第2章 網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)

1、1 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社2 2.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的兩層結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)的兩層結(jié)構(gòu) 2.1.1 資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng) 2.1.2 資源子網(wǎng)資源子網(wǎng) 2.1.3 通信子網(wǎng)通信子網(wǎng) 2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 2.2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 2.2.2 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式 2.2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)和時鐘同步數(shù)據(jù)編碼技術(shù)和時鐘同步 2.2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù) 2.2.5 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù) 2.2.6 差錯控制方法差錯控制方法 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基

2、礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社3 2.1.1 資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng) 計算機網(wǎng)絡(luò)要完成數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)通信兩大主要任計算機網(wǎng)絡(luò)要完成數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)通信兩大主要任 務(wù)，因此，它在結(jié)構(gòu)上必然可以分成兩個部分：一部分務(wù)，因此，它在結(jié)構(gòu)上必然可以分成兩個部分：一部分 是負責(zé)處理數(shù)據(jù)的主機與終端；另一部分是負責(zé)處理數(shù)是負責(zé)處理數(shù)據(jù)的主機與終端；另一部分是負責(zé)處理數(shù) 據(jù)通信的通信控制處理機與通信線路。按照計算機網(wǎng)絡(luò)據(jù)通信的通信控制處理機與通信線路。按照計算機網(wǎng)絡(luò) 的邏輯功能可將網(wǎng)絡(luò)分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩部分，的邏輯功能可將網(wǎng)絡(luò)分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩部分，

3、 稱為二級子網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如圖所示。稱為二級子網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如圖所示。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社4 2.1.2 資源子網(wǎng)資源子網(wǎng) 資源子網(wǎng)由主計算機系統(tǒng)、終端、終端控制器、聯(lián)資源子網(wǎng)由主計算機系統(tǒng)、終端、終端控制器、聯(lián) 網(wǎng)外設(shè)、各種軟件資源與信息資源組成。資源子網(wǎng)負責(zé)網(wǎng)外設(shè)、各種軟件資源與信息資源組成。資源子網(wǎng)負責(zé) 處理全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資處理全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資 源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 1. 主機系統(tǒng)主機系統(tǒng) 主計算機系統(tǒng)簡稱主機主計算機系統(tǒng)簡稱主機(host)，它可以是大

4、型機、中，它可以是大型機、中 型機、小型機、工作站或微機。型機、小型機、工作站或微機。 2. 終端終端 終端是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面。終端可以是簡單的輸終端是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面。終端可以是簡單的輸 入、輸出終端，也可以是帶有微處理的智能終端。智能入、輸出終端，也可以是帶有微處理的智能終端。智能 終端除具有輸入、輸出信息的功能外，本身還具有存儲終端除具有輸入、輸出信息的功能外，本身還具有存儲 與處理信息的能力。與處理信息的能力。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社5 2.1.3 通信子網(wǎng)通信子網(wǎng) 通信子網(wǎng)由通信控制處理機、通信線路與

5、其他通信設(shè)通信子網(wǎng)由通信控制處理機、通信線路與其他通信設(shè) 備組成，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)。備組成，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)。 1. 通信控制處理機通信控制處理機 通信控制處理機在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中被稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。通信控制處理機在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中被稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。 它一方面作為與資源子網(wǎng)的主機、終端連接的接口，將它一方面作為與資源子網(wǎng)的主機、終端連接的接口，將 主機和終端連入網(wǎng)內(nèi)；另一方面它又作為通信子網(wǎng)中的主機和終端連入網(wǎng)內(nèi)；另一方面它又作為通信子網(wǎng)中的 分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，完成分組的接收、校驗、存儲和轉(zhuǎn)分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，完成分組的接收、校驗、存儲和轉(zhuǎn) 發(fā)等功能，實現(xiàn)將原主機報

6、文準(zhǔn)確發(fā)送到目的主機的作發(fā)等功能，實現(xiàn)將原主機報文準(zhǔn)確發(fā)送到目的主機的作 用。用。 2. 通信線路通信線路 通信線路為通信控制處理機與通信控制處理機、通信通信線路為通信控制處理機與通信控制處理機、通信 控制處理機與主機之間提供通信信道。計算機網(wǎng)絡(luò)采用控制處理機與主機之間提供通信信道。計算機網(wǎng)絡(luò)采用 多種通信線路，例如，電話線、雙絞線、同軸電纜、光多種通信線路，例如，電話線、雙絞線、同軸電纜、光 纜、光纖、無線通信信道、微波與衛(wèi)星通信信道等。纜、光纖、無線通信信道、微波與衛(wèi)星通信信道等。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社6 2

7、.1.3 通信子網(wǎng)通信子網(wǎng) 3現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社7 2.2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 2.2.2 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式 2.2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)和時鐘同步數(shù)據(jù)編碼技術(shù)和時鐘同步 2.2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù) 2.2.5 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù) 2.2.6 差錯控制方法差錯控制方法 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社8 1. 信號、數(shù)據(jù)與信息信號、數(shù)據(jù)與信息 數(shù)據(jù)是對某一客觀現(xiàn)象

8、的物理度量。數(shù)據(jù)是對某一客觀現(xiàn)象的物理度量。 信號是與實際對應(yīng)的、以電磁形式表示的連續(xù)或者信號是與實際對應(yīng)的、以電磁形式表示的連續(xù)或者 離散數(shù)據(jù)。離散數(shù)據(jù)。 信息應(yīng)當(dāng)是從一批數(shù)據(jù)中分析、統(tǒng)計得出的有用數(shù)信息應(yīng)當(dāng)是從一批數(shù)據(jù)中分析、統(tǒng)計得出的有用數(shù) 據(jù)。據(jù)。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社9 2. 模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字數(shù)據(jù)通信模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字數(shù)據(jù)通信 與連續(xù)數(shù)據(jù)對應(yīng)變化的信號稱為模擬信號，如溫度、與連續(xù)數(shù)據(jù)對應(yīng)變化的信號稱為模擬信號，如溫度、 壓力、語音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信號后都是典型的模擬信號。與壓力、語音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信號后都是典型

