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1、第一章引论1、计算机网络的产生和发展过程(识记)第一代：以单计算机为中心的联机系统。时间：20世纪60年代。产生原因：计算机主机昂贵，通信线路和设备便宜。缺点：主机负荷较重；通信线路的利用率低；网络结构属集中控制方式，可靠性低。为了提供通信线路利用率，减轻主机负担而采用的技术：多点通信线路一个主机通过一条通信线路上串接多个终端，分时共享，提高信道的利用率。终端集中器和前端处理机。第二代：计算机计算机网络。时间：20世纪60年代中期到70年代中期。分为通信子网和资源资网。通信子网面向通信控制和通信处理，主要包括：通信控制处理机CCP，网络控制中心NCC，分组组装/拆卸设备PAD，网关G等。资源子
2、网负责全网的面向应用的数据处理，实现网络资源的共享。它由各种拥有资源的用户主机和软件（网络操作系统和网络数据库等）所组成，主要包括：主机HOST，终端设备T，网络操作系统，网络数据库。以远程大规模互联为主要特点，由ARPANET发展和演化而来。ARPANET的主要特点：资源共享、分散控制、分组交换、采用专门的通信控制处理机、分层的网络协议。这些特点往往被认为是现代计算机网络的典型特征。根据应用目的分为三类：为在一定范围内共享专用资源而建立的网络；为进行通信处理和服务为目的的通信网络；用于商务的公用分组交换数据通信网络。第三代：遵循网络体系结构标准建成的网络。依据标准化水平可分为两个阶段：各计算
3、机制造厂商网络结构标准化、国际网络体系结构标准-ISO/OSI。2、计算机网络的概念(识记)计算机网络定义：计算机网络是指通过数据通信系统把地理上分散的计算机有机地连起来，以达到数据通信和资源共享的目的的系统。计算机网络和终端分时系统的区别a、终端分时系统的结构是有一台主机和多个终端组成，各个终端不具备单独的数据处理能力。而计算机网络是由多台主机互联，共享一个或多个大容量存储器，可共享这些大容量存储器上的软件和数据资源，也可共享其他主机的外围设备等。b、由于终端数目增加，终端分时系统的计算速度将会显著降低。计算机网络增加工作节点，除增加通信线路外，其速度保持不变。c、终端分时系统中全部资源集中
4、在主机中，各个终端用户共享中心计算机资源。计算机网络中每个用户除占有本身的资源外，并能共享网络中全部公共资源。d、终端分时系统属于集中控制，可靠性低。计算机网络采用分布式控制方式，有较高的可靠性。网络用户共享全部资源、终端用户共享中心计算机资源；资源子网具有独立数据处理能力、2个终端用户不能在同一时刻都在运行。计算机网络与多机系统区别耦合度：计算机（或处理机）间互连的紧密程度。可用处理机之间的距离及相互连接的信号线数目来说明。局域网为中等耦合度的系统，广域网为松耦合度的系统，多机系统为紧耦合度的系统。计算机网络和分布式系统的区别计算机网络和分布式系统在计算机硬件连接、系统拓扑结构和通信控制等方
5、面基本一样。两种系统的差别仅在组成系统的高层软件上：分布式系统强调多个计算机组成系统的整体性，强调各计算机在分布式计算机操作系统协调下自治工作，用户对各计算机的分工和合作是感觉不到的，系统透明性允许用户按名字请求服务。计算机网络则以共享资源为主要目的，方便用户访问其他计算机所具有阿的资源，要人为地进行全部网络管理。3、计算机网络的功能(识记)1、数据通信。这是计算机网络的最基本的功能，也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传真、远程数据交换等。2、资源共享。计算机网络的主要目的是共享资源。共享的资源有：硬件资源、软件资源、数据资源。其中共享数据资源是计算机网络最重要的目的。3、提高可靠性。计算机
