西南民族大学计算机网络综合PPT

第1章计算机网络概论

1.1.1

计算机网络的产生计算机网络的产生和演变过程经历了三个阶段：

具有远程通信功能的单机系统为第一阶段，这一阶段已具备了计算机网络的雏形(Desktop

Computing)；

具有远程通信功能的多机系统为第二阶段，这一阶段的计算机网络属于面向终端的计算机通信网(WorkgroupComputing)

；

以资源共享为目的的计算机-计算机网络为第三阶段，这一阶段的计算机网络才是今天意义上的计算机网络(NetworkComputing)

。

MP网络

返回本节第1章计算机网络概论

1．具有远程通信功能的单机系统

图1-1

具有远程通信功能的单机系统

返回本节第1章计算机网络概论

2．具有远程通信功能的多机系统

图1-2

具有远程通信功能的多机系统

返回本节第1章计算机网络概论3．具有统一体系结构、国际化标准协议的计算

机网络

图1-3

计算机-计算机网络

返回本节第1章计算机网络概论

4．MP网络新技术MP－media

protocol，1998年，美籍华人高汉中（MPI公司）

–

三网合一

MPnet

–

60/100Mbps对称上下行传送第1章计算机网络概论

1.1.2

计算机网络的发展

1969年美国国防部研究计划局（ARPA）主持研制的ARPAnet计算机网络投入运行，引发了世界各地计算机网络的迅速发展。

70年代中期出现局域网。

80年代局域网的到迅猛发展，并形成了相应的国际标准和网络参考模型。返回本节

组成中心计算机加若干个终端设备通信子网和宿主机

时间50年代初69年12月74年93年

名称半自动地面防空系统远程分组交换网TCP/IP参考模型“信息高速公路”

英文缩写SAGEARPANET

特点“终端-通信线路-终端”类型，形成计算机网络的雏形。采用“存储-转发方式”的分组交换网络。网络兴起的标志。事实上的国际标准。宽带网络技术第1章计算机网络概论

1.1.3

计算机网络对社会信息化发展的影响1．管理信息化2．企业生产自动化3．商贸电子化4．公众生活服务信息化5．军事指挥自动化6．网络协同工作7．教育现代化8．政府上网和电子政府9．网络安全

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1.1.4

计算机网络系统的发展趋势

1.

分布式计算模式方向发展

2.

提供综合服务方向发展

3.

开放性方向发展

4.

多媒体网络方向发展

5.

高效、安全的网络管理方向发展

6.

智能化网络方向发展

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1.1.5

我国计算机网络的发展我国加入Internet1994年4月1．我国公用网的初步建立2．大型国有企业、机关专用计算机网络的建立3．中小型企业、机关局域网的建立4．我国“三金”工程的建成5．政府上网工程（电子政务）第1章计算机网络概论中国Internet

概况CASNET

中国科技网CHINAGBN

中国经济网中科院系统的12

个分院和123个

研究所(95年)中国公用计算机互联网，即原国家教委94年12月组织清华、

北大等高校承建CERNET

中国教育网

CHINANET

中国电信

网

163、169UNINET

中国联通网

中国国家公用经济信息通信网（金桥网）中国联通公司

2000年返回本节第1章计算机网络概论

1.2

计算机网络的定义与组成1.

计算机网络的定义2.

计算机网络与分布式计算机系统3.

计算机网络系统的组成4.

计算机网络的功能

返回本章第1章计算机网络概论

1.2.1

计算机网络的定义

何为计算机网络(computer

network)？

多台自主计算机互联在一起，提供数据交换和资源共享的系统就是计算机网络。

自主计算机(autonomous

computer)：

一台具备部分资源；启动、关闭、运行不受其它计算机控制，同时它也不能强行启动、停止和控制另一台计算机的运行的计算机。互联(interconnected)：

如果两台计算机能够互相交换信息，则称为互联。

一台主控机和多台从属机的系统；以及一台带有远程终端和打印机的计算机系统，都不是网络。

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1.2.2

计算机网络与分布式计算机系统分布式系统(distributed

system)

多台计算机互联在一起，但它们的存在对用户是透明的，当用

户下达指令执行某个程序时，系统会自动搜索所有的输入文件，然

后选择合适的处理器进行处理，并将结果放到合适的地方，这样的

计算机系统就是分布式系统。

分布式系统计算机网络是建立在网络之上的软件系统，它与网

络的区别取决于软件（主要是操作系统），而不是硬件；

虽然分布式系统与计算机网络都要进行文件传送，但传送的发

起者是不同的，是人？还是系统？。

返回本节第1章计算机网络概论

1．从计算机内部分布处理结构到分布式处理网络分布处理是指分布的多个处理器或计算机分工协同地完成某一任务，其目的是为了充分发挥系统的整体特性。计算机簇（Cluster）式结构可以说是介于外围多机系统与计算机局域网络之间的一种分布处理系统，它一般不再具有外围多机系统那种以主机为中心、其他计算机为外围的主从关系，而更接近计算机局域网的结构。把大量独立自治的计算机互连起来的计算机网络系统，其分布处理能力与多机系统及Cluster簇结构系统相比，有一个重要的本质性变化和发展，这就是计算机网络节点地理上分布的广阔性带来的分布处理的社会性。

返回本节第1章计算机网络概论

2．从并行计算机系统到网络分布式计算机系统在传统的计算机局域网络平台上构建网络分布式计算机系统，要做的主要工作是在每一台联网计算机上扩充一个全局的分布式网络操作系统外壳，它的主要功能是

：（1）提供网络用户使用分布式计算机系统的接口，接收网络用户提交给分布式计算机系统的任务。（2）通过网络通信掌握全网各计算机CPU的忙闲情况及其他资源占用情况。（3）把用户任务划分为可并行的子任务，根据各计算机CPU的忙闲情况调度分配给网络中可用的计算机进行并行处理。（4）协调各计算机的运行结果，进行必要处理后返回给用户。

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1.2.3

计算机网络系统的组成硬件系统软件系统计算机网络系统数据处理设备

DTE

）节点信道网络操作系统网络通信软件网络协议和协议软件计算机、终端路由器……

数据通信设备

DCE

）

集线器、交换机、有线

电话线、双绞线、同轴电缆、光纤……无线

无线电、微波、红外线……实现资源共享，管理资源和用户等实现工作站间的通信通过协议程序实现网络协议功能

返回本节第1章计算机网络概论

概念解释一1．节点节点（Node）：可分为访问节点和转接节点两类。

2．线路在两个节点间承载信息流的信道称为线路（Line）。线路可以是采用电话线、电缆、光纤等有线信道，也可以是无线电信道。3．链路链路（Link）是指从发信点到收信点（即从信源到信宿）的一串节点和线路。链路通信是指端到端的通信。第1章计算机网络概论

