计算机网络教程

第一讲概论一、 计算机网络的发展史.计算机网络的雏形1一一主机与终端机结构缺点：由于主机既处理通信，又处理数据，所以主机负担过重.计算机网络的雏形2一—主机一前端机一终端机结构优点：缓解了主机的压力.计算机与计算机网络一现在的计算机网络计算机、厂 、）计算机说明：计算机之间的连线可以是直接的连线，也可以是中间的计算机网络，还可以有中间的设备.计算机网络特例1一计算机局域网局域网：以某种拓扑结构连接起来的局部范围内的网络。种类：总线形，星形，环形总线： 星形： 环形:优点：速度快，误码率低。.计算机网络特例2—分布式计算机网络以分布式操作系统连接起来的计算机网络，可能是个局域网，也可能是一个广域网，主要用于分布式计算。分布式计算的两种情形：①把数据交给分布式计算机网络的多台计算机去处理，究竟是哪一个计算机处理的并不知道。②分布式计算机系统：一台计算机使用分布式操作系统，并且有多个CPU。二、计算机网络的定义计算机网络：通过通信设备，将多个具有自治功能的计算机系统互联起来，以达到信息交换、资源共享、互操作和协同处理的系统。它是计算机技术和通信技术相结合的产物。三、计算机网络的物理组成.通信子网。①构成：通信处理设备（交换机、MODEM等）和通信线路（有线：同轴、双绞线和光纤；无线：卫星、微波和红外线）构成。②作用：数据的传输和交换。.资源子网。①构成：用户设备（用户主机、用户终端或集中器组成）和应用软件。②作用：数据处理。**3.网络协议软件：通信双方共同遵守的约定和规范。**4.网络管理设备及网络管理软件四、计算机网络的拓扑结构.拓扑结构：通信节点和通信线路的连接所构成的几何形式。.两类拓扑：①点对点信道：一条线路连接一对节点，信息传输采用存储转发方式。常见拓扑结构：星形： 树形： 回路形：②广播信道：只有一条供各个节点共享的信道。五、网络的分类.按作用范围分：局域网(LAN)；城域网(MAN)；广域网(WAN).按信息传输交换方式分：厂电路交换：中间节点为交换机。1-存储一转发交换:|-报文交换：L分组交换「数据报

匚虚电路中间节点可能为路由器。六、计算机网络的主要性能指标.市宽：①模拟信道：容许通过的信号频带范围。单位是Hz,kHz(103Hz),MHz(106Hz)»例如：电话的标准带宽是：3.1kHz(300Hz〜3.4kHz)②数字信道：在信道上能够传送的数字信号的速率，即数据率或比特率，也称吞吐量。单位是b/s,kb/s(103b/s),Mb/s(106b/s),Gb/s(109b/s).这里我们主要讨论数字信道的带宽。说明两点：①存储单位与通信单位的区别存储单位：lk=1024=2">,lM=1024k=2'°X2IO=22O=1048576；1G=1O24M通信单位：lk=1000=103,lM=1000k=103xl03=106；lG=1000M=109②带宽与二进制信号脉冲的关系带宽越宽，二进制信号脉冲越窄。例如：2b/s与4b/s~ 0~ 0 0.时延TOC\o"1-5"\h\zA /排队时空jr发送时延 B传播时延 ►,■/Hr1001010101011- A数玩r由2到B所需时间(时延)：=排队时延+发送时延+乐、一讨论：排队时延：与网络的通信量有关，后面的讨论忽略。发送时延：数据长度+发送速率(信道带宽)传播时延：信道长度+传播速率(电磁波)例1：数据长度为10'bit,数据发送速率为100kbit/s,传输距离为1000km,信号在媒体上的传播速率为2X10'm/s。求：发送时延和传播时延。发送时延=107+(100Xl()3)=100s传播时延=1000X1()3+(2X108)=0.005s例2：比较电路交换和分组交换。要传送的数据共X(bit),从源站到目的站共经过K段链路，每段链路的传播时延为D(s),数据发送速率为C(bit/s)。设电路交换时电路的建立时间为S(s).在分组交换时分组长度为P(bit),且各节点的排队等待时间可忽略不计。问：在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？示伤：逊MMMX目的站|①克.于电路交换：发送：X/C传播：KD建立链路：S电路交换时延=X/C+KD+S②对于分组交换：发送：(X/P)(P/C)=X/C最后一个分组的转发时延：(K-1)(P/C)传播：KD分组交换时延=X/C+(K-1)(P/C)+KD据题意：X/C+(K-1)(P/C)+KD<X/C+KD+S即:S>(K-1)(P/C).传播时延带宽积和往返时延①传播时延带宽积：传播时延X带宽例如：链路的传播时延为1s,带宽为10bit/s。 则传播时延带宽积为IX10=10bit意义：可表示用比特为单位的链路长度。②往返时延：从发送数据开始，到收到来自接收端的确认为止所经历的时间第二讲计算机网络体系结构一、几个问题.协议的引入①引入原因：计算机的种类不同；所用的操作系统不同；传输介质的不同。②协议：为进行网络中的数据交换，通信双方需要共同遵守的规则、标准或约定。协议有三要素：语法：数据和控制信息的格式语义：控制信息的含义。（如：建立链路，传数据，释放链路等）同步（或时序）：通信双方相互应答的次序。（何时接收数据）.分层理论①分层思想：解决复杂问题的难度＞＞把它分解成多个小问题的难度之和。举例：软件的模块化思想（可以画一个层次图加以说明）。②分层原则：a.当需要一个不同等级的抽象表示。（如：控制节点数据传输；控制端点数据传输）b.每一层的功能应当是非常明确的。（不能模糊不清）c.层之间边界的信息流量应尽量少。（否则，接口太复杂）d.层数要适中。（如层数太少，每层协议太复杂；层数太多，应用太复杂）.网络体系结构的定义体系结构计算机网络的各层及各层协议的集合，它是理论上的抽象，需要用硬件和软件来实现它。二、OSI/RM与TCP/IP的比较1.OSI/RM（开放系统互联/参考模型）见右图，下面简单说明：应用层：与用户应用进程的接口（用户做什么）常用的协议：SMTP（简单邮件传输），HTTP（超文本传输， FTP（文件传输）表示层：数据格式的转换会话层：会话管理（双工还是单工）数据传输同步：收发双方如何正确接收数据应用层表示层会话层运输层网络层数据链路层物理层