6、网络一般都属分布式控制方式，如果有单个部件或少数计算机失效，网络可通过不同路由来访问这些资源。4促进分布式数据处理和分布式数据库的发展。利用网络实现分布处理，建立性能优良、可靠性高的分布式数据库系统。4、计算机网络系统的组成(识记)1.网络软件：对网络资源进行全面管理，合理的调度和分配，并采取一系列保密措施，防止用户的不合理访问，防止数据和信息的破坏与丢失，包括：(1)网络协议和协议软件:通过协议程序实现网络协议功能； (2)网络通信软件：实现网络工作站之间的通信；(3)网络操作系统：实现系统资源共享，管理用户的应用程序对不同资源的访问(最主要) (4)网络管理及网络应用软件：管理软件主要对网
7、络进行管理、对网络进行维护；应用软件主要为网络用户提供服务，是网络用户解决网络问题的软件。网络软件最主要特征：研究的重点不是在网络中互联的各个独立的计算机本身的功能方面，而是如何实现网络特有的功能方面；2.网络系统的逻辑结构计算机网络系统由通信子网和资源子网组成，通信子网面向通信和通信处理；资源子网包括拥有资源的用户主机和请求资源的用户终端；网络的组成元素：网络节点(网络单元)和通信链路；网络节点：端节点和转接节点端节点：通信的源和宿节点，例用户和终端转接节点：指网络通信过程中起控制和转发作用的节点，例如：交换机、集中器、通信链路：传输信息的信道，如电话线、同轴电缆、无线电线路、光纤等5、计算
8、机网络分类(领会）按距离分为：广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN；按通信介质分为：有线网和无线网；按传播方式分为：点对点方式以点对点的连接方式，连接各个计算机，主要拓扑结构：星形、树形、环形、网形广播式传播方式：用一个共同的传播介质把各个计算机连接起来，主要包括以同轴电缆连接起来的总线形网和以微波、卫星为传输介质的传播的广播形网；按速率分为：低300b/s1.4mb/s、中1.5mb/s45mb/s、高速50mb/s1000mb/s；按使用范围分为：公用网和专用网；按网络控制方式分为：(1) 集中式计算机网络：控制功能集中在一个或少数几个点上，所有的信息流都必须经过这些节点之一。星型和树
9、型网络；优点：实现简单，其网络操作系统很容易从传统的分时操作系统经适当扩充和改造而成；缺点：实时性差、可靠性低、缺乏较好的可扩充性和灵活性。(2) 分布式计算机网络：不存在控制中心，网络中的任一节点都至少和另外两个节点相连接，信息从一个节点传送到另一个节点时，可能有多条路径。分组交换、网状型网络；优点：具有信息处理的分布性、可靠性、可扩充性及灵活性按网络环境分为：部门网络、企业网络、校园网络。按网络拓扑结构分：a、星形结构。一类转接中心仅起连通作用，另一类有转接和数据处理双重功能。优点：建网容易，控制简单。缺点：属于集中控制，对中心节点依赖性大，可靠性低。线路利用率低，可扩充性差。b、层次结构
10、或树形结构。优点：使为数众多的计算机能共享一条通信线路，以提高线路利用率。增强网络的分布处理能力，以改善网络的可靠性和可扩充性。（吃草猫总结的优点在教材上没看到，不过觉得有道理-cheli）典型的应用是低层节点解决不了的问题，请求高层解决。c、总线形结构。常用的国际标准：CSMA/CD,令牌传送。特点：网络结构简单灵活，可扩充，信道利用率高，传输速率高，网络建造容易。但实时性较差，且总线的任何一点故障都会造成整个网络瘫痪。d、环形结构。数据单向流动，可用令牌控制。特点：传输时延确定，网络建造容易，但可靠性差，灵活性差。e、点-点部分连接的不规则形。在广域网中，互联的各个节点不一定直接互联，以任
11、意拓扑结构连接。f、点-点全连接结构。网络中每一节点和网上其他所有节点都有通信线路连接。这种网络的复杂性随处理机数目增加而迅速增长。线路条数=N（N-1）/26、数据通信技术（领会）数据通信技术是计算机网络的基础，它将计算机与通信技术相结合，完成编码数据的传输，转换存储和处理。通信模型信源发送器传输系统接收器信宿通信任务：传输系统的使用、接口、信号产生、同步、交换管理、检错和纠错、数据流控制、寻址、路由选择、恢复、信息格式化、安全性、网络管理。(可以结合打电话的过程来理解P18的通信任务)数据通信网络广域网的交换技术线路交换：如电话网，是从一点到另一点传递信息的最简单的方式。属于预分配电路资源