概念解释二1.实体（Entities）是指能发送和接受信息的任何东西，包括计算机、终端、应用软件、通信进程等。2.协议（Protocol）通信双方必须遵循的规则.主要由语义（Semantics）、语法（Syntax）和时序（Timing）三部分组成，分别规定了通信双方准备“讲什么”、“如何讲”及正确通信的保证。第1章计算机网络概论

1.2.4计算机网络的功能

根据计算机网络的定义，我们可以明确它的主要功能在于：

1.进行数据传输

2.完成资源共享

3.实现分布式计算

数据传输是后两者的基础；没有后两者作为目标，则数据传输也就失去了意义。第1章计算机网络概论

1.3

计算机网络的分类常见计算机网络分类方法见下表

分类标准传播方式／传输技术规模、距离拓扑结构功能交换方式／交换技术传输带宽传输介质传输速率使用范围控制方式服务对象／网络环境工作机制／网络结构

类

型广播网、点一点网、非广播多路访问网局域网、广域网、城域网星型网、总线型网、环型网、树型网、全网状网、部分网状网、蜂窝状网（无线）资源子网、通信子网共享式网、交换式网(线路交换网、分组交换网、混合交换网、信元交换网)窄带网、宽带网、超宽带网有线网(同轴电缆网、双绞线网、光纤网)、无线网(微波网、卫星网)低速网、中速网、高速网或l0Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s、10000Mbit/s网公用网、专用网集中式网、分布式网部门网、企业网、校园网或工作组网、园区网、企业网和全局广域网以太网、令牌环网、FDDI网、ATM网第1章计算机网络概论

•按传播方式／传输技术分类1.

广播网：所有计算机共享一条通信信道，

任何一台机器发出的消息能被所有其他

机器接收到。2.

点—点网：一条通信线路连接两台设备，

直接的数据交换只能发生在直连的两台

机器间。WANINTERNET第1章计算机网络概论国际互联网是世界上最大的。

•按规模、距离分类局域网LAN（local

area

network）几公里地域内的专用网络，其特点是：覆盖范围小，传送速率快，通常采用广播式传送技术，一般使用总线型、星型、环型拓扑结构。

城域网MAN（metropolitan

area

network）

基本上是一种大型的LAN，通常使用与LAN相似的技术。MAN支持数据和声音，也可能涉及到有线电视网；MAN也有一个基于“分布式队列双总线DQDB（distributed

queue

dual

bus）”标准。广域网WAN（wide

area

network）

其覆盖范围最大，它由多个不同规模的LAN和MAN，通过通信网络

连接起来，可以跨越若干国家或洲。是处于同一建筑、同一校园或方圆第1章计算机网络概论树型TREE

•按拓扑结构分类星型STAR

总线型BUS

网状型

环型RING第1章计算机网络概论•按功能分类•资源子网

负责数据处理、向网络用户提供各种网络资源及网络服务。由主计算机、终端、通信控制设备、连网外设、各种软件资源等组成。•通信子网

负责数据转发。

①

两种类型的通信子网。

（A）点对点通信子网

（B）

广播式通信子网

②

通信子网的三种组织形式。

（A）结合型

（B）专用型

（C）公用型：

③

节点处理机。

（A）网络接口功能

（B）

存储/转发功能

（C）网络控制功能：

④

通信线路。第1章计算机网络概论•按主机在网络中的地位分类1.对等网络（peer

to

peer

network）每台计算机在网络中的地位相同，既可作为服务器（服务或资源提供者），又可作为工作站（服务或资源的接受者）。2.基于服务器的网络网络中有固定的计算机作为服务器为网络提供服务，其它计算机则作为客户机在服务器的支持下，完成数据的处理和程序执行。第1章计算机网络概论

1.4

计算机网络的服务（1）文件服务文件共享（锁定与保密）传送与迁移同步更新（2）打印服务（3）应用服务（4）数据库服务

（5）集中式与分布式网络服务

返回本节第1章

计算机网络概论THANK

YOU

VERY

MUCH

！

本章到此结束，

谢谢您的光临！返回本章首页结

束放映第2章

通信技术基础

第2章

数据通信基础2.12.22.32.42.52.62.7概述数据调制与编码多路复用技术异步与同步通信数据传输介质差错控制与校验信息交换技术返回主菜单第2章

通信技术基础2.1

概述2.1.1

数据通信的基本概念2.1.2

数据通信系统的主要质量指标返回本章首页第2章

通信技术基础2.1.1

数据通信的基本概念1．信息、数据和信号2．电信号传输的基本方式3．数据通信系统的模型第2章

通信技术基础1．信息、数据和信号(1)信息（Information）是客观事物属性和相互联系特性的表征，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。(2)数据（Data）一般可以理解为“信息的数字化形式”或“数字化的信息形式”。狭义的“数据”通常是指具有一定数字特性的信息，如统计数据、气象数据、测量数据及计算机中区别于程序的计算数据等。但在计算机网络系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。(3)信号（Signal）简单地讲就是携带信息的传输介质。在通信系统中我们常常使用的电信号、电磁信号、光信号、载波信号、脉冲信号、调制信号等术语就是指携带某种信息的具有不同形式或特性的传输介质。第2章

通信技术基础2．电信号传输的基本方式1.

在电信号的传输中可以用两种基本方式进行：(1)一种为模拟传输方式(2)一种为数字传输方式2.

模拟方式追求的是波形保持不变即保真，如电话通信中的语音传输。其特点是：（1）缺点：波形容易失真（干扰、衰减、……）；（2）优点：模拟信号频带较窄，只占用了线路的部分带宽，更多的频带可供频分复用。3.

