第2章 计算机网络通信与体系结构

1、第第2章章 计算机网络通信与体系结构计算机网络通信与体系结构n2.1 数据通信基础数据通信基础 n2.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 n2.3 数据传输介质数据传输介质 n2.4 网络的拓扑结构网络的拓扑结构 主主 要要 内内 容容2.1 数据通信基础数据通信基础主要内容主要内容2.1.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念 2.1.2 模拟数据与数字数据的传输形式模拟数据与数字数据的传输形式 2.1.3 数据传输中的检错与纠错数据传输中的检错与纠错 2.1.4 多路复用多路复用 2.1.5 数据传输方式数据传输方式 2.1.6 数据交换方式数据交换方式 n返回返回2.1.1 数据

2、通信的基本概念数据通信的基本概念 1数据（数据（数据是有意义的实体，是描述事物的形式。数据是有意义的实体，是描述事物的形式。 ）2信号（信号（信号是数据的电磁编码或电子编码。信号是数据的电磁编码或电子编码。 ）3信息（信息（信息是数据的内容和解释。信息是数据的内容和解释。 ）4信源（信源（通信过程中发送信息的设备称为信源。通信过程中发送信息的设备称为信源。 ）5信宿（信宿（通信过程中接受信息的设备称为信宿。通信过程中接受信息的设备称为信宿。 ）6信道（信道（信源和信宿之间的通信线路称为信道。信源和信宿之间的通信线路称为信道。 ）返回返回2.1.2 模拟数据与数字数据的传输形式模拟数据与数字数据

3、的传输形式 1模拟数据在模拟信道上传输模拟数据在模拟信道上传输 如图所示如图所示2数字数据在模拟信道上传输（频带传输数字数据在模拟信道上传输（频带传输:只占有有只占有有限的频带）限的频带） 如图所示如图所示3模拟数据在数字信道上传输模拟数据在数字信道上传输4数字数据在数字信道上传输（基带传输：占有很数字数据在数字信道上传输（基带传输：占有很大的频带）大的频带） 如图所示如图所示返回返回1.模拟数据在模拟信道上传输模拟数据在模拟信道上传输返回返回2.数字数据在模拟信道上传输数字数据在模拟信道上传输返回返回AB调制解调器调制解调器交换机交换机D/AA/DD/AA/D.数字数据在模拟信道上传输数字数

4、据在模拟信道上传输(续续)返回返回只有两种相位的调相方式称为两相调制。为了提高信息的传只有两种相位的调相方式称为两相调制。为了提高信息的传输速率，还经常采用四相调制和八相调制方式。输速率，还经常采用四相调制和八相调制方式。（a） 四相调制方式的相位分配四相调制方式的相位分配（b） 八相调制方式的相位分配八相调制方式的相位分配3.模拟数据在数字信道上传输模拟数据在数字信道上传输n在公用电话网中，在交换机连接的线路大都实在公用电话网中，在交换机连接的线路大都实现数字化了，因此，模拟数据信号还必须转换现数字化了，因此，模拟数据信号还必须转换成数字信号才能在数字信道上传送，等到信号成数字信号才能在数字

5、信道上传送，等到信号要进入接受方的用户时，数字信号再转换成模要进入接受方的用户时，数字信号再转换成模拟数据信号。拟数据信号。 4.数字数据在数字信道上传输数字数据在数字信道上传输返回返回双极性码双极性码单极性码单极性码常用的常用的RS-232就是一种典型的不归零型双极性二元码就是一种典型的不归零型双极性二元码接口电路。比起单极性码来，双极性码的可靠性要高，接口电路。比起单极性码来，双极性码的可靠性要高，抗干扰性强。抗干扰性强。数字数据在数字信道上传输数字数据在数字信道上传输返回返回1000100111（a）双极性不归零码（b）曼彻斯特码（c）差分曼彻斯特码2.1.3 数据传输中的检错与纠错数据