9、的模擬信號。與 離散數(shù)據(jù)對應(yīng)變化的信號稱為數(shù)字信號，如對語音聲壓離散數(shù)據(jù)對應(yīng)變化的信號稱為數(shù)字信號，如對語音聲壓 的一系列瞬間測量值、量化編碼后的信號，計算機中傳的一系列瞬間測量值、量化編碼后的信號，計算機中傳 輸處理的二進制信號等。輸處理的二進制信號等。 模擬信號可以用模擬線路直接傳輸，用放大器彌補傳模擬信號可以用模擬線路直接傳輸，用放大器彌補傳 輸一定距離后造成的信號衰減。模擬信號也可以先調(diào)制輸一定距離后造成的信號衰減。模擬信號也可以先調(diào)制 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號、用數(shù)字線路傳輸，到達目的地后解調(diào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號、用數(shù)字線路傳輸，到達目的地后解調(diào) 還原成原來的模擬信號；在數(shù)字傳輸線路中，用中繼器還原

10、成原來的模擬信號；在數(shù)字傳輸線路中，用中繼器 對傳輸一定距離造成的信號衰減和波形畸變進行整形、對傳輸一定距離造成的信號衰減和波形畸變進行整形、 放大放大-即信號的再生。即信號的再生。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社10 3. 數(shù)據(jù)通信中的主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)通信中的主要技術(shù)指標(biāo) 數(shù)字通信中，傳送數(shù)據(jù)的最小單位是一個二進制數(shù)字通信中，傳送數(shù)據(jù)的最小單位是一個二進制 “位位”-比特比特(bit)。實際字符信息則由多個比特組成，。實際字符信息則由多個比特組成， 如如ascii碼中字符碼中字符“a”，則由，則由“1000001”7個比

11、特組個比特組 成，數(shù)字成，數(shù)字“1”則由則由“0110001”組成等，實際信道上傳組成等，實際信道上傳 輸?shù)木褪沁@樣一連串的比特，簡稱比特流。輸?shù)木褪沁@樣一連串的比特，簡稱比特流。 數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率 單位時間傳送的比特數(shù)單位時間傳送的比特數(shù)(bps)，用于描述數(shù)字信道的，用于描述數(shù)字信道的 傳輸能力，即發(fā)送、接收雙方及中間交換的處理能力。傳輸能力，即發(fā)送、接收雙方及中間交換的處理能力。 誤碼率誤碼率pb 傳輸時出錯比特數(shù)與總傳送比特數(shù)之比。傳輸時出錯比特數(shù)與總傳送比特數(shù)之比。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社11 3.

12、數(shù)據(jù)通信中的主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)通信中的主要技術(shù)指標(biāo) 信道容量信道容量 物理信道的最大傳輸率還與線路所受電磁干擾強弱有物理信道的最大傳輸率還與線路所受電磁干擾強弱有 關(guān)，實際信道數(shù)據(jù)傳輸率的上限值、即信道容量的香農(nóng)關(guān)，實際信道數(shù)據(jù)傳輸率的上限值、即信道容量的香農(nóng) (shannon)公式為：公式為： c=blog2(1+s/n) 式中：式中：c-信道容量，即信道最大傳輸率信道容量，即信道最大傳輸率 bps。 b-信道頻帶信道頻帶 hz。 s-信道中信號功率。信道中信號功率。 n-信道中電磁噪聲功率。信道中電磁噪聲功率。 一般，信道中信噪比用分貝一般，信道中信噪比用分貝db數(shù)表示，由分貝定義式數(shù)表示，

13、由分貝定義式 db=10log10s/n可知，當(dāng)信噪比為可知，當(dāng)信噪比為30分貝時，分貝時， s/n=1030/10。 由香農(nóng)公式計算得出的信道容量是信道傳輸速率的理由香農(nóng)公式計算得出的信道容量是信道傳輸速率的理 論上限值，信道的實際數(shù)據(jù)速率小于信道容量。論上限值，信道的實際數(shù)據(jù)速率小于信道容量。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社12 4. 通信方式通信方式 并行通信并行通信 并行通信是指同時有多條數(shù)據(jù)通道，可同時傳送多并行通信是指同時有多條數(shù)據(jù)通道，可同時傳送多 個比特。如圖所示。個比特。如圖所示。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技

14、術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社13 4. 通信方式通信方式 串行通信串行通信 串行通信是指用一條數(shù)據(jù)線傳送比特流，一次只傳送串行通信是指用一條數(shù)據(jù)線傳送比特流，一次只傳送 一個比特，發(fā)送方計算機內(nèi)的并行數(shù)據(jù)經(jīng)并一個比特，發(fā)送方計算機內(nèi)的并行數(shù)據(jù)經(jīng)并-串轉(zhuǎn)換后串轉(zhuǎn)換后 組成按序傳送的數(shù)據(jù)流，接收方計算機再進行串組成按序傳送的數(shù)據(jù)流，接收方計算機再進行串-并轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn) 換還原成并行數(shù)據(jù)進行處理。如圖所示。換還原成并行數(shù)據(jù)進行處理。如圖所示。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社14 4.

15、 通信方式通信方式 單工、半雙工及全雙工通信單工、半雙工及全雙工通信 在串行通信中，按數(shù)據(jù)傳輸方向又分為單工通信、半在串行通信中，按數(shù)據(jù)傳輸方向又分為單工通信、半 雙工通信、全雙工通信。雙工通信、全雙工通信。 單工通信單工通信 只支持數(shù)據(jù)在一個方向上傳送，通信的一方只有發(fā)送只支持數(shù)據(jù)在一個方向上傳送，通信的一方只有發(fā)送 設(shè)備，另一方只有接收設(shè)備。設(shè)備，另一方只有接收設(shè)備。 半雙工通信半雙工通信 支持數(shù)據(jù)輪流在兩個方向上傳輸，通信雙方均具有發(fā)支持數(shù)據(jù)輪流在兩個方向上傳輸，通信雙方均具有發(fā) 送設(shè)備和接收設(shè)備，但只能輪流工作而不能同時發(fā)、收。送設(shè)備和接收設(shè)備，但只能輪流工作而不能同時發(fā)、收。 全雙工

