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計算機網路碼分復用的意思

發布時間:2024-04-20 17:09:01

A. 多路復用技術包含哪三個過程

多路復用技術分為以下四種:

1、頻分多路復用,特點是把電路或空間的頻帶資源分為多個頻段,並將其分配給多個用戶,每個用戶終端的數據通過分配給它的子通路傳輸。主要用於電話和電纜電視系統。

2、時分多路復用,特點是按傳輸的時間進行分割,將不同信號在不同時間內傳送。又包含兩種方式:同步時分復用和非同步時分復用。

3、波分多路復用,特點是對於光的頻分復用。做到用一根光纖來同時傳輸與多個頻率很接近的光波信號。

4、碼分多路復用,特點是每個用戶可在同一時間使用同樣的頻帶進行通信,是一種共享信道的方法。通信各方面之間不會相互干擾,且抗干擾能力強。

特點是每個用戶可在同一時間使用同樣的頻帶進行通信,是一種共享信道的方法。通信各方面之間不會相互干擾,且抗干擾能力強。

拓展資料:

一、多路復用技術:

多路復用技術是把多個低速信道組合成一個高速信道的技術,它可以有效的提高數據鏈路的利用率,從而使得一條高速的主幹鏈路同時為多條低速的接入鏈路提供服務,也就是使得網路干線可以同時運載大量的語音和數據傳輸。多路復用技術是為了充分利用傳輸媒體,人們研究了在一條物理線路上建立多個通信信道的技術。

多路復用技術的實質是,將一個區域的多個用戶數據通過發送多路復用器進行匯集,然後將匯集後的數據通過一個物理線路進行傳送,接收多路復用器再對數據進行分離,分發到多個用戶。多路復用通常分為頻分多路復用、時分多路復用、波分多路復用、碼分多址和空分多址。

二、基本原理:

頻分多路復用的基本原理是在一條通信線路上設置多個信道,每路信道的信號以不同的載波頻率進行調制,各路信道的載波頻率互不重疊,這樣一條通信線路就可以同時傳輸多路信號。

時分多路復用是以信道傳輸時間作為分割對象,通過多個信道分配互不重疊的時間片的方法來實現,因此時分多路復用更適用於數字信號的傳輸。它又分為同步時分多路復用和統計時分多路復用。

波分多路復用是光的頻分多路復用,它是在光學系統中利用衍射光柵來實現多路不同頻率光波信號的合成與分解。

碼分多路復用也是一種共享信道的方法,每個用戶可在同一時間使用同樣的頻帶進行通信,但使用的是基於碼型的分割信道的方法,即每個用戶分配一個地址碼,各個碼型互不重又疊,通信各方之間不會相互干擾,且抗干擾能力強。碼分多路復用技術主要用於無線通信系統,特別是移動通信系統。

它不僅可以提高通信的話音質量和數據傳輸的可靠性以及減少干擾對通信的影響,而且增大了通信系統的容量。筆記本電腦或個人數字助理(Personal Data Assistant, PDA) 以及掌上電腦(Handed Personal COmputer,HPC)等移動性計算機的聯網通信就是使用了這種技術。

B. 【山外筆記-計算機網路·第7版】第02章:物理層

[學習筆記]第02章_物理層-列印版.pdf

本章最重要的內容是:

(1)物理層的任務。

(2)幾種常用的信道復用技術。

(3)幾種常用的寬頻接入技術,主要是ADSL和FTTx。

1、物理層簡介

(1)物理層在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數據比特流,而不是指具體的傳輸媒體。

(2)物理層的作用是盡可能地屏蔽掉傳輸媒體和通信手段的差異。

(3)用於物理層的協議常稱為物理層規程(procere),其實物理層規程就是物理層協議。

2、物理層的主要任務 :確定與傳輸媒體的介面有關的一些特性。

(1)機械特性:指明介面所用接線器的形狀和尺寸、引腳數目和排列、固定和鎖定裝置等。

(2)電氣特性:指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的范圍。

(3)功能特性:指明某條線上出現的某一電平的電壓的意義。

(4)過程特性:指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。

3、物理層要完成傳輸方式的轉換。

(1)數據在計算機內部多採用並行傳輸方式。

(2)數據在通信線路(傳輸媒體)上的傳輸方式一般都是串列傳輸,即逐個比特按照時間順序傳輸。

(3)物理連接的方式:點對點、多點連接或廣播連接。

(4)傳輸媒體的種類:架空明線、雙絞線、對稱電纜、同軸電纜、光纜,以及各種波段的無線信道等。

1、數據通信系統的組成

一個數據通信系統可劃分為源系統(或發送端、發送方)、傳輸系統(或傳輸網路)和目的系統(或接收端、接收方)三大部分。

(1)源系統:一般包括以下兩個部分:

(2)目的系統:一般也包括以下兩個部分:

(3)傳輸系統:可以是簡單的傳輸線,也可以是連接在源系統和目的系統之間的復雜網路系統。

2、通信常用術語

(1)通信的目的是傳送消息(message),數據(data)是運送消息的實體。

(2)數據是使用特定方式表示的信息,通常是有意義的符號序列。

(3)信息的表示可用計算機或其他機器(或人)處理或產生。

(4)信號(signal)則是數據的電氣或電磁的表現。

3、信號的分類 :根據信號中代表消息的參數的取值方式不同

(1)模擬信號/連續信號:代表消息的參數的取值是連續的。

(2)數字信號/離散信號:代表消息的參數的取值是離散的。

1、信道

(1)信道一般都是用來表示向某一個方向傳送信息的媒體。

(2)一條通信電路往往包含一條發送信道和一條接收信道。

(3)單向通信只需要一條信道,而雙向交替通信或雙向同時通信則都需要兩條信道(每個方向各一條)。

2、通信的基本方式

(1)單向通信又稱為單工通信,只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。如無線電廣播、有線電廣播、電視廣播。

(2)雙向交替通信又稱為半雙工通信,即通信的雙方都可以發送信息,但不能雙方同時發送/接收。

(3)雙向同時通信又稱為全雙工通信,即通信的雙方可以同時發送和接收信息。

3、調制 (molation)

(1)基帶信號:來自信源的信號,即基本頻帶信號。許多信道不能傳輸基帶信號,必須對其進行調制。

(2)調制的分類

4、基帶調制常用的編碼方式 (如圖2-2)

(1)不歸零制:正電平代表1,負電平代表0。

(2)歸零制:正脈沖代表1,負脈沖代表0。

(3)曼徹斯特:編碼位周期中心的向上跳變代表0,位周期中心的向下跳變代表1。也可反過來定義。

(4)差分曼徹斯特:編碼在每一位的中心處始終都有跳變。位開始邊界有跳變代表0,而位開始邊界沒有跳變代表1。

5、帶通調制的基本方法

(1)調幅(AM)即載波的振幅隨基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於無載波或有載波輸出。

(2)調頻(FM)即載波的頻率隨基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於頻率f1或f2。

(3)調相(PM)即載波的初始相位隨基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於相位0度或180度。

(4)多元制的振幅相位混合調制方法:正交振幅調制QAM(Quadrature Amplitude Molation)。

1、信號失真

(1)信號在信道上傳輸時會不可避免地產生失真,但在接收端只要從失真的波形中能夠識別並恢復出原來的碼元信號,那麼這種失真對通信質量就沒有影響。

(2)碼元傳輸的速率越高,或信號傳輸的距離越遠,或雜訊干擾越大,或傳輸媒體質量越差,在接收端的波形的失真就越嚴重。

2、限制碼元在信道上的傳輸速率的因素

(1)信道能夠通過的頻率范圍

(2)信噪比

3、香農公式 (Shannon)

(1)香農公式(Shannon):C = W*log2(1+S/N) (bit/s)

(2)香農公式表明:信道的帶寬或信道中的信噪比越大,信息的極限傳輸速率就越高。

(3)香農公式指出了信息傳輸速率的上限。

(4)香農公式的意義:只要信息傳輸速率低於信道的極限信息傳輸速率,就一定存在某種辦法來實現無差錯的傳輸。

(5)在實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農的極限傳輸速率低不少,是因為香農公式的推導過程中並未考慮如各種脈沖干擾和在傳輸中產生的失真等信號損傷。

1、傳輸媒體

傳輸媒體也稱為傳輸介質或傳輸媒介,是數據傳輸系統中在發送器和接收器之間的物理通路。

2、傳輸媒體的分類

(1)導引型傳輸媒體:電磁波被導引沿著固體媒體(雙絞線、同軸電纜或光纖)傳播。

(2)非導引型傳輸媒體:是指自由空間,電磁波的傳輸常稱為無線傳輸。

1、雙絞線

(1)雙絞線也稱為雙扭線, 即把兩根互相絕緣的銅導線並排放在一起,然後用規則的方法絞合(twist)起來。絞合可減少對相鄰導線的電磁干擾。

(2)電纜:通常由一定數量的雙絞線捆成,在其外麵包上護套。

(3)屏蔽雙絞線STP(Shielded Twisted Pair):在雙絞線的外面再加上一層用金屬絲編織成的屏蔽層,提高了雙絞線抗電磁干擾的能力。價格比無屏蔽雙絞線UTP(Unshielded Twisted Pair)要貴一些。

