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1、在通话的全部时间内用户始终占用端到端的固定传输带宽 特点:数据传输前需要建立一条端到端的通路. 呼叫建立连接传输挂断 缺点: （1）线路利用率低 （2）不同速率的终端和计算机之间很难互相通信 （3）不够灵活. （4）建立连接的时间长. 优点:建立连接后,传输延迟小. B 报文交换 缺点: 1）报文大小不一,造成缓冲区管理复杂.2）大报文造成存储转发的延时 过长; 3）出错后整个报文全部重发. 特点:1.无呼叫建立和专用通路 2.存储-转发式的发送技术 C. 分组交换 优点: 高效 动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占用. 灵活 以分组为传送单位和查找路由. 迅速 不必先建立连接就能向其他主机发

2、送分组;充分使用链路的带宽. 可靠 完善的网络协议;自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性. 缺点: 分组在各结点存储转发时需要排队,这就会造成一定的时延. 分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销. 三种交换技术对比: 三种交换技术对比 A.存在呼叫建立;专有线路上不传送数据时浪费资源 B.没有呼叫建立;只有发送数据时才占用线路 C.除了 B 的特点外,在接收分组时可以发送下一个分组 A:固定的传输速率,会有呼叫阻塞 B,C:能进行速率转换,虽会降速但不会阻塞,可以使用优先级 A:实时性强 B,C:存在时延和额外开销 从以上不难看出,若要连续传送大量的数据,且其传送

3、时间远大于呼叫建立时间, 从以上不难看出,若要连续传送大量的数据,且其传送时间远大于呼叫建立时间,则采用在数据通信之前预先分配 传输带宽的电路交换较为合适. 报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽, 传输带宽的电路交换较为合适.报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽,在传送突发数据时可提高整个网络 的信道利用率.分组交换比报文交换的时延小,但其结点交换机必须具有更强的处理能力. 的信道利用率.分组交换比报文交换的时延小,但其结点交换机必须具有更强的处理能力. 2. 从网络的拓扑结构进行分类 拓扑结构:指将网络单元抽象为结点,通信线路抽象为链路, 计算机网络是由一组结点和连接结点的链路组成的

4、. 其中:结点是由一个通信接口单元和有关的设备如计算机,可 分为转接结点和访问结点;链路是指两个结点之间承载信息的通信 线路或信道. （1） 总线型网络拓朴结构 结构简单,易于扩充,安装容易.但故障隔离困难.而在总线型拓扑结构中,如果某个 站点发生故障,则需将该站点从总线上拆除,如传输介质故障,则整个这段总线要切断和变换. （2） 星型网络拓朴结构 星型拓扑结构有以下优点: 由于每个设备都用一根线路和中心结点相连,如果这根线路损坏,或与之相连的工作站出现故障时,在星型拓扑结 构中,不会对整个网络造成大的影响,而仅会影响该工作站.网络的扩展容易.控制和诊断方便. 星型拓扑结构 也存在着一定的缺点

5、: 过分依赖中心结点. 成本高. （3） 环型网络拓朴结构 环型拓扑结构有以下优点: 路由选择控制简单.因为信息流是沿着固定的一个方向流动的, 两个站点仅有一条通路. 电缆长度短.环型拓扑所需电缆长度和总线拓扑结构相似,但比星型拓扑要短. 适用于光纤.光纤传输速度高,而环型拓扑是单方向传输,十分适用于光纤这种传输介质. 环型网络的缺点: 结点故障引起整个网络瘫痪.在环路上数据传输是通过环上的每一个站点进行转发的,如果环路上的一个 站点出现故障,则该站点的中继器不能进行转发,相当于环在故障结点处断掉,造成整个网络都不能进行2工作. 因为某一结点故障会使整个网络都不能工作, 因为某一结点故障会使整

6、个网络都不能工作 但具体确定是哪一个结点出现故障非常困难 但具体确定是哪一个结点出现故障非常困难, 诊断故障困难. 需要对每个结点进行检测. （4） 树型网络拓朴结构 树型拓扑结构有以下的优点: 易于扩展.从本质上看这种结构可以延伸出很多分支和子分支 因此新的节点和新的分支易于加入网内. 从本质上看这种结构可以延伸出很多分支和子分支,因此新的节点和新的分支易于加入网内 故障隔离容易.如果某一分支的节点或线路发生故障 很容易将这分支和整个系统隔离开来. 如果某一分支的节点或线路发生故障,很容易将这分支和整个系统隔离开来 树型拓扑的缺点: .对根的依赖性太大,如果根发生故障, ,则全网不能正常工作

