2019考研基础课程计算机网络电子讲义2槟果

质电缆、光纤与无线传输也称为传输介质或传输媒介，它就是数据传输系统中在发送器和之间的物理通。传输可分为两大类，即导引型传输和非导引型传输(这里的"导引型"的英文就是在引传输中电波导沿固体(铜或)而导型输是自空，非引传输中磁的输称无传输1.双绞线双绞也称为双线，是古老但又最常用的输把两根互绝缘的铜线并(ws)了高绞抗磁扰能，以双线外再上层金丝织成的层。这就是双绞线，简称为 Pair)。它的价格当然比无双绞 2.同轴电缆同轴电缆由内导体铜质芯线(单股实心线或多股绞合线)、绝缘层、网状编织的外导体(也以单的)以保塑外所由外体的用同电具很的抗3.()1010^Hz宽远于前他种输带宽。光是纤信传输在送有源可采用发光二极管或半导体激光器，它们在电脉冲的作用下能产生出光脉冲。在接收端利用光电二极管做成光纤通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。光波正是通:无串音干扰，性好，也不易被或截取数据短波通信(即高频通信)主要是靠电离层的反射。但电离的不稳定所产生的现象和电离层反射所产生的多径效应，使得短波信道的通信质量较差。因此，当必须使用短波无线电台传送数据时，/无线电微波通信在数据通信中占有重要地位。微波在空间主要是直线。由于微波会电离层而进入字宙空间，因此它不像短波那样可以经电离层反射到地面上很远的地方。传统的微波通通信。特可以将物理层的主要任务描述为确定与传输的接口有关的一些特性，即(1)机械特性指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。平时常见(4)过程特性指明对于不同功能的各种可能的出现顺序。设(10AE-T不超过200)SAD用粗缆或细缆以太网时，常使用工作在物理层的中继器又称转发器来扩展以太网的地理覆盖范围。那时，两个网段可用一个转发器连接起来。EE802.3标准还规定，任意两个站之间最多可以经过三个电缆网段。但随着双绞线以太网成为以太网的主流类型，扩展以太网的覆盖范围已很少使用转发器了o2-9中继器（转发器集线器（HUB）2-10集线器三个系各有一个OAE-T以太网，可通过一个主干集线器把各系的以太网连接起来，成为一个更大。2-11这样做可以有以下两个好处。第一，使这个学院不同系的以太网上的计算机能够进行跨系的通。第二，扩大了以太网覆盖的地理范围。例如，在一个系的10AE-T以太网中，主机与集线器的最大距离是100m，因而两台主机之间的最大距离是200m。但在通过主干集线器相连接后，不同系的10m()(如图所示的例子，在三个系的以太网互连起来之前，每一个系的0AS-T以太网是一个独立的碰撞域(coson，又称为域)，即在任一时刻，在每一个碰撞域中只能有一个站在发-10bs30bbs()而这时的最大吞吐量仍然是一个系的吞吐量10bs。这就是说，当某个系的两个站在通信时所传送()。如果不同的系使用不同的以太网技术(如数据率不同)如果在图中，一个系使用10Mbit/s的适配器，而另外两个系使用10/100Mbit/s器连接起来后，大家都只能10Mbit/s(即多端口)的转发器，3据链路3.1地位(图31)。3-1图31(a)表示用户主机Hl通过线上网，中间经过三个路由器(1，2和3)连接到主机H2。所经过的网络可以是多种的，如网、局域网和广域网。当主机Hl向H231(b)和H2都有完整的五层协议栈，但路由器在转发分组时使用的协议栈只有下面的三层数进入由器要从物层到网层在转中到一跳地后，再下到物理层转发出去。因此，数据从主机Hl传送到主机H2需要在路径中的各结点协栈上向多，图的灰箭所。Hl32:3-2图3-2，从数据链路层来看，H1到H2的通信可以看成由四段不同的链路层通信组成，即H1→R1，R1→R2，R2→R3R3→H2。这四段不同的链路层可能采用不3.2组封装成帧(frain)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。流中识别33长度。首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界(即确定帧的界限)。此外，首部和尾帧的数据部长度上限一一最大传单元TU(umansferUn)。