1、第一章第一章 数据通信基础数据通信基础本章介绍如下知识本章介绍如下知识n数据通信的基本概念数据通信的基本概念n数据信号的传输方式数据信号的传输方式n数据交换方式数据交换方式n多路复用与多址通信多路复用与多址通信n差错控制方法差错控制方法1.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念传输传输系统系统源源发送器发送器源系源系统统接收器接收器目标目标目标系目标系统统LANWAN802.3802.4802.5FDDIPSDNATMISDNDDN通信系统模型数据通信与数字通信数据通信与数字通信数据通信是在信源与信宿之间进行信息数据通信是在信源与信宿之间进行信息交流。交流。用模拟信道进行的数据通信称为模拟数
2、用模拟信道进行的数据通信称为模拟数据通信。（据通信。（模拟信号模拟信号）用数字信道进行的数据通信称为数字数用数字信道进行的数据通信称为数字数据通信。（据通信。（数字信号数字信号）1.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念n1.1.1 数据传输速率数据传输速率 数据传输速率是衡量数据通信系统传输能力的主要指标，通数据传输速率是衡量数据通信系统传输能力的主要指标，通常有三种定义方式：常有三种定义方式：（1）码元速率）码元速率定义每秒传输的码元数，单位波特（定义每秒传输的码元数，单位波特（Bd）。）。（2）数据传信速率）数据传信速率定义每秒传输二进制码元的数目，单位比特定义每秒传输二进制码元的数目
3、，单位比特/秒（秒（bit/s）。）。（3）数据传送速率）数据传送速率定义单位时间内数据传输系统中的相应设备之间实际传送的比定义单位时间内数据传输系统中的相应设备之间实际传送的比特、字符或码组平均数，单位分别是比特特、字符或码组平均数，单位分别是比特/秒、字符秒、字符/秒或码组秒或码组/秒。秒。1.2 数据传输方式数据传输方式n1.2.1 并行传输与串行传输并行传输与串行传输 并行传输指的是数据以成组的方式，在多条并行信道上同时并行传输指的是数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输。常用的就是将组成一个字符的几位二进制码，分别在进行传输。常用的就是将组成一个字符的几位二进制码，分别在几条
4、并行信道上同时进行传输。例如，若字符采用几条并行信道上同时进行传输。例如，若字符采用8位二进制数位二进制数进行编码，则可用进行编码，则可用8条信道同时传输这条信道同时传输这8位码。位码。图1-1 并行传输1.2 数据传输方式数据传输方式 串行传输指的是数据流以串行方式，在一条信道上传输。例串行传输指的是数据流以串行方式，在一条信道上传输。例如，组成一个字符的如，组成一个字符的8位二进制码，由高位到低位顺序排列，再位二进制码，由高位到低位顺序排列，再接下一个字符的接下一个字符的8位二进制码，这样串接起来形成串行数据传输。位二进制码，这样串接起来形成串行数据传输。图1-2 串行传输1.2 数据传输
5、方式数据传输方式n1.2.2 异步传输与同步传输异步传输与同步传输 异步传输一般以字符为单位，即把各个字符分开传输，字异步传输一般以字符为单位，即把各个字符分开传输，字符之间插入同步信息。无论字符采用几位二进制进行编码，在符之间插入同步信息。无论字符采用几位二进制进行编码，在发送每一字符代码时，前面均加上一个起始位，极性为发送每一字符代码时，前面均加上一个起始位，极性为“0”，即空号的极性；字符代码后面均加上一或两位停止位，极性都即空号的极性；字符代码后面均加上一或两位停止位，极性都为为“1”，即与信号极性相同。，即与信号极性相同。图1-3 异步传输1.2 数据传输方式数据传输方式 同步传输一
6、般以数据块（帧）为单位，数据块可能是字符的集合，也可能是一串无结构的位，即同步传输又分为面向字符的同步传输和面向位流的同步传输。无论哪种方式，在发送前每数据块的前后都需加上同步控制数据：同步字符或同步位序列。图1-4 同步传输1.2 数据传输方式数据传输方式n1.2.3 数据通信方式数据通信方式 （1）单工通信）单工通信 数据只能沿着一个固定的方向传输。数据只能沿着一个固定的方向传输。发送机接收机图1-4（a） 单工通信1.2 数据传输方式数据传输方式 （2）半双工通信）半双工通信 数据可沿着两个方向传输，但同时只能沿一个方向传输。数据可沿着两个方向传输，但同时只能沿一个方向传输。发送机接收机
