大学课件-数据通信与网络技术(全套).ppt

1、大学课件-数据通信与网络技术(全套)2/18第1章 数制与编码第2章 数据通信概论第3章 网络技术基础第4章 局域网技术第5章 广域网技术第6章 网络互连技术第7章 路由技术与设备第8章 传输层技术第9章 应用层技术3/18第1章 数制与编码 u 1.1 数制概述u 1.2 不同数制间的相互转换u 1.3 二进制数运算4/181.1 数制概述 “数制”是“数据进制”的简称，也就是表示数据逢几进位的意思，如我们常用的十进制就是逢十进位。当然，数制的类型远不止十进制，在计算机系统中常见的还有二进制、八进制和十六进制这三种。5/181.2 不同数制间的相互转换 同一个数在一些环境中要用不同数据制形式

2、来表示，比如进行子网划分、计算子网掩码时或对信息进行编码时等，这就涉及数制间的转换问题了。下面是常见的十进制、二进制、八进制、十六进制之间的转换方法。6/18 非十进制数转换成十进制数 1、二进制转换为十进制 二进制整数部分的一般表现形式为：bn-1b1b0（共n位），按权相加展开后的格式为（注意，展开式中从左往右各项的幂次是从高到低下降的，最高位的幂为n-1，最低的幂为0）：如二进制数（11010）2的按权相加展开格式为：43210101 21 20 21 20 216 8 0 2 0(26)7/18 二进制小数部分的幂次是反序排列的（也就是与整数部分的幂次序列相反，从左往右其绝对值是从低到

3、高上升的），且为负值，最高位幂次（也就是最靠近小数点的第一个小数位的幂次）为“-1”。如二进制小数部分的格式为：0.bn-1b1b0，则按权相加后的展开格式为：如（0.1011）2的按权相加展开格式为：12(1)12102222nnnnbbbb1234101 20 21 21 20.5 0 0.125 0.0625(0.6875)8/18 2、八进制转换为十进制 八进制转换成十进制也是采取“按权相加”法，只是这里的权值是8的相应幂次方。如八进制整数部分的格式为：bn-1b1b0，则按权值相加，展开后的格式就为（从左往右幂次是从高到低下降的）：如八进制数(26356)8的按权值相加展开格式为：1

4、21012108888nnnnbbbb123102 85 87 80.25 0.078125 0.013671875(0.341796875)9/18 3、十六进制转换为十进制 十六进制转换成十进制的方法也是采取“按权相加”法，只是这里的权值是16的相应幂次方。如十六进制整数部分的格式为：bn-1bn-2b1b0，则按权相加展开后的格式就为（从左往右幂次是从高到低下降的）：如十六进制数(26345)16的按权相加，展开后的格式为：1210121016161616nnnnbbbb43210102 16 6 16 3 16 4 16 5 16 131072 24576 768 64 5(15648

5、5)10/18 十进制数转换成非十进制数 1、十进制转换为二进制 （1）十进制整数转换为二进制的方法是：采用“除2逆序取余”法。57转换成二进制时的结果为（111001）211/18 （2）十进制小数转换为二进制的方法是采用“乘2正序取整”法。0.375最后的二进制值为（0.011）212/18 2、十进制转换成八进制 十进制整数转换为八进制整数采用“除8逆序取余”的方法，直到所得的商为0，然后把余数按逆序排列即可；十进制小数转换为八进制小数是采用“乘8正序取整”法，直到所得到的积小数部分为0。十进制整数492转换成八进制的结果是（754）8 十进制小数0.625转换成八进制的结果是（0.5）

6、813/18 3、十进制转换成十六进制 将十进制整数转换为十六进制的方法是采用“除16逆序取余”法，直到所得的商为0，然后把余数按逆序排列即可；十进制小数转换为十六进制的方法是采用“乘16正序取整”法，直到所得到的积小数部分为0。2376转换成十六进制的结果是（94A）16 0.425转换成十六进制的结果是（0.6CC）1614/181.3 二进制数运算 对于二进制数，除了与十进制数一样可以进行四则算术运算外，还可以进行逻辑运算，因为它只有两个数码，可以代表两种截然相反的状态。本节将分别介绍二进制数的四则算术运算和逻辑运算。15/18 1、二进制四则算术运算 （10010）2+（11010）2

