计算机网络复习大纲

第1章计算机网络概论

1.1计算机网络的形成与发展

1.1.1计算机网络发展阶段的划分

第一阶段：20世纪50年代数据通信技术的研究与发展

第二阶段：20世纪60年代ARPAnet与分组交换技术的研究与发展

第三阶段：20世纪70年代网络体系结构与协议标准化的研究广域网、局域网与分组交换

技术的研究与应用

第四阶段：20世纪90年代Internet技术的广泛应用网络计算技术的研究与发展

宽带城域网与接入网技术的研究与发展网络与信息安全技术的研究与发展

1.1.2计算机网络的形成

1946年世界上第•台电子数字计算机ENIAC诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的

联系；

20世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面防空系统(SAGE)的研究开始

了计算机技术与通信技术相结合的尝试；

随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求，网络用户希望通过网络实现计算机

资源共享的目的；

典型的研究成果是ARPAnet»

1.1.3网络体系结构与协议标准化的研究

一些大的计算机公司纷纷提出了各种网络体系结构与网络协议：

国际标准化组织(ISO)成立专门委员会研究网络体系结构与网络协议国际标准化问题；

ISO正式制订了开放系统互连参考模型，制订了一系列的协议标准；

在1969年ARPAnet的实验性阶段，研究人员就开始了TCP/IP协议雏形的研究；

TCP/IP协议的成功促进了Internet的发展，Internet的发展乂进一步扩大了TCP/IP协议的影

响。

1.1.4Internet的应用与网络计算技术发展

Internet的广泛应用促进了电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗、分布式计算与多媒

体网络应用的发展；

高速局网络技术发展迅速，FastEthernet、GigabitEthernet、lOGb/s的Ethernet已开始进入

实用阶段，速率为lOOGb/s的Ethernet网正在研究之中；

基于光纤与IP技术的宽带城域网与宽带接入网技术已经成为研究、应用与产业发展的热点

问题之一；

网络计算技术已经成为重要的网络应用与研究领域。

基于Web技术的Internet应用的高速发展

搜索引擎应用P2P应用播客podcast应用博客blog应用即时通信应用网络电视应用

1.1.5宽带网络与无线网络技术的研究与发展

20世纪80年代后期提出了城域网MAN的概念；

城域网是以光纤为传输介质，能够提供高传输速率、支持综合业务数据传输、覆盖跨度在

50公里到100公里的城市范围，实现高速宽带传输的数据通信网络；

早期的城域网的首选技术光纤环网，产品是光纤分布式数据接口FDDL

宽带城域网概念的产生

当前城域网的概念泛指网络运营商在城市范围内提供各种信息服务业务的所有网络；

它是以宽带光传输网为开放平台，以TCP/IP协议为基础，与运营商的广域计算机网络、广

播电视网、传统电话交换网PSTN互连互通的本地综合'业务网络；

为了满足语音、数据、图像、多媒体应用的需求，现实意义上的城域网一定是能提供高传输

速率和保证服务质量的网络系统；

——传统意义上的城域网扩展到宽带城域网

宽带城域网在网络概念与技术上引起的重大变化：

宽带城域网使得传统的局域网、城域网与广域网在技术上的界限越来越模糊；

宽带城域网使得传统的电信传输网技术与计算机网络技术的界限越来越模糊：

宽带城域网使得传统的电信服务业务与Internet应用的界限越来越模糊；

宽带城域网使得电信传输网、计算机网络与广播电视网的界限越来越模糊。

1.2计算机网络的定义与分类

1.2.1计算机网络定义的基本内容

资源共享观点的定义：以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合。

网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享；

互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机系统”；

连网计算机在通信过程中必须遵循相同的网络协议。

1.2.2计算机网络的分类

计算机网络的分类方法主要的是以下两种：

根据网络所使用的传输技术分类

根据网络的覆盖范围与规模分类

1-按网络传输技术进行分类

通信信道的类型有两类：广播通信信道点-点通信信道

相应的计算机网络也可以分为两类：广播式网络点-点式网络

2.按网络的覆盖范围进行分类

按覆盖的地理范围进行分类，计算机网络可以分

为以下三类：局域网LAN)城域网MAN)广域网WAN)

局域网的技术特点

覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各

类信息处理设备连网的需求；

提供高数据传输速率(10Mb/s〜10Gb/s)、低误码率的高质量数据传输环境；

一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展；

从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享介质式局域网与交换式局域网两类。

局域网的应用领域

个人计算机局域网大型计算设备群的后端网络存储区域网络办公室与实验室的网络企

业与学校的主干网

城域网的技术特点

城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络；

城域网设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需

求；

实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能；

城域网在技术上与局域网相似。

广域网的技术特点

广域网也称为远程网；

覆盖的地理范围从儿十公里到儿千公里；

覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络；

通信子网主要使用分组交换技术；

它将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。

1.3计算机网络的组成与结构

计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能：

早期计算机网络主要是广域网，它从逻辑功能上分为资源子网和通信子网两个部分；

资源子网一负责数据处理的主计算机与终端

通信子网一负责数据通信处理的通信控制处理机与通信线路

资源子网和通信子网结构示意图

1.3.1资源子网的概念

资源子网的组成

主机终端终端控制器外设软件资源信息资源

主机(host)大型机、中型机、小型机、工作站或微机

终端(terminal)

