1、1通信原理通信原理2通信原理通信原理第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)3第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)l14.1 概述概述n通信網(wǎng)是在多點之間傳遞信息的通信系統(tǒng)。通信網(wǎng)是在多點之間傳遞信息的通信系統(tǒng)。n通信網(wǎng)的基本組成部分通信網(wǎng)的基本組成部分u終端設(shè)備：包括電話機、傳真機、電臺、計算機等終端設(shè)備：包括電話機、傳真機、電臺、計算機等發(fā)送和接收信號的設(shè)備。發(fā)送和接收信號的設(shè)備。 u通信鏈路：定義在一定的頻域和空域，它占用給定通信鏈路：定義在一定的頻域和空域，它占用給定的頻帶和物理空間。鏈路可以被時分復(fù)用或頻分復(fù)的頻帶和物理空間。鏈路可以被時分復(fù)用或頻分復(fù)用。用。 u交換設(shè)備：按照信令將通信鏈路傳來的信號轉(zhuǎn)接到

2、交換設(shè)備：按照信令將通信鏈路傳來的信號轉(zhuǎn)接到另一條鏈路的設(shè)備。另一條鏈路的設(shè)備。u有些通信網(wǎng)中還包含轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。有些通信網(wǎng)中還包含轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。 4第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)n通信網(wǎng)的分類通信網(wǎng)的分類u按照功能區(qū)分按照功能區(qū)分p電報網(wǎng)、電話網(wǎng)、電傳電報網(wǎng)、電話網(wǎng)、電傳(Telex)網(wǎng)以及電視網(wǎng)等等。網(wǎng)以及電視網(wǎng)等等。p綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN) 窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(N-ISDN)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)p移動通信網(wǎng)：蜂窩網(wǎng)移動通信網(wǎng)：蜂窩網(wǎng)u按照拓撲結(jié)構(gòu)區(qū)分按照拓撲結(jié)構(gòu)區(qū)分p網(wǎng)形：網(wǎng)形：網(wǎng)形網(wǎng)的任意兩個節(jié)點之間都有一條鏈路直接相連。網(wǎng)形網(wǎng)的

3、任意兩個節(jié)點之間都有一條鏈路直接相連。所以若網(wǎng)中共有所以若網(wǎng)中共有N個節(jié)點，則需要個節(jié)點，則需要N(N-1)/2條鏈路連條鏈路連接。當接。當N增大時，所需鏈路數(shù)目將急劇增加，故經(jīng)濟增大時，所需鏈路數(shù)目將急劇增加，故經(jīng)濟性較差。但是，若各節(jié)點有轉(zhuǎn)發(fā)功能，則可靠性大性較差。但是，若各節(jié)點有轉(zhuǎn)發(fā)功能，則可靠性大為增加。為增加。5第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)p星形網(wǎng)：星形網(wǎng)：在星形網(wǎng)中，若共有在星形網(wǎng)中，若共有N個節(jié)點，則共需個節(jié)點，則共需(N-1)條鏈路；除中心節(jié)點外，其他節(jié)點條鏈路；除中心節(jié)點外，其他節(jié)點之間的通信都需要經(jīng)過中心節(jié)點轉(zhuǎn)接。之間的通信都需要經(jīng)過中心節(jié)點轉(zhuǎn)接。故在中心節(jié)點處需要有交換設(shè)備

4、為其他故在中心節(jié)點處需要有交換設(shè)備為其他各個節(jié)點轉(zhuǎn)接信號。和網(wǎng)形網(wǎng)相比，星各個節(jié)點轉(zhuǎn)接信號。和網(wǎng)形網(wǎng)相比，星形網(wǎng)需要的鏈路數(shù)形網(wǎng)需要的鏈路數(shù)目減少了，但是需要增加交換設(shè)備。目減少了，但是需要增加交換設(shè)備。 p環(huán)形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)所需的鏈路數(shù)目環(huán)形網(wǎng)所需的鏈路數(shù)目N等于節(jié)點數(shù)目，并且等于節(jié)點數(shù)目，并且每個節(jié)點都需要有轉(zhuǎn)發(fā)功能。在這里，任意兩每個節(jié)點都需要有轉(zhuǎn)發(fā)功能。在這里，任意兩個節(jié)點之間都有一條迂回鏈路，所以可靠性比個節(jié)點之間都有一條迂回鏈路，所以可靠性比星形網(wǎng)高。但是，在某些節(jié)點之間可能需要多次轉(zhuǎn)發(fā)，這星形網(wǎng)高。但是，在某些節(jié)點之間可能需要多次轉(zhuǎn)發(fā)，這個因素又會使傳輸時延增大和可靠性下降。個因

5、素又會使傳輸時延增大和可靠性下降。 6第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)p總線形網(wǎng)總線形網(wǎng)在總線形網(wǎng)中，利用一條在總線形網(wǎng)中，利用一條“總線總線”連接所有節(jié)點。由于所連接所有節(jié)點。由于所有節(jié)點共用這條總線，即總線同時只能為兩個節(jié)點服務(wù)，有節(jié)點共用這條總線，即總線同時只能為兩個節(jié)點服務(wù)，所以它主要用于分時工作的計算機局域網(wǎng)中。所以它主要用于分時工作的計算機局域網(wǎng)中。由于總線形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)的上述特點，當網(wǎng)中節(jié)點數(shù)目較大由于總線形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)的上述特點，當網(wǎng)中節(jié)點數(shù)目較大時，可能使信號傳輸?shù)臅r延較長。這兩種網(wǎng)主要適合用于時，可能使信號傳輸?shù)臅r延較長。這兩種網(wǎng)主要適合用于節(jié)點數(shù)目較少的計算機網(wǎng)中。節(jié)點數(shù)目較少的計

6、算機網(wǎng)中。p復(fù)合形網(wǎng)復(fù)合形網(wǎng)復(fù)合形網(wǎng)是上述幾種基本型網(wǎng)的組合。復(fù)合形網(wǎng)是上述幾種基本型網(wǎng)的組合。根據(jù)對網(wǎng)絡(luò)的性能要求，常將幾種基根據(jù)對網(wǎng)絡(luò)的性能要求，常將幾種基本型網(wǎng)結(jié)合使用，以求達到技術(shù)和經(jīng)本型網(wǎng)結(jié)合使用，以求達到技術(shù)和經(jīng)濟指標優(yōu)化的目的。濟指標優(yōu)化的目的。 7第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)l14.2 電話網(wǎng)電話網(wǎng)n14.2.1電話網(wǎng)的結(jié)構(gòu)電話網(wǎng)的結(jié)構(gòu)u組成：由終端設(shè)備（電話機）、傳輸線路和交換設(shè)組成：由終端設(shè)備（電話機）、傳輸線路和交換設(shè)備組成。備組成。u分類：分類：p專用交換電話網(wǎng)專用交換電話網(wǎng)p公共交換電話網(wǎng)公共交換電話網(wǎng)(PSTN) p下面以公共網(wǎng)為例，介紹其結(jié)構(gòu)和功能。下面以公共網(wǎng)為例