12、系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管在这条电路上实际有无数据传输，电路一直被占用，直到双方通信完毕拆除连接为止。优点：信息传输时延小。电路是“透明”的。信息传送的吞吐量大。缺点：所占用的带宽是固定的，所以网络资源的利用率较低。用户在租用数字专线传递数据信息时，要承受较高经济代价。报文分组交换：是一种存储转发的交换方式。它是将需要传送的信息划分为一定长度的包，也称为分组，以分组为单位进行存储转发的。而每个分组信息都载有接收地址和发送地址的标识，在传送数据分组之前，必须首先建立虚电路，然后依序传送。缺点：大量的资源消耗在纠错补偿上。由于采用存储-转发方式工作，因此在传输过
13、程中存在一定的延时。帧中继：利用了现代设备的高传输速率和低误码率，剥除了由于差错控制引入的大部分开销。ATM（AsynchronousTransferMode)异步传送模式。从帧中继继承了高可靠性的传输系统，较少的纠错开销和高层次捕错特点，又采用固定长度的帧。扩展了线路交换，在建立虚通道时，可动态定义数据速率。ISDN：窄带ISDN基于线路交换，贡献在于帧中继；宽带ISDN基于报文分组交换，贡献在于ATM。7、计算机网络协议和协议体系结构（识记)通信协议是为了在不同系统中的实体间通信使用的，往往制定成一系列规则，用来统治两个实体间的数据交换。协议的三要素：语法、语义、规则。协议体系结构的思想：
14、用一个构造好的模块集合来完成不同的通信功能。8、一个简化的文件传输协议体系结构（识记)以一个简单的例子理解协议体系结构。协议数据单元（PDU）：对等实体之间所传送的数据单元。接口数据单元（IDU）：相邻两层实体之间传送的信息单元。服务访问点（SAP）：在相邻两层之间实体实现多对多的关系。连接端点（CEP）：在对等实体间实现多对多的关系。9、TCP/IP协议（识记)TCP/IP协议集是以TCP（TransmissionControlProtocol)传输控制协议和IP（InterconnectionProtocol)互连网协议为代表的协议集，它已被广泛地应用于解决计算机网络的互连问题，成为事实上
15、的工业标准。TCP/IP网络体系分为四个独立的层次：(1)应用层：支持各种用户的应用程序所需的处理功能；(2)传输层：确保全部数据都能达到信宿的应用程序，并且数据到达顺序和它们发送的顺序相同，传输控制协议(TCP)；(3)网络互联层：用来定义网络的访问和数据穿过网络时的路由选择；网间协议(IP);(4)网络访问层：用来定义终端系统和网络之间的数据的交换发送计算机必须向网络提供信宿地址；10、OSI/RM模型（识记)（OpenSystemInterconnect/ReferenceModel)开放式系统互联参考模型。作为计算机通信体系结构的模型由国际标准化组织（ISO）制定的，所又称为ISO/O
16、SI网络体系结构分层原则：根据不同层次的抽象分层；每层有明确的功能；每层功能有助于制定国际标准；各层边界尽量减少跨借口的通信量；层数不能太少也不能太多。OSI七层：物理层、数据链路层、网络层、运输层、任务层、表示层、应用层层次 作用 协议数据单元应用层 提供给用户对OSI环境的访问和分布式信息服务 APDU表示层 提供应用进程在数据表示（语法）差异上的独立性 PPDU会话层 为应用程序间的通信提供控制结构，SPDU包括建立、管理、终止连接（任务）传输层 提供可靠、透明的端点间的数据传输， TPDU并提供端点间的错误校正和流控制网络层 为更高层次提供独立于数据传输和交换技术的 报文组系统选择，并