数字通信方式传输的是电平编码。其特点是：（1）优点：各电平电位间电压差较大，易于保持性质不变。比模拟信号的抗干扰能力强；（2）缺点：数字脉冲的带宽很宽，对线路的要求严格，且占用了线路的全部带宽资源。两种信号在传输中有什么特点？为什第2章

通信技术基础数据通信的技术指标•

容量•

带宽•

传输率•

波特率码元S=B(log2N)•

误码率(差错率)•

吞吐量第2章

通信技术基础3．数据通信系统的模型上图为单向通信系统，从通信的双方信息交互的方式来看，可以有以下三种基本方式：（1）单向通信。又称单工通信，即只能有一个方向的通信，而没有反方向的交互。无线电广播或有线电广播以及电视广播就属于这种类型。（2）双向交替通信。又称半双工通信，即通信双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（或同时接收），这种通信方式是一方发送另一方接收。（3）双向同时通信。又称全双工通信，即通信双方可以同时发送和接收信息。（1）接口规范（2）同步（3）传输系统利用率（4）差错检测和校验（5）灾难恢复（6）寻址和路由（7）网络安全（8）网络管理返回本节第2章

通信技术基础

通信系统实例

上图是通信系统的一个实例，工作站通过公共电话网PSTN与一个服务

器进行通信。在此模型中，数据通信系统要完成的一系列关键任务为：第2章

通信技术基础2.1.2

数据通信系统的主要质量指标1．模拟通信系统的质量指标（1）有效性（2）可靠性2．数字通信系统的质量指标（1）传输速率（2）差错率返回本节第2章

通信技术基础2.2

数据调制与编码2.2.1

数字数据的数字信号编码2.2.2

数字数据的模拟信号编码2.2.3

模拟数据的数字信号编码返回本章首页第2章

通信技术基础2.2.1

数字数据的数字信号编码

数字通信系统的任务是传输数字信息，数字信息可能来自数据终端设备的原始数据信号，也可能来自模拟信号经数字化处理后的脉冲编码信号。传输数字信息的方法是按传输波形来分类的。1．基带方式2．4B/5B编码第2章

通信技术基础1．基带方式对于码型的选择，通常要考虑以下的因素：

对于传输频带低端受限的信道，线路传输码型的频谱中不应含有直流分量；

信号的抗噪声干扰能力强，产生误码时，在译码中产生的误码扩散或误码增值小；

便于从信号中提取位同步定时信息；

尽量减少基带信号频谱中高频分量，以节省传输频带，并减小串扰；

编译码的设备应尽量简单。第2章

通信技术基础克服不归零制编码缺点的一种编码方案是曼彻斯特（Man-chester）编码，它是一种自同步编码方式，包括数据信息和时钟信息。另一种曼彻斯特编码的变种叫做差分曼彻斯特编码，它的编码规则是：若码元为1，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平一样；但若码元为0，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相反。不论码元是１或０，在每个码元的正中间时刻，一定要有一次电平的转换。差分曼彻斯特编码需要较复杂的技术，但可以获得较好的抗干扰性能。2101100高H“1”高电平

“0”低电平

中间跳“0”上跳“1”下跳

中间总有跳变

“0”开头跳低

L高H低L高H

低L

（a）不归零制编码

（b）曼彻斯特编码（c）差分曼彻斯特编码第2章

通信技术基础

常用数字信号编码第2章

通信技术基础第2章

通信技术基础2．4B/5B编码

在光纤分布式数据接口（FDDI，Fiber

Distributed

Data

Inter-face）中采用了独特的4B/5B编码。这种编码的特点是将欲发送的数据流每４bit作为一个组，然后按照4B/5B编码规则将其转换成相应5bit码。5bit码共有32种组合，但只采用其中的24种，16种对应4bit码的16种，8种用作控制码，以表示帧的开始和结束、光纤线路的状态（静止、空闲、暂停）等。第2章

通信技术基础

2.2.2

数字数据的模拟信号编码

通过调制振幅、频率和相位等载波特性或者这

些特性的某种组合，来对数字数据进行编码。最基

本的数字数据→模拟信号调制方式有以下三种（如

图2-5所示）。（1）幅移键控方式（ASK，Amplitude-Shift（2）频移键控方式（FSK，Frequency-ShiftKeying）Keying）（3）相移键控方式（PSK，Phase-ShiftKeying）010101100基带信号第2章

通信技术基础

图2-5

对基带数字信号的几种调制方法幅移键控ASK频移键控FSK相移键控PSK

返回本节第2章

通信技术基础2.2.3

模拟数据的数字信号编码

脉冲编码调制（PCM，Pulse

Code

Modulation）是波形编码中最重要的一种方式，在光纤通信、数字微波通信、卫星通信等均获得了极为广泛的应用，现在的数字传输系统大多采用PCM体制。PCM过程主要由采样、量化与编码三个步骤组成。返回本节第2章

通信技术基础采样

即按一定的时间间隔(T)在模拟信号上截取一个振幅值(通常为反映某一瞬间模拟信号幅度的电压值)，得到离散信号x(nT)(n为整数)。T称采样周期，1/T称为采样频率。采样定理：采样频率不低于模拟信号最高频率的2倍，就可以将采样的脉冲信号无失真地恢复出原来的模拟信号。第2章

通信技术基础量化将采样得到的电平幅值按照一定的分级标准转换成相应的数值并取整的过程第2章

通信技术基础编码为了把采样得到的离散序列信号x(nT)存入计算机，必须将采样值量化成有限个幅度值的集合x(nT)，采样值用二进制数字表示的过程称为量化编码。量化位数

量化位数也称“量化精度”，是描述每个采样点样值的二进制位数。例如，16位量化位数表示每个采样值可以用216即65536个不同的量化值之一来表示。常用的量化位数为8位、12位、16位。右图是四位二进制码元量化编码例子。第2章

通信技术基础常用量化编码方案•脉冲编码调制（PCM，Pulse

Code

Modulation）•差分脉冲编码调制（DPCM，Differential

Pulse

Code

Modulation）即只传输模拟信号预测值和样本值的差值以此降低音频数据的编码率。•自适应差分编码调制(ADPCM)

是DPCM方法的进一步改进，通过调整量化步长，对不同频段设置不同的量化字长，使数据得到进一步的压缩。•增量调制（Delta

Modulation）第2章

通信技术基础2.3

多路复用技术2.3.1

频分多路复用2.3.2

时分多路复用返回本章首页第2章

通信技术基础

2.3.1

频分多路复用（一）

当介质的有效带宽超过被传输的信号带宽时，可以把多个信号调制在不同的载波频率上，从而在同一介质上实现同时传送多路信号，即将信道的可用频带（带宽）按频率分割多路信号的方法划分为若干互不交叠的频段，每路信号占据其中一个频段，从而形成许多个子信道（右图）；在可用频段频率子信道A子信道B子信道C子信道D