7、,因此这种结构的可靠性与星型结构相似 因此这种结构的可靠性与星型结构相似. （5）网型网络拓朴结构 网状结构是由星型,总线型,环型演变而来的 是前三种基本拓扑混合应用的结果. 环型演变而来的,是前三种基本拓扑混合应用的结果 3.从网络的作用范围进行分类: LANMANWANINTERNET 4.使用范围: （1）公用网络（public network） 一般是国家的邮电部门建造的网络. .它是为全社会所有愿意 按邮电部门规定交纳费用的人提供服务的网络.因此,公用网络 按邮电部门规定交纳费用的人提供服务的网络 也称为公众网. （2）专用网络（private network） 是某个部门为本单位特

8、殊工作的需要而建造的网络.它只为拥有者提供服务,一般不向本系统 是某个部门为本单位特殊工作的需要而建造的网络 一般不向本系统以外的人提供服 务.如:军队,铁路,电力专用网络. 4. 计算机网络的主要性能指标 计算机网络的最重要的两个性能指标就是带宽 计算机网络的最重要的两个性能指标就是带宽（bandwidth）和时延 带宽（ 时延. ） 时延3第 2 章 计算机网络的协议与体系结构 1.网络体系结构的概念 网络体系结构的概念 计算机网络的体系结构（architecture）是计算机网络的各层及其协议的集合. 体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义. 实现（implement

9、ation）是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题. 体系结构是抽象的,而实现则是具体的,是真正在运行的计算机硬件和软件. 2.OSI 的体系结构主机 A 应用进程A 数据 主机 B 应用进程BOSI 参考模型 应 用层 层 层 层 层TCP / IP 参考模型 应 用 层应 表 会 传 网用 示 话 输 络数据 数据单元 数据单元 报文 分组 帧 比特序列 传输介质表 示 会 话 传 输 网 络传 互输 联层 层数据链路层 主机-网络层 物 理 层数据链路层 物 理 层应用层 传输层TelnetFTP TCPSMTPDNS UDP其他协议IP 互联层 ARP 主机 -

10、网络层 Ethernet Token Ring RARP 其他协议3.TCP/IP 的体系结构 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; 统一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. 4.采用层次式结构的好处 采用层次式结构的好处 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

11、层次之间存在着虚拟 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. 5.协议,服务,接口,面向连接和无连接概念 协议,服务,接口, 协议 接口是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点,通常称为服务访问点（SAP service access point）,它实际上是一个 接口 逻辑接口（象邮箱）;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4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. 实体（entity） 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程. 协议是控

12、制两个对等实体进行通信的规则的集合. 协议 在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务.要实现本层协议,还需要使用 下层所提供的服务. 本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议. 下面的协议对上面的服务用户是透明的. 协议是水平的,即协议是控制对等实体之间通信的规则. 服务是垂直的,即服务是由下层向上层通过层间接口提供的. 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方,称为服务访问点 SAP （Service Access Point）. TCP/IP 的运输层提供了两个主要的协议,即传输控制协议 TCP 和用户数据报协议 UDP,它的功能是使源主机和目的 主机的对等实体之

13、间可以进行会话. TCP 是面向连接的协议.面向连接服务具有连接建立,数据传输和连接释放这三个阶段.在传送数据 时是按序传送的. UDP 是无连接的服务.在无连接服务的情况下,两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接,因此 其下层的有关资源不需要事先进行预定保留.这些资源将在数据传输时动态地进行分配.无连接服务的另 一特征就是它不需要通信的两个实体同时是活跃的（即处于激活态） .当发送端的实体正在进行发送时,它 才必须是活跃的.无连接服务的优点是灵活方便和比较迅速.但无连接服务不能防止报文的丢失,重复或 失序.无连接服务特别适合于传送少量零星的报文. 参考模型评价: 对 TCP/IP 参考模型