传输层：保证端到端的正确数据传输（尽力）网络层：路径选择数据链路层：保 证相邻产点间的正确数据传输（尽力）物理层：保证比3和特在扁的传输介质上透明的传输OSI参考模型下数据传输的示意图假设数据由计算机A传给计算机B：计算机A > 路由器2|—计算机B计算机A 计算机A 计算机B在OSI参考模型下的示意图（A ►B）TCP/IP模型（实际中常用）应用层传输层IP层（网际层）网络接口层OSI/RM与TCP/IP的对应关系说明：OSITCP/IP应用层］表示层｝应用层会话层J说明：OSITCP/IP应用层］表示层｝应用层会话层J运输层运输层网络层1IP层大部分J网络层小部分、数据链路层I网络应用层表示层会话层运输层网络层数据链路层物理层运输层IP层（网际层）网络接口层OSI与TCP/IP模型的比较示意图物理层接口层TCP/IP与OSI的比较相同点：均使用层次结构；传输层几乎相同不同点：层次数不一样；每层的协议大多数不同：0SI是理想模型，TCP/IP是实际模型；0SI是标准，TCP/IP是非标准计算机网络的原理体系结构讨论：应用层 |0SI模型层数太多（接口太多，层间功能重复）传输层TCP/IP层数太少（层内功能丰富，造成功能不网络层单一）数据链路层结合实际情况和发展方向，准备使用五层结构物理层进行讲解。三、关于层次结构中的几个术语1.基本概念①N层，N子系统，N实体N子系统：第N个层次所完成的所有功能。对于0SI模型有7个子系统。N实体：一个N子系统由一个或多个实体组成。N实体是N子系统内的活动元素,执行N层的功能。它包括两个方面：类型和一组实例。类型是执行N层功能的特定集合。实例是对N实体类型的一次特定调用。②N服务，N协议见下边图示：N-1层、N层、N+1层间协议与服务的关系图N层实体N服务提供者服务模型示意图说明：①N-SAP：是一个访问工具，由--组服务元素和抽象操作组成，由N+1实体或N实体在该点调用。N层实体N服务提供者服务模型示意图说明：①N-SAP：是一个访问工具，由--组服务元素和抽象操作组成，由N+1实体或N实体在该点调用。抽象操作：由服务原语来实现，服务原语是一种原子动作,可由服务用户发出也可由服务提供者发起，常见的有四种：清求、指小、响应及确认。服务元素：有三类：确认服务、非确认服务、仅由服务提供者发起的服务。确认服务（如连接建立） 非确认服务（广播服务）仅由服务提供者发起的服务（释放连接）2.N层服务访问点N-SAP和N层服务原语服务提供者N服务提供者指示N+1层AL指示N层协议N服务提供者N服务用户N+1层实体N服务用户N+1层实体3.关于连接的术语：连接、连接端点地址、标题与标题域①连接、连接端点、地址N连接：根据N+1对等实体的要求，由N对等实体的N—SAP间建立的一种逻辑连接，每条N连接由两个连接端点及相应的连接端点标示符组成。②N连接的属性： N+1层ON+1实体 QN+1实体⑴N实体的名：N实体的局部标题和全局标题丫局部标题：某层内的局部名。(NT)CEPy^全局标题：某层的域名+局部标题N—SAP例如：应用层有一个实体是ABC.则局部标题为：BC全局标题为：ABCN-SAP的地址：用来标识n层n实体N层服务访问点的标识符。N连接端点标识符的组成：＜NT)SAP-N连接端点所在的 (N-1)CEPN服务访问点地址；N连接端点后缀：唯一地标识在该服务访问点的一个连接端点。如何理解N连接：当N+1对等实体进行通信时，要求N层的某个对等实体要建立连接，所以一定要确定是哪一个实体，即确定要建立连接的某个实体名。N层实体本身不能直接建立连接，需要通过N层某个实体的服务访问点来进行，即要确定是哪一个服务访问点，也即确定N-SAP的地址。N层某个实体的服务访问点也不能直接建立连接，需要利用其中的连接端点来直接进行，即要确定利用哪一个连接端点来进行连接，也即确定连接端点标示符。同角度的数据单元①在对等层实体之间交换信息的角度一N协议数据单元(N-PDU)N—PDU由两部分组成：协议控制信息(N-PCI)和用户数据(N—UD)N-PCI：N协议标识符、N—PDU的类型、地址信息等。N—UD：从用户(即N+1实体)接收到的内容。见下图所示。②从相邻(即上下)两层实体交换信息是服务提供者与服务用户之间交换信息的角度一N服务数据单元(N—SDU)N实体通过N-SDU在N—SAP向N+1实体提供服务；或者说N+1实体在N—SAP从N—SDU索取N实体的服务。见下页图所示。

③从相邻(即上下)两层接口的角度一N接口数据单元(N-IDU)N+1实体与N实体的信息交换形成(N+l)PDU与N—SDU的变换，这是在N+1层与N层的接口上发生的。因此需要一种接口控制信息ICI来协调这种联合操作。N+1实体与N实体的交换信息称为N接口数据，即N—ID,相应的ICI记为N—ICI。N—ID与N—ICI合称为N接口数据单元，即N—IDU。见下页图所示。②相邻层中，PDU、SDU、PCI之间的映射关系③从接口角度看PDU、SDU、IDU之间的关系

(N)层 (N)PCI(N)UD(N-1)层 (N-1)PCI(N-1)UD①从对等层实体之间交换信息的角度：上下层PDU的关系5.面向连接服务与无连接服务从通信的角度，各层所提供的服务分为两大类：面向连接服务与无连接服务。①面向连接服务所谓连接就是两个对等实体为进行数据通信而进行的一种结合，它需要三个阶段，即建立连接、数据传送及连接释放。A.连接建立系统A 系统B系统A 系统BB.数据传送N连接 个正常释放:有序释放(有两种情况):正常释放:有序释放(有两种情况):特权数据传送：哪个服务用户获得权标，哪个服务用户就可以发送数据。一条N连接上只有一个权标。加速数据传送：传送比常规数据、特权数据优先级高的数据，一般用于传送中断指令。C.连接释放(N+1)实体连接释放指示个(N)实体N连接 个连接释放请求一连接释放指示一►连接释放响应一►连接释放确认连接释放请求一连接释放指示一►连接释放未响应一连接释放未确认异常释放（有两种情况）：（N）服务用户发起的释放：（N+1）向N发弁常终止请求一►（N+1）向N发送界常终止指示（N）服务提供者发起的释放：（N）实体向其用户发送异常终止指示说明两点：虚电路：一条连接建立起来以后，好象有了一个完整的通路，实际上是逐段占用。永久虚电路：只需要建立一次虚电路，以后再传送数据就不用建立连接，每次传送完数据后，也不需要释放连接。②无连接服务特点：A.不需要建立连接，也即不需要预留资源，即动态分配资源。B.不需耍通信的两个实体同时处于活动状态（会减轻主机负担）C.不能防止报文的丢失、重复或失序。类型：A.数据报：发送完数据就算，不需要接收端作任何响应（广播、组播）B.证实交付：由发送方服务提供者向发送方用户发送一个证实。（挂号的电子邮件）C.请求回答：接收端接到数据后，向发送端发送应答报文。（机票查询、股票交易）第三讲数据通信基础理论一、数据通信基本原理.数据通信定义与分类①数据通信定义：数字计算机或其它数字终端装备之间的通信②分类：A.