2022年2022年计算机网络原理 .pdf
第一章计算机网络概述- 计算机网络的发展阶段及其特点? 面向终端的计算机网络：以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机网络；计算机计算机网络：由若干个计算机互联的系统， 组成了“计算机- 计算机”的通信时代，呈现出多处理中心的特点；开放式标准化网络：由于第二阶段出现的计算机网络都各自独立，不相互兼容。为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织ISO 提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架开放系统互连基本参考模型OSI；因特网广泛应用和高速网络技术发展：采用高速网络技术，综合业务数字网的实现，多媒体和智能型网络的兴起。- 早期的计算机网络中，哪些技术对日后的发展产生了深远的影响？以单计算机为中心的远程联机系统，通过通信线路将信息汇集到一台中心计算机进行集中处理， 从 而开创了把计算机技术和通信技术相结合的尝试，这类简单的“终端通信线路计算机” 系统， 形成了计算机网络的雏形。ARPANET 在概念、结构和网络设计方面都为后继的计算机网络技术的发展起到了重要的作用，并为 internet 的形成奠定一定基础。OSI/RM 的提出， 开创了一个具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机网络新时代，OSI 标准不仅确保了各厂商生产的计算机间的互连，同时也促进了企业的竞争，大大加速了计算机网络的发展。- 计算机的三大网络：电信业务网；广播电视网；计算机网。- ChinaNET网： 依托强大的CHINAPAC分组交换网； CHINADDN 数字数据网； PSTN 电话交换网。提供的业务：文件共享、信息浏览、电子邮件、网络电话、视频点播、FTP、网上会议- 电话系统组成：本地网络；干线；交换局。- 三网合一：把现在的传统电信网、广播电视网和计算机网互相融合，逐渐形成一个统一的网络系统，由一个全数字化的网络设施来支持包括数据、语音和图像在内的所有业务的通信。- 网络发展趋势：宽带网络；全光网络AON ； 多媒体网络；移动网络；下一代网络NGN 。- 高速网络技术表现：B-ISDN、ATM 、高速局域网、交换局域网、虚拟网络。- 宽带网络分为： 宽带骨干网、宽带接入网。骨干网 ：核心交换网， 基于光纤通信系统的，能实现大范围的数据流传送。接入类型 ：光纤、铜线、光纤同轴电缆混合接入、无线接入。- 全光网络： 以光节点取代现有网络的电节点，并用光纤将光节点互连成网，采用光波完成信号的传输、交换等功能，克服了现有网络在传输和交换时的瓶颈，减少信息传输的拥塞、延迟、提高网络呑吐量。- 多媒体网络主要表现：高传输带宽要求；不同类型的数据对传输要求不同；对多媒体传输有连续性与实时性的要求；对多媒体传输有同步的要求；具有多方参与通信的特点。- 基于 IP 协议改进方面： 支持 IP 多播；资源预留协议RSVP ； 区分服务 DiffServ与多协议标识交换MPLS 。- 移动网络主要技术：蜂窝式数字分组数据通信平台CDPD ； 无线局域网WLAN ； Ad hoc网络；无线应用协议WAP 。- 计算机网络定义：利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件实现网络中资源共享和信息传递的系统。- 计算机网络组成：资源子网 包括提供资源的主机HOST和请求资源的终端T， 是信息传输的源节点或宿节点，也称为端节点，负责信息处理；通信子网主要由网络节点和通信链路组成，负责人网中的信息传递。网络节点 ：也称转换节点或中间节点，作用是控制信息的传输和在端节点之间转发信息。可以是PSE 、PAD 、C、NCC 、G,统称为接口信息处理机IMP。- 计算机网络功能：A 硬件资源共享 ：可以在全国范围内提供对处理资源、存储资源、输入输出资源等昂贵设备的共享。B 软件资源共享 ：允许互联网上的用户远程访问各类大型数据库，可以得到网络文件传送服务、远地进程管理服务和远程文件访问服务，从而避免软件研制上的重复劳动以及数据资源的重复存贮，也便于集中管理。C 用户间信息交换：计算机网络为分布在各地的用户提供了强有力的通信手段。- 计算机网络应用：办公自动化OA ；远程教育；电子银行；证券及期货交易；校园网；企业网络；智能大厦和结构化综合布线系统。企业网络系统 ：集散系统和计算机集成制造系统。 集散系统分三级：过程级、监控级、管理信息级。