計算機網絡概述1什么是計算機網絡計算機網絡的發展計算機網絡的功能和應用開放系統互連的層次模型計算機網絡的分類1.1什么是計算機網絡什么是計算機網絡定義：計算機網絡是指由各自具有自主功能而又通過各種通信手段相互連接起來以便進行信息交換、資源共享或協同工作的計算機組成的復合系統。構成：由通信子網和資源子網構成，如圖所示：231.1什么是計算機網絡4

通信子網一般由節點機和傳輸線路等組成，它負責將信息在網絡中正確傳到目的地。

資源子網一般由主機系統、終端、連網外設、各種軟件資源和數據資源等組成。它負責全網的數據處理和向網絡用戶提供網絡資源及網絡服務等。

將網絡劃分為資源子網和通信子網，可使這兩部分單獨規劃與管理，使整個網絡的設計與運行簡化。1.2計算機網絡的發展5一．面向終端的計算機網絡（第一代）它實際上是以單個計算機為中心的遠程連機系統。1．初級模型：6Modem：調制解調器（用于將模擬信號與數字信號相互轉換）1.2計算機網絡的發展其中調制：數

模解調：模

數·缺點：①主機負擔較重，既要進行數據處理，又要通信。②線路利用率底。781.2計算機網絡的發展9

FEP：專門用于處理終端的通信信息和控制通信線路，并能對用戶的作業進行某些預處理操作從而減輕主機的負擔。

集中器：它可以利用一些終端的空閑時間來傳送其它處于工作狀態的終端的數據，提高了遠程線路的利用率，降低了通信費用。1.2計算機網絡的發展10二、計算機━━計算機網絡（第二代）它是多臺主計算機通過通信線路互連起來而為用戶提供服務．典型代表是ARPA網．

網中各主機之間不是通過直接的通信線路，而是通過節點機轉接后相互連接的，如圖所示：111.2計算機網絡的發展12

主機與主機之間的數據傳送采用存儲轉發的方式。其好處在于通信線路不為某對通信所獨占，因而大大提高了通信線路的有效利用率。

存儲轉發的信息基本單位稱為分組；這種以存儲轉發方式傳輸分組的通信子網稱為分組交換網。

兩臺計算機通信時對傳送信息內容的理解、信息表示形式以及各種情況下的應答信號都必須遵循一個共同的約定，稱為協議。

如何分層以及各層中具體采用的協議的總和，稱為網絡的體系結構。其具體實現是通過特定的硬件和軟件來完成的。1.2計算機網絡的發展13

第一代與第二代網絡的主要區別是：前者以被各終端共享的單臺計算機為中心；而后者則以通信子網為中心，用戶共享的資源子網則在通信子網的外圍。

第二代網絡的主要缺點：沒有統一的網絡體系結構，從而造成不同的第二代計算機網絡互連困難。三、開放式標準化的網絡ISO于1983年頒布了一個OSI/RM國際標準化組織

開放系統互連/參考模型

開放系統指的是任何計算機網絡，只要遵循該標準，就可以和任何其他系統通信而相互開放。1.2計算機網絡的發展

CCITT(國際電話電報咨詢委員會)為OSI制定的標準都稱為建議,最著名的建議是在公用數據網中廣泛采用的X.25,X.3,X.28,X.29和X.75五個建議。X.25建議該建議規定了DTE和DCE之間的接口。以分組方式工作的數據終端設備（如計算機等）數據電路端接設備（如交換機、路由器等）14151.2計算機網絡的發展16２.

X.3建議該建議規定了PAD的功能以及控制它工作的一些參數。

PAD（分組組裝/拆卸器）是為了使非智能終端和采用X.25界面的公用數據網相連接，它可以和DCE相連。171.2計算機網絡的發展3．X.28建議該建議規定了終端和PAD之間的標準協議。181.2計算機網絡的發展4．X.29建議該建議規定了PAD和DTE之間的接口。191.2計算機網絡的發展5．X.75建議該建議規定了兩個公用數據網互連時接口的標準。201.2計算機網絡的發展21

遵守上述CCITT

X系列建議組建的公用分組交換數據網是開放式標準化網絡的一個典型例子，另一個典型例子是Internet。四、網絡計算的新時代任何計算機要聯入網絡方能充分發揮其效能1.3

計算機網絡的功能和應用22一．網絡的功能消除地理距離的限制而共享資源資源：硬件、軟件或數據為分布在各地的用戶提供了強有力的人際通信手段電子郵件提高了整個系統的可靠性有更高的性能價格比（相對于巨型機）易于擴充在各資源主機間分擔負荷協同計算CSCW(Computer

Supported

Cooperative

Work)二、網絡的應用民航售票、VOD、IP電話、視頻會議……1.4

開放系統互連的層次模型一、什么是層次模型：示例：231.4

開放系統互連的層次模型24層次結構的好處在于使每一層實現一種相對獨立的功能。對等層的通信必須遵循相應的協議，且進行的是虛通信。

上一層的虛通信是通過下一層接口處提供的服務以及下一層的通信來實現的。二、OSI七層模型：1、層次的劃分：（如圖）1.4

開放系統互連的層次模型ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData

LinkPhysical251.4

開放系統互連的層次模型26

通信子網中的交換節點不一定要有七層，通常只有下三層，甚至可以只有下兩層

ISO’s

OSI模型僅規定了各層的功能，而每層的具體協議以及每層應向高層提供怎樣的服務由其他國際標準給出。每層協議傳送信息的基本單位稱為協議數據單元（PDU）。2、各層的功能1.4

開放系統互連的層次模型27物理層的功能是為在物理媒體上建立、維持和終止傳輸數據比特流的物理

連接提供機械、電氣、功能和過程的手段。原始的物理連接，在傳輸比特流時可能發生差錯。EIA-RS-232C為一物理層協議。(2)數據鏈路層的主要功能就是通過檢驗、確認和反饋重發等手段將原始的物

理連接改造成無差錯的數據鏈路,并具備流量控制功能。該層的PDU稱為幀。HDLC為一數據鏈路層協議。1.4

開放系統互連的層次模型28(3)網絡層的主要功能就是解決如何把信息傳送到目標，即路由選擇。該層的PDU稱為分組.X.25和IP為網絡層協議。(4)運輸層為上層用戶提供端對端的透明優化的數據傳輸服務。

為了達到較高的吞吐量，運輸層可建立多條網絡連接來支持一條運輸連接，這就是分流。

為了節省費用，運輸層可將多個運輸通信合用一條網絡連接，這就是復用。會話層組織和同步不同主機上各種進程之間的對話。表示層為上層用戶提供共同需要的數據或信息語法表示變換。數據壓縮和加密也是表示層可提供的表示變換功能。(7)應用層為特定類型的網絡應用提供訪問OSI環境的手段，它是開放

系統互連環境的最高層。文電處理系統(MHS)、虛擬終端協議(VT)等都是應用層協議。1.4

開放系統互連的層次模型29三、層間服務

OSI模型中，n層為n+1層提供服務，接口處提供服務的地方稱為服務訪問點(SAP)，每個SAP都有一個唯一的標識地址。服務是通過一組服務原語來執行的，有四類服務原語：1、請求：由服務用戶發往服務提供者，請求它完成某項工作，如發送數據。2、指示：由服務提供者發往服務用戶，指示發生了某些事件。如接收到遠地送來的數據。3、響應：由服務用戶發往服務提供者，作為對前面發生的指示的響應。4、證實：由服務提供者發往服務用戶，作為對前面發生的請求的證實。1.4