6、传输中的检错与纠错 常用误码率来表示错码的程度。误码率可表示为：常用误码率来表示错码的程度。误码率可表示为：在计算机通信网中，通常要求误码率应在在计算机通信网中，通常要求误码率应在10-510-9之间。之间。 信道噪声分为热噪声与冲击噪声两类。信道噪声分为热噪声与冲击噪声两类。 热噪声由传输介质导体的电子热运动产生。热噪声由传输介质导体的电子热运动产生。 热噪声是一种随机噪声，所引起的传输差错为随机差错，这热噪声是一种随机噪声，所引起的传输差错为随机差错，这种差错的特点是在数据序列中前后位之间的差错彼此无关。种差错的特点是在数据序列中前后位之间的差错彼此无关。 冲击噪声是由外界电磁突发干扰引起

7、，与热噪声相比，冲击冲击噪声是由外界电磁突发干扰引起，与热噪声相比，冲击噪声幅度较大，是引起传输差错的主要原因。错误之间有相关噪声幅度较大，是引起传输差错的主要原因。错误之间有相关性。性。 返回返回2.1.3 数据传输中的检错与纠错数据传输中的检错与纠错 1检错码检错码 检错码是指在发送每一组信息时发送一些附加位，通过这些附加检错码是指在发送每一组信息时发送一些附加位，通过这些附加位，接收端可以判断所接收的数据是否正确。（奇偶校验、位，接收端可以判断所接收的数据是否正确。（奇偶校验、CRC校验）校验）2纠错码纠错码 指在发送每一组信息时发送足够的附加位，借助于这些附加信息，指在发送每一组信息时

8、发送足够的附加位，借助于这些附加信息，接收端在接收译码器的控制下不仅可以发现错误，而且还能自动纠接收端在接收译码器的控制下不仅可以发现错误，而且还能自动纠正错误。（方块校验）正错误。（方块校验）返回返回2.1.4 多路复用多路复用 多路复用的原理如下图所示，在发送端，多路复用器合并多路复用的原理如下图所示，在发送端，多路复用器合并N个输入信个输入信号，在接收端，多路复用器通过译码，从复合信号中分离出原始信号，在接收端，多路复用器通过译码，从复合信号中分离出原始信号。号。分为三大类：分为三大类：频分多路复用频分多路复用（FDMFDM）和）和时分多路复用时分多路复用（TDMTDM） 波分多路复用波

9、分多路复用 返回返回多路复用器MUX多路复用器MUXN个信源N个输出频分多路复用频分多路复用 在物理信道的可用带宽超过单路信号所需带宽的情况下，可将在物理信道的可用带宽超过单路信号所需带宽的情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个子信道，每个子信道传输一该物理信道的总带宽分割成若干个子信道，每个子信道传输一路信号。（例如语音信号路信号。（例如语音信号300-3400Hz300-3400Hz） 为避免相临频段互扰，频段之间必须保留一定的间隙，该间隙称为保为避免相临频段互扰，频段之间必须保留一定的间隙，该间隙称为保护带。护带。 返回返回多路复用器MUX多路复用器MUXS1S2S3时分多路复用时分

10、多路复用 如果物理信道所能达到的传输率超过传单一信源要求的数据如果物理信道所能达到的传输率超过传单一信源要求的数据传输率，则可将物理信道按时间分成时间片，供多个信源传输率，则可将物理信道按时间分成时间片，供多个信源轮流使用。轮流使用。 返回返回S1S2S3S1S2时间频率波分多路复用波分多路复用n波分多路复用技术用于在一根光纤中同时传输多个光波信号。基本原理是在发送端将不同波长的光波信号组合在一起，复用到一根光纤中，在接收端再将组合光波分开，并送入不同的终端。n波分多路复用技术广泛应用：一根光束信号带宽通常只有几兆，而现在不可能在光电介质之间做更快的转换。一根光纤的带宽n 大约是25000GH

11、Z，因此可以通过复用构建多条信道。波分多路复用技术对网络扩容，发展宽带业务等具有十分重要的意义。2.1.5 2.1.5 数据传输方式数据传输方式 1 1并行传输方式并行传输方式 采用并行传输方式，可以一次传输多位数据。相应地，从发送采用并行传输方式，可以一次传输多位数据。相应地，从发送端到接收端的信道需要若干根传输线。例如，计算机的并行口常用端到接收端的信道需要若干根传输线。例如，计算机的并行口常用于连接打印机，每次并行输出于连接打印机，每次并行输出8 8位数据，位数据，如图所示如图所示。2 2串行传输方式串行传输方式 串行传输是一位一位地传送的，从发送端到接收端只要一根传串行传输是一位一位地