7、接收机发送机开关开关图1-4（b） 半双工通信1.2 数据传输方式数据传输方式 （3）全双工通信）全双工通信 数据可同时沿两个方向进行传输。数据可同时沿两个方向进行传输。图1-4（c） 全双工通信1.2 数据信号的传输方式数据信号的传输方式 1.2.4 基带传输和频带传输基带传输和频带传输 数据传输时，对线路频带资源的使用方式有两种：基带传数据传输时，对线路频带资源的使用方式有两种：基带传输与频带传输。输与频带传输。u基带传输基带传输在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输; ;在发送端，基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的
8、基在发送端，基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的基带信号，例如：曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号带信号，例如：曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号; ;在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号; ;基带传输是一种最基本的数据传输方式。基带传输是一种最基本的数据传输方式。u频带传输频带传输 利用模拟信道传输数据信号的方法利用模拟信道传输数据信号的方法 ，对多路信号采用不同的，对多路信号采用不同的载波频率进行调制，每一路信号占用一定宽度的频带资源，在载波频率进行调制，每一路信号占用一定宽度的频带资源，在同一条通信线路上可同时传送多路信号
9、，这样在远距离通信时同一条通信线路上可同时传送多路信号，这样在远距离通信时有利于节约线路资源。调制解调器（有利于节约线路资源。调制解调器（modemmodem）是频带传输中最典）是频带传输中最典型的通信设备。型的通信设备。1.3 数据交换方式数据交换方式常用的数据交换技术有常用的数据交换技术有:n电路交换电路交换n报文交换报文交换n分组交换分组交换1.3 数据交换方式数据交换方式n1.3.1 电路交换电路交换 电路交换是最早使用的数据交换方式。电路交换的工作过程分为电路交换是最早使用的数据交换方式。电路交换的工作过程分为三个阶段：连接（电路、链路）建立、数据传输和连接释放。三个阶段：连接（电路
10、、链路）建立、数据传输和连接释放。 1连接建立连接建立 2数据传输数据传输 3连接释放连接释放1.3 数据交换方式数据交换方式n1.3.2 报文交换报文交换报文是数据传输的单位，即站点一次性要发送的数据块，长度不报文是数据传输的单位，即站点一次性要发送的数据块，长度不限且可变。报文交换采用存储限且可变。报文交换采用存储-转发的数据传输机制转发的数据传输机制。1.3 数据交换方式数据交换方式n1.3.3 分组交换分组交换分组交换也称包交换，它是目前应用最广泛的数据交换技术。分组交换也称包交换，它是目前应用最广泛的数据交换技术。分组交换通常有两种方式：数据报方式和虚电路方式。分组交换通常有两种方式
11、：数据报方式和虚电路方式。 1.数据报数据报 数据报方式传输数据时无须建立和释放连接，当传输少量数数据报方式传输数据时无须建立和释放连接，当传输少量数据时非常灵活且效率高。据时非常灵活且效率高。 2.虚电路虚电路 虚电路方式传输数据时须建立和释放虚电路，当传输少量数虚电路方式传输数据时须建立和释放虚电路，当传输少量数据时不够灵活且效率低。据时不够灵活且效率低。1.3 数据交换方式数据交换方式表1-1 数据交换技术的比较1.4 多路复用与多址通信多路复用与多址通信多路复用多路复用: :将若干彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复用信号方法。将若干彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输
12、的复用信号方法。分类：分类：n频分复用（频分复用（FDMFDM） n时分复用（时分复用（TDMTDM）n空分复用（空分复用（SDMSDM）n波分复用（波分复用（WDMWDM）图1-5 多路复用示意图1.4 多路复用与多址通信多路复用与多址通信n“复用复用”与与“多址多址” “复用复用”和和“多址多址”是容易混淆的概念，是容易混淆的概念，“复用复用”是是两点之间的不同信号通过复用实现的通信；两点之间的不同信号通过复用实现的通信；“多址多址”是不同地点（常称为多址）的信号通过复用实现多点是不同地点（常称为多址）的信号通过复用实现多点之间的通信。之间的通信。n多址分类：多址分类： 频分多址（频分多址
