第2章数据通信技术PPT讲稿.ppt

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1、第2章数据通信技术第1页，共57页，编辑于2022年，星期一o数据通信技术是计算机网络的数据交换基础。为了使计算机之间能相互通信、进行数据传输，就需要将计算机处理的数字信号转换成可以在网上传输的光、电信号，以便通过传输介质进行传输o本章将介绍与数据数据通信相关的技术，包括通信信道、编码、信道复用、数据交换、数据的安全性与完整性等内容第2页，共57页，编辑于2022年，星期一2.1.1 信息、数据、信号和信道o信息（information）：是用来辨别事物的符号，把事物的某些特征（或属性）按一定规则规范化后的一种表现形式。信息具有以下的特点：n各符号所表达的事物特性是固定不变的。n信息符号需要以

2、某种媒体作为载体2.1 数据及其表现形式数据及其表现形式第3页，共57页，编辑于2022年，星期一o数据数据：是信息的表现形式，将数据表现为电子或电气特性，称为信号，信号在传输过程中的通道称为信道。2.1.1 信息、数据、信号和信道数据与信息之间的关系信息输入信息输入信息处理信息处理信息输出信息输出收集资料收集资料加工处理加工处理数据数据第4页，共57页，编辑于2022年，星期一o信号：信号：是时间的函数，如果信号随时间而连续变化，称为模拟信号；如果信号是随时间的跳跃波形，称为数字信号。严格讲，传输是对信号而言，而通信是相对于数据而言2.1.1 信息、数据、信号和信道（续）计算机调制解调器电话

3、系统数字信号模拟信号调制解调器模拟信号数字信号计算机经电话线传送的计算机数据第5页，共57页，编辑于2022年，星期一o信道信道（channel）：通信双方以传输介质为基础的信号传递通道。从微观上讲，信道是指信号在通过传输介质时所占用的一段频带，它在准许信号通过的同时，对信号的传输进行限制。一个完整的信道包括相关的传输介质和连接设备。o归纳：数据是信息的表现形式，信号是数据的电子或电气特性。信号在传输过程中的通道称为信道2.1.1 信息、数据、信号和信道（续）第6页，共57页，编辑于2022年，星期一o通信的概念通信的概念：通信就是将数据从一个地方传送到另一个地方的过程。传送数据的方式是多种多

4、样的，但是要想顺利地传送数据，每种通信方式都必须包含信源信源、传输介质传输介质和信宿信宿：2.2 数据通信模型数据通信模型信源信道传输介质发送端接收端噪声源信号转换（复原）设备信宿信号转换（改变）设备一个完整的通信模型第7页，共57页，编辑于2022年，星期一o数据通信：通信系统中所传输的是数据信息数据通信：通信系统中所传输的是数据信息o数据通信过程是数据从信源经过传输介质传输到达信宿的过程数据通信过程是数据从信源经过传输介质传输到达信宿的过程2.2.1 数据通信的过程数据通信的过程第8页，共57页，编辑于2022年，星期一o计算机之间的通信过程需定义严格的通信协议和标准o通常语音和电视系统的

5、误码率为10-2，而数据通信系统的要求为10-8o数据通信系统中，由于计算机和终端设备类型多样，通信速率、编码格式、同步方式和通信规程有较大差别o模拟信号在传输过程中可以有一定的衰减和噪声（失真）。而数字传输和内容紧密相关，数据位的任何差错，都可能影响对数据的正确理解o信号在传送过程中存在衰减，因此在模拟通信系统中使用放大放大器器，而在数字通信系统中则使用中继器中继器2.2.2 数据通信的特点数据通信的特点第9页，共57页，编辑于2022年，星期一o数据通信：通信系统中所传输的是数据信息数据通信：通信系统中所传输的是数据信息o数据通信过程是数据从信源经过传输介质传输到达信宿数据通信过程是数据从