16、通信全雙工通信 可同時收、發(fā)數(shù)據(jù)，通信雙方各有發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)可同時收、發(fā)數(shù)據(jù)，通信雙方各有發(fā)送設(shè)備和接收設(shè) 備并可同時工作，全雙工通信一般采用四線制，一對線備并可同時工作，全雙工通信一般采用四線制，一對線 用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對線用于接收數(shù)據(jù)。用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對線用于接收數(shù)據(jù)。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社15 數(shù)據(jù)傳輸時，對線路頻帶資源的使用方式有兩種：數(shù)據(jù)傳輸時，對線路頻帶資源的使用方式有兩種： 基帶傳輸與寬帶傳輸?；鶐鬏斉c寬帶傳輸。 所謂基帶傳輸，就是數(shù)字信號直接傳輸，使用數(shù)字所謂基帶傳輸，就是數(shù)字信號直接傳輸

17、，使用數(shù)字 信號的原始頻帶，不用調(diào)制解調(diào)轉(zhuǎn)換，這是一種比較簡信號的原始頻帶，不用調(diào)制解調(diào)轉(zhuǎn)換，這是一種比較簡 單的傳輸方法，信道資源利用率比較低，一條線路只能單的傳輸方法，信道資源利用率比較低，一條線路只能 傳送一路信號。傳送一路信號。 所謂寬帶傳輸，即是前面所述的數(shù)字信號模擬傳輸所謂寬帶傳輸，即是前面所述的數(shù)字信號模擬傳輸 方法，對多路信號采用不同的載波頻率進行調(diào)制，每一方法，對多路信號采用不同的載波頻率進行調(diào)制，每一 路信號占用一定寬度的頻帶資源，在同一條通信線路上路信號占用一定寬度的頻帶資源，在同一條通信線路上 可同時傳送多路信號，這樣在遠距離通信時有利于節(jié)約可同時傳送多路信號，這樣在遠

18、距離通信時有利于節(jié)約 線路資源。線路資源。 基帶傳輸時如何保持收發(fā)雙方同步，是一個基本問基帶傳輸時如何保持收發(fā)雙方同步，是一個基本問 題，為此要了解基帶信號傳輸時的編碼方式。題，為此要了解基帶信號傳輸時的編碼方式。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社16 1. 不歸零不歸零nrz(none-return to zero)編碼編碼 不歸零碼亦稱全寬碼，即在數(shù)字信號不歸零碼亦稱全寬碼，即在數(shù)字信號“0”或或“1”持持 續(xù)期間，信號電平一直不變，與代碼寬度相同。如圖所續(xù)期間，信號電平一直不變，與代碼寬度相同。如圖所 示。示。 計算機

19、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社17 2. 歸零歸零rz(return to zero)編碼編碼 歸零碼亦稱窄脈沖，數(shù)字信號脈沖寬度小于歸零碼亦稱窄脈沖，數(shù)字信號脈沖寬度小于“0”、 “1”信號持續(xù)時間，即小于代碼寬度，每一窄脈沖在數(shù)信號持續(xù)時間，即小于代碼寬度，每一窄脈沖在數(shù) 字代碼未變之前就已歸零。如圖所示。字代碼未變之前就已歸零。如圖所示。 上圖上圖 (c)為數(shù)字信號取樣脈沖，數(shù)字信道上傳輸?shù)木蜑閿?shù)字信號取樣脈沖，數(shù)字信道上傳輸?shù)木?是代表是代表“0”、“1”的脈沖；在實際信道上，為了減少數(shù)的脈沖；在實際信道上，為了減少數(shù)

20、字信號的直流分量累積，采用的是交替雙極性脈沖，使字信號的直流分量累積，采用的是交替雙極性脈沖，使 正、負脈沖個數(shù)在總體上大致相同，直流分量趨于零。正、負脈沖個數(shù)在總體上大致相同，直流分量趨于零。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社18 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社19 3. 曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼 時鐘信號頻率為數(shù)字信號頻率的二倍，使數(shù)字信號時鐘信號頻率為數(shù)字信號頻率的二倍，使數(shù)字信號 每一位的中間有一個跳變，數(shù)字每一位的中間有一個跳變，數(shù)字“1”變換

21、成為變換成為“10”， 數(shù)字數(shù)字“0”變換成為變換成為“01”，傳輸時，就不會有連續(xù)，傳輸時，就不會有連續(xù)3個或個或 以上的以上的“1”或或“0”出現(xiàn)，這樣可保證精確同步；接收方出現(xiàn)，這樣可保證精確同步；接收方 再將再將“10”還原成還原成“1”，將，將“01”還原成還原成“0”即可。即可。 4. 差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼 每一位數(shù)字信號中間的跳變僅供接收方提取時鐘信每一位數(shù)字信號中間的跳變僅供接收方提取時鐘信 號，根據(jù)數(shù)字信號的前沿有無跳變決定數(shù)字比特值為號，根據(jù)數(shù)字信號的前沿有無跳變決定數(shù)字比特值為 “1”或或“0”，其前沿跳變規(guī)律是：，其前沿跳變規(guī)律是：“0”跳跳“1”不跳；接不

22、跳；接 收方根據(jù)相鄰比特有無變化可知原信號數(shù)據(jù)值，有變化收方根據(jù)相鄰比特有無變化可知原信號數(shù)據(jù)值，有變化 為為“0”，無變化為，無變化為“1”，后面跟一個時鐘脈沖。，后面跟一個時鐘脈沖。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社20 1. 數(shù)字信號模擬傳輸數(shù)字信號模擬傳輸 由于高頻信號抗干擾能力強，易于遠距離、高效率由于高頻信號抗干擾能力強，易于遠距離、高效率 傳輸，因此在信號傳輸時，常將低頻信號搭載在高頻傳輸，因此在信號傳輸時，常將低頻信號搭載在高頻 信號上傳輸，到達目的地后再將原始信號從高頻信號信號上傳輸，到達目的地后再將原始信

23、號從高頻信號 上取出來；起搭載作用的高頻信號稱為載波。在接收上取出來；起搭載作用的高頻信號稱為載波。在接收 端將原始信號從高頻信號上取出來的過程稱為解調(diào)制。端將原始信號從高頻信號上取出來的過程稱為解調(diào)制。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社21 將數(shù)字信號搭載在高頻載波信號上而形成調(diào)制波的將數(shù)字信號搭載在高頻載波信號上而形成調(diào)制波的 設(shè)備稱為調(diào)制器，從調(diào)制波上分離出原始信號的設(shè)備稱設(shè)備稱為調(diào)制器，從調(diào)制波上分離出原始信號的設(shè)備稱 為解調(diào)器，調(diào)制器、解調(diào)器實現(xiàn)的是一對相反的變換，為解調(diào)器，調(diào)制器、解調(diào)器實現(xiàn)的是一對相反的變換，