13、（CDMA） 时分多址（时分多址（TDMA） 空分多址（空分多址（SDMA） 码分多址（码分多址（CDMA） 混合多址（频分多址混合多址（频分多址/时分多址、码分多址时分多址、码分多址/频分多址）频分多址）1.4 多路复用与多址通信多路复用与多址通信n1.4.1 频分复用频分复用 原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每个用户占用原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每个用户占用一个一个 频率通道，频率通道之间留有防护频带。频率通道，频率通道之间留有防护频带。图1-6（a）频分复用1.4 多路复用与多址通信多路复用与多址通信n1.4.2 时分复用时分复用 原理：把时间分割成小的时间片，
14、每个时间片分为若干个通道原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个通道（时隙），每个用户占用一个通道传输数据。（时隙），每个用户占用一个通道传输数据。图1-6（b）时分复用1.4 多路复用与多址通信多路复用与多址通信n1.4.3 码分多址复用码分多址复用 码分复用：利用自相关函数抑制互相关函数的特性来选取正交信码分复用：利用自相关函数抑制互相关函数的特性来选取正交信号码组中的所需信号，因此也称为正交复用。号码组中的所需信号，因此也称为正交复用。图1-6（c）码分复用1.4 多路复用与多址通信多路复用与多址通信n1.4.4 波分复用波分复用 波分复用：在同一根光纤信道上传输多路不同波长的
15、光信号，波分复用：在同一根光纤信道上传输多路不同波长的光信号，以提高光纤的利用率，波分多路复用用于光信号传输。以提高光纤的利用率，波分多路复用用于光信号传输。图1-6（d）波分复用1.5 差错控制方法差错控制方法n1.5.1 差错类型差错类型 噪声的类型不同，引起的差错类型也不同，一般分为以下两类差噪声的类型不同，引起的差错类型也不同，一般分为以下两类差错：错： （1）随机差错。差错是相互独立、互补相关的；）随机差错。差错是相互独立、互补相关的； （2）突发差错。指成串出现的错码，错码与错码之间有相关性。）突发差错。指成串出现的错码，错码与错码之间有相关性。n1.5.2 差错控制方式差错控制方
16、式 （1）前向纠错；）前向纠错； （2）检错重发；）检错重发； （3）反馈校验；）反馈校验； （4）混合纠错。）混合纠错。 差错控制的根本措施是采用抗干扰编码，或称为纠错编码。差错控制的根本措施是采用抗干扰编码，或称为纠错编码。第二章第二章 数据通信网数据通信网本章介绍如下知识本章介绍如下知识n数据通信网的基本概念数据通信网的基本概念n分组交换网分组交换网nDDNn帧中继帧中继nATM数据通信网数据通信网n数据通信网是由数据终端、传输、交换数据通信网是由数据终端、传输、交换和处理等设备组成的体系，用于数据信和处理等设备组成的体系，用于数据信息的传输、交换与处理，并尽可能提高息的传输、交换与处理
17、，并尽可能提高网内各种设备的利用率，以获得网内资网内各种设备的利用率，以获得网内资源（包括通信线路、硬件、软件数据库源（包括通信线路、硬件、软件数据库等）的共享。等）的共享。分组交换网分组交换网n分组交换网由分组交换机、连接这些交换设备的链路、分组交换网由分组交换机、连接这些交换设备的链路、远程集中器，分组装拆设备、网络管理中心（远程集中器，分组装拆设备、网络管理中心（NMC：Network Management Center）等组成。）等组成。 分组交换机可分为转接交换机和本地交换机两种分组交换机可分为转接交换机和本地交换机两种 转接交换机容量大、线路端口数多、具有路由选择功转接交换机容量大
18、、线路端口数多、具有路由选择功能，主要与其他交换机互连能，主要与其他交换机互连 。本地交换机容量小，只有局部交换功能，不具备路由本地交换机容量小，只有局部交换功能，不具备路由选择功能。选择功能。其他分组网NMCNTRCUPTRCUNTPTNT： 非分组型终端PT：分组型终端RCU：远程集中器NMC：网管中心高速线路高速或中速线路本地交换机转接交换机一级骨干网不完全网状连接分组交换网络结构分组交换网络结构分组交换网的基本业务分组交换网的基本业务n交换虚电路：类似于电话电路，两个终端通信前先用交换虚电路：类似于电话电路，两个终端通信前先用呼叫程序建立虚电路，然后发送数据，通信结束后拆呼叫程序建立虚
