1、,東北大學(xué)秦皇島分校,第二章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),主要內(nèi)容,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)知識,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)單元抽象為結(jié)點(diǎn)，通信線路抽象為鏈路。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由一組結(jié)點(diǎn)和連接結(jié)點(diǎn)的鏈路組成的，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的幾何形狀。,總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),所有節(jié)點(diǎn)都連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上信息的傳輸以“共享介質(zhì)”方式進(jìn)行,總線型的優(yōu)越性,一個節(jié)點(diǎn)失效不影響其他節(jié)點(diǎn)的工作節(jié)點(diǎn)的增刪不影響全網(wǎng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)簡單接入靈活擴(kuò)展容易可靠性高,環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),特點(diǎn)：以共享介質(zhì)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸每個節(jié)點(diǎn)都與兩個相鄰的節(jié)點(diǎn)相連節(jié)點(diǎn)之間采用點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個閉合的環(huán)環(huán)中的數(shù)據(jù)沿著一個方向

2、繞環(huán)逐站傳輸,環(huán)型的主要問題,環(huán)中某一位置的斷開將導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓,星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),特點(diǎn)存在一個中心節(jié)點(diǎn)每個節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路與中心節(jié)點(diǎn)連接所有通信都通過中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交換局域網(wǎng)是一種典型的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),樹型網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu),工作站,工作站,工作站,混合型網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu),物理拓?fù)浜瓦壿嬐負(fù)?物理拓?fù)渲妇W(wǎng)絡(luò)的幾何形狀，即通常意義上的拓?fù)洌欢壿嬐負(fù)洌ㄟ壿嬁偩€、邏輯環(huán)）則指信息在通信介質(zhì)中傳輸?shù)臋C(jī)制。對特定網(wǎng)絡(luò)而言，其邏輯拓?fù)渑c物理拓?fù)洳灰欢ㄏ嗤?。返?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol)，簡稱為協(xié)議。,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,語法數(shù)據(jù)與控制信

3、息的結(jié)構(gòu)或格式。語義需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應(yīng)。同步事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。,劃分層次的概念舉例,網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)（1）,層次劃分的目的將網(wǎng)絡(luò)這個龐大的、復(fù)雜的問題劃分成若干較小的、簡單的問題層次劃分的原則層內(nèi)功能內(nèi)聚層間耦合松散,網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)（2）,層次結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性各層之間相互獨(dú)立靈活性好每層都可以采用最合適的實(shí)現(xiàn)技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)有利于網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層,加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層PDU,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,

4、3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,應(yīng)用層PDU再傳送到運(yùn)輸層,加上運(yùn)輸層首部，成為運(yùn)輸層報文,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,運(yùn)輸層報文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層,加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為IP數(shù)據(jù)報（或分組）,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,IP數(shù)據(jù)報再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層,加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層,最下面的物理層

5、把比特流傳送到物理媒體,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),應(yīng)用層(applicationlayer),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,物理傳輸媒體,計算機(jī)1,AP2,AP1,電信號（或光信號）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層,計算機(jī)2,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,

6、1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞浚〕鰯?shù)據(jù)部分上交給運(yùn)輸層,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞浚〕鰬?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,我收到了AP1發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,

7、2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,應(yīng)用程序數(shù)據(jù),10100110100101比特流110101110101,注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟?應(yīng)用程序數(shù)據(jù),計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,10100110100101比特流110101110101,計算機(jī)2的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層,H2,T2,H3,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,

8、1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層,H4,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,運(yùn)輸層剝?nèi)笪氖撞亢蟀褕笪牡臄?shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層,應(yīng)用程序數(shù)據(jù),H5,應(yīng)用程序數(shù)據(jù),計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層PDU首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程,計算機(jī)1向計算機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,計算機(jī)1,AP2,AP1,計算機(jī)2,我收到了AP1發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！,

9、實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點(diǎn),實(shí)體(entity)表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。協(xié)議是控制兩個對等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。在協(xié)議的控制下，兩個對等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。,實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點(diǎn),本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對上面的服務(wù)用戶是透明的。協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對等實(shí)體之間通信的規(guī)則。服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過層間接口提供的。同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互的地方，稱為服務(wù)訪問點(diǎn)SAP(ServiceAccessPoint)。,實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪

10、問點(diǎn),服務(wù)用戶,第n層,第n+1層,服務(wù)用戶,面向連接服務(wù)與無連接服務(wù),面向連接服務(wù)(connection-oriented)面向連接服務(wù)具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放這三個階段。無連接服務(wù)(connectionless)兩個實(shí)體之間的通信不需要先建立好連接。是一種不可靠的服務(wù)。這種服務(wù)常被描述為“盡最大努力交付”(besteffortdelivery)或“盡力而為”。,開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）,現(xiàn)場總線模型,TCP/IP四層協(xié)議的表示方法舉例,應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層,主機(jī)A,主機(jī)B,路由器,網(wǎng)絡(luò)2,網(wǎng)絡(luò)1,應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層,4321,OS

11、I與TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較,傳輸介質(zhì),傳輸介質(zhì)傳輸信號經(jīng)過的各種物理環(huán)境物理上將計算機(jī)相互連接起來的介質(zhì)傳輸介質(zhì)的種類同軸電纜非屏蔽雙絞線UTP屏蔽雙絞線STP光纜,傳輸介質(zhì)的種類,同軸電纜的主要特性,連接形式支持點(diǎn)-點(diǎn)連接和多點(diǎn)連接連接距離基帶同軸電纜最大傳輸距離限制在幾公里范圍內(nèi)寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十公里基帶同軸電纜抗干擾性具有較強(qiáng)的抗干擾能力價格居中,同軸電纜,同軸電纜連接器類型,同軸電纜的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)傳輸距離較遠(yuǎn)，覆蓋的地域范圍較大技術(shù)非常成熟缺點(diǎn)電纜硬，折曲困難，重量重局域網(wǎng)常用同軸電纜粗同軸電纜：特征阻抗50，直徑1cm細(xì)同軸電纜：特征阻抗50，直徑0.5cm。同軸電纜不適

12、合用于樓宇內(nèi)的結(jié)構(gòu)化布線,雙絞線的主要特性,一對線作為一條通信線路使用：差分信號傳輸，增強(qiáng)抗干擾能力雙絞線對采用規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列：使各線對之間的電磁干擾最小連接形式：通常用于點(diǎn)-點(diǎn)連接連接距離：與速率成反比，即傳輸速率越高，傳輸距離越短。局域網(wǎng)中的典型線段距離為100米抗干擾性：取決于單位長度內(nèi)扭曲個數(shù)及適當(dāng)?shù)钠帘?。低頻傳輸時與同軸電纜相當(dāng)，10100KHz時低于同軸電纜價格：低,非屏蔽雙絞線和RJ-45連接器,非屏蔽雙絞線的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)尺寸小、重量輕、容易彎曲價格便宜容易安裝和維護(hù)RJ-45連接器牢固、可靠缺點(diǎn)抗干擾能力較弱傳輸距離比較短UTP分為：3類線、4類線、5類線和超5類線UTP非常適

13、合于樓宇內(nèi)部的結(jié)構(gòu)化布線,非屏蔽雙絞線的帶寬,UTP3帶寬為16MHz適用于語音及10Mbps以下的數(shù)據(jù)傳輸U(kuò)TP4帶寬為20MHz適用于語音及16Mbps以下的數(shù)據(jù)傳輸U(kuò)TP5帶寬為100MHz適用于語音及100Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸，也可以支持155Mbps的ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸傳輸,屏蔽雙絞線,優(yōu)點(diǎn)傳輸質(zhì)量較高電纜尺寸和重量與UTP相當(dāng)缺點(diǎn)安裝不合適有可能引入外界干擾,屏蔽雙絞線連接器類型,DB9連接器與DC連接器,光纜的主要特性,連接形式通常用于點(diǎn)-點(diǎn)連接，有時也用于多點(diǎn)連接連接距離光纖的傳輸損耗很小，可以支持長距離傳輸多模光纖的最大傳輸距離通常為2公里單模光纖的最大傳輸距離可達(dá)幾十、乃至上

