計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件

電腦網(wǎng)絡(luò)課件

第

1

章概述1.1電腦網(wǎng)絡(luò)在資訊時(shí)代中的作用1.2因特網(wǎng)概述

1.2.1網(wǎng)路的網(wǎng)路

1.2.2因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)階段

1.2.3因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作

1.2.4電腦網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展1.3因特網(wǎng)的組成

1.3.1因特網(wǎng)的邊緣部分

1.3.2因特網(wǎng)的核心部分第

1

章概述（續(xù)）1.4電腦網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展1.5電腦網(wǎng)絡(luò)的類別

1.5.1電腦網(wǎng)絡(luò)的定義

1.5.2幾種不同類別的網(wǎng)路1.6電腦網(wǎng)絡(luò)的性能

1.6.1電腦網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

1.6.2電腦網(wǎng)絡(luò)的非性能特徵第

1

章概述（續(xù)）1.7電腦網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

1.7.1電腦網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成

1.7.2協(xié)議與劃分層次

1.7.3具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

1.7.4實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點(diǎn)

1.7.5TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)1.1電腦網(wǎng)絡(luò)

在資訊時(shí)代的作用21世紀(jì)的一些重要特徵就是數(shù)位化、網(wǎng)路化和資訊化，它是一個(gè)以網(wǎng)路為核心的資訊時(shí)代。網(wǎng)路現(xiàn)已成為資訊社會(huì)的命脈和發(fā)展知識(shí)經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。網(wǎng)路是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)路和電腦網(wǎng)絡(luò)。發(fā)展最快的並起到核心作用的是電腦網(wǎng)絡(luò)。因特網(wǎng)(Internet)的發(fā)展進(jìn)入20世紀(jì)90年代以後，以因特網(wǎng)為代表的電腦網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展。已從最初的教育科研網(wǎng)路逐步發(fā)展成為商業(yè)網(wǎng)絡(luò)。已成為僅次於全球電話網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡(luò)。因特網(wǎng)的意義因特網(wǎng)是自印刷術(shù)以來人類通信方面最大的變革?，F(xiàn)在人們的生活、工作、學(xué)習(xí)和交往都已離不開因特網(wǎng)。電腦網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的

最重要的功能連通性——電腦網(wǎng)絡(luò)使上網(wǎng)用戶之間都可以交換資訊，好像這些用戶的電腦都可以彼此直接連通一樣。共用——即資源共用?？梢允琴Y訊共用、軟體共用，也可以是硬體共用。1.2因特網(wǎng)概述1.2.1網(wǎng)路的網(wǎng)路起源於美國(guó)的因特網(wǎng)現(xiàn)已發(fā)展成為世界上最大的國(guó)際性電腦互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)路(network)由若干結(jié)點(diǎn)(node)和連接這些結(jié)點(diǎn)的鏈路(link)組成?；ヂ?lián)網(wǎng)是“網(wǎng)路的網(wǎng)路”(networkofnetworks)。連接在因特網(wǎng)上的電腦都稱為主機(jī)(host)。請(qǐng)注意名詞“結(jié)點(diǎn)”“結(jié)點(diǎn)”的英文名詞是node。雖然node有時(shí)也可譯為“節(jié)點(diǎn)”，但這是指像天線上的駐波的節(jié)點(diǎn)，這種節(jié)點(diǎn)很像竹竿上的“節(jié)”。在網(wǎng)路中的node的標(biāo)準(zhǔn)譯名是“結(jié)點(diǎn)”而不是“節(jié)點(diǎn)”。但數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的樹(tree)中的node應(yīng)當(dāng)譯為“節(jié)點(diǎn)”。網(wǎng)路與因特網(wǎng)網(wǎng)路把許多電腦連接在一起。因特網(wǎng)則把許多網(wǎng)路連接在一起。(a)(b)網(wǎng)路互聯(lián)網(wǎng)（網(wǎng)路的網(wǎng)路）結(jié)點(diǎn)鏈路主機(jī)因特網(wǎng)1.2.2因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)階段第一階段是從單個(gè)網(wǎng)路ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。1983年TCP/IP協(xié)議成為ARPANET上的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。人們把1983年作為因特網(wǎng)的誕生時(shí)間。Internet和Internet的區(qū)別以小寫字母i

開始的internet（互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)）是一個(gè)通用名詞，它泛指由多個(gè)電腦網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)路。以大寫字母I開始的的Internet（因特網(wǎng)）則是一個(gè)專用名詞，它指當(dāng)前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)路相互連接而成的特定電腦網(wǎng)絡(luò)，它採(cǎi)用TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則，且其前身是美國(guó)的ARPANET。三級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)第二階段的特點(diǎn)是建成了三級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。三級(jí)電腦網(wǎng)絡(luò)，分為主幹網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。多層次ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)第三階段的特點(diǎn)是逐漸形成了多層次ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。出現(xiàn)了因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP(InternetServiceProvider)。用戶因特網(wǎng)ISP1ISP2因特網(wǎng)服務(wù)提供者用戶通過ISP上網(wǎng)根據(jù)提供服務(wù)的覆蓋面積大小以及所擁有的IP地址數(shù)目的不同，ISP也分成為不同的層次。一級(jí)ISP一級(jí)ISP第一層

ISP大公司本地

ISP大公司大公司公司本地

ISP本地

ISP校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)第二層

ISP第二層

ISPNAPNAPAB主機(jī)A→本地ISP→第二層ISP→NAP→第一層ISP→NAP→第二層ISP→本地ISP→主機(jī)B第一層

ISP第二層

ISP本地

ISP本地

ISP本地

ISP本地

ISP第一層

ISP第一層第二層第三層本地

ISP第二層

ISP本地

ISP本地

ISP本地

ISP本地

ISP第二層

ISP本地

ISP本地

ISP第二層

ISP萬維網(wǎng)WWW的問世因特網(wǎng)已經(jīng)成為世界上規(guī)模最大和增長(zhǎng)速率最快的電腦網(wǎng)絡(luò)，沒有人能夠準(zhǔn)確說出因特網(wǎng)究竟有多大。因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展始於20世紀(jì)90年代。由歐洲原子核研究組織CERN開發(fā)的萬維網(wǎng)WWW(WorldWideWeb)被廣泛使用在因特網(wǎng)上，大大方便了廣大非網(wǎng)路專業(yè)人員對(duì)網(wǎng)路的使用，成為因特網(wǎng)的這種指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。因特網(wǎng)的發(fā)展情況概況

網(wǎng)路數(shù)主機(jī)數(shù)用戶數(shù)管理機(jī)構(gòu)數(shù)1980101021021001990103105106101

2000105107108102

20051061081091031.2.3關(guān)於因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作因特網(wǎng)協(xié)會(huì)ISOC因特網(wǎng)研究指導(dǎo)小組IRSG因特網(wǎng)研究部IRTF因特網(wǎng)工程部IETF因特網(wǎng)工程指導(dǎo)小組IESG…RGWG……RG…領(lǐng)域領(lǐng)域因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究委員會(huì)IABWGWGWG制訂因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過以下的四個(gè)階段因特網(wǎng)草案(InternetDraft)——在這個(gè)階段還不是