開放系統互連的層次模型

服務有證實和非證實的。一般來說，連接服務是證實的，而數據傳送服務和斷連服務都是非證實的。301.4

開放系統互連的層次模型31四、OSI基本標準集部分OSI基本標準(P25)在層次結構模型中數據的實際傳遞過程321.5計算機網絡的分類33網絡通信標準化組織(P23自習)1.5計算機網絡的分類一、按地理范圍分類:1局域網(LAN)2校園網(CAN)3城域網(MAN)4廣域網(WAN)5全球網(GAN)≈0.1km≈1km≈10km≈100-1000km>1000km

計算機網絡覆蓋地理距離越大，則其可能傳輸數據的速率越低。數據速率的單位為比特/秒，即bps。1.5計算機網絡的分類二、其它分類按網絡的物理形狀(拓撲結構)分:不規則圖形(廣域網)總線形(局域網)341.5計算機網絡的分類(3)環形(局域網)351.5計算機網絡的分類(4)星形(局域網)36第一節 數據通信的基礎理論一、通信系統模型37第一節 數據通信的基礎理論

信號：數據的電編碼（有線信號）或電磁編碼（無線信號）模擬信號：（連續變化的）如電話線上的電波數字信號：（離散變化的）如計算機中的電信號信道：信號傳輸的道路模擬信道：用來傳輸模擬信號的信道數字信道：用來傳輸數字信號的信道

數據通信：數字計算機或其它數字終端裝置之間的

通信，其信道既可采用數字信道，也可采用模擬信道。38第一節 數據通信的基礎理論二、帶寬

帶寬：任何實際的模擬信道所能傳輸的信號的頻率的范

圍稱為該信道的通頻帶的寬度或帶寬。信道的帶寬越寬，則它傳輸數字信號時失真越小；若信道的帶寬固定，則用它來直接傳輸數字信號的數據速率越高則失真越大。三、信道的最大數據速率C

1奈奎斯特公式（無熱噪聲）C=2Hlog2L

(b/s)信道的帶寬

某給定時刻數字信號可能取的離散值的個數熱噪聲：由于信道中分子熱運動引起的噪聲39第一節 數據通信的基礎理論2香農公式（有熱噪聲）C=Hlog2(1+S/N)

(b/s)S/N

信噪比（S：信號功率

N：噪聲功率）信噪比的常用單位為分貝（dB）：1

dB=10log10(S/N)

一般用帶寬來描述模擬信道的容量，用數據速率來描述數字信道的容量。碼元速率：每秒信號狀態變化的次數，單位為波特（Baud）。有時又稱為調制速率。碼元速率和數據速率的關系：C=Blog2L（C為數據速率，B為碼元速率，L同上）40第二節 物理傳輸媒體有線：如雙絞線、同軸電纜、光纖無線：如衛星、無線電通信、紅外通信、激光通信、微波通信傳?輸各媒類體媒體分間類的比傳較送速率傳送距離帶寬價格雙絞線3類、5類10M、100M小小便宜同軸電纜50、7010M

bps較小小較低光纖多模單模千兆長大大衛星最遠最大41第二節 物理傳輸媒體42？為何要將兩根導線絞在一起？？單模光纖與多模光纖工作方式有何不同？

頻譜：又稱為波譜，按頻率來劃分稱為頻段，而按波長來劃分則稱為波段。對于高頻段或短波長的波段可獲得較大的帶寬。第三節 傳輸技術43一、模擬傳輸與數字傳輸

1模擬傳輸定義：它是一種不考慮其內容的模擬信號傳輸方式。模擬傳輸是通過放大器來放大信號。特點：放大信號的強度的同時也放大了由噪聲引起的信號失真。

2數字傳輸定義：關心信號的內容，與0、1相關的傳輸技術。數字傳輸是通過轉發器來再生信號。特點：（1）不會有積累誤差（2）不能遠距離傳輸第三節 傳輸技術二、數字調制技術

調制：在通信系統模型中，變換器將由信源產生的原始電信號轉換成適宜于在信道上傳輸的電信號的過程稱為調制；而將接收端的反變換

過程稱為解調。基帶信號：通常指由信源產生的原始電信號。

調制過程就是按調制信號（基帶信號）的變化規律去改變載波某些參數的過程。M

M44第三節 傳輸技術451

Ask（幅移鍵控或幅度調制或調幅AM）

使載波的幅度隨著發送的基帶信號而變化，但頻率和相位不變，稱之為幅移鍵控。2

Fsk（頻移鍵控或頻率調制或調頻FM）

使載波的頻率隨著發送的基帶信號而變化，但幅度和相位不變，稱之為頻移鍵控。3

Psk（相移鍵控或相位調制或調相PM）

使載波的相位隨著發送的基帶信號而變化，但幅度和頻率不變，稱之為相移鍵控。示例：46第三節 傳輸技術三、模擬信號的脈碼調制PCMPCM的過程

1取樣值。

若模擬信號的帶寬是H

Hz，則2H的取樣頻率就足以捕獲可恢復原有模擬信號的信息。（奈奎斯特定理）

編碼解碼器編碼解碼器

1510號時間幅/μs定義：就是按照一定的時間間隔125

2采50

3樣75

5測00

6量25

75模0

87擬5

10信0010.8幅值11.29.547第三節 傳輸技術482量化

定義：是將取樣點處測得的信號幅值分級取整的過

程。即將模擬信號的最大可能幅值等分為若干級（通常為2n級），而后測量得到的幅值按此分級舍

入取整，得到一個整數。

如，若模擬信號的最大幅值為256，而將其分為128級，則幅值在[0，2]）中量化為0，在[2，4]）中量化為1，……，在[254，256]）中量化為127等。其量化誤差<2。

量化會造成誤差，量化誤差會造成信號還原時的失真。第三節 傳輸技術493編碼定義：即將量化后的整數值用二進制數來表示。

如：有一個4kHz的音頻模擬信號，故125μs取樣一次。若按最大幅值等分為16級，則每個樣本要用4位二進制來編碼，所以傳輸速率為4

/125

μs=32k

b/s；按最大幅值等分為128級，則每個樣本要用7位二進制來編碼，所以傳輸速率為7/125

μs=56k

b/s。

在量化過程中，分級越細，誤差越小，但每個樣本點編碼所需的比特數越多，從而也需要較高的數據速率。第三節 傳輸技術四、多路復用多路復用的概念：一個信道傳輸多條信息，傳輸媒體共享。