6、信源经过传输介质传输到达信宿的过程的过程2.2.3 数据电路连接方式数据电路连接方式第10页，共57页，编辑于2022年，星期一o带宽带宽是指通信信道的容量。信道带宽也分为模拟信道带宽模拟信道带宽和数数字信道带宽字信道带宽两种。模拟信道的带宽如图所示，信道带宽W=f2f 12.3.1 带宽带宽f1f2HZ 信号21第11页，共57页，编辑于2022年，星期一o二进制码元在数据传输系统中被传错的概率，近似等于：二进制码元在数据传输系统中被传错的概率，近似等于：Pe=Ne/NPe=Ne/N，是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的，是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数之一；参数之一

7、；o对对于于一一个个实实际际的的数数据据传传输输系系统统，要要根根据据实实际际传传输输要要求求提提出出误误码码率率要要求；求；o对对于于实实际际数数据据传传输输系系统统，要要将将非非二二进进制制数数据据折折合合成成二二进进制制比比特特来计算；来计算；o差错的出现具有随机性，在实测一个系统时，当被测的传输二进差错的出现具有随机性，在实测一个系统时，当被测的传输二进制比特数越大，才会越接近于真正的误码率值制比特数越大，才会越接近于真正的误码率值2.3.2 误码率第12页，共57页，编辑于2022年，星期一2.4.1 基带传输o计算机二进制数字信号是典型的矩形脉冲，其固有频带称为基带，计算机二进制数

8、字信号是典型的矩形脉冲，其固有频带称为基带，信号叫做基带信号；信号叫做基带信号；o在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输；在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输；o发送接收过程：传送的发送接收过程：传送的数据数据需经过编码器变换为能直接传输需经过编码器变换为能直接传输的基带信号，再由接收端解码器恢复成与发端相同的矩形脉冲的基带信号，再由接收端解码器恢复成与发端相同的矩形脉冲信号信号2.4 信号传输方式信号传输方式第13页，共57页，编辑于2022年，星期一o频带传输就是把基带数字信号经过调制，变换成模拟信号后频带传输就是把基带数字信号经过调制，变换成模拟信号后在公共

9、电话线上传输在公共电话线上传输o频带传输是一种模拟传输，但频带传输却与传统的模拟传输不同2.4.2 频带传输调制解调器PC 机公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号 PC 机第14页，共57页，编辑于2022年，星期一o宽带是比音频带宽更宽的频带宽带是比音频带宽更宽的频带。它包括了大部分的无线电频谱，可以容纳全部的广播信号，能够进行高速数据传输o对于局域网来说，宽带是指专门用于使用模拟信号传输的同轴电缆，通常还指可以在传输介质上进行频分多路复用多路复用方式的传输技术。由于数字信号的频带很宽，必须先将其转换成模拟信号后才能在宽带网络中传输。宽带网络中的多条信道，通宽带网络中的多

10、条信道，通常采用频带传输技术，传输的是模拟信号，所以宽带传输系统属于常采用频带传输技术，传输的是模拟信号，所以宽带传输系统属于模拟信号传输系统模拟信号传输系统2.4.3 宽带传输第15页，共57页，编辑于2022年，星期一2.5.1 2.5.1 数据编码类型数据编码类型o信息信息编码编码：将信息用二将信息用二进进制数表示，如制数表示，如ASCIIASCII码码，形如，形如0 0、1 1的位串，便于的位串，便于计计算机算机处处理；理；o数据编码：数据编码：用合适的物理量表示数据，便于分别在模、数用合适的物理量表示数据，便于分别在模、数信道上传输，信道上传输，4 4种组合，常用的有：种组合，常用的

