数据通信与计算机网络课件

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電腦網絡概述1.1什麼是電腦網絡1.2電腦網絡的發展1.3電腦網絡的功能和應用1.4開放系統互連的層次模型1.5電腦網絡的分類21.1什麼是電腦網絡

1.1什麼是電腦網絡1．定義：電腦網絡是指由各自具有自主功能而又通過各種通信手段相互連接起來以便進行資訊交換、資源共用或協同工作的電腦組成的複合系統。2．構成：由通信子網和資源子網構成，如圖所示：341.1什麼是電腦網絡

通信子網一般由節點機和傳輸線路等組成，它負責將資訊在網路中正確傳到目的地。資源子網一般由主機系統、終端、連網外設、各種軟體資源和數據資源等組成。它負責全網的數據處理和向網路用戶提供網路資源及網路服務等。將網路劃分為資源子網和通信子網，可使這兩部分單獨規劃與管理，使整個網路的設計與運行簡化。51.2電腦網絡的發展

一．面向終端的電腦網絡（第一代）它實際上是以單個電腦為中心的遠程連機系統。1．初級模型：6Modem：數據機（用於將模擬信號與數字信號相互轉換）

71.2電腦網絡的發展其中調製：數模解調：模數缺點：①主機負擔較重，既要進行數據

處理，又要通信。

②線路利用率底。891.2電腦網絡的發展FEP：專門用於處理終端的通信資訊和控制通信線路，並能對用戶的作業進行某些預處理操作從而減輕主機的負擔。集中器：它可以利用一些終端的空閒時間來傳送其他處於工作狀態的終端的數據，提高了遠程線路的利用率，降低了通信費用。101.2電腦網絡的發展二、電腦━━電腦網絡（第二代）它是多臺主電腦通過通信線路互連起來而為用戶提供服務．典型代表是ARPA網．網中各主機之間不是通過直接的通信線路，而是通過節點機轉接後相互連接的，如圖所示：11121.2電腦網絡的發展主機與主機之間的數據傳送採用存儲轉發的方式。其好處在於通信線路不為某對通信所獨佔，因而大大提高了通信線路的有效利用率。存儲轉發的資訊基本單位稱為分組；這種以存儲轉發方式傳輸分組的通信子網稱為分組交換網。兩臺電腦通信時對傳送資訊內容的理解、資訊表示形式以及各種情況下的應答信號都必須遵循一個共同的約定，稱為協議。如何分層以及各層中具體採用的協議的總和，稱為網路的體系結構。其具體實現是通過特定的硬體和軟體來完成的。131.2電腦網絡的發展第一代與第二代網路的主要區別是：前者以被各終端共用的單臺電腦為中心；而後者則以通信子網為中心，用戶共用的資源子網則在通信子網的週邊。第二代網路的主要缺點：沒有統一的網路體系結構，從而造成不同的第二代電腦網絡互連困難。三、開放式標準化的網路ISO於1983年頒佈了一個OSI/RM

國際標準化組織開放系統互連/參考模型開放系統指的是任何電腦網絡，只要遵循該標準，就可以和任何其他系統通信而相互開放。141.2電腦網絡的發展CCITT(國際電話電報諮詢委員會)為OSI制定的標準都稱為建議,最著名的建議是在公用數據網中廣泛採用的X.25,X.3,X.28,X.29和X.75五個建議。1.X.25建議該建議規定了DTE和DCE之間的介面。以分組方式工作的數據終端設備數據電路端接設備（如電腦等）（如交換機、路由器等）15161.2電腦網絡的發展２.X.3建議該建議規定了PAD的功能以及控制它工作的一些參數。PAD（分組組裝/拆卸器）是為了使非智能終端和採用X.25介面的公用數據網相連接，它可以和DCE相連。

17181.2電腦網絡的發展3．X.28建議該建議規定了終端和PAD之間的標準協議。191.2電腦網絡的發展4．X.29建議該建議規定了PAD和DTE之間的介面。201.2電腦網絡的發展5．X.75建議該建議規定了兩個公用數據網互連時介面的標準。211.2電腦網絡的發展遵守上述CCITTX系列建議組建的公用分組交換數據網是開放式標準化網路的一個典型例子，另一個典型例子是Internet。四、網路計算的新時代任何電腦要聯入網絡方能充分發揮其效能221.3電腦網絡的功能和應用一．網路的功能1．消除地理距離的限制而共用資源資源：硬體、軟體或數據2．為分佈在各地的用戶提供了強有力的人際通信手段電子郵件3．提高了整個系統的可靠性4．有更高的性能價格比（相對於巨型機）5．易於擴充6．在各資源主機間分擔負荷7．協同計算CSCW(ComputerSupportedCooperativeWork)二、網路的應用民航售票、VOD、IP電話、視頻會議……231.4開放系統互連的層次模型一、什麼是層次模型：示例：

241.4開放系統互連的層次模型層次結構的好處在於使每一層實現一種相對獨立的功能。對等層的通信必須遵循相應的協議，且進行的是虛通信。上一層的虛通信是通過下一層介面處提供的服務以及下一層的通信來實現的。二、OSI七層模型：1、層次的劃分：（如圖）251.4開放系統互連的層次模型ApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysical261.4開放系統互連的層次模型通信子網中的交換節點不一定要有七層，通常只有下三層，甚至可以只有下兩層ISO’sOSI模型僅規定了各層的功能，而每層的具體協議以及每層應向高層提供怎樣的服務由其他國際標準給出。每層協議傳送資訊的基本單位稱為協議數據單元（PDU）。2、

各層的功能271.4開放系統互連的層次模型(1)物理層的功能是為在物理媒體上建立、維持和終止傳輸數據比特流的物理連接提供機械、電氣、功能和過程的手段。原始的物理連接，在傳輸比特流時可能發生差錯。EIA-RS-232C為一物理層協議。(2)資料鏈路層的主要功能就是通過檢驗、確認和回饋重發等手段將原始的物理連接改造成無差錯的資料鏈路,並具備流量控制功能。該層的PDU稱為幀。HDLC為一資料鏈路層協議。281.4開放系統互連的層次模型(3)網路層的主要功能就是解決如何把資訊傳送到目標，即路由選擇。該層的PDU稱為分組.X.25和IP為網路層協議。(4)運輸層為上層用戶提供端對端的透明優化的數據傳輸服務。為了達到較高的吞吐量，運輸層可建立多條網路連接來支持一條運輸連接，這就是分流。為了節省費用，運輸層可將多個運輸通信合用一條網路連接，這就是複用。(5)會話層組織和同步不同主機上各種進程之間的對話。(6)表示層為上層用戶提供共同需要的數據或資訊語法表示變換。數據壓縮和加密也是表示層可提供的表示變換功能。(7)應用層為特定類型的網路應用提供訪問OSI環境的手段，它是開放系統互連環境的最高層。文電處理系統(MHS)、虛擬終端協議(VT)等都是應用層協議。

