(xié)議的定義：協(xié)議是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)那么的集合。27效勞用戶效勞用戶效勞提供者SAPSAP服務(wù)原語服務(wù)原語下層上層提供效勞協(xié)議在對等層實體間傳送的數(shù)據(jù)的單位都稱為該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU(ProtocolDataUnit)。層與層之間交換的數(shù)據(jù)的單位稱為效勞數(shù)據(jù)單元SDU(ServiceDataUnit)。281.3.2OSI的體系結(jié)構(gòu)OSI是開放系統(tǒng)互連根本參考模型(OpenSystemInterconnectionReferenceModel)的簡稱，“開放〞的含義表示只要遵循OSI的標準，一個系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方、也遵循同一標準的其他任何系統(tǒng)進行通信。291、各層的功能：1)物理層：也稱為物理層接口，其功能是控制計算機與傳輸媒體的連接，即可以建立、保持和斷開這種連接，以保證比特流的透明傳輸。物理層傳送的數(shù)據(jù)單位是比特，又稱位。物理媒體，如雙絞線、同軸電纜、光纜等，不屬于物理層。2)數(shù)據(jù)鏈路層：它的任務(wù)是在兩個相鄰結(jié)點間的線路上無過失地傳送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)鏈路層就把一條有可能出錯的實際鏈路，轉(zhuǎn)變成讓網(wǎng)絡(luò)層向下看起來好似是一條不出錯的鏈路，實現(xiàn)了在不可靠的實際鏈路上進行可靠的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位是幀。303)網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層的主要功能就是為整個網(wǎng)絡(luò)中的計算機進行編址，并自動根據(jù)地址找出兩臺計算機之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?，也稱為路由選擇。網(wǎng)絡(luò)層所傳送的信息單位叫做分組或包。通信子網(wǎng)實際上由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層這三個層次構(gòu)成。4)運輸層：有了運輸層，高層用戶就可利用運輸層的效勞直接進行主機到主機的數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)通信子網(wǎng)的特性，最正確地利用網(wǎng)絡(luò)資源，為兩端的主機之間建立一條可靠地運輸連接，透明地傳送報文。運輸層的任務(wù)就是負責主機中兩個程序之間的通信。運輸層數(shù)據(jù)傳送的單位是報文。315)會話層：任務(wù)就是提供一種有效的方法，以組織并協(xié)商兩個表示層進程之間的會話，并管理它們之間的數(shù)據(jù)交換。6)表示層：主要解決用戶數(shù)據(jù)的語法表示問題，其功能是對數(shù)據(jù)格式和編碼的轉(zhuǎn)換，以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。此外還解決數(shù)據(jù)加密問題。7)應(yīng)用層：是OSI參考模型的最高層，是直接向用戶應(yīng)用程序提供效勞的層次。應(yīng)用層提供的是特殊的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效勞，如郵件效勞、文件傳輸效勞等。322、OSI層次結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)的流動應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H7數(shù)據(jù)部分H6數(shù)據(jù)部分H5數(shù)據(jù)部分H4數(shù)據(jù)部分H3數(shù)據(jù)部分H2數(shù)據(jù)部分T21010011‥‥‥比特流‥‥‥010111010AP1AP276543217654321物理傳輸媒體計算機1計算機21010011‥‥‥比特流‥‥‥010111010H2數(shù)據(jù)部分T2H3數(shù)據(jù)部分H4數(shù)據(jù)部分H5數(shù)據(jù)部分H6數(shù)據(jù)部分H7數(shù)據(jù)部分應(yīng)用程序數(shù)據(jù)下一頁33TCP/IP體系結(jié)構(gòu)ICMPIPARPRARP網(wǎng)絡(luò)接口層與各種網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層運輸層應(yīng)用層TCP，UDP各種應(yīng)用層協(xié)議TELNET，F(xiàn)TP，SMTP等1物理層OSI7應(yīng)用層6表示層5會話層4運輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層34TCP/IP體系結(jié)構(gòu)(2)TCP/IP協(xié)議簇分為四個層次，分別是應(yīng)用層、運輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中不包含數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，這是因為在設(shè)計時考慮TCP/IP應(yīng)能用于各種網(wǎng)絡(luò)的互連，使用其他網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層就可以了，因此將最低一層取名為網(wǎng)絡(luò)接口層。應(yīng)用層：是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的最高層。在該層中有許多著名協(xié)議，如遠程登錄協(xié)議TELNET，文件傳送協(xié)議FTP，簡單郵件傳送協(xié)議SMTP等。35TCP/IP體系結(jié)構(gòu)(3)運輸層：是主機到主機的層次。該層使用兩個不同的協(xié)議為網(wǎng)絡(luò)用戶提供效勞，一個是面向連接的傳輸控制協(xié)議TCP，提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸效勞。另一個是無連接的的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP，提供盡最大努力交付效勞。網(wǎng)際層：該層的主要協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議IP，也就是在該層實現(xiàn)了不同網(wǎng)絡(luò)的互連，著名的IP地址就是IP協(xié)議的組成局部之一。與網(wǎng)際協(xié)議IP配合使用的還有三個協(xié)議：Internet控制報文協(xié)議ICMP，地址解析協(xié)議ARP和反向地址解析協(xié)議RARP。361.4制定網(wǎng)絡(luò)標準的國際組織37第2章數(shù)據(jù)通信根底與物理層計算機網(wǎng)絡(luò)根底教程38主要內(nèi)容39本章知識點402.1數(shù)據(jù)通信根本概念412.1.1信號、信道與帶寬422.1.1信號、信道與帶寬信號是指表示數(shù)據(jù)的電磁編碼或電子編碼。信號模擬信號：是隨時間而連續(xù)變化的電磁波。數(shù)字信號：是離散的，是一串電壓脈沖序列。432.1.1信號、信道與帶寬信道由傳輸介質(zhì)及相應(yīng)的附屬設(shè)備組成，是傳輸信號的一條通道。信道分成傳送模擬信號的模擬信道和傳送數(shù)字信號的數(shù)字信道兩大類。信道的帶寬指的是信道中能夠傳送的信號的頻率范圍。442.1.2并行、串行傳輸1、并行傳輸并行傳輸是指數(shù)據(jù)以成組的方式在多個并行信道上同時進行傳輸，通常將構(gòu)成一個字符代碼的幾位都在同一個時刻發(fā)送出去，因此需要多條并排的信道，字符代碼的每一位各占一條信道。優(yōu)點是傳送速率高，缺點是需要多個并行信道，費用較高，僅適合近距離傳輸。452.1.2并行、串行傳輸2、串行傳輸串行傳輸指的是一個字符代碼的幾位順序按位排列成比特流，逐位在一條信道上傳輸。串行傳輸?shù)乃俾什桓?，但所需設(shè)備本錢低，易于實現(xiàn)，廣泛用于遠程數(shù)據(jù)通信中。462.1.3單工、半雙工和全雙工1、單工通信單工通信指的是數(shù)據(jù)信號始終沿一個方向傳輸。單工通信中的雙方，一方永遠是發(fā)送方，另一方永遠是接收方。2、半雙工通信半雙工通信是指通信雙方都可以發(fā)送〔或接收〕數(shù)據(jù)，但不能同時雙向發(fā)送。3、全雙工通信全雙工通信是指通信雙方可以同時發(fā)送和接收信數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)可以同時作雙向傳輸。472.1.4同步方式數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐骄褪菑陌l(fā)送方連續(xù)不斷送來的信號中，接收方如何正確區(qū)分出每一個代碼。串行傳輸中所采用的同步方式有兩種：同步傳輸方式和異步傳輸方式。482.1.4同步方式1、異步傳輸方式異步傳輸方式又稱起止式同步方式，它是以字符為單位進行同步，即每個字符都獨立傳輸，且每一個字符的起始時刻可以是任意。