7、的运算结果为（101100）2 （111010）2-（101011）2的运算结果是（001111）216/18 二进制乘法运算示例（1010）2（101）2的结果得到（110010）2 二进制除法运算示例（11001）2（101）2的结果是（101）217/18 2、二进制逻辑运算 （1）“与”运算又称逻辑乘，用符号“”或“”来表示。运算法则如下：00=0，01=0，10=0，11=1 （2）“或”运算又称逻辑加，用符号“+”或“”表示。运算法则如下：00=0，01=1，10=1，11=1 （3）“非”运算就是逐位求反的运算，用符号“”表示。其运算法则为：“0”的反值为“1”，“1”的反值为“

8、0”，也就是“0”与“1”互为反 （4）“异或”运算用符号“”来表示。其运算法则如下：0 0=0，0 1=1，1 0=1，1 1=018/18习题1、（11101001000.10111）B转换成十进制。2、把（784）D、（F9B3）H换转成二进制。3、0 x7A8C、0 x259B.25转换成十进制。4、把（2508）10、（5420.82）10转换成十六进制。5、求（011101）B+（10010）B的值。6、求（1110）B（1001）B的值。7、求（1100110）B、（1000111）B非的结果。8、求（11001）B（1011）B的结果。19/20第2章 数据通信概论u 2.1

9、通信子网与资源子网u 2.2 数据通信的基本概念u 2.3 数据通信系统基本模型u 2.4 数据传输方式u 2.5 数字基带信号编码u 2.6 数字信号调制与解调u 2.7 差错控制技术u 2.8 通信性能指标20/202.1 通信子网与资源子网 网络技术要实现数据处理和数据通信两大基本功能。一般情况下，计算机网络可以理解为通信子网（Communication Subnet）和资源子网（Resource Subnet）两个子网，把计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为网络的通信子网，而把网络中实现资源共享和数据处理的设备及其软件的集合称为资源子网。21/202.2 数据通信的基本

10、概念 数据通信是指数据处理设备之间传递信息的通信方式，它是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。它可实现计算机与计算机、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递，它是继电报、电话业务之后的第三种最大的通信业务。22/20 2.3 数据通信系统基本模型 数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。比较典型的数据通信系统主要由数据终端设备、数据电路终接设备、计算机系统三部分组成。数据通信系统的组成23/20 1、数据终端设备（DTE）在数据通信系统中，用于发送和接收数据的设备称为数据终端设备（简称DTE）。2、数

11、据电路终接设备 用来连接DTE与数据通信网络的设备称为数据电路终接设备设备（DCE）。3、数据链路 数据链路是在数据电路已建立的基础上，通过发送方和接收方之间交换“握手”信号，使双方确认后方可开始传输数据的两个或两个以上的终端装置与互连线路的组合体。24/202.4 数据传输方式 数据传输方式是指通信双方或各方之间的工作形式和信号传输方式。根据不同角度考虑，传输方式有多种分类方法。如按通信终端的数量分类，可分为点到点、点到多点、多点到多点传输；按数据传输的流向和时间关系，可分为单工、半双工和全双工数据传输；按数据代码传输的顺序，可以分为并行通信和串行通信；按数据传输的同步方式，则可分为同步传输

12、和异步传输。25/20通信终端数量分类26/20传输的流向和时间关系分类27/20串行比特流传输示例并行比特位传输示例28/20异步传输基本原理 同步传输是指通信双方在传输过程中是同步进行的，就是收发双方同时开始工作，且接收方按照数据的发送顺序进行接收。29/202.5 数字基带信号编码 数字基带信号是指原始数字信号的电信号的波形形式，它是用不同的电平或脉冲来表示原始数字信号。数字基带信号的类型很多，常见的有矩形脉冲、三角波等。最常见的是矩形脉冲，因为矩形脉冲易于形成和变换。本节先介绍矩形脉冲数字信号中几种常见的波形，再介绍几种最基本、最常用的编码方式。30/20 1、矩形脉冲数字信号基本波形

13、31/20 2、数字基带信号的传输码型 常见的信道编码有：传号反转交替码（AMI码）、三阶高密度双极性码（HDB3码）、数字双相码（曼彻斯特码）、差分曼彻斯特码、传号反转码（CMI码）和多元码。曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码和CMI码的波形比较32/202.6 数字信号调制与解调 大多数要传输的信号都是具有较低频带的信号，称为基带信号。大多数信道不适宜进行基带信号的传输，因为这样的低频信号在传输中会产生很大的衰减和失真。在数字基带传输中，可以通过数字编码后在信道中直接传输数字信号，但这也仅适用于近距离传输，如局域网通信。为了满足信号在带通信道传输，将信号进行调制，使其频谱搬移，达到能适合带通信