一般通信系统模型：信息源一►发送器一＞信道—►接收器f受信者噪声源B.数字通信系统模型信息源卜网调制器T信道译码器1受信者噪声源模拟信号转化数字信号对数字信号编码（数据压缩、抗干扰）转化为数字信道传输的调制信号③数字通信系统的主要参数码元传输速率：也叫波特率。数字信号由码元组成，码元携带有一定的信息量，单位时间内传输的码元的个数。单位是波特。信息传输速率：单位时间内传输的信息量（比特数），单位是b/s。信道容量：信道每秒能传送的最大比特数，即信道的极限传输速率。受信道的带宽制约。关于信道容量问题，奈奎斯特与香农分别给出了两个著名的公式。（1）奈奎斯特（Nyquist）公式：条件：无热噪声（热噪声：信道中分子热运动给信号引起的误差）理想低通信道最高码元传输速率：2W（波特）理想低通信道最高信息传输速率：C=2Wlog2L（b/s）其中：理想低通信道，信号的频率为0——f,只要f〈信道的最高频率，信号既可通过。W：信道的带宽，单位为Hz;L：给定时刻一个信号可能取的离散值的个数或一个码元携带信息的个数。理想带通信道最高码元传输速率：W理想带通信道最高信息传输速率：WlOg2L(b/s)其中：理想带通信道是指信号的fl〜f2之间的分量可以通过信道，低于fl或大于f2的分量不能通过该信道。W与L的含义与前面的相同。说明：以后如果不作特殊说明，均指理想低通信道。例如：设理想低通信道带宽为4kHz,任何时刻数字信号可取0,1,2,3四种电平(即L=4)。求最大码元速率和最大信息速率。最大码元速率=2W=2X4kHz=2X4000=8000波特最大信息速率=2WlogzL=2X4000Xlog心=16000b/s=16kb/sNyquist公式为估算已知带宽信道的最高速率提供了依据。⑵香农公式非理想信道实际的信道上存在三类损耗：衰减、延迟、噪声。a)衰减信道的损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。b)延迟信号中的各种频率成分在信道上的延迟时间各不相同，在接收端会产生信号畸变。c)噪声热噪声：由导体内的热扰动引起，又称为白噪声。串扰：信道间产生的不必要的耦合。例：多对双绞线脉冲噪声：非连续、随机、振幅较大。多由外部电磁干扰造成(闪电、大功率电机启动等)。噪声将破坏信号，产生误码。持续时间0.01s的干扰可以破坏约560个比特(56Kbps).条件：有服从高斯分布的噪声，如热噪声，串扰、脉冲，内调制杂音(不同频率的信号共享同一介质时，信号的频率可能是某两个频率的和、差或倍数)信道最高信息传输速率：C=Wlogz(1+S/N)其中：W：信道的带宽，单位为Hz。S：信道内所传信号的平均功率N：信道内的高斯噪声功率说明：S/N为信噪比，由于实际使用的信噪比数值非常大，常用10吨,。(S/N)以及分贝(dB)为单位计量。

例如：信号的带宽为4000Hz,信噪比30dB。求信道的最大数据传输速率。因为10logio(S/N)=30所以S/N=103=1000所以信道的最大数据传输速率C=Wlog2(1+S/N)=4000Xlog2(1+1000)=«4000Xlog22,o=40000b/s二、数据信息传输的基本形式.调制的概念把由信源发出的原始电信号转换成适宜于在信道上传输的电信号。调制的过程就是按照发送信号的变化规律使载波信号的幅度、频率或相位发生变化，有调幅、调相或调频，也可能是它们的某种组合。解调与调制正好相反。调幅调相调频举例如下载波的振幅随基带数字信号的变化而变化载波的相位随基带数字信号的变化而变化载波的频率随基带数字信号的变化而变化调幅调相调频举例如下调频(0.5周期，1个周期)调相(0度，180度)例如：一个信号(码元)可以取8种振幅，每种振幅可以取两种相位。则任一时刻码元可以取16组合之一，也即一个码元可以携带4个比特。.基带传输基本频带：由计算机或终端产生的频谱从0开始，并且未经调制的数字信号所占用的频率范围就叫基本频带，简称基带。基带传输：传送数据时，以原封不动的形式把基带信号送入线路，称为基带传输。使用范围：近距离的数据传输，一般用于局域网中优点：收发两端不需要使用调制解调器.频带传输用基带脉冲对载波波形的某些参量进行控制，使这些参量随基带脉冲变化，也就是调制。经过调制的信号称为已调信号。已调信号通过线路传输到接收端，然后通过解调恢复为原始基带脉冲。使用范围：远程通信优点：①克服了许多长途电话线不能直接传输基带信号的缺点②能够实现多路复用的目的，提高通信线路的利用率。缺点：收发两端都需要设置调制解调器三、数据编码技术.编码的作用及种类在数据通信中，编码的作用是用信号来表示数据信息。种类有：单极性编码、极化编码和双极性编码。.单极性编码是指它的电压只有一极，也即二进制的两个状态只有一个进行了编码，通常是1,另一个是0，由0电压或电路是空闲状态来表示。例如：数据0101001010r4-]Of0OrH-|OrH-i.极化编码极化编码采用两个电压值：一个是正电压，另一个是负电压。有非归零编码、归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码①非归零编码用正电压表示1,负电压表示0。例如：01010010电压

②归零编码0：由负电平到0；1：由正电平到0；二者均在比特中间有跳变电压0.1：0I-心..0..iIIIII0.1：0I-心U'llUlLl=③曼彻斯特编码的跳变表示1,另一个负电平到正电平的跳变表示的跳变表示1,另一个负电平到正电平的跳变表示0。如：01010010④差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码在每个比特的中间引入跳变（或跃迁），开始位置有跃迁代表比特0,没有跃迁则代表比特1。如：01010010对差分曼彻斯特编码的说明：上例是假设传数据01010010的开始时刻处于高平,如果假设开始时刻处于低电平，则图形正好相反。.双极性矩形码用到三个电平：正电平、负电平和0。0：用电平0表示：1:正负电平交替表示，即第一个1用正电平表示，第二个1用负电平表示，…。举例：数据10010011100 100 11四、多路复用技术.常见的多路复用技术及种类多路复用技术：把许多信号放在单一的传输线路上用单一传输设备进行传输，提高线路的利用率。种类：常用的形式有频分多路复用(FDM)和时分多路复用(TDM),统计时分复用(STDM)是一种改进的时分复用，波分复用(WDM)是一种光的频分复用。码分复用(CDM)广泛用在移动通信中，特别是用在无线的局域网中。.频分复用把传输线的总频带划分成若干个子频带，一个固定终端被分配给一个固定的子频带使用。