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第二章数据通信

（1）数据通信******两个实体间的数据传输和交换。

2.1数据通信技术

2．1．1模拟数据通信和数字数据通信

（2）模拟数据******在某个区间为连续的值的数据

（3）数字数据******在某个区间为离散的值的数据

（4）模拟、数字数据之间的相互转换问题？

模拟数据通过编码解码器（codec）转换成数字数据,数字信号通过调制解调器转换成模拟数据（modem）

（5）数字信号传输与模拟信号传输各自的优缺点？

模拟传输是一种不考虑内容的传输模拟信号的方法，在传输过程中，模拟信号经过一定距离的传输之后，必定会信号衰减，为实现长距离传输，模拟信号传输都要使用信号放大器，但是，放大器也会增加噪音分量，如果通过串连的放大器来实现长距离传输，信号将会越来越畸形；

与此相反，数字传输与信号有关。

衰减会危及数据的完整性，数字信号只能在一个有限的距离内传输，但为了获得更远的传输距离，可以使用中继器，中继器接收数字信号，将数字信号转换成1的模式和0的模式。

2.1.2多路复用

（1）多路复用的分类及其解释

a.频分多路复用（fdm）

利用传输介质中不同的载波频率来同时运载多个信号的多路复用技术b.时分多路复用（tdm）

利用介质能达到的位传输率超过传输数字数据所需的数据传输率的优点，利用每个信号在时间上交*，从而传输多个数据信号的多路复用技术

（2）t1载波的位结构及传输速率

共193位，第8位是信令和控制信号，第193位是帧编码，传输速率是1.544m/bps

（3）两种pcm载波的传输速率以及t2、t3载波的传输速率

一种是和t1载波一样的1.544m/bps，另一种是2.048m/bps。

t2载波的传输速率是6.312m/bps，t2载波的传输速率是46.304m/bps。

2.1.3异步传输和同步传输

（1）异步传输

一次传输一个字符的数据，每个字符用一个起始位引导，用一个结束位结束，一般起始位为0，停止位为1

（2）同步传输

为了使接收方确定数据块的开始和结束，还需要另外一级的同步，即每个数据块用一个前文（preamble）位的模式开始，用一个后文（postamble）位模式结束,加有前后文的数据称为一帧。