三 A：CA通信自动化； OA办公自动化； BA楼宇自动化。- 计算机网络的分类：按拓扑类型分类：星型、总线、环形、树形、混合、网形拓扑。A 星型优点：控制简单；故障诊断和隔离容易；方便服务。缺点：电缆长度和安装工作量可观；中央节点的负担较重，形成瓶颈；各站点的分布处理能力较低。B 总线优点：所需要的电缆数量少；总线结构简单，无源工作，可靠性较高；易于扩充，增加或减少用户比较方便。缺点：传输距离有限，通信范围受限制；故障诊断和隔离较困难；分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能，大业务量降低了网络速度。C 环形优点：电费长度短；可使用光纤；所有计算机都能公平地访问网络的其它部分，性能稳定。缺点：节点的故障会引起全网故障；环节点的加入和撤出过程较复杂；环形结构的介质访问控制协议采用令牌传递的方式，在负载很轻时，信道利用率相对比较低。D 树形优点：易于扩展；故障隔离较容易。缺点：各个节点对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。E 混合形 优点：故障诊断和隔离较为方便；易于扩展；安装方便。缺点：需要选用带智能的集中器；像星形拓扑结构一样，集中器到各站点的电缆安装长度会增加。F 网形优点：不受瓶颈问题和失效问题的影响，可靠性高。缺点：提供上述功能的网络协议也比较复杂。按网络交换方式分类：电路交换；报文交换；分组交换。按网络覆盖范围分类：A广域网 WAN ：也叫远程网，其分布范围广，能形成国际性的远程网络。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网。B局域网 LAN：将小区域内的各种通信设备互连在一起的网络，用于连接个人计算机、工作站和各类外围设备以实现资源共享和信息交换。其主要特点是覆盖有限的地理范围；提供高数据传输速率、低误码率的高质量数据传输环境。C城域网 MAN ：分布范围介于局域网和广域网之间的一种高速网络，能满足分布范围内多个局域网互连的需求。其目的是在一个较大的地理区域内提供数据、声音和图像的传输。按网络传输技术分类：广播方式；点对点方式。广播式网络与点对点式网络有何区别：在广播式网络中，所有联网计算机都共享一个公共信道，当一台计算机利用共享信道发送报文分组时，所有其它计算机都会“收听”到这个分组。在点对点式网络中，每条物理线路连接一对计算机。从源节点到目的节点可能存在多条路径，决定分组从通信子网的源节点到达目的节点的路由器需要由路由选择算法。采用分组存储转发和路由选择机制是两者重要区别之一。按采用的传输介质分类：双绞线网、同轴电缆网、光纤网、无线网。按信道的带宽分类：窄带网、宽带网。按不同用途分类：科研网、教育网、商业网、企业网。拓扑选择考虑因素：可靠性；费用；灵活性；响应时间和吞吐量。网络拓扑分类：点点线路通信子网的拓扑（星、环、树、网状形）；广播信道通信子网的拓扑（总线、树、环形、无线通信与卫星通信型）。- 缩写名词解释PSE ：分组交换设备PAD:分组装配、拆卸设备C：集中器G：网络链接器NCC: 网络控制中心FEP:前端处理机CCU ：通信控制器IMP:信息处理机PSTN:电话交换网CHINADDN：数字数据网CHINAPAC ：分组交换网ADSL ：非对称用户环路VDSL ：高速用户环路FR：帧中继网ATM ：异步转移模式网ISDN：综合服务数字网VOD ：电视点播NVOD ：准视频点播业务CATV ：有线电视网AON ：全光网HFC ：宽带双向光纤同轴电缆混合网EUN ：电子大学网络OSI：开放系统互连基本参考模型EIA：电子工业协会IEEE：电气和电子工程师学会IESG：Internet工程指导小组- 标准化组织机构：ISO 国际标准化组织ITU 国际电信联盟NBS美国国家标准局ANSI 美国国家标准委员会ECMA 欧洲计算机制造商协会IETF 因特网工程特别任务组。- 数据的存储 - 转发交换： 是一种不要求建立专用物理信道的交换技术。当发送方要发送信息时，应把目的地址先加到报文中，然后从发送节点起，一个节点一个节点按地址把报文转送到目的节点，在转送的过程中，中间节点要先把报文暂时存储起来，然后在线路不忙时将报文转发出去。第二章计算机网络体系结构- 网络协议：定义： 为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。三要素：A语义： 涉及用于协调与差错处理的控制信息；B语法： 涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等；C定时： 涉及速度匹配和排序等。- 协议与服务有何区别？