7、，介紹其結(jié)構(gòu)和功能。 8第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)nPSTN的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖 國際電路用戶線中繼線國際局C1C2C3C4端局匯接局電話機本地網(wǎng)國內(nèi)長途網(wǎng)國際長途網(wǎng)9第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u本地電話網(wǎng)：本地電話網(wǎng)：p是指在一個統(tǒng)一號碼長度的編號區(qū)內(nèi)，由電話機、用戶是指在一個統(tǒng)一號碼長度的編號區(qū)內(nèi)，由電話機、用戶線、用戶端局（簡稱端局）、匯接局、局間中繼線和長線、用戶端局（簡稱端局）、匯接局、局間中繼線和長話話-市話中繼線組成的電話網(wǎng)。市話中繼線組成的電話網(wǎng)。p各用戶的電話機經(jīng)過用戶線接到端局。在一個端局內(nèi)的各用戶的電話機經(jīng)過用戶線接到端局。在一個端局內(nèi)的線路一般構(gòu)成星形網(wǎng)。在

8、端局中的用戶交換機用于按照線路一般構(gòu)成星形網(wǎng)。在端局中的用戶交換機用于按照呼叫用戶的信令連接被呼叫用戶。呼叫用戶的信令連接被呼叫用戶。p匯接局則匯聚各端局的連接，并與其他匯接局連接。各匯接局則匯聚各端局的連接，并與其他匯接局連接。各端局和匯接局之間用局間中繼線連接。端局和匯接局之間用局間中繼線連接。p長話長話-市話中繼線則用于將本地電話網(wǎng)和國內(nèi)長途電話市話中繼線則用于將本地電話網(wǎng)和國內(nèi)長途電話網(wǎng)相連接。中繼線一般是大容量電纜，用于傳輸時分復(fù)網(wǎng)相連接。中繼線一般是大容量電纜，用于傳輸時分復(fù)用用PCM信號。信號。10第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u國內(nèi)長途電話網(wǎng)：國內(nèi)長途電話網(wǎng)：p是指全國各市（縣）間

9、用戶進行長途通話的電話網(wǎng)，網(wǎng)是指全國各市（縣）間用戶進行長途通話的電話網(wǎng)，網(wǎng)中各市（縣）都設(shè)一個或多個長途電話局。各長途局間中各市（縣）都設(shè)一個或多個長途電話局。各長途局間由長途電話線路連接起來。由長途電話線路連接起來。p國內(nèi)長途電話網(wǎng)的結(jié)構(gòu)在我國采用分級匯接制，它包含國內(nèi)長途電話網(wǎng)的結(jié)構(gòu)在我國采用分級匯接制，它包含4個等級的交換中心，即大區(qū)交換中心（個等級的交換中心，即大區(qū)交換中心（C1），省交換），省交換中心中心(C2)，地區(qū)交換中心，地區(qū)交換中心(C3)和縣市交換中心（和縣市交換中心（C4）。）。p分級匯接制在圖中顯示為樹狀結(jié)構(gòu)。但是不排除個別的分級匯接制在圖中顯示為樹狀結(jié)構(gòu)。但是不排除

10、個別的跨區(qū)連接，如圖中虛線所示。跨區(qū)連接，如圖中虛線所示。11第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u國際長途電話網(wǎng)：國際長途電話網(wǎng)：p是指將世界各國的電話網(wǎng)相互連接起來進行國際通話的是指將世界各國的電話網(wǎng)相互連接起來進行國際通話的電話網(wǎng)。電話網(wǎng)。p為此，每個國家都需設(shè)有一個或幾個國際電話局。國際為此，每個國家都需設(shè)有一個或幾個國際電話局。國際長途通話實際上需要經(jīng)過通話雙方國內(nèi)電話網(wǎng)和國際電長途通話實際上需要經(jīng)過通話雙方國內(nèi)電話網(wǎng)和國際電話局，以及國際電路等幾部分進行的。話局，以及國際電路等幾部分進行的。12第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)n 14.2.2電話網(wǎng)中的交換電話網(wǎng)中的交換u電路轉(zhuǎn)接方法：用于早期的電

11、話網(wǎng)電路轉(zhuǎn)接方法：用于早期的電話網(wǎng)p雙向交換矩陣雙向交換矩陣不適宜用于數(shù)字電路不適宜用于數(shù)字電路 p單向交換矩陣單向交換矩陣 和雙向交換矩陣相比，這種和雙向交換矩陣相比，這種單向交換矩陣中的開關(guān)數(shù)目單向交換矩陣中的開關(guān)數(shù)目要加倍。要加倍。用戶2用戶4用戶6用戶8用戶1用戶3用戶5用戶7用戶9用戶2用戶4用戶6用戶8用戶1用戶3用戶5用戶7用戶9用戶3用戶1用戶2用戶4用戶5用戶6用戶7用戶8用戶9（入線）（出線）13第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u時分數(shù)字交換技術(shù)時分數(shù)字交換技術(shù)p由于數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，在交換設(shè)備中目前一般采用由于數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，在交換設(shè)備中目前一般采用時分數(shù)字交換技術(shù)。這時

12、，被交換的信號是數(shù)字信號。時分數(shù)字交換技術(shù)。這時，被交換的信號是數(shù)字信號。p若由用戶線路輸入的是模擬信號，則首先應(yīng)將其數(shù)字化，若由用戶線路輸入的是模擬信號，則首先應(yīng)將其數(shù)字化，再進行交換。交換后，再經(jīng)過數(shù)再進行交換。交換后，再經(jīng)過數(shù)/模變換，變成模擬信號模變換，變成模擬信號送回用戶。送回用戶。p在數(shù)字交換設(shè)備中，均采用時分復(fù)用在數(shù)字交換設(shè)備中，均采用時分復(fù)用PCM體制。這樣，體制。這樣，只需將分配給各用戶的時隙位置搬移，即可達到交換的只需將分配給各用戶的時隙位置搬移，即可達到交換的目的。時隙的搬移，雖然在原理上可以用時延的方法實目的。時隙的搬移，雖然在原理上可以用時延的方法實現(xiàn)，但是在實際中時

13、隙交換器通常是用隨機存儲器現(xiàn)，但是在實際中時隙交換器通常是用隨機存儲器(RAM)完成的完成的 。u上述兩種方法中，前者用開關(guān)矩陣實現(xiàn)交換的方法常稱上述兩種方法中，前者用開關(guān)矩陣實現(xiàn)交換的方法常稱為為空分交換空分交換，后者則稱為，后者則稱為時分交換時分交換。空分交換時刻保持。空分交換時刻保持連接通信兩端用戶的線路處于持續(xù)接通狀態(tài)。時分交換連接通信兩端用戶的線路處于持續(xù)接通狀態(tài)。時分交換則不然。則不然。14第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)n 14.2.3 電話網(wǎng)中的信令電話網(wǎng)中的信令u信令的用途：在電話網(wǎng)中，交換設(shè)備是根據(jù)用戶發(fā)來的信令的用途：在電話網(wǎng)中，交換設(shè)備是根據(jù)用戶發(fā)來的信令控制接通哪一條或幾條

14、電路的。信令控制接通哪一條或幾條電路的。 u信令的分類信令的分類：p用戶信令和局間信令：用戶信令和局間信令：用戶信令：從用戶發(fā)到端局的信令，它規(guī)定了要用戶信令：從用戶發(fā)到端局的信令，它規(guī)定了要求呼叫的終端目的地。求呼叫的終端目的地。局間信令：在各局和各中心之間傳輸?shù)男帕?，它局間信令：在各局和各中心之間傳輸?shù)男帕?，它根?jù)用戶信令的要求按照網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成決定著信號根據(jù)用戶信令的要求按照網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成決定著信號通過的鏈路。通過的鏈路。p模擬信令和數(shù)字信令：公共電話網(wǎng)中模擬信令和數(shù)字信令：公共電話網(wǎng)中模擬信令：由電話機到端局之間的用戶線一般都模擬信令：由電話機到端局之間的用戶線一般都是模擬線路，所以用戶信令都

