信息网络通信基础

Chapter1Introduction第一章绪论DepartmentofElectronicandCommunicationEngineeringNCEPU1234Chapter1Introduction绪论51-1DATACOMMUNICATIONS数据通信Thetermtelecommunicationmeanscommunicationatadistance.Theworddatareferstoinformationpresentedinwhateverformisagreeduponbythepartiescreatingandusingthedata.Datacommunicationsaretheexchangeofdatabetweentwodevicesviasomeformoftransmissionmediumsuchasawirecable.Components

组成DataRepresentation

数据表示DataFlow数据流Topicsdiscussedinthissection:6Datacommunicationsaretheexchangeofdatabetweentwodevicesviasomeformoftransmissionmediumsuchasawirecable.Theeffectivenessofadatacommunicationssystemdependsonfourfundamentalcharacteristics:Delivery.传递性ThesystemmustdeliverdatatothecorrectdestinationAccuracy.准确性Timeliness.及时性Jitter.抖动性Jitterreferstothevariationinthepacketarrivaltime.(audioorvideo)7Figure1.1

Fivecomponentsofdatacommunication1.Message报文2.Sender发送方

3.Receiver接受方4.Medium介质5.Protocol协议8DataRepresentation数据表示Text文本Numbers数字Images图像Audio音频Video视频9Figure1.2Dataflow(simplex,half-duplex,andfull-duplex)p6

数据流分为单工、半双工和双工101-2NETWORKS网络Anetworkisasetofdevices(oftenreferredtoasnodes)connectedbycommunicationlinks.Anodecanbeacomputer,printer,oranyotherdevicecapableofsendingand/orreceivingdatageneratedbyothernodesonthenetwork.网络是指由介质链路连接在一起的一系列设备（常常被称为网络节点）DistributedProcessing

分布式处理NetworkCriteria

网络准则PhysicalStructures物理结构NetworkModels网络模型

CategoriesofNetworks网络分类

InterconnectionofNetworks:Internetwork网络互联：因特网Topicsdiscussedinthissection:11Distributedprocessing分布式处理Advantages:Security/encapsulation安全性/封装性Distributeddatabases分布式数据库Fasterproblemsolving更快的解决问题方式Securitythroughredundancy通过冗余达到安全性Collaborativeprocessing协作处理12

安全性网络准则可靠性性能性能：多种形式衡量，包括传输时间和响应时间。性能取决于多种因素用户数量、传输介质类型、所连接的硬件能力以及软件效率可靠性：出现故障的频率、一条链路从故障恢复所花费的时间可靠性：保护数据免受未授权的访问1.2.2NetworkCriteria网络准则13Figure1.3Typesofconnections:point-to-pointandmultipoint点到点和多点ReservedcapacityVSSharedcapacity连接类型1.2.3物理结构PhysicalStructures14Figure1.4Categoriesoftopology物理拓扑结构15Figure1.5Afullyconnectedmeshtopology(fivedevices)优点:专用线路

dedicatedlinks健壮性robust秘密性、安全性privacy/security故障识别、排除

faultidentification/isolation缺点：安装复杂，费用离谱16ExampleTheLuckyDuckyCorporationhasafullyconnectedmeshnetworkconsistingofeightdevices.Calculatethetotalnumberorcablelinksneededandthenumberofportsforeachdevices.SolutionNumberoflinks=n(n-1)/2=8(8-1)/2=28Numberofportsperdevice=n-1=8-1=717Figure1.6AstartopologyconnectingfourstationsAdedicatedpoint-to-pointlinkonlytoacentralcontroller,hub星型拓扑用于局域网中，高速局域网通常用星型拓扑结构18Figure1.7AbustopologyconnectingthreestationsUsedinearlyEthernetLANsbuttheyarelesspupularnow.总线拓扑是多点配置的(multipoint)。

Easeofinstallation;lesscabling;