11、有：1 1）数字数据的模拟信号编码）数字数据的模拟信号编码2 2）数字数据的数字信号编码）数字数据的数字信号编码3 3）模拟数据的数字信号编码）模拟数据的数字信号编码2.5 数据编码技术数据编码技术第16页，共57页，编辑于2022年，星期一模拟的和数字的数据、信号 模拟数据模拟信号放大器调制器模拟数据数字信号 PCM编码器数字数据模拟信号调制器数字数据数字信号 数字发送器第17页，共57页，编辑于2022年，星期一2.5.2 数字数据转模拟信号调制将计算机表示的数字数据转换为模拟量，便于模拟信道传将计算机表示的数字数据转换为模拟量，便于模拟信道传输，如输，如电话网。基本原理：用数字信号对正弦

12、载波的不同电话网。基本原理：用数字信号对正弦载波的不同参量进行调制。参量进行调制。载波载波 u(t)=u(t)=Um Um cos(cos(t+t+)第18页，共57页，编辑于2022年，星期一2.5.2 数字数据转模拟信号调制有三种常用的调制技术：有三种常用的调制技术：o幅移键控幅移键控ASKASK(Amplitude Shift Keying)(Amplitude Shift Keying)，调幅用载波，调幅用载波的两个不同振幅表示的两个不同振幅表示0(0v)0(0v)和和1(+5v)1(+5v)o频移键控频移键控FSK(Frequency Shift Keying)FSK(Frequen

13、cy Shift Keying)，调频用载波，调频用载波的两个不同频率表示的两个不同频率表示0 0和和1 1o相移键控相移键控PSK(Phase Shift Keying)PSK(Phase Shift Keying)，调相用载波的相，调相用载波的相位变化表示位变化表示0 0和和1 1。第19页，共57页，编辑于2022年，星期一2.5.2 数字数据转模拟信号调制010011100基带信号调幅调频调相第20页，共57页，编辑于2022年，星期一2.5.3 数字数据转数字信号编码o不不归归零制零制(NRZNRZ，Non-Return to Zero)Non-Return to Zero)0 0、

14、1 1用两种用两种电电平表示。缺点：同步困平表示。缺点：同步困难难、有直流分量、有直流分量o曼曼彻彻斯特斯特编码编码(Manchester code)Manchester code)在每个在每个码码元的中元的中间发间发生跳生跳变变：高：高 低低11，低，低高高00 每个每个码码元中元中间间都都发发生跳生跳变变，接收端可将此，接收端可将此变变化提取出来作化提取出来作为为同步信号，使接收端与同步信号，使接收端与发发送送设备设备的的时钟时钟保持一致保持一致 曼曼彻彻斯特斯特编码编码也称也称为为自同步自同步码码，无需外同步信号。，无需外同步信号。缺点：需双倍缺点：需双倍带宽带宽（即信号速率是数据速率的

15、（即信号速率是数据速率的2 2倍）。倍）。o差分曼差分曼彻彻斯特斯特编码编码(Differential(Differential Manchester code)Manchester code)在在码码元开始元开始处处有跳有跳变变00，码码元开始元开始处处无跳无跳变变11第21页，共57页，编辑于2022年，星期一2.5.3 数字数据转数字信号编码（续）10110011100NRZManchester差分差分Manchester 时钟时钟第22页，共57页，编辑于2022年，星期一2.5.4 模拟数据转数字信号采样将连续的模拟信号波形用有限个离散的值近似代替将连续的模拟信号波形用有限个离散的值

16、近似代替变为数字信号。变为数字信号。典型应用典型应用PCMPCM。三个步骤：。三个步骤：（1 1）采样）采样对时间坐标的离散化；对时间坐标的离散化；（2 2）量化）量化对每个样本舍入到量化级别，幅度离散化；对每个样本舍入到量化级别，幅度离散化；（3 3）编码）编码对每个舍入后的样本进行编码：二进制码。对每个舍入后的样本进行编码：二进制码。o 例：例：-话音信道带宽话音信道带宽4KHz 2 2倍话音最大频率）倍话音最大频率）-量化级数量化级数：256256级级 （8 8位二进制码表示）位二进制码表示）-数据率：数据率：80008000次次/s*8bit=64Kb/s/s*8bit=64Kb/s（