用户访问网络的界面；

终端可以是简单的输入、输出终端，也可以是带有微处理机的智能终端；

终端可以通过主机连入网内，也可以通过通信控制处理机连入网内。

1.3.2通信子网的概念

早期的ARPAnet中，承担通信控制处理机功能的设备是接口报文处理机IMP,也就是现在

广泛使用的路由器；

IMP将主机和终端连入网内；

IMP完成分组接收、校验、存储、转发功能；

1.3.3现代网络结构的变化

随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计算机是通过局域网连入广域网，而局域网与广域

网、广域网与广域网的互连是通过路由器实现的；

在Internet中，用户计算机需要通过校园网、企、也网或ISP联入地区主干网，地区主干网通

过国家主干网联入国家间的高速主干网，这样就形成一种由路由器互联的大型、层次结构的

网际网的Internet网络结构。

Internet网络结构示意图

1.4计算机网络的拓扑构型

1.4.1计算机网络拓扑的定义

拓扑学是儿何学的一个分支，是从图论演变而来。

拓扑学首先把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究

了点、线、面之间的关系；

计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各

实体间的结构关系；

计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型；

拓扑设计对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。

1.4.2计算机网络拓扑的分类

1.网络拓扑一按通信子网中通信信道类型分类

通信信道类型：广播信道点-点线路

广播信道的特点：•个公共的通信信道被多个网络结点共享；

广播信道通信子网4种基本拓扑构型：总线型环型树型无线通信与卫星通信型

点-点线路的通信子网基本拓扑构型

点-点线路的特点：一每条物理线路连接一对结点

点-点线路的通信子网4种基本拓扑构型：星型环型树型网状型

1.5分组交换技术的基本概念

广域网中的数据交换技术

线路交换(circuitexchanging)

存储转发(store-and-forwardexchanging)交换

存储转发交换技术

报文(messageexchanging)

报文分组交换(packetexchanging)

线路交换方式

线路交换是面向连接的服务；

两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路

连接；

线路交换在数据传输过程中要经过建立连接、数据传输与释放连接的三个阶段；

线路交换方式的优点是：通信实时性强，适用于交互式会话类通信；

线路交换方式的缺点是：对突发性通信不适应，系统效率低，系统不具有存储数据的能力，

不能平滑交通量。

存储转发交换方式

存储转发交换方式与线路交换方式的主要区别：

发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元(报文或报文分

组)进入通信子网；

通信子网中的结点是通信控制处理机，它负责完成数据单元的接收、差错校验、存储、路选

和转发功能。

存储转发方式的优点

由于通信子网中的通信控制处理机可以存储分组，多个分组可以共享通信信道，线路利用率

高；

通信子网中通信控制处理机具有路选功能，可以动态选择报文分组通过通信子网的最佳路

径；

可以平滑通信量，提高系统效率；

分组在通过通信子网中的每个通信控制处理机时，均要进行差错检查叮纠错处理，因此可以

减少传输错误，提高系统可靠性；

通过通信控制处理机可以对不同通信速率的线路进行转换，也可以对不同的数据代码格式进

行变换。

报文与报文分组

数据通过通信子网传输时可以有报文(message)与报文分组(packet)两种方式：

报文传输：不管发送数据的长度是多少，都把它当作一个逻辑单元发送；

报文分组传输：限制一次传输数据的最大长度，如果传输数据超过规定的最大长度，发送结

点就将它分成多个报文分组发送。

报文和报文分组结构

由于分组长度较短，在传输出错时，检错容易并且重发花费的时间较少；

限定分组最大数据长度，有利于提高存储转发结点的存储空间利用率与传输效率：

公用数据网采用的是分组交换技术。

3.7.3数据报方式

数据报是分组存储转发的一种形式；

在数据报方式中，分组传送之间不需要预先在源主机与目的主机之间建立“线路连接”；

源主机所发送的每一个分组都可以独立地选择一条传输路径；

每个分组在通信子网中可能是通过不同的传输路径到达目的主机。

数据报方式的工作原理示意图

数据报工作方式的特点

同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网；

同报文的不同分组到达目的结点时可能出现乱序、重复与丢失现象；

每一个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址；

数据报方式报文传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信。

虚电路方式

虚电路方式试图将数据报方式与线路交换方式结合起来，处分发挥两种方法的优点，以达到

最佳的数据交换效果；

数据报方式在分组发送之前，发送方与接收方之间不需要预先建立连接。虚电路方式在分组

发送之前，需要在发送方利接收方建立一条逻辑连接的虚电路；

虚电路方式与线路交换方式相同，整个通信过程分为以下三个阶段：虚电路建立、数据传输

与虚电路释放阶段。

虚电路方式

虚电路的特点

在每次分组发送之前，必须在发送方与接收方之间建立一条逻辑连接。这是因为不需要真正

去建立一条物理链路，连接发送方叮接收方的物理链路已经存在；

诙通信的所有分组都通过这条虚电路顺序传送，因此报文分组不必带目的地址、源地址等

辅助信息。分组到达目的结点时不会出现丢失、重复与乱序的现象；

分组通过虚电路上的每个结点时;结点只需要做差错检测，而不需要做路径选择；

通信子网中每个结点可以和任何结点建立多条虚电路连接。

虚电路方式与线路交换方式的不同之处

虚电路是在传输分组时建立起的逻辑连接，称为“虚电路”是因为这种电路不是专用的。每

个结点到其它结点间可能有无数条虚电路存在；

一个结点可以同时与多个结点之间具有虚电路；

每条虚电路支持特定的两个结点之间的数据传输。

由于虚电路方式具有分组交换与线路交换两种方式的优点，因此在计算机网络中得到了广泛

的应用。

1.6典型计算机网络

ARPANET

NSFNET

Internet

Internet2

1.6.1ARPAnet

1969年11月，实验性的ARPAnet开通；

1975年，ARPAnet已经连入了100多台主机，并且结束了网络实验阶段，移交美国国防部

国防通信局正式运行；

1983年1月，ARPAnet向TCP/IP的转换结束；

80年代中期，ARPAnet成为Internet的主干网；

1990年，ARPAnet退役。

—ARPAnet对网络的产生马发展产生了重要的影响。

1.6.2NSFnet

1984年NSF决定组建NSFnet；

NSFnet采取的是一种层次型结构，分为主干网、地区网与校园网；

1990年NSFnet主干网的传输速率为44.746Mb/s：

1995年4月1日，NSF和MCI合作创建了NvBS(veryhigh-speedbackboneservice)；

vBNS主干网运行的速率范围是从622Mb/s(OC12)到4.8Gb/s(OC48)。

1.6.3Internet

80年代中期人们开始认识到Internet的重要作用；

90年代是Internet历史上发展的最快的时期；

Internet应用主要有E-mail、WWW、Telnet,FTP与Usenet等，随着Internet规模和用户的

不断增长，Internet上的应用领域也进一步得到开拓；

从用户的角度来看，Internet是一个全球范围的信息资源网；

从网络结构角度看，Internet是一个由路由器互联起来的大型网际网。

1.6.4Internet!

