1、计算机网络 第一章：引论,一、课程介绍 1、引论 2、物理层：传输介质、通信技术、Modem、综合布线 3、链路层：局域网技术、高速网络技术 4、网络层：网间互连、路由 5、网络高层：传输层、会话层、表示层、应用层 6、网络操作系统：Novell、Windows NT、UNIX 7、网络软件开发：C/S、DBMS 8、网络安全与网络管理：防火墙、加密、网管 9、Internet/Intranet技术 10、网络应用系统示例：寻呼网络 主要参考书： 1、计算机网络教程 梁振军 海洋出版社 1991 TP393/29 2、计算机网络大全 刘锦德等 电子工业 1997 TP393/108 3、计算机
2、网络 熊桂喜 清华大学 1998 TP393/27.2 4、计算机网络基础教程 邬恩溢等 北京大学 1998 TP393/201 5、计算机网络实用教程 彭彭 电子工业 1997 TP393/127 6、计算机网络实用技术 吴杰等 同济大学 1996 TP393/96 7、计算机世界、中国计算机报、其它计算机网络书籍,计算机网络 第一章：引论,二、计算机网络的演变1、第一代计算机网络40年代，诞生第一台计算机-主机，带终端，用户去机房上机50年代，计算机技术与通信技术相结合，终端通过通信线路连接主机，用户 可以在自己的办公室里上机，构成面向终端的计算机网络，又称远程联机系统。,FEP：前端处理
3、机，减轻主机通信负担 TC：终端控制器，带多个终端,计算机网络 第一章：引论,2、第二代计算机网络60年代，要求多个远程联机系统互连，即多个主机互连各主机相对独立，无主从关系,IMP,IMP,IMP,IMP,IMP,H,H,H,H,通信子网X.25,IMP：接口报文处理机（节点机），提供主机间的通信服务，存储转发方式工作 通信子网：IMP与它们之间的连线，负责通信任务，公用网 资源子网：主机及所有连接终端，负责应用，私用网 通信子网和资源子网可分别建设,计算机网络 第一章：引论,3、第三代计算机网络主机间通信时对信息的理解、表示形式、应答等需遵守共同的约定， 即协议，计算机网络的协议分若干层次
4、，各层协议的总和称体系结构第二代计算机网络的缺点是没有统一的体系结构，各网自行研制， 互连困难70年代末，国际标准化组织（ISO）开始制定标准，1984年颁布了OSI 开放系统互连标准，网络发展进入第三代计算机网络,计算机网络 第一章：引论,三、计算机网络的体系结构1、一些概念计算机网络：由独立的计算机互相连接，可以交换信息的集合体计算机网络目标：信息的共享、通信、协同处理、降低成本计算机网络分类（机间距离）：机间距离 范围 分类0.1M 电路板 计算机1M 计算机系统 计算机10M 房间 LAN100M 楼 LAN1KM 园区 MAN10KM 城市 MAN100KM 国家 WAN1000KM
5、 州 WAN10000KM 全球 WAN,计算机网络 第一章：引论,网络拓扑结构：总线型 星型 环型 树型,网络体系结构：为了简化网络设计的复杂性，网络都按一系列层来管理，每一层都建立在 前一层的基础上一台机器上的第N层与另一台机器上的第N层对话所使用的若干规则称为 第N层协议层次和各协议总称网络体系结构数据传递都是由上层传到下层，接收由下层到上层，层间是虚通信，最下层 为实际通信,上层,下层,计算机网络 第一章：引论,2、OSI七层协议模型,通信 子网,面向通信,面向 服务,面向应用,应用程序：FTP、E-mail、Telnet,数据结构表示、数据转换、加密、压缩,进程管理、双工、半双工、单
6、工、断点续发，薄层,为上层提供可靠的数据传输,数据分组、路由选择、差错控制、流量控制,数据组成可发送、接收的帧,传输物理信号、接口、信号形式、速率,计算机网络 第一章：引论,四、计算机网络技术的发展先建广域网80年代LAN迅速发展结构化综合布线10BASE-2到10BASE-T总线型-星型-Hub-网管-结构化网络10M-100M-分组-网桥-交换路由ATM、VLAN、千兆WAN：X。25、DDN、Frame Relay、ATM网络操作系统软件：C/S、DBMSInternet/Intranet,计算机网络 第一章：引论,思考题：1、第二代计算机网络中通信子网与资源子网是什麽？彼此分开有什麽好