(4)模擬傳輸和數字傳輸都可以使用雙絞線,其通信距離一般為幾到十幾公里。

(5)雙絞線布線標准

(6)雙絞線的使用

2、同軸電纜

(1)同軸電纜由內導體銅質芯線(單股實心線或多股絞合線)、絕緣層、網狀編織的外導體屏蔽層(也可以是單股的)以及保護塑料外層所組成。

(2)由於外導體屏蔽層的作用,同軸電纜具有很好的抗干擾特性,被廣泛用於傳輸較高速率的數據。

(3)同軸電纜主要用在有線電視網的居民小區中。

(4)同軸電纜的帶寬取決於電纜的質量。目前高質量的同軸電纜的帶寬已接近1GHz。

3、光纜

(1)光纖通信就是利用光導纖維(簡稱光纖)傳遞光脈沖來進行通信。有光脈沖為1,沒有光脈沖為0。

(2)光纖是光纖通信的傳輸媒體。

(3)多模光纖:可以存在多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸。光脈沖在多模光纖中傳輸時會逐漸展寬,造成失真,多模光纖只適合於近距離傳輸。

(4)單模光纖:若光纖的直徑減小到只有一個光的波長,則光纖就像一根波導那樣,可使光線一直向前傳播,而不會產生多次反射。單模光纖的纖芯很細,其直徑只有幾個微米,製造起來成本較高。

(5)光纖通信中常用的三個波段中心:850nm,1300nm和1550nm。

(6)光纜:一根光纜少則只有一根光纖,多則可包括數十至數百根光纖,再加上加強芯和填充物,必要時還可放入遠供電源線,最後加上包帶層和外護套。

(7)光纖的優點

1、無線傳輸

(1)無線傳輸是利用無線信道進行信息的傳輸,可使用的頻段很廣。

(2)LF,MF和HF分別是低頻(30kHz-300kHz)、中頻(300kHz-3MH z)和高頻(3MHz-30MHz)。

(3)V,U,S和E分別是甚高頻(30MHz-300MHz)、特高頻(300MHz-3GHz)、超高頻(3GHz-30GHz)和極高頻(30GHz-300GHz),最高的一個頻段中的T是Tremendously。

2、短波通信: 即高頻通信,主要是靠電離層的反射傳播到地面上很遠的地方,通信質量較差。

3、無線電微波通信

(1)微波的頻率范圍為300M Hz-300GHz(波長1m-1mm),但主要使用2~40GHz的頻率范圍。

(2)微波在空間中直線傳播,會穿透電離層而進入宇宙空間,傳播距離受到限制,一般只有50km左右。

(3)傳統的微波通信主要有兩種方式,即地面微波接力通信和衛星通信。

(4)微波接力通信:在一條微波通信信道的兩個終端之間建立若干個中繼站,中繼站把前一站送來的信號經過放大後再發送到下一站,故稱為「接力」,可傳輸電話、電報、圖像、數據等信息。

(5)衛星通信:利用高空的人造同步地球衛星作為中繼器的一種微波接力通信。

(6)無線區域網使用ISM無線電頻段中的2.4GHz和5.8GHz頻段。

(7)紅外通信、激光通信也使用非導引型媒體,可用於近距離的筆記本電腦相互傳送數據。

1、復用(multiplexing)技術原理

(1)在發送端使用一個復用器,就可以使用一個共享信道進行通信。

(2)在接收端再使用分用器,把合起來傳輸的信息分別送到相應的終點。

(3)復用器和分用器總是成對使用,在復用器和分用器之間是用戶共享的高速信道。

(4)分用器(demultiplexer)的作用:把高速信道傳送過來的數據進行分用,分別送交到相應的用戶。

2、最基本的復用

(1)頻分復用FDM(Frequency Division Multiplexing)

(2)時分復用TDM(Time Division Multiplexing):

3、統計時分復用STDM (Statistic TDM)

(1)統計時分復用STDM是一種改進的時分復用,能明顯地提高信道的利用率。

(2)集中器(concentrator):將多個用戶的數據集中起來通過高速線路發送到一個遠地計算機。

(3)統計時分復用使用STDM幀來傳送數據,每一個STDM幀中的時隙數小於連接在集中器上的用戶數。

(4)STDM幀不是固定分配時隙,而是按需動態地分配時隙,提高了線路的利用率。

(5)統計復用又稱為非同步時分復用,而普通的時分復用稱為同步時分復用。

(6)STDM幀中每個時隙必須有用戶的地址信息,這是統計時分復用必須要有的和不可避免的一些開銷。

(7)TDM幀和STDM幀都是在物理層傳送的比特流中所劃分的幀。和數據鏈路層的幀是完全不同的概念。

(8)使用統計時分復用的集中器也叫做智能復用器,能提供對整個報文的存儲轉發能力,通過排隊方式使各用戶更合理地共享信道。此外,許多集中器還可能具有路由選擇、數據壓縮、前向糾錯等功能。

1、波分復用WDM (Wavelength Division Multiplexing)

波分復用WDM是光的頻分復用,在一根光纖上用波長來復用兩路光載波信號。

2、密集波分復用DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)

密集波分復用DWDM是在一根光纖上復用幾十路或更多路數的光載波信號。

1、碼分復用CDM (Code Division Multiplexing)

(1)每一個用戶可以在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信。

(2)各用戶使用經過特殊挑選的不同碼型,因此各用戶之間不會造成干擾。

(3)碼分復用最初用於軍事通信,現已廣泛用於民用的移動通信中,特別是在無線區域網中。

2、碼分多址CDMA (Code Division Multiple Access)。

(1)在CDMA中,每一個比特時間再劃分為m個短的間隔,稱為碼片(chip)。通常m的值是64或128。

(2)使用CDMA的每一個站被指派一個唯一的m bit碼片序列(chip sequence)。

(3)一個站如果發送比特1,則發送m bit碼片序列。如果發送比特0,則發送該碼片序列的二進制反碼。

(4)發送信息的每一個比特要轉換成m個比特的碼片,這種通信方式是擴頻通信中的直接序列擴頻DSSS。

(5)CDMA系統給每一個站分配的碼片序列必須各不相同,並且還互相正交(orthogonal)。

(6)CDMA的工作原理:現假定有一個X站要接收S站發送的數據。

(7)擴頻通信(spread spectrum)分為直接序列擴頻DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)和跳頻擴頻FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)兩大類。

早起電話機用戶使用雙絞線電纜。長途干線採用的是頻分復用FDM的模擬傳輸方式,現在大都採用時分復用PCM的數字傳輸方式。現代電信網,在數字化的同時,光纖開始成為長途干線最主要的傳輸媒體。

1、早期的數字傳輸系統最主要的缺點:

(1)速率標准不統一。互不兼容的國際標准使國際范圍的基於光纖的高速數據傳輸就很難實現。

(2)不是同步傳輸。為了節約經費,各國的數字網主要採用准同步方式。

2、數字傳輸標准

(1)同步光纖網SONET(Synchronous Optical Network)

(2)同步數字系列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)

(3)SDH/SONET定義了標准光信號,規定了波長為1310nm和1550nm的激光源。在物理層定義了幀結構。

(4)SDH/SONET標準的制定,使北美、日本和歐洲三種不同的數字傳輸體制在STM-1等級上獲得了統一,第一次真正實現了數字傳輸體制上的世界性標准。

互聯網的發展初期,用戶利用電話的用戶線通過數據機連接到ISP,速率最高只能達到56kbit/s。

從寬頻接入的媒體來看,寬頻接入技術可以分為有線寬頻接入和無線寬頻接入兩大類。

1、非對稱數字用戶線ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

(1)ADSL技術是用數字技術對現有的模擬電話用戶線進行改造,使它能夠承載寬頻數字業務。

(2)ADSL技術把0-4kHz低端頻譜留給傳統電話使用,把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網使用。

(3)ADSL的ITU的標準是G.992.1(或稱G.dmt,表示它使用DMT技術)。

(4)「非對稱」是指ADSL的下行(從ISP到用戶)帶寬都遠遠大於上行(從用戶到ISP)帶寬。

(5)ADSL的傳輸距離取決於數據率和用戶線的線徑(用戶線越細,信號傳輸時的衰減就越大)。

(6)ADSL所能得到的最高數據傳輸速率還與實際的用戶線上的信噪比密切相關。

2、ADSL數據機的實現方案 :離散多音調DMT(Discrete Multi-Tone)調制技術

(1)ADSL在用戶線(銅線)的兩端各安裝一個ADSL數據機。

(2)「多音調」就是「多載波」或「多子信道」的意思。

(3)DMT調制技術採用頻分復用的方法,把40kHz-1.1MHz的高端頻譜劃分為許多子信道。

(4)當ADSL啟動時,用戶線兩端的ADSL數據機就測試可用的頻率、各子信道受到的干擾情況,以及在每一個頻率上測試信號的傳輸質量。

(5)ADSL能夠選擇合適的調制方案以獲得盡可能高的數據率,但不能保證固定的數據率。

3、數字用戶線接入復用器DSLAM (DSL Access Multiplexer)

(1)數字用戶線接入復用器包括許多ADSL數據機。

(2)ADSL數據機又稱為接入端接單元ATU(Access Termination Unit)。

(3)ADSL數據機必須成對使用,因此把在電話端局記為ATU-C,用戶家中記為ATU-R。

(4)ADSL最大的好處就是可以利用現有電話網中的用戶線(銅線),而不需要重新布線。

(5)ADSL數據機有兩個插口:

(6)一個DSLAM可支持多達500-1000個用戶。

4、第二代ADSL

(1)ITU-T已頒布了G系列標准,被稱為第二代ADSL,ADSL2。

(1)第二代ADSL通過提高調制效率得到了更高的數據率。

(2)第二代ADSL採用了無縫速率自適應技術SRA(Seamless Rate Adaptation),可在運營中不中斷通信和不產生誤碼的情況下,根據線路的實時狀況,自適應地調整數據率。

(3)第二代ADSL改善了線路質量評測和故障定位功能。

5、ADSL技術的變型 :xDSL

ADSL並不適合於企業,為了滿足企業的需要,產生了ADSL技術的變型:xDSL。

(1)對稱DSL(Symmetric DSL,SDSL):把帶寬平均分配到下行和上行兩個方向,每個方向的速度分別為384kbit/s或1.5Mbit/s,距離分別為5.5km或3km。