利用频率调制技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上，实现物理线路的信号复用。多用于模拟信号传输。例如：一个标准话路的带宽是4kHz,现在物理线路的带宽为12kHz.问：在此物理线路上可传输几路电话？如何分配带宽？采用什么方法？因为12+4=3 所以可传输3路分配方法：1〜4为一路5〜8为一路 9〜12为一路采用频率调制搬移技术.时分复用将一条物理的传输线路按时间分为若干个时间片，若干个时间片构成时分复用帧(TDM帧)，每个时间片只能由复用的一个信号占用。例如：一个物理传输线路的TDM帧分为4个时间片，现假设有四个用户在用，并旦每个用户发送数据的情况如下： 则发送数据的顺序如下：A：a-aa①a-cdB:—b-b②一b—dC:c-c-③a-c—D:dd (4)ab—-:.信道的利用率：9/16.统计时分复用(STDM)在时分复用的基础上能够动态分配时隙(时间片)。也即时隙并不固定地分配给某一个用户使用。例如：一个物理传输线路的STDM帧分为2个时间片，现假设有四个用户在用，并且每个用户发送数据的情况如下ar-；aar-；a।aBJ—«tj-jbc；CLc1—D?did；—{—5；波分复用।(WDM)则发送数据的顺序如下:①ac②db③da@ca信道的利用率：9/10主要应用光纤通信，由于频率与波长有一一对应关系，所以波分复用实质上是在光信道上采用的一种频分多路复用的变种，只不过光复用采用的技术与设备不同于电复用。同学们自己去了解。6.码分复用(CDM)也叫码分多址(CDMA),容许所有站点同时在整个频段上进行传输，不同站点的信号采用不同的编码加以区分。每一个比特时间再划分为M个短的间隔，称为码片，通常m的值为64或128。码分复用假设多重信号是线性叠加的原理：1：发送m比特码片；0：发送m比特的二进制反码例如，某站点的码片序列表示为：1：01101001 0：10010110为了运算的方便性，将码片中的。用T表示，1用+1表示。这样，此站点的码片为(7+1+1-1+1-1-1+1)下面的举例均假设码片序列m为8。下面讨论CDMA的几个性质：①每一个站点分配的码片序列各不相同，且互相正交。令S表示站点S码片向量，令T表示站点T码片向量，则S与T的内积为0。即S•T=l/m>,SiTi=0。1=1例：S(-1-1-1+1+1-1+1+1),T(-1-1+1-1+1+1+1-1),可以验证S与T的内积为0。②站点S的码片向量S与站点T码片的反码向量的内积也为0。③任何一个站点码片向量的规格化内积都是1。即2m o m4S•S=l/m加=l/mZ(±1)=1i=l i=1④接收站点如何判断哪一个站点向自己发送了数据，还是没发送数据？发送的数据是1,还是0?方法：让接收站点的叠加信号码片序列与已知的某站的码片序列作内积运算，如果结果是+1,则某站发送的是数据1,如果结果是-I,则某站发送的是数据0,如果结果为0,则某站没有发送数据。举例：见书上第69页16题。五、数据传输方式与控制方式.数据传输方式①并行数据传输可以同时传输一组比特，每个比特使用单独一条线路（导线）缺点：造价高；长距离传输施工难（把若干根粗导线捆在一起相当困难）；长距离传输同步难（发送端的所有二进制位不可能同时到达接收端）。②串行数据传输只使用一条线路，逐个地传送所有的比特。.数据传输的控制方式①单工；②半双工；③全双工六、检错纠错技术.奇偶校验码分奇校验与偶校验。奇校验：在发送的数据后面增加一个二进制位，使1的个数变为奇数个。偶校验：在发送的数据后面增加一个二进制位，使1的个数变为偶数个。特点：只能检测奇数个错，但不能检测到偶数个错。举例：要发送数据1001101。采用偶校验如何构成发送数据，对方如何检测？构成：1001011< 偶校验位偶校验位的构成：增加的偶校验位与发送的所有二进制位作模2加运算，让它结果为0。接收端：模2加运算，如果结果为0,则认为正确。0+0=10+1=11+0=11+1=0奇校验同上，在此不在论述。.水平垂直校验码是二维奇偶校验码，对每个比特扫描两次来增加检测出多个比特错误和突发错误的可能性。把一个数据块分成若干个数据单元，每个单元本身具有一个奇偶校验位，每个数据单元的对应位置也生成一个奇偶校验位。所有时应位置的校验位又组成了一个新的数据单元。举例:假设每7个二进制位组成一个数据单元,一个数据块由4个数据单元组成。发送数据如何构成？（水平垂直奇偶校验均采用奇校验）假设发送方发送的数据为：1001111010111010101010110011oo1111o01011101 >10101011I水平校验位01100111 .1—i―i―loooo―垂直校验位接收方：对水平垂宜校验码均进行校验，如果与预期的校验符合，则认为正确，接收方于是丢失校验码并接收数据，否则拒绝接收整个数据块。3.循环冗余校验码(CRC码)①如何构成发送数据Ao生成多项式的含义生成多项式一般由G(X)表示，并且最高项系数、最低项系数均为k举例：G(X)=x5+x4+x2+l, 则对应的二进制序列为：110101G(X)=x6+x4+x3+x+l, 则对应的二进制序列为：1011011Bo模2加、减、乘、除运算模2加、减运算同异或运算，即相同为0,不相同为1。0+0=01+1=00+1=1 1+0=10—0=01—1=00—1=11-0=1模2乘除法同二进制乘除法C.构造被除数要发送的数据+N个0,其中N为生成多项式的最高项次数。举例：要发送的数据为11100110,生成多项式为G(X)=x4+x2+1,则被除数为：11100110 0000(4个0)Do求余数被除数+生成多项式的二进制序列，要求余数的位数必须为生成多项式的最高项次数。仍然以C为例，即求11100110 0000・10101的余数余数的结果为：0110 (实际上商为11011110,但不用)过程在黑板上给同学们演示一下。E。构造发送数据实际要发送的数据+余数。接上例，则发送方最终发送的数据为：111001100110②接收方接收数据接收方把接收到的数据与生成多项式作除法运算，如果结果为0,则认为数据正确，接收：如果结果不为0,则认为错误，拒绝接收。七、异步传输与同步传输的概念.异步传输以字符为传输单位，字符的发送时间是异步的，即后一字符的发送时间与前-字符的发送时间无关。时序或同步仅在每个字符范围内部是必须的。接收端可以在每个字符开始时抓住再同步的机会。.同步传输以比特块为单位进行的传输，接收端与发送端之间通过专门的时钟线路或把同步信号嵌入数字信号进行同步。八、交换技术交换：即转接，是在通信网中实现数据传输必不可少的技术。.