第4章 数据通信技术课件

第四章 数据通信技术参考教材第四章提纲数据通信概述数据交换技术数据通信网Internet网络互连设备计算机局域网数据通信概述数据通信的特点数据通信系统构成通信软件常用传输代码数据传输方式差错控制技术数据通信的特点是人-机或机-机通信，计算机直接参与通信准确性和可靠性要求高严格的差错控制技术数据传输速率高通信持续时间差异大数据通信系统构成图4-1数据通信系统的构成1.数据终端设备（DTE）

DTE是计算机网中用于处理用户数据的设备，从简单的数据终端（甚至I/O设备）到复杂的中心计算机均称为DTE。2.数据电路终接设备（DCE）

DCE属于网络终接设备，调制解调器、线路接续控制设备及与线路连接的其他数据传输设备称为DCE。数据通信系统构成（续一）调制解调器（Modem）

DCE主要起（频带）调制解调器的作用，即把DTE送来的数字信号变换为模拟信号再送往信道，或把信道送来的模拟信号变换为数字信号再送往DTE。数据通信系统构成（续二）DSU与CSU 如果信道是数字信道，DCE由数据服务单元（DataServiceUnit，DSU）和信道服务单元（ChannelServiceUnit，CSU）组成。

DCE与信道一起构成数据电路。 数据电路加上两端的传输控制器和通信控制器构成数据链路。链路（link）是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何的交换节点。数据通信系统构成（续三）2023/1/149两个DTE通过DCE

进行通信的例子EIA-232/V.24

接口调制解调器DTE-ADTE-BDCE-ADCE-BEIA-232/V.24

接口调制解调器网络通信软件为了保障系统的正常运转和服务，数据通信系统需要通过专门软件，对系统中的各种资源进行全面的管理、调度和分配，并保障系统的安全。通信软件是实现通信系统功能的必不可缺的支撑环境。通信软件通常指以下五种类型的软件：网络协议和协议软件网络通信软件网络操作系统软件网络管理软件网络应用软件。通信软件的功能安装和设置对调制解调器的控制数据控制功能数据操作功能常用传输代码（1）国际电报二号码：一种五单位代码，也称博多码。由5位二进制码组成，是电报通信中广泛使用的一种代码。（2）国际5号码

：一种用7位二进制码表示一个字母、数字或符号的七单位代码。（3）汉字信息交换用代码：数据传输方式（一）并行传输与串行传输 并行传输指的是数据以成组的方式在多条并行的信道上同时传输。 串行传输是数字流以串行方式在一条信道上传输。数据传输方式（二）异步传输异步传输方式（群同步）也称为起止式同步方式。以字符为传输单位，为了实现同步，在字符的开始和末尾加上两个码元，表示该字符的起始和停止，称为起始位和停止位，如图4-2所示。特点：同步简单，缺点每个字符都要加入起止码元，使得传输效率降低，适于1200bit/s的低速数据传输。数据传输方式（二）同步传输同步传输方式又称独立同步方式。同步传输：以同步的时钟节拍来发送数据信号，因此串行数据流中，各信号码元之间的相对位置固定。（外同步和自同步法：曼彻斯特编码）在接收端必须提取时钟。2023/1/1416完全理想化的数据传输数据链路层主机

A缓存主机

B数据链路AP2AP1缓存发送方接收方帧高层帧差错控制技术在发送端被传送的信息码序列的基础上，按照一定的规则加入若干“监督码元”后进行传输;加入的码元与原来的信息码序列之间存在着某种确定的约束关系。在接收数据时，检验信息码元与监督码元之间的既定的约束关系，如该关系遭到破坏，则在接收端可以发现传输中的错误，乃至纠正错误。

差错控制方法------检错法①奇偶校验在偶校验时，要在每一个字符上增加一个附加位，使该字符中“1”的总数为偶数在奇校验时，要在每一个字符上增加一个附加位，使该字符中“1”的总数为奇数例如：

信息字段

奇校验码

偶校验码

0110001

01100010

01100011差错控制方法------检错法②循环冗余校验循环冗余校验码简称循环码或CRC（CyclicRedundancyCheck）码，是一种高效能的检错和纠错码。工作原理：发送端：将要发送的数据比特序列当作一个多项式f(x)的系数，发送时用双方预先约定的生成多项式G(x)去除，求得一个余数多项式，将余数多项式加到数据多项式后发送接收端：用G(x)去除接收到的数据，进行计算，然后把计算结果和实际接收到的余数多项式数据进行比较，相同的话表示传输正确差错控制方法------纠错法①自动重发请求ARQ图4-3ARQ系统组成信源编码器和缓冲存贮器重发控制双向信道解码器指令产生器输出缓冲存贮器信宿差错控制方法------纠错法②前向纠错FEC信源FEC编码器调制器信道信宿FEC解码器解调器差错控制方法------纠错法③混合纠错ARQARQFEC编码器FEC译码器前向信道反馈信道提纲数据通信概述数据交换技术数据通信网Internet网络互连设备计算机局域网2023/1/1424数据交换方式电路交换电路交换必定是面向连接的。电路交换的三个阶段：建立连接通信释放连接报文交换基本的报文交换动作是存储报文、分析报文中的收报人地址和报文转发。有多个报文送往同一地点时，要排队按顺序发送。报文传送中有检错和纠错措施。分组交换把报文分解成统一长度的分组，进行交换和传输。两大交换技术电路交换技术：传统电话网采用的交换技术；用于实时性的语音业务分组交换技术：计算机网络采用的交换技术；应用于数据业务

网络选择路由建立连接被叫振铃Telephonenetwork摘机放拨号音拨号通话：语音信号的传递1.2.3.TelephonenetworkTelephonenetworkTelephonenetwork挂机6.5.Telephonenetwork4.Telephonenetwork电路交换建立连接的三个过程连接建立阶段信息传送连接释放