RFC文檔。建議標(biāo)準(zhǔn)(ProposedStandard)——從這個(gè)階段開始就成為RFC文檔。草案標(biāo)準(zhǔn)(DraftStandard)因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(InternetStandard)各種RFC之間的關(guān)係因特網(wǎng)草案建議標(biāo)準(zhǔn)草案標(biāo)準(zhǔn)因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)歷史的RFC實(shí)驗(yàn)的RFC提供資訊的RFC6種RFC1.3因特網(wǎng)的組成從因特網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分為以下的兩大塊：(1)邊緣部分由所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成。這部分是用戶直接使用的，用來進(jìn)行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共用。(2)核心部分由大量網(wǎng)路和連接這些網(wǎng)路的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）。因特網(wǎng)的核心部分因特網(wǎng)的邊緣部分主機(jī)網(wǎng)路路由器因特網(wǎng)的邊緣部分與核心部分1.3.1因特網(wǎng)的邊緣部分處在因特網(wǎng)邊緣的部分就是連接在因特網(wǎng)上的所有的主機(jī)。這些主機(jī)又稱為端系統(tǒng)(endsystem)?！爸鳈C(jī)A和主機(jī)B進(jìn)行通信”，實(shí)際上是指：“運(yùn)行在主機(jī)A上的某個(gè)程式和運(yùn)行在主機(jī)B上的另一個(gè)程式進(jìn)行通信”。即“主機(jī)A的某個(gè)進(jìn)程和主機(jī)B上的另一個(gè)進(jìn)程進(jìn)行通信”?；蚝?jiǎn)稱為“電腦之間通信”兩種通信方式在網(wǎng)路邊緣的端系統(tǒng)中運(yùn)行的程式之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢悾嚎蛻羲欧鞣绞剑–/S方式）即Client/Server方式對(duì)等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer方式1.客戶伺服器方式客戶(client)和伺服器(server)都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程?？蛻羲欧鞣绞剿枋龅氖沁M(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)係。客戶是服務(wù)的請(qǐng)求方，伺服器是服務(wù)的提供方。運(yùn)行客戶程式網(wǎng)路邊緣網(wǎng)路核心運(yùn)行伺服器程式AB①請(qǐng)求服務(wù)②得到服務(wù)客戶伺服器客戶A向伺服器B發(fā)出請(qǐng)求服務(wù)，而伺服器B向客戶A提供服務(wù)。客戶軟體的特點(diǎn)被用戶調(diào)用後運(yùn)行，在打算通信時(shí)主動(dòng)向遠(yuǎn)地伺服器發(fā)起通信（請(qǐng)求服務(wù)）。因此，客戶程式必須知道伺服器程式的地址。不需要特殊的硬體和很複雜的操作系統(tǒng)。伺服器軟體的特點(diǎn)一種專門用來提供某種服務(wù)的程式，可同時(shí)處理多個(gè)遠(yuǎn)地或本地客戶的請(qǐng)求。系統(tǒng)啟動(dòng)後即自動(dòng)調(diào)用並一直不斷地運(yùn)行著，被動(dòng)地等待並接受來自各地的客戶的通信請(qǐng)求。因此，伺服器程式不需要知道客戶程式的地址。一般需要強(qiáng)大的硬體和高級(jí)的操作系統(tǒng)支持。2.對(duì)等連接方式對(duì)等連接(peer-to-peer，簡(jiǎn)寫為P2P)是指兩個(gè)主機(jī)在通信時(shí)並不區(qū)分哪一個(gè)是服務(wù)請(qǐng)求方還是服務(wù)提供方。只要兩個(gè)主機(jī)都運(yùn)行了對(duì)等連接軟體（P2P軟體），它們就可以進(jìn)行平等的、對(duì)等連接通信。雙方都可以下載對(duì)方已經(jīng)存儲(chǔ)在硬碟中的共用文檔。對(duì)等連接方式的特點(diǎn)對(duì)等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使用客戶伺服器方式，只是對(duì)等連接中的每一個(gè)主機(jī)既是客戶又同時(shí)是伺服器。例如主機(jī)C請(qǐng)求D的服務(wù)時(shí)，C是客戶，D是伺服器。但如果C又同時(shí)向F提供服務(wù)，那麼C又同時(shí)起著伺服器的作用。網(wǎng)路邊緣網(wǎng)路核心運(yùn)行P2P程式運(yùn)行P2P程式DCEF運(yùn)行P2P程式運(yùn)行P2P程式1.3.2因特網(wǎng)的核心部分網(wǎng)路核心部分是因特網(wǎng)中最複雜的部分。網(wǎng)路中的核心部分要向網(wǎng)路邊緣中的大量主機(jī)提供連通性，使邊緣部分中的任何一個(gè)主機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。在網(wǎng)路核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是實(shí)現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)路核心部分最重要的功能。路由器的重要任務(wù)路由器是實(shí)現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)路核心部分最重要的功能。1.電路交換的主要特點(diǎn)兩部電話機(jī)只需要用一對(duì)電線就能夠互相連接起來。

更多的電話機(jī)互相連通5部電話機(jī)兩兩相連，需10對(duì)電線。N部電話機(jī)兩兩相連，需N(N–1)/2對(duì)電線。當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量很大時(shí)，這種連接方法需要的電線對(duì)的數(shù)量與電話機(jī)數(shù)的平方成正比。

使用交換機(jī)當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量增多時(shí)，就要使用交換機(jī)來完成全網(wǎng)的交換任務(wù)?！?/p>

交換機(jī)“交換”的含義在這裏，“交換”(switching)的含義就是轉(zhuǎn)接——把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，使它們連通起來。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。電路交換的特點(diǎn)電路交換必定是面向連接的。電路交換的三個(gè)階段：建立連接通信釋放連接電路交換舉例A和B通話經(jīng)過四個(gè)交換機(jī)通話在A到B的連接上進(jìn)行((((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA電路交換舉例C和D通話只經(jīng)過一個(gè)本地交換機(jī)通話在C到D的連接上進(jìn)行((((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA電路交換傳送電腦數(shù)據(jù)效率低電腦數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。報(bào)文2.分組交換的主要特點(diǎn)在發(fā)送端，先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成較短的、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段。1101000110101010110101011100010011010010假定這個(gè)報(bào)文較長(zhǎng)不便於傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文添加首部構(gòu)成分組每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。首部首部首部分組

1分組

2分組

3請(qǐng)注意：現(xiàn)在左邊是“前面”分組交換的傳輸單元分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。數(shù)據(jù)首部分組

1數(shù)據(jù)首部分組

2數(shù)據(jù)首部分組

3分組首部的重要性每一個(gè)分組的首部都含有地址等控制資訊。分組交換網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)根據(jù)收到的分組的首部中的地址資訊，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)。用這樣的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，最後分組就能到達(dá)最終目的地。收到分組後剝?nèi)ナ撞拷邮斩耸盏椒纸M後剝?nèi)ナ撞窟€原成報(bào)文。數(shù)據(jù)首部分組