12、传送的，从发送端到接收端只要一根传输线即可输线即可如图所示如图所示。 串行数据通信又有三种不同的方向性结构：单工、半双工和全串行数据通信又有三种不同的方向性结构：单工、半双工和全双工，双工，如图所示如图所示。返回返回并行传输方式并行传输方式返回返回发送端接收端信道1信道2信道3信道4信道5信道6信道7信道8串行传输方式串行传输方式 返回返回发送端并串转换12345678串并转换接收端123456781 2 3 4 5 6 7 8单工、半双工和全双工单工、半双工和全双工返回返回发 送 设 备接 收 设 备数 据 流通 信 连 接（ a ） 单 工发 送 设 备接 收 设 备发 送 设 备接 收

13、设 备数 据 流（ b ） 半 双 工通 信 连 接发 送 设 备接 收 设 备接 收 设 备发 送 设 备数 据 流（ c ） 全 双 工通 信 连 接2.1.6 数据交换方式数据交换方式 1. 线路交换线路交换2. 报文交换报文交换 3. 分组交换分组交换 返回返回数据交换数据交换:在多个数据终端设备之间,为任意两个终端设备建立数据通信临时的互连通路的过程称数据交换1. 线路交换线路交换 进行数据通信时，在数据传输期间，源结点进行数据通信时，在数据传输期间，源结点与目标结点之间存在一条由中转结点构成的专与目标结点之间存在一条由中转结点构成的专用物理线路。需要线路建立、数据传送和线路用物理线

14、路。需要线路建立、数据传送和线路拆除三个过程。如图示拆除三个过程。如图示返回返回7653142BDFECA网络站网络通信结点线路交换线路交换返回返回 线路交换方式的优点是：数据传输可靠、迅速、线路交换方式的优点是：数据传输可靠、迅速、且保持原来的顺序。且保持原来的顺序。 线路交换方式的缺点是：通信双方占用一条线线路交换方式的缺点是：通信双方占用一条线路后，即使不传送数据，其它用户也不能使用，造路后，即使不传送数据，其它用户也不能使用，造成信道容量的浪费。系统不具备差错控制能力，无成信道容量的浪费。系统不具备差错控制能力，无法发现与纠正传输过程中发生的数据差错。法发现与纠正传输过程中发生的数据差

15、错。 在进行线路交换方式研究的基础上，人们提出在进行线路交换方式研究的基础上，人们提出了存储转发交换方式。了存储转发交换方式。2. 报文交换报文交换报文报文: 在发送数据时，不管发送数据的长度是多少，都把它在发送数据时，不管发送数据的长度是多少，都把它当做一个逻辑单元，在发送的数据上加上目的地址、源当做一个逻辑单元，在发送的数据上加上目的地址、源地址与控制信息，按一定的格式打包后组成一个报文。地址与控制信息，按一定的格式打包后组成一个报文。报文交换的传输方式基于报文交换的传输方式基于“存储存储转发转发”原理的一种原理的一种交换技术，特点如下：交换技术，特点如下：n线路利用率较高，线路利用率较高

16、，有许多报文可共享一条节点到节点的通道。有许多报文可共享一条节点到节点的通道。n可以将一个报文发送到多个目的地可以将一个报文发送到多个目的地n不需要同启动发送器和接收器来传送数据，网络可以启动启接收器不需要同启动发送器和接收器来传送数据，网络可以启动启接收器之前暂存数据之前暂存数据n不能满足实时和交互式的通信要求经过网络延时长，因不能满足实时和交互式的通信要求经过网络延时长，因此不能用于传送声音和图像数据此不能用于传送声音和图像数据n有时节点收到数据过多而不得不丢弃报文，同时也阻止有时节点收到数据过多而不得不丢弃报文，同时也阻止其它报文传送。其它报文传送。返回返回3. 分组交换分组交换分组交换