ABCDt连接建立信息传送信息连接释放过程：连接建立信息传送连接释放特点：实时交换面向连接的物理通道透明传送无差错控制措施过负荷时呼损率增加，但不影响已建立的呼叫电路交换电路交换((交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线((BADC通信前，建立物理连接。通信完成，释放连接。面向连接(connection-oriented)：建立连接，通信，释放连接。电路交换电路交换的优点媒体信息传输时延小，通信质量有保证控制简单电路交换的缺点呼叫建立需要时间每个连接带宽固定，（不能适应不同速率的业务）不传信息时也占用资源（不适用于突发业务）电路交换不适合计算机数据的传输电话交换的特点：在通话的全部时间内用户始终占用端到端固定传输带宽。(固定分配带宽)

计算机数据是突发式地出现在传输线路上：1%~10%，大部分时间空闲，线路利用率低。计算机和各种终端的传送速率很不一样，采用电路交换时，不同类型、规格、速率的终端之间很难互相进行通信。电路交换不灵活：电路中任何一点出现故障需重新建连。电路交换的电信网电路交换的致命缺点电路中断后必须重新拨号建立连接

拨号建立连接进行通信交换机被摧毁连接中断重新拨号建立连接

报文交换报文结构：首部中含地址信息存储转发(逐段行为Hopbyhop)把收到的报文先放入缓存（暂时存储）；查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；把报文送到适当的端口转发出去。时延较大时延构成：传输时延（链路）、存储时延（结点-链路）、处理与排队时延（结点）节点：ABCD报文报文报文t数据首部报文linklinklink分组交换产生的背景20世纪60年代美国希望研制出一种抗毁性很强的新型分布式网络，网络的主要任务是：用于不同种类的计算机之间的可靠地传送数据。在此背景下产生了采用分组交换技术、基于存储转发（storeandforward）的计算机网络。分组交换(PS：PacketSwitching)将报文要传送的信息分为若干个分组（packet），每一个分组加入一个首部，首部中含有可供选路的信息和其他控制信息。

分组交换的示意图

接收端剥去首部，重组数据，还原出原报文110011010101000111010111001101010•

首部10001110101首部发送发送将报文划分为分组每个分组前加入带有控制信息的首部每个分组在网络中独立传送接收端报文网络11001101010•

首部10001110101首部1100110101010001110101发送端分组在节点中工作过程分组在网络节点中存储转发入线出线节点内存

分组交换的特点ABCDP1P2P3P4P1P2P3P4P3P4P2P1t时延：传输时延，存储时延和处理与排队时延

分组交换的特点分组交换的优点：以分组为传送单位和查找路由。由于分组长度较短，存储转发的时延将显著下降。部分结点或链路被摧毁时，分组交换仍可保持网络畅通分组交换的问题：分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。分组长度的确定：兼顾时延与开销分组交换网示意图HostAHostBHostEHostDHostCNode1Node2Node3Node4Node5Node6Node712分组交换各个分组独立寻址11112222111当部分结点或链路被摧毁时分组交换仍可保持网络畅通2222Jan-2339

电路交换VS分组交换对比的方面电路交换分组交换传送方式STD：同步时分复用ATD：统计时分复用（异步）服务种类面向连接服务：物理连接面向连接服务（虚电路：逻辑连接）、无连接服务（数据报）带宽分配固定分配带宽，利用率低动态分配带宽，利用率高特点实时交换。时延小。存储转发，非实时交换。有比较大的时延和时延抖动。信息传输数据透明传输数据传输时有差错控制，可靠性高适合业务电话业务，实时业务突发业务、数据业务提纲数据通信概述数据交换技术数据通信网Internet网络互连设备计算机局域网数据通信网分组交换公用数据网数字数据网帧中继网计算机通信网数据通信网数据通信网是一个由分布在各地的数据终端设备、数据交换设备和数据传输链路所构成的网络，在通信协议的支持下实现完成数据终端之间的数据传输与数据交换。数据通信网发展简史数据通信最初是从电话网上发展起来的，传输输速率不高，误码率一般是10－4、呼叫接续时间长、接通率低。X.25网络：面向连接的网络，也是第一个公共数据网络；处理比较复杂，从而网络延迟较大，它提供的用户端口速率一般小于等于64kb/s。帧中继网：简化了节点的处理过程，缩短了处理时间，这对有效利用高速数字传输信道十分关键，它具有传送时延低，经济、可靠等特点。数字数据网DDN（DigitalDataNetwork）：网络传输速率高，时延小，管理方便，并且它的应用范围从最初的单纯提供数据业务，拓宽到支持多种业务网和增值网。ATM网络：可以很好的满足日益增长的各类高速、宽带、多媒体数据业务的需求。因特网：采用IP协议作为第三层协议的网络，是目前使用最多的数据通信网。分组交换公用数据网（PSPDN）分组交换公用数据网提供可靠传送数据的永久虚电路与交换虚电路基本业务，为了满足集群用户的需要，还提供虚拟专用网（VPN）业务。我国公用分组数据网是按照ITU-T制定的X.25建议建设的。X.25中规定了三个独立的级，即物理级、链路级、分组级。这三级与OSI参考模型的一、二‍、三层基本上是一致的。

数字数据网（DDN）DDN是利用数字信道来传输数据信号的数据传输网，介于永久性连接和交互式连接之间的半永久性连接方式的数字数据网；数字电路传输质量高，平均时延小。缺点是使用DDN专线上网，需要租用一条专用通信线路，租用费用太高DDN网络组成DDN是由数字传输电路和相应的数字交叉复用设备组成。其中，数字传输主要以光缆传输电路为主，数字交叉连接复用设备对数字电路进行半固定交叉连接和子速率的复用。帧中继网（FrameRelayNetwork）帧中继是在用户/网络接口（UNI）之间提供用户信息流的双向传送，并保持顺序不变的一种数据承载业务。帧中继是综合业务数字网标准化过程中产生的一种重要技术，它是工作在OSI参考模型第二层;帧中继网络提供的业务有两种：永久虚电路和交换虚电路。目前已建成的帧中继网络大多只提供永久虚电路业务。计算机通信网基本概念计算机网络的发展计算机网络的分类计算机网络的体系结构OSI模型TCP/IP模型数据链路层协议计算机通信网1基本概念计算机网是由多种计算机和各类终端设备通过通信线路连接起来的复合系统，由于计算机型号不同，终端类型各异，加之线路类型（固定线路或交换线路）、连接方式（点对点或多点）、同步方式（同步或异步）、通信方式（单工、半双工、全双工）的不同，给通信带来极大不便。计算机网络的发展简史