电路交换①定义：是一种直接的数据交换方式，它在一对需要通信的站之间提供一条临时的专用通道，即提供一条专用的传输通道，即可是物理通道，也可是逻辑通道（使用时分复用或频分复用技术）②经由电路交换的通信包括三个阶段：电路建立 ►数据传输 ►电路拆除③电路交换的特点A.呼叫建立时间长且存在呼损。（呼损：电路建立只建立了一部分，由于资源不足而建立失败）B.电路建立后提供给用户的是透明传输（即不管编码方法、信息格式、传输控制程序）。C»以固定速率传输，除了具有传播延迟外,节点延迟可以忽略）。D»线路（信道）利用率低（因为信道是专用的）。.报文交换（存储转发交换的一种）①定义：在报文交换中，节点都有足够的缓存，以便报文进入时进行缓冲存储。等到输出线路空闲时在根据报文的目的地址转发到下一个合适的节点。其中的每个节点能进行差错检查和纠错、速率转换、流量控制及编码方式的转换等等。②特点A.通信时不需要建立一条专用的通路（不需要中间转发节点同时处于空状态）B.没有建立线路和拆除线路的时延。C.线路利用率高。D.要求节点具备足够的报文数据存储能力。（一般节点为微机或小型机）E.数据传输的可靠性高（每个节点都进行检错、纠错）.缺点A.节点存储/转发的时延较大（因为节点要对完整报文存储/转发），不利于交互式通信；B.对报文长度没有限制，这样就有可能使报文长时间占用某两点间的链路，不利于实时交互通信.分组交换以更短的、标准的“报文分组”为单位进行交换传输。分组是一组包含数据、呼叫控制信号及可能的差错控制信息的二进制数，把它作为个整体进行转接。交换网有两种分组交换方式：数据报传输分组交换和虚电路传输分组交换①数据报传输分组交换把分组作为独立的“报小文”来处理，独立的“小报文”叫做数据报。特点：每一个分组独立选择路径，所有分组到达终点时需要重新排序。优点：对短报文数据通信传输效率比较高；对网络故障的适应能力强；缺点：时延大②虚电路传输分组交换两个通信的设备在通信之前需要建立逻辑上的连接，直至用户不需要发送和接收数据为止清除这种连接。特点：与电路交换相比较，并不是实体间存在着像电路交换方式那样的专用线路，而是选定了特定路径进行传输，分组所经过的所有节点都对这些分组进行存储/转发，这是与电路交换的实质性区别。优点：对数据量较大的通信传输率高；分组传输时延短；不易产生分组丢失缺点：对网络的依赖性大.信元交换ATM（异步传输模式）中采用的是信元交换。它是一种快速分组技术，它将信息切割成固定长度（53字节）的信元，以信元为单位进行传送。它是电路交换与分组交换技术的结合，能最大限度地发挥电路交换与分组交换技术的优点O第四讲物理层一、了解与物理层连接的传输介质1.双绞线是用两根绝缘铜线扭在一起的通信介质。绞合在一起是为了减少相临导线的电磁干扰。（两条导线绞合的程度如果是垂直的，则影响几乎为0）种类：屏蔽双绞线（STP）无屏蔽双绞线（UTP）最常用的UTP为3类、5类，超5类、6类线都在用（几类是按照单位长度绞合次数不一样来区分）2.同轴电缆种类：50欧同轴电缆：又分为同轴细缆（RG58）和同轴粗缆（RG59）,主要用在局域网中传送基带信号75欧同轴电缆：主要用在有线电视网络中传输模拟信号93欧同轴电缆（RG62）：主要用于ARCNET局域网3.光导纤维简称光纤，有光脉冲相当于1,而没有光脉冲相当于0。①光纤通信的基本原理图：电信号， ，,,光信号, ,, ,电信号 驱动器卜》洸册〉 >|光检测^>|放大器| >说明：驱动器：用来把较弱的电信号转换成电脉冲光源：指发光二极管（LED）或激光发射二极管（ILD）.用来把电脉冲转换成光脉冲，并送到光纤上传输。光检测器：指光电二极管。用来检测光脉冲，并把光脉冲转换成电脉冲。放大器：用来把较弱的电脉冲转换成电信号。②光线在光纤中的传播图光纤的构成：是由密度较大的纤芯和密度较小的包层构成的圆柱体。光线在光纤中的传播图：当入射角增大到一定程度时，就会发生全反射，连续的全反射就形成了光脉冲在纤芯中的传播.光纤的种类多模光纤：光线沿着光纤以多种角度不断被包层反射而向前传播。多模指的是反射角的多样性。条件：当光纤的直径大于一个光的波长。单模光纤：光线主要沿着光纤的轴心向前传播。■■■a必 a▼多模光纤的光传输情况一条光线反射角会逐渐增大，即a<aKa：,.光缆多根光纤、加强芯、填充物、包带层和外护套组成。二、物理层功能.物理层的基本功能是OSI的最低层，它向下直接与传输介质相连，向上服务于数据链路层，其作用是在数据链路层实体之间提供必需的物理连接，并屏蔽掉这些物理设备或传输介质的差异，为数据链路层提供原始比特流的透明传输。发现错误时，向数据链路层提交报告。具体说来，物理层协议要解决的是主机、工作站等数据终端设备（DTE）与通信线路上通信设备（DCE）之间的接口问题。.物理层的四个基本特性将物理层的主要任务描述为确定与传输介质的接口的一些特性：①机械特性：说明接口所用连接器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。②电气特性：说明在接口电缆的哪条线上出现的电压电平应是什么范围。③功能特性：说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。④规程特性：说明不同功能的各种可能事件的出现顺序。四、物理层协议（也叫规程）.物理层标准为了使不同生产厂商生产的设备能够互相连接起来，就必需统一物理层的操作，为物理层制定标准。ISO、CCITT、IEEE、EIA等均为物理层制定了相应的标准和建议。物理层协议的功能主要是在DTE-DCE或DCE-DCE之间把数据信号由一方经过传输介质传到另一方。数据信号可以在模拟信道上传输，也可在数字信道上传输。对于模拟信道，DCE就是Modem,对于数字信道，DCE就是数据服务单元（DSU）和信道服务单元（CSU）«（DCE:数据电路端接设备；DTE：数据终端设备）2.EIA-RS-232c接口标准①对EIA-RS-232c接口标准的字面意义的了解EIA：电子工业协会；RS：推荐标准；232：是标准的标识号码C：RS-232标准的一个修改版本；EIA-RS-232c接口标准相当于CCITTV.24②EIA-RS-232c与物理层特性的对照说明机械特性：规定使用DB-25插针和插孔，插针用于DTE方面，插孔用于DCE方面。引脚分为上下两排：分别有13根和12根。电气特性：逻辑0：对信号地线有高于+3V的电压逻辑1：对信号地线有低于-3V的电压功能特性：它规定了什么电路应当连接到25根引脚的哪一-根以及该引脚的功能。规程特性：规定了在DTE与DCE之间所发生的事件的合法序列。