第二章 网络通信基本原理

1、四川建筑职业技术学院l 目标：目标：l 了解通信系统的工作原理l熟悉网络传输的差错处理技术l熟悉多路复用技术及传输的控制规程12022年4月22日10时40分四川建筑职业技术学院通信系统的基本组成概念概念：通信：信息的传递，被传输的信息通常以电磁波信号的形式出现。通信三要素：信源：信息的发送者，如计算机、机器、人；信宿：信息的接收者，如计算机、机器、人；信道：信息的传输介质，如光纤、电缆、无线信道等2022年4月22日10时40分2信源信源变换器变换器反变换器反变换器信宿信宿噪声源噪声源载体（信道）载体（信道）四川建筑职业技术学院信息与信号模拟信息与数字信息模拟信息与数字信息模拟信息：通过各类

2、感应器收集到的信息（如温度），具有连续变化的特点。数字信息：内容为离散的数值，具有突变的特点。计算机处理的二进制信息则为典型的数字信息计算机处理的二进制信息则为典型的数字信息放大器与放大器与中继器中继器放大器：为衰减的信号补充能量，缺点是加入了噪声。中继器：过滤噪声防止信号畸变，同时为信号整型。2022年4月22日10时40分3四川建筑职业技术学院信道定义与分类定义与分类信道：指信息传输的载体，它以传输介质和中继通信设施为基础，并具有方向的概念。信道分类：根据介质分类：有线信道：由物理介质（如导线）构成的传输介质。无线信道：在自由空间中，利用类似于电磁波的介质传输信号。根据信号分类模拟信道：传

3、输模拟信号，特点是信号容易衰减、畸变数字信道：传输数字信号，特点是信号不衰减或作等比例衰减2022年4月22日10时40分4四川建筑职业技术学院常见传输媒体双绞线双绞线即是有线信道也是模拟信道使用最广、价格便宜能够传播模拟信号和数字信号速度：10mb/s100mb/s超过几千米的长距离传输需使用设备放大信号2022年4月22日10时40分5铜线聚氯乙烯 套层绝缘层无屏蔽双绞线 UTP铜线聚氯乙烯套层屏蔽层绝缘层屏蔽双绞线 STP四川建筑职业技术学院常见传输媒体同轴电缆同轴电缆即是有线信道也是模拟信道在互联网发展初期广泛使用，后因价格因素被双绞线替代特点：寿命长、频带宽、质量稳定现主要应用于闭路

4、电视传输系统中2022年4月22日10时40分6外导体屏蔽层绝缘层绝缘保护套层内导体同轴电缆四川建筑职业技术学院常见传输媒体光纤（有线信道和数字信道）传播速度快：目前最高可达50000GHz的带宽，今后还可提升。现在的实际传输速度可达10Gb/s，速度主要受限于光电信号的转换速度。多模光纤与单模光纤特点：传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济抗雷电和电磁干扰性能非常好。无串音干扰，保密性好体积小，重量轻2022年4月22日10时40分7输入脉冲输出脉冲单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤四川建筑职业技术学院常见传输媒体无线电波无线电波无线信道利用地面发射的无线电波通过电离层的反射，或电离层与

5、地面发射到达接收端的一种远距离通信方式特点传播距离远全方位传播，容易绕过障碍物，无需对准电离层不稳定，导致传输质量不稳定2022年4月22日10时40分8无线电波无线电波l中、低频电波：沿地球表面传播中、低频电波：沿地球表面传播l高频、甚高频电波：利用电离层反射传播高频、甚高频电波：利用电离层反射传播四川建筑职业技术学院常见传输媒体微波微波无线信道频率在100MHz以上的无线电波，其能量将集中于一点并沿直线传播，就称为微波特点：直线传输，需发射端与接收端对准远距离传输耗损小、传输成本低传输质量稳定保密性较导向媒体差，需额外加密2022年4月22日10时40分9四川建筑职业技术学院常见传输媒体卫