20世纪50年代初，以单个计算机为中心的远程联机系统构成，这类简单的“终端——通信线路——面向终端的计算机”系统，计算机网络的雏形，称为第一代计算机网络。从20世纪60年代中期开始，出现了若干个计算机互连系统：SNA，DNA。第二代计算机网络：20世纪60年代后期，ARPANET网是由美国国防部高级研究计划局ARPA，后导致了TCP/IP问世；第三代计算机网络：国际标准化组织（ISO）于1978年成立了专门机构并制定了世界范围内的网络互联标准，称为开放系统互联参考模型OSI/RM；第四代计算机网络：全世界许多国家都纷纷制定和建立本国的NII，从而极大的推动了计算机网络技术的发展。使计算机网络的发展进入一个崭新的阶段。计算机网络的几种不同分类方法从网络的拓扑结构进行分类：集中式网络、分散式网络、分布式网络。从网络的作用范围进行分类：广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN、接入网AN。从网络的使用范围进行分类：公用网、专用网。所谓网络体系结构是网络的层次结构和所使用的协议的集合，它是对构成计算机网络的各个组成部分及计算机网络必须实现功能的一组精确定义。世界上第一个网络体系结构是美国IBM公司于1974年提出的，它取名为SNA

;OSI/RM（OpenSystemsInterconnection/ReferenceModel），开放式系统互联/标准模型，简称为OSI;TCP/IP网络体系结构分层的优点各层之间是独立的：降低复杂度灵活性好：变化相互影响小结构可分开：便于采用不同的实现技术易于实现和维护能促进标准化工作：每层的功能及其所提供的服务都已有精确的说明这种分层结构的特点是：①各层相对独立，每一层完成自身定义的功能，可以单独地开发、修改本层功能，而不影响其他层。②第n层完成自身定义的功能时，只利用（n-1）层所完成的功能（而不关心这些功能是怎样完成的）。③不同系统的同层实体间使用该层协议进行通信，只有最低层才发生直接数据传送，且最低层只提供服务。④除最低层外，其他层实体间没有直接物理连接不能直接交换信息，必须利用下一层实现的协议所提供的更为基本的服务来实现本层通信。⑤两种不同的协议可能对应同一层，但它们之间不能协同工作，只有执行相同协议的实体才能通信。⑥在需要不同的通信服务时，可在一层内设置两个或更多的子层。网络协议一个计算机网络为了有很多互相连接的节点，这些节点之间要不断地进行数据的交换，要做到有条不紊的交换数据，每个节点就必须遵守一些事先约定好的规则。这些规则就是网络协议。协议的定义网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题。协议三要素语法：数据与控制信息的结构或格式语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答同步：事件实现顺序的详细说明分层模型中的协议和服务协议交换原语交换原语服务用户提供服务服务提供者第n层第n+1层服务用户SAPSAP计算机A计算机BOSI参考模型产生的背景1974年1983年IBM推出SNA网络体系DEC公司提出DNA网络体系ISO提出OSI参考模型OSI(OpenSystemInternetwork)是开放的通信系统互联参考模型1978年1976年成为正式国际标准（ISO7498）2023/1/1460开放系统互连参考模型

OSI/RM只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。在市场化方面OSI却失败了。OSI的专家们在完成OSI标准时没有商业驱动力；OSI的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；OSI标准的制定周期太长，因而使得按OSI标准生产的设备无法及时进入市场；OSI的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。

