计算机网络与通信(第2版)

计算机网络与通信

2第一章计算机网络概论

计算机网络的产生与发展计算机网络的定义与功能计算机网络的分类与应用重点：计算机网络的定义3计算机网络的产生与发展计算机网络是20世纪60年代美苏冷战时期的产物。

60年代初，美国国防部领导的高级研究规划署（AdvancedResearchProjectAgency

ARPA）提出要研制一种崭新的、能够适应现代战争的、残存性很强的网络。其目的是对付来自苏联的核进攻威协。要求：1、用于计算机之间的数据传输；2、能够连接不同类型的计算机；3、所有的网络节点都同等重要；4、必须有冗余的路由；5、尽可能简单，但能够非常可靠地传递数据。

电路交换CircuitSwitching传统的通信方式面向连接的通信方式

分组交换PacketSwitching新型的通信方式1231231231231231232无连接的通信方式1231236计算机网络的产生与发展面向终端的阶段－由单个计算机构成的远程联机系统。面向通信的阶段－实现由通信子网和资源子网构成的网络。标准化的阶段－以网络体系结构为标准实现异构网络互连。计算机网络的产生与发展面向终端的阶段－由单个计算机构成的远程联机系统。终端Modem终端Modem终端Modem电信网终端Modem终端Modem专线交换线路多点线路计算机系统通信装置计算机网络的产生与发展面向通信的阶段－实现由通信子网和资源子网构成的网络。

主机系统主机系统主机系统主机系统通信子网计算机网络的产生与发展标准化的阶段

－以网络体系结构为标准实现异构网络互连。

1、OSI参考模型2、TCP/IP参考模型10第一章计算机网络概论

计算机网络的产生与发展

计算机网络的定义与功能计算机网络的分类与应用

11计算机网络的定义与功能计算机网络的参考定义计算机网络是将地理位置不同，且有独立功能的多个计算机（主机）系统利用通信设备和线路（通信子网）互相连接起来，且以功能完善的网络软件（协议）实现网络资源共享和信息传递的系统.

12计算机网络的定义与功能计算机网络的功能可实现资源共享提高了系统的可靠性可进行均衡负荷提供了非常灵活的工作环境通信效率高，性价比好、支持多媒体通信

……13第一章计算机网络概论

计算机网络的产生与发展计算机网络的定义与功能

计算机网络的分类与应用14计算机网络的分类与应用计算机网络的分类按网络的拓朴结构进行分类按网络的覆盖范围进行分类按交换方式分按网络所属性质分

……15计算机网络的分类与应用计算机网络的分类

按网络的拓朴结构进行分类

－星形，树形，环形，总线形和网格形

按网络的覆盖范围进行分类

－局域网、城域网和广域网按交换方式分

－电路交换、报文交换和分组交换按网络所属性质分

－公用、专用计算机网络的分类与应用按网络的拓朴结构进行分类(e)总线结构(a)星型结构(b)环型结构(c)网型结构(d)树形结构17星形结构优点：简单、容易建网，便于管理。缺点：由于通信线路总长度较长，成本高。同时对中心节点的可靠性要求高，中心节点出故障将会引起整个网络瘫痪。计算机网络的分类与应用18环形结构

各网络节点连成环状。数据信息沿一个方向传送，通过各中间节点存储转发最后到达目的节点。优点：结构没有路径选择问题，网络管理软件实现简单。缺点：信息在传输过程中要经过环路上的许多节点，容易因某个节点发生故障而破坏整个网络的通信；另外网络的吞吐能力较差，适用于信息传输量不大的情况，一般用于局域网。计算机网络的分类与应用19网形结构这种结构无严格的布局规定和构形，其中一个节点可取道若干路径到达另一个节点。优点：可靠性高。

缺点：所需通信线路总长度长，投资成本高，路径选择技术较复杂，网络管理软件也比较复杂。

计算机网络的分类与应用20树形结构网络中各节点按层次进行连接，是一个在分级管理基础上集中式的网络，适合于各种统计管理系统。优点:通信线路总长度较短，成本低。

缺点:任一节点故障均会影响它所在支路网络的正常工作,而且处于越高层次的节点,其可靠性要求越高。

计算机网络的分类与应用21总线结构网中各节点连在一条总线(电缆)上。任一时刻，只允许一个节点占用总线，且只能由该节点发送信息，其它节点处于封锁发送状态，但允许接收。优点:网络中任何一节点的故障都不会使整个网络故障,相对而言容易扩展。

缺点:故障管理困难,不利于网络业务量的增加。计算机网络的分类与应用22计算机网络的分类与应用按网络的覆盖范围进行分类局域网指传输距离有限，传输速度较高，以共享网络资源为目的的网络系统。城域网指规模介于局域网和广域网之间的一种较大范围的高速网络。广域网指覆盖范围广、传输速率相对低，以数据通信为主要目的的数据通信网。23计算机网络的分类与应用Classificationofinterconnectedprocessorsbyscale24计算机网络的分类与应用计算机网络的应用计算机网络的潜在功能使得它在工作、生活，医疗，工业，农业，交通运输，邮电通信，文化教育，金融贸易，以及国防建设等领域中获得越来越广泛的应用。25计算机网络的分类与应用peer-to-peersystem26计算机网络的分类与应用几种比较“酷”的应用

27小结本章主要介绍了计算机网络的产生与发展，计算机网络的定义与功能和计算机网络的分类与应用。给出了一些计算机网络的基本概念。重点掌握计算机网络的定义、功能和分类。28谢谢！计算机网络与通信

30第二章网络体系结构与参考模型

网络体系结构与网络协议

OSI参考模型

TCP/IP参考模型

OSI与TCP/IP的比较

重点：网络体系结构的概念分层的思想及各层的作用31网络体系结构与网络协议

网络体系结构的概念

网络体系结构是指为了完成计算机之间的通信，把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。网络体系结构={层，协议，接口}32网络体系结构与网络协议网络体系结构通常应包括以下内容：网络功能部件的定义及相互关系的描述、网络与用户之间的接口定义。换句话说，计算机网络体系结构就是计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。网络体系结构是一种分层的层次式结构。常见网络体系结构：

DEC公司的DNA、IBM公司的SNA、因特网的TCP/IP、国际标准化组织ISO的OSI等为什么要分层，使用层次式结构？哲学家翻译秘书的层次结构34网络体系结构与网络协议分层的原因：