图33给出了TU3-33-4的例子可说明帧定界的概念。控制字符SOH(StartOfHeader)放在一帧的最前面，表示帧的首部开始。另一个控制字EOT(EndOfTransmission)表示帧的结束。)和04(二进制 3-4当传送的帧是用文本文件组成的帧时(文本文件中的字符都是从键盘上输入的)，其数据部分显然不会出现像OH或OTASCII码的文本文件时(如二进制代码的计算机程序或图像等)，情况就不同了。如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和SOH或EOT这种控制字3-5EOT像图3-5所示的帧的传输显然就不是"透明传输"，因为当遇到数据中碰巧出现字符"EOT"时就传不过去了。数据中的"EOT"将被接收端错误地解释为"传输结束"的控制字符，而在其后面的数据因找不到"SOH"被接收端当作无效帧而丢弃。但实际上在数据中出现的字符"EOT"并非控制字符而仅仅是二进制数据。为了解决透明传输问题，就必须设法使数据中可能出现的控制字符SOH"和EO"SOH"或EO"EC"图3- 用字节填充法解决透明传输的问PPPSONET/SDH链路时，使用同步传输(一连串的比特连续传送)而不是异步传输(逐个字符地传送)。在这种情况下，PPP协议采用零比特填充方法来实现透明零比特填充的具体做法是:在发送端，先扫描整个信息字段(通常用硬件实现，但也)5个连续106个连续1-个帧时，先找到标志字段F以确定一个帧的边界，接着再用硬件对其中的比特流进行扫描。每当发51时，就把这51后的-个0删除，以还原成原来的信息比特流。这样就保证了透明传输:3-7(Ox7)当PPP使用异步传输时，它把转义符定义为Ox7D(即)，并使用字节填充，RFC1662规定了如下所述的填充方法：Ox7E2字节序列(Ox7D，Ox5E)Ox7D的字节(即出现了和转义字符一样的比特组合)，则把Ox7D转变成为2字节序列(Ox7D，Ox5D)。ASCII码的控制字符(0x20的字符)，则在该字符前面要加入一个Ox7D字节，同时将该字符的编码加以改变。例如，出现Ox03(在控制字符中是"传输结束"ETX)就要把它转变为2字节序列(Ox7D，Ox23)。3.33.3.1检错编现实的通信链路都不会是理想的。这就是说，比特在传输过程中可能会产生差错10，而01目前在数据链路层广泛使用了循环冗余检验C(ccedundacyhec)的检错技kM=10001(k=6)C运算就是在数据Mn(k+n)位。在所要发送的数据后面增加n位的冗余码，虽然增大了数据传输的开销n22^nM的运算这相当于在M后面添加n个0。得到的(k+n)位的数除以收发双方事先商定的长度为(n+1)位的除数p，得出商是Q而余数是R(n位，比P少一位)。在图所示的例子中，M=101001(即k=6)。假定除数p=1101(即n=3)。经模2除法运算后的结果是:商Q=110101(这个商并没有什么用处)，而余数R=001。这个余数R就作为冗余码拼接在数据M的后面发送出去。这种为了进行检错而添加的冗余码常称为帧检验序列FCS(FrameCheckSequence)因此加上FCS后发送的帧 (即2^nM+，共有(k+n)顺便说一下，循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS 并不是同一个概念。CRC是一种检错方法，而FCS是添加在数据后面的冗余码，在检错方法上可以选用CRC，但也可不选用CRC。3-8在接收端把接收到的数据以帧为单位进行C检验:把收到的每一个帧都除以同样的除数(模2运算)R。如果在传输过程中无差错，那CRC检验后得出的余R肯定0果出现误码，那么余数R仍等于零的概率是非常非常小的。总之，在接收端对收到的每一帧经过CRC检验后，有以下两种情况:(1)R=O(accept)(2)若余数0(错(X)=X^3X1表示上面的除数=1。多项式(X)称为生成多项式。现在广泛(X):C:"近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错"。接收端丢弃的帧虽然曾收到了，但最终还是因为有差错被丢弃，即没有被接受。