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计算机网络与通讯辅导 学习目的及学习要点 通过该课程的学习应该掌握一种通用的体系结构模型以及 各层的作用 经过该课程的学习了解计算机网络通讯的更深层概念 重视TCP/IP的学习 重视和新技术的结合 结合因特网以及ATM技术 掌握移动通讯的知识 强调学习网络互联技术 第一章概述 1.1计算机网络的产生和发展 1.1.1产生和发展过程 1.1.2推动力 1.2 网络的概念 1.3 网络系统复杂性 第一章概述 1.4计算机网络的应用 1.4.1用于企业的网络 1.4.2服务于公众的网络 1.4.3社会问题 第一章概述 1.4计算机网络的应用 1.4.1用于企业的网络 1.4.2服务于公众的网络 1.4.3社会问题 第一章概述 1.5网络分类 不存在被普遍接受的所有计算机网络都适用 的分类法，但是有两个标准很重要：除传输技 术和规模。下回我们依次进行讨论。从广义上 讲，有2种类的传输技术： 1广播式网络。 2点到点网络。 第一章概述 1.5网络分类 另一个网络分类的标准是它的连接距离。 第一章概述 1.5网络分类 无线网络和有线网络 无线LAN容易安装，但也有一些缺点，一般 容量为l Mb/s或2Mb/s，比有线LAN慢得多。 差错率通常也比较高，并且不同计算机的传 输可能会互相影响。 第一章概述 1.5网络分类 网络互联中的一些概念 子网(subnet)、网络(network)和互联网(internet work)常常令人迷惑。子网通常在谈局域网时才有 意义，它指出网络经营者拥有的路由器和通讯线路 的集合，例如像American Online和Compuserve 这样的公司。与之类似，电话系统由电话交换部门 组成，部门之间由高速线路连接，而连接到家庭和 商业部门则使用低速线。这些线和设备由电话公司 拥有和管理，组成了电话公司众多的子网。电话本 身(与之相似的是主机)不是子网的一部分。子网和 主机构成了网络，在谈到LAN时，电缆和主机构成 网络，没有子网的概念。 第一章 概述 1.6网络软件 1.6.1 协议分层 第一章 概述 1.6网络软件 1.6.1 协议分层 层和协议的集合被称为网络体系结构(network architecture)。体系结构的描述必须包含足够的信 息，使实现者可以用来为每一层编写程序和设计硬件 ，并使之符合有关协议。协议实现的细节和接口的描 述都不是体系结构的内容，因为它们都隐藏在机器内 部，对外部来说是不可见的。只要机器都能正确地使 用全部协议，网络上所有机器的接口不必完全相同。 某一系统所使用的协议列表，每层一个协议，被称为 协议栈(protocol stack)网络体系结构、协议栈和协 议是我们要讨论的主题。 第一章 概述 1.6网络软件(1.6.1 协议分层) 第一章概述 1.6网络软件 1.6.2 各层的设计问题 1.6.3 接口和服务 1.6.4 面向连接的服务和无连接的服务 1.6.5 服务原语 第一章概述 1.6网络软件 1.6.5 服务原语(一个简单的面向连接的例子) 1.CONNECT.REQUEST：请求建立连接。 2.CONNECT.INDICATION：指示有人请求建立连接。 3.CONNECT.RESPONSE：被呼叫方表示接收拒绝建 立连接的请求。 4.CONNECT.CONFIRM：通知呼叫方建立连接的请求是 否被接受； 第一章概述 1.6网络软件 1.6.5 服务原语(一个简单的面向连接的例子) 5.DATA.REQUEST：请求发送数据。 6.DATA.INDICATION：表示数据的到达。 7.DISCONNECT.REQUEST：请求释放连接。 8.DISCONNECT.INDICATION：通知对等实体 释放连接的完成情况。 第一章概述 1.6网络软件 1.6.6 服务与协议的关系 服务是各层向它上一层提供的一组原语(操作)。尽管服 务定义了该层能够代表它的上层完成的操作。但丝毫也 未涉及这些操作是如何完成的。服务定义了两层之间的 接口，上层是服务用户，下层是服务提供者。 与之相对比，协议是定义同层对等实体之间交换的帧、 分组和报文的格式及意义的组规则。实体利用协议来实 现它们的服务定义，只要不改变提供给用户的服务、实 体可以任意地改变它们的协议。这样，服务和协议就被 完全分离开来。 第一章概述 1.7参考模型 1.7.1OSI参考模型 第一章概述 1.7 参考模型 1.7.1 OSI参考模型 OSI模型的数据传输 第一章概述 1.7.2 TCP/IP参考模型 第一章概述 1.7.3 OSI参考模型和TCP/IP参考模型的比较 OSI参考模型和TCP/IP参考模型有很多相似之处。