复杂的问题分而治之，逐个解决。

分层的思想：

下层向上层提供服务。分层的好处

各层相对独立，互不影响；易于实现和维护；易于标准化。35网络体系结构与网络协议那么到底分多少层合适呢？分层的原则当需要一个不同抽象体时，应该单独创建一层；每一层都应该执行一个明确定义的功能；选择每一层功能时，应考虑到定义国际标准化的协议；选择层的边界时，应使通过接口的信息量最少。层数应该足够多，以保证不同的功能不会被混在一层中；层数也不能太多，以免体系结构变的过于庞大。

36网络体系结构与网络协议网络协议的概念网络协议是指通信双方在通信时所应遵循的一组规则、标准或约定。网络协议的组成网络协议由语义、语法、定时三部分组成。37网络体系结构与网络协议网络协议的组成

语法（Syntax）：规定通信双方“如何讲”，涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。

语义（Semantics）：规定通信双方准备“讲什么”，涉及用于协调与差错处理的控制信息。

定时（Timing）：涉及速度匹配和排序等。

38第二章网络体系结构与参考模型

网络体系结构与网络协议

OSI参考模型

TCP/IP参考模型

OSI与TCP/IP的比较

39OSI参考模型国际标准化组织ISO(InternationalOrganizationforStandardization)于1979年12月公布了开放系统互连参考模型OSI/RM

（ReferenceModelofOpenSystemInterconnection）。“开放”是指按OSI标准建立的系统可以和世界上任意一个也按OSI标准建立起来的系统相互进行通信。开放系统互连参考模型OSI/RM物理层链路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层链路层网络层传输层会话层表示层应用层应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议网络层协议链路层协议物理层协议ISO制定的OSI是一个七层的结构41OSI参考模型OSI参考模型各层的主要功能

物理层(PhysicalLayer)：提供物理链路，实现比特流(bit)的透明传输。物理层定义了四个重要特性：机械特性、电气特性、功能特性和规程特性，以便建立、维护和拆除物理链接。

数据链路层(DataLinkLayer)：在物理层提供的比特流服务基础上，建立相邻结点间的数据链路，传输按一定格式组织起来的数据帧。42OSI参考模型各层的主要功能

网络层(NetworkLayer)：提供源节点到目标节点的信息传输服务，负责由源节点到目标节点的路径选择。网络层传输的基本单位是信息包或报文分组。

传输层(TransportLayer)：为不同系统内的会话实体(用户进程)建立端到端的连接，执行端到端的差错、顺序和流量控制，数据传输的基本单位是报文。43OSI参考模型各层的主要功能

会话层(SessionLayer)：在两个表示实体之间建立起通信伙伴关系，向表示层提供对话服务，并对通信的过程进行管理和协调。

表示层(PresentationLayer)：负责数据的表示方式，解决格式和数据表示问题。

应用层(ApplicationLayer)：

在OSI环境下，为用户提供各种网络服务。5432154321物理传输媒体计算机1计算机2AP2AP1数据应用进程将数据传给应用层网络体系结构中的数据传递过程H5首部加上应用层的首部后传给传输层数据4变成传输层的数据H4加上传输层的首部后传给网络层数据3变成网络层的数据H3加上网络层的首部后传给数据链路层数据2变成数据链路层的数据H2T2加上数据链路层的首部和尾部后传给物理层101001100010110110变成物理层的比特流送到物理传输媒体中传输010100011001010110110100011001010110110100011001010110110100011101001100010110110物理层收到的比特流上交给数据链路层数据链路层剥去首部和尾部后将数据部分上交给网络层数据2H2T2数据3H3网络层剥去首部后将数据部分上交给传输层传输层剥去首部后将数据部分上交给应用层数据4H4应用层剥去首部后将数据部分上交给应用进程数据5H5数据OSI协议集802.3802.4802.5FDDIRS-232X.21RS-449X.35ISDNIEEE802.2HDLC/LAPBX.25PLPCLNPES-ISIS-ISTPO,TP1,TP2,TP3,TP4OSI会话层协议OSI表示层协议ACSE,RTSE,ROSE,CCRVTDSFTAMCMIP/CMISMHSASN.1物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层46第二章网络体系结构与参考模型

网络体系结构与网络协议

OSI参考模型

TCP/IP参考模型

OSI与TCP/IP的比较

47TCP/IP体系结构TCP/IP的介绍

TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）是定义所有的数据传输如何在Internet上进行交换的一个协议集合或一组协议簇。这一系列协议是按其中的两个最重要、应用最广泛的协议TCP与IP来命名的。目前TCP/IP已成为一个事实上的工业标准。48TCP/IP体系结构TCP/IP主要功能

TCP是传输控制协议，规定了一种可靠的数据信息传递服务；IP协议又称为互联网协议，提供网络之间连接的完善功能。TCP/IP主要特点：（1）与生产厂家无关。（2）已经在各种计算机上实现。（3）已被LAN和WAN采用。（4）不但被DARPA资助的研究计划采用，而且被许多政府部门和商业机构采用。TCP/IP分层结构TCP/IP是一个四层的结构网络接口层因特网层传输层应用层传输协议分组报文流IP数据报网络帧应用软件操作系统软件IP地址物理地址边界概念层次层次间传递的对象端口号目前TCP/IP已成为一个事实上的工业标准。已经在各种计算机和网络设备中上实现。50TCP/IP体系结构各层的主要作用

应用层：向用户提供一组可以访问在TCP/IP因特网上获得服务的应用程序。

传输层：提供应用程序间的通信，即端到端的通信。其功能包括：第一、格式化的信息流；第二、提供可靠传输，保证数据无误有序地到达。TCP/IP体系结构51TCP/IP体系结构各层的主要作用

因特网层：负责相邻计算机之间的通信。其功能包括：第一、处理来自传输层的分组发送请求。第二、处理输入数据报。第三、用因特网控制报文协议ICMP处理路径、流量控制、拥塞等问题。

网络接口层：负责接收IP数据报并通过网络发送之。或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。TCP/IP体系结构HTTPSMTPDNSRTP……应用层UDPTCP传输层IP网际层…网络接口1网络接口2网络接口3网络接口层沙漏计时器形状的TCP/IP协议族

TCP/IP协议族的特点是“两头大，中间小”，这样可以为各式各样的应用提供服务，同时也可以连接到各式各样的网络上。53第二章网络体系结构与参考模型

网络体系结构与网络协议

OSI参考模型

TCP/IP参考模型

OSI与TCP/IP的比较

OSI与TCP/IP的比较物理层(PhysicalLayer)数据链路层(DataLinkLayer)网络层(NetworkLayer)传输层(TransportLayer)会话层(SessionLayer)表示层(PresentationLayer)应用层(ApplicationLayer)网络接口层因特网层传输层应用层OSI的体系结构TCP/IP的体系结构55OSI与TCP/IP的比较两者都是以协议栈的概念为基础，并且协议栈中的协议彼此相互独立。传输层以及传输层以上的各层都为希望通信的进程提供了一种端到端的，与网络无关的服务。