17、64000bps64000bps）第23页，共57页，编辑于2022年，星期一2.5.4 模拟数据转数字信号采样3.23.23.93.92.82.83.43.41.21.24.24.23 34 43 33 31 14 4011100011011001100原始信号PAM脉冲PCM 脉冲(有量化误差)011 100 011 011 001 100PCM 输出第24页，共57页，编辑于2022年，星期一2.6 数据传输方式2.6.1 2.6.1 并行传输和串行传输并行传输和串行传输1并行传输（Parallel TransmissionParallel Transmission）o 多个数据位（比特

18、流）同时在设备之间进行传输，如同多车道高速公路上行驶的汽车2串行传输(Serial Transmission)(Serial Transmission)o 只有一条数据传输线，任一时刻只能传输一位二进制数第25页，共57页，编辑于2022年，星期一串行通信与并行通信第26页，共57页，编辑于2022年，星期一串行通信与并行通信第27页，共57页，编辑于2022年，星期一2.6.2 同步传输与异步传输o 同步的概念同步的概念：使接收端与：使接收端与发发送端在送端在时间时间基准上一致基准上一致(包括开始包括开始时间时间、位、位边边界、重复界、重复频频率等率等)o 任何两个系任何两个系统间时钟统间时

19、钟不可能完全准确同步。随着不可能完全准确同步。随着时时钟钟漂移的漂移的积积累，会累，会产产生接收方取生接收方取值值位置和位置和时间间时间间隔的隔的错错位。解决位。解决办办法，每隔一定法，每隔一定时间间时间间隔，隔，发发、收两端校、收两端校对对一一下下时间时间。这这种方法称种方法称为为同步同步第28页，共57页，编辑于2022年，星期一2.6.2 同步传输与异步传输o 三种同步方法：三种同步方法：n帧帧同步（同步同步（同步传输传输）n字符同步（异步字符同步（异步传输传输）n位同步位同步帧帧同步同步o帧帧（FrameFrame）由一定）由一定长长度（取决于所用度（取决于所用协议协议）的数据和控制信

20、）的数据和控制信息息组组成的数据成的数据块块o帧帧同步：同步：识别识别一个一个帧帧的起始和的起始和结结束，方法是在数据束，方法是在数据块块的两端的两端加上前文和后文。分加上前文和后文。分为为两两类类：第29页，共57页，编辑于2022年，星期一2.6.2 同步传输与异步传输字符同步（异步字符同步（异步传输传输）o 通信两端每次以字通信两端每次以字节为单节为单位位传输传输数据，以字数据，以字节节两端的特殊两端的特殊记记号号表示字表示字节节的开始和的开始和结结束，束，实现实现收收发发两端的同步；两端的同步；o 不不传传送送时时，信道一直，信道一直处处于高于高电电平平“1”1”的停止的停止态态；o

21、用一位低用一位低电电平（平（“0”0”状状态态）表示起始位；）表示起始位；o 接着接着传传送一个字符；送一个字符；o 最后用最后用1 1位或位或2 2位的高位的高电电平表示停止位。平表示停止位。第30页，共57页，编辑于2022年，星期一2.6.2 同步传输与异步传输位同步位同步o 使接收端接收的每一位信息都与使接收端接收的每一位信息都与发发送端保持同步，双方使用送端保持同步，双方使用发发送方送方时钟时钟达到完全同步达到完全同步o 外同步法：在外同步法：在发发、收双方、收双方间间另提供另提供时钟线时钟线路，路，发发送方在每个比特周期送方在每个比特周期都向接收方都向接收方发发送一个同步脉冲，送一