(2)HDSL(High speed DSL):使用一對線或兩對線的對稱DSL,是用來取代T1線路的高速數字用戶線,數據速率可達768KBit/s或1.5Mbit/s,距離為2.7-3.6km。

(3)VDSL(Very high speed DSL):比ADSL更快的、用於短距離傳送(300-1800m),即甚高速數字用戶線,是ADSL的快速版本。

1、光纖同軸混合網HFC (Hybrid Fiber Coax)

(1)光纖同軸混合網HFC是在有線電視網的基礎上改造開發的一種居民寬頻接入網。

(2)光纖同軸混合網HFC可傳送電視節目,能提供電話、數據和其他寬頻交互型業務。

(3)有線電視網最早是樹形拓撲結構的同軸電纜網路,採用模擬技術的頻分復用進行單向廣播傳輸。

2、光纖同軸混合網HFC的主要特點:

(1)HFC網把原有線電視網中的同軸電纜主幹部分改換為光纖,光纖從頭端連接到光纖結點(fiber node)。

(2)在光纖結點光信號被轉換為電信號,然後通過同軸電纜傳送到每個用戶家庭。

(3)HFC網具有雙向傳輸功能,而且擴展了傳輸頻帶。

(4)連接到一個光纖結點的典型用戶數是500左右,但不超過2000。

3、電纜數據機 (cable modem)

(1)模擬電視機接收數字電視信號需要把機頂盒(set-top box)的設備連接在同軸電纜和電視機之間。

(2)電纜數據機:用於用戶接入互聯網,以及在上行信道中傳送交互數字電視所需的一些信息。

(3)電纜數據機可以做成一個單獨的設備,也可以做成內置式的,安裝在電視機的機頂盒裡面。

(4)電纜數據機不需要成對使用,而只需安裝在用戶端。

(5)電纜數據機必須解決共享信道中可能出現的沖突問題,比ADSL數據機復雜得多。

信號在陸地上長距離的傳輸,已經基本實現了光纖化。遠距離的傳輸媒體使用光纜。只是到了臨近用戶家庭的地方,才轉為銅纜(電話的用戶線和同軸電纜)。

1、多種寬頻光纖接入方式FTTx

(1)多種寬頻光纖接入方式FTTx,x可代表不同的光纖接入地點,即光電轉換的地方。

(2)光纖到戶FTTH(Fiber To The Home):把光纖一直鋪設到用戶家庭,在光纖進入用戶後,把光信號轉換為電信號,可以使用戶獲得最高的上網速率。

(3)光纖到路邊FTTC(C表示Curb)

(4)光纖到小區FTTZ(Z表示Zone)

(5)光纖到大樓FTTB(B表示Building)

(6)光纖到樓層FTTF(F表示Floor)

(7)光纖到辦公室FTTO(O表示Office)

(8)光纖到桌面FTTD(D表示Desk)

2、無源光網路PON (Passive Optical Network)

(1)光配線網ODN(Optical Distribution Network):在光纖干線和廣大用戶之間,鋪設的轉換裝置,使得數十個家庭用戶能夠共享一根光纖干線。

(2)無源光網路PON(Passive Optical Network),即無源的光配線網。

(3) 無源:表明在光配線網中無須配備電源,因此基本上不用維護,其長期運營成本和管理成本都很低。

(4)光配線網採用波分復用,上行和下行分別使用不同的波長。

(5)光線路終端OLT( Optical Line Terminal)是連接到光纖干線的終端設備。

(6)無源光網路PON下行數據傳輸

(7)無源光網路PON上行數據傳輸

當ONU發送上行數據時,先把電信號轉換為光信號,光分路器把各ONU發來的上行數據匯總後,以TDMA方式發往OLT,而發送時間和長度都由OLT集中控制,以便有序地共享光纖主幹。

(8)從ONU到用戶的個人電腦一般使用乙太網連接,使用5類線作為傳輸媒體。

(9)從總的趨勢來看,光網路單元ONU越來越靠近用戶的家庭,即「光進銅退」。

3、無源光網路PON的種類

(1)乙太網無源光網路EPON(Ethernet PON)

(2)吉比特無源光網路GPON(Gigabit PON)

C. 頻分多路復用,時分多路復用,碼分多路復用,波分多路,各用於哪種場合

①頻分多路復用:適合於模擬信號的傳輸,如電話系統、電視系統。
②時分多路復用,分為同步時分多路復用和非同步時分多路復用: 適用於數字信號的傳輸,在計算機網路中的數據大多是突發性的,因此普遍應用於非同步時分多路復用技術來傳輸。
③波分多路復用:應用於全光纖組成的網路中,傳輸的是光信號,並按照光的波長區分信號。
④碼分多路復用:廣泛應用於移動通信和無線區域網中。

D. 計算機網路(2)| 物理層

首先要知道的是,物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數據比特流,而不是指具體的傳輸媒體。因為現在的計算機網路中的硬體設備和傳輸媒體的種類非常的多。而物理層的作用就是要盡可能地屏蔽掉這些不同的差異,從而使得物理層上面的數據鏈路層感覺不到這些差異,這樣就可以讓數據鏈路層「安心」的完成自己的本職工作而不必考慮網路的具體傳輸媒體和通信手段是什麼

物理層的主要任務描述為確定與傳輸媒體介面有關的一些特性,即以下幾個方面:
(1) 機械特性 :指明介面所用的接線器的形狀與尺寸,引腳數目和排列,固定和鎖定裝置等等
(2) 電氣特性 :指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的范圍。
(3) 功能特性 :指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。
(4) 過程特性 :指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。

因為物理連接的方式有很多,所以具體的物理協議的種類也有很多,從而傳輸媒體的種類也是非常之多,所以在介紹物理層時,我們應該先對「介面與通信」有一定的了解。

一個通信系統可以劃分為三大部分,即 源系統 傳輸系統 目的系統

首先介紹源系統,源系統一般包括以下兩個部分:
源點: 源點設備產生要傳輸的數據,例如從計算機的鍵盤輸入漢字,計算機產生輸出的數字比特流。源點又稱為 源站 或者 信源
發送器: 通常源點生成的數字比特流要通過發送器編碼後才能夠在傳輸系統中進行傳輸。最典型的發送器就是調制器,現在的很多計算器使用的都是內置的解調器(包括調制器和解調器)。

目的系統一般也包括以下兩個部分:
接收器: 接收傳輸系統傳送過來的信號,並把它轉換為能夠被目的設備處理的信息。典型的接收器就是解調器,
終點: 終點設備從接收器獲取傳送來的數字比特流,然後把信息輸出。終點又稱為 目的站 或者 信宿

在源系統和目的系統之間的傳輸系統可以是簡單的傳輸線,也可以是連接在源系統和目的系統之間的復雜網路系統。

然後我們要來辨別一下下面的常用術語:
消息: 指語音,文字,圖像等等。
數據: 指使用特定方式表示的信息,通常是有意義的符號序列。這種信息的表示可用計算機或其他機器處理或者產生。
信號: 指數據的電氣或電磁的表現。

根據信號中代表消息的參數的取值方式不同,信號可以分為以下兩大類:
(1)模擬信號: 代表消息的參數的取值是連續的。
(2)數字信號: 代表消息的參數的取值是離散的。

信道 是用來表示向某一個方向傳送消息的媒體,一條通信電路往往包含一條發送信道和一條接收信道。

從通信的雙方信息交互的方式來看,可以有以下三種基本方式:
(1)單向通信: 又稱為單工通信,即只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。無線電廣播或有線電廣播就是這種類型。
(2)雙向交替通信: 又稱為半雙工通信,即通信雙方都可以發送消息,但不能雙方同時發送(也不能同時接收)。這種通信方式是一方發送另一方接收。
(3)雙向同時通信: 也稱為全雙工通信,即通信雙方都可以同時發送和接收消息。

來自信源的信號稱為 基帶信號 。像計算機輸出的代表各種文字或文件的數據信號都屬於基帶信號。由於基帶信號往往包含有較多的低頻成分和直流成分,但是許多信道並不能傳輸這種低頻分量或是直流分量。所以為了解決這一問題,就必須對基帶信號進行 調制

調制主要是分為兩大類。一類是對基帶信號的波形進行變換,使它能夠與信道的特徵相適應,但是變換後的信號仍然是基帶信號,這一類的調制稱為 基帶調制 ,這一過程也被稱為編碼。還有一類調制則是需要使用載波進行調制,將基帶信號的頻率范圍搬移到較高的頻段,並轉換為模擬信號,這樣就能更好的在模擬信道中傳輸,經過載波調制的信號稱為帶通信號,而使用載波的調制稱為 帶通調制

不歸零制: 正電平代表1,負電平代表0。
歸零制: 正脈沖代表1,負脈沖代表0。
曼徹斯特編碼: 位周期中心的向上跳變代表0,位周期中心的向下跳變代表1,但是也可以反過來定義。
差分曼徹斯特編碼: 在每一位的中心處始終有跳變。位開始邊界有跳變代表0,而位開始邊界沒有跳變代表1。

調幅(AM): 即載波的振幅隨著基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於無載波或有載波的輸出。
調頻(FM): 即載波的頻率隨著基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於頻率的 f1 f2
調相(PM): 即載波的初始相位隨著基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於相位0度或180度。
當然,有時為了達到更高的信息傳輸速率,也必須採用技術上更為復雜但傳輸效果更好的混合調制方法,例如正交振幅調制等等。

限制信息在信道上的傳輸速率的因素主要是以下兩個。
(1)信道能夠通過的范圍頻率
具體信道所能通過的頻率范圍總是有限的。信號中的許多高頻分量往往不能通過信道,就是因為它的頻率超過了信道所能承受的最大頻率,因此就會造成失真現象。