2023/1/1461两种国际标准法律上的(dejure)国际标准OSI并没有得到市场的认可。而非国际标准TCP/IP现在获得了最广泛的应用。TCP/IP常被称为事实上的(defacto)国际标准。OSI七层模型OSI将网络应完成的通信任务进行分解，分为七个功能层，自下而上为:物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。1/14/202363OSI参考模型的分层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层资源子网通信子网2023/1/1464数据链路层数据链路层OSI参考模型应用层表示层会话层传送层网络层数据链路层物理层网络层物理层网络层物理层应用层表示层会话层传送层网络层数据链路层物理层通信子网主机A主机B报文报文报文报文分组帧比特流图4-8OSI分层协议中数据传输示意图66应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层OSI模型公司经理公司经理助理公司秘书公司送信职员邮局排序工人邮局装拆箱工人邮局运送工人类比终端设备网络设备邮政系统公司67应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层OSI模型公司经理公司经理助理公司秘书公司送信职员邮局排序工人邮局装拆箱工人邮局运送工人类比助理，我想和B公司的王总谈谈项目我写好这篇邀请文找秘书寄去我和王总的秘书联系过，有他们的地址，我把它填上，叫送信员工送邮局去我核对过王总的城市编号写对了，这我就送邮局寄去我把这些包裹信件归类，该寄哪里的就送哪里装车我负责把邮件打包装车我负责把邮件送到目的地的邮局68应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层OSI模型公司经理公司经理助理公司秘书公司送信职员邮局排序工人邮局装拆箱工人邮局运送工人类比原来张总是叫我去他们公司谈谈项目王总，张总说：”…”助理，这是A城市张总的来信秘书，邮局来邮件啦我把这些包裹信件归类，该寄哪里的就送哪里我负责把邮件卸货并检查有没摔坏邮件送到啦！2023/1/1469OSI参考模型各层功能应用层向用户提供服务表示层对数据进行格式转换会话层为通信双方建立一个会话连接，并控制会话过程的进行。传送层建立主机间端到端的连接，保证端到端间数据传送的可靠性。2023/1/1470OSI参考模型各层功能网络层根据数据传送的目的地和网络状态选路，保证数据在网络中的可靠传送。数据链路层利用差错控制、顺序控制和流量控制及链路层的控制和管理，保证相邻节点间的链路上数据的正确传送。物理层利用物理传输介质为数据链路提供物理连接，以透明地传送比特流。各层的主要功能物理层(physicallayer)：透明地传送比特流。物理层的设计主要涉及物理层接口的机械、电气、功能和过程特性，以及物理层接口连接的传输介质等问题物理层由两个主要部分组成：传输媒体和连接策略。典型的传输媒体有双绞线、同轴电缆、光纤、卫星、微波塔和无线电波。管脚号用途颜色1发送+白色和绿色2发送-绿色3接收+白色和橘黄色4不被使用蓝色5不被使用白色和蓝色6接收-橘黄色7不被使用白色和棕色8不被使用棕色物理层接口示例2023/1/1473数据链路层链路和数据链路链路：是一条无源的点到点的物理线路数据链路：物理线路和控制传输的协议，也称为逻辑链路当采用复用技术时，一条链路上可以有多条数据链路数据链路层最重要的作用就是通过数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输2023/1/1474链路与数据链路链路控制节点交换机链路控制节点交换机数据链路ModemModem链路数据传输各层的主要功能（Cont.）数据链路层(datalinklayer)：在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据。主要功能：链路管理、帧同步、差错控制、流量控制、寻址等。各层的主要功能（Cont.）网络层（networklayer）：负责为分组交换网上的不同主机提供通信。主要功能：路由选择：选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够按照地址找到目的主机。拥塞控制：控制进入网络的流量因特网主要的网络层协议：网际协议IP(InternetProtocol)和许多路由选择协议。网际层或IP层。各层的主要功能运输层（transportlayer，传输层）：负责主机中两个进程之间的通信（端到端通信）。是第一个事实上的端到端层次。仅存在于主机之中，结点交换机中没有。因特网中的运输层协议：面向连接的TCP协议和提供无连接服务的UDP协议。会话层（sessionlayer）会话层提供两个互相通信的应用进程之间的会话机制，即建立、组织和协调双方的交互，并使会话获得同步。会话层、表示层、应用层构成开放系统的高三层，对应用进程提供分布处理、会话管理、信息表示、修复最后的差错等。会话层担负应用进程的服务要求，弥补传输层不能完成的剩余部分工作。该层的主要功能是对会话管理、数据流同步和重新同步。表示层（presentationlayer）表示层:是为异种主机通信提供一种公共语言，以便能进行互操作。这种类型的服务之所以需要，是因为不同的计算机系统使用的数据表示方法不同。主要功能：数据变换、数据格式化、数据压缩及加密。各层的主要功能应用层（applicationlayer）：确定进程间通信的性质以满足用户的需求。提供应用进程所需要的信息交换和远地操作。作为互相作用的应用进程的用户代理(useragent)，来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。应用层协议很多：HTTP协议，SMTP，FTP协议等。各对等层之间都好像可以直接传送数据两个对等应用层之间传送应用数据块两个对等运输层之间传送运输层报文段两个对等网络层之间传送IP分组两个数据链路层之间传送链路层的帧两个物理层之间传送比特流5432154321物理传输媒体计算机1计算机2AP2AP1数据从AP1

到AP2好像是直接传送数据但实际上是如图红箭头所示的过程TCP/IP协议模型TCP/IP协议是传输控制协议和网际协议(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)的简称。它源于美国国防部高级计划研究局(ARPA)的ARPANET网，现在已成为Internet互联网的通信协议。TCP/IP与OSI/RM的比较***应用层运输层网络层表示层会话层数据链路层物理层7654321应用层网络接口层网际层IP

(各种应用层协议如TELNET,FTP,SMTP等)运输层TCP，UDPOSITCP/IP2023/1/1485TCP/IP协议的体系结构TCP/IP协议栈定义了四个层次网络接口定义各种介质物理连接的特性定义在不同介质上信息帧的格式IP（Internetprotocol）层转发和路由功能：根据分组的目的IP地址，将分组从源端转发到目的地。路由器（router）：TCP/IP网络中专用的IP分组转发设备。TCP/UDP（传输层）TCP提供面向连接的、可靠的传输服务UDP提供无连接的、不可靠的传输服务应用层Telnet、Web、FTP、e-Mail……IP网络接口TCP/UDP应用TCP/IP体系2023/1/1486TCP/IP协议栈TCPUDPSMTP以太网DNSFTPTELNETFDDIX.25ATMIPRARPARP应用层网络接口层传输层互连层ICMPSNMP2023/1/1487沙漏计时器形状的

TCP/IP协议族HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP网际层网络接口层运输层应用层………网络接口

1网络接口

2网络接口

3EverythingoverIPIP

可为各式各样的应用程序提供服务IPoverEverythingIP

可应用到各式各样的网络上网络接口层网络接口层负责将网络层的IP数据报通过物理网络发送，或从物理网络接收数据帧，抽出IP数据报上交网际层。低层对应OSI的物理层和数据链路层;通信子网点到点ISDN,PSTN,DDN,SDH广播网LAN广域网ATM，FR,X.25网际层网际层:使主机可以把分组发往任何网络，并使分组独立地传向目的地，这称为数据报方式的信息传送。数据报所提供的是一种无连接的、不可靠的数据报传输服务。2023/1/1490IP协议：无连接的分组转发协议功能:分组转发和路由端到端的通信控制由传输层实现可靠性在传输层（TCP/UDP）实现通信子网（IP及其以下各层）是不可靠的IP层采用无连接的、尽力而为的机制，不能保证传输的正确性：不作验证、确认，也不保证分组传输的顺序采用端到端可靠性的优点简化IP层协议的实现实现效率高传输层传输层为应用程序提供端到端通信功能，对应于OSI的传输层。该层协议处理网络互联层没有处理的通信问题，保证通信连接的可靠性，能够自动适应网络的各种变化。TCP/IP在传输层主要提供了两个协议，即传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP(UserDatagramProtocol)。2023/1/1492传输层的主要功能为应用进程之间提供端到端的逻辑通信（但网络层是为主机之间提供逻辑通信）。对收到的报文进行差错检测。两种不同的运输协议面向连接的TCP无连接的UDP。