OSI模型中，服务、接口、协议的概念非常清晰，而TCP/IP模型中并没有明确地区分三者之间的差异。56OSI与TCP/IP的比较

TCP/IP的传输层支持面向连接服务和无连接服务，网络层只支持无连接的服务，而OSI的传输层只支持面向连接服务，网络层支持面向连接服务和无连接服务。

OSI是先有模型，后有协议，适应范围广，而TCP/IP是先有协议，后有模型，因而只适用于TCP/IP协议栈。层数不同，TCP/IP是四层，OSI是七层。

OSI与TCP/IP的比较

为了使大家更好的理解计算机网络，本书将结合OSI和TCP/IP模型，使用一个5层混合模型来并且介绍计算机网络。

应用层传输层网络层数据链路层物理层58小结本章讨论了计算机网络体系结构的概念，分层的原因、思想和原则，介绍了网络协议的概念和组成，给出OSI/RM模型、TCP/IP模型的结构和各层的功能。并对OSI与TCP/IP进行了比较。重点掌握计算机网络体系结构的概念、两种模型的结构和各层的功能。59谢谢！计算机网络与通信

61第三章物理层

数据通信基础物理层概述传输介质与信道容量数据通信传输方式信道复用技术数据通信交换技术差错控制技术重点：数据通信交换技术及差错控制技术数据通信的基本概念数据通信系统的基本组成

信息源和输入转换器输出转换器和受信者发送设备接收设备信道噪声数据通信系统的基本组成数据链路数据输入输出设备传输控制器数据终端设备（DTE）通信控制器主机中央计算机系统（DTE）数据电路终接设备（DCE）接口数据电路终接设备（DCE）传输信道接口数据电路64数字通信系统的质量指标一、有效性指标

是衡量系统传输能力的主要指标。1、码元速率：

每秒钟传输信号码元的数目，单位：波特（B），用符号RB表示。码元速率也称为调制速率。2、信息速率：

每秒钟传输的信息量，单位：比特/秒（bit/s），用符号Rb表示。

Rb=RB×I=RBlog2N（bit/s）

653、功率利用率：在保证系统传输质量的条件下，系统所需要的最低归一化信噪比。归一化信噪比是指每比特信号的能量Eb和噪声单边功率谱密度N0的比值。4、频带利用率：是系统单位频带内所实现的信息传输速率。

n=Rb/B＝RB(log2N)/B(bit/s/HZ)

数字通信系统的质量指标66二、可靠性指标主要用差错率来表示。1、误码率：在系统传输的码元总数中发生差错的码元数所占的比例称误码率。2、误比特率：在系统传输中发生差错的比特数占传输总比特数的比例称误比特率。

数字通信系统的质量指标67第三章物理层

数据通信基础物理层概述

传输介质与信道容量数据通信传输方式信道复用技术数据通信交换技术差错控制技术68物理层概述

物理层的功能和作用

物理层的主要功能就是为数据链路层的实体在具体的物理媒体上提供发送或接收比特流的能力。物理层的主要作用在于屏蔽物理设备和传输媒体特性的差异，使数据链路层不必去考虑物理设备和传输媒体的具体特性，而只要考虑完成本层的协议和服务。69

物理层的特性

物理层的协议与具体的物理设备，传输媒体及通信手段有关。因此，物理层协议只能将物理层实现的主要功能描述为与传输媒体接口有关的四个特性：即机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。物理层就是通过这四个特性的作用，在DTE和DCE之间，实现了物理通路的连接。

物理层简介70物理层接口特性

物理层接口特性规定了DTE与DCE之间标准接口的机械特性，电气特性，功能特性和规程特性。

DTE（DataTerminalEquipment）数据终端设备，它是一种具有一定的数据处理能力及转发数据的设备。

DCE（DataCircuit-TerminatingEquipment）数据电路终接设备。它在DTE和传输线路之间提供信号调换和保持和释放数据链路的连接。

71物理层接口特性机械特性机械特性是对连接器（包括插头和插座的形状和尺寸，插针或插孔的数目及其排列，固定或锁定装置等）做出详细规定的特性。电气特性

电气特性规定了DTE/DCE之间多条信号线的电气连接及有关电路特性，通常包括：发送器和接收器的电路特性，负载要求，传输速率和连接距离等。

72物理层接口特性功能特性功能特性主要是对各接口信号线做出确切的功能定义并确定相互间的操作关系。

规程特性规程特性规定了DTE/DCE接口各信号线之间的相互关系，动作顺序以及维护测试操作等内容。73常用的物理层标准EIARS-232-C

EIARS-232-C是美国电子工业协会于1969年颁布的，目前广泛应用于主机与终端间的近程连接之中。

EIARS-232-C的机械特性建议使用25芯的连接器，并规定了连接器的尺寸及芯针排列。

EIARS-232-C的电气特性规定采用单端发送单端接收，双极性电源供电电路。74常用的物理层标准

EIARS-232-C的功能特性将25芯连接器中的20条信号线分为四类：数据线（4条），控制线（11条），定时线（3条）和信号地线（2条），余下5条未定义。

EIARS-232-C的规程特性描述了在不同的条件下，各条信号线呈现“接通”或“断开”状态的顺序和关系。

EIA-232接口标准有两个较大的弱点，即：数据的传输速率最高为20kbit/s；连接电缆的最大长度不超过15m。DTEDCEDTEDTE12345876201234587620（a）远程连接234587620234587620（b）近程连接EIARS-232-C接口的物理特性两个DTE通过DCE进行通信的例子EIA规定了插头装在DTE上，插座装在DCE上。DTE-ADTE-B网络调制解调器DCE-A调制解调器DCE-BEIA-232/V.24接口EIA-232/V.24接口信号线与控制线信号线与控制线通信环境用户环境用户环境通信设施用户设施用户设施77第三章物理层

数据通信基础物理层概述传输介质与信道容量数据通信传输方式信道复用技术数据通信交换技术差错控制技术78有线传输介质1、双绞线双绞线电缆是由按一定密度的螺旋结构排列的两根包有绝缘层的铜线部再包裹屏蔽层或橡塑外皮而构成。双绞线电缆分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线两大类。非屏蔽双绞线的结构80非屏蔽双绞线的优缺点优点尺寸小、重量轻、容易弯曲；价格便宜；容易安装和维护。缺点抗干扰能力较弱；传输距离比较短。