(2)信噪比
雜訊存在於所有的電子設備和通信信道中。由於雜訊是隨機產生的,因此它的瞬時值有時會很大,所以雜訊會使接收端對碼元的判決產生錯誤。但是雜訊的影響是相對的,當信號較強時,雜訊的影響就相對較小。所以我們就要了解到 信噪比 的概念。信噪比就是指信號的平均功率和雜訊的平均功率之比,單位是分貝:

W是帶寬,S是信道內所傳信號的平均功率,N為信道內高斯雜訊的功率。香農公式指出:信道的帶寬或者信噪比越大,則信息的極限傳輸速率就越高。

傳輸媒體也稱傳輸介質或傳輸媒介。傳輸媒體大致可以分為兩大類: 導引型傳輸媒體和非導引型傳輸媒體 。下面來具體介紹。

雙絞線就是指將兩根互相絕緣的銅導線並排放在一起,然後用規則的方法絞合起來。絞合可以減少對相鄰導線的電磁干擾。電話系統是使用雙絞線最多的地方,從用戶電話機到交換機的雙絞線稱為 用戶線

模擬傳輸和數字傳輸都會用到雙絞線,其通信距離一般是為幾到幾十公里。

為了提高雙絞線的對抗電磁干擾能力,可以在雙絞線外面再加一層用金屬絲編織而成的屏蔽層,這就是屏蔽雙絞線。,簡稱為 STP

同軸電纜內由導體銅質芯線、絕緣層、網狀編織的外導體屏蔽層以及保護塑料外層組成。由於其特有的構造,所以同軸電纜有著良好的抗干擾特性,被廣泛用於傳輸較高速率的數據。目前同軸電纜主要用在有線電視網的信號傳輸當中。它的帶寬是取決於它的質量的。

光纖是光纜通信的傳輸媒體,由於可見光的頻率非常之高,因此一個光纖通信系統的傳輸帶寬遠遠大於目前其他各種傳輸媒體的帶寬。

當光纖從高折射率的傳輸媒體到低折射率的傳輸媒體時,其折射角就會大於入射角。因此如果當入射角足夠大時,就會產生全反射,光也就能沿著光纖傳輸下去。

正是由於上面的原理,所以只要將入射角的角度把握好,就能夠產生全反射來進行傳輸,這也就是光纖傳輸的原理。

光纖不僅具有通信容量大的特點,還有其他的一些特點:
1.傳輸損耗小。
2.抗雷電和電磁干擾性能好。
3.無串音干擾,保密性很高。
4.體積小,重量輕。

我們將自由空間稱為非導引型傳輸媒體,簡單來說就是指無線傳輸。無線傳輸可以使用的頻段很廣,人們已經利用了好幾個波段來進行通信,但是紫外線以及更高的波段現在暫時還是不能用於通信。

短波通信(高頻通信)主要是靠電離層的反射來進行傳輸。但是短波信道的通信質量較差,傳輸速率較低。

無線電微波通信在數據通信中佔有重要的地位。微波在空間中主要是以直線傳播。傳統的微波通信主要有兩種方式,即 地面微波接力通信和衛星通信

要使用某一段無線電頻譜進行通信,通常必須得到本國政府有關無線電頻譜管理機構的許可證。但是也有一些無線電頻段是可以自由使用的。例如ISM,各國的ISM標准可能略有差異。

復用是通信中的基本概念,它是指允許用戶使用一個共享信道來進行通信,達到降低成本,提高利用率的效果。

先來介紹 頻分復用FDM ,頻分復用是指將帶寬分為多份,用戶在分到一定的頻帶後,在通信過程中自始至終都佔用著這一條頻帶,也就是說頻分復用的用戶是在同樣的時間佔用不同的帶寬資源。

然後是 時分復用TDM ,它是指將時間劃分為一段段等長的時分復用幀(TDM幀)。每一個時分復用的用戶在每一個TDM幀中佔用固定序號的時隙。而每一個用戶所佔用的時隙是周期性地出現(其周期就是TDM幀的長度)。時分復用的所有用戶是在不同的時間佔用同樣的頻帶寬度。

最後是 統計時分復用STDM ,它是有一點類似於TDM的,只是STDM幀不是固定分配時隙,而是按需動態的分配時隙。因此統計時分復用可以提高線路的利用率。

波分復用WDM 就是光的頻分復用,也就是使用一根光纖來同時傳輸多個光載波信號。

碼分復用CDM 是另一種共享信道的方法。而人們更常使用碼分多址CDMA來稱呼它。這種復用方式的具體做法是可以讓每一個用戶在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信,由於各個用戶使用經過特殊的不同碼型,因此各用戶之間不會造成干擾。而且通過這種方式發送的信號具有很強的抗干擾能力,其頻譜類似於白雜訊,不容易被他人發現。

碼分復用的工作原理是將每一個比特時間再劃分為m個短的間隔,稱之為碼片。一般情況下m的值是64或128。

使用CDMA的每一個站被指派一個唯一的m bit碼片序列。一個站如果要發送比特1,則發送它自己的m bit碼片序列。如果要發送比特0,則發送該碼片序列的二進制反碼。舉例來說:

有時為了方便起見,我們會將碼片中的0寫為-1,1寫為+1。

現假定S站要發送信息的數據率為b bits/s,由於每一個比特要轉換成m個比特的碼片,因此S站實際上發送的數據率提高到mb bit/s,同時S站所佔用的頻帶寬度也提高到原來數值的m倍。這種方式就是 擴頻 的一種。擴頻通信通常有兩大類,一種是直接序列擴頻DSSS,另一種是跳頻擴頻FHSS。

CDMA系統的重要特點是每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同,並且還必須互相正交,並且在實用的系統中是使用偽隨機碼序列。

在早期的電話網當中,從電話局到用戶電話機的用戶線採用最廉價的雙絞線電纜,而長途干線採用的是頻分復用FDM的模擬傳輸方式。由於數字通信與模擬通信相比,無論數傳輸質量上還是從經濟上都有明顯的優勢,所以現在長途干線大都採用時分復用PCM的數字傳輸方式。

但是早期的數字傳輸系統有著許多的缺點,其中最主要的是以下兩個:
(1)速率標准不統一: 由於歷史的原因,多路復用的速率體系有兩個互不兼容的國際標准。所以國際范圍的基於光纖高速數據傳輸就很難實現。
(2)不是同步傳輸: 在過去各國的數字網主要是採用准同步的方式,所以當數據傳輸速率很高時,收發雙方的時鍾同步就成為很大的問題。

所以為了解決這些問題,美國推出了一個數字傳輸標准,叫做同步光纖網SONET。整個的同步網路的各級時鍾都來自一個非常精確的主時鍾。同時,SONET為光纖傳輸系統定義了同步傳輸的線路速率等級結構:

寬頻的接入技術主要包括有線寬頻接入和無線寬頻接入。在這里先來介紹有線寬頻接入。

ADSL技術的全稱是非對稱數字用戶線技術,具體指的是用數字技術對現有的模擬電話用戶線進行改造,使它能夠承載寬頻數字業務。具體來說ADSL技術就是把0-4 kHZ這一段低端頻譜留給傳統電話使用,而把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網使用。

ADSL的 傳輸距離 取決於數據率和用戶線的線徑(用戶線越細,信號傳輸時的衰減就越大)。而ADSL所能得到的最高數據傳輸速率還與實際的用戶線上的信噪比密切相關。

ADSL在 數據率 方面由於用戶在線的具體條件相差較大,因此ADSL採用自適應調制技術使用戶線能夠傳送盡可能高的數據率。當ADSL啟動時,用戶線兩端的ADSL數據機就測試可用的頻率、各子信道受到干擾的情況以及在每一個頻率上測試信號的傳輸質量。但是ADSL不能保證固定的數據率,所以對於用戶線很差的甚至無法開通ADSL。

基於ADSL的接入網由以下三大部分組成:數字用戶線接入復用器,用戶線和用戶家中的一些設施。

ADSL技術也在發展,現在已經有了更高速率的ADSL標准,稱之為 第二代ADSL ,第二代ADSL改進的地方主要是:
1. 通過提高調制效率得到了更高的數據率。
2. 採用了無縫速率自適應技術SRA,可在運營中不中斷通信和不產生誤碼的情況下,自適應的調整數據率。
3. 改善了線路質量評測和故障定位功能。

HFC網是目前覆蓋面很廣的有線電視網CATV的基礎上開發的一種居民寬頻接入網,除了可以傳送CATV外,還能提供電話、數據和其他寬頻交互型業務。

為了提高傳輸的質量,HFC網將原有線電視網中的同軸電纜主幹部分改換為光纖,而光纖從頭端連接到光纖結點,在光纖結點光信號被轉換為電信號,最後信號被送到每一個用戶的家庭。

FTTx是一種實現寬頻居民接入網的方案,代表多種寬頻接入的方式。這里的x代表不同的光纖接入地點,例如FTTH光纖到戶,FTTB光纖到大樓等等。

現在的長距離信號傳輸大都是採用光纖傳輸,只有在到了臨近用戶家中時,才將光纖轉換為銅纜。但是一個用戶是遠用不了一根光纖的通信容量,因此我們在光纖干線和用戶之間安裝一種轉換裝置即 光配線網 ,使得許多用戶能夠共享一根光纖的通信容量。由於光配線網無需使用電源,因此我們將其稱為無源光網路。

E. 計算機網路名詞解釋知識點簡答題整理

基帶傳輸:比特流直接向電纜發送,無需調制到不同頻段;

基帶信號:信源發出的沒有經過調制的原始電信號;

URL :統一資源定位符,標識萬維網上的各種文檔,全網范圍唯一;