7、处？2、什麽是计算机网络？其目标是什麽？3、OSI七层协议模型有哪七层？作用是什麽？,计算机网络 第二章：物理层,一、通信系统 1、通信系统模型,信源,信宿,变换,噪声,信道,变换,2、信号：模拟信号、数字信号 3、调制：基带传输：信号未经调制而传输，LAN中使用基带传输，需好信道调制：信号经调制再传输，收端解调，幅度调制、频率调制、相位调制 4、编码：减少传输位数，节约信道，压缩编码安全保密传输，加密编码适应恶劣信道传输，纠错编码 5、信道：带宽：所能传输信号的频率范围容量：每秒钟所能传输的比特数（速率）香农公式：C=Hlog2（1+S/N） （bps）,计算机网络 第二章：物理层,二、传输
8、介质 1、双绞线一对铜线螺旋绕制而成，UTP、STPLAN上常用UTP，3类传10M-100m，5类传10M/100M-100m10BASE-T 100BASE-TRJ-45接头，8芯，1/2、3/4为数据收发，4/5为电话，7/8为电源 2、同轴电缆,外皮,外导体,绝缘层,内导体（铜）,50欧姆，传输基带数字信号 细缆：10BASE-2，10M-200m，BNC接头 粗缆：10BASE-5，10M-500m，AUI接头需收发器,3、光纤,金属材料 PVC护皮填充物护皮,62.5um玻璃芯125um玻璃外皮 聚合物,计算机网络 第二章：物理层,光纤所用材料为玻璃，带宽大，消耗低，不受电磁干扰多
9、模光纤：多个入射角，多条传输途径，传输时间也不相同，几公里单模光纤：只有一个入射角，一条传输途径，几十公里 发送端：发光二极管（LED），电信号变为光信号 接收端：光检测二极管（PIN二极管），光信号变为电信号 接头为：ST接头 芯数：2-144，USA Min 12，HK Min 64、地面微波,方向性强，直线传输（视距传输） 收发两端使用抛物面天线 常用频段：2G-6G 距离远时使用中继站 一般用于电视、电话业务，也用于高速数传 受天气影响较大,5、卫星微波将一个地面微波中继站升高到空中-卫星，用于连接多个地面微波收发站 卫星在上行频段接收，放大，在下行频段转发，一个卫星可工作在多个频段,
10、计算机网络 第二章：物理层,同步卫星：卫星与地球保持相对静止，三颗同步卫星即可覆盖全球 工作频段一般在几G到几十G 可用于多种业务 传输时延大；240ms-300ms6、超短波无方向性，绕射能力强频率范围：30M-1G传输速率低10Kbps，距离近，几十公里用于城市内无线组网、无线调度、遥测遥控蜂窝系统、无线寻呼、无线数传存在多径干扰,计算机网络 第二章：物理层,三、Modem简介作用：调制/解调，利于传输 1、Modem技术发展最早的数据传输技术是利用电传打字机（TTY），传输直流电平， 速率非常低，专线基带传输1958年AT&T引入数据电话服务，允许拨号通信（非专线），数字信号 经调制/解
11、调在话音信道上传输Bell首先研制了103Modem，速率300bps，后来迅速发展 2、Modem标准调制标准：Bell 103: 300bps Bell 212: 1200bps Bell 201: 2400bpsV.22: 2400bps V.29: 4800/7200/9600 bpsV.32: 4800/9600bps V.32bis: 7200/12000/14400bpsV.34: 28.8K V.35/V.36/V.37: 48K-72K差错控制标准：CCITT: V.42Microcom: MNP(网络协议),计算机网络 第二章：物理层,数据压缩标准：CCITT: V.42b
12、is 4:1MNP5: 2:1 MNP7: 3:1 MNP9: 4:1 3、智能Modem傻瓜型：根据控制信号（RTS），对数据进行调制/解调，不能拨号等 使用电话线时，先用电话拨号，然后再切换到Modem传数据智能型：Hayes 公司首先生产，计算机可以通过AT 命令集控制Modem 的动作，包括拨号，所有命令以“AT”打头 如：拨号 ATDT 62751762挂机 ATHHayes的AT命令成为了智能Modem事实上的标准4、使用Modem选择速率、支持的表准内插式/外接式,Modem,Line Phone DTE,Indicator,计算机网络 第二章：物理层,指示灯：AA (Auto