17、的传输方式属于分组交换的传输方式属于“存储存储转发转发”方式，不是以方式，不是以报报文为单位，而是以更短的分、标准的文为单位，而是以更短的分、标准的“报文分组报文分组”进行交进行交换。分组交换与报文交换的区别在于限制所传输数据的最换。分组交换与报文交换的区别在于限制所传输数据的最大长度大长度,典型的最大长度是典型的最大长度是1000或几千比特。或几千比特。发送站将一个长报文分成多个报文分组，接收站将多个报发送站将一个长报文分成多个报文分组，接收站将多个报文分组按顺序重新组织成一个长报文。文分组按顺序重新组织成一个长报文。报文分组通常也被称为分组。报文分组通常也被称为分组。分组交换的两种工作方式

18、为数据报和虚电路方式分组交换的两种工作方式为数据报和虚电路方式返回返回数据报方式数据报方式返回返回 将报文分组，每个分组当成一个将报文分组，每个分组当成一个“小报文小报文”被被称为数据报。称为数据报。在数据报方式中，每个数据包都独立进行处理，在数据报方式中，每个数据包都独立进行处理，根据路由选择算法，每个数据包选择一条路径。根据路由选择算法，每个数据包选择一条路径。数据报方式的特点数据报方式的特点返回返回 同一报文的不同分组可以有不同的传输路径。同一报文的不同分组可以有不同的传输路径。 同一报文的不同分组到达目的结点时可能出现同一报文的不同分组到达目的结点时可能出现乱序、重复与丢失现象。乱序、

19、重复与丢失现象。 每一个分组在传输过程中都必须带有目的地每一个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址。址与源地址。 数据报方式报文传输延迟较大，适用于突发性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。通信，不适用于长报文、会话式通信。 在研究数据报交换方式的优缺点的基础上，人们进一步提出了在研究数据报交换方式的优缺点的基础上，人们进一步提出了虚电路交换方式。虚电路交换方式。虚电路方式虚电路方式返回返回虚电路方式类似于电路交换方式，要求数据传虚电路方式类似于电路交换方式，要求数据传前，发送和接收双方在网络中建立一条逻辑上前，发送和接收双方在网络中建立一条逻辑上连

20、接的路径被称为虚电路。按逻辑连接的方向连接的路径被称为虚电路。按逻辑连接的方向和接收的次序进行输出排队和转发，不需要为和接收的次序进行输出排队和转发，不需要为每个数据进行路径选择和判断，收发双方好像每个数据进行路径选择和判断，收发双方好像有一条专用信道一样，发送方发出的每个数据有一条专用信道一样，发送方发出的每个数据包经过若干次存储转发，按顺序到达接收方。包经过若干次存储转发，按顺序到达接收方。虚电路方式的特点虚电路方式的特点返回返回(1) 在每次报文分组发送之前，必须在发送方与接收方在每次报文分组发送之前，必须在发送方与接收方之间建立一条逻辑连接。之间建立一条逻辑连接。(2) 一次通信的所有

21、报文分组都通过这条虚电路顺序传一次通信的所有报文分组都通过这条虚电路顺序传送，因此报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息。送，因此报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息。报文分组到达目的结点时不会出现丢失、重复与乱序的报文分组到达目的结点时不会出现丢失、重复与乱序的现象。现象。(3) 报文分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要报文分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要做差错检测，而不需要做路径选择。做差错检测，而不需要做路径选择。(4) 通信子网中每个结点可以和任何结点建立多条虚电通信子网中每个结点可以和任何结点建立多条虚电路连接。路连接。 主要内容主要内容2.2.1 计算机网络体系结

22、构概述计算机网络体系结构概述 2.2.2 OSI的参考模型的参考模型 2.2.3 TCP/IP参考模型参考模型 n返回返回2.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构2.2.1 计算机网络体系结构概述计算机网络体系结构概述 计算机网络是一个十分复杂的系统，分解成若干子系叫分层结计算机网络是一个十分复杂的系统，分解成若干子系叫分层结构构1. 网络的分层体系结构网络的分层体系结构 分层结构中，上层是下层的用户，下层为上层提供服务分层结构中，上层是下层的用户，下层为上层提供服务2.计算机网络标准制定组织计算机网络标准制定组织 (1)国际标准化组织国际标准化组织ISOISO（OSIOSI） (2)电气