22、个同步脉冲，这这种方法很少用种方法很少用o 自同步法：利用特殊自同步法：利用特殊编码编码（如曼（如曼彻彻斯特或微分曼斯特或微分曼彻彻斯特斯特编码编码），让让数据信号自己携数据信号自己携带时钟带时钟信号信号第31页，共57页，编辑于2022年，星期一2.6.3 2.6.3 单工、半双工和全双工通信单工、半双工和全双工通信单工、半双工与全双工通信单工、半双工与全双工通信（数据流动的方向）（数据流动的方向）o 单工单工：数据单向传输：数据单向传输（无线电广播）（无线电广播）o 半双工半双工：数据可以双向传输，但不同时，相当于可切：数据可以双向传输，但不同时，相当于可切换方向的单工通信换方向的单工通信

23、（对讲机）（对讲机）o 全双工全双工：数据可同时双向传输：数据可同时双向传输（电话）（电话）两个方向的信号共享链路带宽两个方向的信号共享链路带宽 1）链路具有两条物理上独立的传输线路，）链路具有两条物理上独立的传输线路，或或 2）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输第32页，共57页，编辑于2022年，星期一2.7 多路复用技术2.7.1 2.7.1 多路复用技术的分类多路复用技术的分类复用：复用：多个信息源共享一个公共信道。多个信息源共享一个公共信道。节约节约成本成本o频频分多路复用分多路复用FDM FDM 主要用于模主要用于模拟拟信号信号传

24、输传输o光波分多路复用光波分多路复用WDM WDM 光光纤传输纤传输o时时分多路复用分多路复用TDM TDM 主要用于数字信号主要用于数字信号传输传输DEMUX复用器解复用器共享信道共享信道MUX第33页，共57页，编辑于2022年，星期一2.7 多路复用技术2.7.2 2.7.2 频分多路复用频分多路复用FDMFDMo在一条物理信道划分多路逻辑信道；在一条物理信道划分多路逻辑信道；o各逻辑信道的信号使用不同的载波频率；各逻辑信道的信号使用不同的载波频率；o各载波频率互不重叠，一条通信线路就可同时传输多各载波频率互不重叠，一条通信线路就可同时传输多路信号。路信号。第34页，共57页，编辑于20

25、22年，星期一2.7 多路复用技术频分多路复用图示频分多路复用图示fCH2CH1CH3原带宽原带宽CH1CH2CH3移频后带宽移频后带宽MUXCH1 CH2 CH3带宽复用带宽复用适用于模拟信号传输适用于模拟信号传输 第35页，共57页，编辑于2022年，星期一2.7 多路复用技术2.7.3 2.7.3 波分多路复用波分多路复用WDMWDMo波分复用即光的波分复用即光的频频分复用分复用采用波长分隔；采用波长分隔；o发送端将不同波长的光信号组合，复用到发送端将不同波长的光信号组合，复用到一根一根光纤上，在接光纤上，在接收端解复用，并送入不同的终端。收端解复用，并送入不同的终端。光谱光谱F2F1F

26、3F1F2F3共享光纤的光谱共享光纤的光谱光纤光纤2光纤光纤3光纤光纤1共享光纤共享光纤 采用无源设备，更可靠采用无源设备，更可靠棱柱棱柱/衍射光栅衍射光栅第36页，共57页，编辑于2022年，星期一波分复用 WDM 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 70 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb/s复用器分用器ED

27、FA120 km第37页，共57页，编辑于2022年，星期一2.7 多路复用技术2.7.4 2.7.4 时分多路复用时分多路复用TDMTDMo将物理信道按将物理信道按时间时间分成分成时间时间片片(时时隙隙)，轮轮流分配流分配给给各个各个用户用户（信源）；信源）；o在其占有的时隙内，用户使用信道的全部带宽。因为时隙极短，在其占有的时隙内，用户使用信道的全部带宽。因为时隙极短，每个用户感觉自己在独享信道。每个用户感觉自己在独享信道。fA2A1A3原始信号原始信号 数字化信号数字化信号D2D1D3MUX复用后数据复用后数据时隙1234D1 D2 D3 D1 D2时间片第38页，共57页，编辑于202