2.2数据交换技术

2.2.1线路交换

（1）什么是线路交换？

通过网络中的节点在两个站点之间建立专用的通信线路进行数据传输的交换方式

（2）线路交换所历经的三个阶段

线路建立，数据传送，线路拆除

2.2.2报文交换

（1）什么是报文交换？

将目的地址附加在报文中，然后让报文从节点到节点的通过网络传输的交换方式

（2）报文交换比较线路交换的优缺点

a．线路效率高

b．无需同时使用发送器和接收器传送数据

c．不会出现如线路交换中因通信量变大而导致的呼叫被封锁现象，只是报文传送延迟

d．可以把一个报文发送到多个目的地

e．能够建立报文的优先权

f．报文交换网络可以进行速度和代码的转换

g．发送部操作终端的保文可以被截获，然后存储或重新选择到另一台终端的路径

h．报文交换的主要缺点是他不能满足实时或交互式的通信要求

2.2.3分组交换

（1）概念解释

分组交换是一种结合了报文交换和线路交换各自优点的交换技术，其中，它采用了限制长度的数据报，以及虚拟连接的虚电路方法，从而达到更好的交换效果。

2.2.4三种交换技术的比较

（1）三种交换技术适用的不同场合

a．对于交互式通信来说，报文交换是不合适的；

b．对于较轻的和/或间歇式负载来说，线路交换是最合算的，因为可以通过电话拨号线路来使用公用电话系统。

c．对于两个站点之间很重的和持续的负载来说，使用租用的线路交换线是最合算的。

d．当有一批中等数量数据必须交换到大量的数据设备时，宁可用分组交换方法，这种技术的线路利用率是最高的。

e．数据报分组交换适用于短报文和具有灵活性的报文。

f．虚电路分组交换事宜浴场交换和减轻各站的处理负担。

2.2.5信元交换

atm（异步转移模式）采用信元交换

2.3数据传送方式

（1）分类

并行通信和串行通信

（2）在并行通信中数据传输所使用的并行数据总线的物理形式

a．计算机内部的数据总线很多就直接是电路板

b．扁平带状电缆

c．圆形屏蔽电缆

2.3.2串行输入/输出

（1）串行输入的特点

串行数据传输中，每次只传送一位数据，速度比并行传输慢，但是，实现串行传输的硬件具有经济性和实用性的特点。

2.3.3串行数据通信

（1）电话系统进行串行通行的三种方式

a.单工通信

b.半双工通信

c.全双工通信

（2）串行数据的传输、接收的定时可以通过数据链路控制来实现

（3）串行数据通信的两种传输方法

a．异步串行传输

通信硬件通过附加同步信息的方法传输数据

b．同步串行传输

同步信息包含在信息块内的方法

（4）同步通信与异步通信的优缺点

a.同步通信取消了每个字节的同步位，从而使数据位在传送为中所占比率增大，提高了传送效率。

b.同步通信容许用户传送没有意义的二进制数据

c.允许pc机用户通过同步通信网络与计算机实现通信

2.4检错与纠错

（1）检错法的概念

检错法是指在传输中仅仅发送足以使接收端能够检测出差错的附加位。

（2）检错法的分类

a．奇偶校验法

b．冗余校验法（lrc）

c．循环冗余校验法（crc）

2.4.2纠错法

（1）自动请求重发（arq）

当发送站向接收站发送数据块时，如果无差错，则接收站回送一个肯定应答，即ack指令；如果接收站检测出错误，则发送一个否定应答，即nck指令，请求重发。

（2）正向纠错法

发送站发送能使接收站检错纠错的冗余位

2.5通信硬件

2.5.1调制解调器

（1）调制解调器是一种数据通信设备（dce）

（2）调制解调器的作用就是将数据在数据格式与模拟格式之间转换

（3）at指令集

a．atd------拨号指令（atdp：

脉冲拨号，atdt音频拨号）

b．&nbs

p;ath------挂机指令

c．ata------应答指令（atso=0表示取消自动应达，=某个非零整数，则表示振铃这个整数次后应答）

d．atz------将调制解调器内寄存器的值设为默认

2.5.2rs-232标准

（1）何谓rs-232

由美国电子工业协会（eia）制定的数据终端设备与数据通信设备在进行串行二进制数据交换时的接口，eiars-232c

（2）rs-232的物理层特性

a.机械特性

接口标准的机械部分指定两个通信装置如何连接。

规定了有两个连接器，接到dce的为母，接到dte的为公。

标准规定使用25针连接器，db25连接器已成为一个事实上的标准。

b.电信号特性

+3v~+15v的正电压表示space

-3v~-15v的负电压表示mark

在-3v~+3v之间构成一个转换区域，实际上，传输通常使用+（-）12v

c.rs-232c引脚分配

i.引脚功能分类

a.数据线路：

分为数据传送和接收两条线路发送数据（td,引脚2），接收数据（rd,引脚3）

b.控制线路：

控制线路传送pc或调制解调器中某些条件的on/off指标来指示该引脚线路的状态处于开启或是关闭

①dtr,引脚20：

数据终端就绪，由pc产生以使调制解调器了解pc已准备就绪

②dsr,引脚6:

数据设备就绪，由modem产生，以告诉pc当modem打开时，已

和电话线路连接好且处于数据传输模式

③rts,引脚4：

请求发送，由pc产生毅同志调制解调器它想要传送数据

④cts,引脚5：

清除发送，由modem产生告诉pc它可以进行数据传送

⑤cd,引脚8：

载波检测，也称为接收线路信号检测装置（rlsd）,有时还称为数据载波检测（dcd）,他告诉pc机调制解调器是否已建立了有效的连接

⑥ri,引脚22：

振铃指示

ii.地

①sg,引脚7：

信号地

②pg,引脚1：

保护地

iii.定时电路

①tc,引脚15：

称为发送定时

②rc,引脚17：

称为接收定时

（3）空调制解调器的连接，关键是将发送数据td和接收数据rd交*连接，实际上是直接通信

2.5.3通信适配器

（1）异步通信适配器

也叫串口，异步通信界面，通用异步接收器/发送器或uart

（2）同步通信适配器

最常用的同步通信适配器是sdlc和bsc

2.6通信软件功能

（1）调制解调器的控制

a.呼叫/回答模式切换

b.自动重拨号

c.电话挂起

（2）数据控制功能

a.流控制（xon/xoff）

b.文件传输

（3）数据操作功能

a.字符过滤

b.转换表

c.终端仿真

（4）特殊功能

a.外部文件操作

b.后台操作

c.回到操作系统

d.编辑器

第三章局域网基本特性

（1）决定局域网特性的主要三种技术：

a.用来传输数据的传输介质

b.用来连接各种设备的拓补结构

c.用以共享资源的介质访问控制方法

这三种技术在很大程度上决定了传输数据的类型、网络的响应、吞吐量和效率，以及网络的应用等各种网络特性。

3.1局域网定义和特性

（1）局域网络的定义

a．将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络

b．从协议层次的观点，局域网可包含着下三层的功能，将连接到局域网络的数据通信设备加上高层协议和网络软件组成为计算机网络。

c．小区域可以是一建筑物内、一个校园或者大至几十公里的大区域。

（2）局域网络的典型特性：

高数据速度（0.1mbps~100mbps），短距离（0.1km~25km）,低误码率（10-8~10-11）

（3）局域网中的协议结构

`包括物理层、数据链路层、网络层，因为局域网不存在路由问题，所以，一般不单独设网络层；因为lan的介质访问控制比较复杂，所以数据链路层分成逻辑链路控制层和介质访问控制层两层

（4）局域网的标准主要为ieee802委员会所制定的ieee802局域网标准

3.2拓补结构

（1）网络拓补的定义

网络中各个节点之间相互连接的方法和形式称为网络拓补。

（2）选择网络拓补时所考虑的主要因素

费用低，灵活性，可*性

3.2.1星型拓补

（1）星型拓补由中央节点和通过点到点链路接到中央节点的各个站点组成，采用星型拓补的交换方式主要有报文交换和线路交换，线路交换更为普遍，现有的数据处理和声音通信的信息网大多采用这种拓补结构，目前流行的pbx就是星型拓补的典型

（2）星型拓补的优缺点：

a．方便服务

b．每个连接只接一个设备

c．不会影响全网

d．集中控制和故障诊断

e．简单的访问协议

f．缺点是

i.电缆长度和安装

ii.扩展困难

iii.依赖于中央节点

3.2.2总线拓扑

（1）总线拓扑的定义

采用单根传输线作为传输介质，所有节点都通过相应的硬件接口连接到传输介质上的拓扑方式

（2）总线拓扑的优点：

a．电缆长度短，布线容易；

b．可*性高；

c．易于扩充。

（3）总线拓扑的缺点：

a．故障诊断困难；

b．中继器配置：

在总线的干线基础上扩充，可采用中继器，需要重新配置，包括电缆长度的剪裁、终端器的调整等。

c．因为接在总线上的站点要有介质访问控制能力，所以终端必须是智能的。

3.2.3环型拓扑

（1）环型拓扑的定义

由一些中继器和连接中继器的点到点链路组成一个闭合环的网络拓扑结构

（2）环型拓扑的优点

a．电缆长度短

b．无需接线盒

c．适用于光纤

（3）环型拓扑的缺点

a．节点故障引起全网故障；

b．诊断故障困难；

c．不易重新配置网络；

d．拓扑结构影响访问协议。

3.2.4树型拓扑

（1）定义

由总线拓扑演变过来，形状象一颗倒置的树，顶端有一个带分支的根，每个分支还可延伸出子分支的网络拓扑结构

（2）优点

a．易于扩展；

b．故障隔离容易。

（3）缺点

对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。

3.2.5星型环拓扑

（1）定义

由一批接在环上的连接集中器组成的，结合了星型拓扑和环型拓扑的优点的网络拓扑结构

（2）优点

a．故障诊断和隔离方便；

b．易于扩展；

c．安装电缆方便。

（3）缺点

a．需要智能的集中器

b．电缆安装问题

3.3介质访问控制（mac）

（1）定义

在局域网中对数据传输介质进行访问管理的方法

（2）共享介质方式中最常用的为载波监听多路访问/冲突检测（csma/cd）和标记环传递方法。

a．csma/cd是以太网中采用的mac方法连接在以太网总线上的任何一个设备在任何时候都可以去尝试发送一个帧。

b．标记环传递是标记环网中采用的mac方法。

标记是一个专用的控制帧，不停的传递于各站点间用来标志环路是否空闲以便站点用来发送数据帧。

c．换方式是不同于共享介质方式的另一种在桥接技术上发展起来的，为解决网络冲突，进一步提高网络有效带宽的一种mac方法。

（3）交换机

a．相当于集线器的位置，但不象集线器那样需要向所有端口重发输入帧，而是去观察此帧的目的地址和源地址，确定“转发”方向。

b．交换机通常是由i/o缓冲、i/o端口和交换部件三部分所组成，经常采用“穿通”、“存储转发”两种内部转发技术。

3.4局域网协议标准

（1）ieee,美国电气和电子工程师学会

（2）局域网协议标准是ieee8802-x标准或称ieee802-x标准，其次还有美国国家标准学会（ansi）x3t9.5委员会制定的fddi标准.