每個字符在傳輸時都前后分別加上起始位和結(jié)束位，以表示一個字符的開始和結(jié)束。起始位和結(jié)束位的作用是實現(xiàn)字符同步，字符之間的間距是任意的，但發(fā)送一個字符時，每個字符包含的位數(shù)都是相同的，且每一位占用的時間長度是雙方約定好的，而且保持各位都恒定不變。49在異步傳輸方式中，當不傳字符時，不要求收發(fā)時鐘同步，而僅在傳輸字符時，收發(fā)時鐘才需在字符的每一位上都同步。優(yōu)點是每一個字符本身就包括了本字符的同步信息，不需要在線路兩端設(shè)置專門的同步設(shè)備，使收發(fā)同步簡單。缺點是每發(fā)一個字符就要添加一對起止信號，造成線路的附加開銷，降低了傳輸效率。2.1.4同步方式502、同步傳輸同步傳輸方式是以固定的時鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)各位的寬度相同，且字符順序相連，字符之間沒有間隙。為使接收方能夠從連續(xù)不斷的數(shù)據(jù)流中正確區(qū)分出每一位〔比特〕，那么需首先建立收發(fā)雙方的同步時鐘。在同步傳輸中，數(shù)據(jù)的發(fā)送一般是以一組數(shù)據(jù)或比特流為單位。在每組數(shù)據(jù)的前后加上特定字符作為起始和結(jié)束標志，同時還可以用這些標志來區(qū)分和隔離連續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。同步傳輸克服了異步傳輸方式中的每一個字符都要附加起止信號的缺點，具有較高的效率，但實現(xiàn)較為復(fù)雜，常用于高速數(shù)據(jù)傳輸。2.1.4同步方式512.1.5基帶傳輸與數(shù)字信號編碼1、基帶傳輸基帶傳輸就是對基帶信號不加調(diào)制而直接在線路上進行傳輸，它將占用線路的全部帶寬，也稱為數(shù)字基帶傳輸。2、數(shù)字信號編碼使用基帶傳輸時，首先要解決信號的編碼問題。數(shù)字信號編碼的問題就是如何把數(shù)字數(shù)據(jù)用物理信號(如電信號)的波形來表示。數(shù)字信號是離散的、不連續(xù)的電壓或電流的脈沖序列，每個脈沖代表一個信號單元，或稱碼元。二進制的數(shù)據(jù)信號，要用兩種碼元表示。52〔1〕單極性全寬碼和雙極性全寬碼單極性全寬碼指的是在每一碼元時間間隔內(nèi)，有電流發(fā)出表示二進制的1，無電流發(fā)出那么表示二進制的0。雙極性碼全寬碼是指在每一碼元時間間隔內(nèi)，發(fā)正電流表示二進制的1；發(fā)負電流表示二進制的0。2.1.5基帶傳輸與數(shù)字信號編碼53〔2〕單極性歸零碼和雙極性歸零碼單極性歸零碼是指在每一碼元時間間隔內(nèi)，當發(fā)1時，發(fā)出正電流，但是發(fā)電流的時間短于一個碼元的時間，就是說，發(fā)一個窄脈沖。當發(fā)0時，仍然完全不發(fā)送電流。雙極性歸零碼是在每一碼元時間間隔內(nèi)，當發(fā)1時，發(fā)出正的窄脈沖；當發(fā)0時，發(fā)出負的窄脈沖。2.1.5基帶傳輸與數(shù)字信號編碼54〔3〕曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼的編碼方法是將每一個碼元再分成兩個相等的間隔。碼元1是在前一個間隔為高電平而后一個間隔為低電子。碼元0那么正好相反，從低電平變到高電平。差分曼徹斯特編碼的編碼規(guī)那么是：假設(shè)碼元為1，那么其前半個碼元的電平與上一個碼元的后半個碼元的電平一樣。但假設(shè)碼元為0，那么其前半個碼元的電平與上一個碼元的后半個碼元的電平相反。不管碼元是1或0，在每個碼元的正中間的時刻，一定要有一次電平的轉(zhuǎn)換。2.1.5基帶傳輸與數(shù)字信號編碼552.1.6頻帶傳輸與模擬信號編碼1、頻帶傳輸頻帶信號傳輸方式就是將二進制信號進行調(diào)制后變換成能在公用網(wǎng)上傳輸?shù)哪M信號，然后進行傳輸。2、數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號編碼模擬信號傳輸?shù)母资禽d波，它是頻率恒定的連續(xù)信號。56調(diào)制就是進行波形變換，是利用基帶信號對高頻振蕩載波的參量進行修改。最常用的載波是正弦波，通過對載波的振幅、頻率、初相位進行修改，就有三種最根本的調(diào)制方法：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。(1)調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。也稱為幅移鍵控ASK。(2)調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。又稱為頻移鍵控FSK。(3)調(diào)相(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。又稱為相移鍵控PSK。2.1.6頻帶傳輸與模擬信號編碼57為了有效地利用通信線路，就希望一個信道能同時傳輸多路信號，這就是所謂多路復(fù)用的概念。

源目標123123多路復(fù)用器多路分用器共享信道58頻帶1頻帶2頻帶3頻帶4時間頻率592、時分復(fù)用時分復(fù)用〔TDM〕是將一條線路的工作時間劃分為一段段等長的時分復(fù)用幀〔TDM幀〕，每一個TDM幀中再劃分成假設(shè)干時間片，每一個時分復(fù)用的用戶在每個TDM幀中占用固定序號的時間片，來使用公共線路。時分復(fù)用的所有用戶是在不同的時間占用同樣的頻帶寬度。時間頻率ABCDABCDABCDTDM幀TDM幀TDM幀60統(tǒng)計時分復(fù)用STDM使用STDM幀來傳送復(fù)用的數(shù)據(jù)。但每一個STDM幀中劃分的時間片的數(shù)目要小于進行復(fù)用的用戶數(shù)。每一幀中的時間片不再是固定分配給某個用戶，而是按需動態(tài)地給每個用戶分配時間片。因此統(tǒng)計復(fù)用又稱為異步時分復(fù)用，而普通的時分復(fù)用稱為同步時分復(fù)用。時間頻率STDM幀CAABDDCBDASTDM幀STDM幀STDM幀STDM幀616263在進行數(shù)據(jù)通信時，必須通過有中間節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)來把數(shù)據(jù)從源端點發(fā)送到目的端點，以此實現(xiàn)通信。這些中間的節(jié)點就是一些交換設(shè)備，它們不關(guān)心數(shù)據(jù)內(nèi)容，而只是提供一個傳遞功能。交換設(shè)備以某種方式用傳輸鏈線路相互連接起來就構(gòu)成交換網(wǎng)絡(luò)。從通信資源的分配角度來看，“交換〞就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。642.2.1電路交換電路交換屬于電路資源預(yù)分配系統(tǒng)，即每次通信時，通信雙方都要連接電路，電路被分配給一對固定用戶。那么，不管該電路上是否有數(shù)據(jù)傳送，其他用戶一直不能使用該電路直至通信雙方要求撤除此電路連接為止。電路交換的關(guān)鍵點是：在通信的全部時間內(nèi)用戶始終占用端到端的固定傳輸帶寬。電路交換的優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，不喪失。電路交換的缺點是：通信線路的利用率較低；不同類型、不同規(guī)格、不同速率的終端難以互相進行通信；不夠靈活。652.2.2分組交換和報文交換66采用分組交換，在源端點與目的端點之間不需要先通過呼叫建立連接，主機直接把分組發(fā)送到交換節(jié)點，由于每個分組都攜帶地址信息，因此每個交換節(jié)點收下整個分組后，會根據(jù)分組的目的地址信息找到下一個節(jié)點的地址，然后把分組發(fā)送到下一個節(jié)點，一直逐個節(jié)點地轉(zhuǎn)送到目的主機。2.2.2分組交換和報文交換672.2.2分組交換和報文交換68假設(shè)要連續(xù)傳送大量的數(shù)據(jù)，而且傳送時間遠大于呼叫建立時間，那么采用在數(shù)據(jù)通信之前預(yù)先分配傳輸帶寬的電路交換較為適宜。報文交換和分組交換不需要預(yù)先分配傳輸帶寬，在傳送突發(fā)數(shù)據(jù)時可提高整個網(wǎng)絡(luò)的信道利用率。分組交換比報文交換的時延小，但其節(jié)點交換機必須具有更強的處理能力。692.3傳輸媒體2.3.1雙絞線2.3.2同軸電纜2.3.3光纖2.3.4無線傳輸70傳輸媒體可分為兩大類，即有向傳輸媒體與無向傳輸媒體。有向傳輸媒體包括雙絞線電纜、同軸電纜和光纜，信號沿著介質(zhì)的方向傳播并被局限在其物理邊界內(nèi)。無向傳輸媒體，是將信號通過自由空間傳播出去，從而使任何一個具有接收設(shè)備的人都能接收它。712.3.1雙絞線

722.3.2同軸電纜同軸電纜由一個中心的銅值導(dǎo)線或是多股絞合線外包一層絕緣皮，再包上一層金屬網(wǎng)狀編織的屏蔽體以及保護塑料外層共同組成。