17、负责建立、维持和结束连接链路层 为穿越物理链路的信息提供可靠的转输手段。 帧为数据（帧）块发送提供必要的同步，差错控制和流控制物理层 保证无特定结构的位流在物理介质上的传输， 比特规范物理介质访问的机械、电气、功能和过程特性11、计算机网络与通信标准(识记)一类是所谓既成事实的标准。此类标准事先没有作过周密规划。另一类是正式标准。由权威的国际标准化组织制定的。标准的优点：（1） 将保证某种装备或软件有一个巨大市场；（2） 将鼓励大量生产，在一些情况下，大规模集成电路的使用或超大规模集成电路的技术的应用，可以生产成本大降低；（3） 在设备选择和使用 中给用户更多的灵活性，不同厂商的设备可以相互通
18、位。标准的缺点：（1） 标准容易使用技术僵化；（2） 当标准开发时，容易为人所左右和产生妥协，当标准发布时，新的技术可能产生；（3） 同一个项目会有很多标准；第二章数据通信技术一。数据传输(在发送器和接收器之间通过传输介质进行的，以电磁波形式进行传输)数据传输的成功依靠的元素：(1)传送信号的质量(2)传输介质的特性1.直接连接：两台设备之间传输信道为直接连接的通信形式,即只有用于增强信号的放大器或中继器，由一条通信线路连接，而不是一个网络系统；2.频率、频谱和带宽(1)时域概念 电磁信号是连续或离散的；正弦波：s(t)=Asin(2ft+)(注：少一个字符)(A)振幅(A)：信号对比时间的峰
19、值，单位：伏特或瓦特(B)频率(f)：信号重复的速度，单位：周/秒或赫兹(HZ)(C)周期(T)：信号重复一次所需的时间，单位：秒T=1/f；(D)相位()：在一个完整的信号周期范围内对时间相对位置的度量(2)频域概念基本频率或基波：当全部信号的频率是某一频率的整数倍时，后者称为基波；即存在两个信号，信号A的频率是信号B频率的整数倍，那么信号B称为基波，且信号A、B合成后的频率为B的频率(基波的频率)；(3)频谱：信号所包括频率的范围；(针对合成信号，频率范围是信号A和信号B的频率区间)信号的绝对带宽(4)有效带宽或带宽：信号的大部分能量往往包含在频率较窄的一段频带称为(5)直流成分：3.数据
20、传输速率与带宽的关系(1)两者关系成正比：数据传输速率越大，其有效的带宽越宽；同样，传输的有效带宽越宽，数据传输的速率越大(2)信号的带宽集中在某个频率范围内，该频率可称中心频率，中心频率越高，带宽越宽且数据传输速率越高二。模拟和数字数据传输1.数据(1)模拟数据：在某些时间间隔上取连续的值，如语音和视频(2)数字数据：取离散值，如文本和整数(采用ASCII码形式表现，八位为一个字节)2.信号(1)模拟信号：是连续变化的电磁波形式，传输介质可以是有线的、无线的(2)数据信号：以电气信号形式从一点到另一点进行传播，传输介质是有线的3数据和信号(1)模拟数据可以用电磁信号表现；通过编码译码器可以用
21、数字信号表现；(2)数字数据可以用数据信号表现；通过MODEM可以用模拟信号表现；4.传输模拟信号数据信号模拟数据两种方案：(1)信号和模拟数据占据同样的频谱 (2)模拟数据编码后，占据频谱的不同部分用编码译码器对模拟数据编码，产生数字化比特流数字数据通过MODEM编码，产生模拟信号 (1)表现二进制的两个值(1或0)，信号由两个电平构成 (2)数字数据编码后产生预期属性的数据信号数据和信号模拟传输数字传输模拟信号通过放大器传播，无论信号是模拟还是数字数据，处理方法是相同的如表现为数字数据，信号通过中继器传播，每个中继器从入口处取得信号后，将数字数据再生后产生新的模拟信号将其从出口送出数字信号
22、未使用数字信号由1和0构成的比特流表示，可以表示为数字数据或编码后的模拟数据，信号通过中继器传播，在每个中继器入口处取得数据后，将比特流再生后，产生新的数字信号，将其从出口处送出信号处理三传输损耗模拟信号：传输损耗会导致各种随机的改变而降低了信号的质量；数字信号：引起位串错误，既1变为0或相反；最有影响的损耗包括：衰减、衰减失真、延时变形、噪声1.衰减 提出的三个问题：(1)第一：接收到的信号必须有足够的强度，这样接收器里的电子电路才能辨认、解释信号；(2)第二：信号须比收到的噪声维持一个更高的电平，以避免出错；(3)第三：衰减是频率增量函数；解决问题：(1)针对第一、第二问题，可以在线路设置