14、评价: TCP/IP 一开始就考虑到多种异构网的互连问题,并将 IP（网际协议）作为 TCP/IP 的重要组成部分; TCP/IP 一开始就对面向连接服务和无连接服务并重,而 ISO 在开始时只强调面向连接服务,直到很晚才开始 制定无连接服务的有关标准; TCP/IP 有良好的网络管理功能. TCP/IP 模型没有区分服务,协议和接口概念; TCP/IP 通用性较差. TCP/IP 网络接口层并不是一个层次而仅是一个接口.5第 3 章物理层 本章重点: 物理层本身并不是物理设备或物理媒体, 1.物理层的作用:尽可能屏蔽传输媒体的差异 物理层的作用:尽可能屏蔽传输媒体的差异,透明传送和接收比特流

15、.物理层本身并不是物理设备或物理媒体 物理层的作用 它定义了建立,维护,拆除物理链路的规范和协议 同时定义了物理层接口通信的标准,包括机械的,电器的,功 拆除物理链路的规范和协议,同时定义了物理层接口通信的标准 能的和规程的特性. 2.物理层的主要任务:确定与传输媒体接口的一些特性 物理层的主要任务: 物理层的主要任务 （1）机械特性:指明接口所用接线器的形状和尺寸 指明接口所用接线器的形状和尺寸,引线数目和排列,固定和锁定装置等 固定和锁定装置等.这很象平时常见的各 种规格的电源插头都是标准尺寸一样. （2）电气特性:指明在接口电缆的哪条线上出现的电压的范围 即说明哪根线上出现的电压应为什么

16、范围. 指明在接口电缆的哪条线上出现的电压的范围.即说明哪根线上出现的电压应为什么范围 （3）功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压表示的意义 即说明某根线上出现的某一电平的电压代表何 条线上出现的某一电平的电压表示的意义.即说明某根线上出现的某一电平的电压代表何 种意义,如+5V表示1,0V0. （4）规程特性:指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序. 3.各种传输媒体特性:导向与非导向传输媒体. 各种传输媒体特性:导向与非导向传输媒体. 各种传输媒体特性 导向性: 非导向性: 导向性: 1. 双绞线（屏蔽 STP,非屏蔽 UTP） 非屏蔽 1

17、. 无线传输 2. 同轴电缆 2. 地面微波接力通信 3. 卫星通信 3 .光缆5-4-3 规则 ,是指在 10M 以太网中中, ,网络总长度不得超过 5 个区段,4 台网络延长设备 台网络延长设备,且 5 个区段中只有 3 个区段可接网络设备.即:一个网段最多只能分 5 个子网段;一个网段最多只能有 4 个中继器 一个网段最多只能分 个中继器;一个网段最多只能 有三个子网段含有 PC . 4.了解数据,信号,信道,并行传输,串行传输,调制解调器的概念及工作原理. 了解数据, 了解数据 信号,信道,并行传输,串行传输,调制解调器的概念及工作原理.61. 并行传输方式,可以一次传输多个比特.相应

18、地,从发送端到接收端的信道需要若干根传输线. 2. 串行传输是一个一个比特按照时间顺序传送,从发送端到接收端只要一根传输线即可.信号（Signal）:数据的物理量 编码（通常为电编码） ,是数据的电气或电磁表现,数据以信号的形式传播. 3. 信号（Signal）:数据的物理量编码（通常为电编码） ,是数据的电气或电磁表现,数据以信号的形式传播. I. 模拟信号:是指随时间连续变化的信号,时间上连续,包含无穷多个值. II. 数字信号:是指其值用离散状态（即所谓的二进制信号 ）表示的信号.时间上离散,仅包含有限数目的预定值. III. 基带信号:将数字信号 1 或 0 直接用不同的电压来表示,然

19、后送到线路上去传输. IV. 宽带信号:将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号经过调制的基带信号的频谱被搬移到不同的频段,因而 可以作到在一条电缆中同时传输多路数字信号而不会发生相互干扰,提高了线路的利用率. 4. 调制器也即波形变换器,它将基带数字信号的波形变换成适合于模拟信道传输的波形. 而当调制后的模拟信号传到接 收端以后,在接收端也有一个变换器再对这个信号进行反变换,即又把它变回数字信号,这样的一个变换过程叫解 调.这个变换器又叫解调器（DEModulator）. 5. 解调器也即波形识别器,它将经过调制器变换过的模拟信号恢复成原来的数字信号. 6. 由于计算机和终端设备之间的数据