73同軸電纜按照特性阻抗數(shù)值的不同可分為兩種。一種是50Ω的同軸電纜，是為數(shù)據(jù)通信傳送基帶數(shù)字信號。50Ω同軸電纜又稱為基帶同軸電纜。50Ω的同軸電纜又有粗纜和細纜之分，計算機網(wǎng)絡(luò)中常用的有RG-8粗纜和RG-58細纜。另一種是75Ω的同軸電纜，用于模擬傳輸系統(tǒng)，它是有線電視系統(tǒng)CATV中的標準傳輸電纜。在這種電纜上傳送的信號采用了頻分復(fù)用的寬帶信號。所以75Ω同軸電纜又稱為寬帶同軸電纜。2.3.2同軸電纜742.3.3光纖光纖是由非常透明的石英玻璃拉成絲，外面加上包層而構(gòu)成，并以光波形式傳輸信號。光纖通信就是利用光纖傳遞光脈沖來進行通信。有光脈沖相當于1，而沒有光脈沖相當于0。75光纖的類型有兩種：多模光纖和單模光纖。存在許多條不同角度入射的光線在—條光纖中傳輸。這種光纖就稱為多模光纖。光纖的直徑減小到只有一個光的波長，那么光線就以直線方式向前傳播，而不會產(chǎn)生屢次反射。這種光纖就稱為單模光纖，單模光纖多模光纖2.3.3光纖762.3.4無線傳輸無線電微波通信在數(shù)據(jù)通信中占有重要的地位。微波的頻率范圍為300MHz～300GHz，但主要是使用2～40GHz的頻率范圍。微波通信就有兩種主要的方式：即地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。771、地面微波接力通信由于微波在空間是直線傳播，而地球外表是個曲面，因此其傳播距離受到限制，為實現(xiàn)遠距離通信必須在一條無線電通信信道的兩個終端之間建立假設(shè)干個中繼站。中繼站把前一站送來的信號經(jīng)過放大后再發(fā)送到下一站，所以稱為“接力〞。兩個地面站之間傳送，距離為50-100km；2.3.4無線傳輸782、衛(wèi)星通信常用的衛(wèi)星通信方法是在地球站之間利用位于3萬6千公里高空的人造同步地球衛(wèi)星作為中繼器的一種微波接力通信。通信衛(wèi)星就是在太空的無人值守的微波通信的中繼站。

2.3.4無線傳輸792.4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化布線簡介所謂結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)，其實質(zhì)就是指建筑物或建筑群內(nèi)所安裝的傳輸線路。這些傳輸線路將所有的語音設(shè)備、數(shù)據(jù)通信設(shè)備、圖像處理與平安監(jiān)視設(shè)備、交換設(shè)備和其他信息管理系統(tǒng)彼此相連，并按照一定秩序和內(nèi)部關(guān)系組合成為整體。結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)是使用一套標準的組網(wǎng)部件，按照標準的連接方法來實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)。目前所說的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)還是以通信自動化為主的綜合布線系統(tǒng)，是智能化建筑的根底。802.4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化布線簡介2.4.1結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)組成2.4.2結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)中的傳輸媒體2.4.3結(jié)構(gòu)化布線中的連接部件2.4.4結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)標準812.4.1結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的可以由工作區(qū)子系統(tǒng)、水平布線子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)和建筑群子系統(tǒng)組成。822.4.1結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)組成1、工作區(qū)子系統(tǒng)工作區(qū)子系統(tǒng)是由終端設(shè)備到信息插座的連線組成，就是從通信的引出端到工作站之間的連接線。它主要包括與用戶設(shè)備連接的各種信息插座和相關(guān)配件。目前最常用配備非屏蔽雙絞線的RJ-45插座、RJ-11連接插座、圖像信息連接插座以及連接這些插座與終端設(shè)備之間的連接軟線和擴展連接線等。832、水平布線子系統(tǒng)水平布線子系統(tǒng)又稱分支干線子系統(tǒng)或叫水平干線子系統(tǒng)。它的一端來自垂直干線的樓層配線間〔即管理子系統(tǒng)〕的配線架，另一端與工作區(qū)的用戶信息插座相連接。水平布線子系統(tǒng)所采用的傳輸媒體有光纜、同軸電纜和雙絞線等，目前光纜和雙絞線使用得最多。水平布線子系統(tǒng)的布線通常有暗管預(yù)埋、墻面引線，或地下管槽、地面出線兩種。843、垂直干線子系統(tǒng)垂直干線子系統(tǒng)也有稱作干線子系統(tǒng)，是高層建筑垂直連接的各種傳輸媒體的組合。通過垂直連接系統(tǒng)將各個樓層的水平布線子系統(tǒng)連接起來，它是結(jié)構(gòu)化布線的骨干局部，可以是光纜、同軸電纜或大對數(shù)雙絞線，以滿足數(shù)據(jù)與話音的需要。垂直干線系統(tǒng)的布線，一般是垂直安裝。854、管理子系統(tǒng)管理子系統(tǒng)由各個樓層的配線架構(gòu)成，實現(xiàn)垂直子系統(tǒng)與水平布線子系統(tǒng)之間的連接。管理子系統(tǒng)也稱配線系統(tǒng)，可靈活調(diào)整一層中各個房間的設(shè)備移動和網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的變更。通過該系統(tǒng)能夠?qū)⒁粋€用戶端子調(diào)控到另一個用戶端子或設(shè)備上，也可以將某一個水平布線子系統(tǒng)調(diào)整到另一個水平布線子系統(tǒng)。整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要調(diào)控布線時或用戶有什么變更，都可以通過配線架上的跳線實現(xiàn)重新布線的連接順序。管理子系統(tǒng)常用的設(shè)備包括雙絞線配線架或跳線板、光纜配線架或跳線系統(tǒng)、集線器、適配器和光纜的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備等。

865、設(shè)備間子系統(tǒng)設(shè)備間子系統(tǒng)是一幢樓中集中安裝大型通信設(shè)備、主機、網(wǎng)絡(luò)效勞器、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備和配線接續(xù)設(shè)備的場所。6、建筑群子系統(tǒng)建筑群子系統(tǒng)是將一個建筑物中的電纜延伸到建筑群的另一些建筑物中的通信設(shè)備和裝置上。建筑群子系統(tǒng)也有叫戶外子系統(tǒng)。建筑群子系繞支持提供樓群之間通信所需要的硬件，例如有光纜、同軸電纜或雙絞線等傳輸媒體。872.4.2結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)中的傳輸媒體在計算機網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)中，最常用的傳輸媒體有雙絞線、同軸電纜、光纖電纜、微波和衛(wèi)星通信等。雙絞線的價格廉價，安裝方便，性能可靠。與配線架或接續(xù)設(shè)備的連接也非常方便。同軸電纜與雙絞線相比價格稍高，具有容量大、數(shù)據(jù)速率高和傳輸距離遠等特定。但由于連接器件的可靠性不高，在目前計算機網(wǎng)絡(luò)的布線中較少被采用。由于光纜低噪聲、低損耗、抗干擾等性能，被應(yīng)用于在遠距離傳輸中。882.4.3結(jié)構(gòu)化布線中的連接部件1、配線架配線架是由各種各樣的跳線板與跳線組成。它能夠方便地調(diào)整各個區(qū)域內(nèi)的線路連接關(guān)系。2、雙絞線連接設(shè)備雙絞線布線系統(tǒng)中的連接部件主要是RJ-45，除此之外就是用戶的信息接插座或叫通信引出端子，由此以便與終端設(shè)備相連接。3、同軸電纜連接設(shè)備4、光纜連接設(shè)備892.4.4結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)標準EIA/TIA568商業(yè)建筑電信布線標準。ISO/IEC11801建筑物通用布線的國際標準。EIA/TIATSB-67非屏蔽雙絞線系統(tǒng)傳輸性能驗收標準。EIA/TIA569民用建筑物通信通道和空間標準。EIA/TIA民用建筑中有關(guān)通信接地標準。EIA/TIA民用建筑通信管理標準。我國于1995年3月公布并批準?建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計標準?標準即CECS92：97建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計標準。EIA/TIA：ElectronicIndustriesAssociation/TelecommunicationIndustryAssociation〔電子工業(yè)協(xié)會/電信工業(yè)協(xié)會〕的縮寫902.5物理層協(xié)議2.5.1物理層的根本概念2.5.2物理層標準舉例912.5.1物理層的根本概念物理層協(xié)議主要規(guī)定物理信道的建立、維持及釋放的特性，這些特性包括機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的四個方面。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)點之間正確地收發(fā)比特流。物理層的數(shù)據(jù)傳輸單位為比特〔bit〕。OSI對物理層的定義為：在物理信道實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、保持和去除提供機械的、電氣的、功能和規(guī)程的手段。