15、是模擬信令。是模擬線路，所以用戶信令都是模擬信令。數(shù)字信令：局間中繼線都是數(shù)字線路，故局間信數(shù)字信令：局間中繼線都是數(shù)字線路，故局間信令是數(shù)字信令。令是數(shù)字信令。 15第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u用戶信令：用戶信令：p撥號脈沖：由機械（撥號盤）或電路產(chǎn)生直流脈沖，用脈撥號脈沖：由機械（撥號盤）或電路產(chǎn)生直流脈沖，用脈沖的數(shù)目表示電話號碼，其工作原理見下圖。沖的數(shù)目表示電話號碼，其工作原理見下圖。當掛機時，用戶直流線路處于斷開狀態(tài)，電壓為當掛機時，用戶直流線路處于斷開狀態(tài)，電壓為0。當。當用戶摘機后，直流線路接通，電壓為正。用戶摘機后，直流線路接通，電壓為正。若撥號若撥號“4”，則線路上發(fā)出，則

16、線路上發(fā)出4個脈沖。每個脈沖占個脈沖。每個脈沖占100 ms時間，其中時間，其中0電壓約占電壓約占66 ms，正電壓約占，正電壓約占33 ms。脈。脈沖數(shù)目等于撥號數(shù)字，但撥號沖數(shù)目等于撥號數(shù)字，但撥號“0”時發(fā)出時發(fā)出10個脈沖。個脈沖。故發(fā)送每個數(shù)字平均需用故發(fā)送每個數(shù)字平均需用0.55 s時間。時間。當電話號碼較長時，撥號費時太長。另外，它易受脈當電話號碼較長時，撥號費時太長。另外，它易受脈沖干擾，發(fā)生錯誤。沖干擾，發(fā)生錯誤。 66 ms33 ms摘機掛機撥號“4”撥號“3”0V16第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)p雙音多頻雙音多頻(DTMF)信令：信令：DTMF信令是從信令是從8個不同頻率的

17、單音中選取兩個表示個不同頻率的單音中選取兩個表示1位位數(shù)字，見下表。它共有數(shù)字，見下表。它共有16組頻率組合可用。組頻率組合可用。由于用由于用DTMF發(fā)送每位數(shù)字僅需約發(fā)送每位數(shù)字僅需約0.08 s的時間（包括的時間（包括數(shù)字間隔時間），速度較快。數(shù)字間隔時間），速度較快。1209 Hz1336 Hz1477 Hz1633 Hz697 Hz123備用770 Hz456備用852 Hz789備用941 Hz*0#備用17第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u局間信令：局間信令：p隨路信令隨路信令(CAS) ：是指信令和用戶信息（語音）在同一信道中傳輸?shù)氖侵感帕詈陀脩粜畔ⅲㄕZ音）在同一信道中傳輸?shù)男帕睢Ｐ帕?/p>

18、。R2信令是一種基于信令是一種基于E-1時分復(fù)用系統(tǒng)的隨路信令。時分復(fù)用系統(tǒng)的隨路信令。在在E-1系統(tǒng)中時隙系統(tǒng)中時隙TS16被預(yù)留用來傳遞這種信令。被預(yù)留用來傳遞這種信令。p共路信令共路信令(CCS) ：將呼叫控制信息和其他業(yè)務(wù)信息通過一個獨立的信將呼叫控制信息和其他業(yè)務(wù)信息通過一個獨立的信令網(wǎng)絡(luò)傳輸。令網(wǎng)絡(luò)傳輸。SS7信令為一種共路信令信令為一種共路信令 。它比。它比R2信令更高效，更信令更高效，更可靠。可靠。SS7信令的標準化程度要比信令的標準化程度要比R2信令好。信令好。 18第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u呼叫和通話過程舉例呼叫和通話過程舉例 應(yīng)答復(fù)原啟動拆線復(fù)原用戶信令用戶信令局間信令

19、呼叫復(fù)原撥號音撥號音撥號撥號準備好啟動送出電話號碼應(yīng)答振鈴振鈴回鈴音或忙音回鈴音或忙音摘機監(jiān)聽掛機監(jiān)聽通話摘機掛機通話通話通話tttt 10 s 3 min端局A端局B19第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)n14.2.4 電話網(wǎng)的性能指標電話網(wǎng)的性能指標u話務(wù)量：話務(wù)量：p電話網(wǎng)中負擔的業(yè)務(wù)量多少由話務(wù)量衡量，它分為電話網(wǎng)中負擔的業(yè)務(wù)量多少由話務(wù)量衡量，它分為流入話務(wù)量流入話務(wù)量A ：其定義是單位時間（：其定義是單位時間（1 h）內(nèi)平均）內(nèi)平均呼叫次數(shù)呼叫次數(shù) 和每次呼叫平均持續(xù)（占用線路）時間和每次呼叫平均持續(xù)（占用線路）時間h之積，即之積，即式中，式中，h 的單位是的單位是h/次，次， 的單位是次

20、的單位是次/h，故，故A是是無量綱的。而無量綱的。而A的單位則稱為愛爾蘭。的單位則稱為愛爾蘭。流入話務(wù)量表示每小時中平均線路占用時間。流入話務(wù)量表示每小時中平均線路占用時間。成功話務(wù)量：成功話務(wù)量成功話務(wù)量：成功話務(wù)量A0的定義是單位時間的定義是單位時間（1h）內(nèi)呼叫成功次數(shù)）內(nèi)呼叫成功次數(shù) 0和每次呼叫平均持續(xù)和每次呼叫平均持續(xù)（占用線路）時間（占用線路）時間h之積，即之積，即)(ErlhA)(ErlhA0020第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u呼損率呼損率p由于一般的通信網(wǎng)并不能保證所有呼叫都能夠成功地被由于一般的通信網(wǎng)并不能保證所有呼叫都能夠成功地被轉(zhuǎn)接到對方用戶，所以必然會有少量的呼叫失敗，

21、即發(fā)轉(zhuǎn)接到對方用戶，所以必然會有少量的呼叫失敗，即發(fā)生生“呼損呼損”。p呼損率則是指損失的話務(wù)量呼損率則是指損失的話務(wù)量(A A0)與流入話務(wù)量與流入話務(wù)量A之比，之比，即即p成功話務(wù)量和呼損率之間的關(guān)系為成功話務(wù)量和呼損率之間的關(guān)系為由上式可見，呼損率越小，成功話務(wù)量越大。由上式可見，呼損率越小，成功話務(wù)量越大。u一個電話網(wǎng)的流入話務(wù)量決定于客觀需求，在設(shè)計電話網(wǎng)時一個電話網(wǎng)的流入話務(wù)量決定于客觀需求，在設(shè)計電話網(wǎng)時應(yīng)該將流入話務(wù)量作為給定條件之一。呼損率和電話網(wǎng)的設(shè)應(yīng)該將流入話務(wù)量作為給定條件之一。呼損率和電話網(wǎng)的設(shè)計能力有關(guān)，例如交換機和中繼線等設(shè)備的容量都直接和呼計能力有關(guān)，例如交換機

