网络通信基础详解.ppt

1、主题四,国家信息化工程师认证考试管理中心,通信基础,2.2 基础概念,单工、半双工、全双工 模拟和数字 周期信号 简单信号和复合信号 振幅、周期和相位 数字信号分解 介质带宽和有效带宽 信道容量 串行与并行 一对一通信与一对多通信,模拟信号三要素,振幅：在波上任一点信号的值。它等于波形上给定点到水平 轴的垂直距离。 周期：完成一个波形循环所要经历的时间（频率1/周期） 相位：描述了波形相对与时间轴零点的位置。,最大值,最小值,介质带宽和有效带宽,介质带宽：传输介质有一个有限的带宽，它只能传 输某些频率范围内的信号。,有效带宽：数字信号的频谱包括不同振幅的无数个 频率，而我们只传输那些具有重要振

2、幅 的分量，我们可以已合理的精度在接收 端复制出数字信号，其带宽称为有效带 宽。,串行与并行,并行传输：两个短距离的设备之间的传输，如打印缆。 串行传输：远距离的设备之间的传输，便宜、可靠、速度慢。,问题：如何在串行传输时，使接收设备知道何时开始传输？,0 1 1 0 1 1 0 0,a) 并行传输,b) 串行传输,异步与同步,异步传输： 每个被传送的字符前有起始位，后有停止位。 速率慢，开销大，适用于低速设备。 同步传输： 字符组合成数据帧成组发送 数据帧包含一组同步字符使收发双方进入同步。 传输速度快，开销少。,单工/半双工/全双工,单 工：信号只能在一个方向上传输 半双工：通信可以在两个

3、方向上传输，但不同时 全双工：通信可在双方向同时进行,设备,设备,设备,设备,设备,设备,双绞线的结构(2),双绞线的颜色,连接UTP和RJ45接头(1),同轴电缆的类型和技术标准,光纤的结构,光纤的尺寸,描述光纤尺寸的参数有两个： 内芯直径和反射层直径，其度量单位都为 微米(m, 1m=110-6m)。 最细的光纤其内芯直径通常只有510m， 粗一些的光纤其内芯直径为50100m。 局域网中最常用的光纤是62.5m/125m的 光纤，其中62.5m是内芯直径，而125m 是反射层的直径。,光纤的类型,多模光纤(Multimode Fiber, MMF) 光信号不止一种波长，常用多模光纤中主要

4、有Ala类50/125m和Alb类62.5/125m两种类型。 单模光纤(Singlemode Fiber, SMF ) 光信息只有一种波长，典型的单模光纤尺寸为8m/125m,红外线,红外线(Infrared, IR)技术广泛的应用在电视机和立体声系统的遥控器中，也可以做为网络通信的介质。它通过使用位于红外频率波谱中的锥形或者线型光束来传输数据信号。 红外网络需要通信的双方设备都拥有一个收发器，最好还有同步软件。传输速度4Mbit/s16Mbit/s。 红外线是一种视线技术，不能通过不透明的物理(如墙壁)，并且易受外界光线干扰。,无线电波,窄带无线电波 发射器与接收器使用相同的频率传输信号，

5、如广播收音机。容易被非法听众截获信号。 扩频无线电波 (1)跳频扩频 (Frequency hopping spread spectrum, FHSS) (2)直序扩频 (Direct sequence spread spectrum, DSSS),2.11 网络连接设备,中继器 集线器 网桥（生成树网桥、源路由网桥） 交换机 网卡 路由器 网关,中继器,中继器(Repeater)最简单的互连设备。它工作在OSI模型的物理层，用于扩展LAN网段的长度，延伸信号传输的范围，例如可加大线缆的传输距离。 中继器可以连接不同类型的线缆。,中继器,中继器的工作就是重发bit，将所收到的bit信号进行再生

6、和还原并传给每个与之相连的网段。中断器是一个没有鉴别能力的设备，它会精确的再生所收到的bit信号包括错误信息，而且再生后传给每个与之相连网段而不管目的计算机是否在该网段上。但是，中继器的速度很快且时延很小。,集线器的功能,集线器(Hub)其实是一个具有多个端口的中继器。它可以集中网络连接，可以重发bit信号。 最常用的集线器是连接以太网中计算机的集线器，线缆从单个节点的NIC连接到中心集线器。一般824个端口。 其他类型的集线器包括用于令牌环网络的多站接入单元(MAU/MSAU)等。,中继器和集线器,交换机的功能,交换机(Switch)其实是更先进的网桥，它除了具备网桥的所有功能外，还通过在节

7、点或虚电路间创建临时逻辑连接，使得整个网络的带宽得到最大化的利用。 通过交换机连接的网段内的每个节点，都可以使用网络上的全部带宽来进行通信，而不是各个节点共享带宽。,交换机与集线器的区别,交换机的并行程度更高，不同于集线器的 共享带宽。8口集线器(100Mbps)与8口交换机(400Mbps)的带宽比较。 交换机的缓存能力更强 交换机的智能化程度更高 交换机具有支持虚拟局域网(VLAN)的能力,不可管理交换机 不具备可管理性，没有CPU或集中管理芯片，只是并行程度、吞吐能力等优于集线器。 可管理式交换 除了具有不可管理交换机的全部功能，还带有CPU或集中管理芯片，可以支持VLAN及SNMP管理

8、，又称为智能型交换机。,交换机的类型,交换机的地址学习,以太网交换机通过内部的MAC地址表做出转 发/过滤的决定 MAC地址表存放在交换机的RAM中 初始的MAC地址表为空,交换机的地址学习（续）,交换机的接口收到数据帧后，查找MAC地址表，如没有相应的表项，交换机 将该数据帧泛洪（flood）到所有其它的接口上 通过读取帧中的源MAC地址，交换机将端口及其连接的主机映射起来，放入 MAC地址表,0260.8c01.4444,E0: 0260.8c01.1111,交换机的类型,不可管理交换机 不具备可管理性，没有CPU或集中管理芯片，只是并行程度、吞吐能力等优于集线器。 可管理式交换 除了具有

9、不可管理交换机的全部功能，还带有CPU或集中管理芯片，可以支持VLAN及SNMP管理，又称为智能型交换机。,路由器简介,隔绝广播，划分广播域 通过路由选择算法决定最优路径 转发基于三层地址的数据包（网络层设备） 其他功能,路由器的工作原理(1),与网桥和交换机使用帧中的MAC地址转发帧相比较，路由器是通过数据包中的网络层地址(如IP地址)来转发数据包的，不对MAC地址进行操作。因此，在用路由器连接的网络上，源节点不需要知识目的节点的MAC也能够找到它。,路由的实现,确定路由算法（默认路由、静态路由、动态路由） 设计目标 选择类型 定义最佳路径的度量准则 实现路由协议 路由传输协议（Routed Protocol） 网间经路由被传输的协议：IP，IPX 路由选择协议（Routing Protocol） 实现路由选择算法的协议