14、百公里距離與所用的光源（LD）、光纖芯直徑（?。?、光波波長（長）有密切關(guān)系抗干擾性光信號不受電磁干擾，具有很強(qiáng)的抗干擾能力價格：高,光纜,光纜連接器類型MIC與ST,光纜連接器類型ST與SC,OSI模型各層功能物理層,物理層是指在物理媒體之上為數(shù)據(jù)鏈路層提供一個原始比特流的物理連接。物理層的傳輸單位為比特。,物理層,物理層規(guī)定了用于建立、保持和斷開物理連接的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程條件。如信號電平標(biāo)準(zhǔn)等。典型的有EIA-232、EIA-485。,EIA-232-D機(jī)械特性,DB25連接器DB9連接器,EIA-232-D電氣特性,EIA-232-D電氣特性采用負(fù)邏輯。515V，表示邏輯“1”；51

15、5V，表示邏輯“0”。,數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識,調(diào)制解調(diào)器,PC機(jī),公用電話網(wǎng),調(diào)制解調(diào)器,數(shù)字比特流,數(shù)字比特流,模擬信號,模擬信號,正文,正文,PC機(jī),數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型,什么是數(shù)據(jù)？（重要）,各種字母、數(shù)字符號的組合、語音、圖形、圖像等統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)。信號是數(shù)據(jù)的電子或電磁編碼。信息（Information）是對數(shù)據(jù)（Data）的解釋，數(shù)據(jù)是信息的載體，信號（Signal）是數(shù)據(jù)的電子編碼。,什么是數(shù)據(jù)?ext,什么是通信？,通過各種傳輸介質(zhì)將信息從一個地點(diǎn)、一個人或一臺設(shè)備傳送到另一個地點(diǎn)、另一個人或設(shè)備的過程。通信的目的是交換信息。,什么是數(shù)據(jù)通信?,數(shù)據(jù)通信是兩點(diǎn)或多點(diǎn)之間借助某種傳輸介質(zhì)

16、以二進(jìn)制代碼形式進(jìn)行信息交換的過程。數(shù)據(jù)通信技術(shù)主要涉及通信協(xié)議、信號編碼、同步等問題。,工業(yè)數(shù)據(jù)通信,工業(yè)數(shù)據(jù)是指與生產(chǎn)過程密切相關(guān)的數(shù)值、狀態(tài)、指令等的表達(dá)。通過計算機(jī)、PLC和現(xiàn)場測量控制設(shè)備之間的工業(yè)數(shù)據(jù)通信來實(shí)現(xiàn)測量、控制、監(jiān)視、操作等功能。,工業(yè)數(shù)據(jù)通信示例,控制器,變頻器,傳感器,數(shù)據(jù)采集,監(jiān)視界面,模擬量I/O,變頻器,變頻器,數(shù)據(jù)編碼,通信系統(tǒng)中以何種物理信號的形式來表達(dá)數(shù)據(jù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號編碼模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼（重點(diǎn)）,將二進(jìn)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)使用兩個電平來表示，形成矩形脈沖信號。分為不歸零碼、歸零碼、差分碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編

17、碼。,不歸零碼,全寬單極性碼：,全寬單極碼以高電平（或者有電流）表示數(shù)據(jù)“1”，以低電平（或者沒有電流）表示數(shù)據(jù)“0”。CAN總線和DeviceNet采用這種方式。,全寬單極性碼,優(yōu)點(diǎn)：（1）便于逐位仲裁。缺點(diǎn)：（1）積累直流分量；（2）各位之間的界限不易確定。,不歸零碼ext,全寬雙極性碼：,全寬雙極碼以正電平（或者正向電流）表示數(shù)據(jù)“1”，以負(fù)電平（或者反向電流）表示數(shù)據(jù)“0”。,全寬雙極性碼,優(yōu)點(diǎn)：（1）積累直流分量。缺點(diǎn)：（1）各位之間的界限不易確定。,歸零碼,不歸零碼都是在一個碼元的全部時間內(nèi)發(fā)出信號電平。如果兩個碼元數(shù)據(jù)相同（例如都是1），則電平保持不變。而這種情況下要求區(qū)分每個碼