14、道传输目的。33/20 所谓“调制”就是使信号采用某种方式去控制载波的某一个参数，使这个参数按照信号的规律变化的过程。调制的基本作用是实现频谱的搬移，其主要功能是：（1）提高频率便于辐射。（2）改变信号所占带宽，实现与信道特性匹配。（3）实现信道复用。（4）实现频率分配。（5）改善系统性能。34/202.7 差错控制技术 差错控制是在数据通信过程中能发现或纠正差错，把差错限制在尽可能小的允许范围内的技术和方法。差错控制的基本方式：前向纠错 检错重发 反馈校验 混合纠错 差错检测主要有两种方法：奇偶校验（Parity Checking）循环冗余校验（CRC，Cyclic Redundancy C

15、heck）35/202.8 通信性能指标 有效性指标 1、码元传输速率 2、信息传输速率 3、频带利用率1/BbRTBRbR/BRB/bRBlogbBbRRM或36/20 可靠性指标 衡量数字通信系统可靠性的指标是差错率，常用误码率 和误信率 表示。带宽指标 “带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是比特每秒或 b/s。正是因为带宽代表数字信号的发送速率，因此带宽有时也称为吞吐量（throughput）。eP接收差错码元数发送总码元数bP接收差错比特数发送总比特数ePbP=37/20 时延指标 （1）发送时延 （2）传播时延 （3）处理时延=数据块长度发送时延信道带宽=信道长度

16、传播时延电磁波在信道上的传播速率=+总时延 发送时延 传播时延 处理时延38/20技能训练一 网络线路编码分析 训练目的：训练目的：熟悉通信基带信号功率谱基本原理 熟悉SystemView软件的信号谱分析应用 掌握使用SystemView软件生成最常用基带信号与数字双相传输码 训练环境：训练环境：SystemView软件39/20第3章 网络技术基础u 3.1 因特网的产生与发展u 3.2 网络的分类和拓扑结构u 3.3 网络体系结构u 3.4 传输介质u 3.5 物理层接口u 3.6 信道多路复用技术u 3.7 数据交换技术u 3.8 网络连接性40/203.1 因特网的产生与发展 为了提高

17、网络的可用性和可靠性，在1969年12月，产生了世界上第一个基于分组技术的计算机分组交换系统ARPAnet，由4个结点组成的试验性网络，采用称之为接口报文处理器（IMP）的小型机作为网络的结点机。每个IMP至少和其它的两个IMP通过专线连接，主机通过IMP接入ARPAnet。41/20 进入20世纪80年代末期以来，在网络领域最引人注目的就是起源于美国的因特网（Internet）的飞速发展。现在因特网已发展成为世界上最大的国际性计算机互联网。由于因特网已影响到人们生活的各个方面，这就使得20世纪90年代成为因特网时代，简称为网络时代。Internet初期概况42/20 因特网的标准化工作 在全

18、球的Internet活动中，存在着各种各样的组织，其中有许多组织扮演着重要角色，对全球Internet的互联互通、正常运行和迅速发展起着关键的重要作用。ISO（国际标准化组织）EIA/TIA（美国电子/电信工业协会）IEEE（电子电气工程师协会）IETF（Internet工程任务组）ITU-T（国际电信联盟电信标准部门）43/20 3.2 网络的分类和拓扑结构 3.2.1 网络分类1、按网络的交换方式分类：（1）电路交换（2）分组交换。2、按网络的作用范围分类：（1）局域网，局域网是将一个比较小的区域内的各种通信设备互连在一起组成的计算机网络。（2）城域网，城域网（Metropolitan A

19、rea Network，MAN）作用范围在局域网和下面介绍的广域网之间，通常是10100km。（3）广域网，广域网（Wide Area Network，WAN）是规模最大的一种计算机网络，分布的地理范围非常广，如一个或多个城市，多个国家甚至遍布全球。44/20局域网、城域网、广域网之间的关系45/20 3.2.2 网络拓扑结构 （a）总线型拓扑结构 （b）环形拓扑结构 （c）星型拓扑结构 （d）树形拓扑结构 （d）网状拓扑结构 （e）全网状拓扑结构 46/203.3 网络体系结构 OSI/RM参考模型 OSI/RM参考模型就是基于ISO的建议，简称OSI模型。OSI模型有7层。由低层至高层分别