24、實用中，將調(diào)制器與解調(diào)器合成一體，稱為調(diào)制解調(diào)器實用中，將調(diào)制器與解調(diào)器合成一體，稱為調(diào)制解調(diào)器 (modem)，既能實現(xiàn)把數(shù)字信號調(diào)制為高頻模擬信號，既能實現(xiàn)把數(shù)字信號調(diào)制為高頻模擬信號， 又能實現(xiàn)從高頻模擬信號中分離出原始數(shù)字信號。網(wǎng)絡(luò)又能實現(xiàn)從高頻模擬信號中分離出原始數(shù)字信號。網(wǎng)絡(luò) 通信中，用調(diào)制解調(diào)器、模擬通信網(wǎng)絡(luò)通信中，用調(diào)制解調(diào)器、模擬通信網(wǎng)絡(luò)(電話網(wǎng)電話網(wǎng))進行遠進行遠 程通信的例子如圖所示。程通信的例子如圖所示。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社22 2. 模擬信號數(shù)字傳輸模擬信號數(shù)字傳輸 模擬信號直接用模擬

25、信道傳輸、處理的主要缺點是：模擬信號直接用模擬信道傳輸、處理的主要缺點是： 效率低、通信質(zhì)量差。因此現(xiàn)代通信中，采用通信質(zhì)量效率低、通信質(zhì)量差。因此現(xiàn)代通信中，采用通信質(zhì)量 高、處理效率高、保密性好的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。模擬通信高、處理效率高、保密性好的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。模擬通信 網(wǎng)絡(luò)在許多場合已被淘汰。在實際中，大多數(shù)數(shù)據(jù)都是網(wǎng)絡(luò)在許多場合已被淘汰。在實際中，大多數(shù)數(shù)據(jù)都是 連續(xù)的模擬數(shù)據(jù)，對應(yīng)的是模擬信號，因此首先要轉(zhuǎn)換連續(xù)的模擬數(shù)據(jù)，對應(yīng)的是模擬信號，因此首先要轉(zhuǎn)換 成為數(shù)字信號才能在數(shù)字通信網(wǎng)中傳輸處理。成為數(shù)字信號才能在數(shù)字通信網(wǎng)中傳輸處理。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)

26、張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社23 將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號要經(jīng)過采樣、量化，編將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號要經(jīng)過采樣、量化，編 碼三個步驟。碼三個步驟。 采樣采樣 每隔一定時間間隔取一個測量值。每隔一定時間間隔取一個測量值。 量化量化 將采樣最大值分為將采樣最大值分為n個等級，所有采樣值按這個等級，所有采樣值按這n個等個等 級量化處理，一般級量化處理，一般n取取2的指數(shù)，的指數(shù)，2、4、8、16、， pcm系統(tǒng)中，系統(tǒng)中，n=256。 編碼編碼 將量化后的每一個采樣值，編寫成為將量化后的每一個采樣值，編寫成為m位二進制比位二進制比 特，特，m=log2n。這樣，每一采樣值的

27、。這樣，每一采樣值的m位比特構(gòu)成一個位比特構(gòu)成一個 進制數(shù)據(jù)流，運用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸處理。進制數(shù)據(jù)流，運用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸處理。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社24 如圖所示，采樣頻率為如圖所示，采樣頻率為10、量化等級為、量化等級為8，得到，得到30 比特編碼。比特編碼。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社25 3. 數(shù)字信號同步方式數(shù)字信號同步方式 同步傳輸同步傳輸 通信期間，雙方一直保持有相同的時鐘，發(fā)送方發(fā)出通信期間，雙方一直保持有相同的時鐘，發(fā)送方發(fā)出

28、多少比特，接收方根據(jù)每比特的周期可知接收了多少比多少比特，接收方根據(jù)每比特的周期可知接收了多少比 特，這樣保證比特數(shù)目不會出現(xiàn)差錯。特，這樣保證比特數(shù)目不會出現(xiàn)差錯。 使通信雙方時鐘同步的方法有：用專門的時鐘通信線使通信雙方時鐘同步的方法有：用專門的時鐘通信線 路使雙方時鐘校準(zhǔn)，或先發(fā)一串同步比特校準(zhǔn)時鐘后再路使雙方時鐘校準(zhǔn)，或先發(fā)一串同步比特校準(zhǔn)時鐘后再 發(fā)數(shù)據(jù)，或?qū)⑼叫盘柉B加在所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號中、接發(fā)數(shù)據(jù)，或?qū)⑼叫盘柉B加在所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號中、接 收方從接收數(shù)據(jù)中提取時鐘信號等多種方法實現(xiàn)。收方從接收數(shù)據(jù)中提取時鐘信號等多種方法實現(xiàn)。 同步通信效率高，質(zhì)量高，但實現(xiàn)技術(shù)復(fù)雜、成本也同步通

29、信效率高，質(zhì)量高，但實現(xiàn)技術(shù)復(fù)雜、成本也 高。高。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社26 異步傳輸異步傳輸 同步傳輸雖然質(zhì)量、效率均高，但代價也大，在不同步傳輸雖然質(zhì)量、效率均高，但代價也大，在不 發(fā)送數(shù)據(jù)期間還要保持同步也是一種資源上的浪費，如發(fā)送數(shù)據(jù)期間還要保持同步也是一種資源上的浪費，如 按一次一個字符按一次一個字符(58比特比特)地發(fā)送數(shù)據(jù)，每一字符比特地發(fā)送數(shù)據(jù)，每一字符比特 流的首尾附加起始位流的首尾附加起始位“0”、停止位、停止位“1”，在傳送字符數(shù)，在傳送字符數(shù) 據(jù)期間要求同步，不傳送字符時則一直發(fā)送停止位據(jù)