18、元的電平就必須對每個碼元的占用時間做精確確定。,歸零碼ext,歸零碼編碼方式中，信號電平在一個碼元之內(nèi)都要恢復(fù)到零。可以很方便地確定每個碼元的界限和信號電平。,歸零碼ext,單極性歸零碼：,歸零碼ext,雙極性歸零碼：,曼徹斯特編碼,每位的中間有一跳變，位中間的跳變既做時鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號。從高到低跳變表示“1”，從低到高跳變表示“0”。跳變既作為數(shù)據(jù)信號標(biāo)志，也是時鐘信號的標(biāo)志。,差分曼徹斯特編碼,它的每一位中間的跳變僅用來提供時鐘信息；二進(jìn)制數(shù)據(jù)的取值由每一位開始的邊界是否存在跳變而定；每一位的開始邊界有變化代表邏輯“0”，無變化代表邏輯“1”。,差分曼徹斯特編碼ext,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信

19、號編碼,采用模擬信號來表達(dá)數(shù)據(jù)的0，1狀態(tài)，用于調(diào)制后進(jìn)行載波傳輸；通過改變信號的幅度、頻率、相位來改變模擬數(shù)據(jù)編碼。,模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼,將一個模擬物理量（如電流、電壓、溫度、長度等等）轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號的方式。典型方法是脈沖編碼調(diào)制法（PCM，PulseCodeModulation）。,脈沖編碼調(diào)制方法,脈沖編碼調(diào)制是以采樣定理為基礎(chǔ)，對連續(xù)變化的模擬信號進(jìn)行周期性采樣，利用大于等于有效信號最高頻率的倍的采樣頻率，從這些采樣中重新構(gòu)造出原始信號。,模擬信號數(shù)字化的三步驟,采樣，以采樣頻率Fs把模擬信號的值采出；量化，使連續(xù)模擬信號變?yōu)闀r間軸上的離散值；編碼，將離散值變成一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)

20、碼。,模擬信號數(shù)字化的三步驟ext,采樣,量化,編碼,數(shù)據(jù)傳輸方式,并行傳輸串行傳輸,并行傳輸,將數(shù)據(jù)以成組的方式在兩條以上的并行通道上同時傳輸；可以同時傳輸一組數(shù)據(jù)位，每個數(shù)據(jù)位使用單獨(dú)一條導(dǎo)線。,串行傳輸,串行數(shù)據(jù)傳輸時，數(shù)據(jù)一位一位在通信線上傳輸。發(fā)送端將幾位并行數(shù)據(jù)經(jīng)并-串轉(zhuǎn)換硬件轉(zhuǎn)換成串行方式，再逐位經(jīng)傳輸介質(zhì)到達(dá)接收端，并在接收端將數(shù)據(jù)從串行方式重新轉(zhuǎn)換成并行方式。,兩者比較,串行傳輸速度要比并行傳輸慢得多，但易于實(shí)現(xiàn)，適合遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信?，F(xiàn)場總線均采用串行通信的方式。并行傳輸速度快，且無需變換，但它需要的傳輸通道多，主要用于近距離通信。計算機(jī)內(nèi)部的總線結(jié)構(gòu)就是并行通信的例子。,

21、練習(xí),畫出010011的所對應(yīng)的不歸零碼、歸零碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。（設(shè)初始為低電平）,同步（重點(diǎn)）,同步：接收端要按照發(fā)送端所發(fā)送的每個位的重復(fù)頻率和起止時間來接收數(shù)據(jù)。位同步和群同步,同步ext,位同步,使接收端對每一位數(shù)據(jù)都要和發(fā)送端保持準(zhǔn)確同步。外同步和自同步法,位同步外同步法,在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，發(fā)送端先向接收端發(fā)出一串同步時鐘脈沖，接收端按照這一時鐘脈沖頻率和時序鎖定接收端的接收頻率。,位同步自同步法,自同步法是能從數(shù)據(jù)信號波形中提取同步信號的方法。典型例子就是著名的曼徹斯特編碼，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號。,位同步ext,所有設(shè)備都使用