1、頻分多路復用（FDM）

基本思想：將信道的可用頻帶分成若干互不交疊的頻段，每一路信號僅占用其中的一個頻段，以實現多路信號在同一信道中的傳輸。50第三節 傳輸技術例

3路話頻原始信號頻分多路復用一帶寬為12kHz(60~72kHz)的物理信道示意圖：51第三節 傳輸技術522、時分多路復用（TDM）

基本思想：將一條線路按其工作時間劃分周期，每

一周期再劃分為若干時間片，每一時間片由復用的一個信號占用，從而實現一條線路傳送多路信號。

特點：特別適合于數字信號場合，也可傳輸模擬信號。例：

T1線路的TDM

（如圖）該線路中每125μs傳輸24條信道+1位分幀碼的數據，每條信道8位。故其數據速率為(24×8+1)bit/125μs=1.544M

b/s。3、波分多路復用（WDM）由于λf=c（光速），波分多路復用實質上就是在光信道上采用的一種頻分多路復用的變種。第三節 傳輸技術五、數字信號的編碼技術

對在物理媒體中傳輸的二進制比特串可用高低電平的矩形波來表示。但接收端若無法得知傳輸的比特串的起始時間或每個比特串的持續時間長短，則出錯。如：若接收端接收數據時退后1個比特位的時間

若比特傳輸時間縮短一半1、曼徹斯特編碼（Manchester

Code）從高電平到低電平的跳變代表1；從低電平到高電平的跳變代表0。特點：（1）自帶同步信號（2）編碼效率：期10M以太網采用此編碼50。%示例53第三節 傳輸技術2、差分曼徹斯特編碼（Differential

Manchester

Code）

每個比特傳輸時間的中間有一次電平的跳變，將每個比特持續時間的開始處有跳變代表0，無跳示例變代表

1。特點：（1）自帶同步信號編碼效率：50%具有更好的抗干擾性令牌環采用此編碼。54第三節 傳輸技術3、4B/5B編碼

用5位的比特位表示4位二進制數，往往和NRZI（不歸零制）組合使用，且在每個比特1的開始處有電平跳變。（P64表2.4）特點：（1）5個比特碼組中不示含例多于3個0，或者不會 少于2個1（2）編碼效率4/5=80%（3）具有較好的抗干擾性高速網絡大多采用此編碼。55第四節 物理層接口舉例一、EIA-RS-232C

它是由美國電子工業協會EIA(Electronic

IndustryAssociation)制定的一種串行物理接口標準。其中，RS（Recommended

Standard）意思為推薦標準，232是一個標識號碼，C表示該標準已被修改過的次數圖。示機械特性：25根插針的標準連接器（DB-25，DB-15，DB-9）電氣特性：邏輯1的電平為低于-3V，邏輯0的電平為高于+3V。功能特性：20根連接線中，2根地線，4根數據線，11根控制線，3根定時線，其余5根未定義或備用。（具體定義：P67樣表表2.5）56第四節 物理層接口舉例最常用的有8條線，如下圖：57第四節 物理層接口舉例計算機或終端之間的直接RS-232C連接：58第四節 物理層接口舉例594

規程特性：主要規定了控制信號線在不同情況下有效和無效的順序和相互的關系。

如：只有當CC和CD都處于有效（ON）狀態時，才能在DTE和DCE之間進行傳送操作。若DTE要發送數據，則預先將CA線置

成有效（ON）狀態，等CB線上收到有效（ON）狀態的回答后，才能在BA線上發送串行數據。第四節 物理層接口舉例二、數據通信的三種方式

1、單工通信?數據傳輸的方向是單向的，反向上可以傳輸控制信號。2、半雙工通信?數據傳輸的方向是雙向的，但在同一時刻只能A

B是單向的。A控制信號也是如此。B60第四節 物理層接口舉例3、全雙工通信無論何時，數據信號和控制信號的傳輸都可以是雙向的。AB結束61返回62發送端接收端若從這里開始采樣數據返回63發送端接收端1

1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

1

1若比特傳輸時間縮短一半返回6465666768第一節 差錯檢測與糾正一、傳輸差錯的特性l

傳輸中的差錯都是由于噪聲引起的。熱噪聲：信道所固有的，持續存在。沖擊噪聲：由于外界特定的短暫原因所造成。其中沖擊噪聲是傳輸中產生差錯的重要原因。l由熱噪聲引起的差錯為隨機錯，而沖擊噪聲引起的差錯為突發錯誤。l

突發長度：指從突發錯誤發生的第一個碼元到有錯的最后一個碼元間所有碼元的個數。l

衡量一個信道質量的重要參數是誤碼率Pe：69第一節 差錯檢測與糾正Pe=差錯控制編碼：指將信息位向信道發送之前，先按照某種關系加上一定的冗余位，構成一個碼字再發送的過程稱為差錯控制編碼。例：檢錯碼：能自動發現差錯的編碼。糾錯碼：不僅能發現差錯而且能自動糾正的編碼。衡量編碼性能好壞的一個重要參數是編碼效率R：R=1010011

101信息位 冗余位碼字101001110170第一節 差錯檢測與糾正數據通信中，利用編碼方法進行差錯控制的方式基本上有兩類：

自動請求重發ARQ：只需用檢錯碼，但必須有雙向信道，且發送方要有數據緩沖區。，但編碼效率低，所需設備

前向糾錯FEC：必須用A糾錯碼，可用單向信道B復雜，一般用于實時要求高的場合。AB71第一節 差錯檢測與糾正發送順序I21

I22…

I2q…

…

…

…信息位Ip1

Ip2

…

Ipqr1

r2

…

rq冗余位二、常用的簡單差錯控制編碼1、 奇偶校驗碼

它是通過增加冗余位來使碼字中1的個數保持奇數或偶數的編碼方法，是一種檢錯碼。

示例①

垂直奇偶校驗（縱向奇偶校驗）

它是將整個發送的信息塊分為定長p位的若干段，每段后面按1的個數為奇或偶數的規律加上1位奇偶位。I

I

…

I11

12

1q示例72第一節 差錯檢測與糾正通常p取一個字符的位數。冗余位：ri=I1iri=

I1iI2iI2i

Ipi…

Ipi（偶）… 1

（奇）編碼效率：

R=特點：（1）生成簡單，可邊發送邊產生冗余位；（2）能檢測出每列中所有奇數位的錯，但檢測不出偶數位的錯，漏檢率接近于1/2。②

水平奇偶校驗（橫向奇偶校驗）

它是對各個信息段的相應位橫向進行編碼，產生一個奇偶冗余位。73第一節 差錯檢測與糾正

若每個信息段就是一個字符的話，q就是發送的信息塊中的字符數。冗余位：ri=Ii1ri=

Ii1Ii2Ii2Iiq…

Iiq（偶）…

1

（奇）74第一節 差錯檢測與糾正編碼效率：R=特點：生成較復雜，必須等要發送的完整信息塊到齊后才能產生冗余位，故一定要使用記憶寄存器；能檢測出各段同一位上的奇數位錯，還可以檢測出突發長度≤p的所有突發錯誤。③

水平垂直奇偶校驗（縱橫奇偶校驗）它是指將水平方向與垂直方向的校驗聯合運用。75第一節 差錯檢測與糾正76第一節 差錯檢測與糾正編碼效率：R=特點：可檢測出所有3位或3位以下的錯誤；可檢測出所有奇數位錯；可檢測出突發長度≤p+1的突發錯誤以及大部分偶數位錯；可以糾正部分情況下的差錯。如：僅在某一行和某一列中有奇數位錯時。77第一節 差錯檢測與糾正2、 定比碼（恒比碼）指每個碼字中均含有相同數目的1。編碼效率（n中取m）：R=例

