1、第1章 交換技術一、線路交換1、線路交換進行通信:是指在兩個站之間有一個實際的物理連接，這種連接是結點之間線路的連接序列。2、線路通信三種狀態:線路建立、數據傳送、線路拆除3、線路交換缺點:典型的用戶/主機數據連接狀態，在大部分的時間內線路是空閑的，因而用線路交換方法實現數據連接效率低下;為連接提供的數據速率是固定的，因而連接起來的兩個設備必須用相同的數據率發送和接收數據，這就限制了網絡上各種主機以及終端的互連通信。二、分組交換技術1、分組交換的優點:線路利用率提高;分組交換網可以進行數據率的轉換;在線路交換網絡中，若通信量較大可能造成呼叫堵塞的情況，即網絡拒絕接收更多的連接要求直到網絡負載減

2、輕為止;優先權的使用。2、分組交換和報文交換主要差別:在分組交換網絡中，要限制所傳輸的數據單位的長度。報文交換系統卻適應于更大的報文。3、虛電路的技術特點:在數據傳送以前建立站與站之間的一條路徑。4、數據報的優點:避免了呼叫建立狀態，如果發送少量的報文，數據報是較快的;由于其較原始，因而較靈活;數據報傳遞特別可靠。5、幾點說明:路線交換基本上是一種透明服務，一旦連接建立起來，提供給站點的是固定的數據率，無論是模擬或者是數字數據，都可以通過這個連接從源傳輸到目的。而分組交換中，必須把模擬數據轉換成數字數據才能傳輸。6、外部和內部的操作外部虛電路，內部虛電路。當用戶請求虛電路時，通過網絡建立一條專

3、用的路由，所有的分組都用這個路由。外部虛電路，內部數據報。網絡分別處理每個分組。于是從同一外部虛電路送來的分組可以用不同的路由。在目的結點，如有需要可以先緩沖分組，并把它們按順序傳送給目的站點。外部數據報，內部數據報。從用戶和網絡角度看，每個分組都是被單獨處理的。外部數據報，內部虛電路。外部的用戶沒有用連接，它只是往網絡發送分組。而網絡為站之間建立傳輸分組用的邏輯連接，而且可以把連接另外維持一個擴展的時間以便滿足預期的未來需求。三、幀中繼交換1、X.25特性:(1)用于建立和終止虛電路的呼叫控制分組與數據分組使用相同的通道和虛電路;(2)第三層實現多路復用虛電路;(3)在第二層和第三層都包含著

4、流控和差錯控制機制。2、幀中繼與X.25的差別:(1)呼叫控制信號與用戶數據采用分開的邏輯連接，這樣，中間結點就不必維護與呼叫控制有關的狀態表或處理信息;(2)在第二層而不是在第三層實現邏輯連接的多路復用和交換，這樣就省掉了整個一層的處理;(3)不采用一步一步的流控和差錯控制。3、在高速H通道上幀中繼的四種應用:數據塊交互應用;文件傳輸;低速率的復用;字符交互通信。四、信元交換技術1、ATM信元ATM數據傳送單位是一固定長度的分組，稱為信元，它有一個信元頭及一個信元信息域。信元長度為53個字節，其中信元頭占5個字節，信息域占48個字節。信元頭主要功能是:信元的網絡路由。2、ATM采用了異步時分

5、多路復用技術ATDM，ATDM采用排隊機制，屬于不同源的各個信元在發送到介質上之前，都要被分隔并存入隊列中，這樣就需要速率的匹配和信元的定界。3、應用獨立:主要表現在時間獨立和語義獨立兩方面。時間獨立即應用時鐘和網絡時鐘之間沒有關聯。語義獨立即在信元結構和應用協議數據單元之間無關聯，所有與應用有關的數據都在信元的信息域中。3、ATM信元標識ATM采用虛擬通道模式，通信通道用一個邏輯號標識。對于給定的多路復用器，該標識是本地的，并在任何交換部件處改變。通道的標識基于兩種標識符，即虛擬通路標識VPI和虛擬通道標識VCI。一個虛擬通路VP包含有若干個虛擬通道VC4、ATM網絡結構虛擬通道VC:用于描

6、述ATM信元單向傳送的一個概念，信元都與一個惟一的標識值-虛擬通道標識符VCI相聯系。虛擬通路VP:用于描述屬于虛擬通路的ATM信元的單向傳輸的一個概念，虛擬通路都與一個標識值-虛擬通路標識符相聯系。虛擬通道和虛擬通路者用來描述ATM信元單向傳輸的路由。每個虛擬通路可以用復用方式容納多達65535個虛擬通道，屬于同一虛擬通道的信元群，擁用相同虛擬通道標識VCI，它是信元頭一部分。第2章 網絡體系結構及協議一、網絡體系結構及協議的定義1、網絡體系結構:是計算機之間相互通信的層次，以及各層中的協議和層次之間接口的集合。2、網絡協議:是計算機網絡和分布系統中互相通信的對等實體間交換信息時所必須遵守的

7、規則的集合。3、語法(syntax):包括數據格式、編碼及信號電平等。4、語義(semantics):包括用于協議和差錯處理的控制信息。5、定時(timing):包括速度匹配和排序。二、開放系統互連參考模型1、國際標準化組織ISO在1979年建立了一個分委員會來專門研究一種用于開放系統的體系結構，提出了開放系統互連OSI模型，這是一個定義連接異種計算機的標準主體結構。2、OSI簡介:OSI采用了分層的結構化技術，共分七層，物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。3、OSI參考模型的特性:是一種異構系統互連的分層結構;提供了控制互連系統交互規則的標準骨架;定義一種抽象結構，而