UTP分为：3类线、4类线、5类线和超5类线

UTP非常适合于楼宇内部的结构化布线屏蔽双绞线优点传输质量较高；电缆尺寸和重量与UTP相当。缺点安装不合适有可能引入外界干扰；成本较高。2、同轴电缆同轴电缆由两个导体组成，是一个空心圆柱形网状导体围裹着一个实心导体的结构。同轴电缆可分为两种基本类型，基带同轴电缆和宽带同轴电缆。

绝缘层屏蔽/外导体绝缘套层内导体同轴电缆的结构84同轴电缆电缆的优点物理特性：频率范围较宽。传输特性：

a.粗电缆：抗干扰性能好，传输距离远。

b.细电缆：价格便宜，传输距离近。连通性：适于点到点及点到多点的连接。地理范围：距离大，几千米甚至几十千米。价格：高于双绞线，低于光纤。3、光纤光纤是一种能够传导光信号的介质。光纤由纤芯、包层两部分构成。纤芯为光通路；包层由多层反射玻璃纤维构成，用来将光线反射到纤芯上。外护套玻璃包层光纤纤芯直径为5~100微米(

m)折射角也增大入射角增大高折射率的媒体低折射率的媒体当入射角增大时，折射角也增大入射角增大到足够大时高折射率的媒体低折射率的媒体产生了全反射光线全反射高折射率（纤芯）低折射率（包层）光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射输入脉冲输出脉冲多模光纤输入脉冲输出脉冲单模光纤光纤可以分为单模和多模两种传输方式光纤的特性物理特性：两根光纤组成传输系统，按波长范围可分成3种：0.85μm、1.3μm、1.55μm。90光纤的特点传输特性：数据传输率可达几千Mb/s，传输距离达几千米。连通性：普遍用于点到点的链路。地理范围：6km～8km的距离内不用中继器传输。抗干扰性：不受电磁波干扰或噪声影响。价格：目前价格较高，但随着技术的改进会大幅下降。911、微波

微波中继通信是利用电磁波在对流层的视距范围内传输的一种通信方式，其频率一般在1GHz至20GHz左右。由于受地形和天线高度的限制，两站间的通信距离一般为30~50km。故长距离传输时，必须建立多个中继站。无线传输介质92微波特点主要优点：①通信信道容量大；②微波传输质量较高；③建设投资少，见效快。主要缺点：①相邻站之间必须直视，不能有障碍物；②有时会受恶劣气候的影响；③隐蔽性和保密性较差；④使用和维护耗费较大。无线传输介质932、卫星通信卫星通信实际上也是微波通信的一种方式，只不过它是利用位于高空的人造地球卫星作为中继器的一种微波接力通信。卫星通信的最大特点是通信距离远，且通信费用与通信距离无关，非常适合于广播通信。卫星通信具有较大的传播时延，系统的保密性较差。无线传输介质卫星通信95信道容量信道容量是在给定信道传输差错率趋于零情况下，信道在单位时间内可能传输的最大信息量。1、奈奎斯特定理在信道具有理想低通矩形特性和无噪声情况下，信道容量为：

C=2W(B)=2Wlog2N(b/s)

奈氏准则的另一种表示方法是：每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。96信道容量2、香农公式在有随机噪声（服从高斯分布）干扰的信道上传输数字信号，信道容量为：

C=Wlog2(1+S/N)(b/s)C为信道的极限信息传输速率；

W为信道的带宽（以Hz为单位）；

S为信道内所传信号的功率；

N为信道内部的高斯噪声功率。97信道容量2、香农公式香农公式表明，信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。由于码元传输速率受奈氏准则的制约，所以要提高信息的传输速率，就必须设法使每一个码元能携带更多个比特的信息量。这就需要采用多元制（又称多进制）的调制方法。98第三章物理层

数据通信基础物理层概述传输介质与信道容量

数据通信传输方式信道复用技术数据通信交换技术差错控制技术99数据通信传输方式

串行传输与并行传输

串行传输是指数据代码按位串行排列成数据流在一条信道上传输。

并行传输是指构成数据代码的每一位分别在不同的信道上传输。100数据通信传输方式模拟传输与数字传输1、模拟数据与数字数据模拟数据：数据的状态是连续变化和不可数的。数字数据：数据的状态是离散的和可数的。2、 模拟信号与数字信号模拟信号：电信号的参量对应于模拟数据而连续取值，这样的信号称为模拟信号。数字信号：电信号的参量对应于离散数据并离散取值，这样的信号称为数字信号。101数据通信传输方式模拟传输与数字传输3、模拟通信与数字通信模拟通信：传输模拟信号的通信方式称为模拟通信。数字通信：传输数字信号的通信方式称为数字通信。

102数据通信传输方式4、模拟传输与数字传输（1）模拟数据的模拟信号传输。（2）模拟数据的数字信号传输。（3）数字数据的模拟信号传输。（4）数字数据的数字信号传输。103数据通信传输方式异步传输与同步传输

1、异步传输异步传输中，每次传送一个字符代码（5-8bit），即在发送每一个字符代码的前面均加上一个开始位，其长度规定为一个码元，电平为“0”，后面均加上一个结束位，对于国际电报2号码，结束位长度为1.5个码元，对于国际5号码或其它代码时，结束位长度为1或2个码元，电平为“1”。104数据通信传输方式异步传输与同步传输

1、异步传输

优点：实现字符同步比较简单，收发双方的时钟信号不需要精确的同步。缺点：每个字符增加了２～３个bit，降低了传输效率。所以，这种方法常用于1200bit/s及其以下的低速数据传输105数据通信传输方式异步传输与同步传输2、 同步传输

同步传输是以固定时钟节拍来发送数据信号的。在串行数据码流中，各信号码元之间的相对位置是固定的，接收端要从收到的数据码流中正确区分发送的字符，必须建立位定时同步和帧同步。

位定时同步又叫比特同步，其作用是使数据电路终接设备接收端的位定时时钟信号和DCE收到的输入信号同步，以便DCE从接收的信息流中正确识别一个个信号码元，产生接收数据序列。

数据通信传输方式基带传输与频带传输

1、基带传输

基带传输是指在基带信道上直接传输基带信号的方式。所谓基带信号是指由数据或消息直接转换成的原始电信号，基带传输主要用于短距离或有线电系统中。信道信号形成器信道滤波器抽样判决器噪声源基带信号输入基带信号输出数据通信传输方式基带传输与频带传输