23、放大器或中继器，来增强信号强度；(2)第三个问题针对模拟信号的，可以在线路上加载线圈以改变线路的电气属性，或使用高频放大器将高频放大；2.延迟变形(有线传输介质特有的现象，对数字数据影响比较大)延迟变形：由于信号中各种成分延迟使得接收到的信号变形，这种效果然称为延迟变形；3.噪声接收到的信号包括：传送的信号、因传输系统造成的失真、在传输和接收之间在某处插入的不必要的信号(噪声)分类：(1)热噪声(2)内调制杂音(3)串扰(4)脉冲噪声4.信道容量信道容量：在给定条件下，给定通信路径或信道上数据传送速度称为信道容量；相关概念：(1)数据传输速率：每秒传输的数据位数(bits/s)(2)带宽：传送
24、信号的带宽，由发送器及且传输介质的性质决定的，用周/秒或赫兹表达；(3)噪声：在通信信道的平均噪声；(4)误码率：发生错误的频率；5.信道的最大容量1）、Nyquist定理：是非理想有限带宽无噪声信道的最大数据传输的表达式。2）、Shannon定理：。四有线传输介质传输介质：数据传输系统里发送器和接收器之间的物理通路；数据传输的质量和特征由：信号和介质两者决定；1.同轴电缆(1)组成：由两个导体组成，一个空心圆柱形导体(网状)围裹一个实心导体，从内到外：内导体，绝缘材料，外屏蔽层、塑料外皮(2)直径：1.022.54cm(单根) (3)型号： G-8或RG-11(50欧)粗缆 RG-58/U或
25、C/U(50欧)细缆RG-59(75欧)CATV电缆RG-62(93欧)ARCnet网络及IBM3270(4)类型：A。基带同轴电缆：其屏蔽线是用铜线做成网状的，特征阻抗：50欧，又分为细、粗两种 1)粗缆：适用大型的局部网络，连接距离长，可靠性高，但需安收发器和收发器电缆，造价高；最大距离：2500米 2)细缆：安装简单、造价低，但接头多，容易接触不良；最大距离925米；以上两种均用于总线拓扑结构。B。宽带同轴电缆 注：由于同轴电缆外层起到电磁屏蔽的作用，所以它的抗干扰性能比双绞线强；2.双绞线(1)组成：由按一定密度的螺旋结构排列的两根包有绝缘层的铜线、外部再包裹屏蔽层或橡塑外皮而成；(2
26、)分类：按传输质量分：1类到5类，局域网络中使用3，4和5类双绞线；主要用于星型网络结构，即以集线器或网络交换机为中心A。非屏蔽双绞线(UTP)电缆(塑料封套、绝缘层、铜导线)作用：可以将串扰降至最低或是加以消除，并可降低非平衡型互电容；与双绞线的类型、长度和方向有关；传输特性传输速率 范例3类 16MHZ10Mb/s IEEE802.54MB/S令牌环网，802.310MB/S以太网4类 20MHZ16Mb/s IEEE802.516MB/S令牌环网5类 100MHZ155Mb/s IEEE802.3Z100Base-T快速以太网/ANSIX3T9.5100MB/SCDDI系统优点：(1)使
27、布线系统与通信系统所使用的布线系统相统一；(2)非常容易安装，轻、薄、易弯曲 (3)无屏蔽外套，较细小，节省空间； (4)平衡传输，避免了外界干扰; (5)将串扰减至最小或加以消除 (6)可支持高速数据的应用； (7)通过EMC测试；(8)使用保持独立、具有开放性、非常适用于结构化综合布线系统B。屏蔽双绞线(STP)电缆(塑料封套、屏蔽层、绝缘层、铜导线) 类似同轴电缆，必须配有支持屏蔽功能的特殊连接器和相应的安装技术。具有较高的传输速率，100M内可达到155MB/S3.光纤电缆(1)物理特性：A。成分：采用三种物质来制造光纤 超纯二氧化硅：传输损耗最小，但成本太高，一般不用；多成分玻璃：性
28、能价格比最优，常用； 塑料纤维：成本最低，但传输损耗最大，有时可用于短距离传输；B。构成：由里到外分别为：纤芯、包层、护套；传输方式：单模(单条光通路)和多模 光纤的类型由模式、材料及芯和外的尺寸决定，芯的尺寸及纯度决定光的传输量； 注：光只能单向传输，若要实行双向通信，光纤需成对出现；速率：2.4GB/S5GB/S,无中继传输距离可达20KM以上；(2)传输原理 (3)传输过程：A。在发送端利用将电信号转换成光信号 光源分为：发光二极管LED固态器件，产生可见光，定向性较差，用于多模光纤；注入型激光二极管：固态，产生激光，减少损耗，用于单模光纤； B。光信号通过光纤介质向接收端进行传输 C。