291.4開放系統互連的層次模型三、層間服務OSI模型中，n層為n+1層提供服務，介面處提供服務的地方稱為服務訪問點(SAP)，每個SAP都有一個唯一的標識地址。服務是通過一組服務原語來執行的，有四類服務原語：1、請求：由服務用戶發往服務提供者，請求它完成某項工作，如發送數據。2、指示：由服務提供者發往服務用戶，指示發生了某些事件。如接收到遠地送來的數據。3、回應：由服務用戶發往服務提供者，作為對前面發生的指示的回應。4、

證實：由服務提供者發往服務用戶，作為對前面發生的請求的證實。301.4開放系統互連的層次模型服務有證實和非證實的。一般來說，連接服務是證實的，而數據傳送服務和斷連服務都是非證實的。311.4開放系統互連的層次模型四、OSI基本標準集部分OSI基本標準(P25)在層次結構模型中數據的實際傳遞過程32331.5電腦網絡的分類網路通信標準化組織(P23自習)1.5電腦網絡的分類一、按地理範圍分類:1局域網(LAN)≈0.1km2校園網(CAN)≈1km3城域網(MAN)≈10km4廣域網(WAN)≈100-1000km5全球網(GAN)>1000km電腦網絡覆蓋地理距離越大，則其可能傳輸數據的速率越低。數據速率的單位為比特/秒，即bps。341.5電腦網絡的分類二、其他分類1.按網路的物理形狀(拓撲結構)分:(1)

不規則圖形(廣域網)(2)

匯流排形(局域網)351.5電腦網絡的分類(3)

環形(局域網)361.5電腦網絡的分類(4)

星形(局域網)37第一節數據通信的基礎理論一、通信系統模型

38第一節數據通信的基礎理論信號：數據的電編碼（有線信號）或電磁編碼（無線信號）模擬信號：（連續變化的）如電話線上的電波數字信號：（離散變化的）如電腦中的電信號通道：信號傳輸的道路模擬通道：用來傳輸模擬信號的通道數字通道：用來傳輸數字信號的通道數據通信：數字電腦或其他數字終端裝置之間的通信，其通道既可採用數字通道，也可採用模擬通道。39第一節數據通信的基礎理論二、帶寬帶寬：任何實際的模擬通道所能傳輸的信號的頻率的範圍稱為該通道的通頻帶的寬度或帶寬。通道的帶寬越寬，則它傳輸數字信號時失真越小；若通道的帶寬固定，則用它來直接傳輸數字信號的數據速率越高則失真越大。三、通道的最大數據速率C1奈奎斯特公式（無熱雜訊）

C=2Hlog2L(b/s)通道的帶寬

某給定時刻數字信號可能取的離散值的個數熱雜訊：由於通道中分子熱運動引起的雜訊40第一節數據通信的基礎理論2香農公式（有熱雜訊）C=Hlog2(1+S/N)(b/s)S/N

信噪比（S：信號功率N：雜訊功率）信噪比的常用單位為分貝（dB）：1dB=10log10(S/N)一般用帶寬來描述模擬通道的容量，用數據速率來描述數字通道的容量。碼元速率：每秒信號狀態變化的次數，單位為波特（Baud）。有時又稱為調製速率。碼元速率和數據速率的關係：

C=Blog2L（C為數據速率，B為碼元速率，L同上）41第二節物理傳輸媒體

有線：如雙絞線、同軸電纜、光纖無線：如衛星、無線電通信、紅外通信、鐳射通信、微

波通信

各類媒體間的比較傳輸媒體

分類

傳送速率傳送距離

帶寬

價格

雙絞線3類、5類10M、100M小小便宜同軸電纜50、7010Mbps較小小較低光纖多模單模千兆長大大衛星最遠

最大42第二節物理傳輸媒體？為何要將兩根導線絞在一起？？單模光纖與多模光纖工作方式有何不同？頻譜：又稱為波譜，按頻率來劃分稱為頻段，而按波長來劃分則稱為波段。對於高頻段或短波長的波段可獲得較大的帶寬。43第三節

傳輸技術

一、模擬傳輸與數字傳輸1模擬傳輸定義：它是一種不考慮其內容的模擬信號傳輸方式。

模擬傳輸是通過放大器來放大信號。特點：放大信號的強度的同時也放大了由雜訊引起的信號失真。2數字傳輸定義：關心信號的內容，與0、1相關的傳輸技術。數字傳輸是通過轉發器來再生信號。特點：（1）不會有積累誤差（2）不能遠距離傳輸44第三節

傳輸技術二、數字調製技術調製：在通信系統模型中，變換器將由信源產生的原始電信號轉換成適宜於在通道上傳輸的電信號的過程稱為調製；而將接收端的反變換過程稱為解調。基帶信號：通常指由信源產生的原始電信號。調製過程就是按調製信號（基帶信號）的變化規律去改變載波某些參數的過程。MM45第三節

傳輸技術1Ask（幅移鍵控或幅度調製或調幅AM）使載波的幅度隨著發送的基帶信號而變化，但頻率和相位不變，稱之為幅移鍵控。2Fsk（頻移鍵控或頻率調製或調頻FM）使載波的頻率隨著發送的基帶信號而變化，但幅度和相位不變，稱之為頻移鍵控。3Psk（相移鍵控或相位調製或調相PM）使載波的相位隨著發送的基帶信號而變化，但幅度和頻率不變，稱之為相移鍵控。示例：4647第三節

傳輸技術三、模擬信號的脈碼調製PCM幅值PCM的過程1取樣定義：就是按照一定的時間間隔採樣測量模擬信號幅值。若模擬信號的帶寬是HHz，則2H的取樣頻率就足以捕獲可恢復原有模擬信號的資訊。（奈奎斯特定理）編碼解碼器編碼解碼器1510時間/μs125250375500625750875100010.811.29.548第三節

傳輸技術2量化定義：是將取樣點處測得的信號幅值分級取整的過程。即將模擬信號的最大可能幅值等分為若干級（通常為2n級），而後測量得到的幅值按此分級舍入取整，得到一個整數。如，若模擬信號的最大幅值為256，而將其分為128級，則幅值在[0，2]）中量化為0，在[2，4]）中量化為1，……，在[254，256]）中量化為127等。其量化誤差<2。量化會造成誤差，量化誤差會造成信號還原時的失真。49第三節

傳輸技術3編碼定義：即將量化後的整數值用二進位數來表示。如：有一個4kHz的音頻模擬信號，故125μs取樣一次。若按最大幅值等分為16級，則每個樣本要用4位二進位來編碼，所以傳輸速率為4/125μs=32kb/s；按最大幅值等分為128級，則每個樣本要用7位二進位來編碼，所以傳輸速率為7/125μs=56kb/s。在量化過程中，分級越細，誤差越小，但每個樣本點編碼所需的比特數越多，從而也需要較高的數據速率。50第三節