30、期間要求同步，不傳送字符時則一直發(fā)送停止位“1”， 此時不要求雙方同步，當(dāng)有一個起始位比特此時不要求雙方同步，當(dāng)有一個起始位比特“0”出現(xiàn)時，出現(xiàn)時， 表明一個字符的傳輸開始了。這樣在傳送字符期間同步、表明一個字符的傳輸開始了。這樣在傳送字符期間同步、 不傳送字符時可以不同步的傳輸方式稱為異步通信。異不傳送字符時可以不同步的傳輸方式稱為異步通信。異 步通信亦稱步通信亦稱“群同步群同步”或或“起止式通信起止式通信”。 異步通信方式速率低，對高速通信不適用；但由于異步通信方式速率低，對高速通信不適用；但由于 實現(xiàn)容易、成本低，在低速通信場合還有一定的應(yīng)用。實現(xiàn)容易、成本低，在低速通信場合還有一定的

31、應(yīng)用。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社27 將數(shù)據(jù)編碼后在通信線路上進行傳輸?shù)淖詈唵涡问?，將?shù)據(jù)編碼后在通信線路上進行傳輸?shù)淖詈唵涡问剑?是在兩個互連設(shè)備之間直接進行數(shù)據(jù)通信。但是，網(wǎng)絡(luò)是在兩個互連設(shè)備之間直接進行數(shù)據(jù)通信。但是，網(wǎng)絡(luò) 中所有設(shè)備都直接兩兩相連是不現(xiàn)實的，即使能實現(xiàn)，中所有設(shè)備都直接兩兩相連是不現(xiàn)實的，即使能實現(xiàn)， 也不必要。通常要經(jīng)過中間節(jié)點將數(shù)據(jù)從信源逐步傳送也不必要。通常要經(jīng)過中間節(jié)點將數(shù)據(jù)從信源逐步傳送 到信宿，從而實現(xiàn)兩個互連設(shè)備之間的通信。這些中間到信宿，從而實現(xiàn)兩個互連設(shè)備之間的通信。這些中間

32、 節(jié)點并不關(guān)心所傳數(shù)據(jù)的內(nèi)容，而只是提供一種交換功節(jié)點并不關(guān)心所傳數(shù)據(jù)的內(nèi)容，而只是提供一種交換功 能，使數(shù)據(jù)從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點，直至達到目的能，使數(shù)據(jù)從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點，直至達到目的 地為止。通常把作為信源或信宿的一批設(shè)備稱為網(wǎng)絡(luò)站。地為止。通常把作為信源或信宿的一批設(shè)備稱為網(wǎng)絡(luò)站。 而將提供中間通信的設(shè)備稱為節(jié)點。這些節(jié)點以某種方而將提供中間通信的設(shè)備稱為節(jié)點。這些節(jié)點以某種方 式用傳輸鏈路相互連接起來，每個站都連接到一個節(jié)點式用傳輸鏈路相互連接起來，每個站都連接到一個節(jié)點 上，這些節(jié)點的集合便稱為通信網(wǎng)絡(luò)。如果所連接的設(shè)上，這些節(jié)點的集合便稱為通信網(wǎng)絡(luò)。如果所連接的設(shè) 備是計

33、算機和終端的話，那么節(jié)點集合加上一些站就構(gòu)備是計算機和終端的話，那么節(jié)點集合加上一些站就構(gòu) 成計算機網(wǎng)絡(luò)。成計算機網(wǎng)絡(luò)。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社28 如圖所示是一個交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。按所用的數(shù)據(jù)傳如圖所示是一個交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。按所用的數(shù)據(jù)傳 送技術(shù)劃分，交換網(wǎng)絡(luò)又可分為電路交換網(wǎng)，報文交送技術(shù)劃分，交換網(wǎng)絡(luò)又可分為電路交換網(wǎng)，報文交 換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)。換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社29 1. 電路交換電路交換 普遍使用的電話交

34、換網(wǎng)絡(luò)是使用電話交換技術(shù)的典普遍使用的電話交換網(wǎng)絡(luò)是使用電話交換技術(shù)的典 型例子。型例子。 電路建立電路建立 如同打電話一樣，先要通過撥號在通話雙方間建立如同打電話一樣，先要通過撥號在通話雙方間建立 起一條通路，在傳輸數(shù)據(jù)之前，也要經(jīng)過呼叫過程建立起一條通路，在傳輸數(shù)據(jù)之前，也要經(jīng)過呼叫過程建立 一條端到端的電路。一條端到端的電路。 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 當(dāng)電路當(dāng)電路abc建立起來以后，數(shù)據(jù)就可以從建立起來以后，數(shù)據(jù)就可以從a發(fā)送到發(fā)送到b， 再由再由b交換到交換到c；c也可以經(jīng)也可以經(jīng)b向向a發(fā)送數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù) 傳輸有最短的傳播延遲，并且沒有阻塞問題，除非有意傳輸有最短的傳播延

35、遲，并且沒有阻塞問題，除非有意 外的線路或節(jié)點故障而使電路中斷。在整個數(shù)據(jù)傳輸過外的線路或節(jié)點故障而使電路中斷。在整個數(shù)據(jù)傳輸過 程中，所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)。程中，所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社30 電路拆除電路拆除 在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方a或或c發(fā)出拆除請求，發(fā)出拆除請求， 然后逐節(jié)拆除到對方節(jié)點。被拆除的信道空閑后，就可然后逐節(jié)拆除到對方節(jié)點。被拆除的信道空閑后，就可 被其他通信使用。被其他通信使用。 電路交換方式的優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速及

36、時，電路交換方式的優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速及時， 數(shù)據(jù)不會丟失，且保持原來的序列。缺點是信道長時間數(shù)據(jù)不會丟失，且保持原來的序列。缺點是信道長時間 被占用，即使信道空閑時，他人也不能使用，造成信道被占用，即使信道空閑時，他人也不能使用，造成信道 利用率低；此外，在數(shù)據(jù)傳輸所花時間不太長的情況下，利用率低；此外，在數(shù)據(jù)傳輸所花時間不太長的情況下， 建立和拆除所用時間得不償失。因此，電路交換適用于建立和拆除所用時間得不償失。因此，電路交換適用于 系統(tǒng)間要求高質(zhì)量的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。系統(tǒng)間要求高質(zhì)量的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中

