第1周第2次站与通信网络

第1周第2次站与通信网络第一页，共46页。物理层我们重点讲了什么？在计算机网络或互联网，通信介质称为链路第1章通信与网络共享物理通信介质：竞争方式来使用通信介质AB统计时分复用会混乱吗？通信介质空闲才发，交替使用通信介质，信号（数据）不会混乱分割时隙：ATM，但是不是使用固定时隙不分时隙：Ethernet，以太网存在什么问题？寻址混乱a1a2a3b1b2b3a1-b1通信，会不会a1送给了b2?第二页，共46页。物理层我们重点讲了什么？AB在网络看来强调联通性，所以称为链路第1章通信与网络第三页，共46页。物理层我们重点讲了什么？4、基带信号与基带传输AB101100011101100011基带信号经过编码后直接放在电路信道上第1章通信与网络第四页，共46页。物理层我们重点讲了什么？5、基带信号与频带传输AB101100011长远距离101100011调制解调第1章通信与网络第五页，共46页。‘站’是什么概念？无线电磁信号有线电缆信号有线光缆信号计算机网络信息数据信号数据信息信号信息的发送者信息的接收者通信-靠信号传输6第六页，共46页。‘站’是什么概念？无线电磁信号有线电缆信号有线光缆信号计算机网络信息数据信号数据信息信号信息的发送者信息的接收者信息的生产者信息的消费者反向信息的传输信息拿来干什么的？信息拿来使用的！合并叫信息处理7第七页，共46页。‘站’是什么概念？无线电磁信号有线电缆信号有线光缆信号计算机网络信息数据信号数据信息信号信息的收发者信息的收发者信息的处理者信息的处理者8第八页，共46页。‘站’是什么概念？计算机网络信息数据信号数据信息信号信息的收发者信息的收发者信息的处理者信息的处理者站是对等的了9第九页，共46页。‘站’是什么概念？计算机网络信号信号信息的收发者信息的收发者信息的处理者信息的处理者关于站有些什么类型？信源：站作为信号生产者时的称呼信宿：站作为信号消费者时的称呼信号放大整形距离太长-信号衰弱–接收者无法识别中继器：站作为信号复原时的称呼10第十页，共46页。‘站’是什么概念？计算机网络信号信号信源：站作为数据生产者时的称呼信宿：站作为数据消费者时的称呼转发站：站作为数据转发时的称呼数据数据信息的收发者信息的处理者信息的收发者信息的处理者如你是数据的生产者和消费者，怎么称呼？数据存储转发数据可能需要转给别的站交换机路由器11第十一页，共46页。‘站’是什么概念？计算机网络信号信号信源：站作为信号/数据生产者时的称呼信宿：站作为信号/数据消费者时的称呼数据数据信息的收发者信息的处理者信息的收发者信息的处理者信源、信宿，还有什么称呼？数据存储转发数据可能需要转给别的站终端信号终端数据终端12第十二页，共46页。‘站’是什么概念？计算机网络信号信号单工：信号/数据只能往一个方向传半双工：信号/数据可以双向传，但不能同时传信息的收发者信息的处理者信息的收发者信息的处理者两站之间的工作模式有哪几种？数据数据全双工：信号/数据可以同时双向传13第十三页，共46页。2个站之间的数据传输就是靠“一条”物理线路解决的站：数据的发送或接收设备那么多个站怎么连接？全世界不可能只有2站吧？两两相连引入交换机交换机多少条物理线路？多少条物理线路？地域广、距离长怎么办？多交换机组成的网络交换机交换机A区交换机D区交换机C区交换机B区第1章通信与网络第十四页，共46页。问题：数据是怎么传输的？引入交换机交换机XY101100011XYZAX有一个文件，1MX逐个把1024个分组发送给AA接收完了一个分组，就暂时存储起来A为存储的分组找到下一个出口W1M分为1024个1K的小分组A把分组继续转发出去，比如ZA把所有分组都转发出去，比如ZZ就接收到了所有的A转发来的分组Z组装A转发来的分组，即X发来的第1章通信与网络第十五页，共46页。问题：物理线路是共享的，怎么区分不同的数据？引入交换机交换机XY101100011XYZAX和Y都有数据要发给ZA到Z的线路被2个数据占用在A到Z的线路中混合了2个终端发来的数据混乱了？！如何解决了？交换机A怎么知道要把数据发给Z？而不是W？W纯粹的物理层无法解决这些问题！第1章通信与网络第十六页，共46页。一条链路是共享的，为什么不混乱？A交换机交换机交换机交换机交换机交换机BCDEA->E：abcdefC->D：abcdefXYXY传输二进制位串，怎么识别A->E或C->D的数据？由于分组在X发送时一次发送完再发下一个分组，所以Y不会收到aabbcdcdefef等等2个分组交叉的混乱字串！问题：Y会收到abcdefabcdef字串，那么Y如何区分是1个？2个？还是3个分组？第1章通信与网络第十七页，共46页。A交换机交换机CDEXYaA和C发出的分组无需同步，可以想发就发，无需知道其它链路的存在abcdefbcdefA-->X和CX不同链路到达X的，X接收时是从不同接口得到报文分别放入不同内存区域（缓冲区），没有任何混乱第1章通信与网络第十八页，共46页。A交换机CDEXYaX发往Y的时候，是一个分组一个分组的进行bcdefY不会接收到类似aabbccdedeff