原CCITT〔現(xiàn)ITU-T〕作的定義：利用物理的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性在DTE和DCE之間實現(xiàn)對物理信道的建立、保持和撤除功能。922.5.1物理層的根本概念DTE叫做數(shù)據(jù)終端設(shè)備，是具有一定的數(shù)據(jù)處理能力以及發(fā)送和接收數(shù)據(jù)能力的設(shè)備，是數(shù)據(jù)的源或目的。DCE是數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備，作用是在DTE和傳輸線路之間提供信號變換和編碼的功能，并負責建立、保持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。DTEDCEDTEDCE串行比特傳輸用戶設(shè)施用戶設(shè)施通信設(shè)施用戶環(huán)境用戶環(huán)境通信環(huán)境232接口232接口932.5.1物理層的根本概念DTE和DCE之間的接口一般都包含多條信號線和控制線。DCE將DTE傳過來的數(shù)據(jù)按比特順序逐個發(fā)往傳輸線路；將收到的比特流交給DTE。物理層的主要任務(wù)就是確定與傳輸媒體相連的接口的機械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性。942.5.1物理層的根本概念機械特性：指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等。電氣特性：指明在接口引線上出現(xiàn)的電壓范圍。功能特性：指明某條引線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。規(guī)程特性：指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。952.5.2物理層標準舉例1、EIA-232-E接口的機械特性EIA-232接口只控制DTE與DCE之間的通信，與連接在兩個DCE間的網(wǎng)絡(luò)沒有直接的關(guān)系。EIA-232-E接口的機械特性：使用DB-25插座(或DB-9)，引腳分為上下兩排(12，13)。編號：1~13、14~25。插頭安裝在DTE上，插座安裝在DCE上。

962.5.2物理層標準舉例EIA-232-E接口的電氣特性：與CCITT的V.28建議書一致。采用負邏輯：邏輯0大于或等于+3v邏輯1小于或等于-3v邏輯0相當于數(shù)據(jù)的“0〞，在控制線表示“接通〞狀態(tài)。邏輯1相當于數(shù)據(jù)的“1〞，在控制線表示“斷開〞狀態(tài)。當連接電纜長度不超過15米時，速率可達20kb/s。EIA-232-E接口的功能特性：規(guī)定了25根引腳各與哪些電路連接以及每個引腳的作用。972.5.2物理層標準舉例EIA-232-E接口的規(guī)程特性：規(guī)定了在DTE與DCE之間所發(fā)生的事件的合法序列DTE-ADCE-BDTE-BDCE-APSTNModemModemEIA-232E接口EIA-232E接口982.5.2物理層標準舉例當兩臺計算機通過EIA-232E接口直接相連時，可采用虛調(diào)制解調(diào)器的方法。所謂虛調(diào)制解調(diào)器就是一段電纜，其中的連線交叉。(1)保護地(2)發(fā)送數(shù)據(jù)(3)接收數(shù)據(jù)(4)發(fā)送請求(5)允許發(fā)送(7)信號地(8)載波檢測(22)振鈴指示(1)保護地(2)發(fā)送數(shù)據(jù)(3)接收數(shù)據(jù)(4)發(fā)送請求(5)允許發(fā)送(6)DCE就緒(6)DCE就緒(7)信號地(8)載波檢測(22)振鈴指示(20)DTE就緒(20)DTE就緒計算機插頭計算機插頭插座插座992.5.2物理層標準舉例2、RS-449接口標準EIA-232接口標準的缺點：數(shù)據(jù)的最高傳輸速率為20kbs。連接電纜的最大長度為15m。EIA于1977年制定了新的接口標準RS-449。RS-449主要由三個標準組成：RS-449：規(guī)定了接口的機械特性、功能特性和規(guī)程特性。RS-423-A(電氣特性)：采用非平衡工作方式時，電纜長度為10m時速率可達300kb/s。非平衡傳輸是指所有的電路共用一個公共地RS-422-A(電氣特性)：采用平衡工作方式時，電纜長度為60m時速率可達2Mb/s。平衡傳輸是指所有的電路沒有公共地100計算機網(wǎng)絡(luò)根底教程101本章內(nèi)容102本章知識點1033.1數(shù)據(jù)鏈路層根底3.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念3.1.2鏈路層協(xié)議舉例1043.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型中的第二層，它以物理層為根底，向網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的效勞，因此要求該層能夠建立和維持一條或多條沒有數(shù)據(jù)發(fā)送錯誤的數(shù)據(jù)鏈路，并在數(shù)據(jù)傳輸完畢能夠釋放數(shù)據(jù)鏈路?！版溌法暿且粭l無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其它的交換節(jié)點?！皵?shù)據(jù)鏈路〞是在鏈路上加上了必要的控制規(guī)程和實現(xiàn)這些規(guī)程的硬件和軟件后而構(gòu)成。數(shù)據(jù)鏈路層最重要的作用就是：通過一些數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議〔即鏈路控制規(guī)程〕，在不太可靠的物理鏈路上實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。1053.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能1〕鏈路管理：即數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放。2〕幀同步：是指收方應(yīng)當能從收到的比特流中準確地區(qū)分出一幀的開始和結(jié)束在什么地方。數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)傳送單位是幀。數(shù)據(jù)一幀一幀傳送。3〕流量控制：發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)的速率必須使收方來得及接受。4〕過失控制：將數(shù)據(jù)傳輸錯誤控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。采用的方法主要有：前向糾錯和檢錯重傳。5〕將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開：要有相應(yīng)的措施使收方能夠?qū)⑺鼈兎珠_。6〕透明傳輸：既不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，都應(yīng)當能在鏈路上傳送。7〕尋址：必須保證每一幀都能發(fā)送到正確的目的站1063.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念1、停止等待協(xié)議〔1〕不需要協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸在發(fā)送方和收方的鏈路層分別有一個發(fā)送緩存和接收緩存。如果進行全雙工通信，那么在每一方都要同時設(shè)有發(fā)送緩存和接收緩存。1073.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念(2)具有最簡單流量控制的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議為了使收方的接收緩存在任何情況下都不會溢出，最簡單的方法就是發(fā)方每發(fā)送一幀就暫時停下來。收方收到數(shù)據(jù)后幀后就交付主機，然后發(fā)一信息給發(fā)方，表示接收任務(wù)已完成。這時發(fā)方才再發(fā)送下一個數(shù)據(jù)幀。由收方控制發(fā)方的數(shù)據(jù)流量，是計算機網(wǎng)絡(luò)中流量控制的一個根本方法。1083.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念〔3〕停止等待協(xié)議收方在收到一個正確的數(shù)據(jù)幀后，即交付主機，同時向發(fā)方發(fā)送一個確認幀ACK。收方收到確認幀ACK后才能發(fā)送一個新的數(shù)據(jù)幀。當發(fā)現(xiàn)過失時，收方向發(fā)方發(fā)送一個否認幀NAK，表示發(fā)方應(yīng)當重傳出現(xiàn)過失的那個數(shù)據(jù)幀。要解決死鎖問題是讓發(fā)方發(fā)送完一幀就啟動一個超時計時器。假設(shè)到了超時計時器所設(shè)置的重傳時間仍收不到對方的任何確認幀，那么發(fā)方就重傳前面所發(fā)送的這一數(shù)據(jù)幀。1093.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念要解決重復(fù)幀的問題，必須使每一個數(shù)據(jù)幀帶上不同的發(fā)送序號。每發(fā)送一個新的數(shù)據(jù)幀就把它的發(fā)送序號加1。