37、國鐵道出版社中國鐵道出版社31 2. 報文交換報文交換 報文交換的工作過程報文交換的工作過程 報文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報文，所謂報文就報文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報文，所謂報文就 是站點一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長度不限且可變。報是站點一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長度不限且可變。報 文交換不需要在兩個站點之間建立專用通路，傳送方式文交換不需要在兩個站點之間建立專用通路，傳送方式 采用采用“存儲存儲-轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)”方式。當(dāng)一個站點要發(fā)送報文時，方式。當(dāng)一個站點要發(fā)送報文時， 它先將一個目的地址附加到報文上，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點根據(jù)報文它先將一個目的地址附加到報文上，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點根據(jù)報文 上的目的地址信息，把報文發(fā)送到

38、下一個節(jié)點，一直逐上的目的地址信息，把報文發(fā)送到下一個節(jié)點，一直逐 個節(jié)點地轉(zhuǎn)送到目的的節(jié)點。每個節(jié)點在收下整個報文個節(jié)點地轉(zhuǎn)送到目的的節(jié)點。每個節(jié)點在收下整個報文 并檢測無誤后，就暫存這個報文，然后利用路由信息找并檢測無誤后，就暫存這個報文，然后利用路由信息找 出下一個節(jié)點的地址，再把整個報文傳送給下一個節(jié)點。出下一個節(jié)點的地址，再把整個報文傳送給下一個節(jié)點。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社32 報文交換與電路交換的比較報文交換與電路交換的比較 與電路交換比較，報文交換的主要優(yōu)點有：與電路交換比較，報文交換的主要優(yōu)點有：

39、 電路利用率高。電路利用率高。 在電路交換網(wǎng)路上，當(dāng)通信量變得很大時，就不在電路交換網(wǎng)路上，當(dāng)通信量變得很大時，就不 能接受新的呼叫，而在報文交換網(wǎng)絡(luò)上，通信量大時仍能接受新的呼叫，而在報文交換網(wǎng)絡(luò)上，通信量大時仍 然可以接收報文，不過傳送延遲會增加。然可以接收報文，不過傳送延遲會增加。 報文交換系統(tǒng)可以把一個報文發(fā)送到多個目的地，報文交換系統(tǒng)可以把一個報文發(fā)送到多個目的地， 而電路交換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點。而電路交換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點。 報文交換網(wǎng)絡(luò)可以進行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。報文交換網(wǎng)絡(luò)可以進行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵

40、道出版社中國鐵道出版社33 報文交換的主要缺點是：它不能滿足實時或交互式報文交換的主要缺點是：它不能滿足實時或交互式 的通信要求，報文經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延遲時間長，而且不固定。的通信要求，報文經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延遲時間長，而且不固定。 因此，這種方式不能用于語音連接，也不適合交互式終因此，這種方式不能用于語音連接，也不適合交互式終 端到計算機的連接。有時節(jié)點收到過多的報文而無空間端到計算機的連接。有時節(jié)點收到過多的報文而無空間 存儲或不能及時轉(zhuǎn)發(fā)時，就不得不丟棄報文，而且發(fā)出存儲或不能及時轉(zhuǎn)發(fā)時，就不得不丟棄報文，而且發(fā)出 的報文不按順序到達目的地。的報文不按順序到達目的地。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)

41、絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社34 3. 分組交換分組交換 在實際應(yīng)用中，為了使信道容量利用得更好，并降在實際應(yīng)用中，為了使信道容量利用得更好，并降 低節(jié)點中數(shù)據(jù)量的突發(fā)性，可以將報文交換改進為分組低節(jié)點中數(shù)據(jù)量的突發(fā)性，可以將報文交換改進為分組 交換，將一個報文分成若干個分組，每個分組規(guī)定一個交換，將一個報文分成若干個分組，每個分組規(guī)定一個 上限，典型的最大長度是數(shù)千位。上限，典型的最大長度是數(shù)千位。 虛電路分組交換虛電路分組交換 在虛電路在虛電路vc(virtual circuit)中，為進行數(shù)據(jù)傳輸，中，為進行數(shù)據(jù)傳輸， 網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點和目的節(jié)點之間

42、先要建立一條邏輯通路。網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點和目的節(jié)點之間先要建立一條邏輯通路。 無論何時，一個站都能和任何站建立多個虛電路。無論何時，一個站都能和任何站建立多個虛電路。 這種傳輸數(shù)據(jù)的邏輯通路就是虛電路，它之所以是這種傳輸數(shù)據(jù)的邏輯通路就是虛電路，它之所以是“虛虛” 的，是因這條電路不是專用的。每條虛電路支持特定的的，是因這條電路不是專用的。每條虛電路支持特定的 兩個端點之間的數(shù)據(jù)傳輸；每個端點之間也可有多條虛兩個端點之間的數(shù)據(jù)傳輸；每個端點之間也可有多條虛 電路為不同的進程服務(wù)，這些虛電路的實際路由可能相電路為不同的進程服務(wù)，這些虛電路的實際路由可能相 同，也可能不同。同，也可能不同。 計算機網(wǎng)絡(luò)基

43、礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社35 數(shù)據(jù)報方式分組交換數(shù)據(jù)報方式分組交換 在數(shù)據(jù)報方式中，每個分組的傳送是單獨處理的，就在數(shù)據(jù)報方式中，每個分組的傳送是單獨處理的，就 像報文交換中的報文一樣。每個分組稱為一個數(shù)據(jù)報，像報文交換中的報文一樣。每個分組稱為一個數(shù)據(jù)報， 每個數(shù)據(jù)報自身攜帶足夠的地址信息。一個節(jié)點接收到每個數(shù)據(jù)報自身攜帶足夠的地址信息。一個節(jié)點接收到 一個數(shù)據(jù)報后，根據(jù)數(shù)據(jù)報中的地址信息和節(jié)點所存儲一個數(shù)據(jù)報后，根據(jù)數(shù)據(jù)報中的地址信息和節(jié)點所存儲 的路由信息，找出一個合適的出路，把數(shù)據(jù)報原樣地發(fā)的路由信息，找出一個合適的出路

44、，把數(shù)據(jù)報原樣地發(fā) 送到下一個節(jié)點。因此，當(dāng)某一站點要發(fā)送一個報文時，送到下一個節(jié)點。因此，當(dāng)某一站點要發(fā)送一個報文時， 先把報文拆成若干個帶有序號和地址信息的數(shù)據(jù)報，依先把報文拆成若干個帶有序號和地址信息的數(shù)據(jù)報，依 次發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。此后，各數(shù)據(jù)報所走的路徑就可能次發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。此后，各數(shù)據(jù)報所走的路徑就可能 不再相同，因為各個節(jié)點隨時根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量、故障等情不再相同，因為各個節(jié)點隨時根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量、故障等情 況選擇路由，因此不能保證各個數(shù)據(jù)報按順序到達目的況選擇路由，因此不能保證各個數(shù)據(jù)報按順序到達目的 地，有的數(shù)據(jù)報甚至?xí)谕局衼G失。整個過程中，設(shè)有地，有的數(shù)據(jù)報甚至?xí)谕局衼G失。整個過