2、 频带传输频带传输是包括调制解调过程的传输系统。有时也把用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传输，频带传输主要用于长距离或无线电系统中。调制器信道解调器噪声源基带信号输入基带信号输出108第三章物理层

数据通信基础物理层概述传输介质与信道容量数据通信传输方式信道复用技术数据通信交换技术差错控制技术109信道复用技术

多路复用技术是一种将两个或多个彼此独立的信号合并为一个复合信号，在一条公用信道上进行传输的方法，多路复用技术分为频分复用技术、时分复用技术、码分复用技术和波分复用技术。信道复用技术频分复用

将几路信号中的每路信号都以不同的载波频率进行调制，从而使多路信号同时在一条物理信道上传输的方法称为频分多路复用。信道复用技术时分复用

时分复用是将每一条物理信道按时间分成若干时间片，每路信号按时间片轮流交替地使用单一信道。112信道复用技术时分复用时分复用分为：同步时分复用和异步时分（统计时分）复用。

同步时分复用：同步时分复用的每个时间片长度固定且预先指定，因而从各个信号源发送时是固定同步的。

异步时分复用：在异步时分复用中，时间片是按需要动态分配的，提高了传输介质的利用率。时间片与输入装置之间没有一一对应关系，所以数据单元必须包含地址信息，降低了传输效率。

113信道复用技术波分复用波分复用技术（WDM）是一种将光纤信道划分为多个波段，在同一时刻进行多路传送的复用技术。主要用于全光纤组成的计算机网络。WDM是利用衍射光栅来实现多路不同频率光波的合成与分解。在有些WDM中，每个用户分配有两个信道：控制通道和数据通道。在另一些WDM中，每个用户享用控制通道中的一个时隙和一条数据通道。114信道复用技术码分复用

码分复用技术又称码分多址技术（CDMA），是基于码型分割信道，每一个用户分配一个地址码，这些地址码码型互不重叠，以区分每一个用户。

码分复用技术就是用扩频通信中不同码型的扩频码之间相关特性，分配给用户不同的扩频码。

CDMA特点：抗干扰能力强；隐蔽性好。115第三章物理层

数据通信基础物理层概述传输介质与信道容量数据通信传输方式信道复用技术数据通信交换技术差错控制技术116数据通信交换技术

数据交换技术是指在任意拓扑结构的通信网络中，通过网络节点的某种转换方式实现任意两个或多个节点之间数据传输的技术。常用的数据交换技术有线路交换技术、报文交换技术、分组交换技术数据交换目前主要分两大类：电路交换和存储/转发交换。存储/转发交换根据转发数据单元的不同又分为报文交换（massageswitching）和分组交换（packetswitching）和其它一些高速的数据交换技术。117数据通信交换技术电路交换电路交换，就是用户（终端）在呼叫状态时，通过电话系统中的交换设备寻找一条通往被叫用户的物理路由的连接技术。电路交换的通信过程包括三个阶段：

电路建立阶段：通过呼叫信令完成逐个节点的接续过程，建立起一条端到端的电路。数据传输阶段：在已建立的端到端直通电路上传输数据。

电路拆除阶段：完成一次数据传输之后，拆除该电路的连接，释放节点和信道资源。118数据通信交换技术电路交换电路交换的最主要的特点是在一对DTE之间建立起一条专用的数据通路。电路交换的信道利用率很低，因为所建通路上所有被使用的链路在通信期间都被一对DTE所独占，即使是数据间歇期间，也一样占用着。两端收发的速度由用户双方预先做好规定，采用同一速率，因此通信子网不存在流量控制问题。数据通信交换技术电路交换的通信过程120数据通信交换技术报文交换报文交换是由传统的邮递和电报传输方式发展起来的一种交换技术，它将终端设备产生的数据组织成一份报文。所谓报文是指具有完整消息含义的数据单元，例如电报、电子邮件、计算机文件及事务查询应答等。数据传输时是以一份完整的报文为单位，每一个报文由传输的数据和报文头组成，报头中有源地址和目标地址，报文长度不定。121数据通信交换技术报文交换每个交换结点根据报头中的目标地址独立地为报文进行路由选择，传输至下一个结点，并对收到的报文进行处理，通过逐段传输直到目的端。报文交换不必要求交换网为通信的双方预先建立一条专用数据通路，不存在建立电路和拆除电路的过程。数据通信交换技术报文交换

报文交换在传输过程中只占用其中一段通路，其他路段不被占用，其传输方式为“存储—转发”方式。123数据通信交换技术报文交换

在报文传输上，任何时刻一份报文只在一条节点到节点间的点—点链路上传输，每一条链路传输过程都对报文的可靠性负责。其优点：

①不必要求每条链路的数据速率相同，因而也不必要求两端DTE工作于相同的速率；②传输中的差错控制可在各条链路上进行，不必由两端DTE介入，简化了端设备；③由于接力方式工作，一份报文不必占用通路上的所有链路资源。而且，通信双方只要不发送数据，就不占用任何信道资源，提高了网络资源的可共享性。124数据通信交换技术报文交换

报文交换虽然不要求呼叫建立电路和拆除电路的过程，但每一个节点对报文数据存储/转发时间比较长，传输一份报文的总时间并不比采用电路交换短，或许会更长。因此，报文交换不适用于传输实时的或交互式的业务。125数据通信交换技术分组交换分组交换也属于“存储/转发”交换，是以更短的，被规格化了的报文，即“分组”（Packet）为单位进行交换、传输。分组是“一组包含数据和呼叫控制信号（例如地址）的二进制数，把它作为一个整体加以转接。分组交换又可分为数据报分组交换和虚电路分组交换。126数据通信交换技术分组交换1、数据报分组交换数据报方式是将每一个数据分组当作一份独立的报文一样看待，每一个数据分组都包含终点地址的信息，分组交换机（节点机）为每一个数据分组独立地寻找路径，一个完整的报文所包含的不同分组可能沿着不同的路径到达终点。数据通信交换技术1、数据报分组交换

为了使节点交换机能为每个分组确定路由，终点用户终端能识别数据报的来源和排列次序，每个数据报中都必须含有源地址、目的地址、序号这些基本信息。A

1

B

2

3

4

5

P1

P2

P3

P1

P2

P3

P1

P2

P3

数据通信交换技术2、虚电路分组交换报文的源发站在发送报文之前，通过类似于呼叫的过程使交换网建立一条通往目的站的逻辑通路。然后，一个报文的所有分组都沿着这条通路进行存储/转发方式传输。A