假設(shè)收方收到發(fā)送序號相同的數(shù)據(jù)幀，就說明出現(xiàn)了重復(fù)幀。這時應(yīng)當丟棄這個重復(fù)幀，因為已經(jīng)收到過同樣的數(shù)據(jù)幀并且也交付主機了。但這時收方還必須發(fā)送一個確認幀ACK。在停止等待協(xié)議中，由于每發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀就停止等待，因此只要用一個比特進行編號。數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號就以0和1交替的方式出現(xiàn)在數(shù)據(jù)幀中。每發(fā)送一個新的數(shù)據(jù)幀，發(fā)送序號就和上次的不一樣。由于發(fā)送端對出錯的數(shù)據(jù)幀進行重傳是自動的，所以這種過失控制體制常簡稱為ARQ(AutumaticRepeatrequest)，直譯是自動重傳請求，意思就是自動請求重傳。1103.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念2、連續(xù)ARQ協(xié)議連續(xù)ARQ協(xié)議的特點是在發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀后，不是停下來等待確認幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送假設(shè)干個數(shù)據(jù)幀，如這時收到了接收端發(fā)來確實認幀，就可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。收方結(jié)點可以有兩種選擇：一種是在出現(xiàn)過失時就向發(fā)方發(fā)送否認幀，另一種那么是在出現(xiàn)查錯時不做任何響應(yīng)?，F(xiàn)在假定采用后一種協(xié)議。1113.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念要注意兩點：接收端只按序接收數(shù)據(jù)幀。雖然在有錯的幀后又收到正確的數(shù)據(jù)幀，但都必須將它們丟棄。發(fā)送方在發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀時都要設(shè)置超時計時器。只要到了所設(shè)置的超時時間仍未收到確認幀，就要重傳相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。連續(xù)ARQ又稱為Go-back-NARQ，即當出現(xiàn)過失必須重傳，要向回走N個幀，然后再開始重傳。1123.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念3、滑動窗口協(xié)議要在發(fā)送端和接收端分別設(shè)定發(fā)送窗口和接收窗口來進行流量控制。發(fā)送窗口用來對發(fā)送端進行流量控制，發(fā)送窗口的大小WT就代表在還沒有收到對方確認信息的情況下發(fā)送端最多可以發(fā)送多少個數(shù)據(jù)幀。即用窗口對收到確認之前可以發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的數(shù)目進行了限制。在發(fā)送端只有落入發(fā)送窗口的數(shù)據(jù)幀才能發(fā)送出去，發(fā)完后如果還沒有收到任何確認信息，就不能再發(fā)送。1133.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念接收窗口是為了控制可以接受哪些數(shù)據(jù)幀而不可以接受哪些數(shù)據(jù)幀。在接收端只有當收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號落入接收窗口內(nèi)才允許將該數(shù)據(jù)幀收下。其他幀一律丟棄。保證幀的接收順序。在連續(xù)ARQ協(xié)議中，接收窗口的大小WR=1。接收窗口的規(guī)那么很簡單：(1)只有當收到的幀的序號與接收窗口一致時才能接收該幀，否那么就丟棄它。(2)每收到一個序號正確的幀，接收窗口就向前〔即向右方〕滑動一個幀的位置，同時向發(fā)送端發(fā)送對該幀確實認。1143.1.1數(shù)據(jù)鏈路層的根本概念連續(xù)ARQ協(xié)議還規(guī)定接收端不一定每收到一個正確的數(shù)據(jù)幀就必須發(fā)回—個確認幀，而是可以在連續(xù)收到好幾個正確的數(shù)據(jù)幀以后，才對最后一個數(shù)據(jù)幀發(fā)確認。對某一數(shù)據(jù)幀確實認就說明該數(shù)據(jù)幀和這以前所有的數(shù)據(jù)幀均已正確無誤地收到了?；瑒哟翱趨f(xié)議：只有在接收窗口向前移動時，發(fā)送窗口才有可能向前移動。由于收發(fā)兩端的窗口按照一定規(guī)律不斷向前移動，因此這種協(xié)議又稱為滑動窗口協(xié)議。1153.1.2鏈路層協(xié)議舉例數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分為兩大類：面向字符的傳輸控制規(guī)程面向比特的傳輸控制規(guī)程即它們所傳信息的根本單位分別是字符和比特。面向字符的鏈路規(guī)程：就是在鏈路上所傳送的數(shù)據(jù)必須是由規(guī)定字符集中的字符所組成，同時，在鏈路上傳送的控制信息也必須由同一個字符集中的假設(shè)干指定的控制字符構(gòu)成。如著名的BSC規(guī)程，其限制主要是：通信線路的利用率低；所有通信的設(shè)備必須使用同樣的字符代碼，而不同版本的BSC規(guī)程要求使用不同的代碼；可靠性較差；不易擴展，每增加一種功能就需要設(shè)定一個新的控制字符。1163.1.2鏈路層協(xié)議舉例面向比特的鏈路規(guī)程：取消了字符集的限制，數(shù)據(jù)可以是任意二進制編碼?？刂菩畔⒂蓞f(xié)議規(guī)定的二進制編碼表示。典型代表IBM公司的SDLCISO把SDLC修改后稱為HDLC(High-levelDataLinkControl)，譯為高級數(shù)據(jù)鏈路控制，作為國際標準ISO3309。我國的相應(yīng)國家標準是GB7496。CCITT那么將HDLC再修改后稱為鏈路接入規(guī)程LAP，并作為X.25建議書的一局部。不久，HDLC的新版本又把LAP修改為LAPB，“B〞表示平衡型，所以LAPB叫做鏈路接人規(guī)程(平衡型)。1173.1.2鏈路層協(xié)議舉例1、HDLC適用環(huán)境與數(shù)據(jù)傳輸方式HDLC兩種根本配置：非平衡配置與平衡配置主站A從站B主站A從站B(次站)從站C(次站)從站B(次站)命令(B)或(C)響應(yīng)(C)響應(yīng)(B)命令(B)響應(yīng)(B)非平衡配置特點：由一個主站控制整個鏈路的工作。主站發(fā)出的幀叫做命令。受控的各站叫做次站或從站。次站負責執(zhí)行主站指示的操作，次站發(fā)出的幀叫做響應(yīng)。1183.1.2鏈路層協(xié)議舉例復(fù)合站A復(fù)合站B命令(B)響應(yīng)(A)響應(yīng)(B)命令(A)平衡配置特點：只能是點對點工作。鏈路兩端的兩個站都是復(fù)合站。復(fù)合站同時具有主站和從站的功能。每個復(fù)合站都可以發(fā)送命令和響應(yīng)。1193.1.2鏈路層協(xié)議舉例HDLC三種根本數(shù)據(jù)傳輸模式：非平衡配置，有兩種方式：正常響應(yīng)方式NRM，其特點是只有主站才能發(fā)起向次站的數(shù)據(jù)傳輸，而次站只有在主站向它發(fā)送命令幀進行輪詢時，才能以響應(yīng)幀的形式答復(fù)主站。異步響應(yīng)方式ARM，次站不需要等待主站發(fā)過來命令，而是可以主動向主站發(fā)送響應(yīng)幀。平衡配置異步平衡方式ABM，即每個復(fù)合站都可以平等地發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸，而不需要得到對方復(fù)合站的允許。1203.1.2鏈路層協(xié)議舉例2、HDLC的幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)傳送以幀為單位，一個幀的結(jié)構(gòu)具有固定的格式。從網(wǎng)絡(luò)層交下來的分組，變成數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)，被封裝在信息字段〔長度可變〕。在信息字段的首尾各加上24比特的控制信息，就構(gòu)成了一個完整的幀。幀結(jié)構(gòu)所具有的固定格式實現(xiàn)了控制信息與數(shù)據(jù)的別離。標志地址控制信息幀檢驗序列標志FACInfoFCSF位888可變168檢驗區(qū)間透明傳輸區(qū)域1213.1.2鏈路層協(xié)議舉例HDLC幀各字段：標志字段F：幀同步、透明傳輸。幀同步：就是從收到的比特流中正確無誤地判斷出一個幀從那個比特開始以及到那個比特結(jié)束。HDLC規(guī)定的幀邊界符：“01111110〞也稱為標志字段〔Flag〕。在接收端，只要找到標志字段就可以很容易地確定一個幀在比特流中的位置。幀的透明傳輸：在兩個標志字段之間的比特串中，如果碰巧出現(xiàn)了和標志字段F一樣的比特組合，就會被誤認為是幀的邊界。HDLC采用了零比特填充法來防止在幀的兩個標志字段之間出現(xiàn)6個連續(xù)的“1〞。1223.1.2鏈路層協(xié)議舉例零比特填充法：在發(fā)送端，對尚未加上標志字段的比特串進行掃描，每當發(fā)現(xiàn)5個連續(xù)的“1〞，就立即插入一個“0〞。這樣經(jīng)過零比特填充的數(shù)據(jù)，就可以保證不會出現(xiàn)6個連續(xù)的“1〞。 在接收端，每收到一個幀，先找到標志字段以確定幀的邊界，接著再對其中的比特流進行掃描，每當發(fā)現(xiàn)5個連續(xù)的“1〞，就將其后緊跟的“0〞刪去，復(fù)原成原來的比特流。1233.1.2鏈路層協(xié)議舉例地址字段(Address)：尋址。HDLC采用單地址方式。在使用非平衡方式傳輸數(shù)據(jù)時，地址字段總是寫入次站的地址；在平衡方式時，地址字段總是填入確認站的地址。播送地址：“11111111〞無效地址：“00000000〞有效地址數(shù)：254個1243.1.2鏈路層協(xié)議舉例幀校驗序列(FrameCheckSequence)：過失控制。檢驗方法：CRC校驗。檢驗范圍：從地址字段的第一個比特起，到信息字段的最末一個比特止。信息字段(Information)：信息傳遞。包含網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU。1253.1.2鏈路層協(xié)議舉例控制字段C：共8位，是最復(fù)雜的字段，HDLC的許多重要功能都靠控制字段來實現(xiàn)。根據(jù)該字段最前面兩位的取值，可將HDLC幀劃分為三大類：信息幀I、監(jiān)督幀S和無編號幀U。

