《计算机网络应用教程》 王洪

《计算机网络基础》

《Thecomputernetwork》适用专业：非计算机专业本科生学时数：32日期：2003.2.25

教学性质与目的“计算机网络”是我校计算机专业本、专科生和非计算机专业本科生计算机教学中第三层次的课程，是一门必修的基础课。教学目的是使学生具有熟练地在网络环境下操作计算机的能力，具备在网上获取信息和交流的能力，掌握计算机网络的概念、计算机网络的类型、计算机网络技术、具备网络的应用能力等。教学计划总学时：32学时课堂教学参考教材：《计算机网络应用教程》王洪机械工业出版社参考资料：《数据通信与网络（第2版）》(美)BehrouzA.Forouzan机械工业出版社《计算机网络基础教程》聂真理北京工业大学出版社

《计算机网络基础教程》邬恩溢北京大学出版社考核方式：笔试（期末70%+平时30%）课程教学内容，学时分配第1章计算机网络与工业控制网络概述（4学时）第2章数据通信基础（6学时）第3章计算机体系结构（6学时）第4章网络技术基础（6学时）第5章局域网的设计与互连（2学时）第6章网络应用技术（4学时）第7章网络应用制作技术（2学时）考试（2学时）课程的教学基本要求和能力培养要求1．课堂讲授在多功能教室中采用电子教案授课。2．作业布置笔头作业，要求学生交作业本。3．考核方式学期末进行，采用开卷笔试的方法。4．能力培养要求着重培养学生的自学能力、动手能力与解决实际问题的能力。

本课程与其它课程的联系和分工、先修课程计算机文化基础计算机软件技术基础计算机硬件技术基础

联系方式：MF000376@STAFF.NJTU.EDU.CN第1章计算机网络概述

计算机网络是计算机技术和通信技术紧密相结合的产物。计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术水平，而且也是衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。

1.1计算机网络的基础知识网络就是计算机，这已成为计算机领域人人皆知的格言。计算机网络在改变着人们的生活和工作方式，人们足不出户便可了解全球发生的重大事件，用快捷、方便的方法与世界各地的朋友进行联络。网络的出现，使世界变得越来越小，生活节奏越来越快。它的产生扩大了计算机的应用范围，为信息化社会的发展奠定了技术基础。

1.1.1计算机网络的发展计算机网络源于计算机与通信技术的结合，其发展历史按年代划分经历了以下几个时期。

第一代：面向终端的计算机通信系统(具有通信功能的批处理系统)出现了以批处理为运行特征的主机系统和远程终端之间的数据通信。主机TT通信处理机1.1计算机网络的基础知识50年代中美国半自动地面防空系统（SAGE).将远距离的雷达和测控设备的信息经过通信线路汇集到一台IBM计算机进行处理和控制。63年美国的飞机订票系统SABRE-1.一台主机，2000多个终端。通信媒介为电话线。1.1.1计算机网络的发展主机 T TTT前端处理机集中器改进后Hub1.1.1计算机网络的发展

第二代计算机-计算机通信网（60年代末-70年代后期具有通信功能的多机系统)出现分时系统。主机运行分时操作系统，主机和主机之间、主机和远程终端之间通过前置机通信。美国国防高级计划局开发的ARPA网投入使用，计算机网处于兴起时期。

1.1.1计算机网络的发展美国国防部高级研究计划署（APRAnet）计算机-计算机资源共享网络IMPIMPIMPIMPTTIBM370/75DECPDP-10IBM370/75XDS-7TIPTIMP:信号处理机TIP:终端接口处理机69年4台计算机入网71年26台计算机入网75年100台计算机入网~今Internet网1.1.1计算机网络的发展1.1.1计算机网络的发展第三代开放式的标准化计算机网络（70年代初-90年代中在解决了计算机联网和网络互联标准的基础上，提出了开放系统互联参考模型与协议)国际标准化组织ISO的开放系统互联体系结构OSI。传输控制协议/网际协议体系结构TCP/IP。70年代中期局域网80年代局域网迅速发展标志：客户机/服务器机模式1.1.1计算机网络的发展1.1.1计算机网络的发展进入90年代后，局域网成为计算机网络结构的基本单元。网络间互连的要求越来越强，真正达到资源共享、数据通信和分布处理的目标。

Internet的广泛应用。90年代网络互连，Internet崛起1.1.1计算机网络的发展第四代：新一代综合智能宽带高速计算机网（90年代中~今，以宽带综合业务数字化网络和ATM技术为核心的网络）标志：1996年美国Internet21997年美国NextGenerationnternet1.1.2计算机网络的定义

计算机网络是把一定地理范围内的计算机通过通信线路互连起来，在相应通信协议和网络系统软件的支持下，彼此互相通信并共享资源的系统。

因此，可以把计算机网络定义为：凡将地理位置不同，并具有独立功能的多台计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件实现在网络中资源共享的系统，称之为计算机网络系统。俩台或俩台以上计算机通信设备和通讯媒介连接起来网络运行要有一定的协议支持1.1.3计算机网络系统的组成网络系统是由网络操作系统和用以组成计算机网络的多台计算机，以及各种通信设备构成的。

1.网络硬件

(1)计算机服务器网络工作站(2)通信部件网络接口卡通信介质各种网络互连设备。1.1.3计算机网络系统的组成1.网络硬件

⑴服务器

服务器的主要功能是为网络工作站上的用户提供共享资源、管理网络文件系统、提供网络打印服务、处理网络通信、响应工作站上的网络请求等。常用的网络服务器有文件服务器、通信服务器、计算服务器和打印服务器等。一个计算机网络系统至少要有一台服务器，也可有多台。通常用小型计算机、专用PC服务器或高档微机做网络的服务器。1.1.3计算机网络系统的组成⑵网络工作站

功能是：向各种服务器发出服务请求；从网络上接收传送给用户的数据。网络工作站是通过网络接口卡连接到网络上的计算机。1.1.3计算机网络系统的组成⑶网络接口卡

网络接口卡简称网卡，又称为网络接口适配器，是计算机与通信介质的接口，是构成网络的基本部件。

网卡的主要功能是实现网络数据格式与计算机数据格式的转换、网络数据的接收与发送等。

按照网卡的总线类型可以分为：ISA（IndustrialStandardArchitecture：工业标准结构）总线接口卡MCA（MicroChannelArchitecture：微通道结构）总线接口卡EISA（ExtendedIndustrialStandardArchitecture：扩展工业标准结构）总线接口卡PCI（PeripheralComponentInterconnect：外围设备互连）总线接口卡PCMCIA（PCMemoryCardInternationalAssociation:个人计算机存储卡国际委员会）接口卡1.1.3计算机网络系统的组成⑷通信介质