6、星卫星无线信道在地球站利用位于约3万6千公里高空的人造同步地球卫星作为中继器的一种微波接力通信方法。特点传播距离远适宜广播通信，覆盖面广技术复杂，成本高2022年4月22日10时40分10四川建筑职业技术学院信道带宽和信道容量信道带宽信道带宽指信道可以不失真地传输信号的频率范围。不同的传输介质具有不同的带宽信道容量信道容量指信道的在单位时间内可以传输的最大信号量，它表示信道的传输能力。常见的数据传输单位：bps（b/s,位每秒）、Kbps、Mbps、Gbps2022年4月22日10时40分11由于带宽和容量具有正比关系：带宽越大，容量越大，因此现实中一般由于带宽和容量具有正比关系：带宽越大，容

7、量越大，因此现实中一般利用带宽表示信道容量。如局域网带宽一般为利用带宽表示信道容量。如局域网带宽一般为10Mbps1000Mbps四川建筑职业技术学院信道带宽和信道容量2022年4月22日10时40分12四川建筑职业技术学院调制与解调为什么需要调制解调？为什么需要调制解调？计算机网络的前身为采用模拟传播技术的电话网络，该网络已具有庞大的规模且运行良好。计算机发送与接收的是数字信号，因此利用电话网络传输需要进行数字信号与模拟信号的转换。完成转换功能的设备称为调制解调器modem2022年4月22日10时40分132.5、2.6、2.7节内容：略有兴趣的同学可自行阅读。四川建筑职业技术学院2.8传

8、输方式根据组成字符的各个二进制位是否同时传输，传输方式可根据组成字符的各个二进制位是否同时传输，传输方式可分为分为并行传输并行传输和和串行传输串行传输两类。两类。并行传输 串行传输14主机A主机B8个信道00101 1 1 100000000000000011010ABCD主机A主机B11000011 01000010 01000001CAB特点：传输速度快、通信成本高、不支持远特点：传输速度快、通信成本高、不支持远距离传输距离传输特点：传输速度低、成本低、支持远距离特点：传输速度低、成本低、支持远距离传输传输四川建筑职业技术学院2.8传输方式串行传输需解决的问题串行传输需解决的问题数据报文由

9、多个字符构成，而字符又由多个比特构成。在串行传输的信道中，数据以比特流的形式存在。当接收端接收到数据比特流时，想要正确的读取数据就需要做到以下几点：正确识别比特位、正确识别字符、正确识别报文正确识别比特位、正确识别字符、正确识别报文。两类串行传输方式：同步传输：数据块之间的传输间隔固定，这要求收发双方的时钟频时钟频率一致。率一致。异步传输：数据块之间的传输时间间隔长度可变，收发双方的时钟时钟频率相互独立频率相互独立。2022年4月22日10时40分15四川建筑职业技术学院2.8传输方式同步传输同步传输概述：同步传输在传输用户数据前先向对方传输约定数量的同步字符，与对方进行时钟频率的校验；然后，

10、发送用户数据；最后，再次发送数个同步字符提醒对方传输完毕。分类：面向位的同步传输（位同步）：以位为单位传输数据，使用零比特填充法零比特填充法区分特殊字符和用户数据。面向字符的同步传输（字符同步）：以字符为单位传输数据，使用字符填充法字符填充法区分特殊字符和用户数据。2022年4月22日10时40分16同步传输的数据结构四川建筑职业技术学院零比特填充法当线路采用位同步传输（一连串的比特连续传送）时，计算机采用该类填充法实现透明传输。填充方法：填充方法：当发送方的数据链路层碰到数据中的5个连续的“1”时，它自动在输出位流中填充一个“0”，当接收方看到连续5个“1”并且后面是“0”时，将自动去掉该“

11、0”位，还原成原来的比特流。2022年4月22日10时40分17四川建筑职业技术学院会被误认为是 F 字段零比特的填充与删除 数据中某一段比特组合恰好出现和 F 字段一样的情况0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0发送端在 5 个连 1 之后填入 0 比特再发送出去填入 0 比特0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0在接收端将 5 个连 1 之后的 0 比特删除，恢复原样在此位置删除填入的 0 比特0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0练习：1、假设有一段数据的比特流为00000000111111111