28、2年，星期一2.7 多路复用技术时分多路复用的分类时分多路复用的分类o同步同步TDMTDM：时间时间片与数据源一一片与数据源一一对应对应，而不管数据源是否有，而不管数据源是否有数据数据发发送，接收端根据送，接收端根据时间时间片序号区分各路数据；片序号区分各路数据；o异步异步TDMTDM：各时间片动态分配给各路信号，又称统计：各时间片动态分配给各路信号，又称统计TDMTDM。ABCD待发数据t1 t2 t3A1B1C1D1C2D2A2B2周期1周期2同步 TDM带宽浪费A1B1C2B2周期1周期2统计TDM第39页，共57页，编辑于2022年，星期一2.8 数据交换技术 数据在通信子网的传输，数

29、据在通信子网的传输，通信双方无法直接通信双方无法直接进进行点到点的行点到点的连连接，因接，因此需要中此需要中间设备间设备（中（中间结间结点）的点）的转转接接交交换换，可以分为：可以分为：o 线路交换（线路交换（circuit switching)circuit switching)o 存储转发交换存储转发交换n 报文交换（报文交换（message switching)message switching)n 分组交换（分组交换（packet switching)packet switching)第40页，共57页，编辑于2022年，星期一2.8.1 线路交换方式o是一种是一种面向连接面向连接的服

30、务；的服务；o通信双方通过通信子网进行数据交换前，要在通信子网中建立通信双方通过通信子网进行数据交换前，要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接；一个实际的物理线路连接；o数据传输过程中要经过建立连接、数据传输与释放连接数据传输过程中要经过建立连接、数据传输与释放连接三个阶段三个阶段；o优点：实时性强，适于交互式会话类通信；优点：实时性强，适于交互式会话类通信；o缺点：对突发通信不适应，系统效率低，没有存储数据的能力，缺点：对突发通信不适应，系统效率低，没有存储数据的能力，不能平滑交通量。不能平滑交通量。第41页，共57页，编辑于2022年，星期一2.8.2 存储转发交换方式（Store an

31、d forward）o发发送送的的数数据据与与目目的的地地址址、源源地地址址、控控制制信信息息按按一一定定格格式式组组成成一一个个数据单元（报文或报文分组）；数据单元（报文或报文分组）；o数数据据单单元元进进入入通通信信子子网网，先先暂暂存存在在中中间间交交换换结结点点，然然后后在在线线路不忙时转发出去；路不忙时转发出去；o通信子网中的结点是通信控制处理机，它负责完成数据单元的通信子网中的结点是通信控制处理机，它负责完成数据单元的接收、差错校验、存储、路选和转发功能。接收、差错校验、存储、路选和转发功能。第42页，共57页，编辑于2022年，星期一存储转发过程H1A交换网交换网BDECH5H6

32、H4H2H3H1 向 H5 发送数据结点交换机主机在结点交换机 A 暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机 C 暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机 E 暂存查找转发表找到转发的端口最后到达目的主机 H5第43页，共57页，编辑于2022年，星期一存储转发方式的优点o中间结点可以存储数据，多个数据单元共享通信信道，线路利中间结点可以存储数据，多个数据单元共享通信信道，线路利用率高；用率高；o中间结点具有路选功能，可动态选择最佳路径；中间结点具有路选功能，可动态选择最佳路径；o可以平滑通信量，提高系统效率；可以平滑通信量，提高系统效率；o每每个个中中间间结结点点均均要要进进行行差差错错检检

33、查查与与纠纠错错处处理理，可可以以减减少少传传输输错误，提高系统可靠性；错误，提高系统可靠性；o可以对不同通信速率的线路进行转换，也可以对不同的数可以对不同通信速率的线路进行转换，也可以对不同的数据代码格式进行变换。据代码格式进行变换。第44页，共57页，编辑于2022年，星期一存储转发的分类报文（报文（messagemessage）与报文分组（）与报文分组（packetpacket）两种：）两种：报文：一个完整的逻辑单元，数据长度不等；报文：一个完整的逻辑单元，数据长度不等；报文分组：报文分组：把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段（又分（又分数