19、电路，然后发送数据，通信结束后拆除虚电路。除虚电路。n永久虚电路：类似于专线，两个终端在合同期内一直永久虚电路：类似于专线，两个终端在合同期内一直保持逻辑虚电路连接，通信时无需呼叫建立和拆除过保持逻辑虚电路连接，通信时无需呼叫建立和拆除过程。程。nX.25协议分为三层，对应协议分为三层，对应OSI模型的下三层：模型的下三层：n物理层物理层n数据链路层数据链路层n分组层分组层分组交换网协议分组交换网协议X.25数字数据网数字数据网DDNDDN（Digital Data Network）是采用数字信道来）是采用数字信道来传输信号的数据传输网。传输信号的数据传输网。 可以为用户提供全数字、全透明、高
20、质量的网络来连可以为用户提供全数字、全透明、高质量的网络来连接、传递各种数据业务接、传递各种数据业务 ，为用户提供专用的数字数据，为用户提供专用的数字数据传输通道。传输通道。 DDN为用户提供的数据信道是专用的，类似于专线。为用户提供的数据信道是专用的，类似于专线。DDN的基础是数字传输网，必须以光缆、数字微波、的基础是数字传输网，必须以光缆、数字微波、数字卫星电路为基础。数字卫星电路为基础。帧中继帧中继帧中继是在传统分组交换技术和光纤传输的基础上发帧中继是在传统分组交换技术和光纤传输的基础上发展起来的高速分组交换技术，沿用展起来的高速分组交换技术，沿用X.25的数据链路层的数据链路层帧格式。
21、帧格式。简化了分组交换中使用的简化了分组交换中使用的X.25协议，取消了网内逐段协议，取消了网内逐段的差错控制和流量控制，而将其移到端系统中进行。的差错控制和流量控制，而将其移到端系统中进行。提供交换虚电路和永久虚电路业务，但主要是永久虚提供交换虚电路和永久虚电路业务，但主要是永久虚电路业务。电路业务。帧中继只用到物理层和数据链路层。帧中继只用到物理层和数据链路层。帧中继接入方式帧中继接入方式局域网接入方式：通过网桥或路由器接入。局域网接入方式：通过网桥或路由器接入。计算机接入方式：通过计算机接入方式：通过FRAD设备。设备。用户帧中继交换机接入方式：通过用户帧中继交换机接入方式：通过UNI规
22、程。规程。帧中继业务帧中继业务大批量数据通信。大批量数据通信。文件传送。文件传送。为多个用户提供复用传送。为多个用户提供复用传送。交互数据。交互数据。局域网互联。局域网互联。ATM（异步转移模式）（异步转移模式）B-ISDN：宽带综合业务数字网，核心技术是：宽带综合业务数字网，核心技术是ATM。ATM是一种基于分组的信息复用、交换和传输技术，是一种基于分组的信息复用、交换和传输技术，把信息分成固定长度（把信息分成固定长度（53字节）的信元，其中信元头字节）的信元，其中信元头占占5字节。字节。ATM网络中的分组就是信元。网络中的分组就是信元。ATM是一种统计复用技术，又叫异步时分复用技术。是一种
23、统计复用技术，又叫异步时分复用技术。ATM是面向连接的分组交换技术，分为交换虚连接是面向连接的分组交换技术，分为交换虚连接（SVC）和永久虚连接（）和永久虚连接（PVC）。）。ATM协议参考模型协议参考模型ATM参考模型参考模型三面。三面。n用户面：提供用户信息的传送用户面：提供用户信息的传送n控制面：提供呼叫和连接的控制功能控制面：提供呼叫和连接的控制功能n管理面管理面n层管理：实现网络资源和协议参数的管理层管理：实现网络资源和协议参数的管理n面管理：提供网络相关的管理和协调功能面管理：提供网络相关的管理和协调功能四层四层物理层，物理层，ATM层，层，ATM适配层，高层。适配层，高层。第三章
24、第三章 计算机网络与协议计算机网络与协议本章介绍如下知识本章介绍如下知识n计算机网络系统组成计算机网络系统组成n计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构n网络分层模型网络分层模型计算机网络系统组成计算机网络系统组成n计算机网络由三部分组成：计算机网络由三部分组成：n资源子网资源子网n通信子网通信子网n通信协议通信协议n网络按照覆盖范围可以分为：广域网，城域网，网络按照覆盖范围可以分为：广域网，城域网，局域网。局域网。n网络有两种交换方式：电路交换和分组交换，网络有两种交换方式：电路交换和分组交换，而分组交换又可以分为虚电路交换和数据报交而分组交换又可以分为虚电路交换和数据报交换两种。换两种。计