易安装，使用电缆最少，主缆能支持的抽头数和抽头之间的距离都有限制，在各个抽头处的信号反射会降低传输质量。 健壮性差(robustness)引出线分接头19Figure1.8Aringtopologyconnectingsixstations被IBM引入令牌环局域网时曾盛行一时，目前要求高速局域网，这种拓扑结构就不流行了。Example1.2IfthedevicesinExample1.1areconfiguredasaringinsteadofamesh,howmanycablelinksarerequired.20Fig上ure怎1.非9Ah慎ybr兴id翼top具olo彼gy混合:a期star拘bac敞kbon樱ewi网tht隙hree夏bus倍net经work渠s211.2.仔4Netw刮ork啦Mode植ls网络模霜型OSI优7-la键yer志mode摘lInte集rnet室5-l鼻ayer奸mod俭el1.2抓.5Cat打ego堪rie雷so湖fN台etw引ork牛s网络分类Loc派al膏Are誉aN雨etw留ork局域网Wid绩eA带rea绒Ne吗two桐rk广域网Met陆rop宅oli终tan遗Ar汗ea嫁Net多wor祝k城域网Inte突rcon偿nect封ion崖ofN既etwo搞rks:木Int劝erne耽twor棚k网络互紧联：因佳特网22Figu兔re1艘.10Ani鸟sola鲁ted挽LAN朋conn译ecti潮ng1县2co与mput模ers宅toa馆hub宇in街acl他oset房间Curr熄entl冲y,L渡ANs愉ize烫isl帝imit尚edt叙oa吐few稻kilo阴mete影rs.Com幕mon酱LA霉Nt问opo漂log乐ies宫:b愤us,哄ri饶ng,吼an懂ds岸tar萌.Spee筑dsa局ren阿orma撇lly牺100顽or1寸000军Mbps垫,腰wir卷eles厕sLA雄Ns23Fig旬ure劣1.滑11WANs腹:a洽swit速ched战WAN议and愤ap呢oint墙-to-孙poin袋tWA伸NWAN:警X.2滤5;A严TM241.1撒2Ah杜ete挤rog职ene碰ous极ne贝two胸rk算mad晃eo威ff棒our解WA邮Ns誉and旺tw杜oL颤ANsInt侮ern歇etw存orkhete笼roge绞neou归s不同种类贷的251-3吩TH评EIN诱TERN片ET因特网TheInte类rnethas器re妇vol插uti纸oni级zed彻底改变many湾asp弄ects没of迷our茄dail欠yli夺ves.朽It院has诱affe步cted嫌the也way没we础dob歇usin趣ess透asw饰ell谈ast鹊hew岩ayw黄esp艺end访our希leis汗ure合time欲.Th桶eIn晓tern功eti问sa哪comm偿unic取atio修nsy凑stem史tha组tha选sbr渔ough德taw配eal鞠th猪ofinf嗓orm右ati纱onto铲our舰fi诞nge识rti茎psand洪orga煤nize散dit测for艳our碎use扇.ABr忆ief如Hist爬ory历史简介The将Inte饺rnet足Tod认ay(庸ISPs扔)因特网旺现状（该因特网极服务提绿供商）Topi放csd虫iscu背ssed倡in经this狠sec赤tion醒:26ARP昆A：Adva忍nced辉Res特earc觉hPr寄ojec鲁tsA立genc钻y(美国国防灵部)高级计划陶研究署70年代初程的美国伸深陷在村越南战裕场的泥碍潭中，垮不能自远拔，而邪国内的吩反战呼颂声一浪犁高过一洪浪。美继国到了远二战后股第一个街内外交吊困的年娇代。虽驼然这样黑，但是鸽国内的油各种科岛学技术困还是在柿飞速地泻发展。ARPA芽NET在不断心地壮大洁。197踢0年的ARPA铜NET已初具雏轿形，并且质开始向非膨军用部门胸开放，许价多大学和资商业部门版开始接入出。但是它舱只有四台霞主机联网铅运行，甚翼至连局域票网（LAN）的技术划也还没有思出现。当塘时用作接址口机的Hon召eyw私ell呢DD跨P51乞6型小型机何的内存只野有12K。ARPA倚NET在洛杉矶享的加利福域尼亚大学翠洛杉矶分绸校、加州州大学圣巴它巴拉分校崖、斯坦福歌大学、犹傻他州大学滋四所大学坦的4台大型迈计算机脸采用分创组交换课技术，泰通过专大门的接番口信号胁处理机肿（IMP：int填erf护ace候me劈燕ssa扑ge贺pro禾ces垃sor）和专门挺的通信线疮路相互连敢接。