1

B

2

3

4

5

P1

P2

P3

P1

P2

P3

P1

P2

P3

三种交换技术的比较电路交换报文交换分组交换接续时间较长不需要短传输延迟时间短长中传输质量低中高传输速率的任意性支持不支持不支持异种终端相互接续不支持支持支持电路利用率低高高实时会话业务适用不适用适用130第三章物理层

数据通信基础物理层概述传输介质与信道容量数据通信传输方式信道复用技术数据通信交换技术差错控制技术131数据通信差错控制技术传输中的差错分为两大类：由热噪声引起的随机差错和由脉冲型噪声引起的突发差错。差错控制的核心是抗干扰编码。

基本思想：通过对信息序列作某种变换，使原来彼此独立、没有相关性的信息码元序列，经过这种变换后，产生某种规律性（相关性），从而在接收端有可能根据这种规律性来检查，进而纠正传输序列中的差错。132数据通信差错控制技术差错类型及差错控制的基本工作方式1、差错类型

从差错控制角度看，按加性干扰引起的错码分布规律的不同，信道可以分为三类，即随机信道，突发信道和混合信道。在随机信道中，错码的出现是随机的，而且错码之间是统计独立、互不相关的。在突发信道中，错码是成串集中出现的。产生突发错码的主要原因：脉冲干扰；无线信道中的衰落现象。突发错误的影响一般用“突发长度”来表示。既存在随机错码又存在突发错码，且哪一种都不能忽略不计的情况称为混合差错，这种信道称为混合信道。数据通信差错控制技术差错类型及差错控制的基本工作方式

2、差错控制的基本工作方式发端检错重发（ARQ）收端检错码判决信号发端混合纠错（HEC）收端检错和纠错码判决信号发端前向纠错（FEC）收端纠错码发端信息反馈（IF）收端信息信号信息信号数据通信差错控制技术（1）前向纠错前向纠错又称自动纠错。这种方式是发送端的编码器将输入的信息序列变换成能够纠正错误的码，接收端的译码器根据编码规律校验出错码及其位置并自动纠正。该方式的主要优点是实时性好，不需要反向信道。主要缺点是插入的监督码较多，传输效率低，译码设备复杂。发端前向纠错（FEC）收端纠错码数据通信差错控制技术（2）检错重发检错重发又称自动反馈重发（ARQ）。其方法是发送端采用某种能够检查出错误的码，在接收端根据编码规律校验有无错码，并把校验结果通过反向信道反馈到发送端，如有错码就反馈重发信号，于是发送端重发，如无错码就反馈继续发送信号。如重发后仍有错码，则再次重发，直至检不出错码为止。发端检错重发（ARQ）收端检错码判决信号数据通信差错控制技术（3）反馈校验

反馈校验法是发送端不进行纠错编码，直接发送信息码，接收端收到信息码以后，不管有无差错一律通过反向信道反馈到发送端，在发送端与原信息码比较，如有差错则将有差错的部分重发。这种方式的优点是，不需要插入监督码，设备简单。主要缺点是实时性差，需要反向信道。发端信息反馈（IF）收端信息信号信息信号数据通信差错控制技术（4）混合纠错发送端发送纠错码，接收端经校验如果错码较少且在纠错能力之内，则译码器自动纠错，如果错码较多，已超过纠错能力，但未超过检错能力，即能判决有无错码而不能判决错码的位置，此时译码器自动发出信号，通过反向信道控制发送端重发。混合纠错具有前向纠错和自动反馈重发的特点，需要反向信道和复杂的设备，但它能更好地发挥检错和纠错能力，在极差的信道中能获得较低的误码率。发端混合纠错（HEC）收端检错和纠错码判决信号138数据通信差错控制技术奇偶监督码

奇偶校验码是一种通过增加一位冗余位使得码字中“1”的个数恒为奇数或偶数的编码方法，它是一种检错码。在实际使用时又可分为垂直奇偶校验、水平奇偶校验和水平垂直奇偶校验等几种。1、垂直奇偶校验码能检测出每列中的所有奇数位错，但检测不出偶数位的错。差错的漏检率接近于1/2吗？

139数据通信差错控制技术奇偶监督码2、水平奇偶校验码不但可以检测出各段同一位上的奇数位错，而且还能检测出突发长度≤p的所有突发错误。它的漏检率要比垂直奇偶校验方法低。3、水平垂直奇偶校验水平垂直奇偶校验能检测出所有3位或3位以下的错误、奇数位错、突发长度≤p+1的突发错以及很大一部分偶数位错。还可用来纠正部分差错。140数据通信差错控制技术循环码

理论上可以证明循环冗余校验码的检错能力有以下特点：

可检测出所有奇数位错。可检测出所有双比特的错。可检测出所有小于、等于校验位长度的突发错。数据通信差错控制技术

1、循环码组的构成循环码也是一种典型的分组码，码组的构成如图2.26所示，由K个信息码元和n-K个检验码元构成。1

2

3

K+1n

K-1，K

n

n-KK

校验码元

信息码元

142数据通信差错控制技术2、检验码的产生①将输入原始数据P（x）与xn-k相乘积，得到P’（x）；②用P’（x）除以预定的生成多项式G（x）；③将②的运算结果所得余数R（x）作为校验码元（CRC）；④在P’（x）的后面附加上校验码元（CRC）送往数据电路传输；

143数据通信差错控制技术3、 差错校验在收信端对接收到的数据信息用G（x）（与发送端相同）去除，若能除尽（余数R（x）为零），则判断为无错，若除尽（余数R（x）不为零），则判断为有错，然后向发送端送出应答信号。4、 除法用特殊的逻辑电路进行计算。在计算机或微处理机中可用程序实现，但一般多用硬件逻辑实现，这样不仅可以减小程序量，而且速度也快。

数据通信差错控制技术5、重发

除法结果若判断有错，则向发信端发出否定应答，要求重发该组信息；除法结果若判断无错，则向发信端发出肯定应答，通知发信端发送下一个新的数据信息码组。U（x）

余数R（x）

输入数据

P（x）

移位寄存

P’（x）

附加CRC

CRC校验

判断

输出数据

CRC形成

P（x）

R（x）

V（x）

发信端

发信端

数据电路

145数据通信差错控制技术6、举例（1）假设原始输入数据为：1000100101（2）将输入数据用多项式表示为:P（x）=x9+x5+x2+1（3）设生成多项式G（x）为:G（x）=x5+x4+x2+1（4）P’（x）=xr•P（x）=x5•P（x）=x5（x9+x5+x2+1）=x14+x10+x7+x5（5）P’（x）/G（x）=Q（x）+R（x）