傳輸技術四、多路複用多路複用的概念：一個通道傳輸多條資訊，傳輸媒體共用。1、頻分多路複用（FDM）基本思想：將通道的可用頻帶分成若干互不交疊的頻段，每一路信號僅佔用其中的一個頻段，以實現多路信號在同一通道中的傳輸。51第三節

傳輸技術例

3路話頻原始信號頻分多路複用一帶寬為12kHz(60~72kHz)的物理通道示意圖：52第三節

傳輸技術2、時分多路複用（TDM）基本思想：將一條線路按其工作時間劃分週期，每一週期再劃分為若干時間片，每一時間片由複用的一個信號佔用，從而實現一條線路傳送多路信號。特點：特別適合於數字信號場合，也可傳輸模擬信號。例：T1線路的TDM（如圖）該線路中每125μs傳輸24條通道+1位分幀碼的數據，每條通道8位。故其數據速率為(24×8+1)bit/125μs=1.544Mb/s。3、波分多路複用（WDM）由於λf=c（光速），波分多路複用實質上就是在光通道上採用的一種頻分多路複用的變種。53第三節

傳輸技術五、數字信號的編碼技術對在物理媒體中傳輸的二進位比特串可用高低電平的矩形波來表示。但接收端若無法得知傳輸的比特串的起始時間或每個比特串的持續時間長短，則出錯。如：若接收端接收數據時退後1個比特位的時間

若比特傳輸時間縮短一半1、曼徹斯特編碼（ManchesterCode）從高電平到低電平的跳變代表1；從低電平到高電平的跳變代表0。特點：（1）自帶同步信號（2）編碼效率：早期10M以太網採用此編碼。50%示例54第三節

傳輸技術2、差分曼徹斯特編碼（DifferentialManchesterCode）每個比特傳輸時間的中間有一次電平的跳變，將每個比特持續時間的開始處有跳變代表0，無跳變代表1。特點：（1）自帶同步信號（2）編碼效率：50%

（3）具有更好的抗干擾性令牌環採用此編碼。示例55第三節

傳輸技術3、4B/5B編碼用5位的比特位表示4位二進位數，往往和NRZI（不歸零制）組合使用，且在每個比特1的開始處有電平跳變。（P64表2.4）特點：（1）5個比特碼組中不含多於3個0，或者不會

少於2個1

（2）編碼效率4/5=80%

（3）具有較好的抗干擾性高速網路大多採用此編碼。示例56第四節物理層介面舉例一、EIA-RS-232C它是由美國電子工業協會EIA(ElectronicIndustryAssociation)制定的一種串行物理介面標準。其中，RS（RecommendedStandard）意思為推薦標準，232是一個標識號碼，C表示該標準已被修改過的次數。1機械特性：25根插針的標準連接器（DB-25，DB-15，DB-9）2電氣特性：邏輯1的電平為低於-3V，邏輯0的電平為高於+3V。3功能特性：20根連接線中，2根地線，4根數據線，11根控制線，3根定時線，其餘5根未定義或備用。（具體定義：P67表2.5）樣表圖示57第四節物理層介面舉例最常用的有8條線，如下圖：58第四節物理層介面舉例電腦或終端之間的直接RS-232C連接：59第四節物理層介面舉例4規程特性：主要規定了控制信號線在不同情況下有效和無效的順序和相互的關係。如：只有當CC和CD都處於有效（ON）狀態時，才能在DTE和DCE之間進行傳送操作。若DTE要發送數據，則預先將CA線置成有效（ON）狀態，等CB線上收到有效（ON）狀態的回答後，才能在BA線上發送串行數據。60第四節物理層介面舉例二、數據通信的三種方式1、單工通信數據傳輸的方向是單向的，反向上可以傳輸控制信號。2、半雙工通信數據傳輸的方向是雙向的，但在同一時刻只能是單向的。控制信號也是如此。ABAB61第四節物理層介面舉例3、全雙工通信無論何時，數據信號和控制信號的傳輸都可以是雙向的。AB結束62返回63發送端接收端若從這裏開始採樣數據返回64發送端接收端1100111100000011返回若比特傳輸時間縮短一半6566676869第一節差錯檢測與糾正一、傳輸差錯的特性l

傳輸中的差錯都是由於雜訊引起的。熱雜訊：通道所固有的，持續存在。衝擊雜訊：由於外界特定的短暫原因所造成。其中衝擊雜訊是傳輸中產生差錯的重要原因。l

由熱雜訊引起的差錯為隨機錯，而衝擊雜訊引起的差

錯為突发错误。l

突發長度：指從突發錯誤發生的第一個碼元到有錯的

最後一個碼元間所有碼元的個數。l

衡量一個通道品質的重要參數是誤碼率Pe：70第一節差錯檢測與糾正Pe=差錯控制編碼：指將資訊位向通道發送之前，先按照某種關係加上一定的冗餘位，構成一個碼字再發送的過程稱為差錯控制編碼。

例：

檢錯碼：能自動發現差錯的編碼。

糾錯碼：不僅能發現差錯而且能自動糾正的編碼。

衡量編碼性能好壞的一個重要參數是編碼效率R：R=1010011資訊位101冗餘位碼字101001110171第一節差錯檢測與糾正數據通信中，利用編碼方法進行差錯控制的方式基本上有兩類：自動請求重發ARQ：只需用檢錯碼，但必須有雙向通道，且發送方要有數據緩衝區。

前向糾錯FEC：必須用糾錯碼，可用單向通道，但編碼效率低，所需設備複雜，一般用於即時要求高的場合。ABAB72第一節差錯檢測與糾正二、常用的簡單差錯控制編碼1、

奇偶校驗碼它是通過增加冗餘位來使碼字中1的個數保持奇數或偶數的編碼方法，是一種檢錯碼。①

垂直奇偶校驗（縱向奇偶校驗）它是將整個發送的資訊塊分為定長p位的若干段，每段後面按1的個數為奇或偶數的規律加上1位奇偶位。

I11

I12

…

I1q發送順序

I21

I22

…

I2q

…………

資訊位

Ip1

Ip2

…

Ipq

r1

r2

…

rq冗餘位示例示例73第一節差錯檢測與糾正通常p取一個字元的位數。冗餘位：ri=I1iI2i…Ipi（偶）

ri=I1iI2i…Ipi

1

（奇）編碼效率：R=特點：（1）生成簡單，可邊發送邊產生冗餘位；（2）能檢測出每列中所有奇數位的錯，但檢測不出

偶數位的錯，漏檢率接近於1/2。②

水準奇偶校驗（橫向奇偶校驗）它是對各個資訊段的相應位橫向進行編碼，產生一個奇偶冗餘位。74第一節差錯檢測與糾正若每個資訊段就是一個字元的話，q就是發送的資訊塊中的字元數。冗餘位：ri=Ii1Ii2…Iiq（偶）

ri=Ii1Ii2…Iiq

1

（奇）75第一節差錯檢測與糾正編碼效率：R=特點：（1）生成較複雜，必須等要發送的完整資訊塊到齊後才能產生冗餘位，故一定要使用記憶寄存器；（2）能檢測出各段同一位上的奇數位錯，還可以檢測出突發長度≤p的所有突發錯誤。③

