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译文计算机网络14.1数据通信图141是数据通信链路的简化框图。虽然图中只画了一个从设备,但它代表了多点系统中的典型从设备。主计算机的功能之一是存储供各种设备使用的应用程序。端设备可以是计算机、打印机、键盘、CRT等,它们可以产生要发送的数字信息,也可使用所接收的数字数据。这种设备通常在内部以字为单位处理数字信息在一个实际设备中构成一个字的所有位是并行传递的。数字数据在发送一个8对传输线,这是不经济的。那些在发送、接收数据分别完成并串和串并转换并进行数据链路管理的所有电路,一般称为数据终端设备(DTE)。UART(通用异步接收/发送器)和USART(通用同步/异步接收/发送器)是实现并串和串并转换的设备。主DTE包括控制多点数据链路系统中信息流的线路控制部件(LCU或LinCo)。从设备一方的相应设备是工作站控制器(STACO)。如果DTE有与LCU相关的软件,则称为前端处理机(FEP)。同时,DTE也是数据链路系统中属于用户的最后一个设备。在两个DTE之间,先是调制解调器,接着是属于并有电话公司维护的通信设备。最近的调整结果是调制解调器已不属于电话公司独家管理的设备了。数据通信设备(DCE)从DTE接收串行数据流,并将其转化成适合在话音线路上发送的某种模拟信号形式。在接收端,DCE完成相反的功能,把接收到的模拟信号转换成串行数字数据流。最简单的DCE是调制解调器或数传机。在发送端,调制解调器可以视为一种数/模转换器,而在接收端则可视为一种模/数转换器。调制解调器最常用的几种调制方式是移频键控(FSK)、移相键控(PSK)和正交调幅(QAM)。这是一种典型的使用模拟电话线路传输数据的方式。如果使用数字通信(有时称为T载波)传输数据,则必须使用脉码调制(PCM)设备。也可以用微波传输系统进行的数据通信,当然还可以用卫星通信系统去传输数据。如果链接DTE和DCE的电缆和信号电平都是未调整的,则所产生的偏差就是可能与生产厂家的数量成正比。电子工业协会(EIA)(由关心建立行业标准的厂家组成的组译文织)同意将RS232C作为DTE和调制解调器间的标准接口。它是一个25针电缆,每一针都规定了功能及信号电平,预计RS232C将被修订的标准所取代。14.2计算机网络的体系结构计算机网络是由两个或多个计算机设备互连而成的一种复合系统,用于数据通信和资源共享。网络设计及逻辑结构应该遵循一套设计原则,包括功能的组织与数据格式和过程的描述,这就是网络的体系结构。由于这种体系结构是分层次的,故又称为一组层次和协议。下面两节将讨论两个重要的网络体系结构,即OSI参考模型和TCP/IP参考模型。1.OSI参考模型OSI模型如图142所示(物理介质未画出)。这一模型是基于国际标准化组织(ISO)提出的一个建议,作为用于各层次的国际标准协议的第一步。该模型也称为ISO开放系统互连参考模型,因为它涉及开放系统的互连,即于其他系统的通信是开放的,通常简称为OSI模型。OSI模型有7层。应该注意的是,OSI模型本身并不是一种网络体系结构,因为它不具体规定每一层所使用的确切的服务和协议。它只是说明每一层应该做什么。然而,ISO还是对各层制定出了标准,尽管这些标准不是参考模型本身的一部分。每一层都作为一个单独的国际标准来颁布。2.TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型是美国国防部大约于1978年设计的一种早期的运输协议。该协议通常被视为OSI无连接工作方式的源头。TCP/IP仍在广泛的使用,并且被称为互联网事实上的行业标准。TCP/IP有两部分TCP和IP。TCP表明是处于运输层,IP意为是网络层。(1)运输层有两个端到端协议,其中之一是传输协议(TCP),另一个是用户数据报协议(UDP)。TCP是一种面向连接的协议,它可以在互联网上无差错地将字节流从一台机器发送出去。UDP是一种不可靠的无连接协议,用于不希望那种TCP流控制序列,而希望只提供自身功能的场合。