3.EIARS-449接口标准由三个标准组成①RS-449：规定了接口的机械特性、功能特性和规程特性②RS-423A：规定在采用非平衡传输（即所有的电路共用一个公共地）时的电气特性。③RS-422A：规定在采用平衡传输（即所有的电路没有公共地）时的电气特性。第五讲数据链路层一、数据链路层的概念和功能.与数据链路层有关的儿个概念①链路：中间没仃任何交换结点的一条无源的点到点的物理线路。②数据链路：把实现数据传输的协议、硬件及链路称为数据链路。③传输数据单位：帧（指的是DL-PDU,即数据链路层协议数据单元）.数据链路层的功能.①链路管理：主要用于面向连接的服务。三个阶段：建立数据链路（交换信息，对序号初始化），维持链路（出现差错后重新初始化；重新自动建立连接），释放链路。②帧同步：如何构造帧才能使接收方区别出一帧的开始和结束。③差错控制：差错检测和纠错。发送方设置定时器超时或接收方利用检错码检查出错误，采用重传机制；或利用前向纠错码检查出错误时进行纠正错误。④流量控制：限制发送方的数据速率，使得发送方的发送速率"接收方的接收速率。⑤将数据和控制信息区分开：要采取相应的措施使接收方能将处于同一帧中的数据和控制信息区分开。⑥透明传输：任何数据的比特组合都能在数据链路上传输，而不管数据的比特组合恰巧是控制信息都能使接收方区分开来。⑦寻址：在多点连接的情况下，必须保证每一帧都能送到正确的目的站，同时保证接收方知道发送方是哪个站。二、数据链路层协议的基本原理.通用性较强的计算机网络通信协议①美国国家标准协会（ANSI）：高级数据通信控制规程，即ADCCP②国际标准化组织（ISO）：高级数据链路控制规程，即HDLC③国际电报电话咨询委员会（CCITT）：X.25建议书④IBM公司：二进制同步协议，即BSC.数据链路协议的种类①面向字符型规程在数据链路上所传送的数据必须是由规定字符集中的字符所组成，在链路上所传送的控制信息也必须由同一个字符集中的若干制定的控制字符组成。如IBM的BSC。②面向比特型规程报文的数据和控制信息完全独立，具有良好的透明性。差错检验一般用CRC校验，可靠性强。可进行信息连接和双向发送，传输效率高。信息都统一以帧为单位，控制简单。如：HDLC、ADCCP是典型的面向比特型的通信控制规程。三、滑动窗口协议的基本原理.关于滑动窗口的若干问题①发送窗口物理上：是发送方的缴存，其个数由使用的协议来决定逻辑上：用来表示在还没有接收到接收方确认的情况下，发送方最多可以发送的帧数例如：帧序号由三个比特编码，发送窗口为5。见书上81页例发送序号：。〜7（发送数据的帧循环使用的编号）发送窗1口：5（发送方最大发送的帧数）TOC\o"1-5"\h\z0 12 3 45 67 0 12 34 5 6发送窗口一般的，停等协议发送窗口为1连续ARQ协议发送窗口为多个选择重传ARQ协议发送窗口为多个②接收窗口物理上：是接收方的缓存，其个数由使用的协议来决定逻辑上：用来表示，接收方最多可以接收的桢数一般的，停等协议接收窗口为1连续ARQ协议接收窗口为1选择重传协议接收窗口为多个③滑动窗口的含义以连续ARQ为例，讲述滑动窗口的含义。例：帧序号由三个比特编码，发送街口为5,接收窗口为1。发送序号：0~7（发送数据的帧循环使用的编号）初始情况如下：发军方： 接收方：0|1|2|3|4| 包56701 1——►2—►3——► …④发送窗口与接收窗口的关系举个例子说明一下。在连续ARQ协议中，设帧序号占用的比特数为3。A.假设发送窗口的大小为8（T）,接收窗口的大小为1。发送方已经发送完8个数据帧，并且全部到达接收端。考虑以下两种情况：lo所有的确认帧都到达了发送端，发送端又发送8个新的数据帧，编号为。〜7,接收端认为是新的数据帧，接收，结果是正确的。2„所有的确认帧全部丢失，发送端由于定时器超时，重发8个数据帧，编号为0〜7,接收端仍然认为是新的数据帧，接收，结果是错误的。B。假设发送窗口的大小为7（2~1）,接收窗口的大小为1。发送方已经发送完7个数据帧，并且全部到达接收端。考虑以下两种情况：

lo所有的确认帧都到达了发送端，发送端又发送7个新的数据帧，编号为7、0、1、2,3、4、5,接收端认为是新的数据帧，接收，结果是正确的。2o所有的确认帧全部丢失，发送端由于定时器超时，重发7个数据帧，编号为0〜6,接收端认为是旧的数据帧（因为如果不是旧的，编号应该从7开始），拒收（为了不重复），结果是正确的。结论：协议帧序号比特发送窗口接收窗口满足关系停等1111+1〈2'连续ARQnWt1Wt+1<2n选择重传AROnWtWrWt+Wr^2n接收方.停止等待协议发方结点A接收方原理：发方每发送一帧，等待接收方的确认帧的到来，当确认帧到来时，发方再发送第二帧，依次类推。分析：①正常情况下，数据传输的过程如下：发方 接收方时间时间时间时间②帧破坏A.数据帧破坏接收方：通过校验（可能就是CRC）发现错误，向发送方发送否认帧（NAK）发送方：重发（重发有次数限制）。B.****/＞乂答帧破坏发送方：重新发送数据帧；接收方由于接到重复帧而丢弃数据帧。③帧丢失A.数据帧丢失发送方：每发送一帧，即启动定时器计时，发送方定时器超时而导致重发接收方：接收数据帧B.应答帧丢失发送方：结果发送方重发数据帧。每发送--帧，即启动定时器计时，由于接收方接收到数据后应答帧丢失从而导致发送方定时器超时。接收方：由于接到重复帧而丢弃数据帧，并继续发送应答帧。*****讨论的一个问题：接收方如何区别数据帧是重复帧？可以通过编号来区分。编号的原则为：编号所占的位数不能太多，否则，开销大。对于停等协议：由于每发一帧就等待确认，所以只需要一个比特位就可以区分刚发的帧及下一帧。停等协议的信道利用率：|计算机A |计算机B分析计算机A把数据传给计算机B并被确认所需的总时间：，发送数据时间： 帧长/发送速率****传播数据时间： A到B的距离/电磁场传播速率****接收井处理数据时间：较短，可以忽略发送确认帧时间： 确认帧长度/发送速率，确认帧长度短，时间可忽略传播确认帧时间： A到B的距离/电磁场传播速率****〔接收并处理确认帧时间：较短，可以忽略信道利用率=发送时间/六部分时间之和例1：见书上92页6题(L/4*1000)/(L/4*1000+2*20*103)=0.5所以L=160b3.连续ARQ(自动请求重传)原理：发送方在发完一个数据帧后，不停下来等待应答帧，而是连续发送若干个数据帧。如果发送完成时收到了接收方发来的应答帧，还可以继续发送。接收方按序接收。发送窗口是k,接收窗口是1。分析：①正常情况下，数据传输过程如下：发方接收方确认帧有三种方案