应用层TCP/IP的应用层对应OSI的高三层，为用户提供所需要的各种服务。在这个层次中有许多面向应用的著名协议。如文件传输协议FTP、远程通信协议TELNET、简单邮件传送协议SMTP;这里值得指出，TCP/IP模型中的应用层与OSI/RM中的应用层有较大的差别，它不仅包括了会话层及上面三层的所有功能，而且还包括了应用进程本身在内。从OSI体系结构到原理体系结构OSI的七层网络体系结构已经过时了TCP/IP的四层网络体系结构已成主流使用五层原理体系结构来阐明网络的工作原理较为合适54321数据链路层应用层运输层网络层物理层报文报文分组帧比特传送单位数据链路层协议掌握数据链路层的基本概念掌握停止等待协议、连续ARQ协议、选择重传ARQ协议、HDLC协议的基本思想，特别是差错控制和流量控制思想（1）帧控制：将信息流进行分割，按照一定的格式组成帧，以帧为单位发送、接收、校验和应答。（2）差错控制：当收端能正确接收信息时，则向发端送出确认信息；当检测到接收信息有差错时，收端要求发端重发该信息；发端还要进行帧编号，以免出现信息的重收、漏收。通常采用CRC方法的居多。数据链路层的功能（3）流量控制：计算机网络是由具有不同速率、存储空间和处理能力的设备组成的。（4）链路管理：协议应能控制信息流的传输方向；建立、维护、结束链路联接；显示站的工作状态。（5）区分数据和控制信息。（6）寻址：保证每一帧信息送达正确的目的站，且收方知道信息的发送站。数据链路层的功能（续）数据链路上的差错控制和流量控制假定：链路不是理想的传输信道，所传送的任何数据可能会出错或丢失收方不能无限速地接收数据，也没有无限缓存问题：怎样防止发方用速率比收方能够处理的速率要快的数据淹没收方（流量控制）；差错控制（数据帧出错、丢失，应答帧丢失导致死锁）数据帧在链路上传输的几种情况时间ABDATA0送主机ACKDATA1送主机ACK(a)正常情况ABDATA0NAKDATA0送主机ACK(b)数据帧出错ABDATA0DATA0送主机ACK(c)数据帧丢失ABDATA0送主机ACKDATA0不送主机ACK(d)应答帧丢失重发重发tout重发tout出错丢失！丢失！解决办法：流量控制：等待应答(确认帧ACK或否认帧NAK)数据帧出错：差错检测应答帧或数据帧丢失：计时器，超时重发重复帧：序号重传时间：置为略大于“从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”序号：0和1==>停止等待协议差错检测：循环冗余检验(CRC)数据链路上的差错控制和流量控制停止等待协议 停—等（stop-and-wait）协议规定发送端每发送一数据帧，必须停下来，等待收到接收端的应答信息后，才能进行下一步的操作。停止等待协议

停止等待协议ABFrame0Frame1ACKFrame1ACKTimeTime-outFrame2ACK

A

BFrame0Frame1ACKFrame1ACKTimeTime-outFrame2停止等待协议的优缺点比较简单，但信道的利用率低解决办法：连续ARQ协议和选择重传ARQ协议ARQ：AutomaticReQuest(自动请求重传)（2）连续ARQ协议(Go-back-NARQ)发送方连续发送数据超时重发接收方按序接收数据肯定应答或否定应答(应答中带上帧序号)重传Atout送主机送主机时间01234523456ACK3ACK0ACK2ACK1DATAB丢弃出错tf连续ARQ协议的优缺点连续发送数据帧提高了效率，但重传已正确传送过的数据帧降低了效率若传输信道的传输质量很差而误码率较大时（导致更多的重传），连续ARQ协议不一定优于停止等待协议对于传播时延很大的信道，停止等待协议很不实用，必须采用连续ARQ协议(3)选择重传ARQ协议选择重传ARQ协议是在回退N帧的ARQ基础上的改进，当发送端收到包含出错帧序号的NAK帧时，据此序号从重发表中选出相应帧的备份，插入到发送帧队列的前面给予重发，也就是说对重发帧有个选择。避免了对后继正确数据帧的多余重发，使得传输效率明显提高。选择性重发ARQA

B0Time1234562ACK1897101112ACK2NAK2ACK7ACK8ACK9ACK10ACK11ACK12ACK2ACK2ACK2HDLC（HighLevelDataLinkControlprotocol）是国际标准化组织（ISO）根据IBM公司的SDLC（同步数据链路控制）协议扩充开发而成，作为国际标准ISO3309。面向比特型控制规程目的是提供一种通信准则，以满足广泛的应用范围，包括计算机、集中器和终端之间的数据通信，以及计算机通过子网节点机间的数据通信；HDLC①主站: 主站（primarystation）控制整个链路的工作,负责链路的初始化、链路的建立和释放，以及差错恢复等。主站发出的帧叫做命令（command）。②从站:

受控的各站叫做从站或次站（secondarystation）。从站发出的帧叫做响应（response）。③复合站:

复合站（combinedstation）同时具有主站与从站的功能，每个复合站都可以发出命令和响应。HDLC中的站点两种配置和三种方式两种配置：非平衡配置和平衡配置非平衡配置：一个主站控制整个链路工作，点到点和点到多点两种平衡配置：链路两端的两个站均为复合站（主站+次站）三种数据传送方式：非平衡配置的正常响应方式NRM：主站发送数据，次站在收到轮询时给出响应。非平衡配置的异步响应方式ARM：允许次站向主站发响应帧。平衡配置的异步平衡方式ABM：每个站均可自由发送数据。非平衡配置点-多点式平衡配置2023/1/14通信网基础113正常响应模式2023/1/14通信网基础114异步平衡模式HDLC帧结构比特888可变168信息