45、程中，設(shè)有 虛電路建立，但要為每個數(shù)據(jù)報進行路由選擇。虛電路建立，但要為每個數(shù)據(jù)報進行路由選擇。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社36 虛電路和數(shù)據(jù)報操作方式的比較：虛電路和數(shù)據(jù)報操作方式的比較： 虛電路分組交換適用于兩端之間的長時間數(shù)據(jù)交換，虛電路分組交換適用于兩端之間的長時間數(shù)據(jù)交換， 尤其是在交互式會話中每次傳送的數(shù)據(jù)很短的情況下，尤其是在交互式會話中每次傳送的數(shù)據(jù)很短的情況下， 可免去每個分組要有地址信息的額外開銷。它提供了更可免去每個分組要有地址信息的額外開銷。它提供了更 可靠的通信功能，保證每個分組正確到達，且保

46、持原來可靠的通信功能，保證每個分組正確到達，且保持原來 順序。還可對兩個數(shù)據(jù)端點的流量進行控制，接收方在順序。還可對兩個數(shù)據(jù)端點的流量進行控制，接收方在 來不及接收數(shù)據(jù)時，可以通知發(fā)送方暫緩發(fā)送分組。來不及接收數(shù)據(jù)時，可以通知發(fā)送方暫緩發(fā)送分組。 數(shù)據(jù)報分組交換省去了呼叫建立階段，它傳輸少量數(shù)據(jù)報分組交換省去了呼叫建立階段，它傳輸少量 分組時比虛電路方式簡便靈活。在數(shù)據(jù)報方式中，分組分組時比虛電路方式簡便靈活。在數(shù)據(jù)報方式中，分組 可以繞開故障區(qū)而到達目的地，因此，故障的影響面要可以繞開故障區(qū)而到達目的地，因此，故障的影響面要 比虛電路方式小得多，但數(shù)據(jù)報不保證分組的按順序到比虛電路方式小得多

47、，但數(shù)據(jù)報不保證分組的按順序到 達，數(shù)據(jù)的丟失也不會立即被發(fā)現(xiàn)。達，數(shù)據(jù)的丟失也不會立即被發(fā)現(xiàn)。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社37 4. 交換技術(shù)的比較交換技術(shù)的比較 不同的交換技術(shù)適用于不同的場合：不同的交換技術(shù)適用于不同的場合： 對于較輕和間歇式負載來說，報文交換是最合適的，對于較輕和間歇式負載來說，報文交換是最合適的， 可以通過撥號線路來實行通信；可以通過撥號線路來實行通信； 對于較重和持續(xù)的負載來說，使用租用的線路以電對于較重和持續(xù)的負載來說，使用租用的線路以電 路交換方式進行通信是合適的；路交換方式進行通信是合

48、適的； 對于必須交換中等到大量數(shù)據(jù)的情況，可用分組交對于必須交換中等到大量數(shù)據(jù)的情況，可用分組交 換方法。換方法。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社38 電路交換。在數(shù)據(jù)傳送開始之前必須先設(shè)置一條電路交換。在數(shù)據(jù)傳送開始之前必須先設(shè)置一條 專用的通路。在線路釋放之前，該通路由一對用戶完全專用的通路。在線路釋放之前，該通路由一對用戶完全 占有。對于猝發(fā)式的通信，電路交換效率不高。占有。對于猝發(fā)式的通信，電路交換效率不高。 報文交換。報文從源點傳送到目的地采用報文交換。報文從源點傳送到目的地采用“存儲存儲- 轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)”方式，在傳

49、送報文時，一個時刻僅占用一段通道。方式，在傳送報文時，一個時刻僅占用一段通道。 在交換節(jié)點中需要緩沖存儲，報文需要排隊，故報文交在交換節(jié)點中需要緩沖存儲，報文需要排隊，故報文交 換不能滿足實時通信的要求。換不能滿足實時通信的要求。 分組交換。交換方式和報文交換方式相類似，但分組交換。交換方式和報文交換方式相類似，但 報文被分成分組傳送，并規(guī)定了最大的分組長度。在數(shù)報文被分成分組傳送，并規(guī)定了最大的分組長度。在數(shù) 據(jù)報分組交換中，目的地需要重新組裝報文；在虛電路據(jù)報分組交換中，目的地需要重新組裝報文；在虛電路 分組交換中，數(shù)據(jù)傳送之前必須通過虛呼叫設(shè)置一條虛分組交換中，數(shù)據(jù)傳送之前必須通過虛呼叫

50、設(shè)置一條虛 電路。電路。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社39 現(xiàn)有的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)都采用分組交換技術(shù)，例如，我現(xiàn)有的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)都采用分組交換技術(shù)，例如，我 國的國的cnpac，美國的，美國的telenet，以及很多國家建立，以及很多國家建立 的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)都屬于這一類型。目前廣泛采用的的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)都屬于這一類型。目前廣泛采用的x.25協(xié)協(xié) 議就是由議就是由ccitt制定的分組交換協(xié)議。計算機網(wǎng)絡(luò)也制定的分組交換協(xié)議。計算機網(wǎng)絡(luò)也 都采用分組交換技術(shù)。由于在計算機網(wǎng)絡(luò)中，從源節(jié)點都采用分組交換技術(shù)。由于在計算機網(wǎng)絡(luò)中，從源節(jié)點 到