为了头把这四个奶不同型号界、使用不理同操作系绝统、不同渠数据格式汤、不同终煎端的计算叔机连在一凭起实现相仰互通信和打资源共享伯，有许许停多多的人含为此煞费晃苦心、艰老辛探索，帖付出了无探数的心血财。其中包腹括有“阿称帕网”之疲父的拉里·罗伯茨。(信息技术释处处长-鲍勃·泰勒,A铁RPA署长-赫兹菲尔纱德)27ARPA混NET：最初，ARPA吗net主要是用财于军事研荣究目的，少它主要是犯基于这样灵的指导思致想：网络头必须经受辨得住故障秘的考验而刻维持正常定的工作，女一旦发生吉战争，当保网络的某活一部分因牺遭受攻击夕而失去工掏作能力时酿，网络的果其他部分察应能维持陈正常的通洗信工作。ARP士Ane休t在技术上辟的另一个捡重大贡献唇是TCP个/IP协议簇付的开发雨和利用冰。作为Int氧ern稻et的早期忆骨干网挪，ARPA邪net的试验笔并奠定严了Inte余rnet存在和发毛展的基础娃，较好地县解决了异记种机网络欲互联的一撞系列理论映和技术问内题。1983年，ARPA哪net分裂为鹿两部分摆，ARP丝式Ane社t和纯军办事用的MILN钢ET。同时，境局域网和卸广域网的书产生和逢辩勃发展对Int咳ern途et的进一步加发展起了谜重要的作列用。ARP程ANE许T另一项好瞒处是，资笋讯高速公痕路使得全亿世界的hack挡ers能聚在一音起，不再瞎像以前孤台立在各地青形成一股低股的短命伯文化，网酱络把他们糠汇流成一屑股强大力纷量。28Chr坏ono晶log凑yo益fI伪nte航rne法tEvo男lut然ion29Figu惯re1竟.13Hie沟rar绕chi真cal萄or挣gan欣iza卡tio湾no弄ft阳he昆Int遥ern竹etISP：Int蜘ern辜et谁Se看rvi翻ce内Pro不vid框er301-4坊PRO柏TOC溜OLS酸AN壮DS厘TAN啦DAR浆DS协议和鸦标准In阅thi缓ss讽ect赛ion呢,w朗ed丘efi宴ne雷two抽wi缩慧del锋yu继sed躺te克rms族:pro酸toc捞olsandsta撑nda淡rds.F痕irs碍t,复we甘def轻ine骆pr涉oto翅col另,w豪hic德hi立ssyn眨ony更mou销sw肥ithrul艺e.固The衣nw咏ed李isc姥uss管st蚀and坏ard夺s,矮whi屡ch闹areagr立eed闪-up需onrule悠s.Prot牧ocol仪s协议Stan获dard阵s标准Stan都dard饲sOr您gani方zati台ons标准化体组织Inte么rnet异Sta智ndar严ds因特网标盏准Topi研csd炼iscu挖ssed以in蝴this迫sec门tion块:31Per祝for提man数ceNumb日ero院fus惩ersType紫of胶tran而smis崇sion绪med布iumHar尸dwa颂reSoft丑wareReli抖abil宾ityFreq晨uenc鹊yof产fai滑lure故障频率Reco哗very进tim录eof逝an践etwo湿rka鸭fter粪af晌ailu缓re网络故障机恢复时间Cat段ast写rop幅he灾难性事剩故Secu摊rityUnau在thor扶ized汪acc豆ess未授权膨访问Viru袋ses病毒32Ind必ata受comm返unic砍atio钻n,a份pro冒toco侧lis层as学eto卷fru旋les趟(con死vent仆ions摸)th火atg吃over释nal贤las掩pect完sof枪inf愿orma叼tion蒸com掀muni唉cati城onNote插:在数据通汉信中,协议是指欣一组用来谁控制信息四通信的各限个方面的斑规则(约定)33Stan盟dard衡sOr昆gani贸zati朝onsStan狸dard哗sCr居eati呼onC笋ommi愈ttee税s标准化组短织Foru磁ms论坛：quic宋kly三test啊,ev宰alua坊te,浙and灭stan泡dard遵ize贿new扒tech帖nolo公gies体.Reg白ula液tor喜yA毁gen从cie悄s管理机裤构34Sta播nda课rds松Cr僚eat妨ion府Co需mmi殿tte槐es标准化集组织ISO国际标准灯化组织ITU-煎T（Int颂ern托ati透ona污lT绣ele井com析mun纪ica县tio景nU束nio逮n—泉—Te百lec鼓omm名uni窃cat淹ion探St今and讲ard奔sS暗ect熄or）国际电轨信联盟便电信标刮准化部ANS剃I（Amer祖ican富Nat伐iona陡lSt运anda捆rds晴Inst绕itut时e）美国国家挠标准化协隶会IEE资E(汉