Info标志

F标志

F地址

A控制

C帧校验序列

FCS校验区间透明传输区间标志：01111110—解决帧同步问题

地址：全1(广播)，全0（无效地址），第1个比特为0表示下一字节也是地址字段，为1表示最后一个地址段。

FCS：CRC-CCITT控制字段的结构

C控制888可变168信息

Info标志

F标志

F地址

A帧检验序列

FCS信息帧I监督帧S无编号帧U12345678比特序号N(S)P/FP/FP/FN(R)N(R)MS00111MHDLC它和TCP/IP是不同的协议栈，是早期数据通信的协议,当时还没有7层协议的概念；HDLC包含的内容很丰富，一般的应用极少使用HDLC的全集，用的都是他的子集。提纲数据通信概述数据交换技术数据通信网Internet网络互连设备计算机局域网Internet概述Internet的地址和域名网络互连协议传输层协议应用层协议路由协议Internet的应用IPv6因特网Internet国际互联网与普通意义上的局域网或广域网不同，它不隶属于某一个国家或集团，有具体的网络结构；由遍布世界的广域网、局域网，公用网、专用网，校园网、企业网，以太网、令牌网，有线网、无线网等形形色色的计算机网络通过运行TCP/lP协议栈，经网关和路由器互联所构成的全球范围的计算机互联网络。互联网与因特网(Cont.)以小写字母i开始的internet（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的虚拟网络。以大写字母I开始的的Internet（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用TCP/IP协议族，且其前身是美国的ARPANET。IP协议并非唯一的互联网互连协议，如ITU-T的X.75建议书。Internet的地址和域名1MAC层的硬件地址2IP地址3子网的划分与子网掩码4域名IP地址和物理地址IP地址：是在互联层对用户终端的标识；采用全局通用的地址格式，由网络号和主机号构成；是一种层次地址，携带对象的位置信息，该地址放在IP数据报的首部。物理地址：是在数据链路层对用户终端的标识；每种物理子网有各自的物理地址的格式，例如在局域网中的MAC地址使用48bit标识符，是计算机所插入的网卡上固化在ROM中的地址，是一种平面地址，该地址放在MAC帧的首部。在将各种物理子网互联时，通过IP地址可以实现物理地址的统一，向上层屏蔽底层的差异。IP地址与硬件地址TCP报文IP数据报MAC帧应用层数据首部首部尾部首部链路层及以下使用硬件地址硬件地址网络层及以上使用IP地址IP地址2023/1/14125为何要使用两种不同的地址？IP层向下要面对各种不同的物理网络，向上要提供统一的数据传输服务，通过IP地址可以实现硬件地址的统一，向上层屏蔽底层的差异。HA1HA5HA4HA3HA6主机H1主机H2路由器R1硬件地址路由器R2HA2IP1IP2局域网局域网局域网IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机H1主机H2路由器R1IP层上的互联网MAC帧IP2IP4IP3IP5路由器R2IP1→IP2IP1→IP2IP1→IP2从HA1到HA3从HA4到HA5从HA6到HA2MAC帧MAC帧IP数据报2023/1/14127地址解析协议ARP不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。IP地址到硬件地址的转换使用ARP协议。每一个主机都设有一个ARP高速缓存(ARPcache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。2023/1/14128逆地址解析协议RARP逆地址解析协议RARP使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP地址。这种主机往往是无盘工作站。因此RARP协议目前已很少使用。IP地址及其表示方法IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是惟一的32bit的标识符（IPV4）。IP地址在网络层上屏蔽了异种网络之间物理地址等特性的差异，利于网间通信的实现。IP地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN(InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers)进行分配。我国用户可向亚太网络信息中心APNIC(AsiaPacificNetworkInformationCenter)申请IP地址（要缴费）2023/1/14130IP地址的编址方法分类的IP地址。这是最基本的编址方法，在1981年就通过了相应的标准协议。子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准[RFC950]在1985年通过。构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993年提出后很快就得到推广应用。2023/1/14131IP地址::={<网络号>,<主机号>}分类IP地址每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。两级的IP地址可以记为：2023/1/14132net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址的分类0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

1

1

0多播地址E类地址保留为今后使用1

1

1

1

0012023/1/14133路由器转发分组的步骤先按所要找的IP地址中的网络号net-id把目的网络找到。当分组到达目的网络后，再利用主机号host-id将数据报直接交付给目的主机。按照整数字节划分net-id字段和host-id字段，就可以使路由器在收到一个分组时能够更快地将地址中的网络号提取出来。2023/1/14134点分十进制记法10000000000010110000001100011111机器中存放的IP地址是32bit二进制代码10000000000010110000001100011111每隔8bit插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性1128

11331将每8bit的二进制数转换为十进制数2023/1/14135每个地址类的点分十进制范围A 1.XXX.XXX.XXX~126.xxx.xxx.xxxB 128.1.xxx.xxx~191.254.xxx.xxxC 192.0.1.xxx~223.255.254.xxx2023/1/14136常用的三种类别的IP地址IP地址的使用范围

网络最大第一个最后一个每个网络类别网络数可用的可用的中最大的网络号网络号主机数

A126(27–2)112616,777,214B16,383(214-1)128.1191.25565,534C2,097,151(221-1)192.0.1223.255.255254在IP地址中，有些地址并不是用来标识网络连接的，它们具有特殊的意义。网络号主机号代表的意思net-id0标识特定网络全1全1受限广播地址，只在本网段广播net-id全1直接广播地址，对net-id上的所有主机进行广播127任何数回送地址，用作本地软件环回测试之用特殊的IP地址2023/1/14138私有IP地址三个网络地址范围保留为内部网络（私有网）使用，它们是：-55-55-55不能用这些地址访问Internet。使用这些地址范围的公司或者使用代理服务器或网络地址转译器(networkaddresstranslator,NAT)作为Intranet与Internet的中介。2023/1/14139IP地址的重要特点IP地址是一种分等级的地址结构。实际上IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号net-id。所有分配到网络号net-id的网络都是平等的。2023/1/14140互联网中的IP地址B222.1.1.R1222.1.2.R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互联网在同一个局域网上的主机或路由器的IP地址中的网络号必须是一样的。图中的网络号就是IP地址中的net-id2023/1/14141互联网中的IP地址B222.1.1.R1222.1.2.R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互联网路由器总是具有两个或两个以上的IP地址。路由器的每一个接口都有一个不同网络号的IP地址。划分子网：思路一个拥有许多物理网络的单位，可将所属的物理网络划分为若干个子网(subnet)。但这个单位对外仍然表现为一个没有划分子网的网络。划分子网的方法是从网络的主机号借用若干个比特作为子网号subnet-id，而主机号host-id也就相应减少了若干个比特。三级IP地址：

