数据通信与计算机网络课件

计算机网络概述1什么是计算机网络计算机网络的发展计算机网络的功能和应用开放系统互连的层次模型计算机网络的分类1.1什么是计算机网络什么是计算机网络定义：计算机网络是指由各自具有自主功能而又通过各种通信手段相互连接起来以便进行信息交换、资源共享或协同工作的计算机组成的复合系统。构成：由通信子网和资源子网构成，如图所示：231.1什么是计算机网络4

通信子网一般由节点机和传输线路等组成，它负责将信息在网络中正确传到目的地。

资源子网一般由主机系统、终端、连网外设、各种软件资源和数据资源等组成。它负责全网的数据处理和向网络用户提供网络资源及网络服务等。

将网络划分为资源子网和通信子网，可使这两部分单独规划与管理，使整个网络的设计与运行简化。1.2计算机网络的发展5一．面向终端的计算机网络（第一代）它实际上是以单个计算机为中心的远程连机系统。1．初级模型：6Modem：调制解调器（用于将模拟信号与数字信号相互转换）1.2计算机网络的发展其中调制：数

模解调：模

数·缺点：①主机负担较重，既要进行数据处理，又要通信。②线路利用率底。781.2计算机网络的发展9

FEP：专门用于处理终端的通信信息和控制通信线路，并能对用户的作业进行某些预处理操作从而减轻主机的负担。

集中器：它可以利用一些终端的空闲时间来传送其它处于工作状态的终端的数据，提高了远程线路的利用率，降低了通信费用。1.2计算机网络的发展10二、计算机━━计算机网络（第二代）它是多台主计算机通过通信线路互连起来而为用户提供服务．典型代表是ARPA网．

网中各主机之间不是通过直接的通信线路，而是通过节点机转接后相互连接的，如图所示：111.2计算机网络的发展12

主机与主机之间的数据传送采用存储转发的方式。其好处在于通信线路不为某对通信所独占，因而大大提高了通信线路的有效利用率。

存储转发的信息基本单位称为分组；这种以存储转发方式传输分组的通信子网称为分组交换网。

两台计算机通信时对传送信息内容的理解、信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必须遵循一个共同的约定，称为协议。

如何分层以及各层中具体采用的协议的总和，称为网络的体系结构。其具体实现是通过特定的硬件和软件来完成的。1.2计算机网络的发展13

第一代与第二代网络的主要区别是：前者以被各终端共享的单台计算机为中心；而后者则以通信子网为中心，用户共享的资源子网则在通信子网的外围。

第二代网络的主要缺点：没有统一的网络体系结构，从而造成不同的第二代计算机网络互连困难。三、开放式标准化的网络ISO于1983年颁布了一个OSI/RM国际标准化组织

开放系统互连/参考模型

开放系统指的是任何计算机网络，只要遵循该标准，就可以和任何其他系统通信而相互开放。1.2计算机网络的发展

CCITT(国际电话电报咨询委员会)为OSI制定的标准都称为建议,最著名的建议是在公用数据网中广泛采用的X.25,X.3,X.28,X.29和X.75五个建议。X.25建议该建议规定了DTE和DCE之间的接口。以分组方式工作的数据终端设备（如计算机等）数据电路端接设备（如交换机、路由器等）14151.2计算机网络的发展16２.

X.3建议该建议规定了PAD的功能以及控制它工作的一些参数。

PAD（分组组装/拆卸器）是为了使非智能终端和采用X.25界面的公用数据网相连接，它可以和DCE相连。171.2计算机网络的发展3．X.28建议该建议规定了终端和PAD之间的标准协议。181.2计算机网络的发展4．X.29建议该建议规定了PAD和DTE之间的接口。191.2计算机网络的发展5．X.75建议该建议规定了两个公用数据网互连时接口的标准。201.2计算机网络的发展21

遵守上述CCITT

X系列建议组建的公用分组交换数据网是开放式标准化网络的一个典型例子，另一个典型例子是Internet。四、网络计算的新时代任何计算机要联入网络方能充分发挥其效能1.3

计算机网络的功能和应用22一．网络的功能消除地理距离的限制而共享资源资源：硬件、软件或数据为分布在各地的用户提供了强有力的人际通信手段电子邮件提高了整个系统的可靠性有更高的性能价格比（相对于巨型机）易于扩充在各资源主机间分担负荷协同计算CSCW(Computer

Supported

Cooperative

Work)二、网络的应用民航售票、VOD、IP电话、视频会议……1.4

开放系统互连的层次模型一、什么是层次模型：示例：231.4

开放系统互连的层次模型24层次结构的好处在于使每一层实现一种相对独立的功能。对等层的通信必须遵循相应的协议，且进行的是虚通信。

上一层的虚通信是通过下一层接口处提供的服务以及下一层的通信来实现的。二、OSI七层模型：1、层次的划分：（如图）1.4

开放系统互连的层次模型ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData

LinkPhysical251.4

开放系统互连的层次模型26

通信子网中的交换节点不一定要有七层，通常只有下三层，甚至可以只有下两层

ISO’s

OSI模型仅规定了各层的功能，而每层的具体协议以及每层应向高层提供怎样的服务由其他国际标准给出。每层协议传送信息的基本单位称为协议数据单元（PDU）。2、各层的功能1.4

开放系统互连的层次模型27物理层的功能是为在物理媒体上建立、维持和终止传输数据比特流的物理

连接提供机械、电气、功能和过程的手段。原始的物理连接，在传输比特流时可能发生差错。EIA-RS-232C为一物理层协议。(2)数据链路层的主要功能就是通过检验、确认和反馈重发等手段将原始的物

理连接改造成无差错的数据链路,并具备流量控制功能。该层的PDU称为帧。HDLC为一数据链路层协议。1.4

开放系统互连的层次模型28(3)网络层的主要功能就是解决如何把信息传送到目标，即路由选择。该层的PDU称为分组.X.25和IP为网络层协议。(4)运输层为上层用户提供端对端的透明优化的数据传输服务。

为了达到较高的吞吐量，运输层可建立多条网络连接来支持一条运输连接，这就是分流。

为了节省费用，运输层可将多个运输通信合用一条网络连接，这就是复用。会话层组织和同步不同主机上各种进程之间的对话。表示层为上层用户提供共同需要的数据或信息语法表示变换。数据压缩和加密也是表示层可提供的表示变换功能。(7)应用层为特定类型的网络应用提供访问OSI环境的手段，它是开放

系统互连环境的最高层。文电处理系统(MHS)、虚拟终端协议(VT)等都是应用层协议。1.4

开放系统互连的层次模型29三、层间服务

OSI模型中，n层为n+1层提供服务，接口处提供服务的地方称为服务访问点(SAP)，每个SAP都有一个唯一的标识地址。服务是通过一组服务原语来执行的，有四类服务原语：1、请求：由服务用户发往服务提供者，请求它完成某项工作，如发送数据。2、指示：由服务提供者发往服务用户，指示发生了某些事件。如接收到远地送来的数据。3、响应：由服务用户发往服务提供者，作为对前面发生的指示的响应。4、证实：由服务提供者发往服务用户，作为对前面发生的请求的证实。1.4