13、Answer) CD (Carrier Detect)TR (Terminal Ready) HS (High Speed)MC (Modem Check) MR (Modem Ready)OH (Off Hook) RD (Receive Data)SD (Send Data) RI (Ring Indicator) 5、Modem与计算机接口：RS-232-C（物理层接口示例）美国电子工业协会（EIA）指定的用于连接数据终端设备（DTE）和数据 通信设备（DCE）接口规范速率：0-115.2Kbps距离：50英尺（17m）电器特性：+3V - +15V 表示逻辑“0”-3V - -15V
14、表示逻辑“1”信号格式：异步、串行：起始位、数据位、校验位、停止位物理接口：9芯/25芯常用信号线：CD(M-P) RD TD DTR(P-M) SGDSR(M-P) RTS(P-M) CTS(M-P) RI(M-P),计算机网络 第二章：物理层,6、计算机与Modem的工作过程PC开机，DTR到Modem，Modem送DSR到PCPC运行软件，向Modem发初始化AT命令，发AT拨号命令Modem接收命令，进行拨号操作远端Modem检测到振铃，应答：Answer Tone我端Modem发Original ToneModem间进行协商Modem将协商结果及线路状态送PCModem将CD信号置为
15、有效表示Modem间已沟通Modem送CTS给PC表示一切就绪，可以发数据PC发数据给Modem，远端Modem收数据给PCPC间数据通信完毕PC发AT挂机命令给Modem，Modem执行挂机操作远端Modem检测到挂机音，执行挂机操作一次通信过程完毕，恢复原状,M,M,PSTN,计算机网络 第二章：物理层,7、Modem应用软件拨号上网：Novell Netware connect、UNIX Telnet、Windows95/98/NT 拨号软件服务器端：RAS数据传输：Modem随机带有文件传输和FAX（三类传真文件协议）软件PC文件传输协议有：Xmodem、Ymodem、Zmodem等,
16、发方 收方开始 NAK发第一个包 出错 NAK收到NAK重发 正确 ACK收到ACK发下一个包 结束，发EOT ACK,XModem,发送等待协议：,Y/Zmodem：包长1K，加入纠错、压缩等,计算机网络 第二章：物理层,思考题：1、介绍四种传输介质2、双绞线、同轴电缆、光纤是LAN中常用的传输介质，比较三者中数据传输的速率和传输距离3、两台计算机接Modem，通过电话拨号线路通信说明计算机和Modem的工作过程,计算机网络 第二章：物理层,四、结构化综合布线系统 1、智能大厦结构、系统、服务和管理是大厦建筑物的四要素智能大厦至少具备3A系统：通信自动化（CA）、办公自动化（OA）大楼管理自
17、动化（BA）3A系统构造的基础是结构化综合布线系统PDS（Premises Distribution System）SCS（Structure Cable System）GCS（Generic Cabling System）,GCS,BAS,OAS,CAS,主控中心区域控制空调、冷却水照明、安全图形中心,网络中心各楼层房间服务器,通信中心交换机传真、电话VSAT,计算机网络 第二章：物理层,基础设施布线要求：支持多媒体信号传输（数据、语音、图象）方便配置、方便使用（模块化、积木式）统一标准，各厂家兼容（EIA/TIA 568A、ISO/IEC/IS11801）使用寿命长（10年以上）2、结构化