作用：计算机之间传输数据信号的重要媒介，它提供了数据信号传输的物理通道。

有形介质:双绞线同轴电缆光缆

无形介质:无线电微波卫星通信红外线激光参数：

传输容量

信号衰减

抗干扰能力

安装难度

价格1.1.3计算机网络系统的组成

局域网的硬件组成通信链路网络适配器微型机/工作站网络服务器网络适配器1.1.3计算机网络系统的组成2.网络软件

网络操作系统（NetworkOperatingSystem）

网络协议软件

⑴网络操作系统

网络操作系统是运行在网络硬件基础之上的，为网络用户提供共享资源管理服务、基本通信服务、网络系统安全服务及其他网络服务的软件系统。

网络操作系统必须对用户进行控制；网络操作系统需要通过软件工具对网络资源进行全面的管理，进行合理的调度和分配。1.1.3计算机网络系统的组成⑵网络协议软件

连入网络的计算机依靠网络协议实现互相通信，而网络协议是靠具体的网络协议软件的运行支持才能工作。凡是连入计算机网络的服务器和工作站上都运行着相应的网络协议软件。如IPX、TCP\IP。

网络管理软件网络通信软件网络应用软件1.1.4计算机网络功能

1.共享资源硬件资源（激光打印机、绘图仪、数字化仪、扫描仪）软件资源数据资源

2.数据通信（文字信息、新闻消息、咨询信息、图片资料、报纸版面、E-mail、IPPhone）3.分布式数据处理

数据分布处理，提高处理速度和系统可靠性，并均衡网内负载。1.2计算机网络的类型与特点1.2.1计算机网络的类型1.按配置划分

⑴同类网：在网络系统中，每台计算机既是服务器，又是工作站。在同类网中，每台计算机都可以共享其它任何计算机的资源。⑵单服务器网：在网络系统中只有一台计算机作为整个网络的服务器，其它计算机全部是工作站。

⑶混合网：在网络系统中的服务器不只一个，但又不是每台工作站都可以当作服务器来使用，那么这个网就是混合网。混合网与单服务器网的差别在于网络中不仅仅只有一个服务器；混合网与同类网的差别在于每个工作站不能既是服务器又是工作站。1.2.1计算机网络的类型2.按对数据的组织方式划分

⑴分布式网络系统

特点：系统独立性强，用户使用方便、灵活。但对整个网络系统来说，管理复杂，保密性、安全性差。

⑵集中式网络系统特点：对信息处理集中，系统响应时间短，可靠性高，便于管理。但整个系统适应性差。

⑶分布集中式网络系统

采用分布与集中相结合的系统。1.2.1计算机网络的类型3.按通信传播方式划分

⑴点对点传播方式网

点对点传播方式网是以点对点的连接方式，把各台计算机连接起来的。

⑵广播式传播结构网

广播式传播结构网是用一个共同的通信介质把各个计算机连接起来的，如以同轴电缆联接起来的总线形网；以微波、卫星方式传播的广播式网。1.2.1计算机网络的类型4.按信息传输距离的长短划分

⑴局域网（LAN）（LocalAreaNetwork）局域网指十几公里的地理范围内将计算机、外设和通信设备互连在一起的网络系统。采用局域网，传输速率较高（10M-1000Mb/s），误码率较低（10-9-10-11）。组网方便，技术简单。如：Novell网、令牌环网(IBMTokenRing）、Ethernet(以太网)（2）城域网（MANs）城域网指在一个城市的地理范围内将计算机、外设和通信设备互连在一起的网络系统。IEEE802.6（3）广域网（WAN）（WideAreaNetwork）广域网

涉及的范围较大，通常可以达到几十公里、几百公里，甚至更远。

传输距离远，传输速率较低，误码率较高。机制复杂。传输媒介：电话线、专线、光线。1.2.1计算机网络的类型5.按交换方式分类（1）线路交换网络（GircuitSwitching)

用模拟信好在线路上传输（2）报文交换网络（MessageSwitching)数字化网络存储-转发方式不定常报文为单位（3）分组交换网络（PacketSwitching)定常报文为单位分组传输1.2.1计算机网络的类型1.2.1计算机网络的类型6.按网络拓扑结构分类所谓拓扑学（TOPOLOGY）是一种研究与大小、距离无关的几何图形特性的方法。网络拓扑是由网络节点设备和通信介质构成的网络结构图。

在选择拓扑结构时，主要考虑的因素有：安装的相对难易程度、重新配置的难易程度、维护的相对难易程度、通信介质发生故障时，受到影响的设备的情况。

节点就是网络单元。网络单元是网络系统中的各种数据处理设备、数据通信控制设备和数据终端设备。转节点，它的作用是支持网络的连接，它通过通信线路转接和传递信息；访问节点，它是信息交换的源点和目标。链路是两个节点间的连线。物理链路:实际存在的通信连线逻辑链路:在逻辑上起作用的网络通路。链路容量是指每个链路在单位时间内可接纳的最大信息量。

通路是从发出信息的节点到接收信息的节点之间的一串节点和链路.即：它是一系列穿越通信网络而建立起的节点到节点的链路。

1.2.1计算机网络的类型(1).星型结构:以一个节点为中心的处理系统。1.2.1计算机网络的类型网络结构简单，如在文件服务器/工作站的局域网模式。采用集线器（Hub)端口:4/8/12/16/24可同时连双绞线、同轴电缆及光纤等媒介集中控制方式，便于管理网络延时短，误码率低网络共享能力差、线路效率低、主机负担重(2).总线结构：以线性方式将工作站连接起来1.2.1计算机网络的类型通信线路为主电缆，信息沿总线向两个方向传输（广播式）为防止信号反射，两端有终端阻抗1.2.1计算机网络的类型(3).环型结构：各节点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环路通信线路上，环路上的任何节点均可以请求发送信息1.2.1计算机网络的类型(4）.树型结构：在总线网上加分枝1.2.1计算机网络的类型（5）.网状结构：将多个子网或多个局域网连接起来构成网络拓扑结构1.2.2计算机网络的特点

1.数据通信

2.自治性

3.建网周期短

4.成本低

5.对技术要求不高

1.3.1协议的定义与组成实体（Entity）:是指任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。如网络中的各种应用程序、文件传送软件、终端和各种设备。协议（Protocol）的定义:两个实体（通信双方）必须遵循的控制信息交换的规则的集合。协议的组成:一般来说，一个网络协议主要由语义、语法和时序关系三个要素组成。

1.3计算机网络通信协议语义（Semantics）是对构成协议的协议元素含义的解释。如：协议元素SOH的语义表示所传输报文的报头开始。协议元素STX的语义表示正文的开始。语法指数据与控制信息的结构或格式。如：1.3.1协议的定义与组成SOHHEADTEXTSTXETXBCCHEAD报头TEXT

传送的数据ETX正文结束BCC

校验码时序关系是事件实现顺序的详细说明，即事件的顺序以及速度匹配。计算机网络的分层体系结构1.3.1协议的定义与组成1层N-1NN+1外层1.3.1协议的定义与组成协议的特点:

网络系统体系结构是有层次的，通信协议也被分为多个层次，在每个层次内又可分成若干子层次，协议各层次有高低之分。

现代计算机网络采用高度结构化的设计和实现技术，是用分层或协议分层来组织的。每一层和相邻层有接口，较低层通过接口向它的上一层提供服务，但这一服务的实现细节对上层是屏蔽的。较高层又是在较低层提供的低级服务的基础上实现更高级的服务。

在设计和选择协议时，不仅要考虑网络系统的拓扑结构、信息的传输量、所采用的传输技术、数据存取方式，还要考虑到其效率、价格和适应性等问题。

1.3.1协议的定义与组成常用计算机网络体系结构开放系统互联参考模型OSI/RM传输控制协议/网际协议TCP/IP1.3.2开放式系统互连参考模型OSI

国际标准化组织ISO于1978年提出了OSI模型，该模型是设计和描述网络通信的基本框架。

1.OSI的分层结构

它通过分层把复杂的通信过程分成了多个独立的、比较容易解决的子问题。在OSI模型中，下一层为上一层提供服务，而各层内部的工作与相邻层是无关的。协议：为进行网络中的数据交换（通信）而建立的规则、 标准或约定。实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程， 每一层中的活跃元素。对等实体：位于不同系统内同一层次的两个实体。 协议作用在对等实体之间。接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的 原语操作及上层对下层的服务。服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供 给其相邻上层的服务。协议栈：某一系统内的各层协议集。

网络体系结构的几个基本概念：网络体系结构：计算机网络的层次结构及其协议的集合，相邻层间的接口以及服务统称为网络体系结构，是对网络及其组成部分的功能的精确定义。

服务访问点SAP(ServiceAccessPoint):在同层实体按协议通信时，同一系统中相邻两层实体交换信息的地点。

网络体系结构的几个基本概念：图多层通信示例：中德教师之间的讨论服务访问点SAP多层通信的实质：对等层实体之间虚拟通信下层向上层提供服务实际通信在最底层完成多层通信的实质服务访问点SAP通信过程中的数据流变化示例普通服务连接分流服务连接服务原语是在定义（N）层向（N+1）层提供服务时，使用的形式服务规范语言。一个完整的服务原语包括三部分：原语名字、原语类型、原语参数。服务原语分成四种类型：请求原语Request指示原语Indication响应原语Response证实原语Confirmation电话系统工作示例原语名字原语l类型物理层数据链路层网络层运输层会话层表示层2.ISO/OSIRM各层之间的关系应用层物理层数据链路层网络层运输层会话层表示层应用层物理层ISO/OSIRM中各层的主要功能(1)在数据链路层的两个实体之间建立、维持和释放物理连接规定在物理层传送0、1数据的电参数（波形、频率、电平）规定所用的连接器传送二进制位流数据链路层数据链路的建立、维持和释放帧的分界和同步差错检测与控制顺序控制及层内管理流量控制传送帧ISO/OSIRM中各层的主要功能(2)网络层路径选择网络中拥挤控制传送分组ISO/OSIRM中各层的主要功能(3)传输层提供两个端系统之间可靠、透明的数据传送差错控制顺序控制流量控制传送报文ISO/OSIRM中各层的主要功能(4)会话层传送报文为通信的两个进程建立会话连接，进行交换会话管理令牌管理同步管理ISO/OSIRM中各层的主要功能(5)表示层信息格式的转换数据的加密和解密OSI内部语法ISO/OSIRM中各层的主要功能(6)应用层为用户使用网络提供接口ISO/OSIRM中各层的主要功能(7)网络参考模型OSI开放环境76543217654321321321OSI环境网络环境数据通信网计算机A计算机B实系统环境习题一一、名词解释

1.什么是计算机网络？

2.什么是协议？

3.什么是拓扑？

四、问答题

1.计算机网络是由什么组成的？

2.OSI模型及各层之间的关系是什么？

五、论述题

1.如何选择网络拓扑结构？

第4章网络技术基础4.1以太网络4.1.1以太网体系结构

4.1.2带有碰撞检测的载波侦听多路访问CSMA/CD

4.1.3MAC帧

4.1.4Ethernet网卡的构成

4.1.5网卡与通信介质的连接

4.1.6以太网组网示例4.2交换式局域网

4.2.1交换的基本概念

4.2.2交换的实现方法

4.2.3全双工交换式局域网第4章网络技术基础4.3100BASE-T和千兆快速以太网络技术

4.3.1100BASE-T快速以太网4.3.2千兆位（Gigabit）以太网4.4光纤分布数据接口FDDI网络4.4.1FDDI网络的结构4.4.2FDDI网络的基本概念4.4.3FDDI的操作原理4.4.4FDDI网络的优点4.4.5FDDI/100BASE-T/交换式局域网技术的比较4.5ATM高速网络技术4.5.1ATM的基本概念

第4章网络技术基础4.5.2ATM的信元格式4.5.3ATM规程4.5.4ATM网络的局域网仿真4.6虚拟网络技术4.7X.25、帧中继（FR）网络连接

4.7.1X.25

4.7.2帧中继

4.8ISDN综合业务数字网4.9ADSL技术4.10无线局域网LAN特性覆盖范围有限数据率较高误码率较低支持广播或组播单一管理

拓扑结构

总线型、星型、环型、树型

传输媒体

双绞线、同轴电缆、光纤、无线

媒体访问技术

按协议实现信道共享hubhubhubhubrouterserverstationstationsstationsIEEE802标准与局域网LAN参考模型网络层数据链路层物理层逻辑链路控制LLC介质访问控制MAC

高层

OSI

IEEE802物理层物理层：透明传输位流，规定信号编码、传输媒体、拓扑结构及数据率（）（）（）SAPLAN的数据链路层按功能划分为两个子层：LLC和MAC功能分解的目的：将功能中与硬件相关的部分和与硬件无关的部分进行区分，降低研究和实现的复杂度。与传统的数据链路层的区别：LAN链路支持多重访问，支持成组地址和广播

支持MAC链路访问控制功能

提供某些网络层的功能，如网络服务访问点、多路复用...MAC子层功能：成帧/拆帧，实现、维护MAC协议，位差错检测，寻址LLC子层功能：向高层提供SAP，建立/释放逻辑连接，差错控制，帧序号处理，某些网络层功能LAN对LLC子层透明，仅在MAC子层才可见LAN的标准（LAN标准的区别在MAC子层）主要的LAN标准

802.1概述、体系结构、网络互连802.2LLC802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5TokenRing802.6分布队列双总线DQDB--MAN标准