的混乱Y接收到的数据可能是这样的abcdefabcdefabcdef那么Y如何判断是1个分组abcdefabcdef

还是2个分组abcdef和abcdef甚至3个分组abcd

和

efab

和

cdef？第1章通信与网络第十九页，共46页。A交换机CDEXYa解决的方法是2种：1）分组之间有一个空闲；bcdefY接收到的数据是这样的abcdef‘空闲’

abcdefabcdefY根据空闲判断是2个分组abcdef和abcdef这种方法是物理层来实现分组的区分的！第1章通信与网络第二十页，共46页。A交换机CDEXYa解决的方法是2种：1）分组之间有一个空闲；bcdef2）增头和尾标识，分组间无需空闲，在分组数据前后加标识，比如s和eX发送sabcdefesabcdefe，Y收到的也是

sabcdefesabcdefeabcdefY根据s和e判断是2个分组abcdef和abcdefsees增加的头尾标识，是一个字串或2进制位串，我们称为图案。这个方法不是物理层实现的，是链路层实现的！第1章通信与网络第二十一页，共46页。ACDEXY为什么AE的数据分组一定是送到E的？为什么CD的数据分组一定是送到D的？Z无法分别sabcdefe

和sabcdefe的目的地abcdefseabcdefesZ？？第1章通信与网络第二十二页，共46页。ACDEXY为什么AE的数据分组一定是送到E的？为什么CD的数据分组一定是送到D的？Z无法分别sabcdefe

和sabcdefe的目的地Z解决方法是增加地址:

sEabcdefe

和sDabcdefeabcdefseEabcdefesDZ通过判断地址来实现分发所谓的地址是在哪里增加的？在数据的源点，A和CabcdefseEabcdefesD第1章通信与网络第二十三页，共46页。ACDEXYZ分组数据加上头尾标识及地址等的信息后的新分组:

sEabcdefe

和sDabcdefeabcdefseEabcdefesDabcdefseEabcdefesD帧头标识目的地址源地址其它信息数据N字节尾标识第1章通信与网络第二十四页，共46页。在两结点之间如何确定一个分组

---帧的开始和结束？A交换机交换机交换机交换机交换机交换机BCDE问题：Y会收到abcdefabcdef字串，那么Y如何区分是1个？2个？还是3个分组？A->E：abcdefC->D：abcdefY第1章通信与网络第二十五页，共46页。FACFFCSI8bit88N168I1、物理层能够识别帧吗？2、帧界定标记的定义-特别的图案；3、字符方式4、位串方式管理数据传输数据se在两结点之间如何确定一个分组

---帧的开始和结束？第1章通信与网络第二十六页，共46页。1、帧界定标记的定义后会出现什么问题？2、以字符方式为例管理数据Iamastudent!se管理数据Iama\stud\ent!se思考：传输数据中出现‘\’如何解决？在两结点之间如何确定一个分组