146数据通信差错控制技术（6）发送的循环码数据信息U（x）：U（x）=P’（x）+R（x）=x14+x10+x7+x5+x+1=100010010100011还有一种方法，是利用二进制模2的方法。147小结本章主要学习了数据通信系统的基本构成及主要质量指标、物理层的基本概念及接口特性和常用标准、传输介质与信道容量、数据通信传输方式、信道复用技术、数据通信交换技术及差错控制技术等方面的内容。重点数据通信交换技术、差错控制技术及循环码的计算方法。

148谢谢！计算机网络与通信

150第四章数据链路层

数据链路层的基本概念自动重传请求协议（ARQ）数据链路层协议示例重点：ARQ协议HDLC及PPP151数据链路层概述数据链路层的基本概念数据链路层是将物理层传输原始比特流的可能出差错的物理链路改造成为逻辑上无差错的数据链路。数据链路就如同一条可以在其中传输信息的数字管道。在物理链路采用多路复用技术时，一条物理链路可以构成多条数据链路。从而大大提高了链路的利用率。152数据链路层的基本概念物理链路：一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。数据链路：在物理链路上加上必要的通信协议，并把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。数据链路层的作用就是在相邻节点之间无差错的传输数据帧。153帧、分组与报文

帧、分组与报文都是数据传输的基本单位。

帧是在OSI参考模型的数据链路层对上层数据单元（网络层分组）添加了头部和尾部后形成的数据单元。分组是在OSI参考模型的网络层上传输的数据单元。报文是由一定位数的二进制代码按一定的规则组成的数据单元。它是要传输的原始数据文件。数据链路层的基本概念154数据链路层的主要功能链路管理：对数据链路的建立、维持和释放实施管理就称为链路管理。帧同步：即确定帧的边界位置。主要有字节记数法、字符填充法、比特填充法、违例编码法。差错控制：对数据帧在传输过程中出现的差错进行控制和补救。主要有检错重发法、前向纠错法、反馈检验法。流量控制：限制发送端发送数据速率的措施。

155

透明传输：是指不管链路上传输的是何种形式的比特组合，都不会影响数据传输的正常进行。

将数据和控制信息区分开来：一个完整的帧由数据部分和控制信息两部分组成，接收方一定要有相应的措施将数据部分和控制信息部分区分开来。

寻址：在数据交换中，发送方能够知道将每一帧发送到什么地方。接收方收也应该知道收到的每一个帧是从什么地方发来的。

数据链路层的主要功能156第四章数据链路层

数据链路层的基本概念

自动重传请求协议（ARQ）数据链路层协议示例157停等协议理想的数据链路层传输只需要两个假设即可实现：数据传输完全可靠，不会出错也不会丢失。发方无论以什么样的速率发送，收方总来得及收下，并及时上交主机。即接收缓存的容量为无限大；接收端向主机交付数据的速率永远不低于发送端发送数据的速率。158停等协议

保留第一个假定，即链路是理想的传输信道，所传送的数据既不会出错也不会丢失。改进第二个假定，即接收方缓存容量有限，要求主机A每发送一帧则停下来等待，主机B收到后向主机A反馈一个“收到”信息，主机A继续发送下一帧。也就是说由接收方控制发送方的数据流。这就形成了具有简单的流量控制功能的停等协议。DATAABDATADATADATA时间送上层送上层送上层送上层A时间DATABDATA送上层送上层理想的数据链路层传输具有最简单的流量控制的数据链路层传输160停等协议如果第一个假定也不存在，即链路不可靠，既会使数据出错，也会丢失数据。情况又会怎样呢？

这就形成了实用的停等协议，即：既具有差错控制功能，又具有简单流量控制功能的可以实用化的停等协议。停等协议数据帧出错DATA0BDATA0送主机BANAKACK出错重传DATA0BDATA1AACKACK正常情况时间送主机B送上层BDATA0送上层AACK重传tout数据帧丢失DATA0丢失DATA0BDATA0送上层AACK重传toutACK丢失丢弃确认帧丢失163总结数据传输过程可能会出现以下几种情况：

正确传输和接收：ACK应答，发方发下一帧。

数据帧校验错误：NAK应答，发方重发该帧。

帧丢失：会出现死等现象。为防止死等，发方应设超时计时器。

ACK帧丢失：会出现收重复帧现象。为区分重复帧，需要给数据帧编号。停等协议停等协议特点：控制比较简单，实现比较容易。信道的利用率不高。164ARQ协议连续ARQ协议工作原理

允许一次连续发送若干个数据帧。如果这时收到确认帧，还可以接着发送数据帧。01234123401234123NAK1ACK0ACK1ACK2送主机送主机出错丢弃重传发送端接收端tout退回N个帧166注意：接收端只按序接收数据帧。发送完每一个数据帧时都要设置超时计时器。连续ARQ又称为Go-back-NARQ，意思是当出现差错必须重传时，要向回走N个帧，从出现差错的帧开始重传。若传输信道的误码率较大时，连续ARQ协议不一定优于停止等待协议。连续ARQ协议167滑动窗口的概念在连续ARQ议中，滑动窗口是用来限制已发送出去但未被确认的数据帧的数目。这就要在发送端和接收端分别设定发送窗口和接收窗口。

发送窗口用来对发送端进行流量控制，发送窗口的大小WT代表在还没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧。

接收窗口是控制可以接收哪些数据帧而不可以接收哪些帧，接收窗口用WR

表示。在接收端只有当收到的数据帧的序号落入接收窗口内才允许将该数据帧收下。若接收到的数据帧的序号落在接收窗口之外，则一律将其丢弃。发送窗口的规则01234567012发送窗口WT不允许发送这些帧允许发送5个帧（a）允许发送0～4号共5个帧01234567012WT不允许发送这些帧还允许发送4个帧已发送（b）允许发送1～4号共4个帧（1）发送窗口内的帧是允许发送的帧，不考虑有没有收到确认。（2）每发送完一个帧，允许发送的帧数就减1。但发送窗口的位置不改变。发送窗口的规则01234567012WT不允许发送这些帧已发送（c）不允许发送任何帧（3）允许发送的5个帧都发送完了，但还没有收到任何确认，就不能再发送任何帧了。（4）每收到对一个帧的确认，发送窗口就向前（即向右方）滑动一个帧的位置。01234567012WT不允许发送这些帧还允许发送3个帧已发送已发送并已收到确认（d）允许发送5～7号共3个帧滑动方向170接收窗口接收端设置接收窗口是为了控制可以接收哪些数据帧而不可以接收哪些帧。只有当收到的数据帧的发送序号落入接收窗口内才允许将该数据帧收下。若接收到的数据帧落在接收窗口之外，则一律将其丢弃。在连续ARQ协议中，接收窗口的大小WR

