计算机网络与通讯辅导.ppt
计算机网络与通讯辅导,学习目的及学习要点,通过该课程的学习应该掌握一种通用的体系结构模型以及各层的作用经过该课程的学习了解计算机网络通讯的更深层概念重视TCP/IP的学习重视和新技术的结合结合因特网以及ATM技术掌握移动通讯的知识强调学习网络互联技术,第一章概述,1.1计算机网络的产生和发展1.1.1产生和发展过程1.1.2推动力1.2 网络的概念1.3 网络系统复杂性,第一章概述,1.4计算机网络的应用1.4.1用于企业的网络1.4.2服务于公众的网络1.4.3社会问题,第一章概述,1.4计算机网络的应用1.4.1用于企业的网络1.4.2服务于公众的网络1.4.3社会问题,第一章概述,1.5网络分类不存在被普遍接受的所有计算机网络都适用的分类法，但是有两个标准很重要：除传输技术和规模。下回我们依次进行讨论。从广义上讲，有2种类的传输技术：1广播式网络。2点到点网络。,第一章概述,1.5网络分类另一个网络分类的标准是它的连接距离。,第一章概述,1.5网络分类无线网络和有线网络无线LAN容易安装，但也有一些缺点，一般容量为l Mb/s或2Mb/s，比有线LAN慢得多。差错率通常也比较高，并且不同计算机的传输可能会互相影响。,第一章概述,1.5网络分类网络互联中的一些概念子网(subnet)、网络(network)和互联网(internet work)常常令人迷惑。子网通常在谈局域网时才有意义，它指出网络经营者拥有的路由器和通讯线路的集合，例如像American Online和Compuserve这样的公司。与之类似，电话系统由电话交换部门组成，部门之间由高速线路连接，而连接到家庭和商业部门则使用低速线。这些线和设备由电话公司拥有和管理，组成了电话公司众多的子网。电话本身(与之相似的是主机)不是子网的一部分。子网和主机构成了网络，在谈到LAN时，电缆和主机构成网络，没有子网的概念。,第一章 概述,1.6网络软件1.6.1 协议分层,第一章 概述,1.6网络软件1.6.1 协议分层层和协议的集合被称为网络体系结构(network architecture)。体系结构的描述必须包含足够的信息，使实现者可以用来为每一层编写程序和设计硬件，并使之符合有关协议。协议实现的细节和接口的描述都不是体系结构的内容，因为它们都隐藏在机器内部，对外部来说是不可见的。只要机器都能正确地使用全部协议，网络上所有机器的接口不必完全相同。某一系统所使用的协议列表，每层一个协议，被称为协议栈(protocol stack)网络体系结构、协议栈和协议是我们要讨论的主题。,第一章 概述,1.6网络软件(1.6.1 协议分层),第一章概述,1.6网络软件1.6.2 各层的设计问题1.6.3 接口和服务1.6.4 面向连接的服务和无连接的服务1.6.5 服务原语,第一章概述,1.6网络软件1.6.5 服务原语(一个简单的面向连接的例子)1.CONNECT.REQUEST：请求建立连接。2.CONNECT.INDICATION：指示有人请求建立连接。3.CONNECT.RESPONSE：被呼叫方表示接收拒绝建立连接的请求。4.CONNECT.CONFIRM：通知呼叫方建立连接的请求是否被接受；,第一章概述,1.6网络软件1.6.5 服务原语(一个简单的面向连接的例子)5.DATA.REQUEST：请求发送数据。6.DATA.INDICATION：表示数据的到达。7.DISCONNECT.REQUEST：请求释放连接。8.DISCONNECT.INDICATION：通知对等实体释放连接的完成情况。,第一章概述,1.6网络软件1.6.6 服务与协议的关系服务是各层向它上一层提供的一组原语(操作)。尽管服务定义了该层能够代表它的上层完成的操作。但丝毫也未涉及这些操作是如何完成的。服务定义了两层之间的接口，上层是服务用户，下层是服务提供者。与之相对比，协议是定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文的格式及意义的组规则。实体利用协议来实现它们的服务定义，只要不改变提供给用户的服务、实体可以任意地改变它们的协议。这样，服务和协议就被完全分离开来。,第一章概述,1.7参考模型1.7.1OSI参考模型,第一章概述,1.7 参考模型 1.7.1 OSI参考模型OSI模型的数据传输,第一章概述,1.7.2 TCP/IP参考模型,第一章概述,1.7.3 OSI参考模型和TCP/IP参考模型的比较OSI参考模型和TCP/IP参考模型有很多相似之处。它们都是基于独立的协议栈的概念。而且，层的功能也大体相似。例如，在两个模型中，传输层及传输层以上的层都为希望通信的进程提供端到端的、与网络无关的传输服务。