8、并非具體實現的描述;不同系統中相同層的實體為同等層實體;同等層實體之間通信由該層的協議管理;相信層間的接口定義了原語操作和低層向上層提供的服務;所提供的公共服務是面向連接的或無連接的數據服務;直接的數據傳送僅在最低層實現;每層完成所定義的功能，修改本層的功能并不影響其他層。4、物理層:提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需要的機械的、電氣的、功能的和規程的特性;有關的物理鏈路上傳輸非結構的位流以及故障檢測指示。5、數據鏈路層:在網絡層實體間提供數據發送和接收的功能和過程;提供數據鏈路的流控。6、網絡層:控制分組傳送系統的操作、路由選擇、擁護控制、網絡互連等功能，它的作用是將具體的物理傳送對高層透明

9、。7、傳輸層:提供建立、維護和拆除傳送連接的功能;選擇網絡層提供最合適的服務;在系統之間提供可靠的透明的數據傳送，提供端到端的錯誤恢復和流量控制。8、會話層:提供兩進程之間建立、維護和結束會話連接的功能;提供交互會話的管理功能，如三種數據流方向的控制，即一路交互、兩路交替和兩路同時會話模式。9、表示層:代表應用進程協商數據表示;完成數據轉換、格式化和文本壓縮。10、應用層:提供OSI用戶服務，例如事務處理程序、文件傳送協議和網絡管理等。三、TCP/IP的分層1、TCP/IP的分層模型Internet采用了TCP/IP協議，如同OSI參考模型，TCP/IP也是一種分層模型。它是基于硬件層次上的四

10、個概念性層次構成，即網絡接口層、IP層、傳輸層、應用層。網絡接口層:也稱數據鏈路層，這是TCP/IP最底層。功能:負責接收IP數據報并發送至選定的網絡。IP層:IP層處理機器之間的通信。功能:它接收來自傳輸層的請求，將帶有目的地址的分組發送出去。將分組封裝到數據報中，填入數據報頭，使用路由算法以決定是直接將數據報傳送至目的主機還是傳給路由器，然后把數據報送至相應的網絡接口來傳送。傳輸層:是提供應用層之間的通信，即端到端的通信。功能:管理信息流，提供可靠的傳輸服務，以確保數據無差錯的地按序到達。2、TCP/IP模型的分界線協議地址分界線:以區分高層和低層的尋址，高層尋址使用IP地址，低層尋址使用

11、物理地址。應用程序IP層之上的協議軟件只使用IP地址，而網絡接口層處理物理地址。操作系統分界線:以區分系統與應用程序。在傳輸層和應用層之間。3、復用與分解發送報文時，發送方在報文中加和了報文類型、選用協議等附加信息。所有的報文以幀的形式在網絡中復用傳送，形成一個分組流。在接收方收到分組時，參考附加信息對接收到的分組進行分解。四、IP協議1、Internet體系結構一個TCP/IP互聯網提供了三組服務。最底層提供無連接的傳送服務為其他層的服務提供了基礎。第二層一個可靠的傳送服務為應用層提供了一個高層平臺。最高層是應用層服務。2、IP協議: 這種不可靠的、無連接的傳送機制稱為internet協議。

12、3、IP協議三個定義:(1)IP定義了在TCP/IP互聯網上數據傳送的基本單元和數據格式。(2)IP軟件完成路由選擇功能，選擇數據傳送的路徑。(3)IP包含了一組不可靠分組傳送的規則，指明了分組處理、差錯信息發生以及分組德育的規則。4、IP數據報:聯網的基本傳送單元是IP數據報，包括數據報頭和數據區部分。5、IP數據報封裝:物理網絡將包括數據報報頭的整個數據報作為數據封裝在一個幀中。6、MTU網絡最大傳送單元:不同類型的物理網對一個物理幀可傳送的數據量規定不同的上界。7、IP數據報的重組:一是在通過一個網絡重組;二是到達目的主機后重組。后者較好，它允許對每個數據報段獨立地進行路由選擇，且不要求

13、路由器對分段存儲或重組。8、生存時間:IP數據報格式中設有一個生存時間字段，用來設置該數據報在聯網中允許存在的時間，以秒為單位。如果其值為0，就把它從互聯網上刪除，并向源站點發回一個出錯消息。9、IP數據報選項:IP數據報選項字段主要是用于網絡測試或調試。包括:記錄路由選項、源路由選項、時間戳選項等。路由和時間戳選項提供了一種監視或控制互聯網路由器路由數據報的方法。五、用戶數據報協議UDP1、UDP協議功能為了在給定的主機上能識別多個目的地址，同時允許多個應用程序在同一臺主機上工作并能獨立地進行數據報的發送和接收，設計用戶數據報協議UDP。使用UDP協議包括:TFTP、SNMP、NFS、DNS

14、UDP使用底層的互聯網協議來傳送報文，同IP一樣提供不可靠的無連接數據報傳輸服務。它不提供報文到達確認、排序、及流量控制等功能。2、UDP的報報文格式每個UDP報文分UDP報頭和UDP數據區兩部分。報頭由四個16位長(8字節)字段組成，分別說明該報文的源端口、目的端口、報文長度以及校驗和。3、UDP協議的分層與封裝在TCP/IP協議層次模型中，UDP位于IP層之上。應用程序訪問UDP層然后使用IP層傳送數據報。IP層的報頭指明了源主機和目的主機地址，而UDP層的報頭指明了主機上的源端口和目的端口。4、UDP的復用、分解與端口UDP軟件應用程序之間的復用與分解都要通過端口機制來實現。每個應用程序

