《数据通信接》PPT课件.ppt
第2章 数据通信接口与协议,主要内容,2.1 接口2.2 协议与标准2.3 OSI体系结构,学习目标,了解计算机的各类数据通信接口了解与通信相关的主要标准化组织了解协议的分层结构和层间关系了解PDU及其封装和开销的概念掌握协议及其三要素、标准的概念和OSI参考模型的体系结构了解OSI参考模型各层主要功能等,2.1 接口,数据通信接口（连接计算机与外部设备）,硬件接口,通信软件接口,实现计算机或网络设备间通信,网络接口,2.1.1 硬件接口,定义：连接两个设备（计算机）的媒介和接头,具体来说，需要定义：,机械属性（如尺寸大小、针脚排列和电缆类型等）,电气特性（如电压高低、电流大小等）,功能属性（如针脚的功能、交互过程等）,常用硬件接口,1、COM接口,COM接口又叫串口，是计算机主要的外部接口之一,现在的PC 一般有两个串行口COM 1 和COM 2,通常 COM 1 使用的是9 针D 形连接器，也称之为RS-232而COM 2 使用的是老式的DB25 针连接器,也称之为RS-422接口，这种接口目前已经很少使用。,常用硬件接口,1、COM接口,COM接口又叫串口，是计算机主要的外部接口之一,常用的9针串口：,串口数据传输速率：,标准型串口：115Kbps,增强型串口（如ESP、SuperESP等）：460Kbps,串口通信的应用：,以前：串口鼠标、MODEM、手写板等（现基本上被USB 口取代）,现在：在工业网络，特别是设备控制方面有较多应用,2、USB接口,连接电脑与移动存储设备（如U盘等）及鼠标、键盘等外部设备的接口,是计算机上使用最广泛的外设接口,USB接口：,USB1.1标准接口传输速率为12Mbps,USB2.0有高速、全速和低速三种工作速度，高速是480Mbit/s，全速是12Mbit/s，低速是1.5Mbit/s。,3、LAN接口,又叫以太网接口，负责计算机和局域网的连接,8针的RJ-45接口：,4、PS/2接口,俗称“小口”，是键盘和鼠标的专用接口，是一种6针的圆形接口,传输速率比COM稍快，是ATX主板的标准接口，不支持热插拔,PS/2的鼠标键盘接口不能互换,5、VGA接口（Video Graphics Array），也叫D-SUB接口。,显示器专用接口,6、LPT接口,又称并口，常用来连接打印机、扫描仪等，是相当重要的外部接口,想一想,计算机技术的发展非常快，现在计算机上有很多新的接口，你能说出其中几个吗？它们用在什么地方？,2.1.2 软件接口,硬件接口在数据传输中会发生很多问题（如坏包、丢包、重复包、包序错误等），需要交换控制信息来解决上述问题,控制信息的交换还可以提供寻址功能,传递控制信息的方法：,1、在硬件接口中增加针脚,2、将控制信息和数据一起传输,控制信息和数据一起传输时，为了区分它们，设计了专门的通信软件,软件接口的定义：软件间交换的数据和控制信息的格式和意义、处理过程和时序等,通信软件中包含三种软件接口：,与所在计算机中应用程序的接口,与所在计算机中硬件接口间的接口,与通信对方计算机中通信软件的接口,2.2 协议与标准,2.2.1 协议及其三要素,协议：通信双方必须共同遵从的一组约定,例：通信语言的约定,网络协议的三要素：,（1）语法（syntax），就是控制信息和数据的结构和格式，表示信号的电平等,（2）语义（semantics），就是信息的含义，包括控制信息和差错控制等,（3）时序（timing），包括对事件实现顺序的详细说明和数据传输速率等,例：语法、语义和时序,2.2.2 标准与标准化组织,标准：多个设备相互通信需要的一种所有设备都共同遵循的语言,标准的制定：,（1）由国际标准组织或各国家的标准组织制定,（2）部分大的厂商自己制订（事实上的标准（De facto标准）,通信领域的主要国际标准联盟：,国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）,因特网工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF）,欧洲电信标准化协会（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）,第三代移动通信标准化的伙伴项目（The 3rd Generation Partnership Project，3GPP和The Third Generation Partnership Project 2，3GPP2）,SS7,Q.931,TCP/IP,SIP,WCDMA/CDMA2000,国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）,国际电工委员会（International Engineering Consortium，IEC）,万维网联盟（World Wide Web Consortium，W3C）,电子电气工程师学会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）,ISO9000,OSI,HTML/XML,负责电工/电子领域标准化工作,IEEE802,光互联网论坛（Optical Internetworking Form，OIF）,电气工业联盟（Electrical Industries Alliance，简称EIA）,EIA232/EIA568,2.3 OSI体系结构,2.3.1 协议族与协议分层结构,协议设计者倾向于设计一起工作的一组协议，称为协议族,在协议族中协议按层划分，每层分别解决不同的子问题,两个主体通过一个三层的分层协议通信的结构：,分层结构中层与层之间的两种关系：,（1）上下层间的服务与被服务关系,（2）两个通信主体同层间的虚拟链路关系,2.3.2 OSI参考模型,为了规范协议族的体系结构，ISO/IEC（国际标准化组织和国际电工委员会）提出了ISO/IEC 7498，亦称为X.200建议，这就是著名的开放系统互连参考模型（Open System Interconnect Reference Model，简称OSI 参考模型）,异质系统互联的七层框架,1.物理层（Physical Layer）：实现实体间的信息的按位传输。,定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。完成物理连接的建立维护释放以及数据的传输服务。,2.数据链路层（DataLink Layer）：实现实体间数据的可靠传送,将传输数据增加的同步信息、校验信息及地址信息 封装成数据帧（位组）。差错检测与控制。数据流量控制。,自动请求重发（ARQ）,接收方利用检错码检测出差错，设法通过反馈信道通知发送方重发数据信息的方法。,完全重传,差错检测与控制,前向纠错（FEC）接收方自动检测出差错，确诊定位，并自动纠正错误。,3.网络层（Network Layer）：提供路由，也就是为信息包在网络中的传送选择一条最佳路径。,4.传输层（Transport Layer）：通过实体间建立端对端的连接，从而实现数据的可靠传输。,5.会话层（Session Layer）：用于建立、管理和终止两个应用系统间的对话。,6.表示层（Presentation Layer）：提供格式化的表示和转 换数据服务。,7.应用层（Application Layer）：为用户应用软件提供使用网络协议软件的接口.,数据,应用层头部,数据,表示层头部,数据,会话层头部,数据,传输层头部,数据,网络层头部,数据,数据链路层头部,数据封装与解封装,数据,E-mail 信息,数据,数据封装示例,段 头部,数据,数据,E-mail 信息,数据,数据段,数据封装示例,段 头部,数据,数据,包 头部,段 头部,数据,E-mail 信息,数据,数据段,数据包,数据封装示例,包 头部,段 头部,帧 尾,数据,段 头部,数据,数据,帧 头部,包 头部,段 头部,数据,E-mail 信息,数据,数据段,数据包,数据帧(取决于不同传输介质),数据封装示例,包 头部,段 头部,帧 尾,数据,段 头部,数据,数据,帧 头部,包 头部,段 头部,数据,E-mail 信息,数据,数据段,数据帧(取决于不同的传输介质),比特流,数据包,数据封装示例,