由于Internet的商业化，业务量增多，导致网络性能降低；

1996年10月，一些大学申请建立Internet?,为其成员组织服务，初始运行速率可达lOGb/s；

Internet?可以用于多媒体虚拟图书馆、远程医疗、远程教学、视频会议、视频点播VOD、

天气预报等领域；

Internet2在网络层运行的是IPv4,同时也支持IPv6业务，希望形成下•代Internet的技术与

标准；

人们希望利用更加先进的网络服务技术，开展全球通信、数字地球、环境检测预报、能源与

地球资源的利用研究，以及紧急事务的快速反应系统的研究与应用。

从ARPAnet到Internet2的发展过程

1.7网络计算研究与应用的发展

1.7.1网络计算的基本概念

移动计算网络的研究与应用

网络多媒体计算的研究与应用

网络并行计算的研究与应用

存储区域网络的研究与应用

“计算”这个词在不同的时代有不同的内涵；

20世纪初，图灵设计的第一个理论计算机模型和第一台电子计算机ENIAC问世，从那时以

来，人类开始进入了计算机计算时代；

需求和计算机能力迅速交替上升，而每•次计算能力的重大进步都会对科学和人类生活带来

重大的影响；

电子邮件、Web服务、电子商务与1P电话己给我们的生活带来了很多变化，但是这仅仅是

一个开始：

网络带宽迅速地增长，软件越来越丰富，网络用户数与日剧增，人们的生活、学习和工作将

离不开网络，21世纪人类将进入的网络计算时代；

网络时代的“计算”已经有了更为广泛的含义；

网络将被看作是最强有力的超级计算环境，它包含了丰富的计算、数据、存储、传输等各类

资源，用户可以在任何地方登录，处理以前不能完成的问题；

人们可以在不同的地点，很多人共同完成大型的科学计算和工程设计；

学生可以在网上听世界任何•家其它大学知名教授的讲座，查阅全球的数字图书馆的图书、

文献；

电话、电视机、收音机、空调和家庭安全装置等各种信息家电都可以联入网络，可以用户在

异地和移动过程中控制和管理。

1.7.2移动计算网络的研究与应用

移动计算网络是当前网络领域中一个重要的研究课题；

移动计算是将计算机网络和移动通信技术结合起来，为用户提供移动的计算环境和新的计算

模式，其作用是在任何时间都能够及时、准确地将有用信息提供给在任何地理位置的用户；

移动计算技术可以使用户在汽车、飞机或火车里随时随地办公，从事远程事务处理、现场数

据采集、股市行情分析、战场指挥、异地实时控制等。

无线网络的研究与发展

无线城域网与IEEE802.16标准

无线局域网与IEEE802.il标准

无线个人区域网络与IEEE802.15标准

无线自组网Adhoc以无线传感器网络WSN、无线网格网WMN

Adhoc网络的基本结构

无线传感器网络WSN的基本结构

1.7.3多媒体网络的研究与应用

多媒体网络的基本概念

通过网络和多媒体技术的结合，参与者与计算机组成了个统•的虚拟环境。在网络多媒体

系统所提供的虚拟空间中，多台计算机及其用户通过网络构成一个分布式交互仿真环境；

多媒体网络需要支持多媒体传输所需要的交互性与实时性要求；

典型的网络多媒体系统有网络视频会议系统、分布式多媒体交互仿真系统、远程教学系统与

远程医疗系统。

多媒体网络应用对数据通信的要求

高传输带宽要求

不同类型的数据对传输的要求不同

网络中的多媒体流传输的连续性与实时性要求

网络中多媒体数据传输的低时延要求

网络中的多媒体传输同步要求

网络中的多媒体的多方参与通信的特点

传统网络对多媒体应用的不适应及解决的思路

改进传统网络的方法主要是：增大带宽改进协议

增大带宽的主要方法是：增大传输介质的带宽提高路由器性能

改进协议：

改进协议最直接有效的方法是支持IP多播通信；

支持多媒体网络QoS的协议之一是资源预留协议(resourcereservationprotocol,RSVP)；

区分服务DiffServ是根据每类服务进行控制：

多协议标识交换(multiprotocollabelswitching,MPLS)技术的提出主要是为了更好地将IP协

议与ATM高速交换技术结合起来，实现IP分组的快速交换：

1.7.4网络并行计算的研究与应用

基于网络的并行计算：集群计算工作站网络可扩展的计算元计算

网格计算

网格计算被定义为一个广域范围的无缝的集成和协同计算环境：

网格计算不仅提供利用超级计算能力与环境，还是一种基础组织。它把各种其他类远程资源

和设备组织成统的整体，这些设备包括从传感器到数据源、从超级计算机到个人数字设备

等广泛的领域，对用户提供最普遍的服务；

网格计算可以分为：计算型网格与访问型网格；

1.7.5存储区域网络的研究与应用

Internet与存储技术的结合，数据存储数量的剧增和对数据高效管理的要求导致了存储区域

网络SAN和网络连接存储NAS的出现；

网络存储个重要的发展趋势是存储服务提供商SSP的出现：

SSP将提供Internet存储服务和资源。

第2章网络体系结构与网络协议

2.1网络体系结构的基本概念

2.1.1网络协议的概念

网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准；

网络协议的三要素：语义、语法与时序；

语义：用于解释比特流的每一部分的意义；

语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义；

时序：事件实现顺序的详细说明。

现实社会存在的邮政系统

2.1.2协议、层次、接口与体系结构的概念

计算机网络的四个重要的概念：层次(layer)协议(protocol)接口体系结构层次(layer)

层次是人们对复杂问题处理的基本方法；

将总体要实现的很多功能分配在不同层次中：

对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定：

不同的系统分成相同的层次；

不同系统的最低层之间存在着“物理”通信；

不同系统的对等层次之间存在着“虚拟”通信；

对不同系统的对等层之间的通信有明确的通信规定；

高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务的具体实现方法。

接口(interface)