又有何关系？区别在于： 协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看到服务而无法看到下面的协议，下面的协议对上面的服务用户是透明的；协议是控制对等实体之间的通信的规则，而服务是由下层向上层通过层间接口提供的。关系在于： 在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。- 计网采用层次结构模型的理由是什么？有何好外？计算机网络系统是一个十分复杂的系统。将一个复杂系统分解为若干个容易处理的子系统，然后“分而治之”逐个加以解决，这种结构化设计方法是工程设计中常用的手段。分层就是系统的最好方法之一。N层是 n-1 层的用户，又是 n+1 层的服务提供者，n+1 层虽然直接使用了 n 层提供的服务， 实际上它通过 n 层还间接地使用了 n-1 层以及以下所有各层的服务。层次结构的好处在于使每一层实现一种相对独立的功能。每一层不必知道下面一层是如何实现的，只要知道下层通过层间接口提供的服务是什么及本层向上提供什么样的服名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 务，就能独立地设计。- 网络分层体系结构：分层： 将一个复杂的划为若干简单的。层次结构的要点：除了在物理介质上进行的实通信外，其余各对等实体间进行的都是虚通信；对等层的虚通信必须遵循该层的协议； n 层的虚通信是通过n/n-1 层间接口处n-1 层提供的服务以及n-1 层的通信来实现的。层次结构划分原则：每层的功能应是明确的，并且是相互独立的；层间接口必须清晰，跨越接口的信息量应尽可能少；层数应适中。网络的体系结构：计算机网络各层次结构模型及其协议的集合。世界第一个网络体系结构：1974 年提出的系统网络体系结构SNA 。- 开放系统互连OSI包括 ：体系结构、服务定义和协议规范三级抽象。OSI 参考模型从下到上分七层：物理层 PH 、数据链路层DL、网络层 N、传输层 T、会话层S、表示层 P 和应用层 A。整个开放系统环境由作为信源和信宿的端开放系统及若干中继开放系统通过物理介质连接构成。 A 物理层 PH功能：定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程性的特性，其作用是使原始的数据比特流能在物理介质上传输。B 数据链路层DL功能：比特流被组织成数据链路协议数据单元，并以帧为单位传输，帧中包含地址、控制、数据及校验码等信息。主要作用是是通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可靠的物理链路改造成对网络层来说是无差错的数据链路，即进行流量控制。C 网络层 N功能：关心的是通信子网的运行控制，主要解决如何通过路由选择使数据分组跨越通信子网从源传送到目的地的问题。D 传输层 T 功能：第一个端 - 端，也即主机 -主机的层次，传输层提供的端到端的透明数据传输服务，使高层用户不必关心通信子网的存在，由此用统一的传输原语书写的高层软件便可运行于任何通信子网上。还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。E 会话层 S功能：是进程 - 进程的层次， 组织和同步不同主机上各种进程间的通信。F 表示层 P功能：为上层用户提供共同的数据或信息语法表示变换。编码转换、数据压缩、恢复和加密解密。G 应用层 A功能：开放系统环境的最高层，不同的应用层为特定类型的网络应用提供访问 OSI 环境的手段。- OSI/RM 数据传输过程： 发送进程发给接收进程的数据，实际上经过发送各层从上到下传递到物理介质；通过物理介质传输到接收方后，再经过从下到上各层的传递，最后到达接收进程。- OSI/RM 的主要缺点是： OSI 模型中的会话层和表示层这两层几乎是空的，而另外的数据链路层和网络层包含内容太多，有很多的子层插入，每个子层都有不同的功能；OSI 模型以及相应的服务定义和协议都极其复杂，它们很难实现有些功能. - OSI协议不能流行的原因：模型和协议 自 身 的 缺 陷 ； 它 的 协 议 出 现 时 机 晚 于TCP/IP 协议。- 通信服务类型：。A 面向连接服务的特点：数据传输过程前必须经过建立连接、维护连接和释放连接的3个过程；在数据传输过程中，各分组不需要携带目的节点的地址。B 无连接服务的特点：每个分组都要携带完整的目的节点的地址，各分组在通信子网中是独立传送的。数据传输可靠性通过方式：A 确认： 数据分组接收节点在收到每个分组后，要求向发送节点回送正确接收分组的确认信息。