开放系统互连的层次模型

服务有证实和非证实的。一般来说，连接服务是证实的，而数据传送服务和断连服务都是非证实的。301.4

开放系统互连的层次模型31四、OSI基本标准集部分OSI基本标准(P25)在层次结构模型中数据的实际传递过程321.5计算机网络的分类33网络通信标准化组织(P23自习)1.5计算机网络的分类一、按地理范围分类:1局域网(LAN)2校园网(CAN)3城域网(MAN)4广域网(WAN)5全球网(GAN)≈0.1km≈1km≈10km≈100-1000km>1000km

计算机网络覆盖地理距离越大，则其可能传输数据的速率越低。数据速率的单位为比特/秒，即bps。1.5计算机网络的分类二、其它分类按网络的物理形状(拓扑结构)分:不规则图形(广域网)总线形(局域网)341.5计算机网络的分类(3)环形(局域网)351.5计算机网络的分类(4)星形(局域网)36第一节 数据通信的基础理论一、通信系统模型37第一节 数据通信的基础理论

信号：数据的电编码（有线信号）或电磁编码（无线信号）模拟信号：（连续变化的）如电话线上的电波数字信号：（离散变化的）如计算机中的电信号信道：信号传输的道路模拟信道：用来传输模拟信号的信道数字信道：用来传输数字信号的信道

数据通信：数字计算机或其它数字终端装置之间的

通信，其信道既可采用数字信道，也可采用模拟信道。38第一节 数据通信的基础理论二、带宽

带宽：任何实际的模拟信道所能传输的信号的频率的范

围称为该信道的通频带的宽度或带宽。信道的带宽越宽，则它传输数字信号时失真越小；若信道的带宽固定，则用它来直接传输数字信号的数据速率越高则失真越大。三、信道的最大数据速率C

1奈奎斯特公式（无热噪声）C=2Hlog2L

(b/s)信道的带宽

某给定时刻数字信号可能取的离散值的个数热噪声：由于信道中分子热运动引起的噪声39第一节 数据通信的基础理论2香农公式（有热噪声）C=Hlog2(1+S/N)

(b/s)S/N

信噪比（S：信号功率

N：噪声功率）信噪比的常用单位为分贝（dB）：1

dB=10log10(S/N)

一般用带宽来描述模拟信道的容量，用数据速率来描述数字信道的容量。码元速率：每秒信号状态变化的次数，单位为波特（Baud）。有时又称为调制速率。码元速率和数据速率的关系：C=Blog2L（C为数据速率，B为码元速率，L同上）40第二节 物理传输媒体有线：如双绞线、同轴电缆、光纤无线：如卫星、无线电通信、红外通信、激光通信、微波通信传•输各媒类体媒体分间类的比传较送速率传送距离带宽价格双绞线3类、5类10M、100M小小便宜同轴电缆50、7010M

bps较小小较低光纤多模单模千兆长大大卫星最远最大41第二节 物理传输媒体42？为何要将两根导线绞在一起？？单模光纤与多模光纤工作方式有何不同？

频谱：又称为波谱，按频率来划分称为频段，而按波长来划分则称为波段。对于高频段或短波长的波段可获得较大的带宽。第三节 传输技术43一、模拟传输与数字传输

1模拟传输定义：它是一种不考虑其内容的模拟信号传输方式。模拟传输是通过放大器来放大信号。特点：放大信号的强度的同时也放大了由噪声引起的信号失真。

2数字传输定义：关心信号的内容，与0、1相关的传输技术。数字传输是通过转发器来再生信号。特点：（1）不会有积累误差（2）不能远距离传输第三节 传输技术二、数字调制技术

调制：在通信系统模型中，变换器将由信源产生的原始电信号转换成适宜于在信道上传输的电信号的过程称为调制；而将接收端的反变换

过程称为解调。基带信号：通常指由信源产生的原始电信号。

调制过程就是按调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程。M

M44第三节 传输技术451

Ask（幅移键控或幅度调制或调幅AM）

使载波的幅度随着发送的基带信号而变化，但频率和相位不变，称之为幅移键控。2

Fsk（频移键控或频率调制或调频FM）

使载波的频率随着发送的基带信号而变化，但幅度和相位不变，称之为频移键控。3

Psk（相移键控或相位调制或调相PM）

使载波的相位随着发送的基带信号而变化，但幅度和频率不变，称之为相移键控。示例：46第三节 传输技术三、模拟信号的脉码调制PCMPCM的过程

1取样值。

若模拟信号的带宽是H

Hz，则2H的取样频率就足以捕获可恢复原有模拟信号的信息。（奈奎斯特定理）

编码解码器编码解码器

1510号时间幅/μs定义：就是按照一定的时间间隔125

2采50

3样75

5测00

6量25

75模0

87拟5

10信0010.8幅值11.29.547第三节 传输技术482量化

定义：是将取样点处测得的信号幅值分级取整的过

程。即将模拟信号的最大可能幅值等分为若干级（通常为2n级），而后测量得到的幅值按此分级舍

入取整，得到一个整数。

如，若模拟信号的最大幅值为256，而将其分为128级，则幅值在[0，2]）中量化为0，在[2，4]）中量化为1，……，在[254，256]）中量化为127等。其量化误差<2。

量化会造成误差，量化误差会造成信号还原时的失真。第三节 传输技术493编码定义：即将量化后的整数值用二进制数来表示。

如：有一个4kHz的音频模拟信号，故125μs取样一次。若按最大幅值等分为16级，则每个样本要用4位二进制来编码，所以传输速率为4

/125

μs=32k

b/s；按最大幅值等分为128级，则每个样本要用7位二进制来编码，所以传输速率为7/125

μs=56k

b/s。

在量化过程中，分级越细，误差越小，但每个样本点编码所需的比特数越多，从而也需要较高的数据速率。第三节 传输技术四、多路复用多路复用的概念：一个信道传输多条信息，传输媒体共享。