12、1011111110，试用零比特填充法填充后将其发送出去，请写出填充后的数据。2、收到数据为0111111000011001111101111100111111000001111110，请找出数据的内容和头尾。四川建筑职业技术学院字符填充法当线路采用面向字符的同步传输时，计算机采用字符填充法实现透明传输，其主要原理原理是将同步字符0 x7E（01111110）放置在用户数据块的开始和结尾处，用于同步时钟频率和提示用户数据的开始和结束。当用户数据中出现与同步字符相同的字符时，利用转义字符进行转义。填充方法填充方法协议定义了一个特殊转义字节0 x7D（01111101），当数据中出现与特殊字符相同

13、的数据段时，就在数据段前插入转义字符。如果数据段与标志序列相同，则实际结果是0 x7D， 0 x7E如果数据段与转义字节相同，则实际结果是0 x7D， 0 x7D2022年4月22日10时40分19四川建筑职业技术学院2.9 传输形式三三类传输形式：类传输形式：单工通信（单向通信）：只能有一个方向的通信，而没有反方向的交互，如广播电视。半双工通信（双向交替通信）：双方均可发送信息，但不能双方同时发送。全双工通信（双向同时通信）：双方可以同时发送和接收信息，计算机网络是典型的全双工通信模式。2022年4月22日10时40分20四川建筑职业技术学院2.10 传输差错处理什么是传输差错？什么是传输差

14、错？在网络传输过程由于信号失真导致的的数据错误数据错误或因传输失败、超时导致的数据包丢失、延迟数据包丢失、延迟被统称为传输差错。如何如何处理差错？处理差错？差错检测：利用计时器计时器检测数据包的延迟或丢失利用检错码检错码检测数据包的数据错误差错处理：利用重传机制重传机制解决数据包丢失、延迟问题利用检错码检错码修正简单数据错误，利用重传重传修正复杂数据错误2022年4月22日10时40分21请注意：差错处理是收发双方保障数据正确传输的机制，该工作只在终端进行只在终端进行，传输过程中经过的网络节点仅节点仅负责转发转发数据！四川建筑职业技术学院反馈重传机制基本流程基本流程2022年4月22日10时4

15、0分22发送方发送方接收方接收方连接请求及检错码连接请求及检错码确认确认请求建立连接并发送检错码接收检错码返回确认发送正式数据数据数据确认确认接收数据并检错如正确返回确认数据数据确认确认继续发送数据数据发送完毕关闭连接关闭请求关闭请求数据全部正确接收确认关闭确认确认特点：特点：l 发送方每发送一个数据包需等待对方的确认。 收到确认则继续发送新数据 未收到确认则继续等待直到超时后重传l 接收方根据检错码核实数据正确性，并且每正确收到一个数据包就发送一个确认。四川建筑职业技术学院重传2022年4月22日10时40分23发送方接收方数据数据1确认确认1发送数据1继续发送数据超时超时重传数据校验无误返

16、回确认检验出错不返回确认收到确认继续发送新数据出错重传出错重传数据数据2校验无误返回确认数据数据2确认确认2为了保证协议正常执行，这里需注意以下为了保证协议正常执行，这里需注意以下三点：三点： 发送发送方在发送完一个分组后，需方在发送完一个分组后，需暂时保暂时保留已发送的分组副本留已发送的分组副本。 分组和确认都必须进行分组和确认都必须进行编号编号。 超时计时器设置的重传时间应当超时计时器设置的重传时间应当比分组比分组传输的平均往返时间更长一些传输的平均往返时间更长一些。四川建筑职业技术学院2022年4月22日10时40分24超时重传超时重传发送方接收方数据数据1发送数据超时超时重传数据收到确