29、接收端接收前利用(光电二极管)将光信号转换成电信号 光检波器分为：PIN检波器：增加硅、APD检波器：增强电磁场(4)传输特性：一般用于点对点的连接，5、无线传输介质(识记)天线通过大气和外层空间传输和接收电磁信号。低频信号适合全向传输、高频信号适合定向传输。1）、地面微波：要求在“可视线”范围内进行传输，通过微波中继站的串联使用完成远距离远程通信服务。天线100米高时，传输距离约82km，频带的使用权限是严格控制的，频率越高，天线可以越小且更便宜。2）、卫星微波：通信卫星是一个微波转播台。卫星从一个频率（上行链路5.93-6.42GHz）接收地面传输来的信号，将其放大或再生后，再从另一个频率
30、（下行链路3.7-4.2GHz)发送到地面站。低于1GHz的频带噪声太多，高于10GHz的频带衰减太严重。具有广播性质，但有1/4秒的传输延迟。3）、红外传输：不能贯穿墙壁，没有安全、干扰、频率分配问题。4）、不同介质的比较：双绞线(价廉、建筑物内布线)、同轴电缆(价格稍贵，容量大现在新建网络似乎没有用同轴电缆的了吧？)、光纤(费用高、高速及中远距离网络)、无线介质(传输率受限制、费用不低、终端灵活)六。数据编码数字数据：在数字信道上传送需进行数字信号编码；在模拟信道上传送需进行调制编码；模拟数据：在数字信道上传送需要采样编码；在模拟信道上传送一般使用基带信号；1.数字数据的数字信号编码采用两
31、个电压电平表示两个二进制数字01方法： a、不归零制NRZ：无电压表是0，负电压表是1。b、曼彻斯特码：在每位的中间有一个跳变，既作为时钟又作为数据，从高到低的跳变表示1，从低到高的跳变表示0。c、差分曼彻斯特码：取值由每位开始的边界是否存在跳变而定，一位的开始边界有跳变代表0，无跳变代表1。2.数字数据的调制编码(因为在模拟信道上传输，所以要转换成模拟信号)模拟信号发送的基础就是载波信号，连续、频率恒定的信号；调制形式：(1)幅移键控法ASK,调幅；容易增益变化，一种效率相当低的调制技术，不同振幅表示二进制(2)频移键控法FSK，调频；不同的两个频率表示二进制；(3)相移键控法PSK，调相；
32、相位移动表示二进制3.模拟信号的数字信号编码将模拟信号进行数字信号编码即将模拟数据转换成数字数据数字化过程；PCM编码：脉冲编码调制，脉冲调制(1)采样定理：模拟信号有最高频率或带宽F(max),采样周期为T,采样的频率为F=1/T,若能满足F=1/T=2F(max)，那么采样后的离散序列就能无失真地恢复出原始连续模拟信号；(2)PCM编码过程第一步：每隔一定的时间对连续模拟信号采样，第二步：量化分级过程，将脉冲信号按量级比较，取整，成为数字信号；第三步：编码用以表示采样量化后的量化幅度，用一定位数的二进制码表示，若有N个量化级，则就有log(2)N位，E1载波是一种PCM的（脉码调制）载波标
33、准，你只需要记住他的速率是32路*8000次*8位=2.048Mbps帧长256位，每秒钟采样8000次/s,每次量化电平编码8位，共32路其中30路用于传送用户数据，2路用于传送控制信号传送时间=发送时间+传输时间 发送时间=总数据量/速度（数据传输速率）传输时间=路线长度/光速 35784公里设一个波形的持续周期为T，则波特率B可以由下式给出：B=1/T(波特） 比特率又称为信息速率,即数据速度波特率是单位时间内传送码元的数目，码元就是你要用若个比特表示的最小单位，比如字节（8比特）。比特率单位时间内传送比特的数目。比如传送字节（8字节）的速度是100波特率，那么其比特率就是800。在信息