在國際無線電報通信中，廣泛采用7中取3定比碼。共有

=35種碼字，可用來分別代表26個英文字母和其它符號。其編碼效率R=log235/7=5.12/7=0.73。特點：簡單，但編碼效率不高；可檢測出所有奇數位錯以及部分偶數位錯；適宜于傳輸字母和符號類的信號，不能用于傳輸隨機的二進制數字序列。78第一節 差錯檢測與糾正793、 正反碼

是一種簡單的能夠糾正差錯的編碼，當信息位中有奇數個1時，冗余位是信息位的簡單重復；否則，冗余位是信息位的反碼。例

若信息位為01011，則編碼為0101101011；若信息位為10010，則編碼為1001001101。接收端的校驗方法為：（P79）特點：編碼效率較低，為50%；差錯控制能力較強。第一節 差錯檢測與糾正三、海明碼也是一種可以糾正一位差錯的編碼。對于奇偶校驗碼，若信息位為an-1an-2…a1，加上一位偶校驗位a0，an-2在接收端校驗時，可按關系式

S

=

an-1

…

a0

來計算，若S=0，則無錯；若S=1，則有錯。上式稱為監督關系式，S稱為校正因子。

思想：增加冗余位，也相應地增加監督關系式和校正因子，就能表示更多的差錯情況，包括具體定出是哪一位出錯。

理論依據：當信息位為k位，增加r個冗余位，構成n=k+r位碼字。若希望用r個監督關系式產生的r個校正因子來區分無錯和在碼字中

n個不同的位置的一位錯，則要求：2r≥k+r+1。80第一節 差錯檢測與糾正生成過程：（假設k=4，則r取3，信息位a6a5a4a3，冗余位a2a1a0）（1）構造監督關系式表（2）寫出監督關系式由上表可知，a2

、a4

、a5

或a6的一位錯都應使S2=1，所以S2=a2

a4

a5

a6S2S1S0000001010100011101110111錯碼位置無錯a0錯a1錯a2錯a3錯a4錯a5錯a6錯81第一節 差錯檢測與糾正同理S1=a1

a3

a5

a6S0=a0

a3

a4

a6（3）求出冗余位關系式令S0

、S1

和S2為0，即可求出a0

、a1和a2：a2

=

a4

a1

=

a3

a0

=

a3a5

a6a5

a6a4

a6示例（P82表3.4）糾錯（P82

）82第一節 差錯檢測與糾正83特點：編碼效率為k/k+r

（上例4/7

）

；較容易實現，但只能糾正1位錯。

為能糾正傳輸中出現的突發差錯，可采用特殊處理：將連續p個碼字排成一個矩陣，每行一個碼字。（P83圖3.4）第一節 差錯檢測與糾正四、循環冗余校驗碼CRC（多項式碼）它是一種檢錯碼。

思想：任何一個由二進制數位串組成的代碼都可以和一個只含0和1兩個系數的多項式建立一一對應的關系。

示例

k位信息位對應于一個k-1次多項式K(x)，r位冗余位對應于一個r-1次多項式R(x)，生成的n=k+r位碼字則對應于一個n-1次多項式T(x)。生成方法：發送方和接收方依據一事先約定的r次生成多項式G(x)（最高項xr的系數為1），用G(x)去除xrK(x)得到的余式就是R(x)，即得冗余位。84第一節 差錯檢測與糾正85

示例設信息位為1010001，即K(x)=x6+x4+1，取

G(x)=x4+x2+x+1（對應的代碼為10111），則x4K(x)=x10+x8+x4（對應的代碼為10100010000），則所以冗余位為1101， R(x)=x3+x2+1。T(X)=

x4

K(x)+

R(x)=

x10+x8+x4

+

x3+x2+1對應的發送代碼為：10100011101第一節 差錯檢測與糾正86檢測方法：用發送端發送時采用的生成多項式G(x)來除接收到的碼字多項式，若余式不為0，則傳輸有差錯；否則，認為傳輸無差錯。特點：（P85）87第二節數據鏈路層的功能一、幀同步作用：識別幀的起始與終止幀同步的方法：①字節計數法:幀中含有起始字符及幀中數據的②字符填充的首尾定界符原理:用特定字符確定字C節c數oun。tdata特殊字符定義數據部分的字節數幀的起C

止界線。data特殊字符1幀D

C

C特殊字符1幀第二節數據鏈路層的功能③比特填充的首尾標志法原理:用特定比特模式確定幀的起止界線。0④偽例編碼原理:用不容許出現的電位變化定義幀的起止位置例:在物理層，若用曼徹斯特編碼時，高→低表示”1”,低→高表示”0”，則可用高→高或低→低表示起止。0111111data010111111011111101幀0088第二節數據鏈路層的功能二、差錯控制通常采用反饋重發的差錯控制方法。常配合兩種技術：（P74）AB①

引入dat計a

時器（？）防止死等待ack②

對發送的幀編號（？）防止重復幀多次被接收方交給它的上一層89第二節數據鏈路層的功能90三、流量控制

用于處理發送方發送能力大于接收方接收能力，從而造成數據幀丟失的問題。

流量控制并不是數據鏈路層所特有的功能。只不過數據鏈路層控制的是相鄰兩節點間數據鏈路上的流量。四、鏈路管理主要用于面向連接的服務，包括：建立維持連接釋放第三節 數據鏈路協議91一、停－等協議（stop

and

wait）

它規定發送方每發送一幀后就要停下來，等待對方已正確接收的確認返回后才能繼續發送下一幀。停－等協議的工作流程圖（P89-圖3.7）？若不對返回的Ack幀編號，會造成什么樣的錯誤？示例停－等協議效率：第三節 數據鏈路協議設：B為信道容量（即比特率）,R為單程傳播延遲（距離/速度）,L為數據幀的長度。u

考慮不出差錯的情況：∴信道的利用率=u

考慮出錯重傳情況（P90）發送方接收方傳輸延遲L/B=Rackack92第三節 數據鏈路協議捎帶確認在雙向通信情況下，返回的ACK幀可由反向發送的數據幀一起捎帶回來。（如下圖）示例ABdataackABdataackdataack9394第三節 數據鏈路協議超時時間的設置必須恰當，既不能太大也不能太小設。置得？太大，當數據幀或應答幀丟失時，要等待較長的時間才開始重發，效率不高；如果設置得太小，則正常應答還未返回時，發送端就超時重發，造成不必要的重復。合適的時間值應選擇稍大于信號從發送端到接收端傳輸時間的兩倍加上接收端的處理時間之和。ABdataack95第三節 數據鏈路協議?！葏f議的缺點：①距離較大的情況下，2R增大，使得信道有效利用率大大減小。②發送方要停下來等待Ack返回后再繼續發送而造成信道浪費，在大批量的數據傳送下，無法實現。示例：衛星信道B=50k

b/s

2R=0.5s

L=1kb則U===

≈4%9697第三節 數據鏈路協議二、順序接收的管道協議（回退n協議）

協議內容：容許發送方連續發送若干幀。接收方按正確的順序依次接收幀。當收方未收到k幀，則拒絕之后所有的幀。當發送方發現第k幀未收到確認信息，計時器已經超時后，則重發從k幀起的若干幀。工作情況圖幀號的位數公式：m≥第三節 數據鏈路協議滑動窗口協議發送窗口：限制發送方已發出但尚未經確認的幀的數目稱為發送窗口。接受窗口：等待接收的幀的數目。幀號取3位，發送窗口取值為2的滑動窗口協議工作過程：停等協議可看成是發送窗口等于1的滑動窗口協議的特例。使用回退n協議，發送窗口的尺寸≤2m-1，舉反例？98第三節 數據鏈路協議99缺點：①發送方必須有足夠大的緩沖區，否則重發無法完成。②當發出的n個幀的第一個幀是重發，需要之后的n-1個幀一起重發，浪費。第三節 數據鏈路協議三、選擇重傳協議