22、同一時鐘。多用于電路板元件之間的數(shù)據(jù)傳輸，適合高速傳輸?shù)囊蟆?群同步,又稱起止同步，異步?？科鹗己屯Ｖ刮粊韺?shí)現(xiàn)字符定界及字符內(nèi)比特同步的。在起始位和停止位間，形成一個需傳送的字符。起始位指示字符的開始，并啟動接收端對字符中比特的同步；而停止位標(biāo)志該字符傳輸結(jié)束。,異步傳輸ext,每個通信節(jié)點(diǎn)都有自己的時鐘信號；實(shí)現(xiàn)簡單，頻率的漂移不會積累，對收發(fā)器要求較低；PC機(jī)的232串口通信方式。,通信線路的工作方式,單工通信半雙工通信全雙工通信,單工通信,單工數(shù)據(jù)傳輸只支持?jǐn)?shù)據(jù)在一個方向上傳輸，而不進(jìn)行與此相反方向的傳送。,半雙工通信,半雙工數(shù)據(jù)傳輸允許數(shù)據(jù)在兩個方向上傳輸，在某一時刻，只允許數(shù)據(jù)在一

23、個方向上傳輸。,全雙工通信,全雙工數(shù)據(jù)通信允許數(shù)據(jù)同時在兩個方向上傳輸，它要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備都有獨(dú)立的接收和發(fā)送能力。,信號的傳輸模式,基帶傳輸載波傳輸寬帶傳輸,基帶傳輸,不采用任何調(diào)制措施。傳輸速率為010MHz，距離在25km內(nèi)。,載波傳輸,又稱頻帶傳輸，將基帶信號進(jìn)行調(diào)制后形成的模擬信號送到線路上進(jìn)行傳輸?shù)姆绞?。在發(fā)送端和接收端都要設(shè)置調(diào)制解調(diào)器。適合于長距離的數(shù)據(jù)傳輸，如電話網(wǎng)。,寬帶傳輸,將多路基帶信號、音頻信號和視頻信號的頻譜分別移到一個物理信道的不同頻段進(jìn)行傳輸?shù)姆绞健?shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)0400Mbps。寬帶網(wǎng)可劃分為多條基帶信道。,數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念,鏈路(link)是一條

24、無源的點(diǎn)到點(diǎn)的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結(jié)點(diǎn)。一條鏈路只是一條通路的一個組成部分。數(shù)據(jù)鏈路(datalink)除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若把實(shí)現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。,數(shù)據(jù)鏈路層,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的建立、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)鏈路的釋放，以及信息幀發(fā)送過程中的流量控制與差錯控制功能，保證信息幀在數(shù)據(jù)鏈路上的正確傳輸。,數(shù)據(jù)鏈路層ext,成幀：把比特流分成離散的幀。流量控制：限制發(fā)送方所發(fā)出的數(shù)據(jù)流量，使發(fā)送速率不能超過接收方能處理的速率。差錯控制：保證接收到的信息幀正確。,CAN的數(shù)據(jù)幀,物理鏈路與數(shù)據(jù)鏈路的區(qū)別,物理鏈路與數(shù)據(jù)鏈路的區(qū)別,可靠性傳輸（重點(diǎn)）,差錯控制,確認(rèn),差錯控制,傳輸出錯的原因是數(shù)據(jù)中的一位或幾位因噪聲干擾而出錯。,差錯控制編碼,糾錯碼：利用附加的信息在接收端能夠檢測和校正一定位數(shù)的差錯。如海明碼。檢錯碼：利用附加的信息在接收端能夠檢測出所有的或者是絕大部分的差錯。如奇偶校驗(yàn)碼和CRC校驗(yàn)碼。,奇偶校驗(yàn)碼,發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先要將數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，確定是奇或偶，并將統(tǒng)計的結(jié)果連同數(shù)據(jù)一同發(fā)送給接收方。接收方對收到的數(shù)據(jù)統(tǒng)計其中的“1”的個數(shù)以確定奇偶。檢驗(yàn)方法簡單，但檢錯能力差，一般只用于通信