23、电子工程师协会（电气电子工程师协会（802.3802.3、802.5802.5） (3)美国国防部高级研究计划署（美国国防部高级研究计划署（TCP/IPTCP/IP） 返回返回1. 网络的分层体系结构网络的分层体系结构公用线路AABBCCDD编址、路由选择、报文分组层应用管理层对话管理层数据链路控制层实体 1实体 2网络的通信层次结构模型网络的通信层次结构模型四层次工作过程n用户从实体1的终端上输入各种命令，这些命令被应用层接收和处理。n应用管理层将处理结果提交对话管理层，对话管理层要求与实体2建立联系。n编址、路由选择层对要传送的内容进行编址、路由选择、报文分组等处理。n分组后的报文经过数据

24、链路控制层变成数字信号沿公用线路发送出去。OSI参考模型参考模型 返回返回开放系统互连模型开放系统互连模型OSI/RMOSI/RM，简称为，简称为OSIOSI。“系统系统”：计算机、终端、外部设备、信息传输设备及相应的集：计算机、终端、外部设备、信息传输设备及相应的集合。合。“开放开放”：按：按OSIOSI参考模型建立的任意两系统能够相互连接或操作。参考模型建立的任意两系统能够相互连接或操作。 开放系统：按开放系统：按OSIOSI标准相互连接的系统称为开放系统。标准相互连接的系统称为开放系统。OSIOSI参考模型将整个网络的通信功能划分成参考模型将整个网络的通信功能划分成7 7个层次，由低到高

25、分个层次，由低到高分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。应用层。层次结构的特点：层次结构的特点： 各层之间相互独立各层之间相互独立 灵活性好灵活性好 结构上可分割开结构上可分割开 易于实现和维护易于实现和维护 能促进标准化工作能促进标准化工作OSI参考模型参考模型返回返回1. 物理层物理层 返回返回定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电器的、定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电器的、功能的和规程的特性。其作用是使原的数据比特流能在物理功能的和规程的特性。其作用是使原的数据比特流能在物理

26、媒体上传输。媒体上传输。具体涉及接插件的规格、具体涉及接插件的规格、“0”0”、“1”1”信号的电平表示、收信号的电平表示、收发双方的协调等内容。发双方的协调等内容。2. 数据链路层数据链路层 返回返回数据链路层传送数据的单位：帧数据链路层传送数据的单位：帧（标志位标志位 地址信息位地址信息位 控制信息位控制信息位 数据位数据位 校验信息位校验信息位 标志位标志位）数据链路层的作用是实现在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。数据链路层的作用是实现在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。数据链路层具体考虑的问题如下：数据链路层具体考虑的问题如下： 数据透明性问题。数据透明性问题。 将物理层

27、的比特流分组装成数据帧，怎样分割比特流？将物理层的比特流分组装成数据帧，怎样分割比特流？ 根据发送方的根据发送方的0 0比特插入技术，识别标志位。比特插入技术，识别标志位。 流量控制问题。流量控制问题。 解决信息淹没问题，协调收发速率。解决信息淹没问题，协调收发速率。3. 网络层网络层 返回返回网络层传送数据的单位：分组或包网络层传送数据的单位：分组或包网络层的作用是利用地址信息将源端发出的分组经过各种途径网络层的作用是利用地址信息将源端发出的分组经过各种途径（结点和链路）送到目的端。（无连接的服务，不可靠）（结点和链路）送到目的端。（无连接的服务，不可靠）网络层具体考虑的问题如下：网络层具体

28、考虑的问题如下： 路由选择问题。最佳路径路由选择问题。最佳路径 流量控制问题。解决拥塞问题（供不应求）流量控制问题。解决拥塞问题（供不应求） 网络寻址问题。网络寻址问题。 网络互连问题。网络互连问题。 4. 传输层传输层 返回返回传输层在网络层的基础上完成端端的差错控制和流量控制传输层在网络层的基础上完成端端的差错控制和流量控制并实现两个终端系统间传送的分组无差错、无丢失、无重复并实现两个终端系统间传送的分组无差错、无丢失、无重复、分组顺序无误。传送数据的单位：报文、分组顺序无误。传送数据的单位：报文传输层的作用是承上启下，在源端和目的端提供可靠的端到端的传输层的作用是承上启下，在源端和目的端