水準垂直奇偶校驗（縱橫奇偶校驗）它是指將水準方向與垂直方向的校驗聯合運用。76第一節差錯檢測與糾正77第一節差錯檢測與糾正編碼效率：R=特點：（1）可檢測出所有3位或3位以下的錯誤；（2）可檢測出所有奇數位錯；（3）可檢測出突發長度≤p+1的突發錯誤以及大部分偶

數位錯；（4）可以糾正部分情況下的差錯。如：僅在某一行和某

一列中有奇數位錯時。78第一節差錯檢測與糾正2、

定比碼（恒比碼）指每個碼字中均含有相同數目的1。編碼效率（n中取m）：R=例在國際無線電報通信中，廣泛採用7中取3定比碼。共有=35種碼字，可用來分別代表26個英文字母和其他符號。其編碼效率R=log235/7=5.12/7=0.73。特點：（1）簡單，但編碼效率不高；（2）可檢測出所有奇數位錯以及部分偶數位錯；（3）適宜於傳輸字母和符號類的信號，不能用於傳輸隨

機的二進位數字序列。79第一節差錯檢測與糾正3、

正反碼是一種簡單的能夠糾正差錯的編碼，當資訊位中有奇數個1時，冗餘位是資訊位的簡單重複；否則，冗餘位是資訊位的反碼。例若資訊位為01011，則編碼為0101101011；若資訊位為10010，則編碼為1001001101。接收端的校驗方法為：（P79）特點：（1）編碼效率較低，為50%；（2）差錯控制能力較強。80第一節差錯檢測與糾正三、海明碼也是一種可以糾正一位差錯的編碼。對於奇偶校驗碼，若資訊位為an-1an-2…a1，加上一位偶校驗位a0，在接收端校驗時，可按關係式

S=

an-1

an-2

…a0

來計算，若S=0，則無錯；若S=1，則有錯。上式稱為監督關係式，S稱為校正因數。思想：增加冗餘位，也相應地增加監督關係式和校正因數，就能表示更多的差錯情況，包括具體定出是哪一位出錯。理論依據：當資訊位為k位，增加r個冗餘位，構成n=k+r位碼字。若希望用r個監督關係式產生的r個校正因數來區分無錯和在碼字中n個不同的位置的一位錯，則要求：2r≥k+r+1。81第一節差錯檢測與糾正生成過程：（假設k=4，則r取3，資訊位a6a5a4a3，冗餘位a2a1a0）（1）構造監督關係式表（2）寫出監督關係式由上表可知，a2

、a4

、a5

或a6的一位錯都應使S2=1，所以

S2=a2

a4

a5a6

S2S1S0000001010100011101110111錯碼位置無錯a0錯a1錯a2錯a3錯a4錯a5錯a6錯82第一節差錯檢測與糾正同理

S1=a1

a3

a5a6

S0=a0

a3

a4a6

（3）求出冗餘位關係式令S0

、S1

和S2為0，即可求出a0

、a1和a2：

a2=

a4

a5a6

a1=

a3

a5a6

a0=

a3

a4a6

示例（P82表3.4）糾錯（P82）83第一節差錯檢測與糾正特點：（1）編碼效率為k/k+r（上例4/7）；（2）較容易實現，但只能糾正1位錯。為能糾正傳輸中出現的突發差錯，可採用特殊處理：將連續p個碼字排成一個矩陣，每行一個碼字。（P83圖3.4）84第一節差錯檢測與糾正四、迴圈冗餘校驗碼CRC（多項式碼）它是一種檢錯碼。思想：任何一個由二進位數位串組成的代碼都可以和一個只含0和1兩個係數的多項式建立一一對應的關係。k位資訊位對應於一個k-1次多項式K(x)，r位冗餘位對應於一個r-1次多項式R(x)，生成的n=k+r位碼字則對應於一個n-1次多項式T(x)。生成方法：發送方和接收方依據一事先約定的r次生成多項式G(x)（最高項xr的係數為1），用G(x)去除xrK(x)得到的餘式就是R(x)，即得冗餘位。示例85第一節差錯檢測與糾正示例設資訊位為1010001，即K(x)=x6+x4+1，取G(x)=x4+x2+x+1（對應的代碼為10111），則x4K(x)=x10+x8+x4（對應的代碼為10100010000），則所以冗餘位為1101，

R(x)=x3+x2+1。

T(X)=x4K(x)+R(x)=x10+x8+x4+

x3+x2+1

對應的發送代碼為：1010001110186第一節差錯檢測與糾正檢測方法：用發送端發送時採用的生成多項式G(x)來除接收到的碼字多項式，若餘式不為0，則傳輸有差錯；否則，認為傳輸無差錯。特點：（P85）87第二節

資料鏈路層的功能

一、幀同步作用：識別幀的起始與終止幀同步的方法：①位元組計數法:幀中含有起始字元及幀中數據的位元組數。②字元填充的首尾定界符原理:用特定字元確定幀的起止界線。Ccountdata特殊字元1幀定義數據部分的位元組數CdataC特殊字元CD特殊字元1幀88第二節

資料鏈路層的功能③比特填充的首尾標誌法原理:用特定比特模式確定幀的起止界線。④偽例編碼原理:用不容許出現的電位變化定義幀的起止位置例:在物理層，若用曼徹斯特編碼時，高→低表示”1”,低→高表示”0”

，則可用高→高或低→低表示起止。01111110data01111110011111101幀001011111089第二節

資料鏈路層的功能二、差錯控制通常採用回饋重發的差錯控制方法。常配合兩種技術：（P74）

①

引入計時器（？）

②

對發送的幀編號（？）ABdataack防止死等待防止重複幀多次被接收方交給它的上一層90第二節

資料鏈路層的功能三、流量控制用於處理發送方發送能力大於接收方接收能力，從而造成數據幀丟失的問題。流量控制並不是資料鏈路層所特有的功能。只不過資料鏈路層控制的是相鄰兩節點間資料鏈路上的流量。四、鏈路管理主要用於面向連接的服務，包括：（1）

建立（2）

維持連接（3）

釋放91第三節資料鏈路協議一、停－等協議（stopandwait）它規定發送方每發送一幀後就要停下來，等待對方已正確接收的確認返回後才能繼續發送下一幀。停－等協議的工作流程圖（P89-圖3.7）？若不對返回的Ack幀編號，會造成什麼樣的錯誤？