以上所述的可以近似地表述为(通常都是这样认为):"凡是接收端数据链路层接受的帧均无差错"。3.3.2纠错编当算机移数据，能会生数位误，时以利汉码来测并纠错，简单的说，汉明码是一个错误码集，由el的.Hamng发3.43.4.1流量控制、可靠传输与滑动窗口机分307允发方连发多个，个待送的都一个列，发方一发送口它包一组列，对允它发的，接方一接收口对应允1，1。1一般来说，凡是在一定范围内到达的帧，即使它们不按顺序，接收方也要接收1的。停止等待协议：发送窗口=1，接收窗口=1；N帧协议：发送窗口>1，接收窗口>1;>1,接收窗口>1。3.4.2停止-BAB哪一个层次上传送的。"停止等待"就是每发送完一个分组就停止发送，等待对方的确认停止等待协议可用3-93-9是最简单的无差错AB的确认。BM1A发送确认A的确认后M2。同样BM2的确认后o图3- 停止等待协图39(b)是分组在传输过程中出现差错的情况。B接收1时检测出了差错，丢弃l其他什么也不做(不通知A收到有差错的分组)。也可能是1在传输过程BBA。的确认，就撤销己设置的超时计时器。其实在图中，A为每一个己发送的分组都设置了一个超时计时器。但A只要在超时计时器到期之前收到了相应的确认，就撤销该超时计时器。A(时使用。。。-图55中的一段虚线表示如果1正确到达B同时A也正确收到确认的过程。。确认丢失和确认3-10说明的是另一种情况B所发送的M1的确认丢失了A在设定时重传时间内没有收到确认，并无法知道是自己发送的分组出错、丢失，或者是B发送的确认丢失了。A在超时计时器到期后M1B。假定B又收到了重传的分组M1MlA发送确认。不能认为己经发送过确认就不再发送AM1AM13-10确认丢失和确认3-10(b)也是一种可能出现的情况。传输过程中没有出现差错B对分组M1的确认了。A会收到重复的确认。对重复的确认的处理很简单:收下后就丢弃。B仍然会收到重复的M1并且同样要丢弃重复的M1并重传确认分组。AA不断重传分组但总是像上述的这种可靠传输协议常称为自动重传请求AQ(AuoatcepeatreQues)。意31来说明A和B3-11A发送分组需要的时间是TD。显然TD等于分组长度除以数据率。再假定分组正确到达B后.B处理分组的时间可以忽略不计，同时立即发回确认。假定B发TAAA在经过时间(TDRTTTA)后就可以再发送下一个分RTT是往返时间。因为仅仅是在时间内才用来传送有用的数据(包括分组的首部).U可用下式请注意，更细致的计算还可以在上式分子的时TD内扣除传送控制信息(如首部)往返时间RTT取决于所使用的信道。例如，假定1200km的信道的往返时间TD)，则可算出信道的利U=5.66%。但若把发送速率提10Mbit/s，则U=5.96*10^(-4)。信道在绝大多数时间内都是空闲的。从图还可看出，当往返时间T远大于分组发送时间D时，信道的利用率就会(如图58所示)3-12图3-13表示发送方维持的发送窗口，它的意义是:位于发送窗口内的5个分组都可在讨论滑动窗口时，我们应当注意到，图中还有一个时间坐标。按照习惯，"向前"是指"""向后"则是"图3- 连续ARQ协议的工作原连续ARQ协议规定，发送方每收到一个确认，就把发送窗口向前滑动一个分组的位置。3-13表示发送方收到了对1个分组的确认，于是把发送窗口向前移动一分组的位置。如果原来己经发送5个分组，那么现在就可以发送窗6个到这53个分组都Gobac-N(回退N)过的N分。见通线质不时连续AQ议带来的响。3-14ARQ3.4.3后退N帧协议GO-DACK-N策略的基本原理是，当接收方检测出失序的信息帧后，要求发送方重N个帧后，若发现该N丢失，此时发送方就不得不重新发送出错帧及其后的N帧。这就是GO-DACK-N(退回N0～n-1n-1。即n0，2^n-1,则窗口的尺寸为（2^n）-1。丢发送数据帧0—按顺序收到数据超时，重新发送

接收数据帧0—7，接收到的帧编号正是所希望收到的编号，把它们认为是新帧。但它们是重复帧。3-158丢发送数据帧0—按顺序收到数据超时，重新发送

接收数据帧0—6，接收到的帧编号不是所希望收到的编号，它们是重复帧。3-1673.4.4选择重传协议不立递交接收的，接方仍收来，放在个冲区，时要求其余帧一并按正确的顺序递交。这种方法称为选择重发(ECICEP)