时间图2.24

FDM子信道......一条链路n

个频(信)道频分多路

复合器频分多路

分配器接收端用适当的滤波器将多路信号分开，分别进行解调和终端处理，这种技术称为频分多路复用（FDM，Frequency

Division

Multiplexing）。

终端1终端2

计算机终端3多路复用器多路复用器第2章

通信技术基础

2.3.1

频分多路复用（二）

FDM系统的原理示意图如下图所示，它假设有6个输入源，

分别输入6路信号到频分多路器FDM-MUX，多路器将每路信号

调制在不同的载波频率上（例如f1，f2，…，f6）。每路信

号以其载波频率为中心，占用一定的带宽，此带宽范围称作

一个通道，各通道之间通常用保护频带隔离，以保证各路信

号的频带间不发生重叠。返回本节通道（1）

通道（2）

通道（3）通道（4）通道（5）通道（6）MUXMUX源

1源

2源

3源4源

5源

6目标

1目标

2目标

3目标

4目标

5目标

6多路

复

用

器MUX源1源2源3源4源5源6多路

复

用

器MUX目标1目标2目标3目标4目标5目标61

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6第2章

通信技术基础

2.3.2

时分多路复用

TDM是将传输时间划分为许多个短的互不重叠的时隙，而将若干个

时隙组成时分复用帧，用每个时分复用帧中某一固定序号的时隙组成一

个子信道，每个子信道所占用的带宽相同，每个时分复用帧所占的时间

也是相同的。

对于TDM，时隙长度越短，则每个时分复用帧中所包含的时隙数TDM原理就越多，所容纳的用户数也就越多，其原理如图所示。

时分多路复用分为：

•同步时分多路复用•异步时分多路复用第2章

通信技术基础

同步时分多路复用(STDM)

同步时分复用采用固定时隙分配方式，将各时隙以固

定的方式分配给各路数字信号，即将这些时隙分配给固定

的用户终端，并且周期地重复分配每一帧；所有终端在每

一帧都顺序分配到一个时隙，即每帧中都有特定用户的时

隙片。

各信号源的传输定时是同步的。A1B1C1D1A2B2C2D2第一帧第二帧STDM子信道示意图

返回本节第2章

通信技术基础异步时分多路复用（ATDM）异步时分复用技术又被称为统计时分复用或智能时分复用(ITDM)

，它能动态地按需分配时隙，避免每帧中出现空闲时隙。ATDM就是只有某一路用户有数据要发送时才把时隙分配给它。当用户暂停发送数据时不给它分配线路资源（时隙）。线路的空闲时隙可用于其它用户的数据传输。所以每个用户的传输速率可以高于平均速率（即通过多占时隙），最高可达到线路总的传输能力（即占用所有时隙）。

如线路总的传输能力为9600b/s，4个用户公用此线路，在STDM方式时，则每个用户的最高速率2400b/s，而在ITDM方式时，每个用户的最高速率可达9600b/s。第2章

通信技术基础2.4

数字传输基础（一）2.4.1并行传输与串行传输1.并行传输：一个数据代码由若干位组成，在数据设备内进行近距离传输（1米或数米之内）时，为了获得高的数据传输速率，使每个代码的传输时延尽量少，常采用并行传输方式，即数据的每一位各占一条信号线，并行传输。两数据设备之间一次传输多位并行数据，每条连线对应一条信道，用于传输代码的对应位，多条信道组成了多位并行信号。根据实际需要并行信道的宽度不是一成不变的，如计算机内的数据总线就是并行传输的一个例子，有8位、16位、32位和64位等数据总线。第2章

通信技术基础2.

串行传输

串行传输指的是：代码的若干位顺序接位串行排列成数据流，在一条信道上传输。数据源向数据宿发出了0、1组成的串行数据。由于代码采取了串行传输方式，其传输速度与并行传输相比要低得多。但由于在信号的连接上节省了信道，利于远程传输，所以广泛用于远程数据传输中，通信网和计算机网络中的数据传输都是以串行方式进行的。2.4

数字传输基础（二）第2章

通信技术基础

通常情况下，并行通信用于距离较近的情况，串行通

信用于距离较远的情况。

在并行数据传输中，至少有8个数据位同时从一个设备

传送到另一个设备，发送设备将8个数据位通过8条数据线

传送给接收设备。接收设备在收到这些数据后，不需经过

任何改变就可以直接使用。计算机内部的总线数据传送通

常都是以并行方式进行传输的。

在串行数据传输中，每次由源地传到目的地的数据只

有一位，与同时传输好几位数据的并行传输相比，串行数

据传输的传输速度要比并行传输慢，但在实际应用中往往

选择串行数据传输，这是因为实现串行数据传输的硬件具有经济性和实用性。返回本节第2章

通信技术基础2.4.2

数据传输的同步

无论是并行传输还是串行传输，数据发送方发出数据后，接收方如何在合适的时刻正确地接收数据，即在发送方连续不断地送来的数据中正确地区分出每一个代码以正确完成传输任务是一个必须解决的问题。

在并行传输中，由于其距离近，可以增加一根控制线（又称握手信号线），由数据发送方控制此信号线，通过电平（或边沿）变化来通知接收方数据是否有效，这就计算机中的写控制。当然收发双方的握手办法很多，通常有：写控制、读控制、发送端数据准备好、接收端空。第2章

通信技术基础2.4.3

解决同步问题为了正确识别和恢复代码，必须解决以下问题：

（1）正确区分和识别每个比特（即每位）。

（2）区分出每个代码（如一个ASCII码字符），即区分出每个代码的起始和结束位。（3）区分出完整的报文数据块（数据帧）的开始和结束位。以上三个问题对应着三个概念：位同步、字符同步和帧同步。第2章

通信技术基础2.4.4

解决问题的办法（1）同步传输方式（2）异步传输方式这两种方式的区别在于：发送和接收设备的时钟是异步的，还是同步的。下面就异步传输和同步传输分别加以说明。1字节字符空白字符

帧起始同步字符...帧终止

字符空白字符第2章

通信技术基础

2.5

异步与同步通信

同步就是接收端按发送端发送的每个码元的起止时间及

重复频率来接收数据，并且要校准自己的时钟以便与发送端

的发送取得一致，实现同步接收。

数据传输的同步方式一般分为位同步、字符同步，字符

同步通常是识别每一个字符或一帧数据的开始和结束；位同

步则识别每一位的开始和结束。

传送的1帧数据帧内容

返回本章首页第2章

通信技术基础

在异步通信中，发送端可以在任意时刻发送字符，字

符之间的间隔时间可以任意变化。该方法是将字符看作一个

独立的传送单元，在每个字符的前后各加入1～3位信息作为

字符的开始和结束标志位，以便在每一个字符开始时接收端

和发送端同步一次，从而在一串比特流中可以把每个字符识

别出来。101100101

位起始位结束位8位数据第2章

通信技术基础2.6

数据传输介质2.6.1

双绞线2.6.2

同轴电缆2.6.3

光纤2.6.4

无线电短波通信2.6.5

地面微波接力通信2.6.7

卫星通信2.6.8VSAT卫星通信2.6.6

红外线和激光返回本章首页第2章

通信技术基础2.6.1

双绞线

下表是UTP电缆的常见类型，10BaseT局域网中主要使用3类和5类线，它们的有效传输距离一般在100m左右。另外还有超5类双绞线电缆，通过对其“信道”性能测试结果表明，与普通5类双绞线电缆比较，它的近端串扰、衰减和结构回波等主要性能指标都有很大提高。第2章