協議內容：若某一幀出錯，后面送來的正確的幀雖然不能立即送主機，但接收方仍可以收下來，放在一個緩沖區中，同時要求發

送方重新傳送出錯的那一幀，一旦收到重傳的那一幀后，就可與

原先已收到但暫存在緩沖區中的其余幀一起按正確的順序送主機。工作情況圖接收方也必須增加緩沖區。100第三節 數據鏈路協議使用選擇重傳協議，發送窗口的尺寸≤2m-1，舉反例？四、關于三種協議的總結窗口尺寸與三種協議的關系效率效率（S）＜效率（G）＜效率（選）101第五節 鏈路通信規程舉例鏈路層協議分類：異步協議：以字符為傳輸的信息單位，在每個字符起始處同步，但各個字符之間的間隔時間是可以變化的。同步協議：以幀為單位，在該幀的起始處同步，而后面維持固定的時鐘。同步協議能更有效地利用信道，也便于實現差錯控制和流量控制。102第五節 鏈路通信規程舉例01030/10/10/10/1

0/10/10/10/10/11起始位5至8位數據奇偶校驗位（可有可無）一、起止式異步規程（典型的異步數據鏈路層協議）

它是一個字符一個字符傳輸的，字符之間沒有固定的時間間隔要求。它是靠起始位和終止位來進行字符同步的。傳輸格式為：空閑或前一字符的終止位1第五節 鏈路通信規程舉例104二、同步規程同步式的數據鏈路層規程又可分為三種面向字符的面向比特的面向字節計數的第五節 鏈路通信規程舉例1、面向字符的同步規程

它是將若干個字符組成一個信息塊（幀）一起發送。利用一些特殊定義的字符來界定一幀的開頭與結束、分隔不同的段和控制整個信息交換過程，被傳輸的數據也是由字符組成。其典型代表是IBM公司的二進制同步通信協議（BISYNC或BSC）。面向字符的同步規程的幀格式為：

規程中的特殊定義的字符都是用來在通信雙方間傳遞一些控制信息用的，統稱為通信控制字符。（P104表3.7）105第五節 鏈路通信規程舉例問題：若傳輸的數據塊中含有通信控制字符如ETX，則會產生差錯。（什么樣的差錯？）因此要求規程應有將這些特殊字符當作普通數據字符處理的能力，這種能力叫做“數據透明”。

面向字符的同步規程是采用字符填充的方法來實現數據透明的。它規定將每個獨立的控制字符都作為普通的數據字符對待，而只106有它們緊隨著一個DLE轉義字符后面才具有通信控制的含義。

字符填充方法：指發送端在發送數據時，若數據段正文本身出現

DLE字符，則在傳送前在它的前面再插入一個DLE。接收端一旦接收到連續兩個DLE，就刪去第一個DLE，而將它后面的任何字符都當作普通數據字符對待。（示例）第五節 鏈路通信規程舉例同步比異步的優點：避免了異步方式中許多起始和終止信號，信道的有效利用率提高 了（特別是在傳輸較長的數據時）；由于有標題字段，它可以具備更為復雜的通信控制能力，校驗的 功能也增強了。面向字符的缺點：它和特定的字符編碼集有關，不利于兼容；

字符填充方法用硬件或軟件實現起來都較麻煩，而且它也要依賴于所采用的字符集。107第五節 鏈路通信規程舉例2、面向比特的同步規程

該規程的幀中所傳輸的數據可以含有任意數量的比特位，而且它是靠約定的比特模式來定界幀的開始和結束。其典型代表有：IBM的同步數據鏈路控制規程SDLC。（ANSI的ADCCP，ISO的HDLC，X.25的LAP和LAPB）面向比特的同步規程的幀格式為：面向比特的同步規程中的數據透明是通過比特填充方法來實現的。108第五節 鏈路通信規程舉例

比特填充方法：發送端對除了用于定界幀起始的標志（01111110）以外的其余字段，每連續出現5個1后就自動插入一個0。接收端在連續出現5個1后，則刪除掉一個0。109第五節 鏈路通信規程舉例110特點：它不依賴于字符編碼集；比特填充的方法用硬件實現較方便；能實現各種較完善的控制功能。第五節 鏈路通信規程舉例3、面向字節計數的同步規程

它通過規定幀的某個域的數值來表示幀中數據字段中含有的字節數，并以此字節計數來確定幀的結束邊界位置，而且傳送的數據又必須是字節的整數倍。其典型代表是DEC的數字數據通信報文協議DDCMP。面向字節計數的同步規程的幀格式為：特點：不需采用填充技術即可達到數據透明；該幀中有兩段CRC校驗碼，分別對前面的標題部分和后面的數據部分進行校驗。111本章結束112謝謝！返回1010111奇校驗0113返回1011001

0111011

0101011若取p=7，用奇校驗，則：1000111101110000111111011

1101010

0

1101110

1

1001101返回114115x4+x2+x+11

1

0

0

1

0

1返回1

0

1

1

1x6+x5+

x2+1116接受方0→期待幀號期待幀號⊕1→期待幀號收到幀的

Seq=期待幀號確認幀號Ack=Seq(返回)不對對恢復報文送主機校驗和檢查對不對等待數據幀到達從主機取報文裝配幀

(seq=發送幀號)發送,并置計時器等待Ack=發送幀號發送方

0→發送幀號對發送幀號⊕1→發送幀號不對計時器超時發送數據幀返回Ack幀返回第一節 局域網概述117一、定義局域網：通常是指通過通信線路，把較小地理區域范圍內的各種數據通信設備連接在一起。城域網：實際上不過是一個更大范圍的局域網系統。

把城域網劃分出來的一個最主要原因是為其制定一個相應的標準，該標準叫做分布式隊列雙總線DQDB。二、局域網的特點：覆蓋范圍?。煌ǔＳ赡硞€組織單獨擁有；傳輸速率高而誤碼率低。第二節局域網參考模型118一、局域網體系結構

IEEE802委員會在IEEE802.1標準中定義了局域網的參考模型，由下而上的層次分別為：物理層、媒體訪問控制子層MAC、邏輯鏈路控制子層LLC。其與OSI參考模型的對應關系為：第二節局域網參考模型119第二節局域網參考模型120把數據鏈路層細分為這兩層是基于以下考慮：對共享媒體的訪問控制邏輯并沒有在傳統的第二層即數據鏈路層定義；對于同一個LLC，應當提供幾種不同的MAC選擇。1.