25、算机网络的体系结构计算机网络的体系结构n网络体系结构由三部分内容组成：网络体系结构由三部分内容组成：n网络的层次结构网络的层次结构n同层进程通信的协议同层进程通信的协议n相邻层之间的接口及服务相邻层之间的接口及服务44计算机网络的层次模型计算机网络的层次模型计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构n计算机网络的层次结构计算机网络的层次结构n服务访问点服务访问点SAP：相邻层之间通过：相邻层之间通过SAP进行服务的请求和提进行服务的请求和提供。其中供。其中N层实体向层实体向N+1层提供服务，而层提供服务，而N+1层实体向层实体向N层层请求服务。请求服务。n服务原语：相邻层之间进行服务的请求和提供
26、时通过服务原服务原语：相邻层之间进行服务的请求和提供时通过服务原语来通信。语来通信。n协议：对等层之间进行通信的规则和约定。协议：对等层之间进行通信的规则和约定。n协议包括三个要素：协议包括三个要素：n语义语义n语法语法n定时定时OSI网络参考模型网络参考模型nOSI参考模型由参考模型由ISO国际标准化组织制定，主国际标准化组织制定，主要定义了三部分内容：要定义了三部分内容：n系统体系结构系统体系结构n服务定义服务定义n协议规范协议规范OSI网络参考模型网络参考模型层层 次次功功 能能7. 7. 应用层应用层提供电子邮件、文件传输等用户服务提供电子邮件、文件传输等用户服务6. 6. 表示层表示
27、层转换数据格式，数据加密和解密转换数据格式，数据加密和解密5. 5. 会话层会话层通信同步错误恢复和事务操作通信同步错误恢复和事务操作4. 4. 运输层运输层网络决策实现分组和重新组装网络决策实现分组和重新组装3. 3. 网络层网络层路由选择计费信息管理路由选择计费信息管理2. 2. 数据链路层数据链路层错误检测和校正，组帧错误检测和校正，组帧1. 1. 物理层物理层数据的物理传输数据的物理传输TCP/IP参考模型参考模型nTCP/IP参考模型是针对参考模型是针对Internet制定的，包制定的，包括了各种协议的集合。括了各种协议的集合。nTCP/IP模型采用四层结构：模型采用四层结构：n网络
28、接口层：发送和接收网络接口层：发送和接收IP数据包数据包n网络层：网络层：IP数据包的转发和路由数据包的转发和路由n传输层：负责两个终端之间的数据传送传输层：负责两个终端之间的数据传送n应用层：向用户提供一组应用程序应用层：向用户提供一组应用程序OSI网络参考模型与网络参考模型与TCP/IP模型的比较模型的比较n相同点相同点n都采用了层次结构的概念都采用了层次结构的概念n在传输层中二者定义了相似的功能在传输层中二者定义了相似的功能n不同点不同点n层次划分不同层次划分不同n使用的协议不同使用的协议不同第四章第四章 局域网和城域网局域网和城域网本章介绍如下知识本章介绍如下知识n局域网的协议局域网的
29、协议n以太网以太网n其他局域网其他局域网n高速以太网高速以太网n无线局域网无线局域网n城域网城域网局域网的协议局域网的协议n局域网的协议标准由局域网的协议标准由IEEE 802委员会制定，该标委员会制定，该标准覆盖了准覆盖了OSI模型的第模型的第1层、第层、第2层的功能。层的功能。局域网的协议局域网的协议n局域网的第局域网的第2层层-数据链路层，又分为两个子层。数据链路层，又分为两个子层。n逻辑链路控制子层逻辑链路控制子层LLCn介质访问控制子层介质访问控制子层MACn所有的局域网中，所有的局域网中，LLC子层是一致的，不同的是子层是一致的，不同的是MAC子层，对应不同的物理媒介接入。子层，对
30、应不同的物理媒介接入。以太网以太网n以太网是以太网是IEEE 802.3标准，采用总线型竞争式介标准，采用总线型竞争式介质访问方法。质访问方法。nMAC地址：地址：48位，全球唯一，烧制在网卡中。位，全球唯一，烧制在网卡中。n如果如果MAC地址为全地址为全1，则表示广播地址。，则表示广播地址。nCSMA：载波监听多路访问技术。：载波监听多路访问技术。n非坚持非坚持CSMA：信道空闲则立即发送；若信道忙，则等待：信道空闲则立即发送；若信道忙，则等待一个随机长时间。一个随机长时间。n1-坚持坚持CSMA：信道空闲则立即发送；若信道忙，则继续：信道空闲则立即发送；若信道忙，则继续监听，检测到信道空闲