20、是：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。其分层原则为根据不同层次的抽象的分层，每一层都有特定的功能，并且上一层利用下一层的功能所提供的服务。由低到高13层主要是完成数据交换和数据传输，称之为网络低层网络低层，即通信子网；57层主要是完成信息处理服务的功能，称之为网络高层网络高层；低层与高层之间由第4层衔接。数据通信网只有物理层、数据链路层和网络层，我们主要研究这三层。47/20 TCP/IP协议体系结构 与OSI参考模型一样，TCP/IP协议体系结构也分为不同的层次开发，每一层负责不同的通信功能。但是，TCP/IP体系结构简化了层次设计，将原来的七层模型合并为四层协议的

21、体系结构，自顶向下分别是应用层、传输层、网络层和网络接口层，没有OSI参考模型的会话层和表示层。TCP/IP体系结构与OSI参考模型比较48/203.4 传输介质 传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路，计算机网络中采用的传输媒体可分为导向传输介质和非导向传输介质两大类。导向传输介质：电磁波被导向沿着固定媒体路径进行传播。如双绞线、同轴电缆和光纤等，它们的信号在其中传输时都有固定的路径。非导向传输介质：是指自由空间，电磁波的传输常称为无线传输。如无线局域网、手机的无线电波传输等，其中的传输介质就是空气。双绞线（双绞线（Twisted Pair）是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条

22、通信线路，线路损耗较大，传输速率低，但价格便宜，容易安装，常用于对通信速率要求不高的网络连接中。49/20 同轴电缆（同轴电缆（Coaxial Cable）由一对同轴导线组成，频带宽，损耗小，具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。目前，在计算机网络中十分流行使用易弯曲的石英玻璃纤维来作为传输介质，它以介质中传输的光波（光脉冲信号）作为信息载体，因此我们又将之称为光导纤维，简称光纤（光纤（Optical Fiber）。非导向介质就是无线传输的各种电磁波，在数据通信中主要应用于短波无线传输、地面微波接力通信、地球卫星通信、WLAN等。50/203.5 物理层接口 物理层在OSI模型中位于最

23、底层，其功能定义为比特传输所需的物理信道实体之间，激活、保持和去除机械的、电气的、功能性和规程性的连接。物理层传递的是串行比特流，因此需要解决串行接口通信问题。基本任务如下：（1）实现数据格式化；（2）进行串-并转换；（3）控制数据传输速率；（4）进行错误检测；（5）进行TTL与EIL电平转换；（6）提供接口标准所要求的信号线。RS-232（EIA RS-232）接口是目前最常用的一种串行通信接口。51/203.6 信道多路复用技术 在一条物理通信线路上建立多条逻辑通信信道，同时传输若干路信号的技术就叫做多路复用技术多路复用技术。多路复用技术 多路复用技术可以分为频分多路复用频分多路复用、波分

24、多路复用波分多路复用和时分多路复用时分多路复用。52/20 频分复用频分复用（FDM，Frequency-Division Multiplexing）是将物理信道上的总带宽分成若干个独立的信道（即子信道），分别分配给用户传输数据信息，各子信道间还略留一个宽度（称为保护带）。波分多路复用技术波分多路复用技术（WDM，Wave-Division Multiplexing）主要应用在光纤通道上，实质上也是一种频分多路复用技术。时分多路复用技术时分多路复用技术（TDM，Time-Division Multiplexing）不是将一个物理信道划分成为若干个子信道，而是不同的信号在不同的时间轮流使用这个物

25、理信道。53/20 3.7 数据交换技术 交换方式通信是将各地的终端连至一个交换设备上，该交换设备能按用户的要求将需要进行数据通信的终端连接起来完成信息的交换任务。交换方式通信 54/20 数据通信网中可采用的信息的交换方式主要有以下两类：分组交换方式分组交换方式（Packet Switching）电路交换方式电路交换方式（Circuit Switching）电路交换电路交换方式能为任一个入网的数据通信用户提供一条临时的专用的物理信道（又称电路），这条物理信道是由通路上各节点内部在空间（布线接续）或时间上（时隙互换）完成信道接续而构成的，这为信源的DTE与信宿的DTE之间建立一条信道。实现电路