FDDI光纤分布数据接口FDDI802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5TokenRing802.6DQDBFDDI802.2LLC数据链路层物理层MAC子层的地址问题IEEE802标准为每个DTE规定了一个48位的全局地址，相当于站点的唯一标识符，与其物理位置无关MAC地址字段可以采用两种形式之一： 6B全球范围， 2B单位范围地址块：地址字段的前3个字节（高24位）由IEEE统一分配给厂商，低24位由厂商分配地址类型标识：地址字段的第一字节的最低位I/G

0--单个站地址 1--组地址地址范围标识：地址字段的第一字节的最低第二位U/L

0--局部管理

1--全局管理I/GU/L46位地址

1146I/G15位地址

1154.1以太网络以太网（Ethernet）是在70年代开发的局域网组网规范，80年代初首次公布初版，1982年又进行了修改。不久又公布了与IEEE（电子电气工程师协会）802.3一致的以太网规范。

70年代中期由XeroxPaloAltoResearchCenter(BobMetcalfe)提出，数据率为2.94M，称为Ethernet

后来由DEC,IntelandXerox(DIX标准)改进为10M标准1985年定名为IEEE802.3，即使用1坚持的CAMA/CD协议的LAN标准，数据率从1M到10M，支持多种传输媒体

Ethernet是指基带总线LANEthernet和IEEE802.3的帧格式不同4.1.1以太网体系结构一个为媒体相关接口（MDI）,一个为连接单元接口（AUI）。其中媒体相关接口随媒体而改变，但不影响LLC和MAC的工作；连接单元接口，也就是在粗缆以太网情况下的收发器电缆接口，因为在细缆和双绞线情况下AUI已经不存在，这种接口在标准中定为选项。

这层的功能包括：信号的编码／译码，前导码的生成／去除（用于同步），数据流的发送／接收等。4.1.2带有碰撞检测的载波侦听多路访问CSMA/CD工作原理：边发送边监听。若监听到冲突，则冲突双方都立即停止发送。信道很快空闲，从而提高效率。1-坚持的CSMA/CD：监听到信道空闲就立即发送数据，并继续监听；若监听到冲突，则立即放弃发送冲突检测方法：

比较接收到的信号电压的大小检测曼彻斯特编码的过零点比较接收到的信号与刚发出的信号站点检测到冲突后，往往发送人为干扰信号，强化冲突，以通知其他站点退避算法：以截断二进制指数类型，来决定重发时延从0,1,2,...,2k-1中随机取一个数r，重发时延=r基本重发时延 其中

k=min[重发次数，10]动态退避算法

(1)在0时刻开始发送(2)大约在

-d

时刻到达B(3)B开始发送;在

时刻发生冲突(4)冲突信号在

2时刻到达A

帧发送时延必须超过

2，以防止在第一位数据到达总线最远端之前，数据已全部发送完毕，从而引起冲突；而发送方却误以为已帧成功发送此时隙时间为51.2ms，即512为bit，64字节最小帧长为64字节(不包括前同步码)

因此数据字段最少为46字节AAAABBBBA和B在总线的两端CSMA/CD媒体访问方法的规则：⑴如果媒体信道空闲，则可进行发送，否则转到第2步。

⑵如果媒体信道忙（有载波），则继续对信道进行侦听。一旦发现空闲，就进行发送。

⑶如果在发送过程中检测到碰撞，则停止正常发送，转而发送一个短的干扰（jam）信号，使网上所有站都知道出现了碰撞。

⑷发送了干扰信号后，退避一段随机时间，重新尝试发送，转到第1步。4.3.3组网方式（IEEE802.3规范）不同标准10Base5--粗缆Ethernet10Base2--细缆Ethernet10BaseT--双绞线10BaseF--光缆10Broad36--宽带数据率（Mbps）基带或宽带段最大长度（百米）10Base53.1.1传输介质双绞线同轴电缆光纤无线介质无线电、短波、微波、卫星、光波双绞线内导体芯线绝缘箔屏蔽铜屏蔽外套屏蔽双绞线(STP)

非屏蔽双绞线(UTP)以箔屏蔽以减少

干扰和串音3类、5类双绞线外没有任何附加屏蔽同轴电缆基带

一条电缆只用于一个信道，50，用于数字传输宽带

一条电缆同时传输不同频率的几路模拟信号，75，用于模拟传输，300—450MHz，100km，需要放大器

铜芯绝缘层外导体屏蔽层保护套光纤依靠光波承载信息高传送速率，通信容量大传输损耗小，适合长距离传输抗干扰性能好，保密性好轻便光纤传送模式多模输入电信号输出电信号单模

波长:1300,1550nmh1h2波长:850,1300nmh2h1芯/封套特性光纤的直径减小到一个光波波长典型的光缆玻璃封套塑料外套玻璃内芯单芯光缆多芯光缆玻璃内芯塑料外套玻璃封套外壳10Base5分插头:插入电缆

收发器:发送/接收,

冲突检测,

电气隔离，超长控制

AUI:连接件单元接口

用于骨干网在与粗缆连接时，要外接收发器MAU，对以太网来说常用的粗缆型号为RG－8（50Ω）。最大段长度500米每段最多站点数100两站点间最小距离2.5米网络最大跨度2.8公里

粗缆vampiretapBNC端子收发器AUI电缆50mNIC10Base2细缆BNC接头NIC

BNCT型接头

无需插入电缆

用于办公室LAN段最大长度185m每段最多站点数30两站点间最短距离

0.5m网络最大跨度

925

m10BaseTNIC

Hub（集线器）相当于多端口转发器用于办公室LAN

拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形。

转发器/中继器的作用：扩充信号传输距离。将信号放大并整形后再转发，消除信号传输的失真和衰减。物理层设备。hub段最大长度100m网卡与双绞线的连接在双绞线网络（10/100Base-T）环境中，网卡结构除收发送器与粗、细缆下的网卡收发送器不同外，其余部分完全相同。在10/100Base-T情况下，发送器驱动的是双绞线，而且收发器已集成到网卡中，双绞线通过RJ-45与网卡相连。RJ-45连接器连线序号如下。

（a）RJ-45直通连接（b）RJ-45交叉连接RJ-45插头和插座的结构10BaseF使用光纤进行长距离连接，最适于建筑物间的连接。3个标准10BaseFP-无源星形拓扑,链路最长1km10BaseFL-异步点到点链路，链路最长2

km10BaseFB-同步点到点链路，链路最长2

km，有15个层叠的转发器

10Broad36使用75电缆连接，拓扑结构为树形用于宽带LAN光纤连接4.1.4

Ethernet网卡的构成以太网的网络接口板是计算机与通信介质进行数据交互的中间处理部件，每个网卡有自己的控制器，用以确定何时发送，何时从网络上接受数据，并负责执行IEEE802.3所规定的规程，如构成帧、计算帧检验序列、执行编码译码转换等。