34、传输通道中，携带数据信息的信号单元叫码元，每秒钟通过信道传输的码元数称为码元传输速率，简称波特率。波特率是传输通道频宽的指标。每秒钟通过信道传输的信息量称为位传输速率，简称比特率。比特率表示有效数据的传输速率。出错率=接收的错误比特数/传输的总比特数第三章通信接口和数据链路控制 传输过程：数据从发送端发送到数据被接收端接收的整个过程；传输包含通信控制和传输数据；通信控制主要执行各种辅助操作，并不时进行传输数据；数据传输的五个阶段：(1)建立通信链路：用户将接收终端地址告诉交换网络，交换网络根据地址信息，查询接收终端是否同意通信，若同意，则由交换网络在发送和接收终端建立通信链路；(2)建立数据传
35、输链路：(3)传送通信控制信号和传输数据信息；(4)数据传输结束，双方通过控制信息确认传输结束；(5)由通信双方或一方通知交换网络，通信结束，切断数据传输链路；数据通讯所必须的条件：(1)帧同步：对于帧的开始和结束必须可以识别；(2)流量控制：发送端的数据速率不能超过接收端的数据速率；(3)错误控制：对错误必须纠正；(4)寻址：双方必须指定身份(5)在链路上同时传输控制信息和数据信息；(6)连接管理：在数据交换过程中，通信站点间需要大量的协调工作；一数据通信接口1.异步和同步传输 异步传输：传送的字符中包含起始位、数据位、奇偶校验位、停止位；同步传输：传送帧的形式8位标志、控制域、数据域、控制
36、域、8位标志；两者比较：对于大小适度的比特块，同步比异步传输效率高；异步传输由于只是一块一块的传，效率肯定低，至少20%以上的开销。为了达到同步可以采取的措施有提供专门的时钟线路、一方发脉冲另一方以收到的脉冲为时钟、将同步信息嵌入数据信号。为了确认开始和结束，需用前缀后缀标志。同步传输链路控制协议HDLC开销为0.6%。2.线路配置识别数据链路的特征是：线路拓扑结构和半双工或全双工连接形式(1)线路拓扑结构：指传输介质上工作站点的物理配置 (2)全双工和半双工 半双工：点对点连接中，同一时间内，只能有一个站点可以传输信号； 全双工：同一时间内，两个站点可以同时发送和接收数据；数字信号：全双工需
37、要两条分离的传输通道；半双工需要一条；模拟信号：在相同频道上接收和发送-无线传输采用半双工，有线传输采用全双工(两条)；在不同频道上接收和发送-无线传输采用全双工，有线传输采用全双工(单条)3.接口标准(指DTE和DCE之间的接口标准)DTE(数据终端设备)：终端、计算机的统称；DCE(数据线路端接设备)：将DTE连入传输网络中；如MODEM接口的特征：(1)机械特征：规定DCE与DTE的实际物理连接细节；(2)电气特征：规定DCE与DTE编码、电压、信号比特的一致性，从而决定能够达到的数据传输速率和距离；(3)功能特征：指定每条线路须完成的功能；可分为数据、控制、时序和电气接口(4)过程特征
38、：传送数据的事件序列；(一)V.24/EIA-232-E(232接口) 机械规范说明：ISO2110；电气：V.28；功能：V2.4过程：V2.41.机械规范说明：25针接插件； 2.电气规范说明：使用数字信号，电平值可以按二进制值或控制信号来解释 -3伏以下为0，+3伏以上为1；-3伏以下为断开(OFF)，+3伏以上为接通(ON)；接口信号速度限定为20kb/s，距离为=(信号从发送端到接收端传输时间*2接收端处理时间特点：控制简单，但在信号传输时延较长时传输效率比较低；(2)滑动窗口协议 窗口机制：允许发送站连续发送多个帧而不需要应答 A发送窗口发送端允许连续发送的帧的序号表 发送窗口的尺
39、寸：发送端允许连续发送的最大帧数(帧取值0至2(n)-1) 发送窗口的下沿：最先发送但还未收到应答的帧的序号 发送窗口的上沿：=(发送窗口的下沿+发送窗口的尺寸-1)/2(n)(2的n次方) 特点：发送端将发送的帧放入缓冲区做为副本，成功，删除副本， B接收窗口接收方允许接收的帧的序号表 接收窗口的尺寸：接收方每次允许接收的帧数；处理方法：(1)如果接收的帧的序号正好等于接收窗口的下沿，且校验正确，接收方将帧交给上层实体，并向发送方返回应答，且接收窗口向前滑动一个序号；(2)如果接收窗口下沿的帧校验错误或该帧未收到，接收方照样可以处理其他落在接收窗口的帧，但不能交给上层；只有接收窗口的下沿的帧