1、频分多路复用（FDM）

基本思想：将信道的可用频带分成若干互不交叠的频段，每一路信号仅占用其中的一个频段，以实现多路信号在同一信道中的传输。50第三节 传输技术例

3路话频原始信号频分多路复用一带宽为12kHz(60~72kHz)的物理信道示意图：51第三节 传输技术522、时分多路复用（TDM）

基本思想：将一条线路按其工作时间划分周期，每

一周期再划分为若干时间片，每一时间片由复用的一个信号占用，从而实现一条线路传送多路信号。

特点：特别适合于数字信号场合，也可传输模拟信号。例：

T1线路的TDM

（如图）该线路中每125μs传输24条信道+1位分帧码的数据，每条信道8位。故其数据速率为(24×8+1)bit/125μs=1.544M

b/s。3、波分多路复用（WDM）由于λf=c（光速），波分多路复用实质上就是在光信道上采用的一种频分多路复用的变种。第三节 传输技术五、数字信号的编码技术

对在物理媒体中传输的二进制比特串可用高低电平的矩形波来表示。但接收端若无法得知传输的比特串的起始时间或每个比特串的持续时间长短，则出错。如：若接收端接收数据时退后1个比特位的时间

若比特传输时间缩短一半1、曼彻斯特编码（Manchester

Code）从高电平到低电平的跳变代表1；从低电平到高电平的跳变代表0。特点：（1）自带同步信号（2）编码效率：期10M以太网采用此编码50。%示例53第三节 传输技术2、差分曼彻斯特编码（Differential

Manchester

Code）

每个比特传输时间的中间有一次电平的跳变，将每个比特持续时间的开始处有跳变代表0，无跳示例变代表

1。特点：（1）自带同步信号编码效率：50%具有更好的抗干扰性令牌环采用此编码。54第三节 传输技术3、4B/5B编码

用5位的比特位表示4位二进制数，往往和NRZI（不归零制）组合使用，且在每个比特1的开始处有电平跳变。（P64表2.4）特点：（1）5个比特码组中不示含例多于3个0，或者不会 少于2个1（2）编码效率4/5=80%（3）具有较好的抗干扰性高速网络大多采用此编码。55第四节 物理层接口举例一、EIA-RS-232C

它是由美国电子工业协会EIA(Electronic

IndustryAssociation)制定的一种串行物理接口标准。其中，RS（Recommended

Standard）意思为推荐标准，232是一个标识号码，C表示该标准已被修改过的次数图。示机械特性：25根插针的标准连接器（DB-25，DB-15，DB-9）电气特性：逻辑1的电平为低于-3V，逻辑0的电平为高于+3V。功能特性：20根连接线中，2根地线，4根数据线，11根控制线，3根定时线，其余5根未定义或备用。（具体定义：P67样表表2.5）56第四节 物理层接口举例最常用的有8条线，如下图：57第四节 物理层接口举例计算机或终端之间的直接RS-232C连接：58第四节 物理层接口举例594

规程特性：主要规定了控制信号线在不同情况下有效和无效的顺序和相互的关系。

如：只有当CC和CD都处于有效（ON）状态时，才能在DTE和DCE之间进行传送操作。若DTE要发送数据，则预先将CA线置

成有效（ON）状态，等CB线上收到有效（ON）状态的回答后，才能在BA线上发送串行数据。第四节 物理层接口举例二、数据通信的三种方式

1、单工通信•数据传输的方向是单向的，反向上可以传输控制信号。2、半双工通信•数据传输的方向是双向的，但在同一时刻只能A

B是单向的。A控制信号也是如此。B60第四节 物理层接口举例3、全双工通信无论何时，数据信号和控制信号的传输都可以是双向的。AB结束61返回62发送端接收端若从这里开始采样数据返回63发送端接收端1

1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

1

1若比特传输时间缩短一半返回6465666768第一节 差错检测与纠正一、传输差错的特性l

传输中的差错都是由于噪声引起的。热噪声：信道所固有的，持续存在。冲击噪声：由于外界特定的短暂原因所造成。其中冲击噪声是传输中产生差错的重要原因。l由热噪声引起的差错为随机错，而冲击噪声引起的差错为突发错误。l

突发长度：指从突发错误发生的第一个码元到有错的最后一个码元间所有码元的个数。l

衡量一个信道质量的重要参数是误码率Pe：69第一节 差错检测与纠正Pe=差错控制编码：指将信息位向信道发送之前，先按照某种关系加上一定的冗余位，构成一个码字再发送的过程称为差错控制编码。例：检错码：能自动发现差错的编码。纠错码：不仅能发现差错而且能自动纠正的编码。衡量编码性能好坏的一个重要参数是编码效率R：R=1010011

101信息位 冗余位码字101001110170第一节 差错检测与纠正数据通信中，利用编码方法进行差错控制的方式基本上有两类：

自动请求重发ARQ：只需用检错码，但必须有双向信道，且发送方要有数据缓冲区。，但编码效率低，所需设备

前向纠错FEC：必须用A纠错码，可用单向信道B复杂，一般用于实时要求高的场合。AB71第一节 差错检测与纠正发送顺序I21

I22…

I2q…

…

…

…信息位Ip1

Ip2

…

Ipqr1

r2

…

rq冗余位二、常用的简单差错控制编码1、 奇偶校验码

它是通过增加冗余位来使码字中1的个数保持奇数或偶数的编码方法，是一种检错码。

示例①

垂直奇偶校验（纵向奇偶校验）

它是将整个发送的信息块分为定长p位的若干段，每段后面按1的个数为奇或偶数的规律加上1位奇偶位。I

I

…

I11

12

1q示例72第一节 差错检测与纠正通常p取一个字符的位数。冗余位：ri=I1iri=

I1iI2iI2i

Ipi…

Ipi（偶）… 1

（奇）编码效率：

R=特点：（1）生成简单，可边发送边产生冗余位；（2）能检测出每列中所有奇数位的错，但检测不出偶数位的错，漏检率接近于1/2。②

水平奇偶校验（横向奇偶校验）

它是对各个信息段的相应位横向进行编码，产生一个奇偶冗余位。73第一节 差错检测与纠正

若每个信息段就是一个字符的话，q就是发送的信息块中的字符数。冗余位：ri=Ii1ri=

Ii1Ii2Ii2Iiq…

Iiq（偶）…

1

（奇）74第一节 差错检测与纠正编码效率：R=特点：生成较复杂，必须等要发送的完整信息块到齐后才能产生冗余位，故一定要使用记忆寄存器；能检测出各段同一位上的奇数位错，还可以检测出突发长度≤p的所有突发错误。③

水平垂直奇偶校验（纵横奇偶校验）它是指将水平方向与垂直方向的校验联合运用。75第一节 差错检测与纠正76第一节 差错检测与纠正编码效率：R=特点：可检测出所有3位或3位以下的错误；可检测出所有奇数位错；可检测出突发长度≤p+1的突发错误以及大部分偶数位错；可以纠正部分情况下的差错。如：仅在某一行和某一列中有奇数位错时。77第一节 差错检测与纠正2、 定比码（恒比码）指每个码字中均含有相同数目的1。编码效率（n中取m）：R=例

在国际无线电报通信中，广泛采用7中取3定比码。共有

=35种码字，可用来分别代表26个英文字母和其它符号。其编码效率R=log235/7=5.12/7=0.73。特点：简单，但编码效率不高；可检测出所有奇数位错以及部分偶数位错；适宜于传输字母和符号类的信号，不能用于传输随机的二进制数字序列。78第一节 差错检测与纠正793、 正反码