4.1.5以太网组网示例不同类型10Mbps以太网比较IEEE802.3PA:前导码-10101010序列，用于使接收方与发送方同步SD:帧首定界--10101011DA:目的地址--MAC地址SA:源地址--MAC地址LEN:数据长度（数据部分的字节数）（0-1500B）Type:类型：高层协议标识LLCPDU+pad--最少46字节,

最多1500字节

pad填充字段，保证帧长不少于64字节FCS:帧校验序列（

CRC-32）712/62/620-15000-464字节FCSPASALENSDDALLCPDUPad866246-15004字节FCSSATypePADADataPadEthernet校验区间64-1518字节4.1.6

MAC帧帧间隔

在相继发送的两帧之间强制插入9.6ms的间隔以确保想要发送数据的其他站点也能占用信道FCSSATypePADADataPadPA帧间隔>9.6ms2.地址字段

地址字段包括目的地址和源地址两部分。在IEEE802.3标准中规定，源地址字段中第1位恒为“0”。目的地址字段有较多的规定，原因是一个帧有可能发给某一工作站，也可能发送给一组工作站，还有可能发送给所有工作站，后两种情况分别称为组广播和全局广播。

目的地址字段的格式如图所示。当该字段第一位为“0”时，表示帧要发送给某一工作站，即单站地址（也称单目的地址）。当该字段第一位为“1”时，表示帧发送给一组工作站，即组地址（也称多目的地址）。全“1”的组地址表示全局广播地址。4.2交换式局域网传统的共享LAN都是局限于许多站点共享一个公共通信介质的访问。缺点：分到的带宽少。解决途径：网络区段化每个网段上只有两个站点时，不存在碰撞和竞争4.2.1交换的基本概念交换技术就是为终端用户提供专用点对点连接，它把传统以太网一次只能为一个用户服务的“独占”的网络结构，转变成一个平行处理系统，为每个用户提供一条交换通道，把它们连接到一个高速背板总线交换可分为帧交换（FrameSwitching）和信元交换（CellSwitching）局域网交换器与网桥和路由器的区别局域网交换器比网桥和路由器的性能以及吞吐能力高得多，因为交换器只要识别信息帧的源地址和目的地址即可，并不对帧进行拆开、检查协议等，时延比路由器小。4.2.2交换的实现方法1.静态交换

在静态交换中，网络管理员可以将交换器一个端口连接的用户工作站从一条共享以太总线移到另一条，这种交换叫静态端口交换；

静态模块交换是将整个模块,用户唯一可以提高网络性能的方法是将工作站从拥挤的网段移到空闲的网段。

2.动态交换

工作过程如下：交换机检查来自PC的数据包，然后识别该数据包的源地址和目的地址，动态打开一专用的10/100Mbps链路，将包由源地址端口传送至目的地址端口。动态交换检查由一个工作站发往另一个工作站的数据包，在它们之间动态建立一专用的10/100Mbps链路，一旦端口完成通信，动态交换释放此链路。动态段交换是每一动态段交换端口可以连接一个传统的共享以太网网段，而不只是一个工作站或服务器。动态段交换通过对大量MAC地址的识别来完成此功能。用端口连结整个网段。4.2.3全双工交换式局域网原因：在总线方式下采用CSMA/CD协议，如果两台工作站同时发送就会产生碰撞，所以只能是半双工方式。在广域网上的连接通常是全双工的，但以前局域网一直工作在半双工方式下。（a）交换机全双工工作方式（b）共享HUB半双工工作方式只有采用交换器连接网络时才能使用全双工通信，交换器的每个端口只连接一个站点，不会产生碰撞，也就不用在发送时用接收电缆监听碰撞信号。4.3100BASE-T和千兆快速以太网络技术目前常见的快速网络有

100BASE-T

100VG-ANYLAN

千兆位快速以太网

4.3.1100BASE-T快速以太网100BASE-T快速以太网是由10BASE-T以太网标准发展而来的，保留了以太网的观念，网络速度提高了十倍。100BASE-T标准为IEEE802.3u。这就严格限制了网络的传输范围在210米以内。1.100BASE-TX

100BASE-TX的通信介质是5类UTP或1类STP双绞线。采用5类UTP线时，RJ-45接口与10BASE-T中的连接方法一样，占用其中的2对绞线（即1-2、3-6两对），RJ-45的插头和插座必须也是5类的，否则达不到传输要求。2.100BASE-T4100BASE-T4的通信介质采用3类、4类、5类UTP线路上四对线路进行100Mbps的数据传输。其中三对双绞线用于数据传输，一对用于冲突检测。100BASE-T也使用RJ-45接口，连接方法与10BASE-T相同，即1-2、3-6、4-5、7-8四对线一一对应连接。对于原来用3类线布线的系统，可以通过采用100BASE-T4把网络从10Mbps升级到100Mbps，无需重新线。它的带宽不超过30MHz。3.100BASE-FX100BASE-FX的通信介质采用两芯62.5/125微米的光纤。接口与FDDI网络中设定的一样，即MIC、ST或SC光纤接口。传输距离远远大于UTP线路，用于连接主干和跨楼宇间的连接。4.3.2千兆位（Gigabit）以太网千兆位以太网是近期推出的1000Mbps高速以太网，千兆位以太网遵从IEEE802.3z建议（该建议已于1998年6月成为标准）。该技术采用IEEE802.3帧格式，CSMA/CD访问控制技术，通信介质采用100MSTP屏蔽双绞线（1000BASECX），传输距离25m；5类UTP（1000BASE-T）距离100m；多模光纤（1000BASESX）距离500m；单模光纤（1000BASELX）可达3km。

表千兆以太网传输介质与距离的关系

千兆以太网的链路层协议、最大和最小的帧长度和帧格式与传统的以太网相类似。千兆以太网还利用CSMA/CD。载体扩展和分组猝发传输新增特性

千兆以太网有全双工和半双工两种工作方式。半双工千兆以太网转发器所起的作用与传统的共享媒体连接方式相似，它采用CSMA/CD在用户之间执行存取判优。全双工千兆以太网由所有的交换机和一些转发器提供支持。由于全双工连接是点到点专线连接，如服务器或交换机，所以它不需要CSMA/CD。服务器或交换机的存储缓冲区很大，能够解决端口临时争用问题。最初的千兆以太网产品采用多模和单模光纤，连接距离分别为500m和2km。千兆以太网可在4对5类（屏蔽对绞）线上支持千兆位信令，使连接距离达100m。

由于千兆以太网交换既可以采用互连集中式服务器，也可以采用主干交换路由器，所以必定具有很高的可靠性和冗余度。配置在干线上的交换机不仅能够传送数据，而且能够传送话音和视频信息。业务管理、拥挤控制和业务质量（QoS）都是重要的评估指标。