0P/F10P/F11P/FN(S)N(R)N(R)SM

M信息幀I監(jiān)督幀S無編號幀U標志F地址A控制C信息Info幀檢驗序列FCS標志F位888可變168123456781263.1.2鏈路層協(xié)議舉例信息幀I：執(zhí)行信息的傳輸發(fā)送序號N(S)表示當前發(fā)送的信息幀的序號。接收序號N(R)表示這個站所期望收到的幀的發(fā)送序號。N(R)帶有確認的意思，表示序號為N(R)-1的幀及這以前的各幀都已正確接收。(不必專門發(fā)送確認幀，使用信息幀捎帶確認信息)1273.1.2鏈路層協(xié)議舉例監(jiān)督幀S：假設(shè)控制字段的第1、2比特的值為“10〞，那么對應(yīng)的幀為監(jiān)督幀。監(jiān)督幀不含要傳送的數(shù)據(jù)信息，因此它只有48bit長。1283.1.2鏈路層協(xié)議舉例監(jiān)督幀共有四種，取決于第3、4位的值。分別是：00：接收就緒〔RR〕，由主站或從站發(fā)送。01：拒絕〔REJ〕，由主站或從站發(fā)送，用以要求發(fā)送方對從編號為N(R)開始的幀及其以后所有的幀進行重發(fā)，同時表示N(R)-1幀及這以前的幀都已正確接收。10：接收未就緒〔RNR〕，表示目前正處于忙狀態(tài)，尚未準備好接收編號為N(R)的幀，但編號N(R)-1幀及這以前的幀都已正確接收，這可用來對鏈路流量進行控制。11：選擇拒絕〔SREJ〕，它要求發(fā)送方發(fā)送編號為N(R)的單個I幀．并表示其它編號的I幀已全部確認。1293.1.2鏈路層協(xié)議舉例無編號幀U：假設(shè)控制字段的第1、2比特的值為“11〞，那么對應(yīng)的幀為無編號幀。無編號幀不帶編號，即沒有N(S)和N(R)字段。無編號幀用第3、4、6、7、8比特的各種組合來表示不同的功能。雖然有32種不同的組合，但實際上目前只定義了15種無編號幀。無編號幀主要起控制作用〔如鏈路的建立和釋放〕，可在需要時隨即發(fā)出。1303.1.2鏈路層協(xié)議舉例P/F比特說明：P/F比特為0時無意義。在非平衡配置的正常響應(yīng)方式中： 從站不能主動向主站發(fā)送信息。從站只有收到主站發(fā)出的P比特為1的命令幀(S幀或I幀)以后才能發(fā)送響應(yīng)幀。從站假設(shè)有數(shù)據(jù)發(fā)送，那么在最后一個數(shù)據(jù)幀中將F比特置1。假設(shè)無數(shù)據(jù)發(fā)送，那么在響應(yīng)的S幀中將F比特置1。1313.2局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

3.2.1什么是局域網(wǎng)3.2.2局域網(wǎng)的層次模型IEEE802標準系列1323.2.1什么是局域網(wǎng)局域網(wǎng)最主要的特點是：網(wǎng)絡(luò)為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數(shù)目都有限。所覆蓋的地理范圍和站點數(shù)量均有限。局域網(wǎng)的傳輸速率較快，誤碼率較低，安裝和使用比較簡單。局域網(wǎng)可以按網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)進行分類：有星形網(wǎng)；有環(huán)形網(wǎng)；有總線網(wǎng)；有樹形網(wǎng)。局域網(wǎng)可以使用多種傳輸媒體：雙絞線、同軸電纜、光纖1333.2.2局域網(wǎng)的層次模型邏輯鏈路控制LLC媒體訪問控制MAC物理層傳輸媒體物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層運輸層IEEE802參考模型OSI參考模型1343.2.2局域網(wǎng)的層次模型局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的特點：1、局域網(wǎng)是一個通信網(wǎng)，且在局域網(wǎng)中沒有路由問題，因此它不需要網(wǎng)絡(luò)層，與OSI模型相比，只有最低的兩個層次——物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。2、因為局域網(wǎng)的種類繁多，媒體接入控制的方法也各不相同，所以為使局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)鏈路層不致于太過復(fù)雜，就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個子層，即：媒體接入控制或媒體訪問控制MAC子層和邏輯鏈路控制LLC子層。3、因為傳輸媒體和拓撲結(jié)構(gòu)對于局域網(wǎng)非常重要，局域網(wǎng)參考模型中還包括了對傳輸媒體和拓撲結(jié)構(gòu)的規(guī)約。

1353.2.2局域網(wǎng)的層次模型MAC地址接入局域網(wǎng)的計算機都有一個唯一的物理地址，或稱MAC地址。802標準為局域網(wǎng)上的每一個站規(guī)定了一種48bit的全局地址。MAC地址采用6字節(jié)〔48位〕二進制數(shù)表示。MAC地址的前三個字節(jié)由IEEE分配，后三個字節(jié)由制造商自行分配。MAC地址被固化在網(wǎng)卡中。136IEEE802標準系列1373.2.4媒體訪問控制方法局域網(wǎng)中，掛接在網(wǎng)絡(luò)上的各站點都是使用共享的公共傳輸媒體發(fā)送數(shù)據(jù)，而且要確保在一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)時一定要獨享公共傳輸媒體，當一個站點通過電纜發(fā)送數(shù)據(jù)時，別的站點必須等待。這樣就存在著對傳輸媒體的爭用以及爭用后如何使用傳輸媒體的問題，也就構(gòu)成了對媒體的控制方法，即媒體訪問控制方法。常用的媒體控制方式有：用于以太網(wǎng)的帶有沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD；用于令牌環(huán)網(wǎng)的令牌控制；以及令牌總線控制。1383.3以太網(wǎng)標準3.3.1CSMA/CD與傳統(tǒng)以太網(wǎng)3.3.2快速以太網(wǎng)3.3.3千兆位以太網(wǎng)3.3.4交換式以太網(wǎng)1393.3.1CSMA/CD與傳統(tǒng)以太網(wǎng)1、以太網(wǎng)工作原理所有計算機共享這個單一的總線。任何計算機都通過總線向其它計算機發(fā)送數(shù)據(jù)，但在任何時候只能有一臺計算機發(fā)送信號，其它都處于接收狀態(tài)。在數(shù)據(jù)幀的傳送過程中發(fā)送計算機獨占使用整個電纜，此計算機完成數(shù)據(jù)幀傳輸后，共享電纜才能為其它計算機使用。如果多臺計算機同時發(fā)送數(shù)據(jù)，就會出現(xiàn)不同信號在總線相互疊加而互相破壞，這就是發(fā)生了沖突。因此需要一種機制來協(xié)調(diào)通信，使沖突發(fā)生的可能性最小。在以太網(wǎng)中使用的介質(zhì)訪問控制方法就是帶有沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD(802.3標準)。1403.3.1CSMA/CD與傳統(tǒng)以太網(wǎng)2、CSMA/CD原理1〕載波監(jiān)聽多路訪問CSMA的根本思想：網(wǎng)絡(luò)上任一站點要發(fā)送，先監(jiān)聽總線，假設(shè)總線空閑，那么立即發(fā)送，假設(shè)總線正被占用，那么等待某一時間后再發(fā)送。2〕沖突檢測CD沖突檢測CD就是邊發(fā)送邊監(jiān)聽，只要監(jiān)聽到發(fā)生沖突，那么沖突的雙方就必須停止發(fā)送。3〕CSMA/CD的要點：任何想發(fā)送數(shù)據(jù)的站點必須進行監(jiān)聽，監(jiān)聽到總線有空閑就發(fā)送數(shù)據(jù)幀，并繼續(xù)監(jiān)聽，如監(jiān)聽到發(fā)生了沖突，那么立即停止此數(shù)據(jù)幀的發(fā)送。1413.3.1CSMA/CD與傳統(tǒng)以太網(wǎng)監(jiān)聽總線檢測有無信號發(fā)送檢測沖突停止發(fā)送強化沖突發(fā)送結(jié)束NoNoYesYes等待一個隨機時間等待CSMA/CD流程圖1423.3.1CSMA/CD與傳統(tǒng)以太網(wǎng)4〕爭用期強化沖突：當發(fā)送幀的站一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)生了沖突時，除了立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)外，還要再繼續(xù)發(fā)送假設(shè)干比特的人為干擾信號，以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生了沖突。每個站發(fā)送數(shù)據(jù)剛剛開始的一段可能發(fā)生沖突的時間間隔稱為爭用期。爭用期越是小于一個幀的發(fā)送時間，CSMA/CD的優(yōu)越性就越顯著。1433.3.1CSMA/CD與傳統(tǒng)以太網(wǎng)3、傳統(tǒng)以太網(wǎng)1〕粗纜以太網(wǎng)10Base5以太網(wǎng)粗纜收發(fā)器終止器AUI電纜最大長度500米AUI：連接單元接口1443.3.1CSMA/CD與傳統(tǒng)以太網(wǎng)2〕細纜以太網(wǎng)10Base2以太網(wǎng)細纜BNC連接器終止器最大長度185米構(gòu)建10Base2使用的設(shè)備有：網(wǎng)卡NIC、細同軸電纜、BNC-T連接器、終止器。