发方接收方确认帧有三种方案Ao对每一个数据帧都有一•个确认帧Bo对连续发送的几个数据帧的最后一个发确认帧，如ACK3,表示3及0、1、2的数据帧均被数据帧4 ] ~~~- 确认。'~~~C。捎带确认。接收方有时间 时间 数据向发送方发送，捎带确认帧。②帧破坏接收方：被破杯帧前面的帧正确接收，被破坏•的帧及后面的帧被丢弃，同时发送否认帧。发送方：被破坏的帧及后面的帧全部重传以上图为例，假设2号帧被破坏.接著又收到3、4号帆③丢失数据帧接收方：在按序组装时发现有一个或多个编号被跳过了，对最早丢失的帧返回一个NAK桢。发送方：最早丢失的帧及以后的帧全部重传以上图为例，假设2号帔丢失，接者又收到3、4号帧④丢失应答帧发送方：发送方判断■定时器超时.将最后一次ACK帧之后的所有帧重新发送一次。(对单个确认或累积确认都可以)接收方：对重新接到的重复帧丢弃，同时发送ACK帧以上图为例：假设最后一次的确认是对2号的确认，但发送方已经发送了3,4号帧，由于定时器超时重发3、4号帔。例2：见书上93页15题(1)(2000/1*106)/(2000/1*106+0.25*2)=0.002/0.502=1/251(2)在停等周期内发送7帧,7*(1/251)=7/251(3)在停等周期内发送127帧，127*(1/251)=127/251(4)在停等周期内发送255帧，255*(1/251)=255/251=14.选择重传ARQ协议原理：只传输特定的损坏帧和丢失帧①帧破坏接收方：对•被破坏的帧发否认帧NAK,继续接收后面的帧发送方：重发被破坏的帧注意：在发生错误的帧后接收的帧在错误的帧正确接收之前不许发送应答帧。（因为一个应答帧（ACK）既表明了具体某一帧的成功接收，同时也说明了前面所有帆的成功接收）以上图为例：假设2号帧被破坏，则可以继续接收3、4号等帧②丢失数据帧接收方：对接收来的数据帧进行重新排序发现中间缺•少某些编号.并返回此编号的否定应答桢（NAK）发送方：计时器超时重发；或接到否定应答帧（NAK）重发③丢失应答帧（ACK或NAK丢失）发送方：计时器超时，带尚未应答的所有的桢道传接收方：发现重复帧弁丢弃冗余帧四、HDLC协议是一种面向比特的链路规程，适合于平衡配置与非平衡配置。非平衡配置：有主站和从站组成，主站负责发命令帧，从站负责发响应帧。平衡配置：全部为复合站，即可以发命令，也可以发响应1.HDLC的帧结构8 8 8 20 16 8标志地址控制信息帧检验标志标志：用于帧同步,01111110如何实现透明传输？采用0比特填充法。举例说明。地址：非平衡配置：次站的地址平衡配置：目的站的地址全1:广播地址全0：无效地址控制：确定帧的类型信息：理论上没有限制实际上有限制（针对不同的网络）帧检验：CRC-CCITT（最高项为16次）检验范围：地址字段〜信息字段例题：数据链路层几乎总是把CRC放在尾部，而不是放在头部？为什么？CRC是在发送期间进行计算的。一旦把最后一位数据送上外出线路，就立即把CRC编码附加在输出流的后面发出。如果把CRC放在帧的头部，那么就要在发

送之前把整个帧先检查一遍来计算CRC。这样，每个字符都要处理两遍，第一遍是为了计算检验码，第二遍是为了发送。把CRC放在尾部就可以把处理时间减半。2.帧类型①信息帧：1 2 3 4 5 6 7 80N(S)P/FN(R)其中：0：信息字段，表示此帧是传输有效数据帧N(S)：正在发送第几帧N(R)：表示希望收到第几帧，同时对(N-1)以前的帧的确认rP：主站发送帧时叫轮询位(P=l),即次站接收到它时可发送数据5：从站发送帧时叫最后位(F=l),即从站的最后一'帧②监督帧1 2 3 4 5 6 7 810SP/FN(R)其中：10：表示此帧是监督帧S：监督帧的类型连续ARQ：-00：接收就绪帧；准备接收下一帧，并确认序号N(R)T及其以前的各帧一10：接收未就绪帧：暂停接收下一帧，但确认序号N(R)T及其以前的各帧

L01：拒绝帧；否认N(R)及其以后的各帧但确认序号N(R)T及其以前的各帧选择重传ARQ：11：选择拒绝帧：否认N(R)帧，但确认序号N(R)T及其以前的各帧③无编号帧1 2 3 4 5 6 7 811MP/FM其中：11：表示此帧是无编号帧M：位数是5位，有T次组合，实际只用了15种其作用：设置方式；错误恢复；测试；交换标示等第六讲计算机局域网一、关于局域网的几个问题服务访问点.局域网的体系结构服务访问点应用层

.局域网拓扑结构总线、树形、环形和星形。广播信道②③4.由IEEE规定了网卡的48位地址。制造网卡的厂商要申请高3字节(高24位)，剩下的低3字节(低24位)由厂商来决定。广播信道②③4.申请一个号大约需1000美元。局域网中的寻址分两步走：A.用MAC帧的地址信息找到网络中的某一个站B.用LLC帧的地址信息找到该站中的某个SAP如源地址为A(1),目的地址为B(2)。其中A、B为MAC地址，括号中的数字则是响应站中LLC层上的SAP地址。二、以太网介质访问控制协议：CSMA介质访问控制协议指如何控制信号在介质上传输。取决于所使用的拓扑结构。总线：CSMA；也可以使用令牌总线协议环形：令牌环下面重点讲解CSMA及CSMA/CDo.载波监听多路访问CSMA原理：每个站在发送数据前先要监听信道上是否有载波，即是否有别的站在传输数据。如果介质空闲就可发送；如果介质忙，就暂不发送而回避一段时间,这样大大减少了冲突。根据监听到介质状态后采取的回避策略将CSMA分为三种：①坚持型CSMA当某站要发送数据时，先监听信道，若信道忙就坚持监听，直到信道空闲为止，当空闲时立即发送一帧。缺点：若两个站同时监听到信道空闲，都立即发送，必定冲突，即冲突的概率为1»②非坚持型CSMA当某站要发送数据时，先监听信道，若信道忙就不在坚持监听，而是随机后延一段时间再来监听。缺点：很可能在再次监听之前信道已经空闲了，从而产生浪费。③P坚持型CSMA当某站要发送数据时，先监听信道，若信道空闲，就以概率P传送信息，而以概率（1-P）推迟发送。缺点：P值过大，则冲突的可能性增大；P值过小，则信道利用率会降低.带冲突检测的CSMA—CSMA/CD①传播时延对冲突的影响传播时延致使源站点虽然检测到信道空闲，但仍然有可能产生冲突。举例说明。如：设从A到B的传播时延为t,并设A先发送数据。说明一下需要多长时间A才能知道自己一定没发生冲突？A B结论：至少需要2t时间②检测到冲突后，延迟时间再发送的方法一二进制指数退避算法A.确定基本退避时间为2tB.定义重传次数k,k=Min[重传次数，10]C.定义一个离散集合0,1,2,3,..o,2-1D.从上述集合中随机抽取一个整数，再乘上2t,所得时间即为退避时间。