1數(shù)據(jù)首部分組

2數(shù)據(jù)首部分組

3收到的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)最後還原成原來的報(bào)文最後，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原來的報(bào)文。這裏我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差錯(cuò)，在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)也沒有被丟棄。報(bào)文1101000110101010110101011100010011010010因特網(wǎng)的核心部分因特網(wǎng)的核心部分是由許多網(wǎng)路和把它們互連起來的路由器組成，而主機(jī)處在因特網(wǎng)的邊緣部分。在因特網(wǎng)核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連接，而在網(wǎng)路邊緣的主機(jī)接入到核心部分則通常以相對(duì)較低速率的鏈路相連接。主機(jī)的用途是為用戶進(jìn)行資訊處理的，並且可以和其他主機(jī)通過網(wǎng)路交換資訊。路由器的用途則是用來轉(zhuǎn)發(fā)分組的，即進(jìn)行分組交換的。H1H5H2H4H3H6路由器網(wǎng)路網(wǎng)路核心部分主機(jī)H1H5H2H4H3H6發(fā)送的分組路由器AEDBC網(wǎng)路核心部分主機(jī)分組交換網(wǎng)的示意圖H1A互聯(lián)網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1向H5

發(fā)送分組H2向H6

發(fā)送分組注意分組路徑的變化！路由器主機(jī)注意分組的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)過程H1A互聯(lián)網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1

向

H5

發(fā)送分組路由器主機(jī)在路由器

E

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口最後到達(dá)目的主機(jī)

H5在路由器

C

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口在路由器

A

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口路由器在路由器中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。路由器處理分組的過程是：把收到的分組先放入緩存（暫時(shí)存儲(chǔ)）；查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出到某個(gè)目的地址應(yīng)從哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)；把分組送到適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。

主機(jī)和路由器的作用不同主機(jī)是為用戶進(jìn)行資訊處理的，並向網(wǎng)路發(fā)送分組，從網(wǎng)路接收分組。路由器對(duì)分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，最後把分組交付目的主機(jī)。分組交換的優(yōu)點(diǎn)高效動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬，對(duì)通信鏈路是逐段佔(zhàn)用。靈活以分組為傳送單位和查找路由。迅速不必先建立連接就能向其他主機(jī)發(fā)送分組?？煽勘ＷC可靠性的網(wǎng)路協(xié)議；分佈式的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)路有很好的生存性。分組交換帶來的問題分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)，這就會(huì)造成一定的時(shí)延。分組必須攜帶的首部（裏面有必不可少的控制資訊）也造成了一定的開銷。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理

並非完全新的概念在20世紀(jì)40年代，電報(bào)通信也採(cǎi)用了基於存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理的報(bào)文交換(messageswitching)。報(bào)文交換的時(shí)延較長(zhǎng)，從幾分鐘到幾小時(shí)不等?，F(xiàn)在報(bào)文交換已經(jīng)很少有人使用了。三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文ABCDABCDABCD報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放數(shù)據(jù)傳送的特點(diǎn)比特流直達(dá)終點(diǎn)報(bào)文報(bào)文報(bào)文分組分組分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)電腦網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生背景是20世紀(jì)60年代美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期的產(chǎn)物。60年代初，美國(guó)國(guó)防部領(lǐng)導(dǎo)的遠(yuǎn)景研究規(guī)劃局ARPA(AdvancedResearchProjectAgency)提出要研製一種生存性(survivability)很強(qiáng)的網(wǎng)路。傳統(tǒng)的電路交換(circuitswitching)的電信網(wǎng)有一個(gè)缺點(diǎn)：正在通信的電路中有一個(gè)交換機(jī)或有一條鏈路被炸毀，則整個(gè)通信電路就要中斷。如要改用其他迂回電路，必須重新?lián)芴?hào)建立連接。這將要延誤一些時(shí)間。新型網(wǎng)路的基本特點(diǎn)網(wǎng)路用於電腦之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為了打電話。網(wǎng)路能夠連接不同類型的電腦，不局限於單一類型的電腦。所有的網(wǎng)路結(jié)點(diǎn)都同等重要，因而大大提高網(wǎng)路的生存性。電腦在進(jìn)行通信時(shí)，必須有冗餘的路由。網(wǎng)路的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地簡(jiǎn)單，同時(shí)還能夠非?？煽康貍魉蛿?shù)據(jù)。ARPANET的成功使

電腦網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生根本變化早期的面向終端的電腦網(wǎng)絡(luò)是以單個(gè)主機(jī)為中心的星形網(wǎng)各終端通過通信線路共用昂貴的中心主機(jī)的硬體和軟體資源。

分組交換網(wǎng)則是以網(wǎng)路為中心，主機(jī)都處在網(wǎng)路的週邊。用戶通過分組交換網(wǎng)可共用連接在網(wǎng)路上的許多硬體和各種豐富的軟體資源。

從主機(jī)為中心到以網(wǎng)路為中心主機(jī)終端以主機(jī)為中心以分組交換網(wǎng)為中心主機(jī)分組交換網(wǎng)1.4電腦網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展(1)中國(guó)公用電腦互聯(lián)網(wǎng)CHINANET(2)中國(guó)教育和科研電腦網(wǎng)CERNET(3)中國(guó)科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET(4)中國(guó)聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET(5)中國(guó)網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET(6)中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)CIETNET(7)中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)CMNET(8)中國(guó)長(zhǎng)城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET（建設(shè)中）(9)中國(guó)衛(wèi)星集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng)CSNET（建設(shè)中）1.5電腦網(wǎng)絡(luò)的分類1.5.1電腦網(wǎng)絡(luò)的不同定義最簡(jiǎn)單的定義：電腦網(wǎng)絡(luò)是一些互相連接的、自治的電腦的集合。因特網(wǎng)(Internet)是“網(wǎng)路的網(wǎng)路”。

1.3.2幾種不同的類別的網(wǎng)路不同作用範(fàn)圍的網(wǎng)路

從網(wǎng)路的使用者進(jìn)行分類

1.5.2幾種不同類別的網(wǎng)路不同作用範(fàn)圍的網(wǎng)路廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)

城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN(PersonalAreaNetwork)

2.不同使用者的網(wǎng)路從網(wǎng)路的使用者進(jìn)行分類公用網(wǎng)(publicnetwork)專用網(wǎng)(privatenetwork)

用來把用戶

接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)路接入網(wǎng)

AN(AccessNetwork)，它又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。由ISP提供的接入網(wǎng)只是起到讓用戶能夠與因特網(wǎng)連接的“橋樑”作用。1.6電腦網(wǎng)絡(luò)的性能

1.6.1電腦網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.速率比特（bit）是電腦中數(shù)據(jù)量的單位，也是資訊理論中使用的資訊量的單位。Bit來源於binarydigit，意思是一個(gè)“二進(jìn)位數(shù)字”，因此一個(gè)比特就是二進(jìn)位數(shù)字中的一個(gè)1或0。速率即數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate)是電腦網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個(gè)性能指標(biāo)。速率的單位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等速率往往是指額定速率或標(biāo)稱速率。2.帶寬“帶寬”(bandwidth)本來是指信號(hào)具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字通道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)。常用的帶寬單位更常用的帶寬單位是千比每秒，即kb/s（103b/s）兆比每秒，即Mb/s（106b/s）吉比每秒，即Gb/s（109b/s）太比每秒，即Tb/s（1012b/s）請(qǐng)注意：在電腦界，K=210=1024M=220,G=230,T=240。數(shù)字信號(hào)流隨時(shí)間的變化在時(shí)間軸上信號(hào)的寬度隨帶寬的增大而變窄。每秒