傳輸時延:將分組的所有比特推向鏈路所需要的時間;

協議:協議是通信設備通信前約定好的必須遵守的規則與約定,包括語法、語義、定時等。

網路協議:對等層中對等實體間制定的規則和約定的集合;

MODEM :數據機;

起始(原始)伺服器:對象最初存放並始終保持其拷貝的伺服器;

計算機網路:是用通信設備和線路將分散在不同地點的有獨立功能的多個計算機系統互相連接起來,並通過網路協議進行數據通信,實現資源共享的計算機集合;

解調:將模擬信號轉換成數字信號;

多路復用:在一條傳輸鏈路上同時建立多條連接,分別傳輸數據;

默認路由器:與主機直接相連的一台路由器;

LAN :區域網,是一個地理范圍小的計算機網路;

DNS :域名系統,完成主機名與 IP 地址的轉換;

ATM :非同步傳輸模式,是建立在電路交換和分組交換基礎上的一種面向連接的快速分組交換技術;

Torrent :洪流,參與一個特定文件分發的所有對等方的集合;

Cookie :為了辨別用戶、用於 session 跟蹤等而儲存在用戶本地終端的數據;

SAP :服務訪問點;

n PDU : PDU 為協議數據單元,指對等層之間的數據傳輸單位;第 n 層的協議數據單元;

PPP :點對點傳輸協議;

Web caching :網頁緩存技術;

Web 緩存:代替起始伺服器來滿足 HTTP 請求的網路實體。

Proxy server :代理伺服器;

Go-back-n :回退 n 流水線協議;允許發送方連續發送分組,無需等待確認,若出錯,從出錯的分組開始重發;接收方接收數據分組,若正確,發 ACK ,若出錯,丟棄出錯分組及其後面的分組,不發任何應答;

Packet switching :分組交換技術;

CDMA :碼分多路復用技術;各站點使用不同的編碼,然後可以混合發送,接收方可正確提取所需信息;

TDM :時分多路復用,將鏈路的傳輸時間劃分為若干時隙,每個連接輪流使用不同時隙進行傳輸;

FDM :頻分多路復用,將鏈路傳輸頻段分成多個小的頻段,分別用於不同連接信息的傳送;

OSI :開放系統互連模型,是計算機廣域網體系結構的國際標准,把網路分為 7 層;

CRC :循環冗餘檢測法,事先雙方約定好生成多項式,發送節點在發送數據後附上冗餘碼,使得整個數據可以整除生成多項式,接收節點收到後,若能整除,則認為數據正確,否則,認為數據錯誤;

RIP :路由信息協議;

Socket (套接字):同一台主機內應用層和運輸層的介面;

轉發表:交換設備內,從入埠到出埠建立起來的對應表,主要用來轉發數據幀或 IP 分組;

路由表:路由設備內,從源地址到目的地址建立起來的最佳路徑表,主要用來轉發 IP 分組;

存儲轉發:分組先接收存儲後,再轉發出去;

虛電路網路:能支持實現虛電路通信的網路;

數據報網路:能支持實現數據報通信的網路;

虛電路:源和目的主機之間建立的一條邏輯連接,創建這條邏輯連接時,將指派一個虛電路標識符 VC.ID ,相關設備為它運行中的連接維護狀態信息;

毒性逆轉技術: DV 演算法中,解決計數到無窮的技術,即告知從相鄰路由器獲得最短路徑信息的相鄰路由器到目的網路的距離為無窮大;

加權公平排隊 WFQ :排隊策略為根據權值大小不同,將超出隊列的數據包丟棄;

服務原語:服務的實現形式,在相鄰層通過服務原語建立交互關系,完服務與被服務的過程;

透明傳輸:在無需用戶干涉的情況下,可以傳輸任何數據的技術;

自治系統 AS :由一組通常在相同管理者控制下的路由器組成,在相同的 AS 中,路由器可全部選用同樣的選路演算法,且擁有相互之間的信息;

分組丟失:分組在傳輸過程中因為種種原因未能到達接收方的現象;

隧道技術:在鏈路層或網路層通過對等協議建立起來的邏輯通信信道;

移動接入:也稱無線接入,是指那些常常是移動的端系統與網路的連接;

面向連接服務:客戶機程序和伺服器程序發送實際數據的分組前,要彼此發送控制分組建立連接;

無連接服務:客戶機程序和伺服器程序發送實際數據的分組前,無需彼此發送控制分組建立連接;

MAC 地址:網卡或網路設備埠的物理地址;

擁塞控制:當網路發生擁塞時,用響應的演算法使網路恢復到正常工作的狀態;

流量控制:控制發送方發送數據的速率,使收發雙方協調一致;

Ad Hoc 網路:自主網路,無基站;

往返時延:發送方發送數據分組到收到接收方應答所需要的時間;

電路交換:通信節點之間採用面向連接方式,使用專用電路進行傳輸;

ADSL :非同步數字用戶專線,採用不對稱的上行與下行傳輸速率,常用於用戶寬頻接入。

多播:組播,一對多通信;

路由器的組成包括:輸入埠、輸出埠、交換結構、選路處理器;

網路應用程序體系結構:客戶機 / 伺服器結構、對等共享、混合;

集線器是物理層設備,交換機是數據鏈路層設備,網卡是數據鏈路層設備,路由器是網路層設備;

雙絞線連接設備的兩種方法:直連線和交叉線,同種設備相連和計算機與路由器相連都使用交叉線;不同設備相連用直連線;

MAC 地址 6 位元組, IPv4 地址 4 位元組, IPv6 地址 16 位元組;

有多種方法對載波波形進行調制,調頻,調幅,調相;

IEEE802.3 乙太網採用的多路訪問協議是 CSMA/CD ;

自治系統 AS 內部的選路協議是 RIP 、 OSPF ;自治系統間的選路協議是 BGP ;

多路訪問協議:分三大類:信道劃分協議、隨機訪問協議、輪流協議;

信道劃分協議包括:頻分 FDM 、時分 TDM 、碼分 CDMA ;

隨機訪問協議包括: ALOHA 、 CSMA 、 CSMA/CD(802.3) 、 CSMA/CA(802.11) ;

輪流協議包括:輪詢協議、令牌傳遞協議

ISO 和 OSI 分別是什麼單詞的縮寫,中文意思是什麼?用自己的理解寫出 OSI 分成哪七層?每層要解決的問題和主要功能是什麼?

答:ISO:international standard organization 國際標准化組織;OSI:open system interconnection reference model 開放系統互連模型;

OSI分為 應用層、表示層、會話層、傳輸層、網路層、數據鏈路層、物理層;

層名稱解決的問題主要功能

應用層實現特定應用選擇特定協議;針對特定應用規定協議、時序、表示等,進行封裝。在端系統中用軟體來實現,如HTTP;

表示層壓縮、加密等表示問題;規定數據的格式化表示,數據格式的轉換等;

會話層會話關系建立,會話時序控制等問題;規定通信的時序;數據交換的定界、同步、建立檢查點等;

傳輸層源埠到目的埠的傳輸問題;所有傳輸遺留問題:復用、流量、可靠;

網路層路由、擁塞控制等網路問題;IP定址,擁塞控制;

數據鏈路層相鄰節點無差錯傳輸問題;實現檢錯與糾錯,多路訪問,定址;

物理層物理上可達;定義機械特性,電氣特性,功能特性等;

網際網路協議棧分層模型及每層的功能。

分層的優點:使復雜系統簡化,易於維護和更新;

分層的缺點:有些功能可能在不同層重復出現;

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假設一個用戶 ( 郵箱為: [email protected]) 使用 outlook 軟體發送郵件到另一個用戶 ( 郵箱為: [email protected]) ,且接收用戶使用 IMAP 協議收取郵件,請給出此郵件的三個傳輸階段,並給出每個階段可能使用的應用層協議。

用戶 [email protected] 使用outlook軟體發送郵件到 163 郵件伺服器

163郵件伺服器將郵件發送給用戶 [email protected] 的yahoo郵件伺服器

用戶 [email protected] 使用IMAP協議從yahoo郵件伺服器上拉取郵件

第1、2階段可以使用SMTP協議或者擴展的SMTP協議:MIME協議,第3階段可以使用IMAP、POP3、HTTP協議

三次握手的目的是什麼?為什麼要三次(二次為什麼不行)?

為了實現可靠數據傳輸,TCP協議的通信雙方,都必須維護一個序列號,以標識發送出去的數據包中,哪些是已經被對方收到的。三次握手的過程即是通信雙方相互告知序列號起始值,並確認對方已經收到了序列號起始值的必經步驟。

如果只是兩次握手,至多隻有連接發起方的起始序列號能被確認,另一方選擇的序列號則得不到確認。

選擇性重傳 (SR) 協議中發送方窗口和接收方窗口何時移動?分別如何移動?