17、认继续发送新数据校验无误返回确认数据数据1确认确认1X丢失丢失情况一：数据丢失发送方接收方数据数据1发送数据超时超时收到确认继续发送新数据校验无误返回确认数据数据1确认确认1X丢失丢失确认确认1重传数据情况二：确认丢失发送方接收方数据数据1发送数据超时超时收到确认继续发送新数据丢弃丢弃重复数据1但仍应再次发送确认发送确认1数据数据1确认确认1确认确认1迟到迟到重传数据情况三：确认迟到数据数据2重复收到确认重复收到确认1，接收后丢弃，接收后丢弃校验无误返回确认1四川建筑职业技术学院停-等协议概述概述停等协议是一类典型的反馈重传方法。其核心机制包括：肯定确认ACK、否定确认（NCK）计时器、计数器

18、流程：1.发送方发送数据发送数据并等待确认等待确认2.接收方接收数据，校验后发还确认确认（ACKNCK）3.发送方收到ACK，则发送新数据新数据；若收到NCK，则重发重发上个数据包4.若发送方为收到ACK或NCK，则继续等待直到超时超时后重发重发数据包且计数器加计数器加15.若重发次数超过指定值次数超过指定值，向上层用户报错报错2022年4月22日10时40分25上层用户数据上层用户数据停等协议停等协议下层下层协议模块协议模块四川建筑职业技术学院2022年4月22日10时40分26初始化初始化重发次重发次数数+1N给上层用户报错给上层用户报错从上层接收数据从上层接收数据上层有数据上层有数据发送

19、数据到下层发送数据到下层启动计时器启动计时器接收下层数据接收下层数据下层有数据下层有数据重发次数置重发次数置0有有无无NAKACK其他其他有有计时器计时器超时超时无无是是是是否否否否发送方流程发送方流程接收方流程接收方流程初始化初始化从下层接收数据从下层接收数据下层有数据下层有数据无无检查数据正确性检查数据正确性有有数据正确数据正确向上层发送数据向上层发送数据向下层发送向下层发送ACK是是否否向下层发向下层发送送NAK四川建筑职业技术学院思考题1.举例说明：为什么在停等协议中需对数据和分组编号？举例说明：为什么在停等协议中需对数据和分组编号？2.举例说明：在停等协议中，如果收到重复的报文段时不

20、予理睬（即举例说明：在停等协议中，如果收到重复的报文段时不予理睬（即不再重复确认）是否可行？不再重复确认）是否可行？2022年4月22日10时40分27不编号的例子不理睬的例子四川建筑职业技术学院停等协议的性能停等协议的性能停等协议是一个功能正确的协议，缺点是其效率太低（半双工）。举例：举例：有两台主机分别位于美国东西两岸，两岸间的光速往返传播时延RTT大约是30ms，假定彼此通过一条传输效率为R=1Gb/S的信道相连。包括首部和数据的每个数据包长度L=1000字节（8000bit），实际传输一个分组到1Gb/S链路中所需时间是t=L/R=8us。在停等协议下：t=0时发送分组；8us后分组全

21、部进入链路t=8us+15ms=15.008ms时，分组到达接收方假设ACK很小（忽略发送时延），t=30.008ms时ACK到达发送方，发送方开始发送下一个分组。发送方利用率=0.008/30.008=0.00027相当于一个网络提供商购买了千兆链路，仅能得到127kb/s的吞吐量！四川建筑职业技术学院解决方案：流水线传输 发送方可连续发送连续发送多个分组，不必每发完一个分组就停顿下来等待对方的确认。由于信道上一直有数据不间断地传送，这种传输方式可获得很高的信道利用率。 四川建筑职业技术学院2、滑动窗口协议概述概述目标：提高数据传输的效率地位：TCP协议的精髓原理：设置发送窗口，在窗口内的多