B 重传机制： 在规定时间内，如果发送节点没有接收到接收节点返回的确认信息，就认为该数据分组发送失败，发送节点重传该分组。、服务类型和服务质量：面向连接服务可以同时要求采用确认和重传机制，提供最为可靠的服务；也可以不要求采用确认机制，这时数据传输服务的可靠性主要由面向连接服务来保证。同样，无连接服务也可以要求采用确认和重传机制，来提高数据传输的可靠性；无连接服务也可以采用不确认机制，但数据传输的可靠性较低。面向连接服务和无连接服务的异同：面向连接服务和电话系统的工作模式相类似。其特点是：数据传输过程前必须经过建立连接、维护连接和释放连接的 3 个过程；在数据传输过程中，各分组不需要携带目的节点的地址。面向连接数据传输的收发数据顺序不变，因此传输的可靠性好，但需要通信开始前的连接开销，协议复杂，通信效率不高。无连接服务与邮政系统的信件投递过程相类似。其特点是：每个分组都要携带完整的目的节点的地址，各分组在通信子网中是独立传送的。因此，无连接服务中的数据传输过程不需要建立连接、 维护连接和释放连接的3 个过程；由于无连接服务中发送的不同分组可能选择不同路径到达目的节点，先发送的不一定先到达，因此无连接服务中的目的节点接收到的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象。其可靠性不是很好，但因其省去了建立连接的开销和许多保证机制，因此通信协议相对简单，效率较高。- TCP/IP传输控制协议 / 互联网协议特点： 开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统；独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网中；统一的网络地址分配方案， 使得整个 TCI/IP设备在网中都具有唯一的地址；标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。缺点： 该模型并没有清楚地区分哪些是规范、哪些是实现，TCP/IP 参考模型没有很好地做到这一点，这使得在使用新技术来设计新网络的时候 ,TCP/IP 模型的指导意义显得不大，而且TCP/IP 模型不适合于其它非TCP/IP 协议簇； TCP/IP 模型的主机 - 网络层并不是常规意义上的一层，它是定义了网络层与数据链路层的接口，接口和层的区别是非常重要的， 而 TCP/IP 模型却没有将它们区分开来。协议分层模型包括：层次结构；各层功能的描述。体系结构： 应用层、传输层、互连层、主机-网络层。主机- 网络层： TCP/IP 参考模型的最底层，是 TCP/IP 的实现基础，包括TCP/IP 赖以存在的各种通信网与TCP/IP 之间的接口和物理网络协议。互连层： IP 为互连网协议、 ICMP为互连网控制报文协议、 ARP为地址转换协议、RARP为反向地址转换协议。主要由 IP 来提供。 另一个重要服务是在互相独立的局域网上建立互连网络，即互连网。传输层： TCP为传输控制协议、 UDP 为用户数据协议，主负责应用进程之间的端- 端通信。应用层： SMTP 为简单邮件传送协议、DNS为域名服务、 FTP为文件传输协议、TELNET为远程终端访问协议。- OSI/RM与 TCP/IP 参考模型的比较：同：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，而且两个模型中都采用了层次结构的概念，各个层的功能也大体相似。不同： OSI 有七层， TCP/IP 只有四层，都有网络、传输和应用层，其它的层并不相同；无连接的和面向连接的通信范围有所不同。第三章物理层 PH - 物理层定义： 物理信道实体之间合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去除提供机械的、电气的、功能性和规程性的手段。功能： 实现比特流的透明传输，为 DL层提供数据传输服务。传输单位： 比特，即一个二进制位。- DTE：指的是数据终端设备，是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称，它们是通信的信源或信宿。DCE ：数据电路终接设备或数据通信设备，是对为用户提供入网连接点的网络设备的统称。- 物理信道的四特性：机械特性规程特性。电气特性连接方式：a. 非平衡方式（非平衡发送器+接收器 +1 导线+1 地线，每个电路使用一根导线，收发两方共用一根信号地线，速率20Kbps，距离15 米。）；b. 