=1。

接收窗口的规则01234567012WR不允许接收这些帧准备接收0号帧（a）准备接收0号帧（1）只有当收到的帧的序号与接收窗口一致时才能接收该帧。否则，就丢弃它。（2）每收到一个序号正确的帧，接收窗口就向前（即向右方）滑动一个帧的位置。同时向发送端发送对该帧的确认。滑动方向（b）准备接收1号帧（c）准备接收4号帧01234567012WR不允许接收这些帧准备接收1号帧已收到01234567012WR不允许接收这些帧准备接收4号帧已收到接收窗口的规则滑动方向滑动方向173滑动窗口协议只有在接收窗口向前滑动时（与此同时也发送了确认），发送窗口才有可能向前滑动。发送端若没有收到确认，发送窗口就不能滑动。收发两端的窗口按照以上规律不断地向前滑动，该协议称为滑动窗口协议。当发送窗口和接收窗口的大小都等于1时，就是停止等待ARQ协议。当用n个比特进行编号时，若接收窗口的大小为1，则只有在发送窗口的大小WT≤2n-1时，连续ARQ协议才能正确运行。对于停止等待协议，发送窗口WT=1，发送端只要花费1个数据帧的存储空间即可。174选择重传ARQ协议只对出错的帧要求重发，而对后面送来的正确帧先收下来放在一个缓冲区内，待重传的帧收到后，再一起按正确的顺序送往主机。选择重传ARQ协议减少了后继各帧都要重传所造成的时间浪费，但这是以接收端设置较大的缓冲区及确保正确的接收顺序为代价的。选择重传ARQ协议选择重传ARQ协议0123415670234156ACK0ACK1ACK2送主机送主机超时重传发送端接收端存入缓存区ACK5ACK3ACK41－4帧送主机176选择重传ARQ协议接收窗口对于选择重传ARQ协议，接收窗口不应该大于发送窗口。若用n比特进行编号，则可以证明，接收窗口的最大值WR

2n/2。由于接收窗口不大于发送窗口，所以接收窗口取得最大值时，发送窗口的大小正好与接收窗口相等，即WT

=WR=2n/2。

例如，取n=3，当接收窗口取得最大值4时，发送窗口为4。177第四章数据链路层

数据链路层的基本概念自动重传请求协议（ARQ）数据链路层协议示例178178通常的数据链路层协议也叫通信控制规程。分为两大类：面向字符型和面向比特型。1、面向字符型协议面向字符型即在链路上所传输的数据必须是由规定字符集中的字符组成，而不能使用其他的字符。在链路上传输的控制信息也必须由同一个字符集中的某些指定的控制字符组成。数据链路层协议面向字符型协议IBM的二进制同步通信（BinarySynchronousCommunicationBSC）协议中使用了10个控制字符来完成通信控制功能。名称缩写名称缩写报头开始SOH询问ENQ正文开始STX肯定应答ACK正文结束ETX否定应答NAK传输结束EOT同步SYN块传输结束ETB数据链转义DLESYNSYNSOH报头STXETXBCC正文180高级数据链路控制规程高级数据链路控制规程HDLC（HighLevelDataLinkControl）是一种灵活、方便、高效率的传输控制规程。它适应于同步数据终端之间的数据传输。

2、面向比特型协议数据链路层协议181HDLC特点

HDLC是面向比特的链路控制规程，传输的信息以帧为单位；用户数据与数据链路控制完全分离；其链路的监控功能是通过一定的比特组和所表示的命令和响应来实现的；可通过重发来实现差错纠正；传输数据时可携带确认信息。高级数据链路控制规程HDLC182HDLC工作方式按工作站性质分类：主站、次站、复合站；按结构分类：非平衡型、平衡型；按传输的响应方式分类：正常响应方式、异步响应方式；按通信操作方式分类：正常响应方式(NRM)、异步响应方式(ARM)、异步平衡方式(ABM)；按规程结构分类：UN(不平衡正常响应方式)、UA(不平衡异步响应方式)、BA(平衡型异步响应方式)高级数据链路控制规程HDLCHDLC的帧结构标志地址控制信息校验标志011111108比特8比特128×8比特16比特01111110FACIFCSF标志字段，占8bit，比特组合序列01111110，采用了零比特填充法来防止信息中出现这种特殊的组合。高级数据链路控制规程HDLC1011111通信控制器终端终端通信控制器PSPS1011111100111110插入/删除技术高级数据链路控制规程HDLCFACIFCSF

标志地址控制信息帧校验序列标志地址字段，占8bit，共有256种组合，全1地址是广播地址，全0地址是无效地址。高级数据链路控制规程HDLC******01（01）

B（DCE)******11（03）

A

（DTE)DTEDTEDCEDTEDTEDCE命令命令响应响应BBAA高级数据链路控制规程HDLCFACIFCSF

标志地址控制信息帧校验序列标志

控制字段，占8bit，用于区别帧的类型和功能，控制字段根据前2个比特的取值可分为I帧（0）、S帧（10）和U帧（11）。高级数据链路控制规程HDLC控制字段（C）的基本格式格式种类b1b2b3b4b5b6b7b8信息帧（I）0N（S）P/FN（R）监督帧（S）10SP/FN（R）无编号帧（U）11MP/FMN（S）：发送站正在传输的帧顺序号。N（R）：接收站希望接收的下一帧的序列编号。P/F：探询/终止比特S：监控功能位M：修正位主站传输时：P=1用于授权次站传输。次站传输时：F=1为次站响应的最后一帧。格式命令响应控制字段编码12345678信息帧II0N（S）PN（R）监视帧RR接收准备就绪RR接收准备就绪1000P/FN（R）RNR接收未就绪RNR接收未就绪1010P/FN（R）REJ拒绝REJ拒绝1001P/FN（R）SREJ选择拒绝SREJ选择拒绝1011P/FN（R）无编号帧SABM置异步平衡方式1111P100DISC拆线1100P010DM拆线方式1111F000UA无编号确认1100F110FRMR帧拒绝1110F001控制字段(C)不同形成的三种不同类型的帧信息帧：表示要在数据链路上按顺序传送用户数据的帧，I帧的C字段第一个比特是0。监视帧：用来传送指令和响应。监视帧的C字段前两个比特位取10。监视帧包括RR帧、RNR帧和REJ帧。无编号帧：用来传送无编号指令和响应