22、个分组可以一次性发送出去，而不需要等待对方的确认。当接收方接收到一定量的分组后，向发送方发送一个累积确认，告知其之前分组均已正确接收。当发送方收到一个累积确认后，将窗口向前滑动，以便发送新的分组。本部分内容，教材叙述不清，详情请参看谢希仁著计算机网络的5.4、5.6节内容（P192-P200），课件内容以该书内容为标准编制。四川建筑职业技术学院1234567891011122、滑动窗口协议连续连续ARQ协议协议简化的滑动窗口协议协议内容：位于窗口内的分组可以连续发送出去每接收到一个累积确认累积确认，窗口就滑动相应的位置发送窗口初始状态下的滑动窗口，其大小为初始状态下的滑动窗口，其大小为5 5个

23、分组个分组当接收到分组当接收到分组1 1的确认时，窗口向前滑动一格的确认时，窗口向前滑动一格随后，当接收到分组随后，当接收到分组5 5的确认时，窗口向前滑动四格的确认时，窗口向前滑动四格发送窗口这里收到的第二个确认就是一个累积确认累积确认，其告知发送方5号之前的所有分组均已收到。四川建筑职业技术学院123456789101112滑动窗口协议连续连续ARQ协议协议协议内容：位于窗口内的分组可以连续发送出去，窗体前面的部分为已发送且获得确认的数据，窗体后面的为未发送的数据。每接收到一个累积确认累积确认，窗口就滑动相应的位置回退回退N：若发送方一连发出了前五个分组，其中3号分组丢失了，基于累积确认原

24、理，接收方只能对序号为2的累积确认。因此，发送方只能将窗体向前滑动两格，且重发3-5号分组。发送窗口窗口滑动两格，且重发窗口滑动两格，且重发3,4,53,4,5号分组。号分组。四川建筑职业技术学院滑动窗口协议以字节为单位的滑动窗口以字节为单位的滑动窗口概述：窗体以字节为单位向前滑动窗体的大小由接收方根据其接收能力确定，当B给A发送消息说明窗口是20（字节），确认号是31，则窗体构成如下：窗体内的数据需保留在发送方的缓存中以备重发，当接收到确认后方可删除。由于协议本身复杂，为简化模型，我们假设数据传输只在一个方向上进行，其A发送数据，B给出确认。在这个模式下，讨论将仅限两个窗口：A A的发送窗口

25、、的发送窗口、B B的接收窗口的接收窗口。请注意：窗体大小需由接收方决定，窗体越大发送方的效率越高，但若接收方来不及处理，则高效的传输没有任何意义。四川建筑职业技术学院以字节为单位的滑动窗口窗体的行为 窗体的大小由后沿和前沿共同确定后沿前移：收到新确认。前沿前移：收到新确认（窗体前移）。不动：未收到新确认且接收方通知窗体大小不变、收到了新确认但接收方通知窗体缩小。收缩：接收方通知窗体缩小。TCP标准强烈不赞成接收方缩小窗体。这容易导致将已发送未确认的窗内数据划分到窗体之外。四川建筑职业技术学院以字节为单位的滑动窗口窗体指针窗体指针在A的发送窗口中，数据可分为两类:已发送但未收到确认允许发送但尚

26、未发送使用三个指针P1、P2、P3区分两类数据，若A已发送了窗内的11个字节数据（31-41）则指针如图所示。P3 P1 = A 的发送窗口（又称为通知窗口）P2 P1 = 已发送但尚未收到确认的字节数P3 P2 = 允许发送但尚未发送的字节数（又称为可用窗口） 四川建筑职业技术学院以字节为单位的滑动窗口协议运行细节讨论协议运行细节讨论情况一：A发送了11个数据（31-41），而B此时仅收到失序达到的数据32、33。则：B仅能发送确认号31（即期望收到的序号）并缓存收到的数据。四川建筑职业技术学院协议运行细节讨论协议运行细节讨论情况二：接上述情况，若此时B收到了31号数据。则B：将31-33号