1453.3.1CSMA/CD與傳統(tǒng)以太網(wǎng)3〕10Base-T〔802.3i標準〕10BASE-T稱為雙絞線以太網(wǎng)，它采用星形拓撲結(jié)構(gòu)，使用非屏蔽雙絞線電纜，最大長度為100m，數(shù)據(jù)傳輸速度仍為10Mb/s。構(gòu)建10Base-T的設(shè)備：網(wǎng)卡集線器雙絞線電纜RJ-45連接器集線器在使用雙絞線媒體時，每個站點需要使用兩對雙絞線，分別用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。1463.3.2快速以太網(wǎng)100BASE-T被稱為快速以太網(wǎng)，其標準是802.3u?；诩€器在雙絞線上傳送100Mb/s基帶信號的星形拓撲以太網(wǎng)，仍然使用CSMA/CD協(xié)議。100Base-T保持了10Base-T的最短幀長及幀格式不變，定義了三種不同的物理層標準：100Base-TX、100Base-FX和100Base-T4。100Base-T4：4對3類或5類UTP線，3對線傳送數(shù)據(jù)，每對線數(shù)據(jù)傳輸率33.3Mb/s，另一對線用作沖突檢測。100Base-TX：2對5類UTP雙絞線或1類STP雙絞線。100Base-FX：一對多模光纖，或使用單模光纖距離可達2公里。1473.3.3千兆位以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)的物理層有以下兩個標準：〔1〕1000Base-X，802.3z標準〔基于光纖通道的物理層〕1000Base-SX：用多模光纖，距離300~550米。1000Base-LX：用單模光纖距離3km或多模光纖距離300~500m。1000Base-CX：屏蔽雙絞線STP，距離25米?！?〕1000Base-T，802.3ab標準1000Base-T：用4對5類UTP，距離25~100米。1483.3.3千兆位以太網(wǎng)1493.3.4交換式以太網(wǎng)傳統(tǒng)的共享式局域網(wǎng)中，各站點去競爭并共享網(wǎng)絡(luò)帶寬。當用戶增多時，分到每個用戶的帶寬就會相應(yīng)減少。在10Mb/s的網(wǎng)絡(luò)中，如果有L個用戶，那么每個用戶占有的平均帶寬只有10Mb/s的L分之一。交換式以太網(wǎng)的核心是一個以太網(wǎng)交換機。交換機的主要特點是：每個端口直接與主機相連，當計算機要通信時，交換機能同時連通許多對的端口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無沖突的傳輸數(shù)據(jù)，通信完成后就斷開連接。在使用交換機時，如果每個端口為10Mb/s，由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網(wǎng)絡(luò)用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對有N對端口的交換機，系統(tǒng)總帶寬可達N×10Mb/s。1503.4.1中繼器和集線器3.4.2網(wǎng)橋與生成樹算法3.4.3交換機虛擬局域網(wǎng)VLAN1513.4.1中繼器和集線器1、中繼器中繼器的作用是連接兩根電纜，當它檢測到一根電纜中有信號傳來時，便將信號放大并轉(zhuǎn)發(fā)到另一根電纜，這樣一個中繼器就把一個以太網(wǎng)的有效連接距離擴大一倍。中繼器連接的兩根以太網(wǎng)電纜稱為網(wǎng)段。中繼器是工作在物理層的設(shè)備。它沒有物理地址。中繼器的缺點是會在網(wǎng)段之間傳送無效的信號，使得在一個網(wǎng)段中發(fā)生的沖突或干擾被擴散到其他的網(wǎng)段。1523.4.1中繼器和集線器2、集線器集線器是一個多端口中繼器，它接收相連設(shè)備的信號并完整轉(zhuǎn)發(fā)出去。在以太網(wǎng)中，集線器通常是支持星形或混合形拓撲結(jié)構(gòu)的。必須遵守5-4-3-2-1規(guī)那么，即只能連接5個網(wǎng)段，使用4個集線器，只能有3個網(wǎng)段可以連接計算機，2指的是一個網(wǎng)段只能有兩個節(jié)點，且其中一個節(jié)點必須是計算機。集線器是工作在物理層的設(shè)備，它的每個端口都具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的功能。當集線器的某個端口接收到信號，就簡單地將該信號向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。集線器有多種類型：獨立式集線器、堆疊式集線器、、模塊式集線器、智能型集線器。1533.4.2網(wǎng)橋與生成樹算法網(wǎng)橋也稱橋接器，是工作在鏈路層，用于連接兩個局域網(wǎng)，擴展網(wǎng)絡(luò)的距離。一般情況下，被連接的局域網(wǎng)具有相同的邏輯鏈路控制規(guī)程LLC，但在介質(zhì)訪問控制協(xié)議MAC上可以不同。網(wǎng)橋根據(jù)MAC地址對收到的幀進行轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)橋具有過濾幀的功能。當一幀網(wǎng)橋從某個端口到達時，網(wǎng)橋?qū)⒔邮者M來的幀存在緩存，通過查找地址映射表完成尋址，假設(shè)此幀未出現(xiàn)過失，且要發(fā)往的目的站MAC地址屬于另一個網(wǎng)段，那么將收到的幀送到對應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。否那么就丟棄此幀。在同一網(wǎng)段中通信的幀及有過失的幀或無效信息，不會被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)段去。1543.4.2網(wǎng)橋與生成樹算法網(wǎng)橋幀過濾功能是阻止某些幀通過網(wǎng)橋。幀過濾有3種類型：目的地址過濾、源地址過濾和協(xié)議過濾。目的地址過濾指的是當網(wǎng)橋接收到一個幀后，首先確定其源地址和目的地址，如果源地址和目的地址處在同一個局域網(wǎng)中，就簡單地將其丟棄，否那么就將其轉(zhuǎn)發(fā)到另一個局域網(wǎng)上。源地址過濾是指網(wǎng)橋拒絕某一特定地址〔站點〕發(fā)出的幀。協(xié)議過濾是指網(wǎng)橋能用幀中的協(xié)議信息來決定是轉(zhuǎn)發(fā)還是濾掉該幀。1553.4.2網(wǎng)橋與生成樹算法1、透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋的根本思想是：網(wǎng)橋自動了解每個端口所接網(wǎng)段的機器地址〔MAC地址〕，形成一個地址映射表，網(wǎng)橋每次轉(zhuǎn)發(fā)幀時，先查地址映射表表，如查到，那么向相應(yīng)端口轉(zhuǎn)發(fā)，如查不到，那么向除接收端口之外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)或擴散。透明網(wǎng)橋記錄接受幀的源地址與端口的映射，通過查看轉(zhuǎn)發(fā)幀的源地址就可以知道通過哪個端口可以訪問某個站點。1563.4.2網(wǎng)橋與生成樹算法為了提高擴展局域網(wǎng)的可靠性，可以在局域網(wǎng)之間設(shè)置并行的兩個或多個網(wǎng)橋，但這樣配置引起一個幀在網(wǎng)絡(luò)中不停地兜圈，從而使網(wǎng)絡(luò)無法正常工作。FF1F2A局域網(wǎng)1局域網(wǎng)2網(wǎng)橋2網(wǎng)橋11573.4.2網(wǎng)橋與生成樹算法生成樹算法解決的方法是讓網(wǎng)橋相互通信，并用一棵覆蓋到每個局域網(wǎng)的生成樹覆蓋實際的拓撲結(jié)構(gòu)。找出原來的網(wǎng)絡(luò)拓撲的一個子集，在此子集中整個連通的網(wǎng)絡(luò)中不存在回路，在任何兩個站點之間只有一條通路。一旦生成樹確定了，網(wǎng)橋就會將某些接口斷開，以確保從原來的拓撲得出一個生成樹。生成樹算法選擇一個網(wǎng)橋作為支撐樹的根〔例如，選擇一個最小序號的網(wǎng)橋〕，然后以最短通路為依據(jù)，找到樹上的每一個站點。1583.4.2網(wǎng)橋與生成樹算法2、源路徑網(wǎng)橋其核心思想是發(fā)送站知道目的站的位置，并將路徑中間所經(jīng)過的網(wǎng)橋地址包含在幀頭中一并發(fā)出，路徑中的網(wǎng)橋依照幀頭中的下一站網(wǎng)橋地址將幀一一轉(zhuǎn)發(fā)，直到將幀傳送到目的地。