22、和中繼線等設(shè)備的容量都直接和呼損率有關(guān)。設(shè)備容量越大，呼損率越小，但是投資和運行費損率有關(guān)。設(shè)備容量越大，呼損率越小，但是投資和運行費用也大。用也大。 00AAAB)1 (0BAA21第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)l14.3 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)n14.3.1 概述概述u數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的分類數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的分類p按照覆蓋范圍區(qū)分：按照覆蓋范圍區(qū)分：局域網(wǎng)：局域網(wǎng)的覆蓋范圍較小，一般在一幢建局域網(wǎng)：局域網(wǎng)的覆蓋范圍較小，一般在一幢建筑物或一個庭院的范圍。筑物或一個庭院的范圍。城域網(wǎng)：城域網(wǎng)的覆蓋范圍為一個城市，一般約城域網(wǎng)：城域網(wǎng)的覆蓋范圍為一個城市，一般約在在50 km范圍以內(nèi)。范圍以內(nèi)。廣域網(wǎng)：廣域網(wǎng)的

23、覆蓋范圍則可達幾千千米。廣域網(wǎng)：廣域網(wǎng)的覆蓋范圍則可達幾千千米。個（人區(qū)）域網(wǎng)：近年來新出現(xiàn)的，它的覆蓋范個（人區(qū)）域網(wǎng)：近年來新出現(xiàn)的，它的覆蓋范圍一般在一間室內(nèi)；由于采用無線傳輸方式，所圍一般在一間室內(nèi)；由于采用無線傳輸方式，所以又稱為無線個域網(wǎng)以又稱為無線個域網(wǎng)(WPAN) 。22第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)p按照傳輸方式區(qū)分：按照傳輸方式區(qū)分：無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：在無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中目前發(fā)展最快無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：在無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中目前發(fā)展最快的是無線局域網(wǎng)。的是無線局域網(wǎng)。 有線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)有線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)p按照用途區(qū)分：按照用途區(qū)分：專用數(shù)據(jù)網(wǎng)專用數(shù)據(jù)網(wǎng)公共數(shù)據(jù)網(wǎng)：公共數(shù)據(jù)網(wǎng)：公共數(shù)據(jù)網(wǎng)在概念上包

24、括增值網(wǎng)和信息交換網(wǎng)。增值公共數(shù)據(jù)網(wǎng)在概念上包括增值網(wǎng)和信息交換網(wǎng)。增值網(wǎng)是在數(shù)據(jù)通信的基本業(yè)務(wù)上附加了新的通信功能或網(wǎng)是在數(shù)據(jù)通信的基本業(yè)務(wù)上附加了新的通信功能或業(yè)務(wù)，使其原有價值增高。例如，增加電子函件、語業(yè)務(wù)，使其原有價值增高。例如，增加電子函件、語音信箱、可視圖文、電子數(shù)據(jù)交換音信箱、可視圖文、電子數(shù)據(jù)交換(EDI)、在線數(shù)據(jù)庫、在線數(shù)據(jù)庫檢索、因特網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)、檢索、因特網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)、“800”號受方付費業(yè)務(wù)、號受方付費業(yè)務(wù)、“200”號電話呼叫卡業(yè)務(wù)等。號電話呼叫卡業(yè)務(wù)等。 23第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)l14.3.2 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的組成數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的組成n電路交換和信息交換電路交

25、換和信息交換u電路交換：電路交換：p它的特點是在用戶之間建立一條連接通路，以直接它的特點是在用戶之間建立一條連接通路，以直接傳遞信號。傳遞信號。 p電路交換時，在兩個用戶通話的持續(xù)時間內(nèi)，需要電路交換時，在兩個用戶通話的持續(xù)時間內(nèi)，需要有一條通信電路始終保持在為他們連接的狀態(tài)，不有一條通信電路始終保持在為他們連接的狀態(tài)，不論他們是否正在講話。平均而言，在通話時間內(nèi)，論他們是否正在講話。平均而言，在通話時間內(nèi)，一個用戶收聽和講話的時間各占一半，再考慮到找一個用戶收聽和講話的時間各占一半，再考慮到找人等待時間和講話時的間隙，實際發(fā)送話音的時間人等待時間和講話時的間隙，實際發(fā)送話音的時間只占不到只占

26、不到40%。所以多一半時間是空閑的。這是很。所以多一半時間是空閑的。這是很大的資源浪費。大的資源浪費。24第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u信息交換：信息交換：p一個通路可以被多個用戶發(fā)送的信息分時利用。所以通一個通路可以被多個用戶發(fā)送的信息分時利用。所以通路的時間利用率可以大為增加。路的時間利用率可以大為增加。p由于交換設(shè)備需要將收到的數(shù)據(jù)格式變成適合傳輸?shù)母裼捎诮粨Q設(shè)備需要將收到的數(shù)據(jù)格式變成適合傳輸?shù)母袷?，在?shù)據(jù)到達接收端前再將其格式變成適合接收端的式，在數(shù)據(jù)到達接收端前再將其格式變成適合接收端的格式，所以收發(fā)兩端設(shè)備所用的數(shù)據(jù)格式可以不同。格式，所以收發(fā)兩端設(shè)備所用的數(shù)據(jù)格式可以不同。p由于

27、信息交換是按照由于信息交換是按照“存儲存儲-轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)”方式工作的，交換設(shè)方式工作的，交換設(shè)備將收到的數(shù)據(jù)先存儲起來，等到有通路可以利用時才備將收到的數(shù)據(jù)先存儲起來，等到有通路可以利用時才轉(zhuǎn)發(fā)，所以有一定的時間延遲。轉(zhuǎn)發(fā)，所以有一定的時間延遲。p信息交換又分為信息交換又分為報文交換：將整個報文一次轉(zhuǎn)發(fā)，由于其長度可能很報文交換：將整個報文一次轉(zhuǎn)發(fā)，由于其長度可能很長，所以，其存儲時間也可能很長，從而造成時延可長，所以，其存儲時間也可能很長，從而造成時延可能很大。能很大。分組交換：首先將消息在交換設(shè)備中分成長度相等的分組交換：首先將消息在交換設(shè)備中分成長度相等的短的分組（或稱短的分組（或稱“包包”

28、 ），例如），例如1000 b為一個分組，為一個分組，然后再傳輸。故延遲時間很小，目前應(yīng)用廣泛。然后再傳輸。故延遲時間很小，目前應(yīng)用廣泛。25第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)n面向連接和無連接面向連接和無連接u面向連接的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：通信雙方的終端之間必須有線面向連接的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：通信雙方的終端之間必須有線路連接，才能通信。此連接可以是通過呼叫建立的；也路連接，才能通信。此連接可以是通過呼叫建立的；也可以是永久性或半永久性的專線連接。可以是永久性或半永久性的專線連接。u無連接的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：通信雙方終端之間不需要有線路無連接的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：通信雙方終端之間不需要有線路連接。這時是采用信息交換方式，將數(shù)據(jù)分

29、組發(fā)出。由連接。這時是采用信息交換方式，將數(shù)據(jù)分組發(fā)出。由于一個消息被分成若干分組后，每個分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳于一個消息被分成若干分組后，每個分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸路由可能不同，所以各組不一定按原順序到達接收端。輸路由可能不同，所以各組不一定按原順序到達接收端。因此，在發(fā)送端交換設(shè)備中除了要在消息上加上發(fā)送目因此，在發(fā)送端交換設(shè)備中除了要在消息上加上發(fā)送目的地的地址外，還需要將每組消息按照先后次序編號，的地的地址外，還需要將每組消息按照先后次序編號，在接收端交換設(shè)備中需要按照編號排列各組的次序，再在接收端交換設(shè)備中需要按照編號排列各組的次序，再將完整的接收消息送給終端用戶。所以分組交換的實現(xiàn)將完整的接