采用差动接收器的非平衡方式（非平衡发送器 +差动接收器 +1 导线 +2 地线，每个电路使用一根导线，每个方向都使用独立的信号地线，速率 300Kbps，距离 32.81 英尺。）；c. 平衡方式（平衡发送器 +差动接收器 +2 导线+2 地线，每个电路使用两根导线，速率10Mbps，距离 15 米。）。信号的功能特性分四类：数据信号线、控制信号线、定时信号线、接地线。规程特性- 物理层协议包括：EIA RS-232C 接口标准、 EIA RS-449 及 RS -422 与 RS -423 接口标准、 100 系列和 200 系列接口标准、 X.21和 X.21bis建议。EIA RS-232C接口标准 ： 只控制 DTE 与 DCE 之间的通信。由美国电子工业协会EIA 颁布的目前使用最广泛的串行物理接口标准，RS是推荐标准， 232 是标识号码， C 表示该推荐标准已被修改过的次数。 1 的电平为 -15-5V ，0 的电平为 +15+5V，距离 15 米，速率20Kbps，非平衡方式。 RS-232C提供了利用公用电话网络作为传输介质，通过调制解调器将远程设备连接起来的技术规定。RS449包括：平衡方式的RS-422（ 6V，2V 过渡区， 距离为 10M时速率 10Mbps）和采用差动接收器的非平衡方式的RS-423（6V， 4V 过渡区，距离为10M时速率100Kbps）。100 系列接口标准 的机械特性采用两种规定，当传输速率为：200bps9600bps 时，采有 V. 2 8建议；当传输速率为 48Kbps 时，采用 34 芯标准连接器。 200 系列接口标准则采用 25 芯标准连接器。X.21 是一个用户计算机的 DTE 如何与数字化的 DCE交换信号的数字接口标准，以相对来说比较简单的形式提供了点- 点的信息传输，通过它能够实现完全自动的过程操作，并有助于消除传输差错。比较 RS-232 与 RS-449 的电气特性 ：RS-232 规定逻辑“ 1”的电平为： -15 -5 ，逻辑“ 0”的电平为 +5 +15。两设备的最大距离也仅为 15 米，而且由于电平较高，通信速率反而影响。接口通信速率小于等于20Kbps。RS-422 由于采用完全独立的双线平衡传输，抗串扰能力大大增强。又由于信号电平定义为正负 6 伏，当传输距离为 10m 时，速率可达 10Mbps；当传输距离为 1000m 时，速率可达 100Kbps 。RS-423，电气标准是非平衡标准。它采用单端发送器和差动接收器。当传输距离为 10m时，速率可达 100Kbps ； 当传输距离为 1000m时，速率可达 10Kbps 。- X.21 设计目标： 是减少信号线的数目和允许借口在比 EIA RS-232C 更长的距离上进行更高速率的数据传输， 其机械特性采用15芯标准。X.21 bis指定使用 V.24/V.28接口。X.21 和 X.21 bis 为三种类型的服务定义了物理电路，这三种服务是租用电路服务，直接呼叫服务和设备地址呼叫服务。- 传输介质定义： 是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。特性：物理特性、传输特性、连通性、地理范围、抗干扰性、相对价格。分类：A 有线传输介质： 双绞线、同轴电缆、光纤。B 无线传输物理介质：无线电通信、微波通信、红外通信以及激光通信的信息载体。双绞线： 铜质的，能提供良好的传导率，既可用于传输模拟信号也可用于传输数字信号。分两种：无屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线 STP 。无屏蔽双绞线使用方便，价格便宜，但易受外部电磁场的干扰。屏蔽双绞线是用铝箔将双绞线屏蔽起来，以减少受干扰，但价格贵。同轴电缆： 从里到外是内芯、绝缘层、屏蔽层、塑料外套。 分为基带和宽带同轴电缆。适用点到多点的连接。传输距离取决于传输的信号形式和传输的速度，同轴电缆的抗干扰性能比双绞线强，安装同轴电缆的费用比双绞线贵，但比光纤便宜。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - A基带同轴电缆： 阻抗 50 欧，支持百台设备，可分为粗缆和细缆， 用于直接传输数字信号。B宽带同轴电缆： 阻抗 75 欧，支持千台设备，用于频分多路复用的模拟信号传输，也可用于不使用频分多路复用的高速数字信号和模拟信号传输。光纤：A 光导纤维，由能传导光波的超细石英玻璃纤维外加保护层构成。采用点到点的链路。B 光源采用发光二极管LED （多模） 和注入型激光二极管ILD（单模）。C 接收端的检波器是一个光电二极管，目前常用的两种固态器件是PIN 检波器和 APD检波器。