是一种简单的能够纠正差错的编码，当信息位中有奇数个1时，冗余位是信息位的简单重复；否则，冗余位是信息位的反码。例

若信息位为01011，则编码为0101101011；若信息位为10010，则编码为1001001101。接收端的校验方法为：（P79）特点：编码效率较低，为50%；差错控制能力较强。第一节 差错检测与纠正三、海明码也是一种可以纠正一位差错的编码。对于奇偶校验码，若信息位为an-1an-2…a1，加上一位偶校验位a0，an-2在接收端校验时，可按关系式

S

=

an-1

…

a0

来计算，若S=0，则无错；若S=1，则有错。上式称为监督关系式，S称为校正因子。

思想：增加冗余位，也相应地增加监督关系式和校正因子，就能表示更多的差错情况，包括具体定出是哪一位出错。

理论依据：当信息位为k位，增加r个冗余位，构成n=k+r位码字。若希望用r个监督关系式产生的r个校正因子来区分无错和在码字中

n个不同的位置的一位错，则要求：2r≥k+r+1。80第一节 差错检测与纠正生成过程：（假设k=4，则r取3，信息位a6a5a4a3，冗余位a2a1a0）（1）构造监督关系式表（2）写出监督关系式由上表可知，a2

、a4

、a5

或a6的一位错都应使S2=1，所以S2=a2

a4

a5

a6S2S1S0000001010100011101110111错码位置无错a0错a1错a2错a3错a4错a5错a6错81第一节 差错检测与纠正同理S1=a1

a3

a5

a6S0=a0

a3

a4

a6（3）求出冗余位关系式令S0

、S1

和S2为0，即可求出a0

、a1和a2：a2

=

a4

a1

=

a3

a0

=

a3a5

a6a5

a6a4

a6示例（P82表3.4）纠错（P82

）82第一节 差错检测与纠正83特点：编码效率为k/k+r

（上例4/7

）

；较容易实现，但只能纠正1位错。

为能纠正传输中出现的突发差错，可采用特殊处理：将连续p个码字排成一个矩阵，每行一个码字。（P83图3.4）第一节 差错检测与纠正四、循环冗余校验码CRC（多项式码）它是一种检错码。

思想：任何一个由二进制数位串组成的代码都可以和一个只含0和1两个系数的多项式建立一一对应的关系。

示例

k位信息位对应于一个k-1次多项式K(x)，r位冗余位对应于一个r-1次多项式R(x)，生成的n=k+r位码字则对应于一个n-1次多项式T(x)。生成方法：发送方和接收方依据一事先约定的r次生成多项式G(x)（最高项xr的系数为1），用G(x)去除xrK(x)得到的余式就是R(x)，即得冗余位。84第一节 差错检测与纠正85

示例设信息位为1010001，即K(x)=x6+x4+1，取

G(x)=x4+x2+x+1（对应的代码为10111），则x4K(x)=x10+x8+x4（对应的代码为10100010000），则所以冗余位为1101， R(x)=x3+x2+1。T(X)=

x4

K(x)+

R(x)=

x10+x8+x4

+

x3+x2+1对应的发送代码为：10100011101第一节 差错检测与纠正86检测方法：用发送端发送时采用的生成多项式G(x)来除接收到的码字多项式，若余式不为0，则传输有差错；否则，认为传输无差错。特点：（P85）87第二节数据链路层的功能一、帧同步作用：识别帧的起始与终止帧同步的方法：①字节计数法:帧中含有起始字符及帧中数据的②字符填充的首尾定界符原理:用特定字符确定字C节c数oun。tdata特殊字符定义数据部分的字节数帧的起C

止界线。data特殊字符1帧D

C

C特殊字符1帧第二节数据链路层的功能③比特填充的首尾标志法原理:用特定比特模式确定帧的起止界线。0④伪例编码原理:用不容许出现的电位变化定义帧的起止位置例:在物理层，若用曼彻斯特编码时，高→低表示”1”,低→高表示”0”，则可用高→高或低→低表示起止。0111111data010111111011111101帧0088第二节数据链路层的功能二、差错控制通常采用反馈重发的差错控制方法。常配合两种技术：（P74）AB①

引入dat计a

时器（？）防止死等待ack②

对发送的帧编号（？）防止重复帧多次被接收方交给它的上一层89第二节数据链路层的功能90三、流量控制

用于处理发送方发送能力大于接收方接收能力，从而造成数据帧丢失的问题。

流量控制并不是数据链路层所特有的功能。只不过数据链路层控制的是相邻两节点间数据链路上的流量。四、链路管理主要用于面向连接的服务，包括：建立维持连接释放第三节 数据链路协议91一、停－等协议（stop

and

wait）

它规定发送方每发送一帧后就要停下来，等待对方已正确接收的确认返回后才能继续发送下一帧。停－等协议的工作流程图（P89-图3.7）？若不对返回的Ack帧编号，会造成什么样的错误？示例停－等协议效率：第三节 数据链路协议设：B为信道容量（即比特率）,R为单程传播延迟（距离/速度）,L为数据帧的长度。u

考虑不出差错的情况：∴信道的利用率=u

考虑出错重传情况（P90）发送方接收方传输延迟L/B=Rackack92第三节 数据链路协议捎带确认在双向通信情况下，返回的ACK帧可由反向发送的数据帧一起捎带回来。（如下图）示例ABdataackABdataackdataack9394第三节 数据链路协议超时时间的设置必须恰当，既不能太大也不能太小设。置得？太大，当数据帧或应答帧丢失时，要等待较长的时间才开始重发，效率不高；如果设置得太小，则正常应答还未返回时，发送端就超时重发，造成不必要的重复。合适的时间值应选择稍大于信号从发送端到接收端传输时间的两倍加上接收端的处理时间之和。ABdataack95第三节 数据链路协议停→等协议的缺点：①距离较大的情况下，2R增大，使得信道有效利用率大大减小。②发送方要停下来等待Ack返回后再继续发送而造成信道浪费，在大批量的数据传送下，无法实现。示例：卫星信道B=50k

b/s

2R=0.5s

L=1kb则U===

≈4%9697第三节 数据链路协议二、顺序接收的管道协议（回退n协议）

协议内容：容许发送方连续发送若干帧。接收方按正确的顺序依次接收帧。当收方未收到k帧，则拒绝之后所有的帧。当发送方发现第k帧未收到确认信息，计时器已经超时后，则重发从k帧起的若干帧。工作情况图帧号的位数公式：m≥第三节 数据链路协议滑动窗口协议发送窗口：限制发送方已发出但尚未经确认的帧的数目称为发送窗口。接受窗口：等待接收的帧的数目。帧号取3位，发送窗口取值为2的滑动窗口协议工作过程：停等协议可看成是发送窗口等于1的滑动窗口协议的特例。使用回退n协议，发送窗口的尺寸≤2m-1，举反例？98第三节 数据链路协议99缺点：①发送方必须有足够大的缓冲区，否则重发无法完成。②当发出的n个帧的第一个帧是重发，需要之后的n-1个帧一起重发，浪费。第三节 数据链路协议三、选择重传协议