18、综合布线系统的构成建筑群子系统提供建筑群间的连接 介质：室外/内光纤（熔接）设备间子系统网络中心布线介质：室内光纤、双绞线配件：机柜、配线架垂直主干子系统连接设备间和管理子系统是网络的主干（backbone）采用星型拓扑结构介质：室内光纤、双绞线,水平子系统,工作区子系统,管理子系统,垂直子系统,设备间子系统,建筑群子系统,计算机网络 第二章：物理层,管理子系统连接垂直和水平子系统配件：分配线架、网络设备水平子系统连接管理子系统到工作区，星型拓扑结构介质：室内光纤、双绞线配件：信息插座工作区子系统由信息插座延伸到桌面设备介质：室内光纤、双绞线组成的跳线3、布线系统的测试原则：随装随测接线图测试
19、：验证连接的正确链路长度测试：验证长度在满足范围内衰减测试：在全部频率上（1-100M）的衰减测量，即信号损失测量近端串扰（NEXT）测试：测一条链路对另一条链路的信号耦合串扰,提交测试报告，以备验收通过,计算机网络 第三章：链路层,一、数据链路层的作用链路层是利用物理层提供的原始比特流，在邻接节点之间实现透明的、 可靠的数据传输1、组帧将待发信息分成以“帧”为单位的段为什麽要组帧？物理层会出错，接收端可能接收的多或少（保证接收的比特数）便于进行纠、检错，出错后处理重发流量控制，处理发的快、收的慢组帧的方法：字符计数法：帧头处标明帧中字符数量开始/结束字符法： 开始-DLE（10H）正文-ST
20、X（02H）结束-DLE（10H）适合传送 8bit文本文件开始/结束旗标法：每帧开始/结束有专门的位图案，如“01111110”，若发送数据有5连1，则其后自动添“0”适合传送任意二进制数据,计算机网络 第三章：链路层,2、差错控制差错的检测与纠正在发送的帧中，加入检/纠错用的冗余比特序列（如：CRC码）差错恢复为发送端提供一种“反馈重发机制”发端收到正确反馈，发下一帧；发端收到错误反馈，重发上一帧；发端超时未收到反馈，重发上一帧；3、流量控制发的快，收的慢，即使物理层无错，接收端也会溢出错有很多方法，主要用于网络层一般是收方要几帧，发方发几帧,计算机网络 第三章：链路层,思考题：1、结构化
21、综合布线系统由哪几个子系统组成？各子系统的作用是什麽？2、数据链路层的作用是什麽？3、数据在链路层传输时为什麽要组帧？一般有哪几种组帧方法？,计算机网络 第三章：链路层,二、数据链路层协议例一HDLC（High-level Data Link Control）是面向比特型的通信规程， 可以对任意数据进行透明、可靠的传输，用于公网、卫星通信等 1、组帧格式,开始标志,地址,控制,信息,帧校验,结束标志,8 bit 8 bit 8 bit 128 byte 16 bit 8bit,F 01111110 A C I FCS F 01111110,发送帧：接收方地址 应答帧：发送方地址,信息 I,0
22、发序号N(S) P/F 收序号N(R),监视 S,1 0 监 视 P/F 收序号N(R),无编号 U,1 1 修 饰 P/F 修 饰,发：连续5个1，插入0 收：连续5个1，丢掉0,对A、C、I 字段进行 冗余校验， 典型为 X16+X12+X5+1,控制 I：用于信息传送，序号模 8 控制 S：链路监视、应答，帧确认、重发请求、暂停发送等RR：接收准备好 RNR：接收未准备好REJ：要求重发N（R）及以后的 I 帧SREJ：要求重发N（R）的 I 帧 控制 U：用于链路控制的附加功能，链路建立、模式设定、链路释放等,计算机网络 第三章：链路层,2、链路建立与拆除建立：发送端发U帧请求，收端发
23、U帧确认，双方建立通信模式、初始化拆除：发送端发U帧请求，收端发U帧确认，断线3、信息的发送与接收发送端发信息帧（I），发送序号加1模8收端接收正确发响应S帧的RR（N（R），处理接收序号发端继续发以后的信息帧4、错误检测与恢复接收端检测FCS以及帧序号，有错就丢掉，响应S帧的REJ（N（R）要求发送端重新发送N（R）及以后的帧5、流量控制 接收端处于忙状态时，发送S帧的RNR（N（R），要求发送端暂停发送接收端不忙时，发送S帧的REJ（N（R）及RR（N（R），要求发送端启动发送,计算机网络 第三章：链路层,三、链路层协议例二局域网（LAN）是一个部门或组织的区域性计算机网络系统，范围在 1