物理層的功能①

信號的編碼/解碼；②

前導的生成/去除（該前導用于同步）；③

比特的傳輸/接收；④

對傳輸媒體和拓撲結構的說明。第二節局域網參考模型121MAC的功能①

在傳輸時，將要傳輸的數據組裝成幀，幀中包含有地址和差錯檢測等字段；②在接收時，將收到的幀解包，進行地址識別和差錯檢測；③

管理和控制對傳輸媒體的訪問。LLC的功能為高層協議提供相應的SAP，并且進行流量和差錯控制。第二節局域網參考模型122二、拓撲結構1、 總線/樹型拓撲？發送方和接收方分別以什么樣的方式收發數據？

發送方在發送的數據幀的幀頭中加入了目的地的地址，當此幀沿著總線廣播時，所有連接在該總線上的站點都能收到該幀，當有站點檢查到幀頭中目的地址與自己相同時，就會在幀經過時把數據拷貝下來，而其它站點則忽略它。？共享媒體上的數據由誰消除？兩端的端接器第二節局域網參考模型1232、 環型？轉發器工作的方式？

它是一種較簡單的設備，能夠從一條線路上一個比特一個比特地接收數據，同時不經過任何緩沖，以同樣的速率把數據傳送到其它線路上。？環上的數據幀由誰消除？源站點3、 星型？中心節點的兩種工作方式？廣播方式：物理上是星型，邏輯上仍是總線型幀交換方式：第二節局域網參考模型1244、 選擇傳輸媒體和拓撲結構的標準

拓撲結構的選擇與網絡的可靠性、可擴充性和性能等很多因素有關。①總線/樹型拓撲結構的配置最靈活且簡單，但覆蓋范圍不廣且網絡吞吐量不高。②環型拓撲的網絡吞吐量較高，覆蓋范圍較廣，但不易維護。③星型拓撲在建筑物中進行布線非常簡單和自然，適用于短距離且站點數量少的場合。第二節局域網參考模型125

物理媒體的選擇與拓撲結構、網絡負載、可靠性以及覆蓋范圍等很多因素有關。①

光纖>寬帶同軸電纜>基帶同軸電纜和屏蔽雙絞線>非屏蔽雙絞線（性能、可靠性及傳輸速率）② 物理媒體與網絡拓撲的對應（P123表4.1）？物理媒體用在環型拓撲中比用在總線/樹型拓撲中性能要高。

在總線/樹型拓撲中，站點與媒體的連接點在信號通過時都會使信號衰減變形，而在環型拓撲中，轉發器會產生一個新的信號，彌補了信號衰減和變形的影響。第二節局域網參考模型126三、IEEE802標準介紹IEEE802給出了一個協議參考模型和實現模型。127第二節局域網參考模型128IEEE802各子標準（P131表4.2）四、邏輯鏈路控制LLC子層1、功能：① 實現流量控制，差錯控制；② 支持多點訪問，且和MAC層一道來規范對鏈路的訪問；③ 為上層用戶提供SAP（服務訪問點）2、服務內容：①無確認無連接服務

是一種數據報式的服務，可用來發送或接收LLC協議數據單元（PDU）。不需流量控制和差錯控制。支持單點、多點、廣播傳送方式。其邏輯相當簡單而且非常實用。第二節局域網參考模型129②

面向連接的服務

提供建立、使用、復位以及終止數據鏈路層連接的手段，提供流量控制、差錯控制機制，該服務僅支持單點傳送?？捎糜谝恍┫喈敽唵蔚脑O備中，如終端控制器。③有確認無連接服務

提供了對數據報的確認機制，同時在進行數據傳輸前無需建立邏輯連接。常用于非常重要且緊急信息處理的設備。第二節局域網參考模型130五、媒體訪問控制MAC子層1、 媒體訪問控制策略① 哪里控制：1） 集中式：

一個控制器被選取出來，只有它可以授權訪問網絡。當一個節點要傳輸時，它必須首先得到該控制器的允許。2）

分布式：

所有站點共同使用相應的媒體訪問控制機制來決定站點傳輸的順序。第二節局域網參考模型131② 如何控制：即如何控制對共享媒體的訪問。1） 同步：

整個信道帶寬被分割成許多部分，每一部分被分配給某一個站點。如頻分多路和時分多路技術。多用于WAN。2）異步

動態分配信道，以便更好地響應站點的即時請求?？蛇M一步分為：時間片輪轉、預約和競爭。

多用于MAN和LAN中，且總體而言，時間片輪轉和競爭機制是最廣泛使用的。（P137表4.3）第二節局域網參考模型2、

MAC幀通用格式

MAC控制字段：包括所有實現媒體訪問控制所必須的協議控制信息，比如優先級等。目的MAC地址源MAC地址LLC：來自于LLC層的數據。CRC：循環校驗字段，用于差錯控制。132第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準133一、載波監聽多路訪問CSMACSMA/CD是在CSMA、ALOHA技術基礎上發展起來的。它們都屬于隨機訪問或競爭技術。

每個站點的信息傳輸是不可預期的，即它是隨機訪問的；每個站點都為擁有對傳輸媒體的訪問權而競爭，因此它又是競爭的。ALOHAALOHA最早是為分組無線網設計的，但其基本思想完全可用于任何共享的傳輸媒體。①

ALOHA協議原則

只要一個站點想要傳輸信息幀，它就把信息幀傳輸出去。然后它聽一段時間，如果在信息來回傳播的最大延遲時間再加上一小段固定的時間內收到了確認，則傳輸成功；否則，傳輸站點重發信息幀。如果在發了好幾次后仍得不到確認，就只好放棄。第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準②

ALOHA協議的效率設：S：為平均每幀時（幀長度/傳輸速率）產生的新幀數；0<S<1（？）G：為每幀時發送的平均幀數（新幀和重發幀）。G≥S有：S=G·e-2G134第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準

由微分知識可知，G=0.5時，Smax=1/2e≈0.18，即信道的利用率最多只有大約18%。③ 分槽ALOHA

協議原則：信道上的時間被分成離散的時間間隔即時槽T，其大小相當于幀的傳輸時間。所有站點的時鐘保持同步，站點只有在時槽開始時才能傳輸數據。135第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準136這樣，只有那些都在同一個時槽開始進行傳輸的幀才有可能沖突。第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準分槽ALOHA協議的效率S=G·e-G

由微分知識可知，G=1時，Smax=1/e≈0.368，即信道的利用率最多只有大約37%。137第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準138問題：純ALOHA，分槽ALOHA在發幀時均未考慮其它站是否在發幀；局域網中傳播時間遠遠小于幀的傳輸時間，因此，只要有站在發送，其它站是可以預先知道的，可以減少沖突。CSMA

協議原則：想要傳輸的站點首先聽一聽媒體上是否有其它站點在傳輸（載波監聽）。如果媒體忙，它必須等待。若媒體空閑，則可傳輸。所以又叫先聽后說（LBT）。？仍會產生沖突？

確認沖突的方法：發送站點在發送完后要等待一段時間（要把來回傳播的最大時間和發送確認的站點競爭信道的時間考慮在內）以待確認，若沒有收到確認，發送站點認為發生了沖突，就重發該幀。第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準139特點：僅當多個站點在很短一段時間（傳播延遲時間）內同時開始傳輸才會發生沖突；若一個站點發出的幀的頭部在傳播到離它最遠的站點的過程中沒有遇到沖突，該幀以后也不會遇到