（3）ieee802标准系列的含义及内容简视

ieee802.1-----ieee802.16iso9314（详细内容见教程p44）

3.5lan参考模型

（1）服务访问点sap

（2）逻辑链路控制子层

（3）介质访问控制子层

（4）物理层

第四章局域网系统

☆局域网系统是将小区域内各种通信设备连在一起的通信网络。

4.1总线/树型网络

（1）总线/树拓扑是一个多点介质，多个设备共享单个数据通路，而同时只允许一个设备发送数据。

（2）在总线/树拓扑的多点介质传输中，有两个方面的问题需要特别考虑：

a．要决定介质上哪个站可以发送数据的mac方法；

b．要解决信号平衡问题。

（3）为了满足多点介质中数据传输不会因发送器信号过弱，在信号衰减中达不到信号传输要求；或信号过强以致电路过载，产生谐波和其他假信号。

因此，对于n个站的系统，为了满足上述要求，需要考虑n*（n-1）/2个排列的情况。

（4）两种发送技术：

基带传输（数字信号双向传输的全频发送）和宽带传输（模拟信号的无线电调制，采用fdm复用技术单向传输）

4.1.1基带系统

（1）基带发送技术的最长传输距离是500m，最大站点数是100，数据速率可达到10mbps，可用中继器连接各段总线。

（2）以太网的五大组成部分：

a．收发器

接收或发送信号，监听总线上的信号，检测总线上的信号冲突以及实现站和总线电缆的地隔离。

b．收发器电缆

由四对电缆组成，连接控制器和收发器，他的功能是传送数据和控制信号，给收发器提供电源。

c．50欧姆同轴电缆

d．50欧姆终端匹配器

吸收信号以防止反射效应。

e．控制器。

（3）以太网三种不同大小的结构（见资料p49，图4.5）

（4）基带总线系统也可以用价格便宜但性能较低的双绞线作为传输线，由三部分：

双绞线总线、终端匹配器、控制器接口。

最大长度为1公里，最大数据速率为1m/bps连接站点数达几十个。

4.1.2宽带系统

（1）宽带的发送技术是一种单向传输技术，通常采用75欧姆的有限电视电缆作为传输介质。

并且采用模拟信号传输。

（2）两种不同的宽带结构：

a．单电缆结构采用不同的传输频率发送信号和接收信号，端头是个有源的频率转换器；

b．双电缆结构采用相同的频率发送在不同的通路中发送和接收信号。

c．单电缆结构的缺点：

使用复杂的元件；需要使用频率分*器。

（3）单电缆系统中三个标准分*器及其低、高频带范围

a．子分*器，低频带为5mhz~30mhz，高频带为54mhz~300mhz

b．中分*器，低频带为5mhz~116mhz，高频带为168mhz~300（400）mhz

c．高分*器，低频带为5mhz~174mhz，高频带为232mhz~400mhz

（4）宽带系统由五部分组成：

a．电缆：

a．中继线电缆，直径为0.75英寸~1.0英寸，在300mhz下衰减为每英尺0.7db~1.2db，可达几十公里；

b．分布电缆：

直径为0.4英寸~0.5英寸，衰减为每100英尺1.2db~2.0db，用于短距离和分支电缆；

c．连接站到lan的电缆：

直径为0.25英寸1.0英寸，衰减为每100英尺4db~6db。

b．终端匹配器

c．放大器：

用来补偿电缆的衰减，对低频的系统不需要。

对单电缆的宽带系统，放大器必须是双向的。

d．向偶合器和分*器：

功能是将一个输入分成两个输出，或将两个输入合成一个输出；

e．控制器

4.1.3基带系统和宽带系统的比较

（1）基带系统

优点：

不需用modem，价格便宜；结构、技术简单；容易安装；

缺点：

只有一个通道；容量有限；距离有限；

（2）宽带系统

优点：

容量大；多种通信模式；结构灵活；大的覆盖范围；采用成熟的catv。

缺点：

需要modem，价格贵；安装和维护复杂；两倍的传播延迟。

4.1.4ieee802.3局域网络

（1）ieee802.3是支持csma/cd算法的局域网，最常用的基带ieee802.3局域网络有四种：

a．10base5（主干网，粗缆）

b．10base2（价格便宜，细缆）

c．10base-t（易于维护）

d．10base-f（光纤网，适于楼间互连）

e．详细图形参见p52-p53

4.2环型网