30、收消息送給終端用戶。所以分組交換的實現(xiàn)過程比較復(fù)雜的。過程比較復(fù)雜的。若所有分組都經(jīng)過同一路由傳輸并用同一方式處理，若所有分組都經(jīng)過同一路由傳輸并用同一方式處理，則可以設(shè)想在收發(fā)終端之間好像存在一個虛擬信道，則可以設(shè)想在收發(fā)終端之間好像存在一個虛擬信道，稱為虛信道，又稱為邏輯信道，并將這種通過虛信稱為虛信道，又稱為邏輯信道，并將這種通過虛信道的連接稱為虛連接。道的連接稱為虛連接。 26第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)n通信協(xié)議通信協(xié)議u數(shù)據(jù)通信需要將數(shù)據(jù)分組、編號、加上糾錯編碼和目數(shù)據(jù)通信需要將數(shù)據(jù)分組、編號、加上糾錯編碼和目的地址等。終端和交換設(shè)備完成這些步驟時必須遵守的地址等。終端和交換設(shè)備完成

31、這些步驟時必須遵守一些規(guī)定。這些規(guī)定稱為一些規(guī)定。這些規(guī)定稱為通信協(xié)議通信協(xié)議。u通信協(xié)議，也稱通信協(xié)議，也稱通信規(guī)程通信規(guī)程。這兩個名詞是通用的。這兩個名詞是通用的。u為了制定一個通用的通信協(xié)議，需要將復(fù)雜的通信過為了制定一個通用的通信協(xié)議，需要將復(fù)雜的通信過程分成一些層次，每個層次承擔一定的任務(wù)，并為每程分成一些層次，每個層次承擔一定的任務(wù)，并為每個層次制定相應(yīng)的協(xié)議。我們將這些層次和相應(yīng)的協(xié)個層次制定相應(yīng)的協(xié)議。我們將這些層次和相應(yīng)的協(xié)議的總和稱為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的議的總和稱為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)。u1983年國際標準化組織年國際標準化組織(ISO)就為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的體系結(jié)就為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)

32、的體系結(jié)構(gòu)制定出了一個通用的標準，它稱為開放系統(tǒng)互連構(gòu)制定出了一個通用的標準，它稱為開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型。它雖然在理論上比較完善，但是卻不參考模型。它雖然在理論上比較完善，但是卻不太實用。下面先介紹這個模型，然后也對于因特網(wǎng)的太實用。下面先介紹這個模型，然后也對于因特網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)作介紹。體系結(jié)構(gòu)作介紹。27第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)n14.3.3 開放系統(tǒng)互連開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型參考模型應(yīng)用進程AP2表示層應(yīng)用層會話層運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層開放系統(tǒng)1開放系統(tǒng)2表示層應(yīng)用層會話層運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用進程AP1數(shù)據(jù)76543217654321物理傳輸媒體HAH

33、PHSHT數(shù)據(jù)HNHAHPHSHT數(shù)據(jù)HAHPHS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)HA數(shù)據(jù)HAHP數(shù)據(jù)HDHNHAHPHSHTHD數(shù)據(jù)HDHNHAHPHSHTHD28第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u第第7層層 應(yīng)用層：應(yīng)用層是應(yīng)用層：應(yīng)用層是OSI中的最高層，它確定進中的最高層，它確定進程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要。其功能決定于用程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要。其功能決定于用戶的需求和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)目的。應(yīng)用層還要提供應(yīng)用進程所戶的需求和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)目的。應(yīng)用層還要提供應(yīng)用進程所需要的信息交換、遠程操作、系統(tǒng)管理和應(yīng)用管理。應(yīng)需要的信息交換、遠程操作、系統(tǒng)管理和應(yīng)用管理。應(yīng)用層直接和用戶的應(yīng)用程序通信。用層直接和用戶的應(yīng)用程

34、序通信。u第第6層層 表示層：表示層將上一層提供的數(shù)據(jù)作必要的表示層：表示層將上一層提供的數(shù)據(jù)作必要的編碼或語法變換，以通信通用的格式送給網(wǎng)絡(luò)，使不同編碼或語法變換，以通信通用的格式送給網(wǎng)絡(luò)，使不同類型的設(shè)備能夠互相通信。其功能包括數(shù)據(jù)文件的格式類型的設(shè)備能夠互相通信。其功能包括數(shù)據(jù)文件的格式化、編碼（化、編碼（ASCII碼、碼、EBCDIC碼，等等）、加密和解碼，等等）、加密和解密、對話過程、數(shù)據(jù)壓縮、同步、中斷和終結(jié)。表示層密、對話過程、數(shù)據(jù)壓縮、同步、中斷和終結(jié)。表示層還完成編碼和字符集的轉(zhuǎn)換和決定報文顯示方式。還完成編碼和字符集的轉(zhuǎn)換和決定報文顯示方式。29第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u

35、第第5層層 會話層：會話層在兩個實體之間建立起進行會話層：會話層在兩個實體之間建立起進行一次一次“對話對話”的邏輯連接關(guān)系，負責網(wǎng)絡(luò)登錄和注銷、的邏輯連接關(guān)系，負責網(wǎng)絡(luò)登錄和注銷、身份鑒別和運作方式（單工、雙工或半雙工）等，并身份鑒別和運作方式（單工、雙工或半雙工）等，并對對“對話對話”進行管理和控制，但是不包括呼叫建立、進行管理和控制，但是不包括呼叫建立、設(shè)置和斷開連接等功能。設(shè)置和斷開連接等功能。u第第4層層 運輸層：運輸層傳送數(shù)據(jù)的單位是報文。它運輸層：運輸層傳送數(shù)據(jù)的單位是報文。它負責在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的兩個實體之間建立一條端到端的信道，負責在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的兩個實體之間建立一條端到端的信道，并為通信兩

36、端提供可靠和透明的傳輸。它還進行端到并為通信兩端提供可靠和透明的傳輸。它還進行端到端間的差錯控制、順序控制和流量控制等。運輸層是端間的差錯控制、順序控制和流量控制等。運輸層是通信的最高層。更高的通信的最高層。更高的3層已經(jīng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無關(guān)，而是層已經(jīng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無關(guān)，而是涉及到網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用方面。因此，運輸層是網(wǎng)絡(luò)層和會涉及到網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用方面。因此，運輸層是網(wǎng)絡(luò)層和會話層之間的接口，它將上下兩層隔開，使上一層看不話層之間的接口，它將上下兩層隔開，使上一層看不見下層中數(shù)據(jù)傳輸?shù)募毠?jié)。見下層中數(shù)據(jù)傳輸?shù)募毠?jié)。30第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u第第3層層 網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)是選擇適當?shù)穆酚珊徒痪W(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層的

37、任務(wù)是選擇適當?shù)穆酚珊徒粨Q節(jié)點，使數(shù)據(jù)透明地傳輸?shù)侥康牡亍＞W(wǎng)絡(luò)層中的傳輸換節(jié)點，使數(shù)據(jù)透明地傳輸?shù)侥康牡?。網(wǎng)絡(luò)層中的傳輸數(shù)據(jù)單位是分組，或稱包。因此，該層要負責將上一層數(shù)據(jù)單位是分組，或稱包。因此，該層要負責將上一層送來的數(shù)據(jù)分組和對方發(fā)來的分組進行拆卸，并解決分送來的數(shù)據(jù)分組和對方發(fā)來的分組進行拆卸，并解決分組的丟失、重復(fù)傳送和順序顛倒等問題。組的丟失、重復(fù)傳送和順序顛倒等問題。u第第2層層 數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層負責在兩個相鄰節(jié)點數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層負責在兩個相鄰節(jié)點間的鏈路上，以幀為單位無差錯地傳輸數(shù)據(jù)。它需要將間的鏈路上，以幀為單位無差錯地傳輸數(shù)據(jù)。它需要將上一層送來的數(shù)據(jù)加上所需的