24、0Km内、数据速率大于1M、误码率低、无路由选择、延迟小，LAN的 拓扑结构分为总线型、环型、星型及混合型等,LLC,MAC,PH,高层,由于拓扑结构或物理介质不同，访问介质的方法 及协议不同，为了便于给上层提供服务，LAN中 将链路层分为两层：LLC/MAC，不论介质访问协 议如何，LLC子层的机制都是一样的,2、LAN标准1980年以来，IEEE为LAN制定了一系列标准，IEEE802系列为链路层标准IEEE 802.1 LAN体系结构IEEE 802.2 逻辑链路控制LLCIEEE 802.3 CSMA/CD介质访问控制方法（MAC）IEEE 802.5 Token-Ring介质访问控制
25、方法（MAC）IEEE 802.3U 100M以太网IEEE 802.11 无线局域网,1、LAN参考模型,计算机网络 第三章：链路层,3、逻辑链路控制协议（LLC）接受MAC服务，为网络层提供服务通信方式与数据单元结构类似 HDLC 协议4、以太网（Ethernet）介质访问控制（MAC）协议Xerox、DEC、Intel在80年代共同提出一个10M以太网标准 IEEE 802.3速率：10M 点数：1024 介质：双绞线、同轴、光纤距离：2.5Km 编码：曼彻斯特 访问控制：CSMA/CD,数据帧结构：,前导码,起始,SA,DA,FCS,PAD,信 息,长度,CRC,64 - 1518 b
26、yte,7 byte 1010 - 10,1 byte 10101011,6 byte 目的 地址,6 byte 源 地址,2 byte 0 - 1500,0 - 1500 byte,0 - 46 byte 填充,46 byte CRC 校验,计算机网络 第三章：链路层,CSMA/CD：载波侦听、多路访问/冲突检测MA：多路访问，点到多点CS：载波侦听a：持续监听；听到信道空闲，马上发送b：p-持续监听：听到信道空闲，以某一概率发送c：非持续监听：听到信道空闲，马上发送；如信道忙，延迟一时段再听CD：冲突检测在通信过程中，同时进行冲突检测：若信道空闲，进行数据发送，然后进行512 bit （6
27、4 byte ）时间片的冲突检测，即将自己发送的包收回来，若正确，认为已占领信道，进行连续发送；若冲突，则立即停止发送，并发送阻塞信号（32 byte ），使冲突强化，各冲突方进行随机延时，然后再进行载波侦听，随机延时采用“截断的二进制指数后退算法”：,L,站 1 站 2,截断的二进制指数后退算法：T=r*t 0=r=2k-1k=min（i，10）t：512bit 时间片 i：冲突次数冲突到了16次，交上层处理网络直径： 2L/ct c =1.8*10 m/s,8,计算机网络 第三章：链路层,CSMA/CD发送端与接收端控制流程图,发送随机延迟总线空闲？发送信息有冲突？ 发阻塞发送完成？ 冲突
28、16次？收到应答？ 放弃发送结束,Y,N,Y,N,N,Y,Y,N,Y,N,接收有载波？收信息冲突碎片地址匹配CRC？发应答 结束,取消接收,N,Y,N,Y,Y,Y,N,N,计算机网络 第三章：链路层,LAN链路层发送端与接收端工作过程发送端：LLC子层请求发送一帧，MAC子层将LLC子层的 PDU组成帧： 将一个前导码、帧起始标志加到帧的头部，将LLC的 PDU作为信息，填充 PAD，附加目的地址、源地址、帧长度和校验序列，然后采用CSMA/CD 访问控制方法进行发送，发送成功将结果通知LLC接收端：接收端的MAC子层随时监听，听到有载波并有前导码和同步码 后，接收比特，检测帧长度是否正确，帧
29、长度是否为8 的整数倍，是否有 冲突信号，目的地址是否是自己，是否群呼，差错控制是否正确，以上检 测均通过，响应LLC 子层,计算机网络 第三章：链路层,思考题：1、HDLC协议有哪几种类型的帧？有什麽作用？2、什麽是局域网？它有那些特点？3、说明CSMA/CD的工作过程，画出发送方与接收方的控制流程图4、描述LAN 链路层发送端与接收端的工作过程,计算机网络 第三章：链路层,5、令牌环网（Token-Ring）介质访问控制（MAC）协议IBM 在80年代提出令牌环网标准 IEEE 802.5速率：1M/4M/16M 拓扑：环型 介质：双绞线、同轴、光纤编码：曼彻斯特令牌环网实际是由多个单独的