接口是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点；

同一个结点的相邻层之间存在着明确规定的接口，低层向高层通过接口提供服务；

只要接口条件不变、低层功能不变，低层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系

统的工作。

网络体系结构(networkarchitecture)

一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的协议集；

网络协议是按层次结构来组织的；

网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结构；

网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行了精确的定义：

体系结构是抽象的，而实现是指能够运行的一些硬件和软件。

2.1.3网络体系结构的研究方法

层次结构研究方法的优点：

各层之间相互独立;灵活性好;各层都可以采用最合适的技术来实现;易于实现和维护；

有利于促进标准化。

2.2OSI参考模型

2.2.1OSI参考模型的基本概念

在制定计算机网络标准方面，起着很大作用的两大国际组织是：国际电报与电话咨询委员会

国际标准化组织

CCITT与ISO的工作领域是不同的：

CCITT主要是考虑通信标准的制定

ISO主要是考虑信息处理与网络体系结构

在OSI中的“开放”是指只要遵循OSI标准，-个系统就可以与位于世界上任何地方、同

样遵循同标准的其它任何系统进行通信：

OSI标准中，采用的是三级抽象：体系结构服务定义协议说明(protocolspecification)

体系结构

开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包括的可能的服务；

作为一个框架来协调和组织各层协议的制定；

对网络内部结构最精炼地概括与描述。

服务定义

详细地说明了各层所提供的服务；

某一层的服务就是该层及其以下各层的一种能力；

低层的服务是通过接口向上一层提供的；

各层所提供的服务与这些服务是如何实现的无关；

定义了层与层之间的接口与各层使用的原语，但不涉及接口是具体实现的。

协议说明

OSI标准中的各种协议精确地定义了：

应该发送什么样的控制信息；

如何解释这个控制信息。

协议的规程说明具有最严格的约束。

OSI参考模型只是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定；

在OSI的范围内，只有各种的协议是可以被实现的，而各种产品只有和OSI的协议相一致

时才能互连；

OSI参考模型并不是一个标准，而是一个在制定标准时所使用的概念性的框架。

2.2.2OSI参考模型的结构

ISO划分七层结构的基本原则：

网中各结点都具有相同的层次；

不同结点的同等层具有相同的功能；

同一结点内相邻层之间通过接口通信；

每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；

不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。

2.2.3OSI参考模型各层的功能

物理层的主要功能：

利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接：

实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务；

物理层的数据传输单元是比特。

数据链路层的主要功能：

在物理层提供的服务基础匕数据链路层在通信的实体间建立数据链路连接传输以“帧”为

单位的数据包;采用差错控制叮流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。

网络层的主要功能：

通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径；为数据在结点之间传输创建逻辑

链路；实现拥塞控制、网络互连等功能。

传输层的主要功能：

向用户提供可靠端到端(end-to-end)服务；

处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题；

传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。

会话层的主要功能：

负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点到点传输不中断；

管理数据交换。

表示层的主要功能：

数据格式变换；

数据加密与解密；

数据压缩与恢复。

应用层的主要功能：

为应用程序提供了网络服务；

应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同工作的应用程序之间的同步；

建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制。

2.2.4OSI环境中的数据传输过程

1.OSI环境(OSIenvironment)2.OSI环境中的数据传输过程

在网络体系结构中讨论的服务可以分为通信子网对网络中数据传输所提供的服务，与整个网

络系统为用户提供的服务；

通信子网的服务是指通信子网对主机间数据传输的效率和可靠性所提供的保证机制；

通信服务可以分为两大类：面向连接服务(connect-orienledservice)无连接服务(connectless)