106

個(gè)比特時(shí)間1

01

0

111

s帶寬為1Mb/s時(shí)間每秒

4

106

個(gè)比特0.25s帶寬為4Mb/s3.吞吐量吞吐量(throughput)表示在單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)網(wǎng)路（或通道、介面）的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常地用於對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的網(wǎng)路的一種測(cè)量，以便知道實(shí)際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)路。吞吐量受網(wǎng)路的帶寬或網(wǎng)路的額定速率的限制。4.時(shí)延(delay或latency)傳輸時(shí)延（發(fā)送時(shí)延）發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起，到該幀的最後一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度（比特）通道帶寬（比特/秒）時(shí)延(delay或latency)傳播時(shí)延電磁波在通道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。信號(hào)傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號(hào)在通道上的傳播速率是完全不同的概念。傳播時(shí)延=通道長(zhǎng)度（米）信號(hào)在通道上的傳播速率（米/秒）時(shí)延(delay或latency)處理時(shí)延交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。排隊(duì)時(shí)延結(jié)點(diǎn)緩存佇列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。排隊(duì)時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決於網(wǎng)路中當(dāng)時(shí)的通信量。時(shí)延(delay或latency)數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延、處理時(shí)延和排隊(duì)時(shí)延之和：總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延+處理時(shí)延四種時(shí)延所產(chǎn)生的地方1011001…發(fā)送器佇列在鏈路上產(chǎn)生傳播時(shí)延結(jié)點(diǎn)

B結(jié)點(diǎn)

A在發(fā)送器產(chǎn)生傳輸時(shí)延(即發(fā)送時(shí)延)在結(jié)點(diǎn)

A中產(chǎn)生處理時(shí)延和排隊(duì)時(shí)延數(shù)據(jù)從結(jié)點(diǎn)A向結(jié)點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路容易產(chǎn)生的錯(cuò)誤概念對(duì)於高速網(wǎng)路鏈路，我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)延。5.時(shí)延帶寬積（傳播）時(shí)延鏈路帶寬時(shí)延帶寬積=傳播時(shí)延

帶寬鏈路的時(shí)延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長(zhǎng)度。時(shí)延帶寬積6.利用率通道利用率指出某通道有百分之幾的時(shí)間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。完全空閒的通道的利用率是零。網(wǎng)路利用率則是全網(wǎng)路的通道利用率的加權(quán)平均值。通道利用率並非越高越好。時(shí)延與網(wǎng)路利用率的關(guān)係根據(jù)排隊(duì)論的理論，當(dāng)某通道的利用率增大時(shí)，該通道引起的時(shí)延也就迅速增加。若令D0表示網(wǎng)路空閒時(shí)的時(shí)延，D表示網(wǎng)路當(dāng)前的時(shí)延，則在適當(dāng)?shù)募俣l件下，可以用下麵的簡(jiǎn)單公式表示D和D0之間的關(guān)係：U是網(wǎng)路的利用率，數(shù)值在0到1之間。時(shí)延

D利用率

U10D0時(shí)延急劇增大1.6.2電腦網(wǎng)絡(luò)的非性能特徵費(fèi)用品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化可靠性可擴(kuò)展性和可升級(jí)性易於管理和維護(hù)1.7電腦網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

1.7.1電腦網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成相互通信的兩個(gè)電腦系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)複雜的?！胺謱印笨蓪嫶蠖}雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易於研究和處理。關(guān)於開放系統(tǒng)互連參考模型

OSI/RM只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)系統(tǒng)就可以和位於世界上任何地方的、也遵循這同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信。在市場(chǎng)化方面OSI卻失敗了。OSI的專家們?cè)谕瓿蒓SI標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒有商業(yè)驅(qū)動(dòng)力；OSI的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來過分複雜，且運(yùn)行效率很低；OSI標(biāo)準(zhǔn)的制定週期太長(zhǎng)，因而使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無法及時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)；OSI的層次劃分並也不太合理，有些功能在多個(gè)層次中重複出現(xiàn)。

兩種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)法律上的(dejure)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)OSI並沒有得到市場(chǎng)的認(rèn)可。是非國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP現(xiàn)在獲得了最廣泛的應(yīng)用。TCP/IP常被稱為事實(shí)上的(defacto)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。1.7.2劃分層次的必要性電腦網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則。這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問題（同步含有時(shí)序的意思）。網(wǎng)路協(xié)議(networkprotocol)，簡(jiǎn)稱為協(xié)議，是為進(jìn)行網(wǎng)路中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。網(wǎng)路協(xié)議的組成要素語法數(shù)據(jù)與控制資訊的結(jié)構(gòu)或格式。語義需要發(fā)出何種控制資訊，完成何種動(dòng)作以及做出何種回應(yīng)。同步事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。劃分層次的概念舉例主機(jī)

1

向主機(jī)

2

通過網(wǎng)路發(fā)送檔。可以將要做的工作進(jìn)行如下的劃分。第一類工作與傳送檔直接有關(guān)。確信對(duì)方已做好接收和存儲(chǔ)檔的準(zhǔn)備。雙方協(xié)調(diào)好一致的檔格式。兩個(gè)主機(jī)將檔傳送模組作為最高的一層。剩下的工作由下麵的模組負(fù)責(zé)。兩個(gè)主機(jī)交換檔檔傳送模組主機(jī)

1主機(jī)

2檔傳送模組只看這兩個(gè)檔傳送模組好像檔及檔傳送命令是按照水準(zhǔn)方向的虛線傳送的把檔交給下層模組進(jìn)行發(fā)送把收到的檔交給上層模組再設(shè)計(jì)一個(gè)通信服務(wù)模組檔傳送模組主機(jī)

1主機(jī)

2檔傳送模組只看這兩個(gè)通信服務(wù)模組好像可直接把檔可靠地傳送到對(duì)方把檔交給下層模組進(jìn)行發(fā)送把收到的檔交給上層模組通信服務(wù)模組通信服務(wù)模組再設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)路接入模組檔傳送模組主機(jī)

1主機(jī)

2檔傳送模組通信服務(wù)模組通信服務(wù)模組網(wǎng)路接入模組網(wǎng)路接入模組通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)路介面網(wǎng)路介面網(wǎng)路接入模組負(fù)責(zé)做與網(wǎng)路介面細(xì)節(jié)有關(guān)的工作例如，規(guī)定傳輸?shù)膸袷?，幀的最大長(zhǎng)度等。分層的好處各層之間是獨(dú)立的。靈活性好。結(jié)構(gòu)上可分割開。易於實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。層數(shù)多少要適當(dāng)若層數(shù)太少，就會(huì)使每一層的協(xié)議太複雜。層數(shù)太多又會(huì)在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。電腦網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)電腦網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是電腦網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。體系結(jié)構(gòu)就是這個(gè)電腦網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成的功能的精確定義。實(shí)現(xiàn)(implementation)是遵循這種體系結(jié)構(gòu)的前提下用何種硬體或軟體完成這些功能的問題。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)則是具體的，是真正在運(yùn)行的電腦硬體和軟體。1.7.3具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)TCP/IP是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)路介面層。但最下麵的網(wǎng)路介面層並沒有具體內(nèi)容。因此往往採(cǎi)取折中的辦法，即綜合