31、时立即发送；如果有冲突则等待一监听，检测到信道空闲时立即发送；如果有冲突则等待一个随机长时间。个随机长时间。nP-坚持坚持CSMA：信道空闲时以概率：信道空闲时以概率p发送；若信道忙，则发送；若信道忙，则继续监听，检测到信道空闲时又以概率继续监听，检测到信道空闲时又以概率p发送。发送。CSMA/CDnCSMA/CD：载波监听冲突检测多路访问技术。：载波监听冲突检测多路访问技术。n边发送边监听：信道空闲则立即发送；发送过程中继续监边发送边监听：信道空闲则立即发送；发送过程中继续监听信道，没有冲突则继续发送；如果检测有冲突，则立即听信道，没有冲突则继续发送；如果检测有冲突，则立即停止发送数据，并向
32、总线上发送一串干扰信号，然后等待停止发送数据，并向总线上发送一串干扰信号，然后等待一个随机长的时间。一个随机长的时间。n二进制指数退避算法：二进制指数退避算法：nCSMACD检测到冲突发生后，要等待的时间检测到冲突发生后，要等待的时间=r*基本重基本重发时延，发时延，r是一个从是一个从0,1,2,2k-1的随机数，的随机数，k=min(重发次数重发次数,10)。n重发次数达到重发次数达到16次，则不再发送。次，则不再发送。其他类型的局域网其他类型的局域网n令牌环。令牌环。n环形拓扑。环形拓扑。n为了防止信道竞争，使用一种特殊的为了防止信道竞争，使用一种特殊的“令牌令牌”帧，拥有令牌帧，拥有令牌
33、的计算机才能发送数据。的计算机才能发送数据。n令牌总线：令牌总线：n物理的总线型拓扑，但是构成逻辑上的一个环。物理的总线型拓扑，但是构成逻辑上的一个环。n与令牌环一样，只有获得令牌的计算机才能发送数据。与令牌环一样，只有获得令牌的计算机才能发送数据。n光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口FDDIn采用双环结构，一个顺时针方向，一个逆时针方向发送数据。采用双环结构，一个顺时针方向，一个逆时针方向发送数据。同时工作，互为备份。同时工作，互为备份。nFDDI通过光纤将多个节点环接起来，数据传送速率可到通过光纤将多个节点环接起来，数据传送速率可到100Mbps。FDDIn在在FDDI中，在正常情况下，
34、只有一个环路工作，数据中，在正常情况下，只有一个环路工作，数据在主环上传输，如果一旦主环出现故障，在主环上传输，如果一旦主环出现故障，FDDI可以自可以自动重新配置，利用备用环继续传输。从而使整个网络动重新配置，利用备用环继续传输。从而使整个网络能够继续工作。能够继续工作。高速以太网高速以太网n快速以太网快速以太网n使用使用5类双绞线，数据传输速率类双绞线，数据传输速率100Mbps。n吉比特以太网（千兆以太网）吉比特以太网（千兆以太网）n使用多模光纤，单模光纤，同轴电缆，双绞线。使用多模光纤，单模光纤，同轴电缆，双绞线。n10吉比特以太网吉比特以太网nMAC帧结构与传统的以太网相同。帧结构与
35、传统的以太网相同。n只使用光纤介质，只工作在全双工模式。只使用光纤介质，只工作在全双工模式。n省略了省略了CSMA/CD信道竞争机制。信道竞争机制。无线局域网无线局域网n主要的无线接入标准主要的无线接入标准nIEEE 802.11x系列，用于无线局域网。系列，用于无线局域网。n蓝牙技术：短距离大容量的无线通信。蓝牙技术：短距离大容量的无线通信。nHomeRF：用于家庭网络。：用于家庭网络。nHiperLAN：欧洲定义的无线局域网标准。：欧洲定义的无线局域网标准。无线局域网无线局域网n无线局域网的构成方式无线局域网的构成方式n点对点，点对多点，分布式。点对点，点对多点，分布式。n通过无线通过无线
36、Hub，无线接入点，无线接入点AP，无线网桥，无线，无线网桥，无线MODEM，无线网卡，来组建无线局域网。无线网卡，来组建无线局域网。n无线局域网的安全无线局域网的安全n用户访问控制用户访问控制n数据加密数据加密n双频多模双频多模WLANnIEEE 802.11a工作在工作在5GHz，而，而802.11b工作在工作在2.4GHz，因此不兼容。因此不兼容。n“双频双频”即指可以工作在两个频段，即指可以工作在两个频段，“多模多模”指工作在多个指工作在多个不同标准下。不同标准下。城域网城域网nIP城域网：城域范围的以太网，分为三个层次：城域网：城域范围的以太网，分为三个层次：n核心层：高速交换与转发
37、中心核心层：高速交换与转发中心n汇聚层：实现业务的汇聚、管理和分发处理。汇聚层：实现业务的汇聚、管理和分发处理。n接入层：为用户提供各种接入方式，带宽和流量控制。接入层：为用户提供各种接入方式，带宽和流量控制。n接入方式接入方式n光纤光纤+LAN方式。方式。nxDSL或或Cable Modem方式。方式。宽带城域网的关键技术宽带城域网的关键技术n宽带宽带IP城域网的关键技术有：城域网的关键技术有：n用户认证与接入用户认证与接入n用户管理用户管理n接入带宽控制接入带宽控制nIP地址分配与网络地址转换地址分配与网络地址转换n用户信息安全用户信息安全n网络管理网络管理城域网的组建方案城域网的组建方案