协议内容：若某一帧出错，后面送来的正确的帧虽然不能立即送主机，但接收方仍可以收下来，放在一个缓冲区中，同时要求发

送方重新传送出错的那一帧，一旦收到重传的那一帧后，就可与

原先已收到但暂存在缓冲区中的其余帧一起按正确的顺序送主机。工作情况图接收方也必须增加缓冲区。100第三节 数据链路协议使用选择重传协议，发送窗口的尺寸≤2m-1，举反例？四、关于三种协议的总结窗口尺寸与三种协议的关系效率效率（S）＜效率（G）＜效率（选）101第五节 链路通信规程举例链路层协议分类：异步协议：以字符为传输的信息单位，在每个字符起始处同步，但各个字符之间的间隔时间是可以变化的。同步协议：以帧为单位，在该帧的起始处同步，而后面维持固定的时钟。同步协议能更有效地利用信道，也便于实现差错控制和流量控制。102第五节 链路通信规程举例01030/10/10/10/1

0/10/10/10/10/11起始位5至8位数据奇偶校验位（可有可无）一、起止式异步规程（典型的异步数据链路层协议）

它是一个字符一个字符传输的，字符之间没有固定的时间间隔要求。它是靠起始位和终止位来进行字符同步的。传输格式为：空闲或前一字符的终止位1第五节 链路通信规程举例104二、同步规程同步式的数据链路层规程又可分为三种面向字符的面向比特的面向字节计数的第五节 链路通信规程举例1、面向字符的同步规程

它是将若干个字符组成一个信息块（帧）一起发送。利用一些特殊定义的字符来界定一帧的开头与结束、分隔不同的段和控制整个信息交换过程，被传输的数据也是由字符组成。其典型代表是IBM公司的二进制同步通信协议（BISYNC或BSC）。面向字符的同步规程的帧格式为：

规程中的特殊定义的字符都是用来在通信双方间传递一些控制信息用的，统称为通信控制字符。（P104表3.7）105第五节 链路通信规程举例问题：若传输的数据块中含有通信控制字符如ETX，则会产生差错。（什么样的差错？）因此要求规程应有将这些特殊字符当作普通数据字符处理的能力，这种能力叫做“数据透明”。

面向字符的同步规程是采用字符填充的方法来实现数据透明的。它规定将每个独立的控制字符都作为普通的数据字符对待，而只106有它们紧随着一个DLE转义字符后面才具有通信控制的含义。

字符填充方法：指发送端在发送数据时，若数据段正文本身出现

DLE字符，则在传送前在它的前面再插入一个DLE。接收端一旦接收到连续两个DLE，就删去第一个DLE，而将它后面的任何字符都当作普通数据字符对待。（示例）第五节 链路通信规程举例同步比异步的优点：避免了异步方式中许多起始和终止信号，信道的有效利用率提高 了（特别是在传输较长的数据时）；由于有标题字段，它可以具备更为复杂的通信控制能力，校验的 功能也增强了。面向字符的缺点：它和特定的字符编码集有关，不利于兼容；

字符填充方法用硬件或软件实现起来都较麻烦，而且它也要依赖于所采用的字符集。107第五节 链路通信规程举例2、面向比特的同步规程

该规程的帧中所传输的数据可以含有任意数量的比特位，而且它是靠约定的比特模式来定界帧的开始和结束。其典型代表有：IBM的同步数据链路控制规程SDLC。（ANSI的ADCCP，ISO的HDLC，X.25的LAP和LAPB）面向比特的同步规程的帧格式为：面向比特的同步规程中的数据透明是通过比特填充方法来实现的。108第五节 链路通信规程举例

比特填充方法：发送端对除了用于定界帧起始的标志（01111110）以外的其余字段，每连续出现5个1后就自动插入一个0。接收端在连续出现5个1后，则删除掉一个0。109第五节 链路通信规程举例110特点：它不依赖于字符编码集；比特填充的方法用硬件实现较方便；能实现各种较完善的控制功能。第五节 链路通信规程举例3、面向字节计数的同步规程

它通过规定帧的某个域的数值来表示帧中数据字段中含有的字节数，并以此字节计数来确定帧的结束边界位置，而且传送的数据又必须是字节的整数倍。其典型代表是DEC的数字数据通信报文协议DDCMP。面向字节计数的同步规程的帧格式为：特点：不需采用填充技术即可达到数据透明；该帧中有两段CRC校验码，分别对前面的标题部分和后面的数据部分进行校验。111本章结束112谢谢！返回1010111奇校验0113返回1011001

0111011

0101011若取p=7，用奇校验，则：1000111101110000111111011

1101010

0

1101110

1

1001101返回114115x4+x2+x+11

1

0

0

1

0

1返回1

0

1

1

1x6+x5+

x2+1116接受方0→期待帧号期待帧号⊕1→期待帧号收到帧的

Seq=期待帧号确认帧号Ack=Seq(返回)不对对恢复报文送主机校验和检查对不对等待数据帧到达从主机取报文装配帧

(seq=发送帧号)发送,并置计时器等待Ack=发送帧号发送方

0→发送帧号对发送帧号⊕1→发送帧号不对计时器超时发送数据帧返回Ack帧返回第一节 局域网概述117一、定义局域网：通常是指通过通信线路，把较小地理区域范围内的各种数据通信设备连接在一起。城域网：实际上不过是一个更大范围的局域网系统。

把城域网划分出来的一个最主要原因是为其制定一个相应的标准，该标准叫做分布式队列双总线DQDB。二、局域网的特点：覆盖范围小；通常由某个组织单独拥有；传输速率高而误码率低。第二节局域网参考模型118一、局域网体系结构

IEEE802委员会在IEEE802.1标准中定义了局域网的参考模型，由下而上的层次分别为：物理层、媒体访问控制子层MAC、逻辑链路控制子层LLC。其与OSI参考模型的对应关系为：第二节局域网参考模型119第二节局域网参考模型120把数据链路层细分为这两层是基于以下考虑：对共享媒体的访问控制逻辑并没有在传统的第二层即数据链路层定义；对于同一个LLC，应当提供几种不同的MAC选择。1.