这此层形成了传输提供者、同样，在两个模型中，传输层以上的层都是传输服务的由应用主导的用户。除了这些基本的相似之处以外，两个模型也有很多差别。,第一章概述,1.7.3 OSI参考模型和TCP/IP参考模型的比较OSI模型有3个主要概念：(1)服务(2)接口(3)协议可能OSI模型的最大贡献就是使这3个概念之间的区别明确化了。每一层都为它上面的层提供一些服务。服务定义该层做些什么，而不管上的层如何访问它或该层如何工作。某一层的接口告诉上面的进程如何访问它。它定义需要什么参数以及预期结果是什么样的。同样，它也和该层如何工作无关。最后，某一层中使用的对等协议是该层的内部事务。它可以使用任何协议，只要能完成工作(例如提供承诺的服务)。也可以改变使用的协议而不会影响到它上面的层。,第一章概述,1.7.3 OSI参考模型和TCP/IP参考模型的比较TCP/IP参考模型最初有明确区分服务、接门和协议，虽然后来人们试图改进它以便接近于OSI。例如,互联网层提供的真正服务只是发送IP分组和接收IP分组。因此，OSI模型中的协议比TCP/IP参考模型的协议具有更好的隐藏性，在技术发生变化时能相对比较容易地替换掉。最初把协议分层的主要目的之一就是能做这样的替换。,第一章概述,1.7.3 OSI参考模型和TCP/IP参考模型的比较1.7.4 OSI模型和协议的缺点糟糕的技术糟糕的实现糟糕的策略1.7.5TCP/IP参考模型的缺点,第一章概述,1.8网络实例1.8.4因特网1.8.5吉比特网络,第一章概述,1.9数据通信服务实例1.9.1 SMDS交换式多兆比特数据服务1.9.2 x.25网络1.9.3 帧中继1.9.4 宽带ISDN和ATM,第一章概述,1.10网络标准化1.10.1电信界最有影响的组织1.10.2国际标准界最有影响的组织1.10.3因特网标准界最有影响的组织,第二章 数据通讯,2.1基本概念数据通信是计算机网络的基础，数据通信部分的主要内容包括；信号与通信、模拟通信与数字通信、数据通信基础理论、传输介质、多路复用技术、数据交换技术、调制解调技术以及物理层接口等。,第二章 数据通讯,2.1基本概念数据通信基础知识数据通信是计算机网络的基础，没有数据通信技术的发展，就没有计算机网络的今天。本章首先简单介绍数据通信的基本概念和基础理论，然后介绍各种传输介质、多路复用技术、数据交换技术以及调制解调技术。2.1.1信号与通信:信号按其因变量的取值是否连续可分为模拟信号和数字信号。,第二章 数据通讯,2.1基本概念2.1.2模拟通信利用模拟信号来传递消息称为模拟通信，普通的电话、广播、电视等都属于模拟通信。,第二章 数据通讯,2.1基本概念2.1.3 数字通信数字通信系统模型如图所示。,第二章 数据通讯,2.2数据通信的理论基础2.2.1傅立叶分析尼奎斯特公式香农公式,第二章 数据通讯,2.3有线传输介质磁介质双绞线基带同轴宽带同轴电缆,第二章 数据通讯,2.4无线传输电磁波谱无线电传输微波传输红外线和毫米波光波传输,第二章 数据通讯,2.5电话系统电话系统的结构本地回路主干和多路复用交换技术,第二章 数据通讯,2.6窄带ISDNISDN服务ISDN系统的结构ISDN接口,第二章 数据通讯,2.7宽带ISDN和ATM虚电路和电路交换 ATM网络中的传输 ATM交换机,第二章 数据通讯,2.8蜂窝无线通信寻呼系统 无绳电话 模拟蜂窝电话 数字蜂窝电话 个人通信服务,第二章 数据通讯,2.9通讯卫星 地球同步卫星 低轨道卫星 卫星与光纤的比较,第三章数据链路层,3.1数据链路层设计问题3.1.1为网络层提供的服务3.1.2成帧3.1.3差错控制3.1.4流量控制,第三章数据链路层,3.2差错检测和纠正3.2.1纠错码3.2.2检错码3.3基本数据链路协议3.3.1一种无限制的单工协议3.3.2一个单工的停-等协议3.3.3有噪声信道的单工协议,第三章数据链路层,3.4滑动窗口协议3.4.1一个1位滑动窗口协议3.4.2使用退后n帧的协议3.4.3使用选择性重传的协议,第三章数据链路层,3.5协议描述和验证3.5.1有限状态机模型3.5.2Petri网模型3.6数据链路层示例3.6.1HDLC高级数据链路控制3.6.2因特网中的数据链路层3.6.3ATM网中的数据链路层,第四章介质访问子层,4.1信道分配问题4.1.1局域网和城域网中信道的静态分配4.1.2局域网和城域网中的信道动态分配,第四章介质访问子层,4.2多路访问协议4.2.1ALOHA协议4.2.2载波侦听多路访问协议4.2.3无冲突的协议4.2.4有限竞争协议4.2.5波分多路访问协议4.2.6无线局域网协议4.2.7数字蜂窝天线电,