示例停－等協議效率：92第三節資料鏈路協議設：B為通道容量（即比特率）,R為單程傳播延遲（距離/速度）,L為數據幀的長度。u

考慮不出差錯的情況：

∴通道的利用率=u

考慮出錯重傳情況（P90）發送方接收方傳輸延遲L/B=Rackack93第三節資料鏈路協議捎帶確認在雙向通信情況下，返回的ACK幀可由反向發送的數據幀一起捎帶回來。（如下圖）示例ABdataackdataABdataackdataack9495第三節資料鏈路協議超時時間的設置必須恰當，既不能太大也不能太小。？設置得太大，當數據幀或應答幀丟失時，要等待較長的時間才開始重發，效率不高；如果設置得太小，則正常應答還未返回時，發送端就超時重發，造成不必要的重複。合適的時間值應選擇稍大於信號從發送端到接收端傳輸時間的兩倍加上接收端的處理時間之和。ABdataack96第三節資料鏈路協議停→等協議的缺點：①距離較大的情況下，2R增大，使得通道有效利用率大大減小。②發送方要停下來等待Ack返回後再繼續發送而造成通道浪費，在大批量的數據傳送下，無法實現。示例：衛星通道

B=50kb/s2R=0.5sL=1kb則U===≈4%97第三節資料鏈路協議二、順序接收的管道協議（回退n協議）協議內容：容許發送方連續發送若干幀。接收方按正確的順序依次接收幀。當收方未收到k幀，則拒絕之後所有的幀。當發送方發現第k幀未收到確認資訊，計時器已經超時後，則重發從k幀起的若干幀。工作情況圖幀號的位數公式：m≥98第三節資料鏈路協議滑動窗口協議發送窗口：限制發送方已發出但尚未經確認的幀的數目

稱為發送窗口。接受窗口：等待接收的幀的數目。幀號取3位，發送窗口取值為2的滑動窗口協議工作過程：停等協議可看成是發送窗口等於1的滑動窗口協議的特例。使用回退n協議，發送窗口的尺寸≤2m-1，舉反例？99第三節資料鏈路協議缺點：①發送方必須有足夠大的緩衝區，否則重發無法完成。②當發出的n個幀的第一個幀是重發，需要之後的n-1個幀一起重發，浪費。100第三節資料鏈路協議三、選擇重傳協議協議內容：若某一幀出錯，後面送來的正確的幀雖然不能立即送主機，但接收方仍可以收下來，放在一個緩衝區中，同時要求發送方重新傳送出錯的那一幀，一旦收到重傳的那一幀後，就可與原先已收到但暫存在緩衝區中的其餘幀一起按正確的順序送主機。工作情況圖接收方也必須增加緩衝區。101第三節資料鏈路協議使用選擇重傳協議，發送窗口的尺寸≤2m-1，舉反例？四、關於三種協議的總結窗口尺寸與三種協議的關係效率效率（S）＜效率（G）＜效率（選）102第五節鏈路通信規程舉例鏈路層協議分類：

非同步協議：以字元為傳輸的資訊單位，在每個字元起

始處同步，但各個字元之間的間隔時間是

可以变化的。

同步協議：以幀為單位，在該幀的起始處同步，而後

面維持固定的時鐘。同步協議能更有效地利用通道，也便於實現差錯控制和流量控制。103第五節鏈路通信規程舉例一、起止式非同步規程（典型的非同步資料鏈路層協議）它是一個字元一個字元傳輸的，字元之間沒有固定的時間間隔要求。它是靠起始位和終止位來進行字元同步的。傳輸格式為：00/10/10/10/10/10/10/10/10/11起始位5至8位數據奇偶校驗位（可有可無）空閒或前一字符的終止位1104第五節鏈路通信規程舉例二、同步規程同步式的資料鏈路層規程又可分為三種面向字元的面向比特的面向位元組計數的105第五節鏈路通信規程舉例1、面向字元的同步規程它是將若干個字元組成一個資訊塊（幀）一起發送。利用一些特殊定義的字元來界定一幀的開頭與結束、分隔不同的段和控制整個資訊交換過程，被傳輸的數據也是由字元組成。其典型代表是IBM公司的二進位同步通信協議（BISYNC或BSC）。面向字元的同步規程的幀格式為：規程中的特殊定義的字元都是用來在通信雙方間傳遞一些控制資訊用的，統稱為通信控制字元。（P104表3.7）106第五節鏈路通信規程舉例

問題：若傳輸的數據塊中含有通信控制字元如ETX，則

會產生差錯。（什麼樣的差錯？）因此要求規程應有將這些特殊字元當作普通數據字符處理的能力，這種能力叫做“數據透明”。面向字元的同步規程是採用字元填充的方法來實現數據透明的。它規定將每個獨立的控制字元都作為普通的數據字符對待，而只有它們緊隨著一個DLE轉義字元後面才具有通信控制的含義。字元填充方法：指發送端在發送數據時，若數據段正文本身出現DLE字元，則在傳送前在它的前面再插入一個DLE。接收端一旦接收到連續兩個DLE，就刪去第一個DLE，而將它後面的任何字元都當作普通數據字符對待。（示例）107第五節鏈路通信規程舉例同步比非同步的優點：1)

避免了非同步方式中許多起始和終止信號，通道的有效利用率提高

了（特別是在傳輸較長的數據時）；2)

由於有標題字段，它可以具備更為複雜的通信控制能力，校驗的

功能也增強了。面向字符的缺点：1)

它和特定的字元編碼集有關，不利於相容；2)

字元填充方法用硬體或軟體實現起來都較麻煩，而且它也要依賴

於所採用的字元集。108第五節鏈路通信規程舉例2、面向比特的同步規程該規程的幀中所傳輸的數據可以含有任意數量的比特位，而且它是靠約定的比特模式來定界幀的開始和結束。其典型代表有：IBM的同步資料鏈路控制規程SDLC。

（ANSI的ADCCP，ISO的HDLC，X.25的LAP和LAPB）面向比特的同步規程的幀格式為：面向比特的同步規程中的數據透明是通過比特填充方法來實現的。109第五節鏈路通信規程舉例比特填充方法：發送端對除了用於定界幀起始的標誌（01111110）以外的其餘字段，每連續出現5個1後就自動插入一個0。接收端在連續出現5個1後，則刪除掉一個0。110第五節鏈路通信規程舉例特點：1)

它不依賴於字元編碼集；2)

比特填充的方法用硬體實現較方便；3)