1593.4.3交換機交換機是屬于OSI第二層的設(shè)備。也被稱為是多端口的網(wǎng)橋，其中每個端口構(gòu)成一個獨立的局域網(wǎng)網(wǎng)段，交換機中有一個端口提供到主干網(wǎng)的高速上行鏈路。它還能夠解析出MAC地址信息。交換機的所有端口都共享同一指定的帶寬。連接到交換機上的設(shè)備都可以享有它們自己的專用信道。局域網(wǎng)交換機有兩種數(shù)據(jù)交換方式：一種是直通交換，另一種是存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換。直通交換模式：在接受數(shù)據(jù)幀的同時就立即按幀頭中的目的地址，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到目的端口。存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換模式：把整個數(shù)據(jù)幀讀入內(nèi)存并檢查其正確性。160虛擬局域網(wǎng)VLAN虛擬局域網(wǎng)〔VLAN〕：由于交換機所具有的數(shù)據(jù)處理能力，又引出了一些新的網(wǎng)絡(luò)效勞如VLAN。不同物理網(wǎng)段的站點可以按需求分成假設(shè)干個邏輯工作組。每一個邏輯工作組就是一個虛擬網(wǎng)VLANVLAN在邏輯上等價于播送域。VLAN可類比成一組最終用戶的集合。這些用戶可以處在不同的物理局域網(wǎng)上，但他們之間可以象在同一個局域網(wǎng)上那樣通信而不受物理位置的限制。虛擬局域網(wǎng)是以太網(wǎng)交換機為用戶提供的一種效勞，而不是一種新型局域網(wǎng)。功能：隔離播送信息，模擬共享環(huán)境，增加平安性161虛擬局域網(wǎng)VLAN虛擬局域網(wǎng)的劃分：按交換機端口：將交換機其中的幾個端口指定成一個VLAN。缺點是無法保證網(wǎng)絡(luò)站點在整個網(wǎng)絡(luò)中方便地移動。按MAC地址：根據(jù)局域網(wǎng)MAC地址劃分VLAN。按網(wǎng)絡(luò)地址：按站點的網(wǎng)絡(luò)層地址〔例如IP地址或者IPX地址〕劃分VLAN。按協(xié)議規(guī)那么：把具有相同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)站點歸并成一個VLAN?；谟脩舳x規(guī)那么：根據(jù)幀的指定域中的特定模式或者特定取值，自己定義滿足特定應(yīng)用需要的VLAN。1623.5無線局域網(wǎng)1633.5無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)可歸結(jié)為兩類：無中心或?qū)Φ仁健睵eertoPeer〕拓撲和有中心〔HUB-Based〕拓撲。1、無中心拓撲，要求網(wǎng)中任意兩個站點均可直接通信。這種拓撲結(jié)構(gòu)適用于用戶相對較少的工作群網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。2、有中心拓撲，要求一個無線站點充當中心站，所有站點對網(wǎng)絡(luò)的訪問均由其控制。每個站點只需在中心站覆蓋范圍之內(nèi)就可與其它站點通信，網(wǎng)絡(luò)中點站布局受環(huán)境限制較小。在實際應(yīng)用中，無線網(wǎng)往往與有線主干網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來使用。這時，中心站點充當無線網(wǎng)與有線主干網(wǎng)的轉(zhuǎn)接器。1643.6.1令牌環(huán)網(wǎng)IEEE802.5標準

3.6.2令牌總線局域網(wǎng)IEEE802.4標準3.6.3光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI

1653.6.1令牌環(huán)網(wǎng)IEEE802.5標準令牌環(huán)網(wǎng)采用一種特殊的幀——令牌來協(xié)調(diào)環(huán)的使用，在任何時候環(huán)上只有一個令牌。為了發(fā)送數(shù)據(jù)，計算機必須等待令牌的到來，然后傳輸一幀，再向下一臺計算機傳輸令牌。當沒有計算機要發(fā)送數(shù)據(jù)時，令牌以高速在環(huán)上循環(huán)。令牌環(huán)網(wǎng)通過屏蔽或非屏蔽雙絞線以4Mb/s或16Mb/s速率傳輸數(shù)據(jù)。1663.6.2令牌總線局域網(wǎng)IEEE802.4標準令牌總線局域網(wǎng)在物理上是個總線網(wǎng)，而在邏輯上卻是一個令牌網(wǎng)。它既有總線局域網(wǎng)的接入方便和可靠性較高的優(yōu)點，也具有令牌網(wǎng)的無沖突的優(yōu)點。167光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI是一個使用光纖作為傳輸媒體的令牌環(huán)形網(wǎng)。特點是使用令牌傳遞的MAC協(xié)議，它利用多模光纖進行傳輸，并使用有容錯能力的雙環(huán)拓撲，數(shù)據(jù)傳輸率為100Mb/s，兩個站間的最大距離為2km，環(huán)路長度為100km。3.6.3光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI168第4章網(wǎng)絡(luò)層與IP協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)根底教程169主要內(nèi)容4.1網(wǎng)絡(luò)層4.2IP協(xié)議4.3使用IP協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)互連1704.1網(wǎng)絡(luò)層4.1.1網(wǎng)絡(luò)層根本概念4.1.2網(wǎng)絡(luò)互連4.1.3絡(luò)互連設(shè)備1714.1.1網(wǎng)絡(luò)層根本概念網(wǎng)絡(luò)層是OSI參考模型中的第三層，介于運輸層和數(shù)據(jù)鏈路層之間，它解決整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信，將數(shù)據(jù)設(shè)法從源端點經(jīng)過假設(shè)干的中間節(jié)點傳送到目的端。通信子網(wǎng)及廣域網(wǎng)的最高層就是網(wǎng)絡(luò)層，因此網(wǎng)絡(luò)層主要作用是控制通信子網(wǎng)正常運行，以及解決通信子網(wǎng)中的路由選擇問題。1724.1.1網(wǎng)絡(luò)層根本概念什么是面向連接效勞與無連接效勞？面向連接效勞是指在數(shù)據(jù)傳輸之前，必須先建立連接，當數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，就終止這個連接。面向連接效勞具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接撤除三個階段。在傳送數(shù)據(jù)時是按序傳送的。無連接效勞是指在通信之前不需要建立好一個連接，要傳送的分組直接發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，但每個分組都要攜帶目的地址信息，以便在網(wǎng)絡(luò)中找到路由。無連接效勞與面向連接的效勞在網(wǎng)絡(luò)層的具體實現(xiàn)就是：數(shù)據(jù)報效勞和虛電路效勞。1734.1.1網(wǎng)絡(luò)層根本概念1、數(shù)據(jù)報效勞在數(shù)據(jù)報方式中，每個分組被稱為一個數(shù)據(jù)報。數(shù)據(jù)報效勞特點：網(wǎng)絡(luò)隨時都可接受主機發(fā)送的數(shù)據(jù)報。網(wǎng)絡(luò)為每個數(shù)據(jù)報獨立地選擇路由。數(shù)據(jù)報采用的效勞只是“盡最大努力地〞將數(shù)據(jù)報交付給目的主機網(wǎng)絡(luò)不能保證所傳數(shù)據(jù)報不喪失、也不保證按發(fā)送的先后順序及在某個時限內(nèi)必須交付給目的主機、不保證傳送的數(shù)據(jù)報不重復(fù)和不損壞。數(shù)據(jù)報提供的效勞是不可靠的，它不能保證效勞質(zhì)量。1744.1.1網(wǎng)絡(luò)層根本概念2、虛電路效勞虛電路效勞特點：網(wǎng)絡(luò)的源主機和目的主機之間先要建立一條邏輯通道。所有分組按順序到達目的主機。“虛電路〞和電路交換的連接有很大的不同。當占用一條虛電路進行計算機通信時，由于采用的是存儲轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換，所以只是斷續(xù)地占用一段又一段的通信線路，即這一條電路不是專用的，所以稱之為“虛〞電路。當需要經(jīng)常進行頻繁的通信，還可以建立永久虛電路。永久虛電路只有數(shù)據(jù)傳輸階段。1754.1.1網(wǎng)絡(luò)層根本概念3、兩種網(wǎng)絡(luò)效勞的特點對比項目虛電路服務(wù)數(shù)據(jù)報服務(wù)思路可靠通信由網(wǎng)絡(luò)來保證可靠通信由用戶主機來保證連接的建立必須要不要目的主機地址僅在連接建立階段使用，每個分組使用虛電路號每個分組都有目的主機的地址路由選擇在虛電路建立時進行，所有分組均按同一路由每個分組獨立選擇路由當節(jié)點出現(xiàn)故障所有通過出故障節(jié)