OSI和

TCP/IP

的優(yōu)點(diǎn)，採(cǎi)用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層(applicationlayer)運(yùn)輸層(transportlayer)網(wǎng)路層(networklayer)資料鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)資料鏈路層5應(yīng)用層4運(yùn)輸層3網(wǎng)路層2資料鏈路層1物理層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層

PDU主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層PDU再傳送到運(yùn)輸層加上運(yùn)輸層首部，成為運(yùn)輸層報(bào)文主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運(yùn)輸層報(bào)文再傳送到網(wǎng)路層加上網(wǎng)路層首部，成為IP數(shù)據(jù)報(bào)（或分組）主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2IP數(shù)據(jù)報(bào)再傳送到資料鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為資料鏈路層幀主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2資料鏈路層幀再傳送到物理層最下麵的物理層把比特流傳送到物理媒體主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)應(yīng)用層(applicationlayer)5432154321物理傳輸媒體主機(jī)

1AP2AP1電信號(hào)（或光信號(hào)）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層主機(jī)

2主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2物理層接收到比特流，上交給資料鏈路層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2資料鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)路層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2網(wǎng)路層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給運(yùn)輸層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞?，取出?yīng)用程式數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2我收到了

AP1

發(fā)來的應(yīng)用程式數(shù)據(jù)！主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)路層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

210100110100101比特流110101110101電腦2的物理層收到比特流後交給資料鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2資料鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊酷岚褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)路層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2網(wǎng)路層剝?nèi)シ纸M首部後把分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)?bào)文首部後把報(bào)文的數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層PDU首部後把應(yīng)用程式數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2我收到了

AP1

發(fā)來的應(yīng)用程式數(shù)據(jù)！1.7.4實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)

和服務(wù)訪問點(diǎn)實(shí)體(entity)表示任何可發(fā)送或接收資訊的硬體或軟體進(jìn)程。協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)

和服務(wù)訪問點(diǎn)（續(xù)）本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下麵的協(xié)議。下麵的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是透明的。協(xié)議是“水準(zhǔn)的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則。服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過層間接口提供的。同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互的地方，稱為服務(wù)訪問點(diǎn)SAP(ServiceAccessPoint)。實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)

和服務(wù)訪問點(diǎn)（續(xù)）協(xié)議(n+1)SAPSAP交換原語交換原語實(shí)體(n+1)服務(wù)提供者第n層第n+1層實(shí)體(n+1)服務(wù)用戶實(shí)體(n)實(shí)體(n)協(xié)議(n)協(xié)議很複雜協(xié)議必須把所有不利的條件事先都估計(jì)到，而不能假定一切都是正常的和非常理想的?？匆粋€(gè)電腦網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是否正確，不能光看在正常情況下是否正確，而且還必須非常仔細(xì)地檢查這個(gè)協(xié)議能否應(yīng)付各種異常情況。著名的協(xié)議舉例

【例1-1】佔(zhàn)據(jù)東、西兩個(gè)山頂?shù)乃{(lán)軍1和藍(lán)軍2與駐紮在山谷的白軍作戰(zhàn)。其力量對(duì)比是：?jiǎn)为?dú)的藍(lán)軍1或藍(lán)軍2打不過白軍，但藍(lán)軍1和藍(lán)軍2協(xié)同作戰(zhàn)則可戰(zhàn)勝白軍。現(xiàn)藍(lán)軍1擬於次日正午向白軍發(fā)起攻擊。於是用電腦發(fā)送電文給藍(lán)軍2。但通信線路很不好，電文出錯(cuò)或丟失的可能性較大（沒有電話可使用）。因此要求收到電文的友軍必須送回一個(gè)確認(rèn)電文。但此確認(rèn)電文也可能出錯(cuò)或丟失。試問能否設(shè)計(jì)出一種協(xié)議使得藍(lán)軍1和藍(lán)軍2能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)因而一定（即100%而不是99.999…%）取得勝利？

明日正午進(jìn)攻，如何？同意收到“同意”收到：收到“同意”………………這樣的協(xié)議無法實(shí)現(xiàn)！結(jié)論這樣無限迴圈下去，兩邊的藍(lán)軍都始終無法確定自己最後發(fā)出的電文對(duì)方是否已經(jīng)收到。沒有一種協(xié)議能夠藍(lán)軍能100%獲勝。1.7.5TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)際層網(wǎng)路介面層主機(jī)A主機(jī)B路由器網(wǎng)路

2網(wǎng)路

1應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)際層網(wǎng)路介面層網(wǎng)際層網(wǎng)路介面層4321路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)最高只用到網(wǎng)路層而沒有使用運(yùn)輸層和應(yīng)用層。沙漏計(jì)時(shí)器形狀的

TCP/IP協(xié)議族HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP網(wǎng)際層網(wǎng)路介面層運(yùn)輸層應(yīng)用層………網(wǎng)路介面

1網(wǎng)路介面

2網(wǎng)路介面

3EverythingoverIPIP

可為各式各樣的應(yīng)用程式提供服務(wù)IPoverEverythingIP

可應(yīng)用到各式各樣的網(wǎng)路上【例1-2】客戶進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程

使用

TCP/IP

協(xié)議進(jìn)行通信資料鏈路層物理層運(yùn)輸層網(wǎng)路層資料鏈路層物理層運(yùn)輸層網(wǎng)路層①

客戶發(fā)起連接建立請(qǐng)求②

伺服器接受連接建立請(qǐng)求應(yīng)用層應(yīng)用層因特網(wǎng)客戶伺服器以後就逐級(jí)使用下層提供的服務(wù)(使用TCP和IP）第2章物理層2.1物理層的基本概念2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)

2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

2.2.2有關(guān)通道的幾個(gè)基本概念

2.2.3通道的極限容量

2.2.4通道的極限資訊傳輸速率2.3物理層下麵的傳輸媒體

2.3.1導(dǎo)向傳輸媒體

2.3.2非導(dǎo)向傳輸媒體第2章物理層（續(xù)）2.4通道複用技術(shù)

2.4.1頻分複用、時(shí)分複用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分複用

2.4.2波分複用

2.4.3碼分複用2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)2.6寬頻接入技術(shù)

2.6.1xDSL技術(shù)

2.6.2光纖同軸混合網(wǎng)（HFC網(wǎng)）

2.6.3FTTx技術(shù)2.1物理層的基本概念

物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的介面的一些特性，即：機(jī)械特性指明介面所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。電氣特性指明在介面電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的範(fàn)圍。功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。過程特性指明對(duì)於不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)