4.2.1环型网工作原理

（1）中继器提供了环型网的三个基本功能：

数据插入环中、接收数据、数据从环中删除

（2）报文进入环中删除的方法：

a．当目的站接收到报文后，即在目的站将报文从环中除去；

b．目的站接收了报问候，报文仍在环中，直到返回发送站才将报文删除，这种方法有三个优点：

a．相对第一种方法，可减少为了识别地址所产生的延迟为一位延迟；

b．由接收站点改变报文的某一标志位，回送至发送站可作为回答响应；

c．允许多点广播。

（3）中继器在环型网运行中的四个状态

a．监听状态：

b．发送状态

c．接收状态

d．旁路状态

4.2.2标记环介质访问控制

（1）标记环三个不同的变化方案

a．当站点获得控制标记后能发送得报文数目；

b．控制标记的形势和位置是包含在信息帧内还是在信息帧外；

c．发送站何时将标记释放给下一个站点。

（2）三种标记环网：

dcs，esm，prime

（3）环型拓扑结构的最大优点是：

由于采用点到点通信链路，被传送的信号在每一结点再生，因此，传送错误可减到最小，整个网的传送距离可很长。

点到点通信的环型结构可采用光纤作为传输介质，具有速度高、抗干扰能力强的优点。

最大缺点是可*性问题。

4.3fddi（光纤分布数据接口）网

（1）fddi网的几个性能指标

是一种高性能的光纤标记环局域网，运行速率为100mbps，最大距离可达200公里，最多可连接1000个站点。

（2）fddi包含了两个光纤环，一个顺时针方向传输，一个逆时针方向传输。

任意一个环发生故障，另一个可做备用，如两个环在同一点发生故障，则两个环可合成一个单环，长度几乎增加一倍，每个站点具有能加入两个环或旁路站点功能的开关。

（3）fddi定义了a和b两类站点，a能连接到两个环上，b只能连接到其中一个环上

（4）fddi使用了4b/5b编码技术，这种编码同曼彻斯特编码的比较失去了时钟自同步的优点，但大大节约了元件费用。

4.4快速以太网

4.4.1快速以太网类型

（1）快速以太网同以太网的比较

高速率、低成本（其他内容参见p58）

（2）快速以太网所支持的三种类型发送接收器

两种用于双绞线（即100base-t4和100base-tx）,一种用于光纤（即100base-fx）

（3）名词解释

utp---------非屏蔽双绞线

stp----------屏蔽双绞线

4.4.2快速以太网产品

（1）快速以太网产品分为适配器和hub

a．适配器

结构简单，一边是总线结构，将数据传送至主机、中继器或hub；另一边接到所选的介质。

b．hub

a）共享机制的中继器

b）交换机值的交换器

4.4.3快速以太网技术

（1）交换技术的两种主要应用形式是折叠式主干网和高速服务器联接

（2）为了支持将交换器的使用逐渐向下过渡，生产快速以太网的厂家开发了具有以下特点的产品：

a．更多的端口数；

b．更大的缓冲；

c．更好的地址过滤；

d．管理工具；

第六章服务器与工作站

（1）基本概念

在局域网的实际应用中，最重要的仍然是资源共享，包括高速的或贵重的外围设备的共享、信息共享、访问文件系统和数据库。

网络服务器和网络工作站是局域网实现资源共享的重要组成部分。

6.1网络服务器

（1）服务器的概念

一种为网上用户所众所周知的，具有固定的地址，并为网上专门提供服务的网络节点。

（2）三种不同的网络服务器类型

a．打印服务器（ps）

b．终端服务器（tc）

c．磁盘服务器

6.1.1打印服务器

（1）打印服务器的主要功能

a．ps驻留在已知的位置，用户通过约定的协议和他通信；

b．送到ps的分组有命令和数据两种，ps负责此类分组的处理；

c．将文件从打印队列中删除或停止；

d．发送的文件分成数据块或者存储起来，或者马上打印；

e．如服务器有故障，可将一个错误标志的码回送给用户；

f．可以有几个打印机同时接入一台打印服务器，在网上也可以配置多台打印服务器

6.1.2终端服务器

（1）终端服务器的概念

在局域网环境下，终端可通过网络接到主机在网上传送数据，将数据包装成分组。

（2）在虚电路连接下的tc功能

a．按终端的break键，给tc发接入信号；

b．tc响应，首先和主机的网络接口通信，网络接口可一是专门的硬件，或者是操