30、点对点（环接口）链路组成环上跑有令牌和信息帧,PC,in,out,环接口的工作状态：A：监听状态：监听/接收环上的每一位信息并转发出去，有一位延迟B：发送状态：站点有数据要发送，环接口根据控制策略进入发送状态向环上发送数据C：接收状态：比较环上信息帧目的地址与本站的地址相符，接收该信息帧，交给LLC 子层D：旁路状态：站点不工作（关机），继电器旁路,计算机网络 第三章：链路层,数据帧结构：,SD,FC,SA,DA,FS,ED,CRC,DATA,CRC,1 byte JK0JK000 起始定界,6 byte 目的 地址,6 byte 源 地址,数据 无限制,4 byte CRC 校验,AC,SD
31、,ED,AC,3字节的令牌,信息帧：,访问控制字节 1 byte PPPTMRRR PPP：优先级 T：标记位，帧/令牌 M：监控位，监视错帧 RRR：预约,帧控制字节 数据帧/ 控制帧,1 byte 帧状态 ACxxACxx A：地址识别 C：帧复制,1 byte 结束定界 JK1JK1IE I：是否最后一帧 E：帧是否有错,计算机网络 第三章：链路层,Token - Ring 访问控制过程A：环中无信息时，3字节的令牌一直旋转下去B：有要发数据的站时，该站截获令牌（比较优先级，也可预约），把令牌的 AC 字节中的 T 位由 0 变为 1，前两字节变为帧头，后面跟要发送的数据帧，将该帧发到环
32、上，该站这时持有令牌（持牌时间 10ms）C：其它站接收数据帧，查看地址是否符合本站，若不符和，延迟1字节转发；若符合，接收站将 FS 字节的 A 位由 0变为 1，表示目的站存在然后进行 CRC 校验，校验正确，该接收站拷贝该帧，并将 FS 字节的C 位由 0 变为 1，表示目的站正确收到数据，该站在接收过程中同时将该帧转发出去D：发送站收回发送出去的帧，检查 FS 的 A 位和 C 位的状态，若 A 位为0 表示接收站不存在，C 位为 0 表示接收站未接收，需重发该数据帧，若 A、C 都为 1，表示正确接收，同时将该帧从环上移走，在持牌时间允许的范围内，继续发下一帧，一直到结束，然后重新将
33、令牌放回到环上,计算机网络 第三章：链路层,环维护解决令牌丢失和信息帧在环上死循环两个问题每个环上有一个监控站，监控环上的工作A：当环刚开始工作时，有一站注意到环上无监控站，就发 Claim Token控制帧（FC），延环一周后，该站即成为监控站，若该站故障，其它站接替成为新的监控站B：监控站监视环上令牌的状态，该站有一个计时器，置成合适时间，若超时未发现令牌出现，则产生一个新的令牌C：监控站监视环上破碎或无主帧，通过检查 AC 字节的 M 位，清除它们6、Ethernet 与 Token - Ring 比较Ethernet ：无优先级，2.5km，高负荷时效率低，低负荷时效率高Token -
34、 Ring：有优先级，距离与令牌持有时间关联，高负荷效率高，低负荷效率低需要监控站，监控站不可靠将很麻烦,计算机网络 第三章：链路层,四、局域网技术的发展 1、10M Ethernet 与 Token - Ring 共享媒体 10M、4M/16M存在问题：带宽窄、总线难管理、用户移动不方便、故障排除难 使用集线器（Hub），将总线缩成一个点，便于管理、网管功能 2、高速共享媒体局域网为了提高总线带宽100M Ethernet （100BASE - T）：提高主干带宽，共享媒体 100M100M Token - Ring （FDDI）：提高主干带宽，共享媒体 100M1G Ethernet：提高
35、主干带宽，共享媒体 1000M 3、分组总线带宽提高的速度远比不上用户增长的速度将用户分组：10人*10组，每组共享媒体 4、网桥组与组之间通过网桥互连自学习：自动填充 MAC地址表传输：根据 MAC 地址进行存储转发过滤：根据 MAC 地址实现过虑,组2,组1,组3,B,B,B,计算机网络 第三章：链路层,存在问题：用户增多，分组增多，使用网桥增多，管理复杂数据传输延迟增大费用增大 5、帧交换（Switch）多端口的网桥，每个端口为独享带宽的网段，分离冲突域Cut - through：收到 MAC 地址，立即转发，边收边发端口可以 10M/100M端口可以 全双工操作：无碰撞域，不需冲突检测