15、在發送數據報之前必須與操作系統協商以獲得協議端口和相應的端口號。UDP分解操作:從IP層接收了數據報之后，根據UDP的目的端口號進行分解操作。UDP端口號指定有兩種方式:由管理機構指定的為著名端口和動態綁定的方式。六、可靠的數據流傳輸TCP1、TCP/IP的可靠傳輸服務五個特征:面向數據流、虛電路連接、有緩沖的傳輸、無結構的數據流、全雙工的連接。2、TCP采用了具有重傳功能的肯定確認技術作為可靠數據流傳輸服務的基礎。3、為了提高數據流傳輸過程的效率，在上述基礎上引入滑動窗口協議，它允許發送方在等待一個確認之前可以發送多個分組。滑動窗口協議規定只需重傳未被確認的分組，且未被確認的分組數最多為窗口

16、的大小。4、TCP功能TCP定義了兩臺計算機之間進行可靠的傳輸而交換的數據和確認信息的格式，以及計算機為了確保數據的正確到達而采取的措施。5、TCP連接使用是一個虛電路連接，連接使用一對端點來標識，端點定義為一對整數(host,port)其中host是主機的IP地址，port是該主機上TCP端口號。6、TCP使用專門的滑動窗口協議機制來解決傳輸效率和流量控制這兩個問題，TCP采用的滑動窗口機制解決了端到端的流量控制，但并未解決整個網絡的擁塞控制。7、TCP允許隨時改變窗口小，通過通告值來說明接收方還能再接收多少數據，通告值增加，發送方擴大發送滑動窗口;通告值減小，發送方縮小發送窗口。8、TCP

17、的報文格式報文分為兩部分:報頭和數據，報頭攜帶了所需要的標識和控制信息。確認號字段指示本機希望接收下一個字節組的序號;順序號字段的值是該報文段流向上的數據流的位置，即發送序號;確認號指的是與該報文段流向相反方向的數據流。9、TCP使用6位長的碼位來指示報文段的應用目的和內容URG緊急指針字段可用;ACK確認字段可用;PSH請求急近操作;RST連接復位;SYN同步序號;FIN發送方字節流結束。10、TCP的三次握手為了建立一個TCP連接，兩個系統需要同步其初始TCP序號ISN。序號用于跟蹤通信順序并確保多個包傳輸時沒有丟失。初始序號是TCP連接建立時的起始編號。同步是通過交換攜帶有ISN和1位稱

18、為SYN的控制位的數據包來實現的。握手可由一方發起也可以雙方發起，建立就可以實現雙向對等地數據流動，沒有主從關系。第3章局域網技術一、局域網定義和特性局域網(Local Area Network)即LAN:將小區域內的各種通信設備互聯在一起的通信網絡。1、局域網三個特性:(1)高數據速率在0.1-100Mbps(2)短距離0.1-25Km(3)低誤碼率10-8-10-11。2、決定局域網特性的三個技術:(1)用以傳輸數據的介質(2)用以連接各種設備的拓撲結構(3)用以共享資源的介質控制方法。3、設計一個好的介質訪問控制協議三個基本目標:(1)協議要簡單(2)獲得有效的通道利用率(3)對網上各站

19、點用戶的公平合理。二、以太網Ethernet IEEE802.3以太網是一種總路線型局域網，采用載波監聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD介質訪問控制方法。 1、載波監聽多路訪問CSMA的控制方案:(1)一個站要發送，首先需要監聽總線，以決定介質上是否存在其他站的發送信號。(2)如果介質是空閑的，則可以發送。(3)如果介質忙，則等待一段間隔后再重試。堅持退避算法:(1)非堅持CSMA:假如介質是空閑的，則發送;假如介質是忙的，等待一段時間，重復第一步。利用隨機的重傳時間來減少沖突的概率，缺點:是即使有幾個站有數據發送，介質仍然可能牌空閑狀態，介質的利用率較低。(2)1-堅持CSMA:假

20、如介質是空閑的，則發送;假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閑，立即發送;假如沖突發生，則等待一段隨機時間，重復第一步。缺點:假如有兩個或兩個以上的站點有數據要發送，沖突就不可避免的。(3)P-堅持CSMA:假如介質是空閑的，則以P的概率發送，而以(1-P)的概率延遲一個時間單位，時間單位等于最大的傳播延遲時間;假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閑，重復第一步;假如發送被延遲一個時間單位，則重復第一步。2、載波監聽多路訪問/沖突檢測這種協議廣泛運用在局域網內，每個幀發送期間，同時有檢測沖突的能力，一旦檢測到沖突，就立即停止發送，并向總線上發一串阻塞信號，通知總線上各站沖突已經發生，這樣通道的

21、容量不致因白白傳送已經損壞的幀而浪費。沖突檢測的時間:對基帶總線，等于任意兩個站之間最大的傳播延遲的兩倍;對于寬帶總線，沖突檢測時間等于任意兩個站之間最大傳播延遲時間的四倍。3、二進制退避算法:(1)對每個幀，當第一次發生沖突時，設置參量為L=2;(2)退避間隔取1-L個時間片中的一個隨機數，1個時間片等于2a;(3)當幀重復發生一次沖突時，則將參量L加倍;(4)設置一個最大重傳次數，則不再重傳，并報告出錯。三、標記環網Toke Ring IEEE802.51、標記的工作過程:標記環網又稱權標網，這種介質訪問使用一個標記沿著環循環，當各站都沒有幀發送時，標記的形式為01111111，稱空標記。