实现千兆以太网最通用的办法是采用三层设计。最下面的一层由10Mbps以太网交换机加100Mbps上行链路组成，第二层由100Mbps以太网交换机加千兆以太网上行链路组成，最高层由千兆交换机或ATM交换机组成，每一层交换机逐步提高干线交换速率。这种设计以价格低廉的交换机控制10Mbps工作站的连接，昂贵的大容量交换机只用在最高层。缺点：它只是带宽的扩充，对于多媒体业务服务质量不如ATM网络（如时延抖动，拥塞控制，带宽按需分配等）；另外与广域网连接时，因为使用标准接口将形成瓶颈；其覆盖距离比现行局域网小。4.4光纤分布数据接口FDDI网络

光纤分布数据接口FDDIFiberDistributedDataInterface,传输速率高达100Mbps，标准是ANSIX3T9.5。沿用IEEE802系列局域网的设计规范，IEEE802.5TokenRing令牌环网络技术加以改进。4.4.1FDDI网络的结构光纤构成的FDDI，其基本结构为两个封闭的逆向双环，一个环为主环（PrimaryRing），另一个环为备用环（SecondaryRing）。

（a）FDDI结构图（b）FDDI环自愈

4.4.1FDDI网络的结构逻辑链路控制层媒体访问控制层物理层协议层物理媒体相关层FDDI的站管理（SMT）标准定义如何对物理媒体相关层、物理层协议层和媒体访问控制部分进行控制和管理，包括连接管理、节点配置、故障恢复等。光纤、FDDI网卡、网卡与光纤相连的连接器、FDDI-Ethernet网桥、FDDI集中器、光旁路器在FDDI标准中，规定了四种端口类型。

⑴端口类型A，用于连接FDDI双环的主环入和备环出。

⑵端口类型B，用于连接FDDI双环中主环出和备环入。

⑶端口类型M，用于连接单连接站（SAS）、双连接站（DAS）或另外的集中器。

⑷端口类型S，用于连接到集中器上。（a）ST接头（b）MIC接头4.4.2FDDI网络的基本概念环路（Ring）:在FDDI网络中，环也称FDDI环，它是信息流经的站点的集合，每个站点依次检查或复制这些信息，直到信息返回到起始站点。2.令牌（Token）:令牌是FDDI环路上各个站点间传送信息的“通行证”。令牌是一种非常短的特殊的结构帧，包括令牌的开始、结束和类型等参数。3.异步（Asynchronous）和同步（Synchronous）:异步和同步传输是数据服务的一种形式。在异步传输方式下，所有的请求者竞争一个可变的带宽和响应时间。同步传输方式是使每个请求者都有一个预先分配好的最大带宽和认可的响应时间。4.4.3FDDI的操作原理FDDI网络的工作建立在短令牌帧的基础上。当所有站都空闲时，短令牌帧沿环运行。4.4.4FDDI网络的优点1.较长的传输距离

2.具有较大的带宽

3.可靠性高

4.安全性好

5.互操作性强4.4.5FDDI、100BASE-T与交换式局域网技术的比较4.5ATM高速网络技术B-ISDN——宽带综合业务数字网1990年，CCITT建议将ATM作为实现B－ISDN的一项技术基础ATM（AsynchronousTransferMode）异步传输模式ATM是一种基于信元的交换和复用技术，它采用固定长度的信元（cell），每个信元长度为53个字节，其中48个为信息字节，5个字节为信头，载有信元的地址信息和控制信息。为具有统一结构的网络提供了一种通用且适用于不同业务的面向连接的转移模式。它适用信息传输容量差异很大的网络系统，有很强的适应能力。可以不同的固定速率传输数据、图像、语音等信号。因为信元很短，所以实时性极强。面向连接型业务、无连接型的业务

4.5.1ATM的基本概念ATM可以运行于均匀位率的业务，也可运营于可变位率的业务。ATM提供永久性虚连接（PVC）或交换虚连接（SVC）。每个ATM信元根据信头的地址和控制信息，建立从起点到目的点的虚拟连接，所有信元可在指定的虚拟连接上有序地传输。这种传送不象同步传输方式（STM）那种按特定的时隙或批次周期性的传递，而是非周期地在网络上按照统计时分复用技术传递，其信元所占用的时隙并不固定，在一帧占用的时隙数也不固定，可以有一个至多个时隙，完全根据当时用于通信的情况而定，而且个时隙间并不要求连续，这就是“异步”的意义。在网络中进行传递ATM信元的设备叫做ATM交换机。

ATM交换机和网络站点间的链路可以使用多种速率。DS1（1.544M）/E1（2.048M），DS3（44.736M）/E3（34.3686M）用在广域网的连接上，使用的通信介质有：UTP、STP、MM（多模光纤）、SM（单模光纤）。64MbpsSMOC-1/STS-1，传输介质UTP、MM。100Mbps这个连接速度使用了FDDI和PMD连接，ATM信元通过电缆连接传输，传输介质UTP5类、MM、SM。139.264Mbps传输介质为UTP5、MM、SM、E4建议。155Mbps这是真正ATMSONET/SD11速率，传输介质为UTP5、MM、SM，接口称为OC-3C/STM－1。622.08Mbps主要ATM之间连接，接口称为OC-12C/STM-4，传输介质为SM。ATM网络是一种异步传输方式是在时分复用（TDM）和同步传输（STM）的基础上发展起来的。TDM是在一条通信线路上按一定的周期（如125μs）将时间按帧分成时间块，每一帧中又分成若干时隙，每个时隙携带相应的用户信息。STM其交换是在固定时隙之间进行的，这种对应关系在通信中是固定不变的，直至相应的通信结束。由于在ATM中具有动态分配带宽的特点，可以充分地利用带宽资源，并且能很好地满足传输突发性数据的要求，而不致出现在ATM中的延时或信元丢失的情况。

ATM网络交换过程4.5.2ATM的信元格式ATM的基本单位是信元（cell），其格式如图所示，每个信元长度为53个字节，前5个字节为信头（header），载有地址信息和控制信息，后48个字节为信息字节，也称为净荷（payload）。采用定长的字节数有助于提高ATM信元的处理速度，因为，传输这样一个信元，在155Mbps的系统中仅需2.8μs。从交换的实现来看，采用固定长的信元便于采用硬件来实现。从帧转换成信元称为分片（segmentation），从信元变回帧称为重组（Reassemble）。信头中包括的内容有：一般流量控制（GFC）:允许复用器控制ATM终端的速率；虚拟通路标识（VPI）:可将转速通道分成若干个VP，以VPI作为网络管理单位；虚拟信道标识（VCI）:确定目的地址，净荷类型标识（PTI）:表示信元载有用户数据、信令数据，还是维护信息；信元丢失优先等级（CLP）:表示信元相对优先权，在拥塞状态下优先级低的信元先于优先级高的信元被抛弃；信头差错控制（HEC）:检验和纠正信头中的差错。剩余的48字节的信息段则是净荷的数据。