2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

傳輸系統(tǒng)輸入資訊輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號(hào)接收的信號(hào)輸出數(shù)據(jù)源點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器數(shù)據(jù)機(jī)PC機(jī)公用電話網(wǎng)數(shù)據(jù)機(jī)數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號(hào)模擬信號(hào)輸入漢字顯示漢字?jǐn)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出資訊PC機(jī)幾個(gè)術(shù)語數(shù)據(jù)(data)——運(yùn)送消息的實(shí)體。信號(hào)(signal)——數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)?！澳M的”(analogous)——代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。“數(shù)字的”(digital)——代表消息的參數(shù)的取值是離散的。碼元(code)——在使用時(shí)間域（或簡(jiǎn)稱為時(shí)域）的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí)，代表不同離散數(shù)值的基本波形。2.2.2有關(guān)信號(hào)的幾個(gè)基本概念單向通信（單工通信）——只能有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。雙向交替通信（半雙工通信）——通信的雙方都可以發(fā)送資訊，但不能雙方同時(shí)發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時(shí)接收)。雙向同時(shí)通信（全雙工通信）——通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收資訊?；鶐?baseband)信號(hào)和

帶通(bandpass)信號(hào)基帶信號(hào)（即基本頻帶信號(hào)）——來自信源的信號(hào)。像電腦輸出的代表各種文字或圖像檔的數(shù)據(jù)信號(hào)都屬於基帶信號(hào)?；鶐盘?hào)往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多通道並不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)製(modulation)。帶通信號(hào)——把基帶信號(hào)經(jīng)過載波調(diào)製後，把信號(hào)的頻率範(fàn)圍搬移到較高的頻段以便在通道中傳輸（即僅在一段頻率範(fàn)圍內(nèi)能夠通過通道）。幾種最基本的調(diào)製方法基帶信號(hào)往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多通道並不能傳輸這種低頻分量或直流分量。為了解決這一問題，就必須對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)製(modulation)。最基本的二元制調(diào)製方法有以下幾種：調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)相(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。

對(duì)基帶數(shù)字信號(hào)的幾種調(diào)製方法010011100基帶信號(hào)調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相正交振幅調(diào)製QAM

(QuadratureAmplitudeModulation)

r

(r,)可供選擇的相位有12種，而對(duì)於每一種相位有1或2種振幅可供選擇。由於4bit編碼共有16種不同的組合，因此這16個(gè)點(diǎn)中的每個(gè)點(diǎn)可對(duì)應(yīng)於一種4bit的編碼。若每一個(gè)碼元可表示的比特?cái)?shù)越多，則在接收端進(jìn)行解調(diào)時(shí)要正確識(shí)別每一種狀態(tài)就越困難。舉例2.2.3通道的極限容量任何實(shí)際的通道都不是理想的，在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種失真以及帶來多種干擾。

碼元傳輸?shù)乃俾试礁?，或信?hào)傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，在通道的輸出端的波形的失真就越嚴(yán)重。數(shù)字信號(hào)通過實(shí)際的通道有失真，但可識(shí)別失真大，無法識(shí)別實(shí)際的通道（帶寬受限、有雜訊、干擾和失真）發(fā)送信號(hào)波形接收信號(hào)波形發(fā)送信號(hào)波形實(shí)際的通道（帶寬受限、有雜訊、干擾和失真）接收信號(hào)波形通道能夠通過的頻率範(fàn)圍1924年，奈奎斯特(Nyquist)就推導(dǎo)出了著名的奈氏準(zhǔn)則。他給出了在假定的理想條件下，為了避免碼間串?dāng)_，碼元的傳輸速率的上限值。在任何通道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯猩舷薜?，否則就會(huì)出現(xiàn)碼間串?dāng)_的問題，使接收端對(duì)碼元的判決（即識(shí)別）成為不可能。如果通道的頻帶越寬，也就是能夠通過的信號(hào)高頻分量越多，那麼就可以用更高的速率傳送碼元而不出現(xiàn)碼間串?dāng)_。(2)信噪比香農(nóng)(Shannon)用資訊理論的理論推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白雜訊干擾的通道的極限、無差錯(cuò)的資訊傳輸速率。通道的極限資訊傳輸速率C可表達(dá)為

C=Wlog2(1+S/N)b/sW為通道的帶寬（以Hz為單位）；S為通道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率；N為通道內(nèi)部的高斯雜訊功率。

香農(nóng)公式表明通道的帶寬或通道中的信噪比越大，則資訊的極限傳輸速率就越高。只要資訊傳輸速率低於通道的極限資訊傳輸速率，就一定可以找到某種辦法來實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)的傳輸。若通道帶寬

W

或信噪比

S/N

沒有上限（當(dāng)然實(shí)際通道不可能是這樣的），則通道的極限資訊傳輸速率

C

也就沒有上限。實(shí)際通道上能夠達(dá)到的資訊傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率低不少。請(qǐng)注意對(duì)於頻帶寬度已確定的通道，如果信噪比不能再提高了，並且碼元傳輸速率也達(dá)到了上限值，那麼還有辦法提高資訊的傳輸速率。這就是用編碼的方法讓每一個(gè)碼元攜帶更多比特的資訊量。2.3物理層下麵的傳輸媒體無線電微波紅外線可見光紫外線X射線

射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波

調(diào)幅無線電

調(diào)頻無線電

海事無線電光纖電視(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024

移動(dòng)無線電電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜2.3.1導(dǎo)向傳輸媒體雙絞線遮罩雙絞線STP(ShieldedTwistedPair)無遮罩雙絞線UTP(UnshieldedTwistedPair)

同軸電纜50

同軸電纜75

同軸電纜光纜各種電纜銅線銅線聚氯乙烯套層聚氯乙烯套層遮罩層絕緣層絕緣層外導(dǎo)體遮罩層絕緣層絕緣保護(hù)套層內(nèi)導(dǎo)體無遮罩雙絞線UTP遮罩雙絞線STP同軸電纜光線在光纖中的折射折射角入射角

包層（低折射率的媒體）

包層（低折射率的媒體）

纖芯（高折射率的媒體）包層纖芯光纖的工作原理高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷漭斎朊}衝輸出脈衝單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈衝輸出脈衝多模光纖2.3.2非導(dǎo)向傳輸媒體無線傳輸所使用的頻段很廣。短波通信主要是靠電離層的反射，但短波通道的通信品質(zhì)較差。微波在空間主要是直線傳播。地面微波接力通信衛(wèi)星通信

共用通道2.4通道複用技術(shù)

2.4.1頻分複用、時(shí)分複用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分複用

複用(multiplexing)是通信技術(shù)中的基本概念。通道A1A2B1B2C1C2通道通道A1A2B1B2C1C2複用分用(a)不使用複用技術(shù)(b)使用複用技術(shù)頻分複用FDM

(FrequencyDivisionMultiplexing)用戶在分配到一定的頻帶後，在通信過程中自始至終都佔(zhàn)用這個(gè)頻帶。頻分複用的所有用戶在同樣的時(shí)間佔(zhàn)用不同的帶寬資源（請(qǐng)注意，這裏的“帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率）。頻率時(shí)間頻率1頻率2頻率3頻率4頻率5時(shí)分複用TDM