51、目的節(jié)點之間只有一條單一的通路，因此，不需要像到目的節(jié)點之間只有一條單一的通路，因此，不需要像 公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中那樣的路由選擇和交換功能。計算機網(wǎng)絡(luò)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中那樣的路由選擇和交換功能。計算機網(wǎng)絡(luò) 中也廣泛采用電路交換技術(shù)，計算機控制的電話交換機中也廣泛采用電路交換技術(shù)，計算機控制的電話交換機 cbx就是用電路交換技術(shù)構(gòu)成的計算機網(wǎng)絡(luò)。由于報就是用電路交換技術(shù)構(gòu)成的計算機網(wǎng)絡(luò)。由于報 文交換技術(shù)不能滿足實時通信要求，因此，在計算機網(wǎng)文交換技術(shù)不能滿足實時通信要求，因此，在計算機網(wǎng) 絡(luò)中不采用報文交換技術(shù)。絡(luò)中不采用報文交換技術(shù)。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著

52、編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社40 1. 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用 將傳輸媒體將傳輸媒體(如銅導(dǎo)線、光纖、無線媒體等如銅導(dǎo)線、光纖、無線媒體等)的物理頻的物理頻 帶劃分為許多子頻帶，每一個子頻帶中傳輸一路信號，帶劃分為許多子頻帶，每一個子頻帶中傳輸一路信號， 在同一媒體上同時傳送多路信號，這就是頻分多路復(fù)用。在同一媒體上同時傳送多路信號，這就是頻分多路復(fù)用。 如圖所示。如圖所示。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社41 2. 同步時分多路復(fù)用同步時分多路復(fù)用 時分多路復(fù)用就是將物理信道的傳輸時間分成許多時分多路復(fù)用就是將物

53、理信道的傳輸時間分成許多 固定大小的時間片，每一個時間片內(nèi)傳送一路信號。其固定大小的時間片，每一個時間片內(nèi)傳送一路信號。其 工作過程猶如一個轉(zhuǎn)換開關(guān)，使各路信號輪流接通、傳工作過程猶如一個轉(zhuǎn)換開關(guān)，使各路信號輪流接通、傳 輸，這種微觀上輸，這種微觀上(微秒數(shù)量級微秒數(shù)量級)的輪流接通，在宏觀上的輪流接通，在宏觀上(秒秒 數(shù)量級數(shù)量級)看起來就象多路信號同時通信。為每一路信號看起來就象多路信號同時通信。為每一路信號 分配固定時間片的方式稱為同步時分多路復(fù)用。分配固定時間片的方式稱為同步時分多路復(fù)用。 在寬帶網(wǎng)絡(luò)中，就是使用頻分多路復(fù)用與時分多路在寬帶網(wǎng)絡(luò)中，就是使用頻分多路復(fù)用與時分多路 復(fù)用的

54、混合技術(shù)，先將物理信道頻分復(fù)用成多個子信道，復(fù)用的混合技術(shù)，先將物理信道頻分復(fù)用成多個子信道， 再用時分多路復(fù)用技術(shù)將每個子信道進一步復(fù)用為更多再用時分多路復(fù)用技術(shù)將每個子信道進一步復(fù)用為更多 的時分子信道，從而極大地提高了物理線路的傳輸能力。的時分子信道，從而極大地提高了物理線路的傳輸能力。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社42 3. 異步時分多路復(fù)用技術(shù)異步時分多路復(fù)用技術(shù) 同步多路時分復(fù)用技術(shù)有一個明顯的不足，就是為同步多路時分復(fù)用技術(shù)有一個明顯的不足，就是為 每一路信號分配固定大小的時間片、而不管它是否需要每一路信號

55、分配固定大小的時間片、而不管它是否需要 傳輸信號及其需求量的大小，這樣必然造成一定的資源傳輸信號及其需求量的大小，這樣必然造成一定的資源 浪費。異步時分復(fù)用技術(shù)則是按需分配時間片的方式，浪費。異步時分復(fù)用技術(shù)則是按需分配時間片的方式， 對不傳輸信號的子信道不分配時間片，對傳輸數(shù)據(jù)量小對不傳輸信號的子信道不分配時間片，對傳輸數(shù)據(jù)量小 的子信道分配較少的時間片，而對傳輸數(shù)據(jù)量大的子信的子信道分配較少的時間片，而對傳輸數(shù)據(jù)量大的子信 道分配較多的時間片。當(dāng)某一時間內(nèi)多個子信道中只有道分配較多的時間片。當(dāng)某一時間內(nèi)多個子信道中只有 一個信道傳輸數(shù)據(jù)時，可獲得物理信道的最大傳輸率。一個信道傳輸數(shù)據(jù)時，可

56、獲得物理信道的最大傳輸率。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社43 1. 奇偶校驗碼奇偶校驗碼 最簡單、實用的差錯校驗編碼方法就是奇偶校驗碼，最簡單、實用的差錯校驗編碼方法就是奇偶校驗碼， 其基本思想是：在其基本思想是：在k(一般一般k=7或或8，下面為簡單起見，下面為簡單起見， 一律按一律按k=7敘述敘述)比特數(shù)據(jù)后面附加比特數(shù)據(jù)后面附加r(r=1)位校驗碼，位校驗碼， r位校驗碼由奇、偶校驗的方法和位校驗碼由奇、偶校驗的方法和k位數(shù)據(jù)的半加和位數(shù)據(jù)的半加和(二二 進制不進位加法進制不進位加法)決定。決定。 垂直奇偶校驗：垂

57、直奇偶校驗： 發(fā)送發(fā)送k=7位數(shù)據(jù)的同時，在加法器中求位數(shù)據(jù)的同時，在加法器中求k位數(shù)據(jù)的和，位數(shù)據(jù)的和， 7位數(shù)據(jù)發(fā)完后，一位校驗碼附加在位數(shù)據(jù)發(fā)完后，一位校驗碼附加在k位數(shù)據(jù)之后一并位數(shù)據(jù)之后一并 發(fā)出，接收方將發(fā)出，接收方將7+1位傳輸代碼求和后，與最后一位校位傳輸代碼求和后，與最后一位校 驗碼比較，相同則認為沒有出錯。驗碼比較，相同則認為沒有出錯。 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù) 張蒲生張蒲生 編著編著 中國鐵道出版社中國鐵道出版社44 水平奇偶校驗：水平奇偶校驗： 發(fā)送發(fā)送k=7位數(shù)據(jù)時，發(fā)送緩沖區(qū)中保留發(fā)送副本，發(fā)位數(shù)據(jù)時，發(fā)送緩沖區(qū)中保留發(fā)送副本，發(fā) 送送7組數(shù)據(jù)后，對組數(shù)據(jù)后，對7組數(shù)據(jù)的每一行