29、提供可靠的端到端的服务，实现通信子网的透明传输。（面向连接的服务，可靠）服务，实现通信子网的透明传输。（面向连接的服务，可靠）传输层具体考虑的问题如下：传输层具体考虑的问题如下： 分割和重组数据。分割和重组数据。 提供可靠的端到端服务。提供可靠的端到端服务。 流量控制问题。流量控制问题。 5. 会话层会话层 返回返回进程进程- -进程通信层次，组织和同步不同主机上各种进程的通信。进程通信层次，组织和同步不同主机上各种进程的通信。负责两个会话层实体间进行对话连接和撤除。负责两个会话层实体间进行对话连接和撤除。传送数据的单位：报文传送数据的单位：报文会话层的作用是网络到用户应用程序的入口，向表示层

30、提供建立会话层的作用是网络到用户应用程序的入口，向表示层提供建立连接，在连接上有序的传输数据（进程间的会话）。连接，在连接上有序的传输数据（进程间的会话）。会话层具体考虑的问题如下：会话层具体考虑的问题如下： 会话控制问题会话控制问题: :通信方式（令牌机制）。通信方式（令牌机制）。 会话管理问题会话管理问题: :同步管理。同步管理。 6. 表示层表示层 返回返回表示层传送数据的单位：报文表示层传送数据的单位：报文表示层的作用是表示数据，对数据结构和类型进行编码（解码），表示层的作用是表示数据，对数据结构和类型进行编码（解码），同时进行，并压缩（解压缩），送到会话层（应用层）同时进行，并压缩（

31、解压缩），送到会话层（应用层）表示层具体考虑的问题如下：表示层具体考虑的问题如下： 编码（解码）。编码（解码）。 加密（解密）。加密（解密）。 压缩（解压缩）。压缩（解压缩）。7. 应用层应用层 返回返回应用层是应用层是OSIOSI参考模型的最高层，是计算机用户以及各种应用程序参考模型的最高层，是计算机用户以及各种应用程序和网络之间的接口。传送数据的单位：报文和网络之间的接口。传送数据的单位：报文应用层的作用是为网络用户通信提供专用的程序，即各种应用协议。应用层的作用是为网络用户通信提供专用的程序，即各种应用协议。应用层具体协议如下：应用层具体协议如下： 虚拟终端协议虚拟终端协议 FTPFTP

32、 电子邮件收发协议电子邮件收发协议 HTTPHTTP76543217654321计算机1AP1AP2计算机2物理传输媒体数据部分数据部分数据部分数据部分数据部分数据部分数据部分H5H4H3H2H6H7应用程序数据2.2.3 TCP/IP参考模型参考模型 返回返回网络接口层以太网令牌环帧中继ATMInternet层IP传输层TCPUDP应用层FTPDNSRIPSNMPSMTPTelnetARPIGMPICMPT TC CP P/ /I IP P模模型型T TC CP P/ /I IP P协协议议族族TCP/IP参考模型参考模型 返回返回TCP/IPTCP/IP体系分四层：网络接口层、网络层、传输

33、层、应用层体系分四层：网络接口层、网络层、传输层、应用层网络接口层：不是网络接口层：不是TCP/IPTCP/IP协议的一部分，协议的一部分， 是是TCP/IPTCP/IP与各种通信与各种通信网的接口。网的接口。网络层：网络层：IPIP协议将数据封装成分组、路由、提供不可靠的非连协议将数据封装成分组、路由、提供不可靠的非连接数据传输服务。接数据传输服务。传输层：传输层：TCPTCP提供可靠的面向连接的数据传输服务，提供可靠的面向连接的数据传输服务，UDPUDP是无连是无连接的协议。接的协议。应用层：应用层：TelnetTelnet、FTPFTP、SMTPSMTP、DNSDNS。OSI与TCP/I