27、数据交付给应用层删除缓存中的对应数据：32、33号分组发送确认号：34和窗口值：20（A收到后将窗口前移三格）将接收窗口前移三格四川建筑职业技术学院协议运行细节讨论协议运行细节讨论情况三：接上述情况，若B一直未收到34号数据或B发给A的确认丢失，而A已将窗体内所有数据发送完毕，此时A：A的发送窗口已满，可用窗口为零为保证可靠传输，A设置超时定时器，当定时器为0则重发这部分数据。四川建筑职业技术学院以字节为单位的滑动窗口关于缓存关于缓存发送方缓存应用程序传给传输层TCP准备发送的数据已发送但尚未得到确认的数据接收方缓存按序到达，但尚未被接收应用程序读取的数据为按序到达的数据四川建筑职业技术学院练

28、习假设使用连续ARQ协议，发送窗口大小是3，而序号范围是【0,15】，而传输媒体保证在接收方能够按序收到分组。在某一时刻，接收方下一个期望收到的序号是5。试问：（1）在发送方的发送窗口中可能出现的序号组合有哪些种？（2）接收方已经发送出去，但仍滞留在网络中（即还未到达发送方）的确认分组，可能有哪些？说明这些确认分组是用来确认哪些序号的分组。2022年4月22日10时40分402-7234四川建筑职业技术学院2.11 常用检错码检错码的构造检错码的构造检错码=信息字段+校验字段实质：实质：设计信息字段与校验字段之间的对应关系，即编码规则检验检验码的特性：码的特性：校验码越长，编码的检错能力越强。

29、校验码过长，易导致有效信息比例下降，传输效率变低。2022年4月22日10时40分41四川建筑职业技术学院常用检错码奇偶校验法奇偶校验法水平奇/偶校验位检验方法：检验方法：根据数据位中1的个数，设置校验位，使得数据位加校验位的1的个数达到偶数个(偶校验)或奇数个（奇校验）。例如：采用偶校验时若接收端发现帧中1的个数为奇数，则说明发生差错。特点：特点：在差错发生概率较小且位之间的差错均独立发生时适用检测正确率仅50%2022年4月22日10时40分420100110011111数据位数据位校验位校验位四川建筑职业技术学院常用检错码垂直奇偶校验码该校验码也成为组校验，将被传输的信息进行分组分组，并

30、排列为果然行和列，然后利用奇校验或或偶校验计算计算出其校验码校验码并跟随跟随用户数据发送发送出去举例（偶校验法）假设有用户数据内容为0111001001010101010111010101，则2022年4月22日10时40分430111001 b10010101 b20101011 b31010101 b41010010 r用户数据，分为4行7列：偶校验码：垂直校验的准确度高于水平校验，准确度为PQ/P(Q+1)，其中Q为行数，P为列数。如例子中的数据为4行7列，则准确度为80%四川建筑职业技术学院常用检错码垂直奇偶校验码的检测：垂直奇偶校验码的检测：接收方在接收到用户数据后进行验证，验证方法

31、为将接收的比特流按字符（7位）异或，即S=b1 b2 bn r。若奇校验则S=1说明数据正确，若偶校验则S=0说明数据正确。异或运算法则异或运算法则：相同为0相异为1，利用符号2022年4月22日10时40分44例如：1 0 1 1 0 1 0 1 = 1 1 1 01 0 1 1 0 1 0 1 = 1 1 1 0四川建筑职业技术学院垂直水平奇偶校验校验方法：校验方法：将单个帧分段排列形成一个矩阵后利用异或计算出其行、列校验码存入用户数据帧中发送给接收方。接收方将同样利用异或运算计算得到的结果与校验码比较，若不同，则说明发生差错。2022年4月22日10时40分45四川建筑职业技术学院水平垂

32、直奇偶校验实例2022年4月22日10时40分46101011111001110原始数据原始数据101011111100011101001010发送方将数据分为三段后计算行、列校验码。列校验码列校验码行校验码行校验码10 10 0 10 1校验位校验位101011101100011101001010接收方再次进行模2运算发现（2,2）位置数据出错校验错校验错校验错校验错二维奇偶校验的特点：1.当数据中产生单个差错，可以检测并自动纠正2.当数据中产生多个差错时，也可检测但无法纠正四川建筑职业技术学院练习：1、有如下用户数据，若按每行7位为其分组，然后请利用水平垂直偶偶校验码找出其校验码为多少？2