34、据报数据报和和虚电路虚电路）。）。较短的分组传输出错易检错，重发时间较少；较短的分组传输出错易检错，重发时间较少；有利于提高存储转发结点的存储空间利用率与传输效率；有利于提高存储转发结点的存储空间利用率与传输效率；公用数据网采用的是分组交换技术。公用数据网采用的是分组交换技术。第45页，共57页，编辑于2022年，星期一报文和报文分组结构数 据数 据数 据报文数据首部首部首部分组 1分组 2分组 3报文号目地址源地址报文首部第46页，共57页，编辑于2022年，星期一三种交换的比较P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4报报文文报报文文报报文文A B C D A B C DA B C D报文交

35、换电路交换分组交换t连接连接建立建立数据数据传送传送报文报文P2P1连接连接释放释放第47页，共57页，编辑于2022年，星期一2.8.3 数据报方式（Datagram）o数据报是分组存储转发的一种形式；数据报是分组存储转发的一种形式；o分组传送时分组传送时不需要预先不需要预先在源主机与目的主机之间建立在源主机与目的主机之间建立“线路连接线路连接”；o源主机所发送的每一个分组都可以独立地选择一条传输路源主机所发送的每一个分组都可以独立地选择一条传输路径；径；o每个分组在通信子网中可能是通过不同的传输路径到达目的主机。每个分组在通信子网中可能是通过不同的传输路径到达目的主机。第48页，共57页，

36、编辑于2022年，星期一数据报的工作原理H1H5H2H4H3ACDBH6E分组交换网H H1 1向向H H5 5发送分组发送分组H2H2向向H6H6发送分组发送分组路径可能变化路径可能变化网络随时接受主机发送的分组（即数据报）网络为每个分组独立地选择路由。第49页，共57页，编辑于2022年，星期一数据报方式特点o同一报文的不同分组可经不同路径传输；同一报文的不同分组可经不同路径传输；o同同一一报报文文的的不不同同分分组组到到达达目目的的结结点点时时可可能能出出现现乱乱序序、重重复复与与丢丢失失现象；现象；o每个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址；每个分组在传输过程中都必须带有目的地址

37、与源地址；o数据报方式报文传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于数据报方式报文传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信。长报文、会话式通信。第50页，共57页，编辑于2022年，星期一2.8.4 虚电路方式（Virtual Circuit）o试图将数据报与线路交换结合起来，充分发挥两种方法的试图将数据报与线路交换结合起来，充分发挥两种方法的优点，以达到最佳的数据交换效果；优点，以达到最佳的数据交换效果；o分组发送前，需要在发送方和接收方建立一条逻辑连接的虚电路；分组发送前，需要在发送方和接收方建立一条逻辑连接的虚电路；o通信过程也分为以下三个阶段：虚电路建立、数据传输与虚电

38、路通信过程也分为以下三个阶段：虚电路建立、数据传输与虚电路释放阶段。释放阶段。第51页，共57页，编辑于2022年，星期一虚电路的工作原理H1H5H2H4H3ACDBH6E分组交换网分组交换网H1 要和要和 H5 通信通信H H1 1 先向先向 H H5 5 发一个特定格式的控制信息分组，要求进行发一个特定格式的控制信息分组，要求进行通信，同时寻找一条合适路由。若通信，同时寻找一条合适路由。若 H H5 5 同意通信就发回响同意通信就发回响应，然后双方就建立了虚电路。应，然后双方就建立了虚电路。虚电路虚电路H1 向向 H5 发送的发送的所有分组都沿此所有分组都沿此虚电路传送。虚电路传送。第52