物理层的功能①

信号的编码/解码；②

前导的生成/去除（该前导用于同步）；③

比特的传输/接收；④

对传输媒体和拓扑结构的说明。第二节局域网参考模型121MAC的功能①

在传输时，将要传输的数据组装成帧，帧中包含有地址和差错检测等字段；②在接收时，将收到的帧解包，进行地址识别和差错检测；③

管理和控制对传输媒体的访问。LLC的功能为高层协议提供相应的SAP，并且进行流量和差错控制。第二节局域网参考模型122二、拓扑结构1、 总线/树型拓扑？发送方和接收方分别以什么样的方式收发数据？

发送方在发送的数据帧的帧头中加入了目的地的地址，当此帧沿着总线广播时，所有连接在该总线上的站点都能收到该帧，当有站点检查到帧头中目的地址与自己相同时，就会在帧经过时把数据拷贝下来，而其它站点则忽略它。？共享媒体上的数据由谁消除？两端的端接器第二节局域网参考模型1232、 环型？转发器工作的方式？

它是一种较简单的设备，能够从一条线路上一个比特一个比特地接收数据，同时不经过任何缓冲，以同样的速率把数据传送到其它线路上。？环上的数据帧由谁消除？源站点3、 星型？中心节点的两种工作方式？广播方式：物理上是星型，逻辑上仍是总线型帧交换方式：第二节局域网参考模型1244、 选择传输媒体和拓扑结构的标准

拓扑结构的选择与网络的可靠性、可扩充性和性能等很多因素有关。①总线/树型拓扑结构的配置最灵活且简单，但覆盖范围不广且网络吞吐量不高。②环型拓扑的网络吞吐量较高，覆盖范围较广，但不易维护。③星型拓扑在建筑物中进行布线非常简单和自然，适用于短距离且站点数量少的场合。第二节局域网参考模型125

物理媒体的选择与拓扑结构、网络负载、可靠性以及覆盖范围等很多因素有关。①

光纤>宽带同轴电缆>基带同轴电缆和屏蔽双绞线>非屏蔽双绞线（性能、可靠性及传输速率）② 物理媒体与网络拓扑的对应（P123表4.1）？物理媒体用在环型拓扑中比用在总线/树型拓扑中性能要高。

在总线/树型拓扑中，站点与媒体的连接点在信号通过时都会使信号衰减变形，而在环型拓扑中，转发器会产生一个新的信号，弥补了信号衰减和变形的影响。第二节局域网参考模型126三、IEEE802标准介绍IEEE802给出了一个协议参考模型和实现模型。127第二节局域网参考模型128IEEE802各子标准（P131表4.2）四、逻辑链路控制LLC子层1、功能：① 实现流量控制，差错控制；② 支持多点访问，且和MAC层一道来规范对链路的访问；③ 为上层用户提供SAP（服务访问点）2、服务内容：①无确认无连接服务

是一种数据报式的服务，可用来发送或接收LLC协议数据单元（PDU）。不需流量控制和差错控制。支持单点、多点、广播传送方式。其逻辑相当简单而且非常实用。第二节局域网参考模型129②

面向连接的服务

提供建立、使用、复位以及终止数据链路层连接的手段，提供流量控制、差错控制机制，该服务仅支持单点传送。可用于一些相当简单的设备中，如终端控制器。③有确认无连接服务

提供了对数据报的确认机制，同时在进行数据传输前无需建立逻辑连接。常用于非常重要且紧急信息处理的设备。第二节局域网参考模型130五、媒体访问控制MAC子层1、 媒体访问控制策略① 哪里控制：1） 集中式：

一个控制器被选取出来，只有它可以授权访问网络。当一个节点要传输时，它必须首先得到该控制器的允许。2）

分布式：

所有站点共同使用相应的媒体访问控制机制来决定站点传输的顺序。第二节局域网参考模型131② 如何控制：即如何控制对共享媒体的访问。1） 同步：

整个信道带宽被分割成许多部分，每一部分被分配给某一个站点。如频分多路和时分多路技术。多用于WAN。2）异步

动态分配信道，以便更好地响应站点的即时请求。可进一步分为：时间片轮转、预约和竞争。

多用于MAN和LAN中，且总体而言，时间片轮转和竞争机制是最广泛使用的。（P137表4.3）第二节局域网参考模型2、

MAC帧通用格式

MAC控制字段：包括所有实现媒体访问控制所必须的协议控制信息，比如优先级等。目的MAC地址源MAC地址LLC：来自于LLC层的数据。CRC：循环校验字段，用于差错控制。132第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准133一、载波监听多路访问CSMACSMA/CD是在CSMA、ALOHA技术基础上发展起来的。它们都属于随机访问或竞争技术。

每个站点的信息传输是不可预期的，即它是随机访问的；每个站点都为拥有对传输媒体的访问权而竞争，因此它又是竞争的。ALOHAALOHA最早是为分组无线网设计的，但其基本思想完全可用于任何共享的传输媒体。①

ALOHA协议原则

只要一个站点想要传输信息帧，它就把信息帧传输出去。然后它听一段时间，如果在信息来回传播的最大延迟时间再加上一小段固定的时间内收到了确认，则传输成功；否则，传输站点重发信息帧。如果在发了好几次后仍得不到确认，就只好放弃。第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准②

ALOHA协议的效率设：S：为平均每帧时（帧长度/传输速率）产生的新帧数；0<S<1（？）G：为每帧时发送的平均帧数（新帧和重发帧）。G≥S有：S=G·e-2G134第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准

由微分知识可知，G=0.5时，Smax=1/2e≈0.18，即信道的利用率最多只有大约18%。③ 分槽ALOHA

协议原则：信道上的时间被分成离散的时间间隔即时槽T，其大小相当于帧的传输时间。所有站点的时钟保持同步，站点只有在时槽开始时才能传输数据。135第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准136这样，只有那些都在同一个时槽开始进行传输的帧才有可能冲突。第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准分槽ALOHA协议的效率S=G·e-G

由微分知识可知，G=1时，Smax=1/e≈0.368，即信道的利用率最多只有大约37%。137第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准138问题：纯ALOHA，分槽ALOHA在发帧时均未考虑其它站是否在发帧；局域网中传播时间远远小于帧的传输时间，因此，只要有站在发送，其它站是可以预先知道的，可以减少冲突。CSMA

协议原则：想要传输的站点首先听一听媒体上是否有其它站点在传输（载波监听）。如果媒体忙，它必须等待。若媒体空闲，则可传输。所以又叫先听后说（LBT）。？仍会产生冲突？

确认冲突的方法：发送站点在发送完后要等待一段时间（要把来回传播的最大时间和发送确认的站点竞争信道的时间考虑在内）以待确认，若没有收到确认，发送站点认为发生了冲突，就重发该帧。第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准139特点：仅当多个站点在很短一段时间（传播延迟时间）内同时开始传输才会发生冲突；若一个站点发出的帧的头部在传播到离它最远的站点的过程中没有遇到冲突，该帧以后也不会遇到