理解网络服务需要注意的问题

面向连接服务与无连接服务对实现服务的传输可靠性与协议复杂性有很大的影响；

根据主机间数据传输的可靠性要求和效率的不同，设计者可以选择面向连接服务与无连接服

务的类型；

在网络数据传输的各层，如物理层、数据链路层、网络层与传输层都会涉及面向连接服务与

无连接服务的问题。

面向连接服务的特点

面向连接服务的数据传输过程必须经过连接建立、连接维护与释放连接的三个过程；

面向连接服务的在数据传输过程中，各分组可以不携带目的结点的地址；

面向连接服务的传输连接类似一个通信管道发送者在一端放入数据接收者从另一端取出数

据；

面向连接数据传输的收发数据顺序不变，传输可靠性好，但是协议复杂，通信效率不高。

无连接服务的特点

无连接服务的每个分组都携带完整的目的结点地址，各分组在系统中是独立传送的；

无连接服务中的数据传输过程不需要经过连接建立、连接维护与释放连接的三个过程；

数据分组传输过程中，目的结点接收的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象；

无连接服务的可靠性不好，但是协议相对简单，通信效率较高。

确认和重传机制的特点

网络数据传输的可靠性一般通过确认和重传机制保证；

确认是指数据分组的接收结点在正确地接收到每个分组后，要求向发送结点发回接收分组的

确认信息；

在规定的时间内，如果发送结点没有接收到接收结点的确认信息，就认为该数据分组发送失

败，发送结点重新发送该数据分组；

确认和重传机制可以提高数据传输的可靠性，但是它需要制定较为复杂的确认和重传协议,

并且需要增加网络额外的通信负荷，占用网络带宽。

服务类型与服务质量

通信协议四种类型

面向连接与确认服务；

面向连接与不确认服务；

无连接与确认服务：

无连接与不确认服务；

设计者可以根据不同的通信要求，决定选择不同

的服务类型。

2.3TCP/IP参考模型

2.3.1TCP/IP参考模型的发展

在TCP/IP协议研究初期，并没有提出参考模型；

1974年Kahn定义了最早的TCP/IP参考模型；

80年代Leiner、Clark等人对TCP/IP参考模型进一步的研究；

TCP/IP协议一共出现了6个版本，后3个版本是版本4、版本5与版本6；

目前我们使用的是版本4,它的网络层IP协议一般记作IPv4；

版本6的网络层IP协议一般记作IPv6(或IPng,IPnextgeneration)；

IPv6被称为下一代的IP协议。

TCP/IP协议的特点

开放的协议标准；

独立于特定的计算机硬件与操作系统；

独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互连网中；

统•的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址；

标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。

2.3.2TCP/IP参考模型各层的功能

应用层(applicationlayer)传输层(transportlayer)互联层(internetlayer)主机-网络

TCP/IP参考模型与0SI参考模型的对应关系

主机-网络层

参考模型的最低层，负责通过网络发送和接收IP数据报；

允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议，如局域网的Ethernet、令牌网、分组交

换网的X.25、帧中继、ATM协议等；

当一种物理网被用作传送IP数据包的通道时，就可以认为是这一层的内容；

充分体现出TCP/IP协议的兼容性与适应性，它也为TCP/IP的成功奠定了基础。

互联层OSI参考模型网络层无连接网络服务；

处理互联的路由选择、流控与拥塞问题；

IP协议是无连接的、提供“尽力而为”服务的网络层协议。传输层

主要功能是在互连网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的端-端连接；

传输控制协议TCP是一种可靠的面向连接协议；

用户数据报协议UDP是种不可靠的无连接协议。

应用层

应用层协议主要有：远程登录协议Telnet文件传输协议FTP简单邮件传输协议SMTP

域名系统DNS简单网络管理协议SNMP超文本传输协议HTTP

2.4OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较

2.4.1对OSI参考模型的评价

层次数量与内容选择不是很好，会话层很少用到，表示层几乎是空的，数据链路层与网络层

有很多的子层插入；

寻址、流控与差错控制在每一层里都重复出现，降低系统效率；

数据安全性、加密与网络管理在参考模型的设计初期被忽略了；

参考模型的设计更多是被通信的思想所支配，不适合于计算机与软件的工作方式：

严格按照层次模型编程的软件效率很低。

2.4.2对TCP/IP参考模型评价

在服务、接口与协议的区别上不很清楚，一个好的软件工程应该将功能与实现方法区分开，

参考模型不适合于其它非TCP/IP协议族；

TCP/IP参考模型的主机-网络层本身并不是实际的一层；

物理层与数据链路层的划分是必要和合理的，而TCP/IP参考模型却没有做到这点。

2.5网络与Internet协议标准组织及管理机构

网络协议标准组织

RFC文档

Internet草:案

Internet协议标准

Internet管理机构

2.5.1网络协议标准组织

国际电话电报咨询委员会CCITT

ITU

国际标准化组织ISO

电子工业协会EIA

电气与电子工程师协会IEEE

ATM论坛

2.5.2RFC文档

请求评价RFC文档从1969年ARPANET出现时就开始存在；

它们是用于Internet开发团体的最初的技术文档系列；

任何人都可以提交RFC文档，但它并不是一定会成为标准，事实上很多RFC文档都没有实

现；

RFC文档草案对于从事Internet技术研究与开发的技术人员是获得技术发展状况与动态的重

要信息来源；

读者可以很方便地从相关主机使用FTP、Web和其它的检索方式获取这些文档。

读RFC文档时，需要注意的问题：

一是需要确定它是最新的文档，二是需要注意RFC文档的类别；

所有的RFC文档都要经历评论和反馈过程，并且在这一段时间内它们会被划分为不同的类

别；

RFC文档一旦被提交，IFTF和IAB组织将审查RFC文档，通过后可以成为一项标准；

RFC文档按照它发展与成熟的过程可以分为标准、草案标准、提案标准、实验性的、信息

性或历史性的；

RFC文档又可以分为被要求、被推荐、被选择、受限制使用或不被推荐。

各种RFC文档之间的关系

2.5.3Internet管理机构

国家科学基金会NSF

Internet协会ISOC

Internet体系结构委员会IAB

Internet工程任务组IETF

Internet工程指导委员会IESG

Internet研究任务组IRTF

Internet网络信息中心InterNIC

Internet地址分配授权机构IANA

WWW联盟

第3章物理层

3.1物理层与物理层协议的基本概念

3.1.1物理层的基本概念

通信子网分为点-点通信线路通信子网与广播信道通信子网；

广域网主要采用点到点通信线路，局域网与城域网一般采用广播信道；

由于技术上存在较大的差异，因此在物理层和数据链路层协议上出现了两个分支，一类是基

于点-点通信线路，另一类是基于广播信道。

3.1.2物理层基本服务功能

物理层设计时主要考虑的是如何在连接开放系统的传输介质上传输各种数据的比特流；

计算机网络可以利用的物理传输介质与传输设备存在着很大的差异，设计物理层的主要目的

是向数据链路层屏蔽通信技术的差异性；

数据链路实体通过与物理层的接口，将数据传送给物理层，通过物理层按比特流的顺序，将

信号传输到另一个数据链路实体。

3.1.3物理层向数据链路层提供的服务

物理连接的建立、维护与释放；

物理连接分为点-点连接与多点连接；

数据传输分为全双工、半双工与单工方式；

数据传输分为串行传输方式与并行传输方式；

串行传输方式的物理数据服务单元是位；

并行传输方式的物理数据服务单元是N位，N为并行连接的物理通道数。

3.2数据通信的基本概念

3.2.1信息、数据与信号

1.信息的基本概念

通信的目的是交换信息，信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机产生

的信息一般是字母、数字、语音、图形或图像的组合；

为了传送这些信息，首先要符字母、数字、语音、图形或图像用二进制代码的数据来表示;

为了传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号编码的方式表示；

数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列的

模拟或数字信号的过程。

信息编码标准

ASCII码被国际标准化组织ISO接受，成为国际标准ISO646,又称为国际5号码；

它用于计算机内码，也用做数据通信中的编码标准；

ASCII码采用7位二进制比特编码，可以表示128个字符；

字符分为图形字符与控制字符两类。图形字符包括数字、字母、运算符号、商用符号等。

多媒体网络应用

利用数字通信系统来实现多媒体信息的传输是通信技术研究的重要内容之一；

与文本、图形信息传输相比较，语音、图像信息传输要求数据通信系统具有高速率与低延时

的特性；

多媒体技术在网络中的应用，将对数据通信系统提出更高的要求。

2.信号的概念

信号是数据在传输过程中电信号的表示形式；

模拟信号(analogsignal)的信号电平是连续变化的；

数字信号(digitalsignal)是用两种不同的电平去表示0、1比特序列的电压脉冲信号表示;