33、、某接收方收到如下数据，其中后10位为校验码，则请利用水平垂直奇奇校验码检测该数据是否出错，若出错请指出错误的地方并进行纠正。2022年4月22日10时40分471 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0111011010000101000100001110101011101010011四川建筑职业技术学院循环冗余校验CRCl原理：原理：l把数据D，看成d位二进制数l发送方与接收方商定一个r+1位模式 (生成多项式), G l选择r位循环冗余位, R, 将它们添加到D后面l 的d+r位二进制数使用模2运算能被被r+1位的二进制

34、数位的二进制数 G整除整除l接收方用G去除接收到的的d+r位二进制数，如果余数非零：错误发生l能检测到少于能检测到少于r+1位的各种猝发错误，被各种协议位的各种猝发错误，被各种协议广泛使用广泛使用 D: 被发送的数据比特被发送的数据比特R：CRC比特比特d比特比特r比特比特CRC编码2022年4月22日10时40分48四川建筑职业技术学院循环冗余校验实例发送方行为发送方行为传输数据D为：101110，设置校验位R为3位。根据校验位数量双方商定的生成多项式x3+1则G为1001，共4位。根据上述内容，计算检验码R要使能被G整除（异或运算），则有将D与R合并后发送到接收方。接收方行为接收方行为将与

35、G相除（异或运算），余数为0则接受；反之，则认为出错2022年4月22日10时40分49101110011四川建筑职业技术学院练习1、要发送的数据比特序列为1010001101，CRC校验生成多项式G(X)=X5+X4+X2+1,计算CRC校验码. 2、完成书后练习第9题 p662022年4月22日10时40分50四川建筑职业技术学院2.13 多路复用与集中传输 复用：复用：指能在同一信道中同时传输多路信号的技术。类别：频分复用（Frequency Division Multiplexing ，FDM）时分复用（Time Division Multiplexing ，TDM ）波分复用（Wav

36、elength Division Multiplexing ，WDM）2022年4月22日10时40分512.12节内容略，感兴趣的同学可课后自学四川建筑职业技术学院频分复用定义定义将多个信号调制在不同的载波频率上，从而在同一媒体上实现同时传送多路信号的目的。优点：信道利用率高、复用路数多分路方便，用户数与带宽成正比缺点：设备复杂抗干扰能力差，容易产生串音干扰2022年4月22日10时40分52源1源6源2源3源4源5频分多路复用器MUX通道1通道2通道3通道4通道5通道6频分多路复用器MUX目标1目标2目标3目标4目标5目标6四川建筑职业技术学院波分复用定义：定义：波分复用是光的频分复用，作

37、用是通过提高光纤的利用率以达到提高传输效率的目的。2022年4月22日10时40分53 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复用器分用器光纤放大器EDFA120 km四川建筑职业技术学院时分复用定义：定义：时分复用是将多路信号按一定的时间间隔以“轮转” 的方式在一条线路

38、上“同时”传送。特点：特点：将时间划分为一段段等长的时隙并编号每位复用用户占用一个序号的时隙每位复用用户在传送时占用了同样的带宽多个时隙构成了一个时分复用帧（TDM帧）2022年4月22日10时40分54A B C D A B C D A B C D A B C D可用频段可用频段频率时间时分复用帧组成信道的时隙四川建筑职业技术学院时分复用时分复用的缺点：时分复用的缺点：利用率低：每个时隙固定分配给某个用户，当该用户无数据传送时会造成浪费。2022年4月22日10时40分55ABCDaabbcdb cattttt4 个时分复用帧#1acbcd时分复用#2#3#4用户四川建筑职业技术学院统计时分