39、页，共57页，编辑于2022年，星期一虚电路的特点o每次分组发送前，必须在每次分组发送前，必须在已有的已有的物理链路的发送、接收端之间物理链路的发送、接收端之间建立一条逻辑连接；建立一条逻辑连接；o一一次次通通信信的的所所有有分分组组都都通通过过该该虚虚电电路路顺顺序序传传送送，分分组组不不必必带带目目、源地址等辅助信息。分组到达目的结点时不会丢失、重复与乱序；源地址等辅助信息。分组到达目的结点时不会丢失、重复与乱序；o分分组组通通过过虚虚电电路路上上的的每每个个结结点点时时，结结点点只只需需要要做做差差错错检检测测，而而不需要做路径选择；不需要做路径选择；o一个结点可以和任何结点建立多条虚电

40、路连接。一个结点可以和任何结点建立多条虚电路连接。第53页，共57页，编辑于2022年，星期一虚虚电电路与数据路与数据报报的比的比较较数据报数据报虚电路虚电路建立连接建立连接不不需要需要需要需要分组中的目的地址分组中的目的地址完整地址完整地址VC标识标识路由器中的路由表路由器中的路由表 只需一个很简单只需一个很简单 的路由表的路由表要为每个虚电路要为每个虚电路保存一个路由表保存一个路由表 选路选路每个分组独立选路，每个分组独立选路，路由可能不同路由可能不同在在VC建立时选路，建立时选路，所有分组路由相同所有分组路由相同几乎不受影响几乎不受影响所有经过该路由器所有经过该路由器的的VC都将终止都将

41、终止拥塞控制拥塞控制很难实现很难实现易于实现易于实现路由器故障的影响路由器故障的影响差错控制和流量控制差错控制和流量控制由主机负责由主机负责由子网负责由子网负责第54页，共57页，编辑于2022年，星期一2.9 差差错错控制方法控制方法o物理通路物理层的传输技术没考虑差错控制；物理通路物理层的传输技术没考虑差错控制；o链路链路(link)(link)：一条无源的点到点的物理线路段，中间没有交换结：一条无源的点到点的物理线路段，中间没有交换结点；点；o数据链路数据链路(data link)(data link)：在物理线路上，用通信协议控制数据：在物理线路上，用通信协议控制数据的传输。若把实现这

42、些协议的硬件和软件加到链路上，就构成的传输。若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；了数据链路；o适配器（即网卡）是用来实现协议的硬件和软件。一般的适配器适配器（即网卡）是用来实现协议的硬件和软件。一般的适配器都包括数据链路层和物理层两层的功能。都包括数据链路层和物理层两层的功能。第55页，共57页，编辑于2022年，星期一2.9 差差错错控制方法控制方法2.9.1 2.9.1 差错产生的原因与差错类型差错产生的原因与差错类型o传输差错是通过通信信道后接收的数据与发送数据不一致的现象；传输差错是通过通信信道后接收的数据与发送数据不一致的现象；o差错控制是检查是否出错及如何纠错

43、；差错控制是检查是否出错及如何纠错；o通信信道的噪声分为两类：热噪声和冲击噪声；通信信道的噪声分为两类：热噪声和冲击噪声；o由热噪声引起的差错是随机差错，或随机错；由热噪声引起的差错是随机差错，或随机错；o冲击噪声引起的差错是突发差错，或突发错；冲击噪声引起的差错是突发差错，或突发错；o传输差错由随机差错与突发差错共同构成传输差错由随机差错与突发差错共同构成第56页，共57页，编辑于2022年，星期一2.9 差差错错控制方法控制方法2.9.2 2.9.2 检错码与纠错码检错码与纠错码o纠错码：纠错码：每个传输的分组带上足够的冗余信息；每个传输的分组带上足够的冗余信息；接收端能发现并自动纠正传输差错。接收端能发现并自动纠正传输差错。o检错码检错码:分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息；分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息；接收端能够发现出错，但不能确定哪位是错的，并且自己不能纠正接收端能够发现出错，但不能确定哪位是错的，并且自己不能纠正传输差错。如奇偶校验传输差错。如奇偶校验o传输差错传输差错第57页，共57页，编辑于2022年，星期一