26、交换的主要设备是具有电路交换功能的交换机。55/20 分组交换分组交换是将用户传送的数据分成一定长度的包（分组）。在每个包（分组）的前面加一个分组头（首部），其中的地址标志指明该分组发往何处，然后由分组交换机根据每个分组的地址标志，将它们转发至目的地。分组交换有虚电路虚电路（Virtual Circuit）和数据数据报报（Datagram）两种，它是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。56/20电路交换与分组交换比较57/203.8 网络连接性 网络连接性可以分为面向连接和无连接两大类。面向连接与无连接是数据通信诸多概念中的重要之一，在网络的各个方面，都表现出连接性的定义与特点。所谓面向连接

27、，是指通信双方在进行通信之前，要先在双方之间建立起一个完整的可以被监控和管理的通道，这个通道就是连接。无连接是指不需要预先建立起一个连通两个通信节点的连接，需要通信的时候，发送节点就往“网络”上送出信息，让信息自主地在网络上去传，不加以管理和控制。面向连接的技术是可靠的，无连接的技术是不可靠、“尽力而为”的。58/20技能训练二 网络协议数据单元分析 训练目的：训练目的：熟悉并掌握Wireshark的基本使用 查看一个抓到的包的内容，并分析对应的IP数据报格式 训练要求：训练要求：互相配合完成实验内容和任务。详细记录每个步骤的操作结果。训练环境：训练环境：Wireshark软件59/20第4章

28、 局域网技术u 4.1 局域网概述u 4.2 局域网的体系结构与标准u 4.3 以太局域网u 4.4 局域网设备u 4.5 生成树协议（STP）u 4.6 虚拟局域网（VLAN）u 4.7 无线局域网（WLAN）60/204.1 局域网概述 局域网是数据通信网络的重要组成部分，也是目前用户接触和引用最为广泛的一种网络。它主要包括以太局域网和无线局域网两种，本章将分别对它们进行介绍。局域网技术涉及到了在OSI网络分层模型中的最底下两层，即物理层和数据链路层（TCP/IP协议体系结构中物理层和数据链路层是集中划分在网络接口层）。本章首先介绍局域网的体系结构与相关标准。61/204.2 局域网的体系

29、结构与标准 目前计算机局域网标准主要是由IEEE发布的，所以局域网体系结构也是与IEEE发布的标准相关。IEEE 802.1A标准详细规定了将数据链路层划分成了两个子层，即介质访问控制（Media Access Control，MAC）子层和逻辑链路控制（Logical Link Control，LLC）子层。IEEE 802.1A有线局域网体系结构62/20 IEEE 802的标准 IEEE 802指IEEE标准中关于局域网和城域网的一系列标准。规范定义了网卡如何访问传输介质，如何在介质上传输数据的方法，还定义了网络设备之间连接建立、维护和拆除的途径。IEEE 802标准系列63/20 介质

30、访问控制方法 CSMA/CD是载波侦听多路访问/冲突检测（Carrier Sense Multiple Access with Collision），具有对冲突进行检测和阻止的功能。CSMA/CD的介质访问控制原理分为四个部分：侦听、发送、检测和冲突后处理，可以用以下十六个字简要概括：先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发。CSMA/CD的优点是控制简单，易于实现；网络负载轻时，有较好的性能；延迟时间短、速度快。缺点是网络负载重时，性能急剧下降达到70-80以上；冲突数量的增长也会使网络速度大幅度下降。64/204.3 以太局域网 随着以太网技术的不断进步与带宽的提升，目前在很多情况下以太网成

31、为了局域网的代名词。标准以太网 最开始以太网只有10Mpbs的吞吐量，它使用CSMA/CD作为访问控制方法，通常把这种最早期的10Mbps以太网称之为标准以太网标准以太网。标准以太网介质规范有10Base-5、10Base-2、10Base-T、10Broad-36、10Base-F。以太网MAC帧格式 MAC帧通常被认为是以太网络的数据链路层帧。65/20 快速以太网 快速以太网（Fast Ethernet）是指传输速率为100Mbps，遵循802.3标准的以太网技术。IEEE 802.3u在MAC子层上仍采用CSMA/CD作为介质访问控制方法，保留了MAC帧格式，最小帧长仍是64字节。快速