(2)网络层定义了正式的分组格式及称为互联网协议的IP。该网络层的任务是将IP分组发送到指定的地方。译文图143所示为TCP/IP参考模型。在运输层上面是应用层。应用层包括所有高层协议。早期的协议包括虚拟终IELNET、文件传送协议FTP、电子邮件(SMTP)和域名服务DNS。14.3广域网广域网跨越地域很大,通常是一个国家或一个大陆。这种网络中汇集了运行各种用户程序(即应用程序)的计算机。本文还是沿用传统的称呼把它们叫做主机,在一些文献里有时也称其为端系统。这些主机是通过通信子网(有时简称子网)连接起来的。子网的任务是把报文从一个主机传送到另一个主机,就像电话系统把话音从讲话人传到收听者一样。把网络(子网)的纯通信任务与主机的应用任务分开以后,整个网络的设计工作就得到很大的简化。图144展示了主机与通信子网之间的关系。广域网的分类方法很多,其中一种方法是按传输设备中的信息流分类。如果使用这种方法,可将广域网分成3种基本类型电路交换、专线和分组交换。1.电路交换网电路交换网是最常用的并且是几乎所有用户都要用的网络类型。然而,公用电话交换网不限于电话公司。任何单位只要购买了合适的交换设备,就可以建立自己的内部电路交换网,而且如果需要,还可配置一至多个与公用交换网互连的接口,在公用网和他们的专用内部网之间话音和数据传输。2.专线网这是一种通过租用线连接的专用网。租用线是由租用客户专用的一条通信线,不须进行交换机间的交换。租用或私人线路是用户专用的。专线的优点是终端或计算机一直连在租用线上,服务的响应时间极短。3.分组交换网分组网络是用分组装拆设备、分组路由的设备,以及将分组从源传到目的地的设备构成的。某些类型的数据终端设备DTE可以生成他们自己的分组,而其他一些DTE则要使用分组装拆器(PAD)把其协议转化成分组。分组通过分组交换机在网上传递。当分组在网上传输时,分组交换机检查分组的目的地址,并且根据该分组的目的地址和网络的实际运行情况把分组传向互连交换机的中继结点。早期网络的许多公用网一般都遵循X.25标准,该标准是20世纪70年代由CCITT译文开发的,旨在为公用分组交换网与用户之间提供一个接口。CCITTX.25建议管理从一个分组型DTE,例如从一个具有分组功能的终端设备或计算机系统,去访问一个分组结点DCE。CCITTX.28建议的管理没有分组功能的非分组设备与PAD之间的接口。CCITTX.29建议定义的是PAD与主机之间的接口。CCITTX.3建议规定了PAD上的参数设定,X.75则规定了分组网之间的接口。14.4局域网局域数据网一般简称为局域网,用于在一幢楼内或局限在楼群范围内把分散的基于计算机数据终端设备互连在一起。例如,一个局域网可以把一幢楼里或像大学校园内各个楼里的各个办公室的工作站连在一起。另外,局域网也可以把分布在工厂或医院建筑群中的计算机设备连在一起。由于所有这些设备都是一个单位的,因此局域网一般也由这些单位负责安装和维护。于是这类局域网也叫做专用数据网。用局域网方式建立的通信线路和通过公用数据网连接的线路两者的主要区别在于因为局域网连接的设备之间相对来说距离较近,因而数据传输速率高的多。但是在ISO的OSI参考模型中,这两种网络是没有区别的。在叙述几种不同类型的局域网的结构和工作之前先认识一下必须考虑的有关问题可能是很有帮助的。应该强调的是,这仅仅是一个概括,因为各分支之间还可能有很多链路。1.拓扑结构大多数广域网,如公共电话交换网(PSTN)就使用网状(有时称为网络)拓扑结构。而局域网,由于用户数据终端设备相距很近,可采用简单的拓扑结构。常用的有星形、总线、环形和集线器等4种拓扑结构。应用最广的、用于本地计算机设备互连以进行数据通信的局域网拓扑结构是集线器拓扑结构。这种拓扑结构是总线和环形拓扑结构的变种。有时也称为集线器/树形拓扑结构。2.传输媒体双绞线、同轴电缆和光纤是局域网采用的3种主要传输媒体。3.媒体访问控制方法局域网中采用了两种媒体访问控制技术。他们是用于总线网络拓扑结构的带冲突检
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