22、當一個站要發送幀時，需要等待空標記通過，然后將它改為忙標記011111110。并緊跟著忙標記，把數據發送到環上。由于標記是忙狀態，所以其他站不能發送幀，必須等待。發送的幀在環上循環一周后再回到發送站，將該幀從環上移去。同時將忙標記改為空標記，傳至后面的站，使之獲得發送幀的許可權。2、環上長度用位計算，其公式為:存在環上的位數等于傳播延遲(5s/km)×發送介質長度×數據速率+中繼器延遲。對于1km長、1Mbps速率、20個站點，存在于環上的位數為25位。3、站點接收幀的過程:當幀通過站時，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址相符合，則將幀放入接收緩沖器，再輸入站，同

23、時將幀送回至環上;如地址不符合，則簡單地將數據重新送入環。4、優先級策略標記環網上的各個站點可以成不同的優先級，采用分布式高度算法實現?？刂茙母袷饺缦?P優先級、T空忙、M監視位、預約位四、光纖分布式數據接口FDDI ISO93141、FDDI和標記環介質訪問控制標準接近，有以下幾點好處:(1)標記環協議在重負載條件下，運行效率很高，因此FDDI可得到同樣的效率。(2)使用相似的幀格式，全球不同速率的環網互連，在后面網絡互加這一章將要討論這個問題(3)已經熟悉IEEE802.5的人很容易了解FDDI(4)已經積累了IEEE802.5的實踐經驗，特別是將它做集成電路片的經濟，用于FDDI系統和

24、元件的制造。2、FDDI技術(1)數據編碼:用有光脈沖表示為1，沒有光能量表示為0。FDDI采用一種全新的編碼技術，稱為4B/5B。每次對四位數據進行編碼，每四位數據編碼成五位符號，用光的存在和沒有來代表五位符號中每一位是1還是0。這種編碼使效率提高為80%。為了得到信號同步，采用了二級編碼的方法，先按4B/5B編碼，然后再用一種稱為倒相的不歸零制編碼NRZI，其原理類似于差分編碼。(2)時鐘偏移: FDDI分布式時鐘方案，每個站有獨立的時鐘和彈性緩沖器。進入站點緩沖器的數據時鐘是按照輸入信號的時鐘確定的，但是，從緩沖器輸出的信號時鐘是根據站的時鐘確定的，這種方案使環中中繼器的數目不受時鐘偏移

25、因素的限制。3、FDDI幀格式:由此可知:FDDI MAC幀和IEEE802.5的幀十分相似，不同之處包括:FDDI幀含有前文，對高數據率下時鐘同步十分重要;允許在網內使用16位和48位地址，比IEEE802.5更加靈活;控制幀也有不同。4、FDDI協議FDDI和IEEE802.5的兩個主要區別:(1)FDDI協議規定發送站發送完幀后，立即發送一幅新的標記幀，而IEEE802.5規定當發送出去的幀的前沿回送至發送站時，才發送新的標記幀。(2)容量分配方案不同，兩者都可采用單個標記形式，對環上各站點提供同等公平的訪問權，也可優先分配給某些站點。IEEE802.5使用優先級和預約方案。5、為了同時

26、滿足兩種通信類型的要求，FDDI定義了同步和異步兩種通信類型，定義一個目標標記循環時間TTRT，每個站點都存在有同樣的一個TTRT值。五、局域網標準IEEE802委員會是由IEEE計算機學會于1980年2月成立的，其目的是為局域網內的數字設備提供一套連接的標準，后來又擴大到城域網。1、服務訪問點SAP在參考模型中，每個實體和另一個實體的同層實體按協議進行通信。而一個系統內，實體和上下層間通過接口進行通信。用服務訪問點SAP來定義接口。2、邏輯連接控制子層LLCIEEE802規定兩種類型的鏈路服務:無連接LLC(類型1)，信息幀在LLC實體間，無需要在同等層實體間事先建立邏輯鏈路，對這種LLC幀

27、既不確認，也無任何流量控制或差錯恢復功能。面向連接LLC(類型2)，任何信息幀，交換前在一對LLC實體間必須建立邏輯鏈路。在數據傳送方式中，信息幀依次序發送，并提供差錯恢復和流量控制功能。3、介質訪問控制子層MACIEEE802規定的MAC有CSMA/CD、標記總線、標記環等。4、服務原語(1)ISO服務原語類型REQUEST原語用以使服務用戶能從服務提供者那里請求一定的服務，如建立連接、發送數據、結束連接或狀態報告。INDICATION原語用以使服務提供者能向服務用戶提示某種狀態。如連接請求、輸入數據或連接結束。RESPONSE原語用以使服務用戶能響應先前的INDIECATION，如接受連接

28、INDICATION。CONFIRMARION原語用以使服務提供者能報告先前的REQUEST成功或失敗。(2)IEEE802服務原語類型和ISO服務原語類型相比REQUEST和INDICATION原語類型和ISO所用的具有相同意義。IEEE802沒有REPONSE原語類型，CONFIRMATION原語類型定義為僅是服務提供者的確認。六、邏輯鏈路控制協議1、IEEE802.2是描述LAN協議中邏輯鏈路 LLC子層的功能、特性和協議，描述LLC子層對網絡層、MAC子層及LLC子層本身管理功能的界面服務規范。2、LLC子層界面服務規范IEEE802.2定義了三個界面服務規范:(1)網絡層/LLC子層