20、通信一般是双向的,因此在数据通信的双方既有用于发送信号的调制器又有用于 接收信号的解调器,所以把这两个设备合在一起形成我们通常所说的调制解调器（Modem） .调制解调器就是使用 一条标准话路（3.1kHz 的标准话路带宽）提供全双工的数字信道. 5.掌握信道复用技术:频分,时分,波分,统计分时,码分复用的概念及工作原理. 掌握信道复用技术:频分,时分,波分,统计分时,码分复用的概念及工作原理. 掌握信道复用技术 1.频分多路复用（Frequency-Division Multiplexing, FDM） 频分多路复用 FDM 是利用传输介质的可用带宽超过给定信号所需的带宽这一优点.频分多路复

21、用 FDM 是把整个传 输频带被划分为若干个频率通道,每个用户占用一个频率通道,频率通道之间留有防护频带,即信号的带宽不会相 互重叠,然后在传输介质上进行传输,这样在传输介质上就可以同时传输许多路信号.如:无线电广播,电视. 2.时分多路复用（Time-Division Multiplexing, TDM） 当传输介质所能达到的数据传输速率超过各路信号的数据传输速率的总和时,可以将物理信道按时间分成若干时间 片轮换地分配给多路信号使用,每一路信号在自己的时间片内独占信道传输,这就是时分多路复用. 3.统计分时复用STDM FDM,TDM 的缺点:某用户无数据发送,其他用户也不能占用该通道,将会

22、造成带宽浪费.改进:统计时 分多路复用（STDM） ,用户不固定占用某个通道,有空槽就将数据放入.动态地按照需要来分配时隙的多路复用方 式. 4.波分多路复用（Wave-Division Multiplexing, WDM） 目前一根单模光纤的传输速率可达到 2.5Gb/s,如能采用色散补偿技术解决光纤传输中的色散问题 （指光脉冲中由 于不同频率分量传输速率不同导致信号失真产生误码的现象）,则一根单模光纤的传输速率可达到 10Gb/s,这已是 当前单个光载波信号传输的极限值. 5.码分复用 CDM（code division multiplexing） 主要用于移动通信. CDM 是另一种共享

23、信道的方法,即人们常用的码分多址 CDMA（code division multiplexing access）,它使每一个用户 可以在同样的时间使用同样的频带进行通信.由于各个用户采用经过特殊挑选的不同码型,因此不会造成干扰.原 理:基于码型分割信道,每个用户分配一个地址码,地址码互相不重叠,特点为频率和时间资源均共享.7第四章数据链路层 1.数据链路层模型 数据链路层模型2.数据链路层的功能 数据链路层的功能 链路管理,帧同步,流量控制,差错控制,将数据和控制信息区分开,透明传输,寻址.1,链路管理:当网络中 的两个结点进行通信时,发送方必须确知接收方是否已处在准备接收状态.是指数据链路层

24、连接的建立,维持和释 放.2,帧定界与同步:数据链路层,数据传送的单位是帧.帧是由若干字段构成的,每个字段之间如何标识和分 界,就是定界问题.同步是指如何使收,发双方取得一致,能够从接收到的比特流中明确地区分出数据帧的起始与 终止的地方.常用的同步方法比特填充法.3,流量控制:协调发送方与接收方的工作.发送方发送数据的速 率必须使接收方来得及接收. 当接收方来不及接收时, 就必须控制发送方发送数据速率. 常用的两种流量控制技术: 停-等流量控制技术,滑动窗口流量控制技术. 4,差错控制:差错控制是检测和纠正传输错误的机制.数据链路层的差错控制主要是指检测和重传.接收方可通 过校验帧的差错编码,