發送方:當收到ACK確認分組後,若該分組的序號等於發送基序號時窗口發生移動;向前移動到未確認的最小序號的分組處;

接收方:當收到分組的序號等於接收基序號時窗口移動;窗口按交付的分組數量向前移動;

簡述可靠傳輸協議 rdt1.0, rdt2.0, rdt2.1, rdt2.2 和 rdt3.0 在功能上的區別。

rdt1.0:經可靠信道上的可靠數據傳輸,數據傳送不出錯不丟失,不需要反饋。

rdt2.0(停等協議):比特差錯信道上的可靠數據傳輸,認為信道傳輸的數據可能有比特差錯,但不會丟包。接收方能進行差錯檢驗,若數據出錯,發送方接收到NAK之後進行重傳。

rdt2.1:在rdt2.0的基礎上增加了處理重復分組的功能,收到重復分組後,再次發送ACK;

rdt2.2:實現無NAK的可靠數據傳輸,接收方回發帶確認號的ACK0/1,

收到出錯分組時,不發NAK,發送接收到的上一個分組的ACK;

rdt3.0:實現了超時重發功能,由發送方檢測丟包和恢復;

電路交換和虛電路交換的區別?哪些網路使用電路交換、報文交換、虛電路交換和數據報交換?請各舉一個例子。

電路交換時整個物理線路由通訊雙方獨占;

虛電路交換是在電路交換的基礎上增加了分組機制,在一條物理線路上虛擬出多條通訊線路。

電路交換:電話通信網

報文交換:公用電報網

虛電路交換:ATM

數據報交換:Internet

電路交換:面向連接,線路由通信雙方獨占;

虛電路交換:面向連接,分組交換,各分組走統一路徑,非獨占鏈路;

數據報交換:無連接,分組交換,各分組走不同路徑;

交換機逆向擴散式路徑學習法的基本原理:

交換表初始為空;

當收到一個幀的目的地址不在交換表中時,將該幀發送到所有其他介面(除接收介面),並在表中記錄下發送節點的信息,包括源MAC地址、發送到的介面,當前時間;

如果每個節點都發送了一幀,每個節點的地址都會記錄在表中;

收到一個目的地址在表中的幀,將該幀發送到對應的介面;

表自動更新:一段時間後,沒有收到以表中某個地址為源地址的幀,從表中刪除該地址;

非持久 HTTP 連接和持久 HTTP 連接的不同:

非持久HTTP連接:每個TCP連接只傳輸一個web對象,只傳送一個請求/響應對,HTTP1.0使用;

持久HTTP連接:每個TCP連接可以傳送多個web對象,傳送多個請求/響應對,HTTP1.1使用;

Web 緩存的作用是什麼?簡述其工作過程:

作用:代理原始伺服器滿足HTTP請求的網路實體;

工作過程:

瀏覽器:與web緩存建立一個TCP連接,向緩存發送一個該對象的HTTP請求;

Web緩存:檢查本地是否有該對象的拷貝;

若有,就用HTTP響應報文向瀏覽器轉發該對象;

若沒有,緩存與原始伺服器建立TCP連接,向原始伺服器發送一個該對象的HTTP請求,原始伺服器收到請求後,用HTTP響應報文向web緩存發送該對象,web緩存收到響應,在本地存儲一份,並通過HTTP響應報文向瀏覽器發送該對象;

簡要說明無線網路為什麼要用 CSMA/CA 而不用 CSMA/CD ?

無線網路用無線信號實施傳輸,現在的技術還無法檢測沖突,因此無法使用帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協議CSMA/CD,而使用沖突避免的載波偵聽多路訪問協議CSMA/CA;

簡述各種交換結構優缺點,並解釋線頭 HOL 阻塞現象。

內存交換結構:以內存為交換中心;

       優點:實現簡單,成本低;

       缺點:不能並行,速度慢;

匯流排交換結構:以共享匯流排為交換中心;

       優點:實現相對簡單,成本低;

       缺點:不能並行,速度慢,不過比memory快;

縱橫制:以交叉陣列為交換中心;

       優點:能並行,速度快,比memory和匯流排都快;

       缺點:實現復雜,成本高;

線頭HOL阻塞:輸入隊列中後面的分組被位於線頭的一個分組阻塞(即使輸出埠是空閑的),等待交換結構發送;

CSMA/CD 協議的中文全稱,簡述其工作原理。

帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協議;

在共享信道網路中,發送節點發送數據之前,先偵聽鏈路是否空閑,若空閑,立即發送,否則隨機推遲一段時間再偵聽,在傳輸過程中,邊傳輸邊偵聽,若發生沖突,以最快速度結束發送,並隨機推遲一段時間再偵聽;

奇偶校驗、二維奇偶校驗、 CRC 校驗三者比較:

奇偶校驗能檢測出奇數個差錯;

二維奇偶校驗能夠檢測出兩個比特的錯誤,能夠糾正一個比特的差錯;

CRC校驗能檢測小於等於r位的差錯和任何奇數個差錯;

GBN 方法和 SR 方法的差異:

GBN:一個定時器,超時,重發所有已發送未確認接收的分組,發送窗口不超過2的k次方-1,接收窗口大小為1,採用累計確認,接收方返回最後一個正確接受的分組的ACK;

SR:多個定時器,超時,只重發超時定時器對應的分組,發送窗口和接收窗口大小都不超過2的k-1次方,非累計確認,接收方收到當前窗口或前一窗口內正確分組時返回對應的ACK;

F. 計算機網路之五層協議

一:概述

計算機網路 (網路)把許多 計算機 連接在一起,而 互聯網 則把許多網路連接在一起,是 網路的網路 。網際網路是世界上最大的互聯網。

以小寫字母i開始的internet( 互聯網或互連網 )是 通用 名詞,它泛指由多個計算機網路互連而成的網路。在這些網路之間的通信協議(通信規則)可以是 任意 的。

以大寫字母I開始的Interent( 網際網路 )是 專有 名詞,它指當前全球最大的、開放的、由眾多網路相互連接而成的特定計算機網路,它採用的是 TCP/IP 協議族 作為通信規則,且其前身是美國的 ARPANET 。

網際網路現在採用 存儲轉發 的 分組交換 技術,以及三層網際網路服務提供者(ISP)結構。

網際網路按 工作方式 可以劃分為 邊緣 部分和 核心 部分,主機在網路的邊緣部分,作用是進行信息處理。 路由器 是在網路的核心部分,作用是:按存儲轉發方式進行 分組交換 。

計算機通信是計算機的 進程 (運行著的程序)之間的通信,計算機網路採用 通信方式 :客戶–伺服器方式和對等連接方式(P2P方式)

按作用 范圍 不同,計算機網路分為:廣域網WAN,城域網MAN,區域網LAN和個人區域網PAN。

五層協議 的體系結構由:應用層,運輸層,網路層,數據鏈路層和物理層。

<1>:應用層 : 是體系結構中的最高層,應用層的任務是 通過應用進程間的交互來完成特定網路應用 。應用層協議定義的是 應用進程間通信和交互的規則 。

<2>:運輸層 :任務是負責向 兩個主機中的進程之間的通信提供可靠的端到端服務 ,應用層利用該服務傳送應用層報文。

TCP :提供面向連接的,可靠的數據傳輸服務,其數據傳輸的單位是報文段。

UDP :提供無連接的,盡最大努力的數據傳輸服務,不保證數據傳輸的可靠性。

<3>網路層: 網路層的任務就是要選擇合適的路由,在發送數據時, 網路層把運輸層產生的報文段或者用戶數據報 封裝 成分組或包進行交付給目的站的運輸層。

<4>數據鏈路層: 數據鏈路層的任務是在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地傳送以幀(frame)為單位的數據。每一幀包括數據和必要的控制信息。

<5>:物理層: 物理層的任務就是 透明 地傳送比特流,物理層還要確定連接電纜插頭的 定義 及 連接法 。

運輸層最重要的協議是:傳輸控制協議 TCP 和用戶數據報協議 UDP ,而網路層最重要的協議是網路協議 IP 。

分組交換的優點:高效、靈活、迅速、可靠。

網路協議主要由三個要素組成:   (1)語法:即數據和控制信息的結構或者格式; (2)語義:即需要發出何種控制信息,完成何種動作以及做出何種響應。 (3)同步:即事件實現順序的詳細說明。

二:物理層

物理層的主要任務:描述為確定與 傳輸媒體 的 介面 有關的一些特性。

機械特性 :介面所用接線器的形狀和尺寸,引腳數目和排列,固定和鎖定裝置等,平時常見的各種規格的插件都有嚴格的 標准化的規定 。

電氣特性 :介面電纜上的各條線上出現的電壓 范圍 。

功能特性 :某條線上出現的某一電平的點電壓表示何種 意義 ;

過程特性 :指明對不同功能的各種可能事件的出現 順序 。

通信的目的 是: 傳送消息 , 數據 是運送消息的 實體 。 信號 是數據的電氣或電磁的表現。

根據信號中代表 參數 的取值方式不同。 信號分為 : 模擬信號 (連續無限)+ 數字信號 (離散有限)。代表數字信號不同的離散數值的基本波形稱為 碼元 。

通信 的雙方信息交互的方式來看,有三中 基本方式 :

單向 通信(廣播)

雙向交替 通信(**半雙工**_對講機)

雙向同時 通信( 全雙工 _電話)

調制 :來自信源的信號常稱為基帶信號。其包含較多低頻成分,較多信道不能傳輸低頻分量或直流分量,需要對其進行調制。

調制分為 兩大類 : 基帶調制 (僅對波形轉換,又稱 編碼 ,D2D)+ 帶通調制 (基帶信號頻率范圍搬移到較高頻段, 載波 調制,D2M)。

編碼方式 :

不歸零制 (正電平1/負0)

歸零制度 (正脈沖1/負0)

曼徹斯特編碼 (位周期中心的向上跳變為0/下1)

差分曼徹斯特編碼 (每一位中心處有跳變,開始辯解有跳變為0,無跳變1)

帶通調制方法 : 調 幅 ( AM ):(0, f1) 。調 頻 ( FM ):(f1, f2) 。調 相 ( PM ):(0 , 180度) 。

正交振幅調制(QAM)物理層 下面 的 傳輸媒體 (介質): 不屬於任何一層 。包括有: 引導性傳輸媒體 :雙絞、同軸電纜、光纜 、 非引導性傳輸媒體 :短波、微波、紅外線。

信道復用技術 : 頻分復用 :(一樣的時間佔有不不同資源) ; 時分復用 :(不同時間使用同樣資源) ;統計時分復用、波分復用(WDM)、碼分復用(CDM)。

寬頻接入技術 : 非對稱數字用戶線 ADSL (Asymmetric Digital Subcriber Line)(用數字技術對現有的模擬電話用戶線進行改造)