36、，网络直径扩大速率加倍 6、ATM（异步传输模式）以交换技术为基础适合传输多媒体信号是新一代的网络技术,计算机网络 第三章：链路层,思考题：1、说明Token - Ring网介质访问控制的工作过程2、Token - Ring网为什麽需要一个环维护的监控站？3、Token -Ring网的 MAC 帧信息长度受什麽限制？4、说出三种高速 LAN 技术的特点5、叙述帧交换（Switch）技术的特点6、计算 10M 和100M 以太网的网络直径,计算机网络 第三章：链路层,五、ATM 网络技术1、ATM 概念用户应用需求提高，要进行多媒体信号的传输，即传输文件、语音、图像等综合业务，1984年提出 I
37、SDN，由电话网基础上发展起来，提供两种接口，BRI：2*64K(B)+16K(D)；PRI：31*64K(B)+64K(D)，速率较低，称为N - ISDN，为了提高带宽，开始研究 B - ISDN 技术，它是参照 STM（同步转移模式）技术，提出一种新的数据转移模式 - ATM，ATM 技术将信息分成一个个 53字节的信元（Cell），从宏观上看是一种时隙交换，微观上是简化的分组交换，根据信元头部信息（5字节）决定不同的输出路径，是面向连接的电路交换，交换过程由硬件实现，速度极快ATM技术在无信息发送时不占用时隙，其代价是信元头ATM 是一种交换的、面向连接的局域网和广域网技术 2、ATM
38、 参考模型 * 物理层：介质：SMF、MMF、UTP、STPLAN接口：SONET/SDH25M/51M/155M/622M/1244M -WAN接口：DS，T1/T3：1.544M/44.736M,高层,AAL层,ATM层,物理层,计算机网络 第三章：链路层,* ATM 层信元格式：,GFC,VPI,VCI,VPI,VCI,VCI,PT,CLP,DATA（48byte）,HEC,UNI NNI,VPI,VCI,VPI,VCI,VCI,PT,CLP,DATA（48byte）,HEC,UNI：用户网络接口 NNI：网络网络接口 GFC：一般流量控制，以免过载 VPI/VCI：虚通道/虚通路标识，
39、VPI 包含 VCI PT：净荷类型，标识 DATA类型（数据/管理等） CLP：信元丢失优先权，CLP=1时，信元可丢失 HEC：信元头差错控制,计算机网络 第三章：链路层,* AAL 层：与服务质量相关（QoS），不同业务有不同的处理方式A类：语音/视频业务，AAL1B类：可变速率的压缩视频业务，AAL2C类：D类：,可变速率的数据业务，AAL3/AAL4，简化成 AAL5,* 高层负责通信协议、信令、应用等 3、ATM 网络,ATM WAN,WAN,ATM,UNI,NNI,Cell to EthernetSwitch,* 纯 ATM 网络Native 方式按需分配带宽多媒体通信ATM 到
40、桌面理想方式,计算机网络 第三章：链路层,* ATM 与 Ethernet 相连,LANE,AAL,ATM,ATM,LANE,AAL,ATM,MAC,Ethernet,ATM Server ATM Switch Cell to Ethernet Switch Ethernet,ATM 与以太网连接时，ATM 服务器要运行于以太网防真模式：LANE模式 LANE的只要功能是进行 MAC 地址与 ATM 地址间的映射、信元 CELL 与 MAC 帧之间的转换，需要 Cell to Ethernet Switch ，多媒体传输的服务质量 受 Ethernet和LANE的限制,4、ATM 优缺点优点：