25、 判断接收到的帧是否有差错. 纠正传输错误常用以下方法: 肯定回答 （ACK） 否定回答 , （NCK） , 超时重传（Timeout） .5,将数据和控制信息区分开:通过一定措施使接收方将数据和控制信息从同一帧中区分开 来;6,透明传输:所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合,都应能够在链路上传送.7,寻址:在多 点连接的情况下,保证每一帧都能送到正确的目的站. 3.数据链路层提供的服务 数据链路层提供的服务 无确认的无连接服务:目的结点不作确认,差错由上层负责. 有确认的无连接服务:目的结点对收的帧作确认,发送结点可以知道已发出的帧是否安全到达目的结点. 面向连接服务:可靠地传送数

26、据的服务,即提供在网络层实体间建立,维持和释放数据链路的功能. 数据链路层一般都提供 3 种基本服务,即无确认的无连接服务,有确认的无连接服务,有确认的面向连接的服 务. （1） 无确认的无连接服务是源机器向目的机器发送独立的帧,而目的机器对收到的帧不作确认.并且通信双方 在通信前不建立连接,通信完后也没有链路释放过程.如果由于线路上的噪声而造成帧丢失,数据链路层 不作努力去恢复它,恢复工作留给上层去完成.这类服务适用于误码率很低的情况,也适用于像语音之类 的实时传输,实时传输情况下有时数据延误比数据损坏影响更严重.大多数局域网在数据链路层都使用无 确认的无连接服务. （2） 有确认的无连接服

27、务,这种服务仍然不建立连接,但是所发送的每一帧都进行单独确认.以这种方式,发送 方就会知道帧是否正确地到达.如果在某个确定的时间间隔内,帧没有到达,就必须重新发此帧.采用该 方式,可以提高数据传输的可靠性,适用于不可靠通信的环境,如无线通信.8（3） 有确认的面向连接的服务采用这种服务,源机器和目的机器在传递任何数据之前,先建立一条连接.在这 条连接上所发送的每一帧都被编上号,数据链路层保证所发送的每一帧都确实已收到.而且,它保证每帧 只收到一次,所有的帧都是按正确顺序收到的.面向连接的服务为网络进程间提供了可靠地传送比特流的 服务.在此需要指出,数据链路层提供的确认机制只是一种选项,并不是必

28、须的. 4.数据链路层协议 数据链路层协议 （1）实用的停止等待协议 前提:实际的信道不满足理想化的数据传输的假设. 流量控制方法:等待发送. 差错控制:发送方在数据帧中加入循环冗余校验码（CRC）,由接收方检查; 若出错, 则返回否认帧 NAK,发送方收到 NAK 后重发. 帧丢失处理:设置超时定时器;以序号标识数据帧. 优点:比较简单.缺点:通信信道的利用率不高. （2）连续 ARQ 协议 基本原理:发送方可以连续地发送若干数据帧,若在此过程中收到接收方的肯定应答,可以继续发送;若收到接收方 其某一数据帧的否认帧,则从该帧开始的后续帧全部重发. 流量控制方法:连续发送. 差错控制方法:若出

29、错,则返回否认帧 NAK,发送方收 到 NAK 后重发. 优点:连续发送提高了通信信道的利用率.缺点:Go-back-N, 导致某些已正确接收的帧的重传,因此降低了发送效 率. 误码率降低时,连续 ARQ 协议优于停止等待协议;反之,则不一定. （3）滑动窗口协议 前提:在连续 ARQ 协议中,应当将已发送出去但未被确认的帧数加以限制. 原则:循环重复使用有限的帧序号. 流量控制 发送窗口:其大小 WT 表示在收到对方确认的信息之前,可以连续发出的最多数据帧数. 接收窗口: 其大小 WR 表示可以连续接收的最多数据帧数. 接收窗口驱动发送窗口的移动. 发送窗口的最大值:=（4）选择重传 ARQ 协议 基本原理: 出错时,只重传出错的数据帧或定时器超时的数据帧. 实现: WR1,暂存接收窗口中序号在出错数据帧之后的数据帧. 优点:可以避免重复传送已经正确到达接收端的数据帧,提高了信道的利用率. 缺点: 在接收端要设置具有相当容量的缓存空间. 5.面向比特的链路控制规程 HDLC 面向比特的链路控制规程 HDLC 概述数据链路层协议标准,可分为两类: （1）面向字符链路控制协议:典型的