29、界面服務規范;(2)LLC子層/MAC子層界面服務規范;(3)LLC子層/LLC子層管理功能的界面服務規范。3、網絡層/LLC子層界面服務規范提供兩處服務方式不確認無連接的服務:不確認無連接數據傳輸服務提供沒有數據鏈路級連接的建立而網絡層實體能交換鏈路服務數據單元LSDU手段。數據的傳輸方式可為點到點方式、多點式或廣播式。這是一種數據報服務面向連接的服務:提供了建立、使用、復位以及終止數據鏈路層連接的手段。這些連接是LSAP之間點到點式的連接，它還提供數據鏈路層的定序、流控和錯誤恢復，這是一處虛電路服務。4、LLC子層/MAC子層界面服務規范本規范說明了LLC子層對MAC子層的服務要求，以便本

30、地LLC子層實體間對等層LLC子層實體交換LLC數據單元。(1)服務原語是:MA-DATA.request 、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm(2)LLC協議數據單元結構LLC PDU:目的服務訪問點地址字段DSAP，一個字節，其中七位實際地址，一位為地址型標志，用來標識DSAP地址為單個地址或組地址。源服務訪問點地址字段SSAP，一個字節，其中七位實際地址，一位為命令/響應標志位用來識別LLC PDU是命令或響應。控制字段、信息字段。5、LLC協議的型和類LLC為服務訪問點間的數據通信定義了兩種操作:型操作，LLC間交換PDU不需要建立數據鏈路連接，這些P

31、DU不被確認，也沒有流量控制和差錯恢復。型操作，兩個LLC間交換帶信息的PDU之間，必須先建立數據鏈路連接，正常的通信包括，從源LLC到目的LLC發送帶有信息的PDU，它由相反方向上的PDU所確認。LLC的類型:第1類型，LLC只支持型操作;第2類型，LLC既支持型操作，也支持型操作。6、LLC協議的元素控制字段的三種格式:帶編號的信息幀傳輸、帶編號的監視幀傳輸、無編號控制傳輸、無編號信息傳輸。帶編號的信息幀傳輸和帶編號的監視幀傳輸只能用于型操作。無編號控制傳輸和無編號信息傳輸可用于型或型操作，但不能同時用。信息幀用來發送數據，監視幀用來作回答響應和流控。七、CSMA/CD介質訪問控制協議1、

32、MAC服務規范三種原語MA-DATA.request 、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm2、介質訪問控制的幀結構CSMA/CD的MAC幀由8個字段組成:前導碼;幀起始定界符SFD;幀的源和目的地址DA、SA;表示信息字段長度的字段;邏輯連接控制幀LLC;填充的字段PAD;幀檢驗序列字段FCS。前導碼:包含7個字節，每個字節為10101010，它用于使PLS電路和收到的幀定時達到穩態同步。幀起始定界符:字段是10101011序列，它緊跟在前導碼后，表示一幅幀的開始。幀檢驗序列:發送和接收算法兩者都使用循環冗余檢驗(CRC)來產生FCS字段的CRC值。3、介質訪

33、問控制方法IEEE802.3標準提供了介質訪問控制子層的功能說明，有兩個主要的功能:數據封裝(發送和接收)，完成成幀(幀定界、幀同步)、編址(源和目的地址處理)、差錯檢測(物理介質傳輸差錯的檢測);介質訪問管理，完成介質分配避免沖突和解決爭用處理沖突。八、標記環介質訪問控制協議標記環局域網協議標準包括四個部分:邏輯鏈路控制LLC、介質訪問控制MAC、物理層PHY和傳輸介質。1、IEEE802.5規定了后面三個部分的標準。LLC和MAC等效于OSI的第二層(數據鏈路層)，PHY相當于OSI的第一層(物理層)。LLC使用MAC子層的服務，提供網絡層的服務，MAC控制介質訪問，PHY負責和物理介質接

34、口。2、介質訪問控制幀結構標記環有兩個基本格式:標記和幀。在IEEE802.5中幀的傳輸是從最高位開始一位一位發送，而IEEE802.3和IEEE802.4正好相反，幀的傳輸是從最低位開始一位一位發送的，這一點對于不同協議的局域網互連時要進行轉換。3、介質訪問控制方法(1)幀發送:對環中物理介質的訪問系采用沿環傳遞一個標記的方法來控制。取得標記的站具有發送一幀或一系列幀的機會。(2)標記發送:在完成幀發送后，該站就要查看本站地址是否在SA字段中返回，若未查看到，則該站就發送填充，否則就發送標記。標記發送后，該站仍留在發送狀態，起到該站發送的所有的幀從環上移去為止。(3)幀接收:若幀的類型比特表

35、示為MAC幀，則控制比特由環上所有的站進行解釋。如果幀的DA字段與站的單地址、相關組地址或廣播地址匹配，則把FC、DA、SA、INFO以及FS字段拷貝入接收緩沖區中，并隨后轉送至適當子層。(4)優先權操作:訪問控制字段中的優先權比特PPP和預約比特RRR配合工作，使環中服務優先權與環上準備發送的PDU最高優先級匹配。九、快速以太網1、快速以太網的類型快速以太網(Fast Ethernet)是一個新的IEEE局域網標準，于1995年由原來制定的以太網標準的IEEE802.3工作組完成?？焖僖蕴W正式名為100Base-T。共享介質快速以太網和傳統以太網采用同樣的介質訪問控制協議CSMA/CD所有