38、控制信息組成幀，然后按上一層送來的數(shù)據(jù)加上所需的控制信息組成幀，然后按順序發(fā)送給物理層，并處理對方送回來的順序發(fā)送給物理層，并處理對方送回來的“確認確認”幀。幀。它還需要負責鏈路的連通、維持和釋放，并且識別幀的它還需要負責鏈路的連通、維持和釋放，并且識別幀的邊界和在檢測到接收數(shù)據(jù)中有差錯時通知對方重發(fā)這一邊界和在檢測到接收數(shù)據(jù)中有差錯時通知對方重發(fā)這一幀，直至正確接收為止。在此層中加入的控制信息包括幀，直至正確接收為止。在此層中加入的控制信息包括幀同步信息、地址信息、差錯控制和流量控制信息等。幀同步信息、地址信息、差錯控制和流量控制信息等。高級數(shù)據(jù)鏈路控制高級數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)規(guī)程是此層

39、的主要通信協(xié)議規(guī)程是此層的主要通信協(xié)議之一。之一。31第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u第第1層層 物理層：物理層的任務(wù)是為上一層送來的數(shù)據(jù)物理層：物理層的任務(wù)是為上一層送來的數(shù)據(jù)提供一個透明傳輸比特流的物理連接。所以物理層傳輸提供一個透明傳輸比特流的物理連接。所以物理層傳輸數(shù)據(jù)的單位是比特，而不管這些比特代表什么意義。物數(shù)據(jù)的單位是比特，而不管這些比特代表什么意義。物理層還負責物理媒體的連通（或激活）、維持和釋放理層還負責物理媒體的連通（或激活）、維持和釋放（或去激活）等。所以物理層要解決的問題包括：確定（或去激活）等。所以物理層要解決的問題包括：確定傳輸電壓和電路阻抗值、傳輸速率、傳輸方向、連接

40、器傳輸電壓和電路阻抗值、傳輸速率、傳輸方向、連接器的物理參數(shù)（插孔數(shù)目、形狀和尺寸等）。物理層的協(xié)的物理參數(shù)（插孔數(shù)目、形狀和尺寸等）。物理層的協(xié)議主要有議主要有EIA-232和和RS-449接口標準。接口標準。EIA-232標準適用標準適用于通過標準電話線路傳輸數(shù)據(jù)時的物理層接口，而于通過標準電話線路傳輸數(shù)據(jù)時的物理層接口，而RS-449標準則適用于寬帶線路。標準則適用于寬帶線路。32第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)u為了實現(xiàn)各層的功能，各層需要在上一層送來的數(shù)據(jù)分為了實現(xiàn)各層的功能，各層需要在上一層送來的數(shù)據(jù)分組前加上控制信息，稱為報頭組前加上控制信息，稱為報頭(HA、HP、HS)，如上，如上圖

41、所示。但是，第圖所示。但是，第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）的報頭層（數(shù)據(jù)鏈路層）的報頭(HD)分成分成兩部分，分別加在數(shù)據(jù)的前后；第兩部分，分別加在數(shù)據(jù)的前后；第1層（物理層）則由層（物理層）則由于功能是傳送比特流，所以不需加上控制信息。但是，于功能是傳送比特流，所以不需加上控制信息。但是，從應(yīng)用進程來看，開放系統(tǒng)從應(yīng)用進程來看，開放系統(tǒng)2的應(yīng)用進程的應(yīng)用進程AP2接收到的接收到的只是只是AP1發(fā)出的數(shù)據(jù)本身，沒有報頭，如圖中虛線表示發(fā)出的數(shù)據(jù)本身，沒有報頭，如圖中虛線表示的那樣，直接從的那樣，直接從AP1將數(shù)據(jù)發(fā)送到將數(shù)據(jù)發(fā)送到AP2。在兩個應(yīng)用層。在兩個應(yīng)用層之間的通信，則只有數(shù)據(jù)和報頭之間的通信，

42、則只有數(shù)據(jù)和報頭HA，其他的報頭都被，其他的報頭都被下面各層剝離掉了。類似地，下面各層也如此。下面各層剝離掉了。類似地，下面各層也如此。u從功能上看，最高從功能上看，最高3層主要是有關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制、管理和應(yīng)層主要是有關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制、管理和應(yīng)用方面等的功能，基本上和信息傳輸沒有直接關(guān)系；下用方面等的功能，基本上和信息傳輸沒有直接關(guān)系；下面面4層才直接是信息傳輸方面的功能。層才直接是信息傳輸方面的功能。33第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)uTCP/IP體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) p上面介紹的上面介紹的OSI體系結(jié)構(gòu)雖然在理論上比較完整，但是由體系結(jié)構(gòu)雖然在理論上比較完整，但是由于它的全部標準制定拖延時間較長，實現(xiàn)起來過分

43、復(fù)雜，于它的全部標準制定拖延時間較長，實現(xiàn)起來過分復(fù)雜，和缺乏投入市場的驅(qū)動力量等原因，至今未能得到廣泛應(yīng)和缺乏投入市場的驅(qū)動力量等原因，至今未能得到廣泛應(yīng)用。而在它的全部標準制定出來之前，因特網(wǎng)已經(jīng)在全球用。而在它的全部標準制定出來之前，因特網(wǎng)已經(jīng)在全球得到了極大發(fā)展。因特網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)是從實踐中產(chǎn)生的，得到了極大發(fā)展。因特網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)是從實踐中產(chǎn)生的，它稱為它稱為TCP/IP。TCP/IP體系結(jié)構(gòu)只分體系結(jié)構(gòu)只分4層。它和層。它和OSI體系體系結(jié)構(gòu)的比較示于下圖中。結(jié)構(gòu)的比較示于下圖中。34第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)pTCP/IP體系結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用層相當于體系結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用層相當于OSI體系結(jié)構(gòu)

44、中的最高體系結(jié)構(gòu)中的最高3層，它直接為用戶的應(yīng)用進程提供服務(wù)。這層的協(xié)議有多種，層，它直接為用戶的應(yīng)用進程提供服務(wù)。這層的協(xié)議有多種，例如支持萬維網(wǎng)例如支持萬維網(wǎng)(WWW)的的HTTP協(xié)議，支持電子函件的協(xié)議，支持電子函件的SMTP協(xié)議和支持文件傳送的協(xié)議和支持文件傳送的FTP協(xié)議等。協(xié)議等。pTCP/IP中的運輸層和中的運輸層和OSI中的運輸層對應(yīng)，它負責兩個應(yīng)用中的運輸層對應(yīng)，它負責兩個應(yīng)用進程之間的通信。運輸層有兩種協(xié)議，即面向連接的進程之間的通信。運輸層有兩種協(xié)議，即面向連接的TCP協(xié)協(xié)議和無連接的議和無連接的UDP協(xié)議。協(xié)議。應(yīng)用層表示層會話層運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層運輸層