通信技术基础

双绞线的制作分为工作站至工作站和工作站至集线器两

种：工作站至集线器的双绞线，其8芯线一一对应；工作站

至工作站的双绞线，按照图所示的连线制作。

下面是

PC

机不经过

HUB

直接通过网线相连的参考图双绞电缆返回本节第2章

通信技术基础2.6.2

同轴电缆

典型的同轴电缆（Coaxial

Cable）由一根内导体铜质芯线外加绝缘层、密集网状编织导电金属屏蔽层以及外包装保护塑橡材料组成，其结构如图2-11所示。第2章

通信技术基础

同轴电缆可以用于长距离的电话网络，有线电视信号的传输通道以及计算机局域网络。50Ω的同轴电缆可用于数字信号发送，称为基带；75Ω的同轴电缆可用于频分多路转换的模拟信号发送，称为宽带。在抗干扰性方面，对于较高的频率，同轴电缆优于双绞线。有5种不同的同轴电缆可用于计算机网络，如图所示。第2章

通信技术基础

下表在网络工程施工中常常用到的一些IEEE802.3

10BaseX系列网络拓扑参数。返回本节第2章

通信技术基础2.6.3光纤

它是采用超纯的熔凝石英玻璃拉成的芯线。一般的做法

是在给定的频率下以光的出现和消失分别代表两个二进制数

字，就像在电路中以通电和不通电表示二进制数一样。光纤

通信就是通过光导纤维传递光脉冲进行通信的。光纤通信使用的光源

在使用光导纤维的通信系统中采用两种不同的光源：

发光二极管（LED）和注入式激光二极管（ILD）

发光二极管价格便宜，多模光纤采用这种光源。

注入式激光二极管产生的激光定向性好，用于单模光纤，价格昂贵很多。第2章

通信技术基础光导纤维的结构

每根光纤只能单向传送信号，因此光缆中至少包括两条独立的导芯，一条发送，另一条接收。一根光缆可以包括二至数百根光纤，并用加强芯和填充物来提高机械强度。光导纤维可以分为多模和单模两种。

只要到达光纤表面的光线入射角大于临界角，便产生全反射，因此在给定的工作波长上,可以由多条入射角度不同的光线同时在一条光纤中传播，这种光纤称为多模光纤(MMFMulti

Mode

Fibre)

。

多模光纤的纤芯直径一般为50至200µm，而包层直径的变化范围为125到230µm，计算机网络用纤芯直径为62.5µm，包层为125µm，也就是通常所说的62.5µm。与单模光纤相比，多模光纤的传输性能要差.第2章

通信技术基础

如果光纤导芯的直径小到只有一个光的波长，光纤就

成了一种波导管，光线则不必经过多次反射式的传播，而是

一直向前传播，这种光纤称为单模光纤（SMF

Single

Mode

Fibre）

。

单模光纤的纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能

以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。光信号可以沿

着光纤的轴向传播，因此损耗很小，离散也很小，传播的距

离较远。单模光纤规范建议芯径为8-10µm

,

包括包层直径

为125µm。多模光纤单模光纤衰减(dB/km)0

1103001000100

频率(MHz)第2章

通信技术基础

多模光纤和5类双绞线的衰减与频率关系如图所示，当

传输频率超过100MHz时，5类双绞线随着频率的增加衰减愈

来愈大；而光纤在300MHz以内，衰减基本不变。

0

62.5/125μm渐变增强型多模光纤

5

10

1520355类UTP

双绞电缆2530图2.58

光纤与电缆频率－衰减关系图

光纤与电缆频率与衰减关系图第2章

通信技术基础

光缆的结构大致可分为缆芯（Cable

Core）和保护层（Sheath）两大部分，下图为四芯光缆剖面的示意图。四芯光缆剖面示意图返回本节第2章

通信技术基础2.6.4无线电短波通信

在一些电缆光纤难于通过或施工困难的场合，例如，高山、湖泊或岛屿等，即使在城市中挖开马路敷设电缆有时也很不划算，特别是通信距离很远，对通信安全性要求不高，敷设电缆或光纤既昂贵又费时，若利用无线电波等无线传输介质在自由空间传播，就会有较大的机动灵活性，可以轻松实现多种通信，抗自然灾害能力和可靠性也较高。

返回本节第2章

通信技术基础2.6.5地面微波接力通信

无线电数字微波通信系统在长途大容量的数据通信中占有及其重要的地位，其频率范围为300MHz～300GHz。微波通信主要有两种方式：地面微波接力通信和卫星通信。

微波在空间主要是直线传播，并且能穿透电离层进入宇宙空间，它不像短波那样经电离层反射传播到地面上其他很远的地方，由于地球表面是个曲面，因此其传播距离受到限制且与天线的高度有关，一般只有50km左右，长途通信时必须建立多个中继站，中继站把前一站发来的信号经过放大后再发往下一站，类似于“接力”，如果中继站采用100m高的天线塔，则接力距离可增大到100

km。

返回本节第2章

通信技术基础2.6.6

卫星通信卫星通信就是利用位于3万6千公里高空的人造地球同步卫星作为太空无人值守的微波中继站的一种特殊形式的微波接力通信。卫星通信可以克服地面微波通信的距离限制，其最大特点就是通信距离远，且通信费用与通信距离无关。卫星通信的优点是:卫星通信的频带比微波接力通信更宽，通信容量更大，信号所受到的干扰也较小，误码率也较小，通信比较稳定可靠。卫星通信的缺点是：传播时延较长。返回本节第2章

通信技术基础2.6.7

VSAT卫星通信

VSAT（Very

Small

Aperture

Terminal，甚小口径地球终端）是20世纪80年代末发展起来并于90年代得到广泛应用的新一代数字卫星通信系统。VSAT网通常由一个卫星转发器、一个大型主站和大量的VSAT小站组成，能单双向传输数据、语音、图像、视频等多媒体综合业务。VSAT具有很多优点，如：设备简单、体积小、耗电少、组网灵活、安装维护简便、通信效率高等，尤其适用于大量分散的业务量较小的用户共享主站，所以许多部门和企业多使用VSAT网来建设内部专用网。第2章

通信技术基础VSAT网络组成返回本节第2章

通信技术基础2.6.8

红外线和激光

红外线通信和激光通信就是把要传输的信号分别转换成红外光信号和激光信号直接在自由空间沿直线进行传播，它比微波通信具有更强的方向性，难以窃听、插入数据和进行干扰，但红外线和激光对雨雾等环境干扰特别敏感。返回本节第2章