36、的介質訪問控制算法不變，只是將有關的時間參量加速10倍。快速以太網的三種標準:100Base-4、100Base-TX、100Base-FX快速以太網的產品:適配器:一邊是總線結構，將數據傳送至主機、中繼器或HUB;另一邊接到所選的介質，可以是雙絞線、光纖，或者是一個介質獨立接口MII，MII是用來連接外部收發器用的，其功能類似于以太網的AUI。HUB:可分為共享機制的中繼器和交換機制的交換器。十、基于交換技術的網絡1、交換網結構交換技術的兩種主要應用形式是:折疊式主干網和高速服務器聯接。2、全雙工以太網全雙工運行在交換器之間，以及交換器和服務器之間，是和交換器一起工作的鏈路特性，它使數據流在

37、鏈路中同時兩個方向流動，不是所有收發器都支持它的全雙工功能。在下列情況下全雙工最有用:(1)在服務器和交換器之間。這是目前全雙工應用最普遍的配置。(2)在兩個交換器之間。(3)在遠離的兩個交換器之間。3、多媒體多媒體的應用基于MPEG、JPEG、H.261等視頻壓縮算法。缺點:是由網絡緩存產生的延遲，一方面為了平滑抖動數據要插入足夠的緩存，另一方面緩存又不能太大，以至引起無法接受的視頻延遲。對視頻應用的低延遲需求有四種解決方案:(1)采用10Mbps交換器(2)采用100Mbps中繼器(3)用100Mbps的交換器(4)采用流控技術4、千兆位以太網千兆位以太網也有銅線及光纜兩種標準。銅線標準1

38、000Base-CX，最大傳輸距離，25英尺，并需用150歐姆的屏蔽雙絞線STP，光纜標準1000Base-SX，850nm的短波長，300m傳輸距離。1000Base-LX，1300nm的波長，550m傳輸距離。十一、ATM局域網十二、無線局域網1、IEEE802.11體系結構無線LAN最小構成模塊是基本服務集BSS，它由一些運行相同MAC協議和爭用同一共享介質的站點組成。一個擴展服務集ESS由兩個或更多的通過分布系統互連的BSS組成。2、基于移動性，無線LAN定義了三種站點:(1)不遷移，這種站點的位置是固定的或者只是在某一個BSS的通信站點的通信范圍內移動。(2)BSS遷移，站點從某個E

39、SS的BSS遷移到同一個ESS的另一個BSS。如果進行數據傳輸，就需要具備尋址功能以便識別站點的新位置。(3)ESS遷移，站點從某個ESS的BSS遷移到另一個ESS的BSS。服受到破壞。3、物理介質規范(1)紅外線:數據率為1Mbps或2Mbps，波長在850nm和950nm之間。(2)直接序列擴展頻譜:運行在2.4GHzISM頻帶。最多有7個通道，每個通道的數據率為1Mbps或2Mbps。(3)頻率跳動擴展頻譜:運行在2.4GHzISM頻帶，在研究之中。4、介質訪問控制IEEE802.11形成的一個MAC算法稱為DFWMAC分布式基礎無線MAC，它提供分布式訪問控制機制，處于其上的是一個任選

40、的中央訪問控制協議。(1)在MAC層的靠下面是的分布式協調功能子層DCF，采用爭用算法，為所有通信提供訪問控制，一般異步通信采用DCF。(2)在MAC層的靠上面是點協調功能PCF，采用中央MAC算法，提供無爭用服務。5、分布協議功能DCF子層采用簡單的CSMA算法。DCF沒有沖突檢測功能，為了保證算法的順利和公平，采用了一系列的延遲，相當于一種優先權機制。首先考慮稱為幀間空隙IFS的簡單延遲。十三、城域網城域網是在5Km-100Km的地理覆蓋范圍內，以高的傳輸速率充分支持數據、聲音和圖像綜合業務傳輸的一種通信結構網絡。它以光纖為主要傳輸介質，其傳輸率為100Mbps或更高。IEEE802.6分

41、布式隊列雙總線DQDB為城域網的標準。第4章廣域網技術一、電話網公用交換電話網PSTN是向公眾提供電話通信服務的一種通信網。電話通信網主要提供電話通信服務，同時還可提供非話音的數據通信服務。 1、計算機交換分機CBX采用數字電話:可以建立綜合聲音/數據工作站分布式結構:具有分布智能的多級或網關結構的多路形狀的可靠性提高。非阻塞結構:所有電話和設備都有專門的指定端口。 CBX的結構:核心是某種數字開關網絡。開關負責對數字信號流進行操作和交換，數字開關網絡由某些空分和時分交換級組成。接到形狀的是一級接口單元，通過接口單元訪問外界或外界可訪問接口單元。通常接口單元完成同步時分多路復用功能，以適應多個

42、輸入線。另一方面，為了達到全雙工操作，單元要用兩條線與開關相連。二、點到點通信 1、點到點的通信主要適用于兩種情況:(1)是成千上萬組織有各種局域網，每個局域網含有多眾多主機和一些聯網設備以及連接至外部的路由器，通過點到點的租線和遠地路由器相連;(2)是成千上萬用戶在家里使用調制解調器和撥號電話線連接到internet，這是點到點連接的最主要應用。 2、串行IP協議(SLIP) SLIP是1984年制定的，協議文本描述為RFC1055。工作過程:當工作站發送IP分組時，在幀的末尾帶一個專門的標志字節(OXCO)，如果在IP分組中含有同樣的標志字節，則加兩個填充字節(OXDB、OXDC)于后，如