按照在传输介质上传输的信号类型，通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。

模拟信号波型

数字信号波型

3.2.2数据传输类型与通信方式

网络中两台计算机通信的过程

网络通信系统设计中要解决的几个基本问题：

数据传输类型模拟通信数字通信

数据通信方式串行通信、并行通信单工通信、半双工或全双工通信

同步方式同步通信异步通信

串行通信与并行通信

单工、半双工与全双工通信

同步通信与异步通信

3.2.3传输介质的主要类型

双绞线

同轴电缆

光纤电缆

无线与卫星通信信道

1.双绞线的主要特性

屏蔽双绞线STP

非屏蔽双绞线UTP

2.同轴电缆的主要特性

3.光缆的主要特性

单模光纤与多模光纤的比较

4.无线与卫星通信技术

电磁波的传播有两种方式：

以无线方式一种是在自由空间中传播

以有线方式在同轴电缆、双绞线、光纤中传输

目前以无线方式进行通信的主要有：无线(radio)微波红外可见光(visiblelight)

(1)微波通信

视距传播

(2)蜂窝无线通信

多址接入方法：

频分多址接入(FDMA)时分多址接入(TDMA)码分多址接入(CDMA)

(3)卫星通信

3.3数据编码技术

3.3.1数据编码类型

3.3.2模拟数据编码方法

传统的电话通信信道是为传输语音信号设计的，只适用于传输音频范围(300Hz〜3400Hz)

的模拟信号，无法直接传输计算机的数字信号；

为了利用模拟语音通信的电话交换网实现计算机的数字数据信号的传输，必须首先将数字信

号转换成模拟信号；

将发送端数字数据信号变换成模拟数据信号的过程称为调制，将调制设备称为调制器

(modulator)；

将接收端模拟数据信号还原成数字数据信号的过程称为解调，将解调设备称为解调器

(demodulator)；

同时具备调制与解调功能的设备称为调制解调器(modem)。

在调制过程中，选择音频范围内的某一角频率3的正(余)弦信号作为载波，该正(余)弦

信号可以写为：

u(t)=um,sin(3t+60)

3个可以改变的电参量：振幅um角频率3相位6

可以通过变化3个电参量，来实现模拟数据信号编码的目的。

1.振幅键控(amplitudeshiftkeying,ASK)

um,sin(3lt+60)数字1

u(t)=0数字0

振幅键控ASK信号实现容易，技术简单，但抗干扰能力较差。

2.移频键控(frequency-shiftkeying,FSK)

urn,sin(«11+(l>0)数字1

u(t)=um,sin(w2t+0)数字0

移频键控FSK信号实现容易，技术简单.，抗干扰能力较强，是目前最常用的调制方法之一。

3.移相键控(phase-shiftkeying,PSK)

绝对调相um,sin(wt+0)数字1

u(t)=um•sin(3t+n)数字0

移相键控可以分为：绝对调相相对调相二相调相多相调相

3.3.3数字数据编码方法

基带传输在基本不改变数字数据信号频带(即波形)的情况下直接传输数字信号，可以达到

很高的数据传输速率与系统效率；

在基带传输数字数据信号的编码方式主要有：非归零码NRZ曼彻斯特(manchester)编码

差分曼彻斯特(differencemanchester)编码

1.非归零码NRZ

NRZ码的缺点是无法判断一位的开始与结束，收发双方不能保持同步；

为保证收发双方的同步，必须在发送NRZ码的同时，用另一个信道同时传送同步信号；

如果信号中“1”与“0”的个数不相等时，存在直流分量。

2.曼彻斯特(manchester)编码

曼彻斯特编码的规则：

每比特的周期T分为前T/2与后T/2两部分；

通过前T/2传送该比特的反码，通过后T/2传送该比特的原码：

曼彻斯特编码的优点：

每个比特的中间有一次电平跳变，两次电平跳变的时间间隔可以是T/2或T

利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号

曼彻斯特编码信号乂称做“自含钟编码”信号，发送曼彻斯特编码信号时无需另发同步信

号。

差分曼彻斯特(differencemanchester)编码差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进。

差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码不同点主要是：

每比特的值根据其开始边界是否发生跳变来决定；

一个比特开始处出现电平跳变表示传输二进制0,不发生跳变表示传输二进制I。

3.3.4脉冲编码调制方法

采样

量化

编码

PCM用于数字语音系统：

声音分为128个量化级；

每个量化级采用7位二进制编码表示：

采样速率为8000样本/秒；

数据传输速率应达到7位X8000/秒=56kb/s；

如果每个量化级采用7+1=8位二进制编码表示；

数据传输速率应达到8位X8000/秒=64kb/so

3.4基带传输技术

3.4.1基带传输的定义

在数据通信中表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号；

矩形脉冲信号就叫做基带信号；

矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带,简称为基带；

在数字信道上直接传送基带信号的方法称为基带传输；

在发送端基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的基带信号，如曼彻斯特编码或差分

曼彻斯特编码信号；

在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号；

基带传输是一种最基本的数据传输方式。

3.4.2通信信道带宽对基带传输的影响

通信信道带宽对数据信号传输中失真的影响很大；

信道带宽越宽，信号传输的失真越小。

3.4.3数据传输速率的定义与信道速率的极限

数据传输速率的定义

数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一；

数据传输速率在数值上，等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒，

记做b/s；

常用的数据传输速率单位有：Kb/s、Mb/s、Gb/s与Tb/s,其中：

lKb/s=1x103b/s

1Mb/s=1x106b/s

IGb/s=1x109b/s

ITb/s=1x1012b/s

信道速率的极限值

奈奎斯特准则：二进制数据信号的最大数据传输速率

Rmax与通信信道带宽B(B=f,单位Hz)

的关系为Rmax=2•f(b/s)；

香农定理：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率Rmax与信道带宽B,

信噪比S/N的关系为Rmax=B•Iog2(1+S/)S/N为信噪比;