ATM定义了两种接口信元用户网络接口UNI（UserNetworkInterface）网络对网络的接口NNI（NetworkNetworkInterface）差别在于UNI有一个附加字段GFC，而NNI没有，NNI用空闲的GFC位定义更长的VPI。4.5.3ATM规程ATM是面向连接的。ATM适配层：为高层提供接口

分割和组装信元ATM层：信元头的生成和去除

信元复用和交换

流量控制物理层：传输汇聚子层信元速率匹配

信元头验证

传输帧适配

物理介质子层比特定时

物理网络接入ATM规程的最高层是ATM适配层AAL（ATMAdaptationLayer）。它将高层来的用户业务转换成ATM中净荷的格式和长度，到目的站后将它再转换成原来的用户业务。目前定义四种业务类型：

A类，具有端对端同步，面向连接的均匀位率（CBR）业务，如电路仿真；B类，具有端对端同步，面向连接的可变位率（VBR）业务；C类，面向连接的无实时性要求VBR业务；D类，无连接型、无实时性要求VBR业务。在AAL层中包括五个子层（AAL1-AAL5）AAL1支持A类业务，如数字化的声音和图象信号，用于对信元延迟和丢失都敏感的应用；AAL2支持B类业务，对时间敏感的可变位率（VBR）业务；AAL3/4支持C类和D类业务，如数据业务;AAL5支持C类和D类业务突发的LAN，如计算机数据、B-ISDN中用户／网络之间的信令信息ATM上的帧中继，数据业务。

在ATM的传输中有三个概念传输通道TP虚通道VP虚信道VC

4.5.4ATM网络的局域网仿真

ATM是一种面向连接的技术，传统的LAN以非连接方式来传输数据传统的LAN与ATM提供的服务有如下区别：传统的LAN是共享媒体，比较容易实现组播或广播，而ATM则要采用较复杂的技术实现传统的LAN以不定长的帧为单位来传递数据，是共享媒体，比较容易实现组播或广播，而ATM则采用固定长度的信元LAN仿真的基本原理是LAN提供一个在较高层无连接协议和较低层面向连接的ATM协议之间的转换层。ATM层的上一层是ATM适配层（AAL）。AAL把数据格式化，使之成为48字节的ATM信元数据，这个格式化过程称为分段。ATM信元被传输到目的地之后，被重新组织成更高层的数据，再由当地的相应设备接收下来，AAL的处理过程叫做重组。由于ATM可以传输多种类型的信息，因此AAL层中有多种适配协议，可同时工作。AAL用于进行LAN仿真，LAN仿真位于AAL的上面。在网络边界处ATM至LAN转换器中，LAN仿真为所有协议解决数据联网问题，其办法是把媒体存取控制（MAC）层的LAN地址（MAC地址）和ATM地址对应起来。LAN仿真完全独立于其上层的协议、服务和应用软件。4.6虚拟网络技术虚拟网络VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）是把处于同一桥接网络上的不同主机及网络设备逻辑地分割成不同的组，组与组间不能直接进行数据交互，这样就避免了不同组间相互干扰，也保证同一组内数据的安全。

第一代的虚拟网络是基于OSI模型的第二层桥和复用机制，如IEEE802.10、局域网仿真（LANE）和内部交换连接（ISL），在单一物理网段上允许多组复用、建立不同的广播组、减小信息的无效传递。虚拟网络的主要协议为IEEE802.10，此协议结合了鉴别和加密技术从而保证整个网络内部数据的保密性与完整性。为了避免VLAN中循环的可能，VLAN采用了IEEE802.1d（生成树〕的算法。在VLAN的实现策略中，当任意结合的局域网络构成VLAN时，本机信息包含了IEEE802.10VLAN的标识ID，如果此ID不能被设备所接收则被过滤掉，只有本机的信息才能从本交换机发出。这种策略的用途为可以实现与IEEE802.10不兼容的设备／网络的透明通讯。1.VLAN的实现方法在VLAN的实现方式中有很多方法来创建逻辑组和广播域：

⑴通过端口⑵通过网络地址

⑶通过用户定义

虚拟网络间的通信一般也分为三种方法：通过交换机间的交换实现第二层间的互通；通过交换机到路由器，用路由器实现第三层的交换；还可以通过支持虚拟网络功能的服务器进行第三层的交换，所有虚网间的用户都通过服务器进行交互。2.虚拟网络的优点⑴广播控制

⑵安全性

⑶性能

⑷网络管理

4.7X.25、帧中继（FR）网络连接X.25网络也叫分组交换网络，它是通过信息分组进行网络交换，被广泛地采用在广域网中。帧中继（FrameRelay）是在广域网中被认为是非常重要的网络技术，它是对X.25分组交换网络的的扩展和简化。

4.7.1X.25在分组交换网络中，信息通过包含在分组头中的逻辑信道号严格区分，相当于形成了许多逻辑上的子信道，每个终端就好象独占了一条子信道一样，它们可以随时向网络发送数据（或接收来自网络的数据）。终端发送的数据的终点并不是网络，而是与网络相连的计算机或其它终端。交换机把数据变成了分组，因此在网络中数据是以分组为单位流动，穿越网络的节点和中继线到达终点。在分组交换网中通过打包拆包设备PAD同时连接多个终端，来自不同终端的数据通过同一条线路发送到网络。一个网络是由许多交换机按照一定的拓扑结构互相连接而成，节点是由一台或几台分组交换机构成。分组交换机具有许多端口，它从某一端口接收分组，并根据分组中包含的有关终点地址的信息选择某一端口发送出去。分组穿过网络到达终点的方法有虚电路（VirtualCircuit）和数据报（Datagram）两种。

所谓虚电路就是两个用户终端设备在开始互相发送和接收数据之前需要通过网络建立逻辑上的连接，这种连接建立之后就在网络中保持已建立的数据通路，用户发送的数据（以分组为单位）将按顺序通过网络到达终点.虚电路当用户不需要发送和接收数据时可以清除这种连接。这种连接称为“虚”电路。虚电路方式的特点：⑴一次通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫清除三个阶段。数据分组中不需要包含终点地址，对于数据量较大的通信传输效率高。⑵数据分组按已建立的路径顺序通过网络，在网络终点不需要对数据重新排序，分组传输时延小，不容易产生数据分组的丢失。⑶虚电路方式的缺点是当网络中由于线路或设备故障时可能导致虚电路的中断，需要重新呼叫建立新的连接，但是许多采用虚电路方式的网络已能提供呼叫重连接的功能，当网络出现故障时将由网络自动选择并建立新的虚电路，不需要用户重新呼叫，并且不丢失用户数据。分组交换网向用户提供永久虚电路服务。用户如果向网络预约了该项服务之后，就在两个用户之间建立永久的虚连接，用户之间的通信直接进入数据传输阶段，就好像具有一条专线一样。