38、n宽带宽带IP城域网的组建有以下三个方案：城域网的组建有以下三个方案：n以高速路由器为核心组建。以高速路由器为核心组建。n以高速以高速LAN交换机为核心组建。交换机为核心组建。n以以MPLS交换机为核心组建。交换机为核心组建。n宽带城域网的安全宽带城域网的安全nAAA：认证、授权、计费。：认证、授权、计费。nRADIUS：一种用于：一种用于AAA的协议，采用客户机的协议，采用客户机/服务器结构。服务器结构。n安全架构的实现方式：安全架构的实现方式：PPPoE+RADIUS模式，通常由宽带模式，通常由宽带接入服务器接入服务器BRAS来实现。来实现。第五章第五章 互联网互联网本章介绍如下知识本章介
39、绍如下知识n网络互联设备网络互联设备n局域网的互联局域网的互联n广域网互联广域网互联nInternet协议和组网技术协议和组网技术nInternet路由协议路由协议n虚拟专用网虚拟专用网VPNnInternet的应用的应用网络互联设备网络互联设备n网络互联设备的作用是连接不同的网络，主要有：网络互联设备的作用是连接不同的网络，主要有：n中继器：工作于中继器：工作于OSI参考模型的物理层。起到扩展传输距离参考模型的物理层。起到扩展传输距离的作用，对高层协议是透明的。的作用，对高层协议是透明的。n网桥：工作于网桥：工作于OSI参考模型的数据链路层。参考模型的数据链路层。n路由器：工作于路由器：工作
40、于OSI参考模型的网络层。参考模型的网络层。n网关：工作在网关：工作在OSI参考模型的上四层。参考模型的上四层。网络互联设备网络互联设备-中继器中继器n工作在物理层工作在物理层网络互联设备网络互联设备-网桥网桥n工作在数据链路层工作在数据链路层网络互联设备网络互联设备-路由器路由器n工作在网络层工作在网络层网络互联设备网络互联设备-网关网关n工作在高层工作在高层局域网互联局域网互联n局域网互联通过网桥或交换机来实现，主要有透明网局域网互联通过网桥或交换机来实现，主要有透明网桥和源路由网桥两种。桥和源路由网桥两种。n网桥互联时需考虑的问题：环路问题和广播风暴问题。网桥互联时需考虑的问题：环路问题
41、和广播风暴问题。n环路问题：通过生成树算法来解决。环路问题：通过生成树算法来解决。n广播风暴问题：源路由网桥比透明网桥的效果好，但是不能广播风暴问题：源路由网桥比透明网桥的效果好，但是不能根本解决。根本解决。广域网互联广域网互联n广域网互联通过路由器来实现，在不同的网络间进行广域网互联通过路由器来实现，在不同的网络间进行协议转换。协议转换。n无连接网络的互联：通过无连接网络的互联：通过IP路由器。路由器。n面向连接网络的互联：通过子网网关。面向连接网络的互联：通过子网网关。Internet协议和组网技术协议和组网技术nTCP/IP协议集。协议集。各种应用层协议各种应用层协议（Telnet，FT
42、P，SMTP，HTTP等等）TCP，UDPICMPIGMPRARPARPIP与各种网络接口与各种网络接口物理硬件物理硬件网络接口层网络接口层网际层网际层传输层传输层应用层应用层IP地址地址nIP 地址地址是分配给因特网所连接的每一个主机（或路由是分配给因特网所连接的每一个主机（或路由器）的一个器）的一个32 bit 的标识符，在全球范围唯一标识某的标识符，在全球范围唯一标识某台计算机。台计算机。nIP地址采用点分十进制标记法。地址采用点分十进制标记法。n例：我校例：我校Web服务器的服务器的IP地址（地址（202.202.32.33）nIP地址由因特网名字与号码指派公司地址由因特网名字与号码指
43、派公司ICANN分配分配nIP地址由网络号与主机号构成地址由网络号与主机号构成主机号（主机号（host-id） 网络号（网络号（net-id）IP地址分类地址分类nIP地址分为地址分为5类。类。0 网络号网络号 主机号主机号10 网络号网络号 主机号主机号110 网络号网络号 主机号主机号1110 多播地址多播地址11110 保留为今后使用保留为今后使用32 bits类别类别ABCDE地址范围地址范围1.0.0.0127.255.255.255128.0.0.0191.255.255.255192.0.0.0223.255.255.255224.0.0.0239.255.255.255240.