通信技术基础2.7

差错控制与校验2.7.1

基本概念2.7.2

常用的差错控制编码返回本章首页第2章

通信技术基础2.7.1

基本概念

差错控制编码就是对网络中传输的数字信号进行抗干扰编码，目的是为了提高数字通信系统的容错性和可靠性，它在发送端被传输的信息码元序列中，以一定的编码规则附加一些校验码元，接收端利用该规则进行相应的译码，译码的结果有可能发现差错或纠正差错。

在差错控制码中，检错码是指能自动发现出现差错的编码，纠错码是指不仅能发现差错而且能够自动纠正差错的编码。当然，检错和纠错能力是用信息量的冗余和降低系统的效率为代价来换取的。返回本节第2章

通信技术基础2.7.2

常用的差错控制编码1．奇偶校验码

奇偶校验码是一种最简单也是最基本的检错码，一维奇偶校验码的编码规则是把信息码元先分组，在每组最后加一位校验码元，使该码中1的数目为奇数或偶数，奇数时称为奇校验码，偶数时称为偶校验码。2．循环冗余码

循环冗余码（CRC，Cyclic

Redundancy

Code）校验（Check）是目前在计算机网络通信及存储器中应用最广泛的一种校验编码方法，它所约定的校验规则是：让校验码能为某一约定代码所除尽；如果除得尽，表明代码正确；如果除不尽，余数将指明出错位所在位置。第2章

通信技术基础

奇偶校验

•

纵向奇偶校验

M=10101101

=>

T=M+SUM=101011010•

横向奇偶校验101001011•混合型奇偶校验100010100011010101101100110010011011011010101110110010010110011110110010110100101第2章

通信技术基础

CRC编码

要传送的码元：

M=10010110Nfsc=Np-1=4校验多项式为：x4+x2+1

=>

P=10101传送序列为：T=M+FSC

FSC=?

10110001

10101|

100101100000

101011111110101

10100

10101

10000FSC=0101T=M+FSC=100101100101

10101

101接收方用接收到的T除以P,若余数为“0”，则正确，去掉第2章

通信技术基础2.8

信息交换技术2.8.1

线路交换2.8.2

报文交换2.8.3

分组交换2.8.4

三种数据交换技术的比较2.8.5

其他数据交换技术返回本章首页第2章

通信技术基础

2.8.1

线路交换使用线路（电路）交换（CircuitSwitching）方式，就是通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的通信线路。最普通的线路交换例子是电话系统。

线路交换方式的通信包括三种状态：

（1）线路建立

（2）数据传送

（3）线路拆除

返回本节第2章

通信技术基础2.8.2

报文交换报文交换比线路交换有以下优点：（1）线路效率较高，因为许多报文可以分时共享一条节点到节点的通道。（2）不需要同时使用发送器和接收器来传输数据，网络可以在接收器可用之前，暂时存储这个报文。（3）在线路交换网上，当通信量变得很大时，就不能接受某些呼叫。

（4）报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地。（5）根据报文的长短或其他特征能够建立报文的优先权，使得一些短的、重要的报文优先传递。

（6）报文交换网可以进行速度和代码的转换。返回本节第2章

通信技术基础2.8.3

分组交换

分组交换（Packet

Switching）试图兼有报文交换和线路交换的优点，而使两者的缺点最少。分组交换与报文交换的工作方式基本相同，形式上的主要差别在于，分组交换网中要限制所传输的数据单位的长度。如何管理这些分组流呢?目前有两种方法：数据报和虚电路。

在数据报中，每个数据包被独立地处理，就像在报文交换中每个报文被独立地处理那样，每个节点根据一个路由选择算法，为每个数据包选择一条路径，使它们的目的地相同。第2章

通信技术基础

在虚电路中，数据在传送以前，发送和接收双方在网络中建立起一条逻辑上的连接，但它并不是像电路交换中那样有一条专用的物理通路，该路径上各个节点都有缓冲装置，服从于这条逻辑线路的安排，也就是按照逻辑连接的方向和接收的次序进行输出排队和转发，这样每个节点就不需要为每个数据包作路径选择判断，就好像收发双方有一条专用信道一样。返回本节第2章

通信技术基础2.8.4

三种数据交换技术的比较三种数据交换技术总结如下：（1）报文交换、分组交换利用了存储转发机制

（2）线路交换：在数据传送之前需建立一条物理通路，在线路被释放之前，该通路（链路-link）将一直被一对用户完全占有。（3）报文交换：报文从发送方传送到接收方采用存储转发的方式。独占线路（line）

（4）分组交换：此方式与报文交换类似，但报文被分成组传送，并规定了分组的最大长度，到达目的地后需重新将分组组装成报文。呼叫阶段数据传送报文报文报文报文P2P3P4P1P2P3P1P2P4P3P4时间ABCDABCDABCD图1.5

三种交换方式的比较（a）线路（电路）交换（b）报文交换（c）分组交换第2章

通信技术基础

图2-16

三种交换方式的比较

呼叫请求

P1返回本节第2章

通信技术基础2.8.5

其他数据交换技术（1）利用数字语音插空技术（DSI，Digital

SpeechInterpolation）能提高线路交换的传输能力。

（2）帧中继（Frame

Relay）是对目前广泛使用的X.25分组交换通信协议的简化和改进。

（3）异步传输模式（ATM，Asynchronous

TransferMode）是线路交换与分组交换技术的结合，能最大限度地发挥线路交换与分组交换技术的优点，具有从实时的语音信号到高清晰度电视图像等各种高速综合业务的传输能力。返回本节第2章

通信技术基础线路交换物理交换存储转发信息交换技术报文交换分组交换数据报虚电路永久虚电路交换虚电路一对用户独占link•不同用户分时共享line•Link为逻辑链路多路复用技术时分多路复用波分多路复用码分多路复用异步时分多路复用（智能时分多路复用）第2章

通信技术基础

频分多路复用

同步时分多路复用第2章

通信技术基础

•多路复用：将信道(介质)划分为子信道，提高介质

的利用率。

•信息交换：将信道分配给用户对，提高信道的利用

率。

•两种技术可以同时搭配使用。分频器

ADSLmoden电话机

HUB(Switch)(Router)Host1Host2电话线频带传输基带传输第3章计算机网络体系结构

第3章

计算机网络体系结构

3.1

网络体系结构概述

3.2OSI/RM中的重要概念

3.3

物理层

3.4

数据链路层

3.5

网络层

3.6

传输层

3.7

会话层

3.8

表示层

3.9

应用层

返回主菜单第3章计算机网络体系结构

3.1

网络体系结构概述

计算机网络的体系结构：是在计算机网络功能分层结构的基础之上的关于层间接口规范和同层不同实体间协议的集合。

注意:

1、定义了网络及其部件通过协议应完成的功能（分层）；

2、不定义协议的实现细节

3、不定义各层协议之间的接口关系。

分层可以明确各层功能易于协议的设计、分析、实现和测试，使层间接口清晰、简单。

返回本章首页第3章计算机网络体系结构

计算机网络功能的分层

计算机网络中提供的功能是分成层次的。

简单地说，计算机网络的基本功能就是是为地理位置不同的计算机用户之间提供访问通路。为此，它必须提供下述八功能：

–

1.