43、果IP分組中含有OXDB，則加同樣的填充字節。存在的問題:(1)這種協議無任何檢錯和糾錯功能;(2)只支持IP分組;(3)每一方需要知道另一方面的IP地址，且在設置是不能動態賦給IP地址;(4)不提供任何的身份驗證;(5)未被接受為internet標準。 3、點對點協議(PPP) PPP由internet IETF成立了一個組來制定的數據鏈路，描述于RFC1661。主要功能:成幀的方法可清楚地區分幀的結束和下一幀起始，幀格式還處理差錯檢測;鏈路控制協議LCP用于啟動線路、測試、任選功能的協商以及關閉連接;網絡層任選功能的協商方法獨立于使用的網絡層協議，因此可適用于不同的網絡控制協議NCP。工作

44、過程:(1)PC通過調制解調器呼叫ISP路由器，然后路由器一邊的調制解調器響應電話呼叫，建立一個物理連接。(2)接著PC對路由器發送一系列的LCP分組，用這些分組以及其響應來選擇所用的PPP參數。(3)當雙方協商一致后，PC發送一系列的NCP分組以配置網絡層(NCP的功能就是動態分配IP地址)PC就成為一個internet主機，可以發送和接收IP分組。(4)當PC用戶完成發送、接收功能后不需要再聯網時NCP用來斷開網絡層連接，并且釋放IP地址，然后LCP斷開鏈路層連接。(5)最后PC通知調制解調器斷開電話，釋放物理層連接。三、綜合業務數字網ISDN綜合業務數字網ISDN是由國際電報電話咨詢委員

45、會CCITT和各國標準化組織開發的一組標準，這些標準將決定用戶設備到全局網絡的聯接，使之能方便地用數字形式處理聲音、數據和圖像通信。ISDN提供了各種服務訪問，提供開放的標準接口，提供端到端的數字連接，用戶通過公共通道、端到端的信令實現靈活的智能控制。 1、ISDN的系統結構 NT1:網絡終端設備，不僅起到了接插板的作用，它還包括網絡管理、測試、維護和性能監視等。是一個物理層設備。 NT2:是計算機的交換分機CBX，NT1和NT2連接，并對各種得以和、終端以及其他設備提供真正的接口。 CCITT為ISDN定義了四個參考點:R、S、T、U。U參考點連接ISDN交換系統和NT1，目前采用兩線的銅的

46、雙絞線;T參考點是NT1上提供給用戶的連接器;S參考點是ISDN和CBX和ISDN終端的接口;R參考點是連接終端適配器和非ISDN終端;R參考點使用很多不同的接口。 2、ISDN的功能:線路交換、分組交換、公共通道信令、網絡操作和管理數據庫以及信息處理和存儲功能。 (1)線路交換支持實時通信和大量信息傳輸，速率為64Kbps，ISDN環境中，線路交換連接由公共通道信令技術控制。 (2)分組交換支持像交互數據應用那樣的猝發通信特性，速率為64Kbps。 (3)公共通信令用于建立、管理和釋放線路交換連接，CCITT公共通信令系統CCSSNO.7用來交換信令。 3、ISDN定義交換設備和用戶設備之間

47、的兩種數字位通道接口基本速率接口BRI:2B+D，兩個傳輸聲音和數據的64 Kbps的B通道和一個傳輸控制信號和數據16 Kbps分組交換數據通道D通道。144Kbps一次群速率接口PRI:23B+D或者30B+D，在北美日本，歐洲國家使用 ISDN公用了公共通信信令技術，以實現用戶網絡訪問和信息交換。允許使用公共通道信令通路來控制多個線路交換連接。 4、ISDN協議參考模型 ISDN參考模型與ISO/OSI參考區別在于多通道訪問接口結構以及公共通道信令，它包括了多種通信模式和能力:在公共通道信令控制下的線路交換連接，在B通道和D通道上的分組交換通信，用戶和網絡設備之間的信令、用戶之間的端到端

48、的信令，在公共信令控制下同時實現多種模式的通信。用于線路交換的ISDN網絡結構筆協議，它包括B通道和D通道。B通道透明地傳送用戶信息，用戶可用任何協議實現端到端通信;D通道在用戶和網絡間交換控制信息，用于呼叫建立、拆除和訪問網絡設備。D通道上用戶與ISDN間的接口由三層組成:物理層、數據鏈路層LAP-D、CCSSNO.7。用于低速分組交換的ISDN網絡結構和及協議。它使用D通道，本地用戶接口只需要執行物理層功能，作用如同x.25的DCE。四、分組交換網 1、分組交換網工作原理公共分組交換網PSDN已經成為廣域網中的重要傳輸系統。分組交換是一種在距離相隔較遠的工作站點之間進行大容量數據傳輸的有效

49、方法，它結合線路交換和報文交換的優點，將信息分成較小的分組進行存儲、轉發，動態分配線路的帶寬。優點:出錯少、線路利用率高。工作方式:數據報，虛電路。主要特性:由于建立和拆除虛電路的呼叫控制分組和數據分組在同一通道和同一虛電路上傳輸，其結果是占用了通道頻帶;虛電路的復用發生在第三層;第二層和第三層都需要流控和差錯控制機制。 2、公共數據網(CCITT X.25網) X.25實際上包括相關的一組協議:X.3、X.28、X.29、X.75協議等。 X.25描述了將一個分組終端連接到一個分組網絡上所需要做的工作。通過虛電路它能負責維護一個通過單一物理連接的多用戶會話，每個用戶會話被分配一個邏輯信道。提