D 用移幅键控法ASK调制光载波。E 特点：损耗低、频带宽、数据传输速率高、体积小、重量轻、衰减小、抗电磁干扰强，误码率低。传输介质的选择：网络拓扑的结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格范围。A 多址接入问题： 在无线通信网中，任一用户发送的信号均能被其它用户接收，网中用户如何能从接收的信号中识别出本地用户地址。B 多址接入方法： 频分多址接入FDMA ；时分多址接入 TDMA ；码分多址接入CDMA 。- 调制解调器的基本工作原理：当一台计算机希望通过模拟拨号线路发送数字数据的时候，这些数据首先必须转换成模拟的形式，才能通过本地回路进行传输。这个转换过程是通过一种称为调制解调器的设备来完成的。在电话公司的端局中，这些模拟数据又通过编解码器转换成数字形式，以便通过长途干线进行传输。如果另一端也是一台带调制解调器的计算机，则必须再由编解码器进行相反的转换过程（从数字到模拟），以便通过目的地的一段本地回路。然后由目的地的调制解调器将模拟形式的数据反转换成计算机能接受的数字信号。- 数据传输速率：指每秒能传输的二进制信息位数，单位为位/ 秒(bps) 。R=1/Tlog2N （bps）, T 数字脉冲信号的宽度， N 一个码元所取的有效离散个数。信号传输速率： 也称码元速率、 调制速率、波特率。表示单位时间内通过信道传输的码元个数。R=1/T （Baud）R=B log2N B=R/log2N - 信道容量 ：表征一个信道传输数据的能力，单位为位/ 秒（ bps）。信道容量和数据传输速率的区别：前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，后者表示实际的数据传输速率。奈奎斯特公示 ：C=2Hlog2N （bps），H为信道的带宽Hz，也称频率范围，无噪声。码元速率的极限值B=2H。香农公式 ：C=H log2(1+S/N) (bps) ，H：信道带宽， S信号功率， N 噪声功率， S/N：信噪比。- 误码率： 误码率 Pe=出错数 Ne/ 二进制数据总数 N。- 通信方式： 串行通信、并行通信。串行通信的方向性结构：单工、半双工、全双工。- 数据： 涉及事物的存在形式。模拟数据： 在某个区间内连续变化的值。数字数据： 离散的值。信号： 是数据的电子或电磁编码。模拟信号： 是随时间连续变化的电流、电压或电磁波，可以利用其某个参量来表示要传输的数据。数字信号：是一系列离散的电脉冲，可以利用其某一瞬间的状态来表示要传输的数据。信息： 数据的内容和解释。信源： 通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。信宿： 通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。信道： 是信源和信宿之间的通信线路。- 多路复用技术种类？特点？频分多路复用技术FDM ：在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同的子信道，每个子信道传输一路信号。频谱搬移技术。时分多路复用技术TDM ：若介质能达到的位传输速率超过传输数据所需的数据传输速率，就可采用时分多路得分TDM 技术也即将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。同步时分多路得分TDM ，它的时间片是预先分配好的，而且是固定不变的，因此各种信号源的传输定时是同步的。异步时分多路得分TDM 允许动态地分配传输介质的时间片。时分多路得分TDM不仅局限于传输数字信号，也可以同时交叉传输模拟信号。波分多路复用技术WDM：只不过是频分多路复用的极高频率上的应用而已。只要每条信道有它自己的频率（波长）范围，并且所有的频率范围都是分开的，他们都可以被复用到长距离光纤上。T1 载波： 利用脉码调制PCM 和时分多路复用技术1.544M(7+1)*24+1) E1载波：2.048M(8 位同步位， 中间有 8 位用作信令， 30 路 8 位数据 ) 。- 同步的方法：异步传输 ：一次只传输一个字符，每个字符用一位起始位引导、一位停止位结束。同步传输 ：为使接收方能判定数据块的开始和结束 , 还须在每个数据块的开始处和结束处各加一个帧头和一个帧尾, 加有帧头、 帧尾的数据称为一帧。- 位插入：发送方在所发送的数据中每当出现五个1 之后就插入一个附加的0。基带： 表示二进制比特序列的矩形脉冲信号所占的固有频带。基带传输： 在线路中直接传送数字信号的电脉冲。码速： 每秒钟发送的二进制码元数。