它 们都是基于独立的协议栈的概念。而且，层的功能也 大体相似。例如，在两个模型中，传输层及传输层以 上的层都为希望通信的进程提供端到端的、与网络无 关的传输服务。这此层形成了传输提供者、同样，在 两个模型中，传输层以上的层都是传输服务的由应用 主导的用户。 除了这些基本的相似之处以外，两个模型也有很多差 别。 第一章概述 1.7.3 OSI参考模型和TCP/IP参考模型的比较 OSI模型有3个主要概念：(1)服务(2)接口(3)协议 可能OSI模型的最大贡献就是使这3个概念之间的区别 明确化了。每一层都为它上面的层提供一些服务。服 务定义该层做些什么，而不管上的层如何访问它或该 层如何工作。 某一层的接口告诉上面的进程如何访问它。它定义需 要什么参数以及预期结果是什么样的。同样，它也和 该层如何工作无关。 最后，某一层中使用的对等协议是该层的内部事务。 它可以使用任何协议，只要能完成工作(例如提供承诺 的服务)。也可以改变使用的协议而不会影响到它上面 的层。 第一章概述 1.7.3 OSI参考模型和TCP/IP参考模型的比较 TCP/IP参考模型最初有明确区分服务、接门和 协议，虽然后来人们试图改进它以便接近于 OSI。例如,互联网层提供的真正服务只是发送 IP分组和接收IP分组。 因此，OSI模型中的协议比TCP/IP参考模型的 协议具有更好的隐藏性，在技术发生变化时能 相对比较容易地替换掉。最初把协议分层的主 要目的之一就是能做这样的替换。 第一章概述 1.7.3 OSI参考模型和TCP/IP参考模型的比较 1.7.4 OSI模型和协议的缺点 糟糕的技术 糟糕的实现 糟糕的策略 1.7.5TCP/IP参考模型的缺点 第一章概述 1.8网络实例 1.8.1NovellNetWare 1.8.2ARPANET 1.8.3NSFNET 1.8.4因特网 1.8.5吉比特网络 第一章概述 1.9数据通信服务实例 1.9.1 SMDS交换式多兆比特数据服务 1.9.2 x.25网络 1.9.3 帧中继 1.9.4 宽带ISDN和ATM 第一章概述 1.10网络标准化 1.10.1电信界最有影响的组织 1.10.2国际标准界最有影响的组织 1.10.3因特网标准界最有影响的组织 第二章 数据通讯 2.1基本概念 数据通信是计算机网络的基础，数据通信部分 的主要内容包括；信号与通信、模拟通信与数 字通信、数据通信基础理论、传输介质、多路 复用技术、数据交换技术、调制解调技术以及 物理层接口等。 第二章 数据通讯 2.1基本概念 数据通信基础知识数据通信是计算机网络的基础，没有 数据通信技术的发展，就没有计算机网络的今天。本章 首先简单介绍数据通信的基本概念和基础理论，然后介 绍各种传输介质、多路复用技术、数据交换技术以及调 制解调技术。 2.1.1信号与通信:信号按其因变量的取值是否连续可分 为模拟信号和数字信号。 第二章 数据通讯 2.1基本概念 2.1.2模拟通信 利用模拟信号来传递消息称为模拟通信，普通的电话、 广播、电视等都属于模拟通信。 第二章 数据通讯 2.1基本概念 2.1.3 数字通信 数字通信系统模型如图所示。 第二章 数据通讯 2.2数据通信的理论基础 2.2.1傅立叶分析 尼奎斯特公式 香农公式 第二章 数据通讯 2.3有线传输介质 磁介质 双绞线 基带同轴 宽带同轴电缆 第二章 数据通讯 2.4无线传输 电磁波谱 无线电传输 微波传输 红外线和毫米波 光波传输 第二章 数据通讯 2.5电话系统 电话系统的结构 本地回路 主干和多路复用 交换技术 第二章 数据通讯 2.6窄带ISDN ISDN服务 ISDN系统的结构 ISDN接口 第二章 数据通讯 2.7宽带ISDN和ATM 虚电路和电路交换 ATM网络中的传输 ATM交换机 第二章 数据通讯 2.8蜂窝无线通信 寻呼系统 无绳电话 模拟蜂窝电话 数字蜂窝电话 个人通信服务 第二章 数据通讯 2.9通讯卫星 地球同步卫星 低轨道卫星 卫星与光纤的比较 第三章数据链路层 3.1数据链路层设计问题 3.1.1为网络层提供的服务 3.1.2成帧 3.1.3差错控制 3.1.4流量控制 第三章数据链路层 3.2差错检测和纠正 3.2.1纠错码 3.2.2检错码 3.3基本数据链路协议 3.3.1一种无限制的单工协议 3.3.2一个单工的停-等协议 3.3.3有噪声信道的单工协议 第三章数据链路层 3.4滑动窗口协议 3.4.1一个1位滑动窗口协议 3.4.2使用退后n帧的协议 3.4.3使用选择性重传的协议 第三章数据链路层 3.5协议描述和验证 3.5.1有限状态机模型 3.5.2Petri网模型 3.6数据链路层示例 3.6.1HDLC高级数据链路控制