冲突，因为这时所有其它站点都知道信道已经被

占用；CSMA技术的最大信道利用率要远远好于ALOHA

或分槽ALOHA。其最大利用率由帧的平均长度和传播时间决定，帧越长或传播时间越短，利用率越高。第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准140监听到媒体忙时的处理策略：① 非坚持CSMA算法：若媒体空闲就传输；否则转到第2）步。若媒体忙，等待一段随机的重传延迟时间，重复第1）步。优点：减少冲突发生的可能性。缺点：媒体利用率低。②

1坚持CSMA算法：1）若媒体空闲就传输；否则转到第2）步。2）若媒体忙则继续监听，直到检测到信道空闲，然后立即传输。3）如果有冲突，则等待一段随机的时间后重复第1）步。优点：媒体利用率提高缺点；冲突增加第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准141③P坚持CSMA算法：若媒体空闲以概率P传输，以概率（1-P）延迟一个时间单位。该时间单位通常等于最大传播延迟的两倍。若媒体忙则继续监听，直到信道空闲，然后重复第1）步。若传输延迟了一个时间单位，则重复第1）步。优点：是非坚持和1坚持算法的折衰缺点：基于P的取值（

NP<1

N：N个站点有帧要传输） P太小，让试图传输的站点等待的时间太长

P太大，冲突的可能性增大第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准142二、载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD（边说边听）

CSMA是先听再说，主要缺点是：在延迟时间内，没有检测冲突的功能，一旦遇到冲突，浪费的时间较长；而CSMA/CD是边说边听，在发送帧的同时检测冲突，一旦遇到冲突，两个站点都停止传输，因此浪费的时间相对较少。如图：第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准143第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准144算法：若媒体空闲，则传输；否则，转第2）步。若媒体忙，一直监听直到信道空闲，然后立即传输。若在传输中监听到冲突，则发出一个短小的人为干扰信号，让所有的站点都知道发生了冲突并停止传输。发完人为干扰信号等待一段随机的时间后重复第1）步。增加CD功能后，被浪费的带宽减少为检测冲突所花费的时间。对于基带系统，用于检测一个冲突的时间为从信道的一端到另一端的传播延迟的两倍。重要原则：帧必须足够长，以使冲突能在帧传输完毕前被检测到。第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准145三、二进制指数退避算法IEEE802标准和以太网采用二进制指数退避的1坚持方式。1. 算法：当冲突发生后，时间被分割成离散的时槽。时槽长度等于在传输媒体上来回传输的时间。第一次冲突产生后，每个站点等待0或1个时槽后重新发送。若发生了第二次冲突，它们会从0、1、2、3中随机挑选一个数作为等待的时槽数。若又产生第三次冲突，它们将从0～23-1中随机挑选一个等待的时槽数。

一般而言，n次冲突后，等待的时槽数从0～2n-1中随机选出。但在10次后，等待的最大时槽数固定为1023。在16次冲突后，站点放弃传输，并报告一个错误。第三节

CSMA/CD和IEEE802.3标准146优点：在不同的负载时信道利用率都比较合理。3.

缺点：

没有遇到过或遇到冲突次数少的站点比等待时间更长的站点更有机会得到媒体的访问权。四、

IEEE802.3标准（P158～P162）IEEE

802.3

10Mb/s物理层媒体选项（P160表4.6）IEEE

802.3帧格式（P158图4.22）补充：常用以太网1.

10Base5最大段长度500米每段最多站点数

100粗同轴电缆，可靠性好，抗干扰能力强收发器:发送/接收,冲突检测,电气隔离AUI:连接件单元接口总线型拓扑用于网络骨干连接粗缆Vampire

tapBNC端子收发器AUI电缆NIC147两站点间最小距离

2.5米网络最大跨度

2.5公里2.

10Base2细同轴电缆，可靠性稍差BNC

T型接头连接总线型拓扑用于办公室LAN细缆BNC

接头NIC每段最大长度185m每段最多站点数

30两站点间最短距离0.5

m网络最大跨度925

m网络最多5个段1483.

10BaseT双绞线介质（UTP）以Hub

（集线器）为中心节点。Hub－多端口转发器。拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形。用于小型LAN。NICHUB段最大长度

100m1494.

10BaseF150使用光纤进行长距离连接，例如建筑物间连接。星形拓扑结构最常见的布线标准：10BaseFL

- 异步点到点链路，链路最长2

km10Broad36使用75 电缆连接，拓扑结构为树形用于宽带LAN第五节 令牌环访问控制和IEEE802.5标准151一、令牌环局域网的组成所有的站点通过环接口组成一个环，每一个比特通过环接口与环输入输出。如P142图4.14（a）所示。特点：①环接口处有1比特延迟；②环中只能有一个令牌流动，拿到令牌的站才能发送信息。令牌：它是一种特殊比特格式的帧。二、令牌环访问控制环接口的两种操作模式①侦听模式：将收到的比特以1比特时延复制并输出。②发送模式：在抓住令牌后，接口将截断输入输出的连接，将它自己的数据输出到环上。数据帧在环中巡环一周，由发送站收回，并进行效验。站点在发送完最后一帧的最后一个比特后，重新产生一个令牌。第五节 令牌环访问控制和IEEE802.5标准152确认的处理在令牌环帧中的帧状态字段中包含A和C两个比特位：当一帧通过目的站点的接口时，接口将A置1；若接口将该帧复制到本站内，就将C也置为1。AC位的3种组合及其含义：①00：目的站点不存在或未加电；②10：目的站点存在但帧未被接收；③11：目的站点存在且帧被复制。优先级控制环中的站点及令牌都有优先级。站点的优先级在本地定义，令牌的优先级由帧中访问控制字段的3个优先级位定义。令牌的获取：一个站点仅在其优先级高于或等于令牌的优先级时才可以申请令牌。第五节 令牌环访问控制和IEEE802.5标准153预约系统：用来预约令牌和定义令牌优先级的协议。①当一个站点收到一个比自己的优先级要高的令牌或收到一个数据帧时：该站点检查到来的预约位。若存储在那儿的值比站点的优先级值小，站点就将它自己的优先级存储在那儿，完成预约；否则，放弃预约。②当发送站点撤消一个帧并生成一个新的令牌时：该站点检查到达帧的预约位，若发现某个站点已经做了预约，它就将新令牌的优先级设定为该预约值。然后它将老优先级和新值存放在一个本地堆栈中。该站点被指定为堆栈站点——只有它才可以将令牌恢复至其原先的优先级。第五节 令牌环访问控制和IEEE802.5标准154•算法：①