单极性不归零码：0无电压， 1正电压，判决门限半幅度电平。双极性不归零码：0负电流， 1正电流，判决门限为零电平。单极性归零码：0负电流， 1正电流，持续时间短于一个码元的时间宽度。双极性归零码：0负的窄脉冲，1正的窄脉冲，两个码元的间隔可以大于一个窄脉冲的宽度。同步方法： 位同步；群同步法。位同步： 使接收端对每一位数据都要和发送端保持同步。分为外同步法和自同步法。外同步法： 接收端的同步信号事先由发送端来，而不是自己产生也不是从信号中提取出来。自同步法： 指能从数据信号波形中提取同步信号的方法。曼彻斯特： 每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作为时钟信号，又作为数据信号，从高到低的跳变表示为1, 从低到高的跳变表示为 0。差分曼彻斯特：编码每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示0或者 1, 有跳变表示0，无跳变表示1. 群同步： 一般是以字符为单位，在每个字符的前面冠以起始位、结束处加上终止位，从而组成一个字符序列。群同步组成部分：1 位起始位，以逻辑0 表示；58 位数据位， 即要传输的字符内容；1位奇偶校验位；12 位停止位，以逻辑1表示，用作字符间间隔。脉码调制PCM ：若对连续变化的模拟信号进行周期性采样，只要采样频率大于等于有效信号最高频率或其带宽的两倍，则采样值便可包含原始信号的全部信息，利用低通滤波器可以从这些采样中重新构造出原始信号。采样量化编码。脉码调制优点： 抗干扰性强；保密性好。对于脉冲编码制PCM 来说， 如果要对频率为600Hz的某种语音信号进行采样，传送 PCM 信号的信道带宽为 3KHz，那么采样频率 f取什么值时，采样的样本就可以包含足够重构原语音信号的所有信息。根据采样定理，只要采样频率大于等于有效信号最高频率或其带宽的两倍， 则采样值便可包含原始信号的全部信息，利用低通滤波器可以从这些采样中重新构造出原始信号。所以f=2*600Hz=1200KHz 最后一英里： 从电话公司的端局到家庭或者小型业务部门的双线本地回路。传输线路存在的问题：衰减；延迟畸变；噪声。ADSL线路频段： POTS 、上行数据流、下行数据流。高速 / 光交换技术发展种类：微电子机械系统的光交换机；无交换式光路由器；阵列波导光栅路由器。- 广域网采用的数据交换技术种类？特点？电路交换特点：传送之前须先设置一条专用通道，在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。对于猝发式的通信，电路交换效率不高。报文交换特点：报文从源节点到目的地采用存储转发方式， 一个时刻仅占用一段通道，交换节点中需要缓冲存储，报文需排队，不能满足实时通信要求。分组交换： 规定了分组长度。在数据报中，目的地需重新组装报文；在虚电路中，必须先通过虚呼叫建立一条虚电路。第四章数据链路层DL - DL层功能：帧同步功能：为了使传输中发生差错后只将出错的有限数据进行重发，数据链路层将比特流组织成为帧为单位传送。常用的帧同步方法有：使用字符填充的首尾定界符法、使用比特填充的首尾标志法、违法编码法、字节计数法。差错控制功能： 通信系统必须具备发现 （即检测）差错的能力，并采取措施纠正之，使差错控制在所能允许的尽可能小的范围内，这就是差错控制的过程，也是数据链路层的主要功能之一。流量控制功能：由于收发双方各自使用的设备工作速率和缓冲存储空间的差异，可能出现发送方发送能力大于接收方接收能力的现象，若此时不对发送方的发送速率作适当的限制， 前面来不及接收的帧将被后面不断发送的帧“淹没”，从而造成帧的丢失而出错。由此可见，流量控制实际上是对发送方数据流量的控制，使其发送速率不致超过接收方所能承受的能力。链路管理功能： 主要用于面向连接的服务。在链路两端的节点要进行通信前，必须首先确认对方已处于就绪状态，并交换一些必要的信息以对帧序号初始化，然后才能建立连接。在传输过程中则要维持该连接。如果出现差错，需要重新初始化，重新自动建立连接。传输完毕后则要释放连接。数据链路层连接的建立、维持和释放就称链路管理。- 帧同步方法：A 使用字符填充的首尾定界符法（填充 DLE ，BSC ，PPP ） ：该法用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止， 为了不使数据信息位中出现的与特定字符被误判为帧首尾定界符，可以在这种数据字符前填充一个转义字符（）以示区别，从而达到数据的透明性。但这种方法使用起来比较麻烦，而且所用的特定字符依赖于所采用的字符编码集，兼容性比较差。