(TimeDivisionMultiplexing)時(shí)分複用則是將時(shí)間劃分為一段段等長(zhǎng)的時(shí)分複用幀（TDM幀）。每一個(gè)時(shí)分複用的用戶在每一個(gè)TDM幀中佔(zhàn)用固定序號(hào)的時(shí)隙。每一個(gè)用戶所佔(zhàn)用的時(shí)隙是週期性地出現(xiàn)（其週期就是TDM幀的長(zhǎng)度）。TDM信號(hào)也稱為等時(shí)(isochronous)信號(hào)。時(shí)分複用的所有用戶是在不同的時(shí)間佔(zhàn)用同樣的頻帶寬度。時(shí)分複用頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCDAAAAA在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分複用頻率時(shí)間CDCDCDAAAABBBBCDB在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分複用頻率時(shí)間BDBDBDAAAABCCCCDC在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分複用頻率時(shí)間BCBCBCAAAABCDDDDD在TDM幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分複用可能會(huì)造成

線路資源的浪費(fèi)ABCDaabbcdbcattttt4個(gè)時(shí)分複用幀#1④③②①acbcd時(shí)分複用#2#3#4用戶使用時(shí)分複用系統(tǒng)傳送電腦數(shù)據(jù)時(shí)，由於電腦數(shù)據(jù)的突發(fā)性質(zhì)，用戶對(duì)分配到的子通道的利用率一般是不高的。統(tǒng)計(jì)時(shí)分複用

STDM

(StatisticTDM)用戶ABCDabcdttttt3個(gè)STDM幀#1④③②①acbabbcacd#2#3統(tǒng)計(jì)時(shí)分複用1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm2.4.2波分複用WDM

(WavelengthDivisionMultiplexing)

波分複用就是光的頻分複用。8

2.5Gb/s1310nm20Gb/s複用器分用器EDFA120km光調(diào)製器光解調(diào)器2.4.3碼分複用CDM

(CodeDivisionMultiplexing)

常用的名詞是碼分多址

CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會(huì)造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類似於白雜訊，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。每一個(gè)比特時(shí)間劃分為m個(gè)短的間隔，稱為碼片(chip)。

碼片序列(chipsequence)每個(gè)站被指派一個(gè)唯一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的mbit碼片序列。如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)位反碼。

例如，S站的8bit碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時(shí)，就發(fā)送序列00011011，發(fā)送比特0時(shí)，就發(fā)送序列11100100。S站的碼片序列：(–1–1–1+1+1–1+1+1)CDMA的重要特點(diǎn)每個(gè)站分配的碼片序列不僅必須各不相同，並且還必須互相正交(orthogonal)。在實(shí)用的系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列。碼片序列的正交關(guān)係令向量S表示站S的碼片向量，令T表示其他任何站的碼片向量。兩個(gè)不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規(guī)格化內(nèi)積(innerproduct)都是0：(2-3)碼片序列的正交關(guān)係舉例令向量S為(–1–1–1+1+1–1+1+1)，向量T為(–1–1+1–1+1+1+1–1)。把向量S和T的各分量值代入(2-3)式就可看出這兩個(gè)碼片序列是正交的。任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1。一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是–1。正交關(guān)係的另一個(gè)重要特性CDMA的工作原理S站的碼片序列S110ttttttm

個(gè)碼片tS站發(fā)送的信號(hào)SxT站發(fā)送的信號(hào)Tx總的發(fā)送信號(hào)Sx+Tx規(guī)格化內(nèi)積S

Sx規(guī)格化內(nèi)積S

Tx數(shù)據(jù)碼元比特發(fā)送端接收端2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)

1.脈碼調(diào)製PCM體制

脈碼調(diào)製PCM體制最初是為了在電話局之間的中繼線上傳送多路的電話。由於歷史上的原因，PCM有兩個(gè)互不相容的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，即北美的24路PCM（簡(jiǎn)稱為T1）和歐洲的30路PCM（簡(jiǎn)稱為E1）。我國(guó)採(cǎi)用的是歐洲的E1標(biāo)準(zhǔn)。E1的速率是2.048Mb/s，而T1的速率是1.544Mb/s。當(dāng)需要有更高的數(shù)據(jù)率時(shí)，可採(cǎi)用複用的方法。2.同步光纖網(wǎng)SONET和

同步數(shù)字系列SDH舊的數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在著許多缺點(diǎn)。其中最主要的是以下兩個(gè)方面：速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。如果不對(duì)高次群的數(shù)字傳輸速率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，國(guó)際範(fàn)圍的高速數(shù)據(jù)傳輸就很難實(shí)現(xiàn)。

不是同步傳輸。在過去相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)，各國(guó)的數(shù)字網(wǎng)主要是採(cǎi)用準(zhǔn)同步方式。

同步光纖網(wǎng)SONET同步光纖網(wǎng)

SONET(SynchronousOpticalNetwork)的各級(jí)時(shí)鐘都來自一個(gè)非常精確的主時(shí)鐘。第1級(jí)同步傳送信號(hào)

STS-1(SynchronousTransportSignal)的傳輸速率是51.84Mb/s。光信號(hào)則稱為第1級(jí)光載波

OC-1，OC表示OpticalCarrier。

同步數(shù)字系列SDH

ITU-T以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SONET為基礎(chǔ)，制訂出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列

SDH(SynchronousDigitalHierarchy)。一般可認(rèn)為SDH與SONET是同義詞。SDH的基本速率為155.52Mb/s，稱為第1級(jí)同步傳遞模組

(SynchronousTransferModule)，即STM-1，相當(dāng)於SONET體系中的OC-3速率。線路速率(Mb/s)SONET符號(hào)ITU-T符號(hào)表示線路速率的常用近似值51.840OC-1/STS-1

155.520OC-3/STS-3STM-1155Mb/s466.560OC-9/STS-9STM-3622.080OC-12/STS-12STM-4622Mb/s933.120OC-18/STS-18STM-61244.160OC-24/STS-24STM-82488.320OC-48/STS-48STM-162.5Gb/s4976.640OC-96/STS-96STM-329953.280OC-192/STS-192STM-6410Gb/s39813.120

OC-768/STS-768

STM-256

40Gb/s

SONET的OC級(jí)/STS級(jí)與SDH的STM級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)係SONET的體系結(jié)構(gòu)光子層路徑層線路層段層線路(line)光子層路徑層線路層段層光子層線路層段層光子層段層光子層線路層段層光子層段層SDH終端SDH終端複用器或分用器複用器或分用器轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器段段段路徑(path)(section)(section)(section)SONET標(biāo)準(zhǔn)定義了

四個(gè)光介面層光子層(PhotonicLayer)處理跨越光纜的比特傳送。段層(SectionLayer)在光纜上傳送STS-N幀。線路層(LineLayer)負(fù)責(zé)路徑層的同步和複用。路徑層(PathLayer)處理路徑端接設(shè)備PTE(PathTerminatingElement)之間的業(yè)務(wù)的傳輸。

2.6寬頻接入技術(shù)