沖突，因為這時所有其它站點都知道信道已經被

占用；CSMA技術的最大信道利用率要遠遠好于ALOHA

或分槽ALOHA。其最大利用率由幀的平均長度和傳播時間決定，幀越長或傳播時間越短，利用率越高。第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準140監聽到媒體忙時的處理策略：① 非堅持CSMA算法：若媒體空閑就傳輸；否則轉到第2）步。若媒體忙，等待一段隨機的重傳延遲時間，重復第1）步。優點：減少沖突發生的可能性。缺點：媒體利用率低。②

1堅持CSMA算法：1）若媒體空閑就傳輸；否則轉到第2）步。2）若媒體忙則繼續監聽，直到檢測到信道空閑，然后立即傳輸。3）如果有沖突，則等待一段隨機的時間后重復第1）步。優點：媒體利用率提高缺點；沖突增加第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準141③P堅持CSMA算法：若媒體空閑以概率P傳輸，以概率（1-P）延遲一個時間單位。該時間單位通常等于最大傳播延遲的兩倍。若媒體忙則繼續監聽，直到信道空閑，然后重復第1）步。若傳輸延遲了一個時間單位，則重復第1）步。優點：是非堅持和1堅持算法的折衰缺點：基于P的取值（

NP<1

N：N個站點有幀要傳輸） P太小，讓試圖傳輸的站點等待的時間太長

P太大，沖突的可能性增大第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準142二、載波監聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD（邊說邊聽）

CSMA是先聽再說，主要缺點是：在延遲時間內，沒有檢測沖突的功能，一旦遇到沖突，浪費的時間較長；而CSMA/CD是邊說邊聽，在發送幀的同時檢測沖突，一旦遇到沖突，兩個站點都停止傳輸，因此浪費的時間相對較少。如圖：第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準143第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準144算法：若媒體空閑，則傳輸；否則，轉第2）步。若媒體忙，一直監聽直到信道空閑，然后立即傳輸。若在傳輸中監聽到沖突，則發出一個短小的人為干擾信號，讓所有的站點都知道發生了沖突并停止傳輸。發完人為干擾信號等待一段隨機的時間后重復第1）步。增加CD功能后，被浪費的帶寬減少為檢測沖突所花費的時間。對于基帶系統，用于檢測一個沖突的時間為從信道的一端到另一端的傳播延遲的兩倍。重要原則：幀必須足夠長，以使沖突能在幀傳輸完畢前被檢測到。第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準145三、二進制指數退避算法IEEE802標準和以太網采用二進制指數退避的1堅持方式。1. 算法：當沖突發生后，時間被分割成離散的時槽。時槽長度等于在傳輸媒體上來回傳輸的時間。第一次沖突產生后，每個站點等待0或1個時槽后重新發送。若發生了第二次沖突，它們會從0、1、2、3中隨機挑選一個數作為等待的時槽數。若又產生第三次沖突，它們將從0～23-1中隨機挑選一個等待的時槽數。

一般而言，n次沖突后，等待的時槽數從0～2n-1中隨機選出。但在10次后，等待的最大時槽數固定為1023。在16次沖突后，站點放棄傳輸，并報告一個錯誤。第三節

CSMA/CD和IEEE802.3標準146優點：在不同的負載時信道利用率都比較合理。3.

缺點：

沒有遇到過或遇到沖突次數少的站點比等待時間更長的站點更有機會得到媒體的訪問權。四、

IEEE802.3標準（P158～P162）IEEE

802.3

10Mb/s物理層媒體選項（P160表4.6）IEEE

802.3幀格式（P158圖4.22）補充：常用以太網1.

10Base5最大段長度500米每段最多站點數

100粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強收發器:發送/接收,沖突檢測,電氣隔離AUI:連接件單元接口總線型拓撲用于網絡骨干連接粗纜Vampire

tapBNC端子收發器AUI電纜NIC147兩站點間最小距離

2.5米網絡最大跨度

2.5公里2.

10Base2細同軸電纜，可靠性稍差BNC

T型接頭連接總線型拓撲用于辦公室LAN細纜BNC

接頭NIC每段最大長度185m每段最多站點數

30兩站點間最短距離0.5

m網絡最大跨度925

m網絡最多5個段1483.

10BaseT雙絞線介質（UTP）以Hub

（集線器）為中心節點。Hub－多端口轉發器。拓撲結構為星形，邏輯上仍然是總線形。用于小型LAN。NICHUB段最大長度

100m1494.

10BaseF150使用光纖進行長距離連接，例如建筑物間連接。星形拓撲結構最常見的布線標準：10BaseFL

- 異步點到點鏈路，鏈路最長2

km10Broad36使用75 電纜連接，拓撲結構為樹形用于寬帶LAN第五節 令牌環訪問控制和IEEE802.5標準151一、令牌環局域網的組成所有的站點通過環接口組成一個環，每一個比特通過環接口與環輸入輸出。如P142圖4.14（a）所示。特點：①環接口處有1比特延遲；②環中只能有一個令牌流動，拿到令牌的站才能發送信息。令牌：它是一種特殊比特格式的幀。二、令牌環訪問控制環接口的兩種操作模式①偵聽模式：將收到的比特以1比特時延復制并輸出。②發送模式：在抓住令牌后，接口將截斷輸入輸出的連接，將它自己的數據輸出到環上。數據幀在環中巡環一周，由發送站收回，并進行效驗。站點在發送完最后一幀的最后一個比特后，重新產生一個令牌。第五節 令牌環訪問控制和IEEE802.5標準152確認的處理在令牌環幀中的幀狀態字段中包含A和C兩個比特位：當一幀通過目的站點的接口時，接口將A置1；若接口將該幀復制到本站內，就將C也置為1。AC位的3種組合及其含義：①00：目的站點不存在或未加電；②10：目的站點存在但幀未被接收；③11：目的站點存在且幀被復制。優先級控制環中的站點及令牌都有優先級。站點的優先級在本地定義，令牌的優先級由幀中訪問控制字段的3個優先級位定義。令牌的獲取：一個站點僅在其優先級高于或等于令牌的優先級時才可以申請令牌。第五節 令牌環訪問控制和IEEE802.5標準153預約系統：用來預約令牌和定義令牌優先級的協議。①當一個站點收到一個比自己的優先級要高的令牌或收到一個數據幀時：該站點檢查到來的預約位。若存儲在那兒的值比站點的優先級值小，站點就將它自己的優先級存儲在那兒，完成預約；否則，放棄預約。②當發送站點撤消一個幀并生成一個新的令牌時：該站點檢查到達幀的預約位，若發現某個站點已經做了預約，它就將新令牌的優先級設定為該預約值。然后它將老優先級和新值存放在一個本地堆棧中。該站點被指定為堆棧站點——只有它才可以將令牌恢復至其原先的優先級。第五節 令牌環訪問控制和IEEE802.5標準154?算法：①