B 使 用 比 特 填 充 的 首 尾 标 志 法（01111110,HDLC） ：该法一组特定的比特模式 （如 01111110） 来标志一帧的起始与终止。为了不使信息位中出现的与该特定比特模式相似的比特串被误判为帧的首尾标志，可以采用比特填充的方法。比特填充很容易由硬件来实现，性能优于字符填充法。C 违法编码法 （曼彻斯特） ：该法在物理层采用特定的比特编码方法时采用，可以借用一些违法编码序列来界定帧的起始和终止。违法编码法不需要任何填充技术，便能实现数据的透明性，但它只适用于采用冗余编码的特殊编码环境。D 字节计数法（ DDCMP） ：这种帧同步方法以一个特殊字符表征一帧的起始，并以一个专门字段来标明帧内的字节数。由于采有字节计数法来确定帧的终止边界不会引起数据及其它信息的混淆。因而不必采用任何措施便可实现数据的透明性，即任何数据均可不受限制的传递。- 流量控制方案：A 停止等待方案：发送方发出一帧之后等待应答信号到达后再发送下一帧；接收方每收到一帧后送回一个应答信号，表示愿意接收下一帧，如果接收方不送回应答，则发送方必须一直等待。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - B 滑动窗口机制：发送方每次发送一帧后，待确认帧的数目便增1， 每收到一个确认信息后，待确认帧的数目便减1。窗口随着数据传送过程的发展而向前滑动。重发表： 一个连续序号的列表，对应发送方已发送但尚未确认的那些帧。发送窗口： 是指示送方已发送但尚未确认的帧号队列的界， 上下沿的间距称为窗口尺寸。- 差错控制：传输差错的主要原因？差错类型？特点？传输差错的主要原因：信号在物理信道中传输时，线路本身电气特性造成的随机噪声、信号幅度衰减、频率和相位的畸变、电气信号在线路上产生反射造成的回音效应、相邻线路间的干扰以及各种外界因素( 如大气中的闪电、开头的跳火、外界强电流磁场的变化、电源的波动等) 都会造成信号的失真。热噪声引起的差错称为随机错，所引起的某位码元的差错是孤立的，与前后码元没有关系，由它导致的随机错通常较少；冲击噪志呈突发状，由其引起的差错称为突发错。冲击噪声幅度可能相当大，无法靠提高信号幅度来避免冲击噪声造成的差错，它是传输中产生差错的主要原因。冲击噪声持续时间很短，但在一定的数据速率条件下，仍然会影响到一串码元。差错控制： 反馈重发、超时计时器、帧编号。差错检测： 差错控制编码和差错校验。差错控制方法：自动请求重发ARQ （使用检错码）；前向纠错FEC （使用纠错码）。检错码与纠错码的主要区别？常用的检错码？检错码 是指能自动发现差错的编码。纠错码 是指不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码。纠错码一般说来要比检错码使用更多的冗余位，编码效率低，而且纠错设备也比纠错码复杂得多。因而除非在单传输或实时要求特别高等场合外，数据通信中使用更多的还是检错码。常用检错码有奇偶校验码、循环冗余码和海明码。- 奇偶校验码垂直奇偶校验码：能检测出每列中的所有奇数位错，但检测不出偶数位错，漏检率接近 1/2 。水平奇偶校验码：可以检测出各段同一位上的奇数位错， 还能检测出突发长度P的所有突发错误。水平垂直奇偶校验：Rpq/(p+1)(q+1)，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。CRC （循环冗余码 / 多码项式）特点：可检测出所有奇数位错；可检测出所有双比特的错；可检测出小于、等于检验位长度的突发错。- 基本数据链路协议：停等协议实现过程：发送方每次仅将当前信息帧作为待确认帧保留在缓冲存储器中；当发送方开始发送信息帧时，赋予该信息帧一个帧序号，随即启动计时器；当接收方收到无差错的信息帧后，即向发送方返回一个与该帧序号相同序号的ACK确认帧；当接收方检测到一个含有差错的信息帧时，便舍弃该帧；若发送方在规定时间内收到ACK确认帧，即将计时器清零，继而开始下一帧的发送；若发送方在规定时间内未收到ACK确认帧，则应重发丰于缓冲器中的待确认信息帧。（发送窗口等于1, 接收窗口等于1）顺序接收管道协议（回退N）Go-back-N ：发送方连续发送信息帧而不必等待确认帧的返回；发送方在重发表中保存所发送的每个帧的备份； 重发表按 FIFO 队列操作； 接收方对每一个正确收到的信息帧返回一个确认帧；每个确认帧包含一个唯一的序号，随相应的确认帧返回；接收方保存一个接收次序表，它包含最后正确收到的信息帧的序号；接收方因某一帧出错，则对后面再发送来的帧均不接收而丢弃，只允许顺序接收。 （发送窗口大于 1, 接收窗口等于1）选择重传协议 ： 发送窗口