45、網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層OSI體系結(jié)構(gòu)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)35第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)pTCP/IP中的網(wǎng)際層相當于中的網(wǎng)際層相當于OSI中的網(wǎng)絡(luò)層，它用中的網(wǎng)絡(luò)層，它用IP協(xié)議支持協(xié)議支持無連接的分組傳送服務(wù)。由于因特網(wǎng)是一個很大的互聯(lián)網(wǎng)，無連接的分組傳送服務(wù)。由于因特網(wǎng)是一個很大的互聯(lián)網(wǎng)，它將大量的各種不同類型的計算機網(wǎng)互連起來，故將其網(wǎng)絡(luò)它將大量的各種不同類型的計算機網(wǎng)互連起來，故將其網(wǎng)絡(luò)層稱為網(wǎng)際層。層稱為網(wǎng)際層。pTCP/IP中的網(wǎng)絡(luò)接口層對應(yīng)中的網(wǎng)絡(luò)接口層對應(yīng)OSI中的最低兩層。但是，嚴格中的最低兩層。但是，嚴格講此層并不是一層，僅僅是一個接口而已。講此層并不是一層，僅僅是一個接口而已。

46、u無論是無論是OSI還是還是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)，其中各層分別都有自己體系結(jié)構(gòu)，其中各層分別都有自己的協(xié)議，而且每層的協(xié)議不止有一種。特別是高層協(xié)議與的協(xié)議，而且每層的協(xié)議不止有一種。特別是高層協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)和用途關(guān)系很大，協(xié)議的種類也很多。下面僅網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)和用途關(guān)系很大，協(xié)議的種類也很多。下面僅就數(shù)據(jù)鏈路層的一種主要協(xié)議就數(shù)據(jù)鏈路層的一種主要協(xié)議(HDLC)為例作詳細介紹。為例作詳細介紹。36第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)n14.3.4 高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程(HDLC)u在在HDLC中將一個分組稱為一幀。中將一個分組稱為一幀。HDLC規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)示于下圖中。示于

47、下圖中。u由圖可見，由圖可見，HDLC的一幀分為的一幀分為6個字段，下面分別給出個字段，下面分別給出其功能：其功能：標志F地址A控制C信息I標志F幀校驗序列FCS01111110011111108 b8 b16 b長度任意校驗范圍需插入”0”的范圍37第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)p標志字段標志字段F：標志字段標志字段F標明一幀的邊界，它由標明一幀的邊界，它由“01111110”組成，共組成，共8比特。比特。為了使一幀的頭尾兩個標志為了使一幀的頭尾兩個標志F之間不會出現(xiàn)之間不會出現(xiàn)6個連個連“1”，避免和標志避免和標志F混淆，混淆，HDLC規(guī)程規(guī)定發(fā)送端分組時若在兩規(guī)程規(guī)定發(fā)送端分組時若在兩個個F

48、之間發(fā)現(xiàn)有之間發(fā)現(xiàn)有5個連個連“1”，則立即插入一個，則立即插入一個“0”。接收端則在發(fā)現(xiàn)接收端則在發(fā)現(xiàn)5個連個連“1”后，即將其后繼的后，即將其后繼的“0”刪除。刪除。當有兩幀連續(xù)傳輸時，前一幀的結(jié)束標志字段當有兩幀連續(xù)傳輸時，前一幀的結(jié)束標志字段F就可以就可以兼作后一幀的起始標志字段。兼作后一幀的起始標志字段。38第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)p地址字段地址字段A：地址字段表示此幀發(fā)送的目的地址，它規(guī)定共有地址字段表示此幀發(fā)送的目的地址，它規(guī)定共有8 b (1字字節(jié)節(jié))。全全“1”地址是廣播地址，全地址是廣播地址，全“0”地址是無效地址。故有地址是無效地址。故有效地址共有效地址共有254個。個

49、。對于一般情況，此地址數(shù)目是足夠的。在有效地址仍嫌對于一般情況，此地址數(shù)目是足夠的。在有效地址仍嫌不夠的情況下，容許將地址字段的長度擴展。不夠的情況下，容許將地址字段的長度擴展。擴展的方法是事先規(guī)定用第擴展的方法是事先規(guī)定用第1比特表示比特表示“擴展擴展”，其余，其余7比特為地址位。當?shù)刂纷侄沃心硞€字節(jié)的第比特為地址位。當?shù)刂纷侄沃心硞€字節(jié)的第1比特為比特為“0”時，表示下一字節(jié)的后時，表示下一字節(jié)的后7比特仍為地址位；當?shù)诒忍厝詾榈刂肺?；當?shù)?比特為比特為“1”時，表示此字節(jié)已是地址字段的最后一個字節(jié)了。時，表示此字節(jié)已是地址字段的最后一個字節(jié)了。39第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)p控制字段控制

50、字段C：控制字段用于信令、應(yīng)答和管理等。它的長度也規(guī)定為控制字段用于信令、應(yīng)答和管理等。它的長度也規(guī)定為8 b，其具體功能示于下圖中。，其具體功能示于下圖中。由圖可見，它規(guī)定了本幀的性質(zhì)并給出控制信息。按照由圖可見，它規(guī)定了本幀的性質(zhì)并給出控制信息。按照其第其第1比特或第比特或第1和和2比特的取值不同，它將比特的取值不同，它將HDLC幀分為幀分為3類：信息幀類：信息幀I、監(jiān)督幀、監(jiān)督幀S和無編號幀和無編號幀U。 當當C的第的第1比特是比特是“0”時，表示本幀是信息幀時，表示本幀是信息幀I，攜帶有，攜帶有用戶信息。當?shù)谟脩粜畔?。當?shù)?比特是比特是“1”時，本幀的功能由第時，本幀的功能由第2比特比

51、特決定。此時，若第決定。此時，若第2比特為比特為“0”，則本幀是監(jiān)督幀，則本幀是監(jiān)督幀S；若；若第第2比特為比特為“1”，則本幀是無編號幀，則本幀是無編號幀U。 比特12345678信息幀I0N(S)P/FN(R)監(jiān)督幀S10SP/FN(R)無編號幀U11MP/FN (R)40第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)控制字段第控制字段第5比特為查詢比特為查詢/終止終止(P/F)比特。在主站發(fā)出的比特。在主站發(fā)出的命令幀中若將其置為命令幀中若將其置為“1”，則表示要求對方立即發(fā)送應(yīng)，則表示要求對方立即發(fā)送應(yīng)答。在對方的應(yīng)答幀中若將其置為答。在對方的應(yīng)答幀中若將其置為“1”，則表示數(shù)據(jù)已，則表示數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢

52、?？刂谱侄蔚钠渌忍氐墓δ軐⒃诤竺媪硇薪?jīng)發(fā)送完畢?？刂谱侄蔚钠渌忍氐墓δ軐⒃诤竺媪硇薪榻B。介紹。在信息幀在信息幀I中，控制字段的第中，控制字段的第2至至4位表示當前發(fā)送的信息位表示當前發(fā)送的信息幀的序號幀的序號N(S)，第，第6至至8位表示期望收到的幀在對方發(fā)送位表示期望收到的幀在對方發(fā)送序列中的序號序列中的序號N(R)。N(S)和和N(R)都是按模都是按模8運算的數(shù)字，運算的數(shù)字，即只能取值即只能取值0至至7。N(R)還含有確認信息，表示序號為還含有確認信息，表示序號為N(R) 1(mod 8)的幀和更前的幀都已經(jīng)正確接收到了。的幀和更前的幀都已經(jīng)正確接收到了。這里模這里模8運算的意思就是