41、全新的网络技术，采用交换技术，速度快，适合多媒体通信不限制距离，LAN/WAN统一标准缺点：协议标准有待成熟，各厂家产品不兼容，价格昂贵，运行于 ATM上的软件缺乏，运行维护有难度，掌握的人不多,计算机网络 第三章：链路层,六、无线网络技术计算机网络的火暴发展，不仅限于 LAN，要扩展到 WAN，要求基础 设施建设跟上，为了满足相距几十公里内的单位低成本灵活连网，出现 了无线局域网技术 1、扩展频谱通信我国无线连网使用微波频段：2.4G - 2.4835G，该频段属于工业自由频段 不需申请、不需交费，在这个频段上如何满足多个系统同时通信，一般采用 扩展频谱通信技术香农公式：C=H log2 （
42、1+S/N）信道容量 C 一定时，带宽 H 越大，信噪比 S/N 可越小，甚至 S 比 N 小,F,信号,伪随机,* 直接序列扩频信号越窄频谱越宽功率密度越低该方法用要发送的信号去调制很窄的脉冲序列，将频谱展宽，脉冲序列 采用伪随机序列，发送的就类似噪声信号，接收时使用相同的伪随机序列 去相关，解出原始信号特点：抗干扰、保密、码分多址，存在远 - 近效应问题,计算机网络 第三章：链路层,* 跳频技术信号在窄带上传输，但频率在多个频点上随机跳跃，跳跃图案受伪码控制 每个窄带上信号强度较低，总体上形成一个频带展宽，宏观上类似噪声特点：抗干扰、保密、多址、无明显远近效应，快速跳频实现困难 * 混合系
43、统直接序列与跳频混合，先将整个频带分成若干个跳频频带，在跳频频带内 采用直接序列扩频，综合二者的优点,2、无线组网* 协议：802.3 点对点，效率高802.11 点对多点，分时* 功率：小于 100毫瓦* 距离：50 公里（定向天线）* 产品：Cylink、Airlan：直序Breezecom：混合无线网卡无线网桥无线路由器无线 Modem,计算机网络 第三章：链路层,R,R,LAN(E,T),WAN,M,M,计算机网络 第三章：链路层,思考题：1、简述 ATM 网络技术2、ATM 如何连接现有的 Ethernet 网络？3、扩展频谱通信技术有什麽优缺点？4、举出几个无线网络技术应用的领域,
44、计算机网络 第三章：链路层,七、局域网网络设备1、网络适配器（网卡，Adapter）Ethernet：10M、100M、10M/100M、1GToken - Ring：4M、16MFDDI：100MATM：45M、155M单工、半双工、全双工接口：UTP、STP、同轴、光纤2、中继器（Repeater）接收、再生、发送信号，延时一比特，最多 4 个 Repeater 级连3、集线器（Hub）终止站点网络适配器的接口，接收、再生、广播端口信号，检测碰撞，发生 碰撞时向所有端口发 Jam 信号，自动隔离发生故障的站点，延时一比特4、网桥（Bridge）将单个局域网分成若干个独立的冲突域的局域网，提
45、高 LAN 的容量，扩展 Ethernet 2.5 公里的网络直径，提高可靠性，避免一个节点故障而影响全网具有自学习建立转发表、过滤、转发功能存储转发机制，延迟一帧时间，可互连 Ethernet 与 Token - Ring,计算机网络 第三章：链路层,5、交换机* 帧交换（Frame Switch）多端口的网桥，两种工作方式：Cut - Through：读到帧的目的地址即转发，速度快，延迟小，不检查包的完整性，坏包也转发Store - and - Forward：收完整帧再转发，延迟大，检查包的完整性，属于可靠传输，支持异种网络互连10M Ethernet Switch、 100M Ethe
46、rnet Switch、 10/100M Ethernet Switch4M Token - Ring Switch、16M Token - Ring Switch* 信元交换（Cell Switch）ATM技术，硬件交换、线路交换，速度快、延迟小丰富速率：25/45/51/155/622/1244M - - -* Cell to Frame SwitchATM 与 Ethernet 连接,计算机网络 第三章：链路层,八、局域网主干技术比较1、FDDIFDDI 技术成熟，协议丰富，令牌技术效率高，速度 100M，距离可达200km，主干双环容错属共享媒体技术，平均带宽低，主干接 Ethernet 网段需经路由器转换协议 系统复杂，时延大，价格昂贵，扩展不方便，管理麻烦，不适合传输多媒体,