32、以太网标准中定义了以下三种不同的快速以太网规范：100Base-TX：采用两对（4根）芯线的5类（含超5类）非屏蔽双绞线或者屏蔽双绞线作为传输介质；100Base-T4：采用四对（8根）芯线普通3、4、5类（含超5类）双绞线作为传输介质；100Base-FX：采用光纤作为传输介质。66/20 千兆以太网 千兆以太网的数据传输率达到了1000Mbps，即1Gbps，又称吉比特以太网。千兆以太网技术有两个标准：IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab。万兆以太网万兆以太网的标准与规范67/204.4 局域网设备 由于局域网是工作在物理层和数据链路层上的，所以局域网的设备都是二层以下的。在常

33、见的网络设备中，包括网络接口卡、交换机、网桥和集线器。网络接口卡 网络接口卡（Network Interface，NIC），简称为网卡，又称为网络适配器，是提供计算机和网络之间通信连接的一种设备。NIC通信过程示意图68/20 物理层设备集线器集线器（Hub）是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。集线器工作在OSI参考模型第1层，即“物理层”，又被称为物理层设备。数据链路层设备网桥 网桥（Bridge）是早期的两端口二层网络设备，用来连接不同网段的计算机网络设备69/20网桥连接两个物理网段示例70/20 以太网交换机 在数据网络设备中

34、还有一种是工作在数据链路层的，它以更多端口、同样可隔离冲突的特性取代了网桥，这就是交换机。以太网交换机的工作过程 以太网交换机的结构 以太网交换机的模式 以太网交换机的种类 除了具有集线器和网桥的功能，交换机还提供了更先进的功能，如虚拟局域网（VLAN）和更高的性能。71/204.5 生成树协议（STP）生成树协议是通过生成树算法（Spanning Tree Algorithm，STA）计算出一条到根网桥的无环路路径来避免和消除网络中的环路，它是通过判断网络中存在环路的地方并阻断冗余链路来实现这个目的。通过这种方式，它确保到每个目的地都只有唯一路径，不会产生环路，从而达到管理冗余链路的目的。生

35、成树协议工作原理72/20STP工作步骤（1）确定根网桥（2）确定指定端口和指定网桥（3）确定根端口（4）确定阻塞端口（5）确定转发端口STP的不足与改进（1）二层数据网的收敛时间过长（2）网络拓扑容易引起全局波动（3）缺乏对现有多VLAN环境的支持73/204.6 虚拟局域网（VLAN）虚拟局域网虚拟局域网即VLAN，是Virtual Local Area Network的缩写，对应的技术标准是IEEE 802.1Q。VLAN是一种通过将局域网内的设备逻辑的而不是物理的划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。VLAN组网示例74/20 VLAN的帧格式 802.1Q标准定义了一种新的帧

36、格式，它在标准的以太网帧的源地址后面加入了一个Tag（标签）头。Tag头定义了以太网帧所属的VLAN，通过Tag头来区分Tag帧属于哪个VLAN。以太网标准帧与带标签帧比较75/20 VLAN的工作原理单交换机上VLAN的工作76/204.7 无线局域网（WLAN）规范号规范号IEEE 802.11bIEEE 802.11aIEEE 802.11gIEEE 802.11nIEEE 802.11acIEEE 802.11ad发布时间1999年9月1999年9月2003年6月2009年9月2013年6月2013年1月工作频段2.4GHz5GHz2.4GHz2.4/5GHz5GHz60GHz非重叠信

37、道数312或243158-最高接入速率11Mbps54Mbps54Mbps600Mbps3.2Gbps7Gbps频带20MHz20MHz20MHz20/40MHz20/40/80/160MHz2GHz调制方式CCK/DSSSOFDMCCK/DSSS/OFDM44MIMO-OFDM/DSSS/CCK88MIMO-OFDM/16256QAM1010MIMOIEEE 802.11系列接入规范基本特性比较77/20 WLAN可以实现不同的组网方式，最基本的为基础架构模式和自组网模式的组网方式。WLAN基础架构模式 Ad-hoc网络的物理结构图78/20技能训练三 交换机实现VLAN间通信 训练目的：训

38、练目的：掌握Vlan基本配置步骤 Vlan的建立 Vlan端口的划分 Vlan的删除 训练要求：训练要求：参考组网拓扑图，做好数据规划。互相配合完成实验内容和任务。详细记录每个步骤的操作结果。训练环境：训练环境：packet tracer软件79/20第5章 广域网技术u 5.1 广域网概述u 5.2 HDLC协议u 5.3 PPP协议u 5.4 帧中继协议u 5.5 ATM协议u 5.6 多协议标签交换MPLS80/205.1 广域网概述 广域网（Wide Area Network，WAN）指使用网络，将分布在不同地域、国家，甚至全球范围内的各种网络、计算机、终端等设备，通过互联技术而形成的