X.25的三层协议X.25的三层协议为DTE－DCE之间的高层通信协议提供了可靠的基础，这三层是：物理层、链路层、分组层。X.25的三层是和OSI模型的下三层一一对应的，只是OSI的网络层（第三层）改称分组层，其功能是一致的。

X.25的物理层，这一层定义了DTE和DCE之间的电气接口和建立物理的信息传输通路的过程。X.25的物理层就像是一条输送信息的管道，它不执行重要的控制功能。控制功能主要由链路层和分组层完成。X.25的数据链路层X.25的数据链路层，X.25的链路层规程是要在物理层提供的双向的信息输送管道上实施信息传输的控制，它所面对的是二进制串行位流，不关心物理层采用何种接口方式输送位流。链路层的主要功能有：在DTE和DCE之间有效地传输数据；确保接收器和发送器之间信息的同步；检测和纠正传输中产生的差错；识别并向高层协议报告规程性错误；向分组层通知链路层的状态。X.25的链路层采用了高级数据链路控制规程（HDLC）的帧（Frame）结构，是它的子集。X.25分组层X.25分组层，X.25分组层是利用链路层提供的服务在DTE－DCE接口交换负责。X.25的分组层定义了DTE和DCE之间传输分组的过程，通过X.25接口传输的分组又与在DTE和DCE之间建立的多个用户呼叫有关。由于分组传输的终点并不是DCE，因此X.25的分组层还涉及到通过网络将分组传送到远端的DTE。

分组层的功能是：在X.25接口为每个用户呼叫提供一个逻辑信道（所谓“呼叫”是指一次通信过程）；通过逻辑信道号（LCN）来区分每个用户呼叫有关的分组；为每个用户的呼叫连接提供有效的分组传输，包括顺序编号，分组的确认和流量控制过程；提供交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）的连接；提供建立和清除交换虚电路连接的方法；检测和恢复分组层的差错。

4.7.2帧中继在X.25网络中为了避免由于线路质量产生的传输错误，在X.25层增加了冗余校验功能，每一个转发设备都要进行校验，这对于早先的通信线路来说是十分必要的。随着光纤技术的发展，线路通信质量越来越好，没有必要每个交换器都要进行繁杂的校验纠错，于是出现了帧中继技术，它工作在OSI参考模型的第二层（数据链路层），是一个面向帧的通信协议。由于在链路层的数据单元称作帧，故称为帧方式。将X.25分组网中通过分组节点间的重发、流量控制来纠正差错和防止拥塞，对处理过程进行简化，将网内的处理移到网外端系统中来实现，从而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，它比X.25来说简单。尽管帧中继是面向连接的，但它并不能保证可靠的数据传输，它需要网络的通信介质具有高的可靠性。它在传输过程中如果出现问题，就会在中途被遗弃，需要高层的协议来保证其传输的可靠性。帧中继能够提供永久性虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）两种类型的服务。帧中继所使用的是逻辑连接，而不是物理连接，在一个物理连接上可复用多个逻辑连接（即可建立多条逻辑信道），可实现带宽的复用和动态分配。帧中继尽管可以支持很高和很低的传输速率，但通常在56Kbps和2Mbps的速率之间，现在已经实现了45Mbps（DS-3）传输速率。4.8ISDN综合业务数字网1972年国际电报电话咨询委员会推出ISDN时，人们就预言它将迅速发展成为网络主流。过了十多年ISDN慢慢发展壮大起来，尤其是ISDN便宜的终端设备，低成本、高带宽的Internet接入，使它越来越受欢迎。电信局称ISDN（综合业务数字网）为“一线通”。它的定义是：由综合数字电话网发展起来的一个网络，它提供端到端的数字连接以支持广泛的服务，包括声音和非声音的。用户的访问是通过少量多用途用户网络接口标准实现的。是在一个网络平台上同时实现语音、视频、数据通信，是电话网朝着多功能、多业务、高通信质量方向发展的必然产物。

它不同于普通电话从用户端到局端是模拟线路，一条基本速率接口ISDN线路被划分为一个用于呼叫和控制，速率为16Kbps的D信道和两个用于传送数据或语音，速率为64Kbps的B信道。即通常所说的2B+D。ISDN系统的用户设备和交换系统的接口称为数字位管道，不管这些数字位来源于数字电话、数字终端、数字传真机或其它设备，这些位流都能双向通过管道。数字位管道用位流的时分复用支持多个独立的通道。在数字位管道的接口规范中定义了位流的确切格式以及位流的复用。已经定义了两个位管道的标准，一个是用于家庭的低带宽标准；另一个是用于企业的高频带标准，这个标准支持多个通道，如果需要的话，也可配置多个位管道。下页上图是用于家庭或小企业单位的配置，在用户设备和ISDN交换系统间放置一个网络终端设备NT1，NT1放置在靠近用户设备这一边，利用电话线和几公里外的交换系统相连。NT1装有一个连接器，无源总线电缆可以插入连接器，最多有8个ISDN电话、终端或其它设备可接到总线电缆上。用户通过NT1和交换中心连接。NT1不仅有接插板的作用，还包括网络管理、测试、性能监视等。在无源总线上的每个设备必须有一个唯一的地址。NT1还可解决争用的逻辑，当几个设备同时访问总线时，由NT1来决定哪个设备获得总线访问权。图用于家庭或小企业单位的配置

图用于大型企业单位的配置在ISDN中CCITT定义了四个参考点，称为R、S、T和U，U参考点连接ISDN交换系统和NT1，采用两线的铜的双绞线或光纤；T参考点是NT1上提供给用户的连接器；S参考点是ISDN的NT2和ISDN终端的接口；R参考点连接终端适配器和非ISDN终端，它使用很多不同的接口。

1984年，CCITT对ISDN定义了交换设备和用户设备之间的两种数字管道接口，基本速率接口（BRI）和一次群速率接口（PRI）。两种接口都能同时提供声音和数据服务，能在同一个传输管道上进行线路交换和分组交换，接口也能以不同速率和专用网互连。

BRI包括两个B通道和一个16Kbps的D通道。BRI用于小容量系统，如声音／数据工作站等。

PRI包括23个B通道和一个64Kbps的D通道，或30个B通道和一个64Kbps的D通道，管道传输速率达1.554Mbps或2.048Mbps，它用于大容量系统。

ISDN的一个重要特征是使用公共通道信令技术，以实现用户网络访问和信息交换，允许使用公共通道信令通道来控制多个线路交换连接，公共通道信令在D通道上传输。

4.9ADSL技术不对称数字用户线ADSL作为一种传输层的技术，充分利用现有的铜线资源，在一对双绞线上提供上行640kbps下行8Mbps的带宽，从而克服了传统用户的“瓶颈”，实现了真正意义上的宽带接入。

1989年有人提出了一种很超前的设想：用普通的电话双绞线传输视频信号、图象以及高清晰度的画面等信息，