E.最大重传次数为16。有两种可能：一是站点太多：二是线路质量出现问题（如噪音、短路、断路等）举例对上述算法作一个说明。第一次冲突：第一次重传或重传次数为1,即k=l,离散整数集合为0,1,随机退避时间为0*2t=0或l*2t=2t,即从0,2t中选退避时间。第二次冲突：第二次重传或电传次数为2,即k=2,离散整数集合为0,1,2,3,随机退避时间从［0,2t,4t,6t］中随机选取。第三次冲突：第三次重传或重传次数为3,即k=2,离散整数集合为0,1,2,3,4,5,6,7,随机退避时间为［0,2t,4t,6t,8t,10t,12t,14t］。……，直到第16次重传。算法的效果：不冲突或少冲突的帧重发的机会大，冲突多的帧重发的机会少。有利于稳定系统。3.关于冲突的几个问题①冲突的特征从波形上看：波形的峰值叠加，峰值变大。从电压上看：叠加的信号是单个信号的2倍左右。②冲突的检测网卡上的收发器检测信道电压是否为正常的两倍左右。③冲突的约束条件传输的数据不能太少，否则检测不到。即必须保证在2倍的传播延迟之内发送数据端必须要有数据发送4.以太网的IEEE802.3帧格式（MAC帧格式）说明：前同步码：使接收方与发送方同步SFD：帧开始定界符 //目标地址与源地址：网卡的6字节地址 //类型：如果数据的长度是固定的，此处表示数据的协议类型，如IPX,IP等长度：如果数据的长度是不固定的，此处表示数据的长度数据：如果“长度/类型”的位置表示类型，则此位置就是纯粹的“IP数据报”如果“长度/类型”的位置表示长度，则此位置就是带协议的“IP数据报”,即目的方协议 发送方协议注意：①前同步码与SFD不算帧的一部分②帧的大小在64与1518之间三.扩展的局域网（数据链路层以下的网络互连）①在物理层上扩展局域网设备：中继器（转发器）、集线器（多端口中继器）前同步码SFD目标地址源地址长度/类型数据FCS6 6 2 246且《1500 4DSAPSSAP控制IP数据报集线器集线器集线器集线器局域网1 局域网2网桥种类：透明网桥、转换网桥、封装网桥及源路由选择网桥网桥的最主要功能：集线器集线器集线器集线器局域网1 局域网2网桥种类：透明网桥、转换网桥、封装网桥及源路由选择网桥网桥的最主要功能：过滤功能。某站发送数据，若目的地址是本地网络，则网桥不容许通过；否则可以通过网桥转发。网桥的内部数据结构：有一张转发数据库表，其项目有：站地址、端口及时间。A.透明网桥接上网桥就可用。通过网桥之间的通信找出原来网络拓扑结构的一个子集，即最小生成树。目的是任意两个站点都唯一可达。B.源路由选择网桥源站发送数据之前，首先向全网广播“发现帧”以发现目的站，找到目的站的发现帧以原路径返回，最后从所有的路径中找到最佳路由。C.交换机优点：容许不同速率的局域网互连。种类：存储转发交换机（延时大）；直通式（无CRC校验）局域网1优点：扩大通信距离；使局域网的规模变大缺点：降低吞吐量；不能连接数据率不同的局域网②在数据链路层上扩展局域网设备：网桥、交换机（工作在数据链路层）局域网2网桥或交换机交换机集线器或中继器集线器集线器局域网1 局域网2四.虚拟局域网说明：①必须使用能设置虚拟局域网的交换机②只有虚拟局域网中的站点才能相互通信，避免出现广播风暴五.高速局域网一FDDI光纤分布式数据接口。一般用在城域网中，如校园网。原理：采用双环结构，一个是主环，另一个是次环。安全可靠。次环（里边）次环（里边）正常情况下，只启动主环工作；断路情况下，主环与次环连通（在断路两端的站点处）；某站出故障情况下，主环与次环连通（在断路两端的站点处）:故障恢复后，只有主环工作第七讲广域网广域网的结构通过若干个结点交换机把通信的设备连接起来。如下图所示:

说明：广域网主要解决两个问题1.终端设备如何与结点交换机连接2.数据在结点之间如何转发广域网的路由选择方法一路由表或转发表[X,1] [Z,1][Y,1] [Y,3]交换机X的转发表交换机Y的转发表 交换机Z的转发表目的站下一跳目的站下一跳目的站下一跳[Y,1]Y[X,1]X[X,1]X[Y,3]Y[X,2]X[X,2]X[Z,1]Z[Z,1Z[Y,1]Y[Z,3]Z[Z,3]Z[Y,3]Y[X,1]直接X[Y,1]直接Y[Z,1直接Z[X,2]直接X[Y,3]直接Y[Z,3]直接Z可以把上述表简化，只需要三行即可。三.几种常见的广域网举例：DTE:计算机；DCE:调制解调器特点：通信线路质量差,检错纠错主要作在网络内的结点进行,结果传输延迟大，但可提供可靠的服务.说明：由于通信线路质量的改善（如采用光纤误码率低），终端智能的提高，出现了几种把差错检测和纠错放在端结点,从而提高网络的传输速度.层次：三层,物理层，数据链路层，分组层（网络层）；单位分别为比特、帧和分组2.帧中继与X.25的比较：边接收边转发；帧的大小不固定；只有两层：物理层，数据链路层；中间结点有少量纠错，差错恢复靠端点；信令与数据分开3.ISDN（综合业务数字网）用户到ISDN的信道种类：B信道（单一信道）：传输一般的低速数据，如数字数据、数字化语音，速率为64Kb/sH信道（混合信道）：传输高速率应用，如视频、远程会议等，速率为384Kb/s、1536Kb/s,1920Kb/s.D信道（信令信道）：为B或H传输信令，速率为16Kb/s或64Kb/s。用户到ISDN网络的接口有两种①BRI（基本速率接口）：2B+1D+48K的开销=2*64+16+48=192Kb/s②PRI（主速率接口）：美国和日本：23B+1D+8K开销=23*64+64+8=1544K欧洲：30B+2D

我国：30B+1DISDN中参考点及连接设备TE2TANT1ISDN局TE1NT1TE1NT2NT1其中：TE2：不能直接连接在网络上的终端，如电话机TE1：能直接连接在网络上的终端，如计算机TA：终端适配器，把不能直接连接在网络上的设备连到网络上NT1：网络终端NT2：可以让多个设备连接到NT1中4 8 163 1 8（单位：比特）GFCVPIVCIPTCLCHEC48字节数据B.NNI信元12 16 3 1 8VPIVCIPTCLCHEC48字节数据GFC：流量控制VPI：虚通道标示符］ rUNI：2S，'6-虚电路号VVCI：虚通路标示符J INNI：2⑵’6PT：1 1 10：用户数据1：管理数据0：'无拥塞1：有拥塞0：无信令1：有信令CLP：表示哪些信元先丢弃1：先丢弃0：保留HEC：对报头检验。③ATM网络的数据路由过程举例说明：说明：每个ATM都有一个路由表，此表是在建立虚电路时登记建立的补充问题：关于IP地址问题1.传统的分类IP地址分两