44、0.0.0247.255.255.255特殊的特殊的IP地址地址00.0000.00 0000 . 00000000 . 000011.1111.11 1111 . 11111111 . 1111本机本机本网中的主机本网中的主机当前局域网广播当前局域网广播本本地地回路回路测试测试00.0000.00主主 机机 号号1111 . 11111111 . 1111网络号网络号127127任任 意意 值值一般来说，主机号部分为全一般来说，主机号部分为全“1 ”的的IP地址保留用作广播地址；地址保留用作广播地址； 主机号部分为全主机号部分为全“0 ”的的IP地址保留用作网络地址。地址保留用作网络地址。
45、网络号全网络号全0指本网指本网,主机号全主机号全1指广播指广播0000 . 00000000 . 0000网络号网络号网络地址网络地址对指定网络广播对指定网络广播子网掩码子网掩码n划分子网的原因？划分子网的原因？ IPIP地址资源的严重匮乏及路由表规地址资源的严重匮乏及路由表规模的急速增长。模的急速增长。主机号主机号网络号网络号 子网号子网号网络号网络号主机号主机号用主机号中前若干个用主机号中前若干个比特作为子网号字段比特作为子网号字段Internet网络网络Internet的概念层次的概念层次网络网络主机主机主机主机主机主机主机主机子网子网主机主机子网掩码子网掩码n例子：例子：C类网络类网络
46、192.10.1.0，假设主机号部分的前三，假设主机号部分的前三位用于标识子网号，即：位用于标识子网号，即：n11000000 00001010 00000001 xxxyyyyyn分析：网络号占分析：网络号占24位，子网号占位，子网号占3位，总共位，总共27位。所以子网位。所以子网掩码为：掩码为：n 11111111 11111111 11111111 11100000n即即 255 . 255 . 255 . 224n缺省子网掩码：缺省子网掩码：nA类地址网络：类地址网络：255.0.0.0；B类地址网络：类地址网络：255.255.0.0；C类地址网络：类地址网络：255.255.255
47、.0公网地址与内网地址公网地址与内网地址公网接入方式：上网的计算机得到的公网接入方式：上网的计算机得到的IP地址是地址是Internet上的非保留地址，公网的计算机和上的非保留地址，公网的计算机和Internet上的其他计算机可随意互相访问。上的其他计算机可随意互相访问。在在TCP/IP协议中，专门保留了三个协议中，专门保留了三个IP地址区域作为地址区域作为私有保留地址：私有保留地址：10.0.0.0/8：10.0.0.010.255.255.255 ；172.16.0.0/12：172.16.0.0172.31.255.255 ；192.168.0.0/16：192.168.0.0192.1
48、68.255.255 n内网地址：使用私有保留地址的网络只能在内部进行内网地址：使用私有保留地址的网络只能在内部进行通信，而不能与外部网络互连。通信，而不能与外部网络互连。 NAT地址转换地址转换nNAT（Network Address Translator）是）是网络地址网络地址转换转换，它实现内网的，它实现内网的IP地址与公网的地址之间的相互地址与公网的地址之间的相互转换，将大量的内网转换，将大量的内网IP地址转换为一个或少量的公网地址转换为一个或少量的公网IP地址。地址。n使用使用NAT转换，可以减少对公网转换，可以减少对公网IP地址的占用，另外地址的占用，另外也是保证网络安全的重要方法
49、之一。也是保证网络安全的重要方法之一。n静态静态NATn动态动态NATn网络地址及端口转换网络地址及端口转换Internet常用协议常用协议n互联网主要的协议有：互联网主要的协议有：nIP协议：也叫互联网协议，定义了网络层无连接的数据报。协议：也叫互联网协议，定义了网络层无连接的数据报。nTCP：面向连接的传输层协议。：面向连接的传输层协议。nUDP：无连接的传输层协议。：无连接的传输层协议。nICMP：网络层的协议，用于传递差错信息，以及其他需要注意：网络层的协议，用于传递差错信息，以及其他需要注意的信息。的信息。nDNS：分布式的数据库，提供：分布式的数据库，提供IP地址与域名之间的映射信
50、息。地址与域名之间的映射信息。nARP：地址解析协议，提供：地址解析协议，提供IP地址与对应的硬件地址与对应的硬件MAC地址之间地址之间的映射。的映射。nIPv6协议：下一代的互联网协议，当前是协议：下一代的互联网协议，当前是IPv4协议。协议。Internet路由协议路由协议n因特网采用的路由选择协议主要是自适应的、分布式的因特网采用的路由选择协议主要是自适应的、分布式的路由选择协议。路由选择协议。n自治系统（或自治域）自治系统（或自治域）AS：具有统一的管理机构、统一：具有统一的管理机构、统一路由策略的网络。自治系统路由策略的网络。自治系统AS有权自主地决定在本系统有权自主地决定在本系统内