3.6.1多路复用技术的分类

频分多路复用FDM

波分多路复用WDM

时分多路复用TDM

3.6.2频分多路复用

在一条通信线路设计多路通信信道；

每路信道的信号以不同的载波频率进行调制；

各个载波频率是不重叠的，那么一条通信线路就可以同时独立地传输多路信号。

贝尔系统的T1载波

24路音频信道复用在一条通信线路上；

每路音频模拟信号在送到多路复用器之前，要通过个PCM编码器；

编码器每秒取样8000次；

24路PCM信号的每一路轮流将一个字节插入到帧中；

每个字节的长度为8位，其中7位是数据位，1位用于信道控制；

每帧由24X8=192位组成，附加一位作为帧开始标志位，所以每帧共有193位；

发送-•帧需要125毫秒；

T1我波的数据传输速率为1.544Mb/so

3.6.3波分多路复用

光纤通道(fiberopticchannel)技术采用了波长分隔多路复用方法，简称为波分复用WDM;

在一根光纤上复用80路或更多路的光载波信号称为密集波分复用DWDM；

目前一根单模光纤的数据传输速率最高可以达到20Gb/s。

3.6.4时分多路复用

时分多路复用是将信道用于传输的时间划分为若干个时间片；

每个用户分得一个时间片；

在其占有的时间片内，用户使用通信信道的全部带宽。

时分多路复用的分类

3.7同步数字体系SDH

SDH发展的背景

早期的数字传输系统与设备暴露出固有的弱点：

数据传输速率不标准，存在着T1与EI两个互不兼容的标准，在高次群的速率方面，日本

乂使用了第三种不兼容的标准；

光设备接口标准不规范，没有国际的标准规范，各个厂家使用自己标准；

数据传输速率不断提高，解决复用系统中的同步问题困难较大。

同步光纤网SONET

同步光纤网的概念由美国贝尔通信研究所首先提出来；

设计同步光纤网的目的是解决光接口标准规范问题，定义同步传输的线路速率的等级体系，

以使不同的厂家的产品可以互连，从而能够建立大型的光纤网络：

1988年ITU-T接受了SONET的概念，并重新命名为同步数字体系SDH,使之不仅仅适用

于光纤，也适用于微波和卫星传输，成为通用性技术体制；

ITU-T对SDH的速率、复用帧结构、复用设备、线路系统、光接口、网络管理和信息模型

等进行了定义，确立了作为国际标准的同步数字体系SDH；

目前各个发达国家都把SDH作为新一代的传输体系,加紧对SDH的研究、开发与应用工作。

SDH速率体系

STS-1帧结构

STM-1参数

总的传输速率：

8X9X90X8000=51.840（Mbps）

线路管理消耗带宽：

8X3X9X8000=1.728（Mbps）

SPE速率：

8X9X87X8000=50.112（Mbps）

SDH的复用结构

SDH速率体系

SONET的OC级与SDH的STM级的速率对应关系

第4章数据链路层

4.1差错产生与差错控制方法

4.1.1为什么要设计数据链路层

在原始物理传输线路上传输数据信号是有差错的；

设计数据链路层的主要目的：将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路；

方法一差错检测差错控制流量控制

作用：改善数据传输质量，向网络层提供高质量的服务。

4.1.2差错产生的原因和差错类型

传输差错一通过通信信道后接收的数据与发送数据不•致的现象；

差错控制一检查是否出现差错以及如何纠正差错；

通信信道的噪声分为两类：热噪声和冲击噪声；

由热噪声引起的差错是随机差错，或随机错；

冲击噪声引起的差错是突发差错，或突发错；

引起突发差错的位长称为突发长度；

在通信过程中产生的传输差错，是由随机差错与突发差错共同构成的。

传输差错产生过程

4.1.3误码率的定义

误码率定义：

二进制比特在数据传输系统中被传错的概率，

它在数值上近似等于：Pe=Ne/N

其中，N为传输的二进制比特总数Ne为被传错的比特数

误码率应该是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数；

对于•个实际的数据传输系统，不能笼统地说误码率越低越好，要根据实际传输要求提出误

码率要求；

对于实际数据传输系统，如果传输的不是二进制比特，要折合成二进制比特来计算；

差错的出现具有随机性，在实际测量一个数据传输系统时，只有被测量的传输二进制比特数

越大，才会越接近于真正的误码率值。

4.1.4检错码与纠错码

纠错码：每个传输的分组带上足够的冗余信息；接收端能发现并自动纠正传输差错。

检错码:分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息；接收端能发现出错，但不能确定哪

•比特是错的，并且自己不能纠正传输差错。

常用的检错码：奇偶校验码垂直奇（偶）校验水平奇（偶）校验水平垂直奇（偶）校验

（方阵码）

循环冗余编码CRC目前应用最广的检错码编码方法之一

4.1.5循环冗余编码工作原理

举例：

标准CRC生成多项式G(x)

CRC-12G(x)=x12+x11+X3+X2+X4-1

CRC-16G(x)=xl6+xl5+x2+l

CRC-CCITTG(x)=xl6+xl2+x5+l

CRC-32G(x)=x32+x26+x234-x22+xl6+xl2+xl1+xlO

+x8+x7+x5+x4+x2+x+1

CRC校验码的检错能力

CRC校验码能检查出全部单个错；

CRC校验码能检查出全部离散的二位错；

CRC校验码能检查出全部奇数个错；

CRC校验码能检查出全部长度小于或等于K位的突发错；

CRC校验码能以［I-(1/2)K-1］的概率检查出长度为(K+1)位的突发错：

如果K=16,则该CRC校验码能全部检查出小于或等于16位的所有的突发差错，并能以1-

(1/2)16-1=99.997%的概率检查出长度为17位的突发错，漏检概率为0.003%：

4.1.6差错控制机制

反馈重发机制反馈重发机制的分类停止等待方式连续工作方式拉回方式选择重发方式

4.2数据链路层的基本概念

4.2.1物理线路与数据链路

线路一链路

物理线路一数据链路

4.2.2数据链路控制

链路管理帧同步流量控制差错控制帧的透明传输寻址

数据链路层协议一为实现数据链路控制功能而制定的规程或协议。

4.2.3数据链路层向网络层提供的服务

数据链路层是OSI参考模型的第2层；

设立数据链路层的主要目的是将原始的、有差错的物理线路变为对网络层无差错的数据链

路；

为了实现这个目的，数据链路层必须实现链路管理、帧传输、流量控制、差错控制等功能；

数据链路层为网络层提供的服务主要表现在：正确传输网络层的用户数据，为网络层屏蔽物

理层采用的传输技术的差异性。

4.3面向字符型协议实例

什么是面向字符型协议?：以字符为控制传输信息的基本单元

ASHC码：格式字符：SOHSTXETBETX(endoftext)