连接源结点和目的结点的物理传输线路，可以经过中间结点；

–

2.

每条线路两端的结点利用波形进行二进制通信；

–

3.

无差错的信息传送

–

4.

多个用户共享一条物理线路

–

5.

按照地址信息，进行路由选择

–

6.

信息缓冲和流量控制

–

7.

会话控制

–

8.

满足各种用户的访问要求

以上功能的显著特点在于：

1.

上述功能必须同时满足一对用户；

2.

用户之间的通信功能是相互的；

3.

这些功能分散在各个网络设备和用户设备中。第3章计算机网络体系结构

OSI/RM七层协议模型

1977年3月，国际标准化组织ISO的技术委员会TC97成立了SC16专委会，于1983年提出开放系统互连参考模型，即著名的ISO

7498国际标准（我国相应的国家标准是GB

9387），记为OSI/RM。基本术语与分层结构

接口：定义了下层向上层提供的原语操作和服务。

协议：计算机网络同等层次中，通信双方(通信对应实体)进行信息交换时必须遵守的规则。

服务：层间交换信息时必须遵守的规则。

服务和协议的关系：服务纵向概念，协议是横向概念。第3章计算机网络体系结构

计算机网络的体系结构第3章计算机网络体系结构

OSI/RM各层功能描述第3章计算机网络体系结构

3.2

OSI/RM中的重要概念

3.2.1

协议和服务的区别及相互关系

3.2.2

数据单元

3.2.4

服务原语返回本章首页第3章计算机网络体系结构开放系统A（N）层服务用户提供服务（N＋1）实体

交换服务原

语（N）实体提供服务（N＋1）实体

交换服务原

语（N）实体开放系统B提供（N）层服务

（N）层协议提供（N-1）层服务通过（N-1）层连接进行通信

（N）层服务提供者层间接口层间接口（N＋1）层（N）层（N-1）层图3.1

协议与服务的概念返回本节3.2.1

协议和服务的区别及相互关系第3章计算机网络体系结构

3.2.3

数据单元协议数据单元PDU（Protocol

Data

UnIt）

•第N层实体通过网络传送给它的对等实体的信息单元；

•PDU由上层的服务数据单元SDU或其分段和协议控制信

息PCI（Protocol

Control

InformatIon)组成；接口数据单元IDU（Interface

Data

UnIt）

•IDU是通过SAP进行传送的层间信息单元；•IDU由上层的服务数据单元SDU（ServIceData

UnIt）和接口控制信息ICI（Interface

Control

InformatIon）组成；

返回本节第3章计算机网络体系结构（N）PCI（N）SDU（N）PDU（N-1）ICI（N-1）SDU（N-1）ICI（N-1）PCI（N）层

（N-1）IDU（N-1）层

（N-1）PDU

图3.2

协议数据单元PDU、接口数据单元IDU和服务数据单元SDU图3-2

协议数据单元PDU、接口数据单元IDU和服务数据单元SDU

返回本节第3章

计算机网络体系结构

3.2.4

服务原语

服务原语（ServIce

PrImItIve）是指服务用户与服务提供者之间进行交互时所要交换的一些必要信息。OSI/RM规定了四种服务原语类型，如表3-2所示。第3章计算机网络体系结构

从使用服务原语的角度考虑，可将服务分为需要证实(基于连接)的服务和不需要证实(基于无连接）的服务两大类，前者每次服务要使用全部四种服务原语，而后者只使用两种服务原语，如图所示系统A用户A

RequestRequest需要证实

的服务服务层系统B

用户BIndicationResponseIndicationConfirm

时

间图3.3

服务原语关系图

不需要证实

的服务1.

基于连接的服务当使用服务传送数据时，首先建立连接，然后使用该连接传送数据。使用完特点：顺序性好。后，关闭连接。2.无连接服务直接使用服务传送数据，每个包独立进行路由选择。特点：顺序性差。

返回本节第3章计算机网络体系结构

3.3

物理层3.3.1

物理层概念3.3.2

典型的物理层标准接口

DCE数据电路端接设备信号线与控制线

DCE数据电路端接设备信号线与控制线

DTE

数据终端

设备用户环境

DTE数据终端

设备

用户环境

用户设施串行比特传输

通信环境

通信设施用户设施DCEDTE通过DCE与DTE通过

图2.49

与通信传输线路相连

路相连

返回本章首页第3章计算机网络体系结构

3.3.1

物理层概念物理层的定义

ISO/OSI

关于物理层的定义：物理层提供机械的、电气的、功能的和规

程的特性，目的是启动、维护和关闭数据链路实体之间进行比特传输的物理连

接。这种连接可能通过中继系统，在中继系统内的传输也是在物理层的。物理层的功能

在两个网络设备之间提供透明的比特流传输。研究内容

物理设备的机械性能、电气性能；物理连接的建立，撤消；正常数据

的传输；以及维护管理。物理层的四个重要特性

-机械特性

(mechanical

characteristics)

-电气特性

(electrical

characteristics)

-功能特性

(functional

characteristics)

-规程特性

(procedural

characteristics)

返回本节第3章计算机网络体系结构

常见物理层传输介质接口第3章计算机网络体系结构返回本节

3.3.2

典型的物理层标准接口

EIARS-232-D/V.28接口标准

RS-232-D由美国电子工业协会EIA提出，用于DTE/DCE

之间的接口，与CCITT

V.28兼容。(1)机械特性

EIA-232-D遵循ISO

2110关于插头座的标准，使用25根引脚的DB-25插头座，它的两个固定螺丝中心之间的距离为47.040.17

mm，其他方面的尺寸也都有详细的规定，DTE上安装带插针的公共接头连接器，DCE上安装带插孔的母接头连接器，其引脚编号如图所示，引脚分为上、下两排，分别有13根和12根引脚，当引脚指向人的方向时，从左到右其编号分别为1～13和14～25。101112131

142

153

164

175

186

197

208

219

22232425图2.50

EIA-232-D

25根引脚编号图第3章计算机网络体系结构

DTE计算机

或

终端

DCE

调制解调器①②③④⑤⑥⑦⑧

20

22保护地(Protective

Ground)

发送(TXD)

接收(RXD)

请求发送(RTS)允许发送(CTS)

DCE就绪(DSR)信号地(Signal

Ground)载波检测(DCD)