帧到达帧产生于其它站点若当前站点有帧要发送，它就尽力实现预约：若该站点的优先级大于帧的预约值，它就进行预约。否则，不做预约。不管什么情况，它都将帧转发给邻居。帧产生于本地撤消该帧且生成一个新令牌。依据以下情况确定令牌优先级：某些优先级比帧的优先级高的站点已经做了预约：站点将预约值赋予令牌的优先级，同时将令牌的预约值置为0，使任意一个站点有机会进行另一个预约。同时站点还要将老的和新的优先级存储在一个堆栈中，并被指定为堆栈站点。某些优先级比帧的优先级低的站点已经做了预约（即意味着当 帧在环内游历时，没有一个想要发送的站点能有足够高的优先 级来进行发送。）当前站点简单生成一个和到达帧具有相同优先级和预约值的令牌。第五节 令牌环访问控制和IEEE802.5标准155当前站点是堆栈站点：它产生一个较低优先级的新令牌。具体取值依据以下情况：（1）若预约值较大，则新令牌的优先级设为预约值，同时用预约值取代堆栈中的当前优先级。此时，该站点依然是堆栈站点，因为它没有恢复在它成为堆栈站点之前存在的优先级。（2）若栈中老的优先级较大，则新令牌的优先级设为栈中老的优先级。同时将栈中老的和当前的优先级弹出。且若栈为空，此站点不再成为堆栈站点。②令牌到达首先判断站点若为堆栈站点：处理方法同数据帧到达堆栈站点时 一样。随后，它确定是否存在帧要发送。若有，且当站点的优先 级大于令牌的优先级，它就申请令牌；若小的话，它再将站点优 先级和预约值比较，若优先级高则可进行预约。最后，它将令牌 或帧发送给它的邻居。示例：（P147图4.16

P148图4.17）156157第五节 令牌环访问控制和IEEE802.5标准158令牌环中的监控站每个令牌环有一个监控站来总管全环。如果监控站失效，竞争协议将保证很快选出另一个站点作为监控站。监控站的职责：确保令牌不丢失设置计时器为最长无令牌时间，若到期，监控站将取走环内坏帧， 并产生一个新的令牌。在环断开时采取行动利用线路中心的旁路中继器在无人干预的方式下将失效的站点从 环上移去。当有混淆的帧出现时清除环中坏帧当出现混淆帧时，监控站可从无效格式或检验和中检测到，然后断开环取走该帧，之后再产生一个新的令牌。第五节 令牌环访问控制和IEEE802.5标准1594）查看是否有无主帧的出现

无主帧指的是该帧会永久在环上循环下去，不能被移去。（为什么会产生？）

监控站通过在访问控制字节中设置监控位，可检测到经过它的无主帧。若到来的帧的该位已置为1，则意味着同一帧经过监控站两次而未被取走，说明发生了错误，所以监控站将该帧移去。5）插入额外的延迟位，使令牌能绕环运行。三、IEEE802.5标准（P150）物理层规定使用差分曼彻斯特编码的4Mb/s和16Mb/s的屏蔽双绞线以及4Mb/s的非屏蔽双绞线。2.MAC帧格式（P150图4.18）实验一

Windows

2000的安装与管理160一、实验目的1、熟悉Windows2000

Server安装2、掌握Windows2000

Server的基本管理功能3、熟悉网络操作系统的特点二、实验任务1、Windows

2000

Server的安装；2、使用Windows2000

Server管理工具。包括：域、活动目录及账号的管理、日志文件管理、服务的管理，重点掌握Windows2000

Server中账号管理；3、了解Windows2000文件权限管理。实验一

Windows

2000的安装与管理161三、安装过程中一些设置规定：

计算机名：machineMN（M：组号，N：机器号）；域名：

domainMN；系统管理员账号：Administrator密码：计算机名注意：不要自己任意设置管理员帐号和密码。独立服务器方式，组名：workgroupMN；IP地址设定：

(

) (netmask),

(gateway)Dns:其它设置：采用默认设置即可。ftp://210.45.x.x第七节IEEE802.6标准：DQDB一、DQDB概述DQDB采用两条分离的单向总线（A和B）用于同时传递数据。MAN中的所有站点都连接在这两条总线上，并且每条总线都有一个头端。162第七节IEEE802.6标准：DQDB163每个头端负责产生53字节的信元，该信元从头端开始沿着总线传输，流经各个站点时，站点在媒体访问控制协议的控制下向信元中填充要传输的数据。当信元到达总线的尾部时被移出总线。发送信息的站点是通过总线A传输信息给其右边站点，通过总线B传输信息给其左边站点。二、DQDB媒体访问控制基本原则：所有站点通过排队来按照先进先出顺序传输数据，且 要求每个站点在下游站点有传输请求时延缓自己的传 输请求。只要有一个或多个下游站点还有未完成的预 约请求，该站点就必须等待，把空的信元传递给下游 站点。工作方式：（P158） 请求计数器RC反计数器CD第八节局域网性能一、局域网性能分析1.重要参数：a=传播时间/传输时间链路的距离

d 传播速率

V帧长

L 数据速率

B∴a=

=

=数据链路长度/帧长度对LAN，0.01≤a≤0.1；对MAN，0.01≤a≤大于1164第八节局域网性能网络最大吞吐量S假定局域网的站点数N，其规范化的最大传播延迟为a，且每个站点总是准备好了要传输的一帧。①

令牌环C=一个循环的平均时间DF=传输一个数据帧的平均时间

TF=传输一个令牌的平均时间∴

S=165第八节局域网性能将帧的传输时间规范化为1，则a<1S=（推导见P161）a>1该公式同样适用于令牌总线。166第八节局域网性能②

CSMA/CD把媒体的时间安排成一系列的时槽，每个时槽的长度为2a。假定N个站点产生同样的负载，且在一个可用的时槽内每个站点限定自己以概率P进行传输。媒体上的时间由两个类型的间隔组成：传输间隔和竞争间隔。∴

S=传输间隔=1/2a时槽若假定A为一个时槽内正好有一个站点试图传输并因此获得媒体的概率，则竞争间隔=167第八节局域网性能∴

S=S与a的函数关系图

（P163图4.18）S与N的函数关系图

（P164图4.19）

S随着N增加的趋近值：1

a<1（令牌环）1/a

a>1（CSMA/CD）168第八节局域网性能3.延迟DN+a-1D=aNa<1（令牌环）a>1169第八节局域网性能170二、802.3、802.4、802.5的比较1.

802.3优点：运行广泛；协议简单，可靠性高；在轻负载时延迟为0……缺点：冲突检测难；带宽浪费；非确定；无优先级……2.

802.4优点：出色的吞吐量；不必检测冲突；能调节对媒体的访问；具 有确定性……缺点：协议复杂；存在时间开销；难用光纤实现……3.

802.5优点：工程较容易且完全数字化；传输媒体范围广泛；有优先级 控制；在重负载时吞吐量和效率极佳……缺点：有集中式监控站；存在时间开销。第九节 局域网网络操作系统网络操作系统NOS是计算机软件和网络协议的集合，用以实现对网络资源的管理和控制，是在网络环境下用户与网络资源之间的接口。根据网络资源