三:數據鏈路層

數據鏈路層使用的 信道 有 兩種類型: * 點對點(PPP) 信道+ 廣播*信道

點對點信道的數據鏈路層的協議數據單元- -幀

數據鏈路層協議有許多, 三個基本問題 是共同的

封裝成楨

透明傳輸

差錯檢測

區域網的數據鏈路層拆成兩個子層,即 邏輯鏈路層(LLC) 子層+ 媒體接入控制(MAC) 子層;

適配器的作用:

計算機與外界區域網的連接是通過通信適配器,適配器本來是主機箱內插入的一塊網路介面板,又稱網路介面卡,簡稱( 網卡 )。

乙太網採用 無連接 的工作方式,對發送的數據幀 不進行編號 ,也不要求對方發回確認,目的站收到差錯幀就丟掉。

乙太網採用的協議是:具有 沖突檢測 的 載波監聽多點接入 ( CSMA/CD )。協議的要點是: 發送前先監聽,邊發送邊監聽,一旦發現匯流排出現了碰撞,就立即停止發送。

乙太網的硬體地址 , MAC 地址實際上就是適配器地址或者適配器標識符。 48位長 , 乙太網最短幀長:64位元組。爭用期51.2微秒。

乙太網適配器有 過濾 功能:只接收 單播幀,廣播幀,多播幀 。

使用 集線器 可以在 物理層 擴展乙太網(半雙工),使用 網橋 可以在 數據鏈路層 擴展乙太網(半雙工),網橋轉發幀時, 不改變幀 的源地址。網橋 優點 :對幀進行轉發過濾,增大 吞吐量 。擴大網路物理范圍,提高 可靠 性,可 互連 不同物理層,不同MAC子層和不同速率的乙太網。 網橋 缺點 :增加時延,可能產生廣播風暴。

透明網橋 : 自學習 辦法處理接收到的幀。

四:網路層

TCP/IP 體系中的網路層向上只提供簡單靈活的、無連接,盡最大努力交付的數據報服務。網路層不提供服務質量的承諾,不保證分組交付的時限, 進程 之間的通信的 可靠性 由 運輸層 負責。

一個IP地址在整個網際網路范圍內是唯一的,分類的 IP地址 包括A類( 1~126 )、B類( 128~191 )、C類( 192~223 單播地址)、D類( 多播 地址)。

分類的IP地址由 網路號欄位 和 主機號欄位 組成。

物理地址(硬體地址)是數據鏈路層和物理層使用的地址,而 IP 地址是網路層和以上各層使用的地址,是一種 邏輯地址 ,數據鏈路層看不見數據報的IP地址。

IP首部中的 生存時間 段給出了IP數據報在網際網路中經過的 最大路由器數 ,可防止IP數據報在互聯網中無限制的 兜圈 子。

地址解析協議 ARP(Address Resolution Protocol) 把IP地址解析為 硬體地址 ,它解決 同一個區域網的主機或路由器的IP地址和硬體地址的映射問題 ,是一種解決地址問題的協議。以目標IP地址為線索,用來定位一個下一個應該接收數據分包的網路設備對應的MAC地址。如果目標主機不再同一鏈路上時,可以通過ARP查找下一跳路由器的MAC地址,不過ARP只適用於IPV4,不能用於IPV6,IPV6中可以用ICMPV6替代ARP發送鄰居搜索消息。

路由選擇協議有兩大類: 內部網關 協議(RIP和OSPE)和 外部網關 協議(BGP-4)。

網際控制報文協議 ICMP (Internet Control Message Protocol )控制報文協議。是IP層協議,ICMP報文作為IP數據報的數據,加上首部後組成IP數據報發送出去,使用ICMP並不是實現了可靠傳輸。ICMP允許主機或者路由器 報告差錯 情況和 提供有關異常 的情況報告。

ICMP是一個重要應用是分組網間探測 PING

與單播相比,在一對多的通信中,IP多播可大大節約網路資源, IP多播使用D類地址,IP多播需要使用 網際組管理協議IGMP 和多播路由選擇協議。

五: 運輸層

網路層為主機之間提供邏輯通信,運輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信。

運輸層有兩個協議 TCP和UDP

運輸層用一個 16位 埠號來標志一個埠。

UDP特點 :無連接、盡最大努力交付、面向報文、無擁塞控制、支持一對一,多對一,一對多,多對多的交互通信。首部開銷小。

TCP特點: 面向連接,每一條TCP連接只能是點對點、提供可靠的交付服務,提供全雙工通信、面向位元組流。

TCP用主機的IP地址加上主機上的埠號作為TCP連接的端點,這樣的端點就叫 套接字 。

流量控制 是一個 端到端 的問題,是接收端抑制發送端發送數據的速率,以方便接收端來得及接收。 擁塞控制 是一個全局性過程,涉及到所有的主機,所有的路由器,以及與降低網路傳輸性能有關的所有因素。

TCP擁塞控制採用四種演算法: 慢開始、擁塞避免、快重傳、快恢復 。

傳輸有 三個連接 :連接建立、數據傳送、連接釋放。

TCP連接建立採用三次握手機制,連接釋放採用四次握手機制。

六:應用層

文件傳送協議FTP 使用 TCP 可靠傳輸服務。FTP使用客戶伺服器方式,一個FTP伺服器進程可同時為多個客戶進程提供服務。在進行文件傳輸時,FTP的客戶和伺服器之間要建立兩個並行的TCP連接,控制連接和數據連接,實際用於傳輸文件的是 數據連接 。

萬維網 WWW 是一個大規模,聯機式的信息儲藏所,可以方便從網際網路上一個站點鏈接到另一個站點。

萬維網使用 統一資源定位符URL 來標志萬維網上的各種文檔,並使每一個文檔在整個網際網路的范圍內具有唯一的標識符 URL 。

G. 計算機網路題,碼分復用問題

用結果的各位與各站點的各位相乘後相加,結果如下:
A:1-1+3+1-1+3+1+1=8

B:1-1-3-1-1-3+1-1=-8
C:1+1+3+1-1-3-1-1=0
D:1+1+3-1+1+3+1-1=8
故A點發送的是1,B點發送的是0,C點沒有發送,D點發送的是1.

H. 計算機網路(三)數據鏈路層

結點:主機、路由器

鏈路:網路中兩個結點之間的物理通道,鏈路的傳輸介質主要有雙絞線、光纖和微波。分為有線鏈路、無線鏈路。

數據鏈路:網路中兩個結點之間的邏輯通道,把實現控制數據傳輸協議的硬體和軟體加到鏈路上就構成數據鏈路。

幀:鏈路層的協議數據單元,封裝網路層數據報。

數據鏈路層負責通過一條鏈路從一個結點向另一個物理鏈路直接相連的相鄰結點傳送數據報。

數據鏈路層在物理層提供服務的基礎上向網路層提供服務,其最基本的服務是將源自網路層來的數據可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網路層。其主要作用是加強物理層傳輸原始比特流的功能,將物理層提供的可能出錯的物理連接改造成為 邏輯上無差錯的數據鏈路 ,使之對網路層表現為一條無差錯的鏈路。

封裝成幀就是在一段數據的前後部分添加首部和尾部,這樣就構成了一個幀。接收端在收到物理層上交的比特流後,就能根據首部和尾部的標記,從收到的比特流中識別幀的開始和結束。首部和尾部包含許多的控制信息,他們的一個重要作用:幀定界(確定幀的界限)。

幀同步:接收方應當能從接收到的二進制比特流中區分出幀的起始和終止。

組幀的四種方法:

透明傳輸是指不管所傳數據是什麼樣的比特組合,都應當能夠在鏈路上傳送。因此,鏈路層就「看不見」有什麼妨礙數據傳輸的東西。

當所傳數據中的比特組合恰巧與某一個控制信息完全一樣時,就必須採取適當的措施,使收方不會將這樣的數據誤認為是某種控制信息。這樣才能保證數據鏈路層的傳輸是透明的。

概括來說,傳輸中的差錯都是由於雜訊引起的。

數據鏈路層編碼和物理層的數據編碼與調制不同。物理層編碼針對的是單個比特,解決傳輸過程中比特的同步等問題,如曼徹斯特編碼。而數據鏈路層的編碼針對的是一組比特,它通過冗餘碼的技術實現一組二進制比特串在傳輸過程是否出現了差錯。

較高的發送速度和較低的接收能力的不匹配,會造成傳輸出錯,因此流量控制也是數據鏈路層的一項重要工作。數據鏈路層的流量控制是點對點的,而傳輸層的流量控制是端到端的。

滑動窗口有以下重要特性:

若採用n個比特對幀編號,那麼發送窗口的尺寸W T 應滿足: 。因為發送窗口尺寸過大,就會使得接收方無法區別新幀和舊幀。

每發送完一個幀就停止發送,等待對方的確認,在收到確認後再發送下一個幀。

除了比特出差錯,底層信道還會出現丟包 [1] 問題

「停止-等待」就是每發送完一個分組就停止發送,等待對方確認,在收到確認後再發送下一個分組。其操作簡單,但信道利用率較低

信道利用率是指發送方在一個發送周期內,有效地發送數據所需要的時間占整個發送周期的比率。即

GBN發送方:

GBN接收方:

因連續發送數據幀而提高了信道利用率,重傳時必須把原來已經正確傳送的數據幀重傳,是傳送效率降低。

設置單個確認,同時加大接收窗口,設置接收緩存,緩存亂序到達的幀。

SR發送方:

SR接收方:

發送窗口最好等於接收窗口。(大了會溢出,小了沒意義),即

傳輸數據使用的兩種鏈路

信道劃分介質訪問控制將使用介質的每個設備與來自同一通信信道上的其他設備的通信隔離開來,把時域和頻域資源合理地分配給網路上的設備。

當傳輸介質的帶寬超過傳輸單個信號所需的帶寬時,人們就通過在一條介質上同時攜帶多個傳輸信號的方法來提高傳輸系統的利用率,這就是所謂的多路復用,也是實現信道劃分介質訪問控制的途徑。多路復用技術把多個信號組合在一條物理信道上進行傳輸,使多個計算機或終端設備共享信道資源,提高了信道的利用率。信道劃分的實質就是通過分時、分頻、分碼等方法把原來的一條廣播信道,邏輯上分為幾條用於兩個結點之間通信的互不幹擾的子信道,實際上就是把廣播信道轉變為點對點信道。

頻分多路復用是一種將多路基帶信號調制到不同頻率載波上,再疊加形成一個復合信號的多路復用技術。在物理信道的可用帶寬超過單個原始信號所需帶寬的情況下,可將該物理信道的總帶寬分割成若千與傳輸單個信號帶寬相同(或略寬)的子信道,每個子信道傳輸一種信號,這就是頻分多路復用。

每個子信道分配的帶寬可不相同,但它們的總和必須不超過信道的總帶寬。在實際應用中,為了防止子信道之間的千擾,相鄰信道之間需要加入「保護頻帶」。頻分多路復用的優點在於充分利用了傳輸介質的帶寬,系統效率較高;由於技術比較成熟,實現也較容易。

時分多路復用是將一條物理信道按時間分成若干時間片,輪流地分配給多個信號使用。每個時間片由復用的一個信號佔用,而不像FDM那樣,同一時間同時發送多路信號。這樣,利用每個信號在時間上的交叉,就可以在一條物理信道上傳輸多個信號。

就某個時刻來看,時分多路復用信道上傳送的僅是某一對設備之間的信號:就某段時間而言,傳送的是按時間分割的多路復用信號。但由於計算機數據的突發性,一個用戶對已經分配到的子信道的利用率一般不高。統計時分多路復用(STDM,又稱非同步時分多路復用)是TDM 的一種改進,它採用STDM幀,STDM幀並不固定分配時隙,面按需動態地分配時隙,當終端有數據要傳送時,才會分配到時間片,因此可以提高線路的利用率。例如,線路傳輸速率為8000b/s,4個用戶的平均速率都為2000b/s,當採用TDM方式時,每個用戶的最高速率為2000b/s.而在STDM方式下,每個用戶的最高速率可達8000b/s.

波分多路復用即光的頻分多路復用,它在一根光纖中傳輸多種不同波長(頻率)的光信號,由於波長(頻率)不同,各路光信號互不幹擾,最後再用波長分解復用器將各路波長分解出來。由於光波處於頻譜的高頻段,有很高的帶寬,因而可以實現多路的波分復用

碼分多路復用是採用不同的編碼來區分各路原始信號的一種復用方式。與FDM和 TDM不同,它既共享信道的頻率,又共享時間。下面舉一個直觀的例子來理解碼分復用。

實際上,更常用的名詞是碼分多址(Code Division Multiple Access.CDMA),1個比特分為多個碼片/晶元( chip),每一個站點被指定一個唯一的m位的晶元序列,發送1時發送晶元序列(通常把o寫成-1) 。發送1時站點發送晶元序列,發送o時發送晶元序列反碼。

純ALOHA協議思想:不監聽信道,不按時間槽發送,隨機重發。想發就發

如果發生沖突,接收方在就會檢測出差錯,然後不予確認,發送方在一定時間內收不到就判斷發生沖突。超時後等一隨機時間再重傳。

時隙ALOHA協議的思想:把時間分成若干個相同的時間片,所有用戶在時間片開始時刻同步接入網路信道,若發生沖突,則必須等到下一個時間片開始時刻再發送。

載波監聽多路訪問協議CSMA(carrier sense multiple access)協議思想:發送幀之前,監聽信道。

堅持指的是對於監聽信道忙之後的堅持。

1-堅持CSMA思想:如果一個主機要發送消息,那麼它先監聽信道。

優點:只要媒體空閑,站點就馬上發送,避免了媒體利用率的損失。

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。

非堅持指的是對於監聽信道忙之後就不繼續監聽。

非堅持CSMA思想:如果一個主機要發送消息,那麼它先監聽信道。

優點:採用隨機的重發延遲時間可以減少沖突發生的可能性。

缺點:可能存在大家都在延遲等待過程中,使得媒體仍可能處於空閑狀態,媒體使用率降低。

p-堅持指的是對於監聽信道空閑的處理。

p-堅持CSMA思想:如果一個主機要發送消息,那麼它先監聽信道。

優點:既能像非堅持演算法那樣減少沖突,又能像1-堅持演算法那樣減少媒體空閑時間的這種方案。

缺點:發生沖突後還是要堅持把數據幀發送完,造成了浪費。

載波監聽多點接入/碰撞檢測CSMA/CD(carrier sense multiple access with collision detection)

CSMA/CD的工作流程:

由圖可知,至多在發送幀後經過時間 就能知道所發送的幀有沒有發生碰撞。因此把乙太網端到端往返時間為 稱為爭周期(也稱沖突窗口或碰撞窗口)。

截斷二進制指數規避演算法:

最小幀長問題:幀的傳輸時延至少要兩倍於信號在匯流排中的傳播時延。

載波監聽多點接入/碰撞避免CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance)其工作原理如下

CSMA/CD與CSMA/CA的異同點:

相同點:CSMA/CD與CSMA/CA機制都從屬於CSMA的思路,其核心是先聽再說。換言之,兩個在接入信道之前都須要進行監聽。當發現信道空閑後,才能進行接入。

不同點:

輪詢協議:主結點輪流「邀請」從屬結點發送數據。

令牌:一個特殊格式的MAC控制幀,不含任何信息。控制信道的使用,確保同一時刻只有一個結點獨占信道。每個結點都可以在一定的時間內(令牌持有時間)獲得發送數據的權利,並不是無限制地持有令牌。應用於令牌環網(物理星型拓撲,邏輯環形拓撲)。採用令牌傳送方式的網路常用於負載較重、通信量較大的網路中。

輪詢訪問MAC協議/輪流協議/輪轉訪問MAC協議:基於多路復用技術劃分資源。

隨機訪問MAC協議: 用戶根據意願隨機發送信息,發送信息時可獨占信道帶寬。 會發生沖突

信道劃分介質訪問控制(MAC Multiple Access Control )協議:既要不產生沖突,又要發送時佔全部帶寬。

區域網(Local Area Network):簡稱LAN,是指在某一區域內由多台計算機互聯成的計算機組,使用廣播信道。其特點有

決定區域網的主要要素為:網路拓撲,傳輸介質與介質訪問控制方法。

區域網的分類

IEEE 802標准所描述的區域網參考模型只對應OSI參考模型的數據鏈路層與物理層,它將數據鏈路層劃分為邏輯鏈路層LLC子層和介質訪問控制MAC子層。

乙太網(Ethernet)指的是由Xerox公司創建並由Xerox、Intel和DEC公司聯合開發的基帶匯流排區域網規范,是當今現有區域網採用的最通用的通信協議標准。乙太網絡使用CSMA/CD(載波監聽多路訪問及沖突檢測)技術。 乙太網只實現無差錯接收,不實現可靠傳輸。

乙太網兩個標准:

乙太網提供無連接、不可靠的服務

10BASE-T是傳送基帶信號的雙絞線乙太網,T表示採用雙絞線,現10BASE-T 採用的是無屏蔽雙絞線(UTP),傳輸速率是10Mb/s。

計算機與外界有區域網的連接是通過通信適配器的。

在區域網中,硬體地址又稱為物理地址,或MAC地址。MAC地址:每個適配器有一個全球唯一的48位二進制地址,前24位代表廠家(由IEEE規定),後24位廠家自己指定。常用6個十六進制數表示,如02-60-8c-e4-b1-21。

最常用的MAC幀是乙太網V2的格式。

IEEE 802.11是無線區域網通用的標准,它是由IEEE所定義的無線網路通信的標准。

廣域網(WAN,Wide Area Network),通常跨接很大的物理范圍,所覆蓋的范圍從幾十公里到幾千公里,它能連接多個城市或國家,或橫跨幾個洲並能提供遠距離通信,形成國際性的遠程網路。

廣域網的通信子網主要使用分組交換技術。廣域網的通信子網可以利用公用分組交換網、衛星通信網和無線分組交換網,它將分布在不同地區的區域網或計算機系統互連起來,達到資源共享的目的。如網際網路(Internet)是世界范圍內最大的廣域網。

點對點協議PPP(Point-to-Point Protocol)是目前使用最廣泛的數據鏈路層協議,用戶使用撥號電話接入網際網路時一般都使用PPP協議。 只支持全雙工鏈路。

PPP協議應滿足的要求

PPP協議的三個組成部分

乙太網交換機

沖突域:在同一個沖突域中的每一個節點都能收到所有被發送的幀。簡單的說就是同一時間內只能有一台設備發送信息的范圍。

廣播域:網路中能接收任一設備發出的廣播幀的所有設備的集合。簡單的說如果站點發出一個廣播信號,所有能接收收到這個信號的設備范圍稱為一個廣播域。

乙太網交換機的兩種交換方式:

直通式交換機:查完目的地址(6B)就立刻轉發。延遲小,可靠性低,無法支持具有不同速率的埠的交換。

存儲轉發式交換機:將幀放入高速緩存,並檢查否正確,正確則轉發,錯誤則丟棄。延遲大,可靠性高,可以支持具有不同速率的埠的交換。

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