DTE就绪(DTR)

振铃指示(RI)RS-232-D/V.28图2.51

EIA-232-D/V.24的主要

的主要信号线定义返回本小节（2）功能特性：规定了什么电路应当连接到25根引脚中的哪一根以及该引脚信号线的作用。这是常见的9针COM1串行鼠标接口，其余的引脚空着不用。在某些情况下，可以只用图中的9根引脚（振铃指示RI信号线不用）。第3章计算机网络体系结构

（3）电气特性：EIA

RS-232-D与CCITT的V.28建议书一致，

采用负逻辑，此时逻辑0相当于对信号地线有+5V～+15V的

电压，而逻辑1相当于对信号地线有-5V～-15V的电压。逻

辑“0”相当于数据“0”（空号）或控制线的“接通”状

态；逻辑“1”相当于数据“1”（传号）或控制线的“断

开”状态。（4）规程特性：

EIA

RS-232-D的规程特性也与CCITT的V.28建议书一致，可用下例简单说明。

假设有一台计算机DTE通过调制解调器DCE及电话线路与远端的终端DTE建立呼叫并进行半双工通信，待数据传送完毕以后，释放呼叫。

返回本小节第3章计算机网络体系结构

3.4

数据链路层

3.4.1

数据链路层的基本概念

3.4.2

高级数据链路控制HDLC

3.4.3

常见链路层协议

3.4.4

连接服务

3.4.5

差错控制

3.4.6

流量控制返回本章首页第3章计算机网络体系结构

3.4.1

数据链路层的基本概念(一)

数据链路层的主要作用是：通过一些数据链路层协议和链路控制规程，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。

“线路（LIne）”、“链路（LInk）”和“数据链路”是不同的概念。线路中间没有任何交换节点（Node），而链路是一条无源的端到端的物理线路段，在进行数据通信时，两台计算机之间的通信链路往往是由许多线路串接而成。

把实现控制数据传输的一些规程的硬件和软件加到链路上就构成了像数据管道一样的数据链路。

有时往往将链路称为物理链路，而将数据链路称为逻辑链路，即物理链路加上必要的通信规程就是数据链路。

返回本节第3章计算机网络体系结构

数据链路层的基本概念(二)端到端（end

to

end）与点到点（point

to

point）

从源结点（source

node）到目的结点（destination

node）的通信称

为端到端通信，通信路径（path）可能由多个链路组成。

在相邻结点间的一条链路上的通信称为点到点通信。虚拟数据通路，实际数据通路第3章计算机网络体系结构

数据链路层的基本概念(三)数据链路控制规程

为使数据能迅速、正确、有效地从发送点到达接收点所采用的控

制方式。数据链路层协议应提供的最基本功能

1.

数据在数据链路上的正常传输（建立、维护和释放）

2.

定界与同步，也处理透明性问题

3.

差错控制

4.

顺序控制

5.

流量控制为网络层提供三种合理的服务

1.

无确认无连接服务，适用于

•

误码率很低的线路，错误恢复留给高层；

•

实时业务

•

大部分局域网

2.

有确认无连接服务，适用于不可靠的信道，如无线网。

3.

有确认有连接服务第3章

计算机网络体系结构

3.4.2

高级数据链路控制HDLC

1976年，ISO提出HDLC（High-level

Data

Link

Control）

HDLC的适用范围

–

计算机

——

计算机

–

计算机

——

终端–

终端——

终端返回本节第3章

计算机网络体系结构数据站（简称站

station），由计算机和终端组成，负责发送和接收帧。HDLC涉及三种类型的站：

1.

主站（primary

station）：主要功能是发送命令（包括数据），接收响应，

负责整个链路的控制（如系统的初始、流控、差错恢复等）；

2.

次站（secondary

station）：主要功能是接收命令，发送响应，配合主站

完成链路的控制；

3.

组合站（combined

station）：同时具有主、次站功能，既发送又接收命

令和响应，并负责整个链路的控制。HDLC适用的链路构型

非平衡型••点

—

点式：多点式：适合把智能和半智能的终端连接到计算机。

返回本小节第3章计算机网络体系结构

平衡型

•

主站

—

次站式：

•

组合式：

适合于计算机和计算机之间的连接HDLC的基本操作模式

正规响应模式

NRM（Normal

Response

Mode）

适用于点

—

点式和多点式两种非平衡构型。只有当主站向次站发

出探询后，次站才能获得传输帧的许可。

异步响应模式

ARM（Asynchronous

Response

Mode）

适用于点

—

点式非平衡构型和主站

—

次站式平衡构型。次站可以

随时传输帧，不必等待主站的探询。

异步平衡模式

ABM（Asynchronous

Balanced

Mode）

适用于通信双方都是组合站的平衡构型，也采用异步响应，双方具

有同等能力。

返回本节第3章计算机网络体系结构

HDLC数据帧结构

信息字段的头尾各加上24bit的控制信息，就构成了一个完整的

HDLC数据帧。其结构如图所示。

定界符：每一帧开始和结束的标志。

“0比特插入和删除技术”

——为避免在其他字段中出现与该标志相同的位

串而造成误控，采用的规则。即：发送方在发送信息的A、c、I和FCS字段

时，如果连续出现了5个“1”，就立即插入一个“0”，使之不会连续出现6个

“1”。接收方在接收时，随时检查5个连续“1”之后的比特，如果为“0”，则

删除，如果为“1”，再检查下一个比特，若该位是“0”，表示是标志序列，

意味着该帧的开始或结束：是“1”，则表示有错，就拒绝接收该帧。

–

“0比特插入和删除技术”

可以实现链路层的透明传输。

–

“0比特插入和删除”操作由发送和接收方的硬件自动完成。返回本节第3章计算机网络体系结构

地址域（Address）

–多终端线路，用来区分终端；

–点到点线路，有时用来区分命令和响应。

•若帧中的地址是接收该帧的站的地址，则该帧是命令帧；

•若帧中的地址是发送该帧的站的地址，则该帧是响应帧。

控制域（Control）

–基本长度是8bIt，可扩充到16bIt。可用来表示帧类型、帧编号、

命令和控制信息等。

–可以表示3种类型的帧，即信息帧I

（InformatIon）

、监控帧S

（SupervIsory）和无编号帧U

（Unnumbered）

。

信息帧：用于传送数据。

监控帧：控制链路，对其状态

作出反应，长48bIts。

无编号帧：提供附加的链路控

制功能（含命令及控制信

息），优先传送。

返回本节第3章计算机网络体系结构

数据域（Data）

•

任意信息，任意长度（上层协议SDU有上限）

校验和（Checksum）

•

CRC校验

•

生成多项式：CRC-CCITT

类型（Type