IP地址::={<网络号>,<子网号>,<主机号>}从其他网络发送给本单位某个主机的IP数据报，仍然是根据IP数据报的目的网络号net-id找到连接在本单位网络上的路由器。但此路由器在收到IP数据报后，再按目的网络号net-id和子网号subnet-id找到目的子网，将IP数据报交付给目的主机。2023/1/14143划分子网思路主机地址网络地址网络地址主机地址子网地址在划分子网的时候用到子网掩码，可以自己设置；从一个IP数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分。这是因为32位的IP地址本身以及数据报的首部都没有包含任何有关子网划分的信息。因此必须另外想办法，这就是使用子网掩码(subnetmask)。子网掩码2023/1/14145子网掩码为了区分一个IP地址的网络号和主机号部分，采用了子网掩码的技术。子网掩码是一个32位的二进制数，它指定了子网标识和主机号的分界点，即对应IP地址网络号和子网标识的位全部置1，主机号部分全部置0。将一个IP地址与它的掩码相“与”，得出的结果即为该IP地址所在的网段。划分子网：子网掩码将子网掩码和IP地址进行逐比特的“与”运算(AND)，就立即得出网络地址来。这样在路由器处理到来的分组时就可采用同样的算法。

网络号net-id主机号host-id两级IP地址网络号net-idhost-id三级IP地址主机号subnet-id子网号子网掩码11111111111111111111111100000000因特网部分本地部分(a)(b)(c)因特网部分本地部分net-idsubnet-id划分子网时的网络地址(d)host-id为全0以C类地址为例，

掩码00000000，最大子网，相当于无子网。

掩码10000000，子网数2，每子网地址128，可用主机126。

掩码11000000，子网数4，每子网地址64，可用主机62。

掩码11100000，子网数8，每子网地址32，可用主机30。

掩码11110000，子网数16，每子网地址16，可用主机14。

掩码11111000，子网数32，每子网地址8，可用主机6。

掩码11111100，子网数64，每子网地址4，可用主机2。

可见，子网划分越多，地址浪费越多。

如掩码11100000，换算后是224，子网掩码就是24。2023/1/14148net-idnet-idhost-id为全0net-id网络地址A类地址默认子网掩码网络地址B类地址默认子网掩码网络地址C类地址默认子网掩码111111111111111111111111000000000000000000000000111111111111111100000000000000001111111100000000host-id为全0host-id为全0A类、B类和C类IP地址的默认子网掩码2023/1/14149划分子网举例例：将IP地址为的网络划分成4个子网，写出每个子网的子网地址解： 第一步：判断该网络属于哪一类：B类第二步：判断子网号位数：2166166000000000改为子网号00011011第三步：写出子网地址域名domainIP地址可以惟一地确定一台主机，但由于IP地址是数字型标识，难以理解。为此，Internet采用了一种字符型标识，用字符串标识主机地址，这就是域名。DNS：完成域名解析：将域名翻译成IP地址；服务器名网站名称类别国家网络互连协议TCP/IP协议是为容纳物理网络的多样性设计的，这种宽容性主要体现在IP层中。各种网络的帧格式、地址格式等差别很大，TCP/IP通过IP数据报和IP地址将它们统一起来，向上层提供统一的IP数据报，使各物理帧的差异对上层协议不复存在;IP协议的主要功能寻址：IP必须能惟一地标识互联网络中的每一个可寻址的实体，即要为网络中的每个实体赋予一个全局标识符。路由选择：路由选择功能可设置在源主机中，也可在网关中。分段和重新组装：2023/1/14153固定部分可变部分04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特数据部分首部传送IP数据报首部地址解析协议ARP在以太网协议中规定，同一局域网中的一台主机要和另一台主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。在TCP/IP协议栈中，网络层和传输层只关心目标主机的IP地址。这就导致在以太网中使用IP协议时，数据链路层的以太网协议接到上层IP协议提供的数据中，只包含目的主机的IP地址。需要一种方法，根据目的主机的IP地址，获得其MAC地址。这就是ARP协议要做的事情。所谓地址解析（addressresolution）就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。地址解析协议ARP（1）源主机A与目的主机B位于同一物理网段主机A主机B主机AMAC主机BMAC广播地址主机BIP主机BMAC？ARPrequestARPreply传输层协议对于利用网络进行通信的两个主机来讲，端到端的可靠通信最后是要靠传输层协议来完成。在通信子网中并没有传输层，传输层只存在于通信子网以外的主机中。根据应用的不同，运输层需要有两种不同的运输协议，即面向连接的可靠的TCP协议和无连接的不可靠的UDP协议。运输层协议概述（Cont.）运输层向上提供可靠的和不可靠的逻辑通信信道：运输层向高层用户屏蔽了下面通信子网的细节。

？应用层运输层发送进程接收进程接收进程数据数据全双工可靠信道数据数据使用TCP协议使用UDP协议不可靠信道发送进程UDPUDP(UserDatagramProtocol)：提供无连接、不可靠的数据流传输，对传输的数据流不进行流量控制和差错控制，发送端并不知道它是否到达了目的地。数据的完整性由使用UDP协议的上层应用来控制。以实现效率为主要目标，具有良好的实时性。UDP数据报的发送和接收通过UDP端口实现。TCP协议TCP协议提供面向连接的可靠服务。TCP连接是运输层的连接，它和网络层中的虚电路（如X.25所使用的）完全不同。TCP报文段是在运输层抽象的的端到端逻辑信道中传送，这种信道是可靠的全双工信道。TCP传输端口与连接TCP中用户收发数据是通过连接进行的。TCP采用传输端口来标识TCP连接。一对套接字可以唯一确定一条连接的两个端点。套接字（socket）：端口号＋IP地址2023/1/14160插口(socket)TCP使用“连接”(而不仅仅是“端口”)作为最基本的抽象，同时将TCP连接的端点称为插口(socket)，或套接字、套接口。插口和端口、IP地址的关系是：IP地址3端口号1500