39、大型计算机网络。广域网可以提供面向连接的服务和面向无连接的两种服务。WAN的组网方式主要有两种：点到点的连接和通过分组交换方式的连接。81/205.2 HDLC协议 高级数据路控制规程（High Level Data Link Control Procedures，HDLC）是国际标准化组织(ISO)颁布的一种面向比特的数据链路控制规程。HDLC的基本概念 HDLC中站的类型可分为主站、从站和复合站等三类。所谓帧是主站和从站间通过链路传送的一个完整的信息组，它是信息传输的基本单元。HDLC帧结构82/20 HDLC帧结构 所有的帧都使用标准的格式，图中长格式的帧包括数据和链路控制信息短格式的帧

40、是只包括链路控制信息而且只起监督控制作用的帧。HDLC帧格式83/205.3 PPP协议 PPP（Point to Point Protocol，PPP）协议即点对点协议。点对点协议为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。PPP 主要由以下几部分组成：封装、链路控制协议、网络控制协议。PPP协议结构84/20 Flag：表示帧的起始或结束，由二进制序列01111110构成。Address：包括二进制序列11111111，标准广播地址（注意：PPP 不分配个人站地址）Control：二进制序列00000011，要求用户数据传输采用无序帧。Protocol：识别帧的 Informati

41、on 字段封装的协议。Information：0或更多八位字节，包含 Protocol 字段中指定的协议数据报。FCS：帧校验序列（FCS）字段，通常为16位。PPP链路建立的过程分为三个阶段：创建阶段、认证阶段和网络协商阶段。PPP的认证方式主要有口令验证协议（PAP）和挑战-握手验证协议（CHAP）。85/205.4 帧中继协议 帧中继帧中继（Frame Relay，FR）是一种数据传输技术，所以称之为帧中继，是因为在网上信息的传输或交换都是基于OSI七层网络模型的第二层，即数据链路层或帧层。帧中继网提供的基本业务包括永久虚电路永久虚电路（PVC）业务）业务和交换虚电路（交换虚电路（SVC

42、）业务）业务。86/20 帧中继的协议结构 帧中继传送只包含物理层和链路层，以上的所有层的端至端协议操作对帧中继网都是“透明”的。帧中继协议结构87/20 链路层接入协议LAPF LAPF(Link Access Procedures to Frame Mode Bearer Services)是帧方式承载业务的数据链路层协议和规程。LAPF的作用是在用户网络接口上为帧方式承载业务，在用户平面上的数据链路(DL)业务用户之间传递数据链路层业务数据单元(SDU)。LAPF帧结构88/20 帧中继带宽管理 帧中继网络适合为具有大量突发数据的用户提供服务，因为帧中继实现了带宽资源的动态分配，在某些用

43、户不传送数据时，允许其它用户占用其数据带宽。网络通过为用户分配带宽控制参数，对每条虚电路上传送的用户信息进行监视和控制，实施带宽管理，以合理地利用带宽资源。帧中继网络为每个帧中继用户分配3个带宽控制参数：Bc、Be和CIR 承诺的时间间隔(Tc)承诺的突发大小(Bc)承诺的信息速率(CIR)Tc、Bc、CIR之间的关系是：TcBc/CIR。89/20 UNI与NNI 帧中继标准中定义终端用户与帧中继网络之间的接口为UNI，相邻帧中继网络之间的接口为NNI。UNI和NNI的关系90/205.5 ATM协议 异步传输模式（Asynch ronous Transfer Mode，ATM）最初为传送综

44、合宽带业务而设计。ATM是一种分组交换和复用技术。ATM采用固定长度的分组，即信元来发送信息，信元共有个字节，分为个部分。前面个字节为信头，主要完成寻址的功能；后面的48个字节为信息段，用来装载来自不同用户，不同业务的信息。91/20 最上面方框中的高层协议是特定的应用。ATM适配层（AAL）将上层的分组“适配”到下层的ATM层。虽然每种业务的细节可能不尽相同，但是通过适配层可以为上层分组附加标头、标尾和填充字节，并将分组分割成为固定长度的ATM信元。该层下面的一层称为ATM层，ATM层可认为是链路层协议。最下面一层是物理层。ATM协议层92/20 ATM信元 ATM信元的虚拟通道标识符包括两