39、复用（集中传输）时分复用的改进：统计时分复用时分复用的改进：统计时分复用将多个低速用户的数据集合起来共享一个高速链路的时隙。2022年4月22日10时40分56用户ABCDabcdttttt3 个 STDM 帧#1acbab bcacd#2#3统计时分复用每个时隙中需先传输当前时隙用户的地址信息四川建筑职业技术学院2.14 数据交换三类数据交换方式三类数据交换方式电路交换：面向连接的交换方式报文交换：共享线路、存储转发分组交换：共享线路、存储转发、报文分组区别：区别：线路分配方案 独占独占or共享共享用户的灵活性 用户用户数据格式的定义数据格式的定义网络资源收费策略 距离？通信时长？分组交换更

40、廉价距离？通信时长？分组交换更廉价2022年4月22日10时40分57建立连接建立连接保持连接保持连接释放链接释放链接以报文为传输单元，自主路由转发以报文为传输单元，自主路由转发以分组为传输单元，实现同一报文数据多分组并行传输以分组为传输单元，实现同一报文数据多分组并行传输四川建筑职业技术学院2.15 数据报和虚电路使用何种服务管理网络中的分组流？使用何种服务管理网络中的分组流？讨论：是面向连接服务（虚电路）还是无连接服务（数据报）？电话网络：数据可靠性要求高，终端设备（电话机）简单，检错纠错能力差。解决方案：面向连接的解决方案：面向连接的虚电路服务虚电路服务，提供独占线，提供独占线路保证数据

41、正确、按序达到。路保证数据正确、按序达到。计算机网络：数据可靠性要求高，终端设备（计算机）差错处理能力强。解决方案：面向无连接的解决方案：面向无连接的数据报服务数据报服务，降低了线路架，降低了线路架设成本，提高了网络的灵活性，可适应网络的不同应用。设成本，提高了网络的灵活性，可适应网络的不同应用。58可以看出：可以看出：讨论利用何种服务管理分组流，主要是看可靠交付的任务由谁完成。网络？端系统？讨论利用何种服务管理分组流，主要是看可靠交付的任务由谁完成。网络？端系统？在计算机网络中，计算机作为一类复杂设备有能力承担这项任务。在计算机网络中，计算机作为一类复杂设备有能力承担这项任务。因此，网络传输

42、过程中仅需提供因此，网络传输过程中仅需提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。的数据报服务。四川建筑职业技术学院虚电路服务和数据报服务59虚电路服务（虚电路服务（virtual-Circuit，VC）虚电路：指从源节点到目的节点之间由软件按网络地址建立起来的通道。虚电路服务的三阶段1.建立连接：在进行实际数据通信前，先通过路由选择在源网络节点和目的网络节点之间建立一条虚电路建立一条虚电路，并为沿路的每一段链路分配每一段链路分配一个一个VC号号，同时为沿路的所有节点的虚电路表虚电路表中增加一项链路信息。2.维持连接（通信）：每个节点维持当前连接的

43、VC号，当对应数据包到达时按虚电路表进行转发按虚电路表进行转发并将数据包首部的VC号修改为即将进入号修改为即将进入的链路的的链路的VC号号。3.断开连接：完成数据转发后各节点将虚电路表虚电路表中的对应表项删除删除。四川建筑职业技术学院H1 H2虚电路H1 发送给 H2 的所有分组都沿着同一条虚电路传送虚电路服务 虚电路表示这只是一条逻辑上的连接逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。 请注意，电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接真正的连接。因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似，但并不完全一样。 60ABC12223242进入进入节点节点进入虚进入虚电路号电路号离去离去节点节点离去虚离去虚电路号电路号H112B22四川建筑职业技术学院虚电路服务和数据报服务61数据报服务（数据报服务（dadgram network）源主机将原始数据划分为多个定长分组，并为每个分组增加一个首部记录其目的主机地址。将分组发送到网络中，通过路由器实现每个分组的独立转发。数据报服务的基本构成元素端系统：拆包和组包路由器：维持路由表，根据分组目的地址进行转发路由算法：负责路由表的生成、维护和实时更新（1到5分钟更新一次路由表）四川建筑职业技术学院拆包和组包网络中的基