34、P结构模型的比较n共同点n1. 它们都是层次结构模型,其最低层都是面向通信子网的；n2.它们都有传输层,都是一个提供一个端到端服务的层次；n3. 其最高层都是面向用户服务的应用层；n4.都是基于协议集的概念,协议集是一簇完成特定功能的相关独立的协议。OSI与TCP/IP结构模型的比较nosi 有7层，TCP/IP只有4层，少了表示层，会话层，并将数据链路层与物理层合并为网络接口层。n1.OSI分七层，而分七层，而TCP/IP分四层，严格讲，分四层，严格讲，TCP/IP网网间网协议只包括下三层，应用程序不算间网协议只包括下三层，应用程序不算TCP/IP的一部的一部分。分。2.OSI层次间存在严格

35、的调用关系，两个（层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体）层实体的通信必须通过下一层（的通信必须通过下一层（N-1）层实体，不能越级，而）层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务（这种层次关系常被称为供的服务（这种层次关系常被称为“等级等级”关系），关系），因而减少了一些不必要的开销，提高了协议的效率。因而减少了一些不必要的开销，提高了协议的效率。OSI与TCP/IP结构模型的比较n3.3.OSI只考虑用一种标准的公用数据网将各种只考虑用一种标准的公用数据网将各种不同的系统互联在一起，后来认识到互联网协不同的系

36、统互联在一起，后来认识到互联网协议的重要性，才在网络层划出一个子层来完成议的重要性，才在网络层划出一个子层来完成互联作用。而互联作用。而TCP/IP一开始就考虑到多种异构一开始就考虑到多种异构网的互联问题，并将互联网协议网的互联问题，并将互联网协议IP作为作为TCP/IP的重要组成部分。的重要组成部分。4.4.OSI开始偏重于面向连接的服务，后来才开开始偏重于面向连接的服务，后来才开始制定无连接的服务标准，而始制定无连接的服务标准，而TCP/IP一开始就一开始就有面向连接和无连接服务，无连接服务的数据有面向连接和无连接服务，无连接服务的数据报对于互联网中的数据传送以及分组话音通信报对于互联网中

37、的数据传送以及分组话音通信都是十分方便的。都是十分方便的。OSI与TCP/IP结构模型的比较n5.5.OSI与与TCP/IP对可靠性的强调也不相同。对对可靠性的强调也不相同。对OSI的面的面向连接服务，数据链路层、网络层和传输层都要检测向连接服务，数据链路层、网络层和传输层都要检测和处理错误，尤其在数据链路层采用校验、确认和超和处理错误，尤其在数据链路层采用校验、确认和超时重传等措施提供可靠性，而且网络和传输层也有类时重传等措施提供可靠性，而且网络和传输层也有类似技术。而似技术。而TCP/IP则不然，则不然，TCP/IP认为可靠性是端到认为可靠性是端到端的问题，应由传输层来解决，因此它允许单个

38、的链端的问题，应由传输层来解决，因此它允许单个的链路或机器丢失数据或数据出错，网络本身不进行错误路或机器丢失数据或数据出错，网络本身不进行错误恢复，丢失或出错数据的恢复在源主机和目的主机之恢复，丢失或出错数据的恢复在源主机和目的主机之间进行，由传输层完成。由于可靠性由主机完成，增间进行，由传输层完成。由于可靠性由主机完成，增加了主机的负担。当应用程序对可靠性要求不高时，加了主机的负担。当应用程序对可靠性要求不高时，甚至连主机也不必进行可靠性处理，在这种情况下，甚至连主机也不必进行可靠性处理，在这种情况下，TCP/IP网的效率最高。网的效率最高。OSI与TCP/IP结构模型的比较n6.6.在两个

39、体系结构中智能的位置也不相同。在两个体系结构中智能的位置也不相同。OSI网络层提供面向连接的服务，将寻径、流网络层提供面向连接的服务，将寻径、流控、顺序控制、内部确认、可靠性带有智能性控、顺序控制、内部确认、可靠性带有智能性的问题，都纳入网络服务，留给末端主机的事的问题，都纳入网络服务，留给末端主机的事就不多了。相反，就不多了。相反，TCP/IP则要求主机参与几乎则要求主机参与几乎所有网络服务。所有网络服务。7.7.OSI开始未考虑网络管理问题，到后来才考开始未考虑网络管理问题，到后来才考虑这个问题，而虑这个问题，而TCP/IP有较好的网络管理功能有较好的网络管理功能2.3 数据传输介质数据传