控制字符：ACKNAKENQSYNDLE(datalinkescape)

面向字符型BSC协议的数据报文格式：建立、维护与释放数据

4.4典型数据链路层协议分析一面向比特型

4.4.1HDLC产生的背景

面向字符型数据链路层协议的缺点：

报文格式不一样；

传输透明性不好；

等待发送方式，传输效率低。

面向比特型协议的设计目标：

以比特作为传输控制信息的基本单元；

数据帧与控制帧格式相同；

传输透明性好；

连续发送，传输效率高。

4.4.2数据链路的配置和数据传送方式

数据链路的配置

非平衡配置

平衡配置

非平衡配置中的主站与从站

主站：控制数据链路的工作过程。主站发出命令

从站：接受命令，发出响应，配合主站工作

非平衡配置中的结构特点

点一点方式

多点方式

数据链路的非平衡配置方式

非平衡配置方式

正常响应模式(normalresponsemode,NRM)

主站可以随时向从站传输数据帧：

从站只有在主站向它发送命令帧进行探询(poll),从站响应后才可以向主站发送数据帧。

异步响应模式(asynchronousresponsemode,ARM)

主站和从站可以随时相互传输数据帧；

从站可以不需要等待主站发出探询就可以发送数据；

主站负责数据链路的初始化、链路的建立、释放与差错恢复等功能。

平衡配置方式

链路两端的两个站都是复合站(combinedstation)；

复合站同时具有主站与从站的功能；

每个复合站都可以发出命令与响应；

平衡配置结构中只有异步平衡模式(asynchronousbalancedmode,ABM)；

异步平衡模式的每个复合站都可以平等地发起数据传输，而不需要得到对方复合站的许可。

数据链路的平衡配置方式

4.4.3HDLC的帧结构

F(flag)：固定格式一01111110作用一帧同步传输数据的透明性(零比特插入与删除)

A(address)：地址

C(control)：帧的类型、帧的编号、命令与控制信息

I(information)：网络层数据，Nmax=256B

CRC(checksum)：校验A、C、I字段的数据G(X)=X16+X12+X5+1

零比特插入/删除工作过程

帧类型及控制字段的意义

帧类型

I帧：N(S)—发送帧的顺序号

N(R)—接收帧的顺序号

P/F=Poll/Final,P=1询问，F=1响应

P与F成对出现

S帧：监控功能位

S=00,RR(receiveready)

S=01,RNR(receivenotready)

S=10,RJE(reject)

S=11,SREJ(selectreject)

U帧：用于实现数据链路控制功能

U帧的格式与链路控制功能

4.4.4数据链路层的工作过程

简化的信息帧结构的表示方法

一个信息帧的表示

无编号帧的表示方法

SNRM帧与UA帧结构的表示方法

正常响应

模式数据

链路工作

讨论：数据链路层

与物理层的关系

4.5Internet中的数据链路层

Internet中主要的数据链路层协议

SLIP(SerialLineIP)一串行线路的Internet数据链路层协议

PPP(Point-to-PointProtocol)一点-点协议

SLIP与PPP用于串行通信的拨号线路上，是目前家庭计算机或公司用户通过ISP接到Internet

主要的协议。

PPP协议基本特点

PPP协议是Internet标准，RFC1660、RFC1661定义了PPP协议与帧结构；

PPP协议处理了差错检测，支持面向字符型协议与面向比特型协议，可以支持IP协议及其他

-一些网络层协议(例如IPX协议)；

PPP协议不仅在拨号电话线，并且在路由器一路由器之间的专用线上广泛应用；

ppp协议是在大多数家庭个人计算机和ISP之间使用的协议，它可以作为在高速广域网和社

区宽带网协议族的一部分。

PPP信息帧格式

标志(flag)：01111110

地址(address)：值为^FF"(11111111),表示网中所有的站都接收该帧

控制(control)：值为“03”(00000011)

协议(protocol)：长度为2字节，它标识出网络层协议数据域的

类型。常用的网络层协议的类型主要有：

0021H—TCP/IP

0023H—OSI

0027H—DEC

数据字段：长度可变

链路控制帧(LCP)与网络控制帧(NCP)

链路控制帧(LCP)

网络控制帧(NCP)

第5章介质访问控制子层

5.1局域网与城域网基本概念

5.1.1决定局域网与城域网性能的三要素

网络拓扑传输介质介质访问控制方法

5.1.2局域网拓扑结构类型与特点

网络拓扑结构：

总线型环型星型结构

网络传输介质：双绞线同轴电缆光纤

总线型拓扑构型特点：

总线型局域网的介质访问控制方法采用的是“共享介质”方式；

所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线上；

总线传输介质通常采用同轴电缆或双绞线；

所有结点都可以通过总线传输介质以“广播”方式发送或接收数据，因此出现“冲突

(collision)"是不可避免的；

“冲突”会造成传输失败；

必须解决多个结点访问总线的介质访问控制(MAC.mediumaccesscontrol)问题。

总线结构与冲突

介质访问控制方法要解决以下几个问题：

该哪个结点发送数据？

发送时会不会出现冲突？

出现冲突怎么办？

总线型拓扑的优点：

结构简单.，实现容易；易于扩展，可靠性较好。

环型拓扑构型

结点使用点一点线路连接，构成闭合的物理的环型结构；

环中数据沿着一个方向绕环逐站传输；

多个结点共享一条环通路；

环建立、维护、结点的插入与撤出。

星型拓扑构型

逻辑结构与物理结构的关系

交换局域网(switchedLAN)的物理结构

5.1.3传输介质类型与介质访问控制方法

局