50、供了高優先級類型和正常優先級類型。 X.25網絡與計算機之間的接口一般是通過專用設備或網關、路由器來解決的。 X.3描述了一個X.25 PAD的功能和控制參數;X.28定義了一臺終端與X.25 PAD之間的交互作用，為每個用戶提供了一個常規的X.25網絡連接;X.29定義了一臺主機和其相連的PAD之間的交互作用。 X.25互連方案:(1)采用路由器和網關同時聯接x.25和本地局域網，這種方案適合規模較大、多種協議共存的網絡;(2)采用一臺微機作為路由器，安裝相應的x.25網卡和路由軟件，使用于中小規模且協議比較小的網絡;(3)使用PAD機，這種方案只適合x.25協議的環境，與遠程其他協議的網絡

51、互連受到限制。 3、X.25分層協議X.25分層:物理層、數據鏈路層、分組層，這三層對應于OSI模型的最底下三層。(1)物理層:涉及站點與把這個站邊到分組交換網的鏈路之間的新產品。其標準X.21。(2)鏈路層:所用的標準LAP-B，是HDLC的一個子集。(3)分組層:提供外部虛電路服務。三層之間的關系:用戶數據被送到X.25第三層，在第三層加上含有控制信息的報頭，從而組成了一個分組?？刂菩畔⒂糜趨f議的操作。整個X.25分組然后送到LAP-B實體，LAP-B在此分組的前后各加上控制信息組成一個LAP-B幀，在幀中加入控制信息也是為了協議的操作。4、虛電路服務X.25的分組層提供虛電路服務，數據以

52、分組形式通過外部虛電路傳輸。虛電路有兩類型:呼叫虛電路，是通過呼叫建立和呼叫清除等過程動態地建立起來的虛電路;永久虛電路則是固定的虛電路。虛電路實現的過程:5、X.25的分組格式用戶數據被分成多個塊，每個塊加上24位或32位的報頭形成數據分組。報頭含有12位的虛電路號，其中4位號為組號，8位為通道號。P(S)、P(R)用于流控和差錯控制。M位和D位可用于流控和差錯控制也可用于X.25完全分組序列。五、幀中繼網幀中繼網是由X.25分組交換技術演進而來的，由于光纖通信的誤碼率低，為了提高網絡速率，活動了很多在X.25分組交換中的糾錯功能，使幀中繼的性能優于X.25分組交換的性能。1、幀中繼的主要特

53、點:中速到高速的數據接口;標準速率為DS1，即T1速率1.544Mbps;可用于專用和公共網;僅傳輸數據;使用可變長度分組。2、幀中繼網與X.25網比較載送呼叫控制信令的邏輯連接和用戶數據是分開的。因此中間節點毋需為每個連接的呼叫控制保持狀態表;邏輯連接的復用和交換發生在第二層，而不是在第三層，從而減少了處理的層次;結點到結點之間毋需流控和差錯控制，由高層負責端到端的流控和差錯控制。3、幀中繼的優點:精簡了通信處理。協議對用戶-網絡接口以及網絡內部處理的功能降低了，從而得到了低延遲和高吞吐率的性能。4、幀中繼在H信道上的應用:大信息量的交互數據應用;大的文件傳送;低數據率的多路復用;字符交互通

54、信。5、幀中繼的協議結構協議有兩個分開的操作平臺:(1)控制平臺(C)，它涉及邏輯連接的建立和終止。(2)平臺是用戶平臺(U)，負責用戶之間的數據傳輸。用戶與網絡之間的是控制平臺，而端到端之間則是用戶平臺協議?？刂破脚_:幀模式傳輸服務的控制平臺類似于分組交換服務中用于公共通道信號的控制平臺。其中，控制信號使用一個單獨的邏輯通道。鏈路層用LAP-D(Q.921)提供可靠的數據鏈路控制服務，在D通道的用戶(TE)和網絡(NT)之間進行流控和差錯控制。數據鏈路服務用于交換Q.933控制信號報文。用戶平臺:用戶之間傳輸信息的用戶平臺協議是LAP-F由Q.922(是LAP-D Q.921的增強版本)定義

55、。6、LAP-D的核心功能(1)幀的定界，組合和透明性;(2)幀的多路復用/多路分解;(3)對帆進行檢查以保證在零位手稿前以及零位剔除后，幀的長度是字節的整數倍;(4)對幀進行檢查以保證其長度符合要求;(5)檢測傳輸差錯;(6)沖突控制功能(LAP-F新增功能)。7、幀中繼的呼叫控制呼叫控制方案選擇:(1)交換訪問(Switched Access)在用戶連接到交換網絡，而本地交換不提供幀處理功能，在這種情況下，必須提供從用戶的終端設備到網絡幀處理器的交換訪問。(2)集成訪問(Intergraded Access)用戶接到幀中繼網絡或者交換網絡，其中的本地交換提供幀處理功能，因為用戶能對幀處理器進行直接邏輯訪問。幀中繼和X.25一樣支持在一個鏈路上利用多個連接，稱為數據鏈路連接，每個連接都有一個惟一的數據鏈路連接標識DLCI。其數據傳輸涉及的步驟如下:(1)在兩個端點之間建立邏輯連