40、输介质 2.3.1 有线传输介质有线传输介质 2.3.2 无线传输介质无线传输介质 返回返回主要内容主要内容2.3.1 有线传输介质有线传输介质 1双绞线双绞线 双绞线由不同颜色的双绞线由不同颜色的4 4对对8 8芯线组成（白橙、橙、白绿、绿、白蓝、蓝、芯线组成（白橙、橙、白绿、绿、白蓝、蓝、白棕、棕）。双绞线既能传输模拟信号，也能传输数字信号。双绞线白棕、棕）。双绞线既能传输模拟信号，也能传输数字信号。双绞线分为屏蔽双绞线（分为屏蔽双绞线（STPSTP）与非屏蔽双绞线（）与非屏蔽双绞线（UTPUTP）两大类。）两大类。 UTPUTP：3 3类类 4 4类类(10M) 5(10M) 5类类 超

41、超5 5类类(100M)(100M) 双绞的目的？双绞的目的？ RJ-45RJ-45接头，连接方式接头，连接方式（拓扑结构）（拓扑结构） 传送距离？传送距离？ 10 Base-T10 Base-T 直通双绞线、交叉双绞线的概念及应用场合直通双绞线、交叉双绞线的概念及应用场合 返回返回1. 双绞线双绞线返回返回引针号12345678T568A标准白/绿绿白/橙蓝白/蓝橙白/棕棕T568B标准白/橙橙白/绿蓝白/蓝绿白/棕棕1. 双绞线双绞线返回返回2. 同轴电缆同轴电缆 基带传输：基带传输：5050 欧欧（10Base2 、10Base5）频带传输：频带传输：75欧（有线电视）欧（有线电视）粗缆

42、粗缆 细缆细缆10Base-5 10Base-2终端电阻终端电阻连接方式（拓扑结构）连接方式（拓扑结构） 返回返回3. 光纤光纤3.1 光纤结构光纤结构 光纤光纤（Optical Fiber）的的典型结构典型结构是是多层同轴圆柱体，多层同轴圆柱体，如图所示如图所示，自内向外，自内向外由由纤芯纤芯、包层包层和和涂敷层涂敷层三部分组成。三部分组成。光纤结构光纤结构图 3. 光纤（续）光纤（续） 纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。 包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。 设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1n2。

43、涂覆层保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤。3. 光纤（续）光纤（续）3. 2光纤分类和特点光纤分类和特点 以光的出现和消失分别代表两个二进制数字以光的出现和消失分别代表两个二进制数字 分为分为多模光纤、单模光纤多模光纤、单模光纤 多条入射角度不同的光线同时在一条光纤中传播，这种光纤称为多条入射角度不同的光线同时在一条光纤中传播，这种光纤称为多模光纤（多模光纤（62.5 m或或50 m）。 如果光纤导芯的直径（如如果光纤导芯的直径（如9 m）小到只有一个光的波长，光纤小到只有一个光的波长，光纤就成了一种波导管，光线则不必经过多次反射式的传播，而是一就成了一种波导管，光线则不必经过多次反射式的传播，而是一直向前传播，这种光纤称为单模光纤。直向前传播，这种光纤称为单模光纤。 优点：优点： l l 数据传输速率高，误码率低；数据传输速率高，误码率低； l l 重量轻；重量轻； l l 抗电磁干扰性能好；抗电磁干扰性能好； l l 保密性好，无串音干扰；保密性好，无串音干扰； l l 抗化学腐蚀能力强。抗化学腐蚀能力强。返回返回突变型多模光纤突变型多模光纤（Step Index Fiber, SIF） 纤芯折射率为 n1 保持不变，到包层突然变为n2。这种光纤一般纤芯直径2a=5080m，光线光线以以折线形状折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点