2.6.1xDSL技術(shù)xDSL技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的模擬電話用戶線進(jìn)行改造，使它能夠承載寬頻業(yè)務(wù)。雖然標(biāo)準(zhǔn)模擬電話信號(hào)的頻帶被限制在300~3400kHz的範(fàn)圍內(nèi)，但用戶線本身實(shí)際可通過的信號(hào)頻率仍然超過1MHz。xDSL技術(shù)就把0~4kHz低端頻譜留給傳統(tǒng)電話使用，而把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網(wǎng)使用。DSL就是數(shù)字用戶線(DigitalSubscriberLine)的縮寫。而DSL的首碼x則表示在數(shù)字用戶線上實(shí)現(xiàn)的不同寬頻方案。xDSL的幾種類型ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)：非對(duì)稱數(shù)字用戶線HDSL(HighspeedDSL)：高速數(shù)字用戶線SDSL(Single-lineDSL)：1對(duì)線的數(shù)字用戶線VDSL(VeryhighspeedDSL)：甚高速數(shù)字用戶線DSL：ISDN用戶線。RADSL(Rate-AdaptiveDSL)：速率自適應(yīng)DSL，是ADSL的一個(gè)子集，可自動(dòng)調(diào)節(jié)線路速率）。ADSL的極限傳輸距離ADSL的極限傳輸距離與數(shù)據(jù)率以及用戶線的線徑都有很大的關(guān)係（用戶線越細(xì)，信號(hào)傳輸時(shí)的衰減就越大），而所能得到的最高數(shù)據(jù)傳輸速率與實(shí)際的用戶線上的信噪比密切相關(guān)。例如，0.5毫米線徑的用戶線，傳輸速率為1.5~2.0Mb/s時(shí)可傳送5.5公里，但當(dāng)傳輸速率提高到6.1Mb/s時(shí)，傳輸距離就縮短為3.7公里。如果把用戶線的線徑減小到0.4毫米，那麼在6.1Mb/s的傳輸速率下就只能傳送2.7公里ADSL的特點(diǎn)上行和下行帶寬做成不對(duì)稱的。上行指從用戶到ISP，而下行指從ISP到用戶。ADSL在用戶線（銅線）的兩端各安裝一個(gè)ADSL數(shù)據(jù)機(jī)。我國(guó)目前採(cǎi)用的方案是離散多音調(diào)DMT(DiscreteMulti-Tone)調(diào)製技術(shù)。這裏的“多音調(diào)”就是“多載波”或“多子通道”的意思。DMT技術(shù)DMT調(diào)製技術(shù)採(cǎi)用頻分複用的方法，把40kHz以上一直到1.1MHz的高端頻譜劃分為許多的子通道，其中25個(gè)子通道用於上行通道，而249個(gè)子通道用於下行通道。每個(gè)子通道佔(zhàn)據(jù)4kHz帶寬（嚴(yán)格講是4.3125kHz），並使用不同的載波（即不同的音調(diào)）進(jìn)行數(shù)字調(diào)製。這種做法相當(dāng)於在一對(duì)用戶線上使用許多小的數(shù)據(jù)機(jī)並行地傳送數(shù)據(jù)。DMT技術(shù)的頻譜分佈…頻譜頻率上行通道傳統(tǒng)電話04下行通道…(kHz)~40~138~1100ADSL的數(shù)據(jù)率由於用戶線的具體條件往往相差很大（距離、線徑、受到相鄰用戶線的干擾程度等都不同），因此ADSL採(cǎi)用自適應(yīng)調(diào)製技術(shù)使用戶線能夠傳送盡可能高的數(shù)據(jù)率。當(dāng)ADSL啟動(dòng)時(shí)，用戶線兩端的ADSL數(shù)據(jù)機(jī)就測(cè)試可用的頻率、各子通道受到的干擾情況，以及在每一個(gè)頻率上測(cè)試信號(hào)的傳輸品質(zhì)。ADSL不能保證固定的數(shù)據(jù)率。對(duì)於品質(zhì)很差的用戶線甚至無法開通ADSL。通常下行數(shù)據(jù)率在32kb/s到6.4Mb/s之間，而上行數(shù)據(jù)率在32kb/s到640kb/s之間。ADSL的組成ATU-CATU-CATU-RATU-C用戶線

電話分離器

區(qū)域?qū)掝l網(wǎng)至ISP居民家庭基於ADSL的接入網(wǎng)端局或遠(yuǎn)端站DSLAM至本地電話局PSPS數(shù)字用戶線接入複用器DSLAM(DSLAccessMultiplexer)接入端接單元ATU(AccessTerminationUnit)ATU-C（C代表端局CentralOffice）ATU-R（R代表遠(yuǎn)端Remote）電話分離器PS(POTSSplitter)

第二代ADSL

ADSL2（G.992.3和G.992.4）

ADSL2+（G.992.5）通過提高調(diào)製效率得到了更高的數(shù)據(jù)率。例如，ADSL2要求至少應(yīng)支持下行8Mb/s、上行800kb/s的速率。而ADSL2+則將頻譜範(fàn)圍從1.1MHz擴(kuò)展至2.2MHz，下行速率可達(dá)16Mb/s（最大傳輸速率可達(dá)25Mb/s），而上行速率可達(dá)800kb/s。採(cǎi)用了無縫速率自適應(yīng)技術(shù)

SRA(SeamlessRateAdaptation)，可在運(yùn)營(yíng)中不中斷通信和不產(chǎn)生誤碼的情況下，自適應(yīng)地調(diào)整數(shù)據(jù)率。改善了線路品質(zhì)評(píng)測(cè)和故障定位功能，這對(duì)提高網(wǎng)路的運(yùn)行維護(hù)水準(zhǔn)具有非常重要的意義。2.6.2光纖同軸混合網(wǎng)

HFC(HybridFiberCoax)HFC網(wǎng)是在目前覆蓋面很廣的有線電視網(wǎng)CATV的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種居民寬頻接入網(wǎng)。HFC網(wǎng)除可傳送CATV外，還提供電話、數(shù)據(jù)和其他寬頻交互型業(yè)務(wù)?，F(xiàn)有的CATV網(wǎng)是樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的同軸電纜網(wǎng)路，它採(cǎi)用模擬技術(shù)的頻分複用對(duì)電視節(jié)目進(jìn)行單向傳輸。而HFC網(wǎng)則需要對(duì)CATV網(wǎng)進(jìn)行改造，HFC的主要特點(diǎn)(1)HFC網(wǎng)的主幹線路採(cǎi)用光纖HFC網(wǎng)將原CATV網(wǎng)中的同軸電纜主幹部分改換為光纖，並使用模擬光纖技術(shù)。在模擬光纖中採(cǎi)用光的振幅調(diào)製AM，這比使用數(shù)字光纖更為經(jīng)濟(jì)。模擬光纖從頭端連接到光纖結(jié)點(diǎn)(fibernode)，即光分配結(jié)點(diǎn)ODN(OpticalDistributionNode)。在光纖結(jié)點(diǎn)光信號(hào)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在光纖結(jié)點(diǎn)以下就是同軸電纜。(2)HFC網(wǎng)採(cǎi)用結(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)同軸電纜頭端模擬光纖放大器引入線分路器光纖結(jié)點(diǎn)服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū)(3)HFC網(wǎng)具有比CATV網(wǎng)更寬的頻譜，且具有雙向傳輸功能下行通道上行通道540505507501000原有模擬電視數(shù)字信號(hào)頻率(MHz)保留