40、被正确收到，才能将其连同其他正确帧送给上层，并滑动窗口；(3)捎带应答：实际的通信过程中，双方都要有数据发送给对方，可以数据帧中增加一个字段，用来携带对方的应答信息，这种方式称为捎带应答；使用条件：A接收方接收帧后，正好也有数据要发给发送方，可以捎带应答；暂时没有数据但经过一段时间准备好了，可以捎带应答； B不能捎带应答，由单独发送一个应答帧，通常用对某一个帧的应答来代替对该帧之前的所有帧的应答(要求前面的帧是连续且校验正确) (4)出错全部重发协议发送窗口的尺寸大于1(不能超过2(n)-1)，接收窗口的尺寸等于1；对接收的最后一个帧作应答，如检验错误，返回应答，要求发送方重新发送全部帧；(5
41、)选择重发协议 接收窗口大于1(不能超过2(n)-1)，某个帧出错时，其它帧可能落入接收窗口中，且校验正确，这些帧可以接收，只需重发出错帧既可；2差错控制（1）差错编码理论传输错误分类：（1）单个错：由随机的信道热噪声引起，一次只影响一个比特，且错误之间没有联系；（2）突发错：由瞬间的脉冲噪声引起，突发错所影响的最大连续数据比特数称为突发长度；差错编码：在数据块中加入冗余信息的过程；错误的验证：接收端通过验证数据块中冗余信息是否存在关联关系，判断数据在传输过程中是否存在错误；差错编码的策略：（1）检错码：冗余信息只具有检错功能，即接收方只能判断数据块是否有错，但不能确切知道错误的位置，不能纠正
42、错误；（2）纠错码：冗余信息具有纠错能力，即接收方不仅可以判断数据块是否有错，而且还可以知道错误的位置，只要将相应位置取反即能获得正确的数据；海明距离：两个码字的对应比特取不同的比特数编码集的海明距离：一个有效编码集中，任意两个码字的海明距离的最小值；差错控制：主要是检错和纠错的问题。概念：单个错、突发错、差错编码、检错码、纠错码、两个码字的海明距离、编码集的海明距离。重要结论：如果能检测出d个错误，则编码集的海明距离至少应为d+1；如果要能纠正d个错误，则编码集的海明距离至少应为2d+1。海明码：是一种可以纠正一比特错的高效率线性分组码。基本思想：将待传信息码元分成许多长度k的组，其后附加r
43、个监督码元（也称校验比特），构成长为n=k+r比特的分组码。分组码中每个校验比特和某几个特定的信息比特构成偶检验关系。校验比特数r必须满足：2r=n+1，即2r=k+r+1。7-4海明码，校验比特的生成(利用二进制运算中a+a=0)和错误的纠正(公式与信息比特的位置对应)。循环冗余码（CRC）：信息多项式K(X),冗余多项式R(X),码多项式P(X)。P(X)=Xr.K(X)+R(x)。生成多项式G(X),G(X)除Xr.K(X)得到余式R(X)。CRC漏检率非常低，国际标准CRC-12、CTC-16、CRC-ITU。HDLC协议（高级数据链路控制协议）：面向字符的协议、面向比特的协议。HDL
44、C是面向比特的通信协议，主站、从站、复合站、不平衡配置、平衡配置、NRM、ABM、ARM。HDLC帧结构（标志域F：位填充技术、透明的数据传输；地址域A：广播地址；控制域C：信息帧I帧、管理帧S帧、无编号帧U帧；信息域INFO；帧校验序列域FCS：CRC-ITU或CRC-32）。HDLC帧结构、内容： F A C INFO FCS F符号 定 义长度（bit） 内 容 F 标志域 8用特殊的位模式01111110作为标志确定帧首、帧尾。 A 地址域 8标识从站的地址。 C 控制域 8用控制域的格式区分信息帧、管理帧、无编号帧三种帧。INFO 信息域 任 意透明、编码独立的数据信息。只有信息帧和某些无编号帧含有信息域。FCS帧校验序列域 16采用循环冗余校验（CRC）除标志域外的所有其他域的校验序列。HDLC帧类型：1）信息帧（I帧）：用于实现信息的编号传送，其控制段的第一位为