能實現各種較完善的控制功能。111第五節鏈路通信規程舉例3、面向位元組計數的同步規程它通過規定幀的某個域的數值來表示幀中數據字段中含有的位元組數，並以此位元組計數來確定幀的結束邊界位置，而且傳送的數據又必須是位元組的整數倍。其典型代表是DEC的數字數據通信報文協議DDCMP。面向位元組計數的同步規程的幀格式為：特點：1)

不需採用填充技術即可達到數據透明；2)

該幀中有兩段CRC校驗碼，分別對前面的標題部分和後面的數據部分進行校驗。112本章結束謝謝！返回1131010111奇校驗0返回114101100101110110101011若取p=7，用奇校驗，則：101100101110110101011101100110111101110011010101返回115x4+x2+x+11100101返回10111x6+x5+x2+1116接受方0→期待幀號期待幀號⊕1→期待幀號恢復報文送主機等待校驗和檢查收到幀的Seq=期待幀號確認幀號Ack=Seq(返回)不對對對不對數據幀到達0→發送幀號從主機取報文裝配幀(seq=發送幀號)發送,並置計時器等待Ack=發送幀號發送幀號⊕1→發送幀號發送方對不對計時器超時發送數據幀返回Ack幀返回117第一節局域網概述一、定義1.

局域網：通常是指通過通信線路，把較小地理區域範圍內的各種數據通信設備連接在一起。2.

城域網：實際上不過是一個更大範圍的局域網系統。把城域網劃分出來的一個最主要原因是為其制定一個相應的標準，該標準叫做分佈式佇列雙匯流排DQDB。二、局域網的特點：1.

覆蓋範圍小；2.

通常由某個組織單獨擁有；3.

傳輸速率高而誤碼率低。118第二節

局域網參考模型一、局域網體系結構IEEE802委員會在IEEE802.1標準中定義了局域網的參考模型，由下而上的層次分別為：物理層、媒體訪問控制子層MAC、邏輯鏈路控制子層LLC。其與OSI參考模型的對應關係為：119第二節

局域網參考模型120第二節

局域網參考模型把資料鏈路層細分為這兩層是基於以下考慮：

1)對共用媒體的訪問控制邏輯並沒有在傳統的第二層即資料鏈路層定義；

2)對於同一個LLC，應當提供幾種不同的MAC選擇。1.

物理層的功能①

信號的編碼/解碼；②

前導的生成/去除（該前導用於同步）；③

比特的傳輸/接收；④

對傳輸媒體和拓撲結構的說明。121第二節

局域網參考模型2.

MAC的功能①在傳輸時，將要傳輸的數據組裝成幀，幀中包含有地址和差錯檢測等字段；②

在接收時，將收到的幀解包，進行地址識別和差錯檢測；③

管理和控制對傳輸媒體的訪問。3.

LLC的功能為高層協議提供相應的SAP，並且進行流量和差錯控制。122第二節

局域網參考模型二、拓撲結構1、

匯流排/樹型拓撲？發送方和接收方分別以什麼樣的方式收發數據？發送方在發送的數據幀的幀頭中加入了目的地的地址，當此幀沿著匯流排廣播時，所有連接在該匯流排上的站點都能收到該幀，當有站點檢查到幀頭中目的地址與自己相同時，就會在幀經過時把數據拷貝下來，而其他站點則忽略它。？共用媒體上的數據由誰消除？兩端的端接器123第二節

局域網參考模型2、

環型？轉發器工作的方式？它是一種較簡單的設備，能夠從一條線路上一個比特一個比特地接收數據，同時不經過任何緩衝，以同樣的速率把數據傳送到其他線路上。？環上的數據幀由誰消除？源站點3、

星型？中心節點的兩種工作方式？1)

廣播方式：物理上是星型，邏輯上仍是匯流排型2)

幀交換方式：124第二節

局域網參考模型4、

選擇傳輸媒體和拓撲結構的標準拓撲結構的選擇與網路的可靠性、可擴充性和性能等很多因素有關。

①

匯流排/樹型拓撲結構的配置最靈活且簡單，但覆蓋範圍不廣且網路吞吐量不高。

②

環型拓撲的網路吞吐量較高，覆蓋範圍較廣，但不易維護。

③

星型拓撲在建築物中進行佈線非常簡單和自然，適用於短距離且站點數量少的場合。125第二節

局域網參考模型物理媒體的選擇與拓撲結構、網路負載、可靠性以及覆蓋範圍等很多因素有關。①

光纖>寬頻同軸電纜>基帶同軸電纜和遮罩雙絞線>非遮罩雙絞線

（性能、可靠性及傳輸速率）②

物理媒體與網路拓撲的對應（P123表4.1）

？物理媒體用在環型拓撲中比用在匯流排/樹型拓撲中性能要高。在匯流排/樹型拓撲中，站點與媒體的連接點在信號通過時都會使信號衰減變形，而在環型拓撲中，轉發器會產生一個新的信號，彌補了信號衰減和變形的影響。126第二節

局域網參考模型三、IEEE802標準介紹IEEE802給出了一個協議參考模型和實現模型。127128第二節

局域網參考模型IEEE802各子標準（P131表4.2）四、邏輯鏈路控制LLC子層1、

功能：①

實現流量控制，差錯控制；②

支持多點訪問，且和MAC層一道來規範對鏈路的訪問；③

為上層用戶提供SAP（服務訪問點）2、

服務內容：①無確認無連接服務是一種數據報式的服務，可用來發送或接收LLC協議數據單元（PDU）。不需流量控制和差錯控制。支持單點、多點、廣播傳送方式。其邏輯相當簡單而且非常實用。129第二節

局域網參考模型②面向連接的服務提供建立、使用、複位以及終止資料鏈路層連接的手段，提供流量控制、差錯控制機制，該服務僅支持單點傳送。可用於一些相當簡單的設備中，如終端控制器。③有確認無連接服務提供了對數據報的確認機制，同時在進行數據傳輸前無需建立邏輯連接。常用於非常重要且緊急資訊處理的設備。130第二節

局域網參考模型五、媒體訪問控制MAC子層1、

媒體訪問控制策略①

哪里控制：

1）

集中式：一個控制器被選取出來，只有它可以授權訪問網路。當一個節點要傳輸時，它必須首先得到該控制器的允許。

2）

分佈式：所有站點共同使用相應的媒體訪問控制機制來決定站點傳輸的順序。131第二節

局域網參考模型②

如何控制：即如何控制對共用媒體的訪問。

1）

同步：整個通道帶寬被分割成許多部分，每一部分被分配給某一個站點。如頻分多路和時分多路技術。多用於WAN。

2）

非同步動態分配通道，以便更好地回應站點的即時請求。可進一步分為：時間片輪轉、預約和競爭。多用於MAN和LAN中，且總體而言，時間片輪轉和競爭機制是最廣泛使用的。（P137表4.3）132第二節

局域網參考模型2、

MAC幀通用格式MAC控制字段：包括所有實現媒體訪問控制所必須的協議控制資訊，比如優先順序等。目的MAC地址源MAC地址LLC：來自於LLC層的數據。CRC：迴圈校驗字段，用於差錯控制。133第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準一、

載波監聽多路訪問CSMACSMA/CD是在CSMA、ALOHA技術基礎上發展起來的。它們都屬於隨機訪問或競爭技術。每個站點的資訊傳輸是不可預期的，即它是隨機訪問的；每個站點都為擁有對傳輸媒體的訪問權而競爭，因此它又是競爭的。1.