---帧的开始和结束？第1章通信与网络第二十七页，共46页。透明传输：

数据链路层传送的数据的比特组合必须是不受限制的，不能禁止传送某种特殊的比特组合。第1章通信与网络第二十八页，共46页。交换机要完成哪些事？A交换机交换机交换机交换机交换机交换机BCDEY帧的接收帧的识别帧的透明处理帧的排队帧的寻址帧的发送第1章通信与网络第二十九页，共46页。终端机要完成哪些事？A交换机交换机交换机交换机交换机交换机BCDEY帧的接收帧的识别帧的透明处理帧的排队帧的寻址：判断是终点帧的发送第1章通信与网络第三十页，共46页。最主要的通信指标第三十一页，共46页。站站通信介质：是（电磁光）信号的载体站之间的通信有什么指标来衡量？长度：站之间的距离，米、千米速度：信号传播速度，每秒千米信号在电缆的传播速度是每秒20万千米信号发送和接收速度，每秒位、bps信号产生放在通信介质的速度，或反之带宽：10Mbps差错率：信号被破坏的比例第三十二页，共46页。发送时延发送时延：指结点在发送数据时使数据包从结点进入到传输媒体所需要的时间。即数据包第一个比特开始发送到最后一个比特发送完毕所需要的时间。信道带宽即数据在信道上的发送速率。发送时延=数据块长度（比特）信道带宽（比特/秒）33第三十三页，共46页。传播时延传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。信号发送速率和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。传播时延=信道长度（米）信号在信道上的传播速率（米/秒）34第三十四页，共46页。通信网络的指标是什么？A交换机交换机交换机交换机交换机交换机BCDEY延时（时延）带宽传播时延（介质类型+长度）发送与接收时延（每个站的带宽可能不一样）转发处理时延（每个站的CPU和内存不一样）差错处理时延（每个终端的CPU和内存不一样）第1章通信与网络第三十五页，共46页。ABAB宽带线路窄带线路在宽带线路上比特传播得快在窄带线路上比特传播得慢关于宽带和窄带错误的概念在线路上（同类型介质）跑得一样快！36第三十六页，共46页。ABAB宽带线路窄带线路关于宽带和窄带正确的概念带宽：每秒钟从站注入到通信线路（介质）的数据位数量。宽带、窄带：相对的概念，宽比窄有更多数据注入线路。每个红块表示一位数据的话37第三十七页，共46页。常用的带宽单位更常用的带宽单位是千比每秒，即kb/s（103b/s）兆比每秒，即Mb/s（106b/s）吉比每秒，即Gb/s（109b/s）太比每秒，即Tb/s（1012b/s）在计算机（智能设备）里K=210=1024，M=220,G=230,T=240请注意：在数字通信界也有用K=210=1024，M=220,G=23038第三十八页，共46页。时延(delay或latency)时延：指一个报文或分组从一个网络（或一条链路）的一端传送到另一端所需要的时间。总时延＝发送时延＋传播时延＋处理时延

(交换机转发时延+终端处理时延)发送器结点

B结点

A数据链路队列…1011001在队列中产生处理时延在发送器产生发送时延在链路上产生传播时延随机性很大在接收器产生接收时延接收器39第三十九页，共46页。AB发送装置发送与接收速率接收装置t1发送所需时间t2传播所需时间t1接收所需时间1bit所需时间=2*t1+t2AB发送传播接收N位的总延时N*t1t2+t1Nbit所需时间=N*t1+t2+t1=(N+1)*t1+t2第四十页，共46页。计算从A到D的10KB数据的总时延！假设分10组。A交换机交换机交换机交换机交换机交换机BCDEY20kmps,1km10Mbps转发处理时延（每个站每个组都是0.005秒，每个站内存足够大）差错处理时延：A和D处理1MB数据各0.2秒第1章通信与网络100Mbps10Mbps第四十一页，共46页。计算从A到D的10KB数据的总时延！假设分10组。A交换机交换机交换机交换机交换机交换机BCDEY20kmps,1km10Mbpst3=0.005秒差错处理时延：A和D处理1MB数据各0.2秒第1章通信与网络100Mbps10Mbps每个组t1=1024*8/(10*10^6)秒