45、部分：即虚通道标识符（VPI：Virtual Path）和虚信道标识符（VCI：Virtual Channel），分别标识ATM的两类逻辑通道：虚通道VP和虚信道VC。一个传输通道包括一个或多个虚通道，而每个虚通道又包括一个或多个虚信道。信元交换可以在传输通道、虚通道或虚信道不同层次上进行。传输通道、虚通道(VP)和虚信道(VC)之间的关系93/20 ATM物理层 物理层为ATM层提供以下两种功能：一种是传送有效信元，另一种是传送定时信息，以实现较高层的服务。物理层分为两个子层：传输汇聚子层（TC）和物理介质子层（PM），以适应这两种传输系统。物理层分层结构94/20 ATM层 ATM层具有信

46、元中继和复用、流量控制、区分信元净负荷类型和丢弃优先级等功能。ATM适配层 ATM适配层的目的是从高层获取协议数据单元PDU，并将其转换为适合ATM信元传输的格式。换言之，ATM适配层协议在应用层与ATM层之间提供一个接口。AAL协议结构 95/20 ATM适配层分为二个子层：拆装子层拆装子层SAR（Segme nt And Reassemble）和会聚子层CS（Coverage Sublayer）。SAR完成的是CS传送的数据格式和信元负载格式的适配。CS层的基本功能是对高层应用的数据进行检错纠错处理，对于实时业务必须考虑收发业务时钟的同步。（1）业务类型 （2）ATM信令 （3）流量控制和

47、拥塞控制 （4）IP over ATM96/205.6 多协议标签交换MPLS 多协议标签交换多协议标签交换MPLS（Multi-Protocol Label Switching，MPLS）起源于IPv4，其核心技术可扩展到多种网络协议，包括IPv6、IPX、Appletalk、DECnet、CLNP等。“MPLS”中的“Multiple rotocol”指的就是支持多种网络协议。MPLS网络结构图97/20MPLS与常见协议的关系 MPLS的应用 （1）基于MPLS的VPN 基于MPLS的VPN通过LSP将私有网络的不同分支联结起来，形成一个统一的网络 （2）基于MPLS的QoS VRP支持

48、基于MPLS的流量工程和差分服务（Diff-Serv）特性，在保证网络高利用率的同时，可以根据不同数据流的优先级实现差别服务，从而为语音，视频数据流提供有带宽保证的低延时、低丢包率的服务。98/20习题1、简述广域网提供的服务。2、简述PPP协议建立链路的三个阶段。3、解释LAPF帧结构各字段含义。4、画出ATM协议模型并简要说明。5、画出ATM信元结构图并简要说明。6、说明五种ATM适配层协议的用途和特点。7、简述MPLS网络组成部分。99/20第6章 网络互连技术u 6.1 网络层功能概述u 6.2 网际协议（IP）u 6.3 IP地址与硬件地址u 6.4 因特网控制报文协议（ICMP）u

49、 6.5 下一代因特网的网际协议（IPv6）100/206.1 网络层功能概述 网络层（网际互连层）是网络体系结构中非常重要的一层，在技术上又是非常复杂的一层，因为它既要解决不同网络的节点间通信的路由和协议识别问题，又要通过路由选择策略解决网络拥塞问题，尽可能提高网络通信的可靠性。网络层的主要功能表现在以下几个方面：（1）屏蔽网络差异，提供透明传输 （2）为网络间通信提供路由选择 （3）数据包封装和解封装 （4）拥塞控制101/206.2 网际协议（IP）IP协议是用于将多个分组交换网络连接起来的最典型通信协议。IP提供了不可靠、无连接的数据报传送服务，不可靠的意思是它不能保证IP数据报能成功

50、地到达目的地。无连接的意思是IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。由于IP协议的第4版本（IPv4）在网络中仍广泛使用，所有本节所有内容都有IPv4标准为主。IPv4数据报 IP数据报是Internet的基本传送单元，包括数据报报头和数据区两部分。如图表示IPv4数据报格式。102/20 IPv4数据报格式 IPv4地址 为了使连入Internet的众多主机在通信时能够相互识别，Internet上的每一台主机和路由器都分配有一个唯一的32位地址，即IP地址，也称作网际地址。IP地址一般采用国际上通行的点分十进制表示。103/20 一般来说，互联网上的每个接口必须有一个唯一的IP地址，因而多