ALOHAALOHA最早是為分組無線網設計的，但其基本思想完全可用於任何共用的傳輸媒體。①

ALOHA協議原則只要一個站點想要傳輸資訊幀，它就把資訊幀傳輸出去。然後它聽一段時間，如果在資訊來回傳播的最大延遲時間再加上一小段固定的時間內收到了確認，則傳輸成功；否則，傳輸站點重發信息幀。如果在發了好幾次後仍得不到確認，就只好放棄。134第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準②

ALOHA協議的效率設：S：為平均每幀時（幀長度/傳輸速率）產生的新幀數；0<S<1（？）

G：為每幀時發送的平均幀數（新幀和重發幀）。G≥S

有：S=G·e-2G135第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準由微分知識可知，G=0.5時，Smax=1/2e≈0.18，即通道的利用率最多只有大約18%。③

分槽ALOHA協議原則：通道上的時間被分成離散的時間間隔即時槽T，其大小相當於幀的傳輸時間。所有站點的時鐘保持同步，站點只有在時槽開始時才能傳輸數據。136第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準這樣，只有那些都在同一個時槽開始進行傳輸的幀才有可能衝突。137第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準分槽ALOHA協議的效率S=G·e-G由微分知識可知，G=1時，Smax=1/e≈0.368，即通道的利用率最多只有大約37%。138第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準問題：

1）純ALOHA，分槽ALOHA在發幀時均未考慮其他站是否在

發幀；

2）

局域網中傳播時間遠遠小於幀的傳輸時間，因此，只要有

站在發送，其他站是可以預先知道的，可以減少衝突。2.

CSMA協議原則：想要傳輸的站點首先聽一聽媒體上是否有其他站點在傳輸（載波監聽）。如果媒體忙，它必須等待。若媒體空閒，則可傳輸。所以又叫先聽後說（LBT）。？仍會產生衝突？確認衝突的方法：發送站點在發送完後要等待一段時間（要把來回傳播的最大時間和發送確認的站點競爭通道的時間考慮在內）以待確認，若沒有收到確認，發送站點認為發生了衝突，就重發該幀。139第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準特點：

1）僅當多個站點在很短一段時間（傳播延遲時間）內

同時開始傳輸才會發生衝突；

2）若一個站點發出的幀的頭部在傳播到離它最遠的站

點的過程中沒有遇到衝突，該幀以後也不會遇到

冲突，因为这时所有其它站点都知道信道已经被

占用；

3）CSMA技術的最大通道利用率要遠遠好於ALOHA

或分槽ALOHA。其最大利用率由幀的平均長度和

傳播時間決定，幀越長或傳播時間越短，利用率

越高。140第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準監聽到媒體忙時的處理策略：①

非堅持CSMA演算法：

1）若媒體空閒就傳輸；否則轉到第2）步。

2）若媒體忙，等待一段隨機的重傳延遲時間，重複第1）步。優點：減少衝突發生的可能性。缺點：媒體利用率低。②

1堅持CSMA演算法：1）若媒體空閒就傳輸；否則轉到第2）步。2）若媒體忙則繼續監聽，直到檢測到通道空閒，然後立即傳輸。3）

如果有衝突，則等待一段隨機的時間後重複第1）步。優點：媒體利用率提高缺點；衝突增加141第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準③

P堅持CSMA演算法：

1）若媒體空閒以概率P傳輸，以概率（1-P）延遲一

個時間單位。該時間單位通常等於最大傳播延遲的

两倍。

2）若媒體忙則繼續監聽，直到通道空閒，然後重複

第1）步。

3）若傳輸延遲了一個時間單位，則重複第1）步。優點：是非堅持和1堅持演算法的折衰缺點：基於P的取值（NP<1N：N個站點有幀要傳輸）

P太小，讓試圖傳輸的站點等待的時間太長

P太大，衝突的可能性增大142第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準二、載波監聽多路訪問/衝突檢測CSMA/CD（邊說邊聽）CSMA是先聽再說，主要缺點是：在延遲時間內，沒有檢測衝突的功能，一旦遇到衝突，浪費的時間較長；而CSMA/CD是邊說邊聽，在發送幀的同時檢測衝突，一旦遇到衝突，兩個站點都停止傳輸，因此浪費的時間相對較少。如圖：143第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準144第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準演算法：

1）若媒體空閒，則傳輸；否則，轉第2）步。

2）若媒體忙，一直監聽直到通道空閒，然後立即傳輸。

3）若在傳輸中監聽到衝突，則發出一個短小的人為干擾信

號，讓所有的站點都知道發生了衝突並停止傳輸。

4）發完人為干擾信號等待一段隨機的時間後重複第1）步。增加CD功能後，被浪費的帶寬減少為檢測衝突所花費的時間。對於基帶系統，用於檢測一個衝突的時間為從通道的一端到另一端的傳播延遲的兩倍。重要原則：幀必須足夠長，以使衝突能在幀傳輸完畢前被檢測到。145第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準三、

二進位指數退避演算法IEEE802標準和以太網採用二進位指數退避的1堅持方式。1.

演算法：當衝突發生後，時間被分割成離散的時槽。時槽長度等於在傳輸媒體上來回傳輸的時間。第一次衝突產生後，每個站點等待0或1個時槽後重新發送。若發生了第二次衝突，它們會從0、1、2、3中隨機挑選一個數作為等待的時槽數。若又產生第三次衝突，它們將從0～23-1中隨機挑選一個等待的時槽數。一般而言，n次衝突後，等待的時槽數從0～2n-1中隨機選出。但在10次後，等待的最大時槽數固定為1023。在16次衝突後，站點放棄傳輸，並報告一個錯誤。146第三節CSMA/CD和IEEE802.3標準2.

優點：在不同的負載時通道利用率都比較合理。3.

缺點：沒有遇到過或遇到衝突次數少的站點比等待時間更長的站點更有機會得到媒體的訪問權。四、

IEEE802.3標準（P158～P162）

1.

IEEE802.310Mb/s物理層媒體選項（P160表4.6）

2.