53、使序號的取值達到運算的意思就是使序號的取值達到7后又回到后又回到0，這樣繼續(xù)循環(huán)計數(shù)。這樣繼續(xù)循環(huán)計數(shù)。41第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)在監(jiān)督幀在監(jiān)督幀S中，控制字段的第中，控制字段的第3和和4位的功能示于下表中，位的功能示于下表中，它給出接收狀態(tài)。它給出接收狀態(tài)。無編號幀本身不帶編號，即不帶無編號幀本身不帶編號，即不帶N(R)。它用控制字段的。它用控制字段的第第3、4、6、7、8比特表示對網(wǎng)絡(luò)控制的各種信令。這比特表示對網(wǎng)絡(luò)控制的各種信令。這5比特的排列可以得出比特的排列可以得出32種控制信令。種控制信令。S名稱功能00RR 準備好接收表示準備好接收下一幀N(R)，并確認已收妥序號為N(R)

54、1和其前的各幀。10RNR 未準備好接收表示未準備好接收下一幀，并確認已收妥序號為N(R) - 1和其前的各幀。01REJ 拒絕表示從N(R)起的所有幀的接收有差錯，但確認已收妥序號為N(R) 1和其前的各幀。11SREJ 選擇性拒絕只序號為N(R)的幀接收有差錯。42第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)p信息字段信息字段I：信息字段：信息字段I的長度可以任意規(guī)定，但是其中定義的長度可以任意規(guī)定，但是其中定義的每個字符的比特數(shù)必須是固定的。的每個字符的比特數(shù)必須是固定的。p幀校驗序列幀校驗序列FCS： 它用于監(jiān)督本幀中的誤碼，但是標志它用于監(jiān)督本幀中的誤碼，但是標志F不不在監(jiān)督范圍內(nèi)。在監(jiān)督范圍內(nèi)。FC

55、S規(guī)定采用循環(huán)冗余校驗規(guī)定采用循環(huán)冗余校驗(CRC)法。所用法。所用的循環(huán)碼生成多項式規(guī)定為的循環(huán)碼生成多項式規(guī)定為x16 + x12 + x5 + 1 。p43第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)n14.3.5 局域網(wǎng)以太網(wǎng)局域網(wǎng)以太網(wǎng)u以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)p目前廣泛應(yīng)用的以太網(wǎng)多采用帶集線器的星形網(wǎng)結(jié)構(gòu)，目前廣泛應(yīng)用的以太網(wǎng)多采用帶集線器的星形網(wǎng)結(jié)構(gòu)，見下圖。見下圖。p圖中畫出圖中畫出4個計算機通過線路和集線器相連。集線器有個計算機通過線路和集線器相連。集線器有多個端口，每個端口接一個計算機。集線器的功能是將多個端口，每個端口接一個計算機。集線器的功能是將每個計算機發(fā)出的信號通過線路轉(zhuǎn)送給其他各

56、計算機。每個計算機發(fā)出的信號通過線路轉(zhuǎn)送給其他各計算機。計算機集線器44第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)p集線器和計算機間的線路是兩對雙絞線（見下圖），分別用集線器和計算機間的線路是兩對雙絞線（見下圖），分別用于發(fā)送和接收信號，其長度不超過于發(fā)送和接收信號，其長度不超過100 m。p由以太網(wǎng)的線路連接關(guān)系可見，一個計算機發(fā)出的信號可以由以太網(wǎng)的線路連接關(guān)系可見，一個計算機發(fā)出的信號可以送到其他各個計算機。但是，一般情況都是只希望將信號發(fā)送到其他各個計算機。但是，一般情況都是只希望將信號發(fā)送給一個指定的計算機。因此，在發(fā)送信號中需要帶有地址送給一個指定的計算機。因此，在發(fā)送信號中需要帶有地址信息，只有

57、此地址的計算機才能接收到此信號。信息，只有此地址的計算機才能接收到此信號。 計算機集線器雙絞線45第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)p此外，這種網(wǎng)絡(luò)中同時只允許有一個發(fā)送信號在線路中存在。此外，這種網(wǎng)絡(luò)中同時只允許有一個發(fā)送信號在線路中存在。若同時有多個發(fā)送信號，勢必造成互相干擾。為了解決上述若同時有多個發(fā)送信號，勢必造成互相干擾。為了解決上述這些問題，需要制定一個通信協(xié)議，為各計算機遵守。在以這些問題，需要制定一個通信協(xié)議，為各計算機遵守。在以太網(wǎng)中采用的協(xié)議稱為太網(wǎng)中采用的協(xié)議稱為載波監(jiān)聽多點接入載波監(jiān)聽多點接入/碰撞檢測碰撞檢測(CSMA/CD)協(xié)議。下面就將介紹這個協(xié)議。協(xié)議。下面就將介紹這個

58、協(xié)議。46第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)uCSMA/CD協(xié)議的數(shù)據(jù)格式協(xié)議的數(shù)據(jù)格式 p假定：一個計算機在發(fā)送信號之前處于監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。假定：一個計算機在發(fā)送信號之前處于監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。只有當監(jiān)聽到線路上沒有只有當監(jiān)聽到線路上沒有“載波載波”時，才能向線路上發(fā)送時，才能向線路上發(fā)送信號。這里的信號。這里的“載波載波”一詞是指線路中其他計算機發(fā)出的一詞是指線路中其他計算機發(fā)出的任何電信號，不必須是正弦載波。任何電信號，不必須是正弦載波。p在以太網(wǎng)中數(shù)據(jù)是分組傳輸?shù)?，其?shù)據(jù)格式如下圖所示。在以太網(wǎng)中數(shù)據(jù)是分組傳輸?shù)?，其?shù)據(jù)格式如下圖所示。p上圖中顯示每組數(shù)據(jù)共分上圖中顯示每組數(shù)據(jù)共分6個字段，其中個

59、字段，其中5個字段共個字段共26個字個字節(jié)是用于網(wǎng)絡(luò)開銷，只有一個字段是用戶數(shù)據(jù)。下面給出節(jié)是用于網(wǎng)絡(luò)開銷，只有一個字段是用戶數(shù)據(jù)。下面給出這種數(shù)據(jù)格式的詳細規(guī)定：這種數(shù)據(jù)格式的詳細規(guī)定：每個分組的最大長度為每個分組的最大長度為1526字節(jié)，最小長度為字節(jié)，最小長度為72字節(jié)。字節(jié)。每個字節(jié)含每個字節(jié)含8比特。比特。 報 頭前同步碼8 B目的地址6 B源地址6 B類型2 B數(shù)據(jù)46 1500 B幀校驗4 B47第第14章章 通信網(wǎng)通信網(wǎng)每個分組分為每個分組分為6個字段：前同步碼個字段：前同步碼8字節(jié)，報頭字節(jié)，報頭14字節(jié)，字節(jié)，數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)46至至1500字節(jié)，校驗位字節(jié)，校驗位4字節(jié)。字節(jié)。分

60、組間最小間隔為分組間最小間隔為9.6 s。前同步碼包含前同步碼包含8字節(jié)的字節(jié)的“1/0”交替碼，但是最后以兩個比交替碼，但是最后以兩個比特特“11”結(jié)束，即前同步碼為結(jié)束，即前同步碼為(101010101011)。具體說，。具體說，前同步碼的前前同步碼的前7個字節(jié)是個字節(jié)是“1/0”交替碼，它用于建立比特交替碼，它用于建立比特同步，因為在一個計算機開始接收分組數(shù)據(jù)時比特同步同步，因為在一個計算機開始接收分組數(shù)據(jù)時比特同步尚未建立；最后尚未建立；最后1個字節(jié)是個字節(jié)是“10101011”，它表示在這個，它表示在這個字節(jié)后面就是報頭的開始。字節(jié)后面就是報頭的開始。報頭包括：報頭包括：48比特目的