3,1500插口(socket)应用层协议1文件传送协议FTP提供文件传输的一些基本的服务。

2远程登录协议TELNET远程登录协议TELNET是一个简单的远程终端协议，用户用TELNET可通过TCP连接注册到远地的另一个主机上。BBS3简单邮件传送协议SMTP可靠高效地传送邮件，它独立于传送子系统而且仅要求一条可以保证传送数据单元顺序的通道。因特网的路由选择协议在一个分组交换网络中，路由选择或选路（routing）是指寻找一条将数据报从源主机传往目的主机的最佳传输路径的过程。在数据报的传输过程中，IP数据报在网中一次只经过一个节点，并不知道整个路径，而每个路由器都有一张路由表;路由选择协议：路由表中的路由是怎样得出的。2023/1/14163IP分组的转发IP分组的转发就是把分组放到去往终点的路由上，这就要求主机或路由器装有路由表。与路由表相关的操作包括两个部分：第一部分是路由表的使用，即根据路由表进行路由选择，完成分组的转发。主机和路由器上的IP负责第一部分的工作第二部分是路由表的建立和刷新，这项工作由路由守护程序完成。路由协议负责第二部分的工作。2023/1/14164IP层转发分组的流程IP层应用软件->TCP/UDP1数据链路2其它系统111222根据分组的目的地址进行选路确定下一跳结点地址利用ARP确定下一跳结点的物理地址对分组进行物理封装，利用物理帧完成传输1.输出分组的处理取出分组的目的地址DA接收分组并提交给高层软件2.输入分组的处理（主机）DA=本机地址？丢弃分组yesNo接收分组并提交给高层软件yesno丢弃分组no进行物理封装，利用物理帧完成传输TTL=TTL-1取出分组的目的地址DA对DA进行选路，确定下一跳结点地址利用ARP确定下一跳结点的物理地址DA=本机地址？TTL=0?yes2023/1/14165路由表的构成目的地址子网掩码下一跳输出接口…－――m0…55m1…m2………………m1…2023/1/14166路由选择策略静态路由选择策略非自适应路由选择，其特点是简单和开销较小，但不能及时适应网络状态的变化。动态路由选择策略自适应路由选择，其特点是能较好地适应网络状态的变化，但实现起来较为复杂，开销也比较大。理想的路由选择算法因特网采用的路由选择协议主要是自适应的（即动态的）、分布式路由选择协议。由于以下两个原因，因特网采用分层次的路由选择协议：因特网的规模非常大，现在就已经有几百万个路由器互连在一起。路由表将非常大，处理起来也太花时间。许多单位不愿意外界了解自己单位网络的布局细节和本部门所采用的路由选择协议（这属于本部门内部的事情），但同时还希望连接到因特网上。2023/1/14168自治系统(autonomoussystem)因特网将整个互联网划分为许多较小的自治系统AS。一个自治系统是一个互联网，其最重要的特点就是自治系统有权自主地决定在本系统内应采用何种路由选择协议。一个自治系统内的所有网络都属于一个行政单位(例如，一个公司，一所大学，政府的一个部门，等等)来管辖。一个自治系统的所有路由器在本自治系统内都必须是连通的。2023/1/14169自治系统主干网络自治系统自治系统RRRR局域网络局域网络局域网络局域网络自治系统GGG核心路由器2023/1/14170因特网的路由选择协议内部网关协议

IGP(InteriorGatewayProtocol)

即在一个自治系统内部使用的路由选择协议。目前这类路由选择协议使用得最多，如RIP和OSPF协议。外部网关协议EGP(ExternalGatewayProtocol)

若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。这样的协议就是外部网关协议EGP。在外部网关协议中目前使用最多的是BGP-4。自治系统之间的路由选择也叫做域间路由选择(interdomainrouting)，而在自治系统内部的路由选择叫做域内路由选择(intradomainrouting)。路由算法按照实现机制分类

距离向量算法的优点在于易于实现，但是，它不适应路由快速变化的情况或大型的互联网环境。链路状态算法也叫最短路径算法，与距离向量算法比较，链路状态算法具有可扩展性好、开销小、收效快和易升级等优点。如何可靠地发送链路状态分组是一个比较困难的问题。因特网的应用浏览网页网上办公网上医疗网络游戏电子商务IP电话。。。IPv6现有IPv4的问题地址空间耗尽问题；另一个问题是骨干路由器中路由表过于庞大；安全问题QoS问题IPv6的主要功能和特点（1）扩展的地址空间(扩展到128位)。（2）增强的选路功能（3）简化的头格式。（4）改善了对选项的支持。（5）IPV6支持移动性。（6）IPV6提供强有力的网络安全保障；提纲数据通信概述数据交换技术数据通信网Internet网络互连设备计算机局域网网络互连设备4.5.1网络互连设备分类 从协议的层次看，不同网络互连设备可以在OSI模型的不同层次上实现网络互连：

中继器（repeater）：物理层互连设备；

网桥（bridge）：数据链路层互连设备；路由器（router）：网络层互连设备；网关（gateway）：传输层或更高层次的互连设备。中继器又称为重发器。不同类型的局域网采用不同的中继器互连。中继器的主要功能是： 实现物理信号的接收、放大整形及转发，转发是双向的。 实现同类物理网段的连接，借以扩展网络的覆盖范围，或延长站点间的最大距离。中继器中继器网线网线同一物理网络集线器又称集中器，是一种多口中继器。集线器可以作为多个网络电缆段的中间转接设备，将各个网段连接起来。当某个网段出现故障时，不会影响其他节点。集线器网桥是数据链路层的互连设备，网桥的功能为不受媒质访问子层中冲突域的限制而扩展网长。网桥连接的两个网络，应从应用层到数据链路层的逻辑链路控制（LLC）子层中，各对应层次采用相同的协议；而对数据链路层中的媒质访问控制（MAC）子层和物理层中的对应子层，可遵循不同的协议。网桥路由器是网络层的互连设备，它具有网桥的全部功能，并增加了最佳路由选择、支持多种协议路由选择、流量控制、网络管理等功能，因而互连功能更强。路由器