幀到達幀產生于其它站點若當前站點有幀要發送，它就盡力實現預約：若該站點的優先級大于幀的預約值，它就進行預約。否則，不做預約。不管什么情況，它都將幀轉發給鄰居。幀產生于本地撤消該幀且生成一個新令牌。依據以下情況確定令牌優先級：某些優先級比幀的優先級高的站點已經做了預約：站點將預約值賦予令牌的優先級，同時將令牌的預約值置為0，使任意一個站點有機會進行另一個預約。同時站點還要將老的和新的優先級存儲在一個堆棧中，并被指定為堆棧站點。某些優先級比幀的優先級低的站點已經做了預約（即意味著當 幀在環內游歷時，沒有一個想要發送的站點能有足夠高的優先 級來進行發送。）當前站點簡單生成一個和到達幀具有相同優先級和預約值的令牌。第五節 令牌環訪問控制和IEEE802.5標準155當前站點是堆棧站點：它產生一個較低優先級的新令牌。具體取值依據以下情況：（1）若預約值較大，則新令牌的優先級設為預約值，同時用預約值取代堆棧中的當前優先級。此時，該站點依然是堆棧站點，因為它沒有恢復在它成為堆棧站點之前存在的優先級。（2）若棧中老的優先級較大，則新令牌的優先級設為棧中老的優先級。同時將棧中老的和當前的優先級彈出。且若棧為空，此站點不再成為堆棧站點。②令牌到達首先判斷站點若為堆棧站點：處理方法同數據幀到達堆棧站點時 一樣。隨后，它確定是否存在幀要發送。若有，且當站點的優先 級大于令牌的優先級，它就申請令牌；若小的話，它再將站點優 先級和預約值比較，若優先級高則可進行預約。最后，它將令牌 或幀發送給它的鄰居。示例：（P147圖4.16

P148圖4.17）156157第五節 令牌環訪問控制和IEEE802.5標準158令牌環中的監控站每個令牌環有一個監控站來總管全環。如果監控站失效，競爭協議將保證很快選出另一個站點作為監控站。監控站的職責：確保令牌不丟失設置計時器為最長無令牌時間，若到期，監控站將取走環內壞幀， 并產生一個新的令牌。在環斷開時采取行動利用線路中心的旁路中繼器在無人干預的方式下將失效的站點從 環上移去。當有混淆的幀出現時清除環中壞幀當出現混淆幀時，監控站可從無效格式或檢驗和中檢測到，然后斷開環取走該幀，之后再產生一個新的令牌。第五節 令牌環訪問控制和IEEE802.5標準1594）查看是否有無主幀的出現

無主幀指的是該幀會永久在環上循環下去，不能被移去。（為什么會產生？）

監控站通過在訪問控制字節中設置監控位，可檢測到經過它的無主幀。若到來的幀的該位已置為1，則意味著同一幀經過監控站兩次而未被取走，說明發生了錯誤，所以監控站將該幀移去。5）插入額外的延遲位，使令牌能繞環運行。三、IEEE802.5標準（P150）物理層規定使用差分曼徹斯特編碼的4Mb/s和16Mb/s的屏蔽雙絞線以及4Mb/s的非屏蔽雙絞線。2.MAC幀格式（P150圖4.18）實驗一

Windows

2000的安裝與管理160一、實驗目的1、熟悉Windows2000

Server安裝2、掌握Windows2000

Server的基本管理功能3、熟悉網絡操作系統的特點二、實驗任務1、Windows

2000

Server的安裝；2、使用Windows2000

Server管理工具。包括：域、活動目錄及賬號的管理、日志文件管理、服務的管理，重點掌握Windows2000

Server中賬號管理；3、了解Windows2000文件權限管理。實驗一

Windows

2000的安裝與管理161三、安裝過程中一些設置規定：

計算機名：machineMN（M：組號，N：機器號）；域名：

domainMN；系統管理員賬號：Administrator密碼：計算機名注意：不要自己任意設置管理員帳號和密碼。獨立服務器方式，組名：workgroupMN；IP地址設定：

(

) (netmask),

(gateway)Dns:其它設置：采用默認設置即可。ftp://210.45.x.x第七節IEEE802.6標準：DQDB一、DQDB概述DQDB采用兩條分離的單向總線（A和B）用于同時傳遞數據。MAN中的所有站點都連接在這兩條總線上，并且每條總線都有一個頭端。162第七節IEEE802.6標準：DQDB163每個頭端負責產生53字節的信元，該信元從頭端開始沿著總線傳輸，流經各個站點時，站點在媒體訪問控制協議的控制下向信元中填充要傳輸的數據。當信元到達總線的尾部時被移出總線。發送信息的站點是通過總線A傳輸信息給其右邊站點，通過總線B傳輸信息給其左邊站點。二、DQDB媒體訪問控制基本原則：所有站點通過排隊來按照先進先出順序傳輸數據，且 要求每個站點在下游站點有傳輸請求時延緩自己的傳 輸請求。只要有一個或多個下游站點還有未完成的預 約請求，該站點就必須等待，把空的信元傳遞給下游 站點。工作方式：（P158） 請求計數器RC反計數器CD第八節局域網性能一、局域網性能分析1.重要參數：a=傳播時間/傳輸時間鏈路的距離

d 傳播速率

V幀長

L 數據速率

B∴a=

=

=數據鏈路長度/幀長度對LAN，0.01≤a≤0.1；對MAN，0.01≤a≤大于1164第八節局域網性能網絡最大吞吐量S假定局域網的站點數N，其規范化的最大傳播延遲為a，且每個站點總是準備好了要傳輸的一幀。①

令牌環C=一個循環的平均時間DF=傳輸一個數據幀的平均時間

TF=傳輸一個令牌的平均時間∴

S=165第八節局域網性能將幀的傳輸時間規范化為1，則a<1S=（推導見P161）a>1該公式同樣適用于令牌總線。166第八節局域網性能②

CSMA/CD把媒體的時間安排成一系列的時槽，每個時槽的長度為2a。假定N個站點產生同樣的負載，且在一個可用的時槽內每個站點限定自己以概率P進行傳輸。媒體上的時間由兩個類型的間隔組成：傳輸間隔和競爭間隔?！?/p>

S=傳輸間隔=1/2a時槽若假定A為一個時槽內正好有一個站點試圖傳輸并因此獲得媒體的概率，則競爭間隔=167第八節局域網性能∴

S=S與a的函數關系圖

（P163圖4.18）S與N的函數關系圖

（P164圖4.19）

S隨著N增加的趨近值：1

a<1（令牌環）1/a

a>1（CSMA/CD）168第八節局域網性能3.延遲DN+a-1D=aNa<1（令牌環）a>1169第八節局域網性能170二、802.3、802.4、802.5的比較1.

802.3優點：運行廣泛；協議簡單，可靠性高；在輕負載時延遲為0……缺點：沖突檢測難；帶寬浪費；非確定；無優先級……2.

802.4優點：出色的吞吐量；不必檢測沖突；能調節對媒體的訪問；具 有確定性……缺點：協議復雜；存在時間開銷；難用光纖實現……3.

802.5優點：工程較容易且完全數字化；傳輸媒體范圍廣泛；有優先級 控制；在重負載時吞吐量和效率極佳……缺點：有集中式監控站；存在時間開銷。第九節 局域網網絡操作系統網絡操作系統NOS是計算機軟件和網絡協議的集合，用以實現對網絡資源的管理和控制，是在網絡環境下用戶與網絡資源之間的接口。根據網絡資源