IEEE802.3幀格式（P158圖4.22）

147補充：常用以太網

1.10Base5粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強收發器:發送/接收,衝突檢測,電氣隔離AUI:連接件單元介面匯流排型拓撲用於網路骨幹連接最大段長度500米每段最多站點數100兩站點間最小距離2.5米

粗纜VampiretapBNC端子收發器AUI電纜NIC網路最大跨度2.5公里

1482.10Base2細同軸電纜，可靠性稍差BNCT型接頭連接匯流排型拓撲用於辦公室LAN細纜BNC接頭NIC每段最大長度185m每段最多站點數30兩站點間最短距離0.5m網路最大跨度925m網路最多5個段1493.10BaseT雙絞線介質（UTP）以Hub（集線器）為中心節點。Hub－多端口轉發器。拓撲結構為星形，邏輯上仍然是匯流排形。用於小型LAN。NICHUB段最大長度100m

1504.10BaseF

使用光纖進行長距離連接，例如建築物間連接。星形拓撲結構最常見的佈線標準：

10BaseFL-非同步點到點鏈路，鏈路最長2km5.10Broad36

使用75

電纜連接，拓撲結構為樹形用於寬頻LAN151第五節令牌環訪問控制和IEEE802.5標準一、

令牌環局域網的組成所有的站點通過環介面組成一個環，每一個比特通過環介面與環輸入

輸出。如P142圖4.14（a）所示。特點：

①環介面處有1比特延遲；

②環中只能有一個令牌流動，拿到令牌的站才能發送資訊。令牌：它是一種特殊比特格式的幀。二、

令牌環訪問控制1.環介面的兩種操作模式

①偵聽模式：將收到的比特以1比特時延複製並輸出。

②發送模式：在抓住令牌後，介面將截斷輸入輸出的連接，將它自

己的數據輸出到環上。數據幀在環中巡環一周，由發送站收回，並進行效驗。站點在發送完最後一幀的最後一個比特後，重新產生一個令牌。152第五節令牌環訪問控制和IEEE802.5標準2.確認的處理在令牌環幀中的幀狀態字段中包含A和C兩個比特位：當一幀通

過目的站點的介面時，介面將A置1；若介面將該幀複製到本站

內，就將C也置為1。AC位的3種組合及其含義：

①00：目的站點不存在或未加電；

②10：目的站點存在但幀未被接收；

③11：目的站點存在且幀被複製。3.優先順序控制環中的站點及令牌都有優先順序。站點的優先順序在本地定義，令牌

的優先順序由幀中訪問控制字段的3個優先順序位定義。令牌的獲取：一個站點僅在其優先順序高於或等於令牌的優先順序時

才可以申請令牌。153第五節令牌環訪問控制和IEEE802.5標準

預約系統：用來預約令牌和定義令牌優先順序的協議。①當一個站點收到一個比自己的優先順序要高的令牌或收

到一個數據幀時：該站點檢查到來的預約位。若存儲

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當發送站點撤銷一個幀並生成一個新的令牌時：該站

點檢查到達幀的預約位，若發現某個站點已經做了預

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。該站點被指定為堆疊站點——只有它才可以將令牌恢

複至其原先的優先順序。154第五節令牌環訪問控制和IEEE802.5標準演算法：

①

幀到達

1）

幀產生於其他站點若當前站點有幀要發送，它就盡力實現預約：若該站點的優先順序大

於幀的預約值，它就進行預約。否則，不做預約。不管什麼情況，

它都将帧转发给邻居。

2）

幀產生於本地撤銷該幀且生成一個新令牌。依據以下情況確定令牌優先順序：

a)某些優先順序比幀的優先順序高的站點已經做了預約：站點將預約值賦予令牌的優先順序，同時將令牌的預約值置為0，使

任意一個站點有機會進行另一個預約。同時站點還要將老的和新

的优先级存储在一个堆栈中，并被指定为堆疊站點。

b)某些優先順序比幀的優先順序低的站點已經做了預約（即意味著當

幀在環內遊歷時，沒有一個想要發送的站點能有足夠高的優先

级来进行发送。）當前站點簡單生成一個和到達幀具有相同優先順序和預約值的令牌。155第五節令牌環訪問控制和IEEE802.5標準c)

當前站點是堆疊站點：它產生一個較低優先順序的新令牌。具體取值依據以下情況：（1）若預約值較大，則新令牌的優先順序設為預約值，同時

用預約值取代堆疊中的當前優先順序。此時，該站點依然是堆疊站點，因為它沒有恢復在它成為堆

棧站點之前存在的優先順序。（2）若棧中老的優先順序較大，則新令牌的優先順序設為棧中老

的優先順序。同時將棧中老的和當前的優先順序彈出。且

若栈为空，此站点不再成为堆栈站点。

②

令牌到達首先判斷站點若為堆疊站點：處理方法同數據幀到達堆疊站點時

一樣。隨後，它確定是否存在幀要發送。若有，且當站點的優先

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

或幀發送給它的鄰居。示例：（P147圖4.16P148圖4.17）156157158第五節令牌環訪問控制和IEEE802.5標準4.令牌環中的監控站每個令牌環有一個監控站來總管全環。如果監控站失效，競爭協議

將保證很快選出另一個站點作為監控站。監控站的職責：

1）

確保令牌不丟失設置計時器為最長無令牌時間，若到期，監控站將取走環內壞幀，

並產生一個新的令牌。

2）

在環斷開時採取行動利用線路中心的旁路中繼器在無人干預的方式下將失效的站點從

環上移去。

3）

當有混淆的幀出現時清除環中壞幀當出現混淆幀時，監控站可從無效格式或檢驗和中檢測到，然後

斷開環取走該幀，之後再產生一個新的令牌。159第五節令牌環訪問控制和IEEE802.5標準4）

查看是否有無主幀的出現無主幀指的是該幀會永久在環上迴圈下去，不能被移去。（為什

麼會產生？）監控站通過在訪問控制位元組中設置監控位，可檢測到經過它的無主幀。若到來的幀的該位已置為1，則意味著同一幀經過監控站兩次而未被取走，說明發生了錯誤，所以監控站將該幀移去。

5）

插入額外的延遲位，使令牌能繞環運行。三、

IEEE802.5標準（P150）1.物理層規定使用差分曼徹斯特編碼的4Mb/s和16Mb/s的遮罩雙絞線以及

4Mb/s的非遮罩雙絞線。2.MAC幀格式（P150圖4.18）160實驗一Windows2000的安裝與管理一、實驗目的

1、熟悉Windows2000Server安裝

2、掌握Windows2000Server的基本管理功能

3、熟悉網路操作系統的特點二、實驗任務

1、Windows2000Server的安裝；

2、使用Windows2000Server管理工具。包括：域、活

動目錄及帳號的管理、日誌檔管理、服務的管理，

重点掌握Windows2000Server中帳號管理；

3、瞭解Windows2000檔許可權管理。161實驗一Windows2000的安裝與管理三、安裝過程中一些設置規定：電腦名：machineMN（M：組號，N：機器號）；功能變數名稱：domainMN；系統