短距离无线通信技术课程讲义(第六七讲).ppt

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1、短距离无线通信技术,主讲教师：夏玮玮 邮箱：手机：,结束放映,开始放映,目 录,短距离无线通信技术的基本理论 短距离无线通信技术的研究方向 短距离无线通信技术的典型应用 蓝牙（Bluetooth）蓝牙基本原理与蓝牙相关的九个实验：数字基带仿真、服务发现、语音传输、数据传输、电话网接入、局域网接入、通信传输的有效性和可靠性分析、数字图像的采集传输和处理、无线多点组网 无线传感器网络（WSN）无线传感器网络基本原理无线传感器网络实验GSM/GPRS GSM/GPRS接入基本原理GSM/GPRS接入实验CDMACDMA接入基本原理CDMA接入实验,基于蓝牙技术的系列实验,局域网接入,结束放映,开始放

2、映,局域网接入应用场景,基 本 原 理,回目录,一、串行通信与PPP协议1.串行通信2.EIA-232-E接口标准3.点对点协议PPP二、网络互连与网际协议（IP）1.网络互连设备2.IP协议及其配套协议3.IP层路由选择机制三、无线局域网技术1.无线局域网的产生2.无线局域网技术标准3.蓝牙局域网接入系统,一、串行通信与PPP协议,串行通信：在一根传输线上一位一位的传送信息，所用的传输线少，并且可以借助现成的电话网进行信息传送，特别适合于远距离传输。EIA-232-E接口标准：美国电子工业协会（EIA）制订的著名的物理层标准；由1962年制订的RS-232标准发展而来。DTE与DCE之间的接

3、口标准；,两个DTE通过DCE进行通信,数据终端设备DTE（Data Terminal Equipment）：具备一定数据处理能力以及发送和接收数据能力的设备，PC机就是典型的DTE。数据电路端接设备DCE（Data Circuit-terminating Equipment）：在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，负责建立、保持和释放数据链路的连接，拨号上网用的调制解调器就是最常见的DCE。两台计算机相距很近的时候，可以不通过DCE用电缆直接相连，需要采用虚调制解调器(串口电缆)的方法。,点对点协议PPP(Point-to-Point Protocol)用户通过Modem拨号接入I

4、nternet，或是两台计算机通过串口电缆连接进行上层应用间的通信，都需要数据链路层协议。目前使用最为广泛的是PPP协议，它是在串行线路网际协议(SLIP)的基础上发展起来的。三个组成部分：一个将IP数据报封装到串行链路的方法，即在串行链路上对数据报进行封装。PPP既支持异步串行链路，也支持面向比特的同步串行链路；一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP（Link Control Protocol）。通信双方可以协商一些选项。一套用于建立和配置不同网络层协议的网络控制协议NCP（Network Control Protocol）。为了在点对点连接上建立通信，每个PPP端必须首先

5、发送LCP包以配置和检测数据链接。在连接建立而且可选的选项都已经由LCP设置完成后，PPP必须发送NCP包用以选择和配置一个或多个网络层协议,给主机分配一个临时的IP地址。在每层的协议被配置完成后，就可以在链路上进行通信了。,PPP协议的工作状态图链路控制协议LCP协议主要用于“建立”阶段，负责链路的建立和管理。网络控制协议NCP协议主要用于“网络”阶段，负责配置网络层协议，给新接入的计算机分配一个临时的IP地址。“鉴别”阶段常用的协议有密码授权协议 PAP、咨询握手鉴别协议CHAPChallenge Handshake Authentication Protocol等。,二、网络互连与网际协

6、议（IP）,网络互连设备 中继（relay系统：将网络互连起来使用的一些中间设备。不同连接设备的主要区别在于它们连接面对的网络层次不同。根据中继系统所在的层次，有以下5种中继系统：转发器（repeater）物理层网桥或桥接器（bridge）数据链路层路由器（router）网络层 网桥和路由器的混合体桥路器（brouter）网关（gateway）网络层以上,网络层在网络互连中起着重要的作用，网络层的主要协议是IP协议及其配套协议。网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，用于将多个包交换网络连接起来，将数据报从源地址传送到目的地址。与IP协议配套使用的还有三个协议：Internet控

7、制报文协议 ICMP（Internet Control Message Protocol）：作用是减少分组丢失，提高发送效率。ICMP允许主机或路由器将异常情况以ICMP报的形式写入IP数据报中，向其它主机发送。地址解析协议ARP（Address Resolution Protocol）：由IP地址获得物理地址。反向地址解析协议RARP（Reverse Address Resolution Protocol）：由物理地址获得IP地址。,IP协议及其配套协议,协议关系示意图,IP地址与物理地址IP地址：给每一个连接在Internet上的主机分配一个在全世界范围内唯一的32bit地址。IP地址分为

8、五类：即A类到E类（见下图）。常用的A类、B类、C类地址都由网络号(net-id)和主机号(host-id)两个字段构成。D类地址是组播地址，E类地址则为以后的用途保留。,IP地址与物理地址,IP地址与物理地址的区别,TCP/IP体系中地址的转换主机名字和IP地址间的转换 对于较小的网络，使用hosts文件。Hosts文件上存有许多主机名字到IP地址的映射，供源主机使用。对于较大的网络，使用几个装有域名系统DNS(Domain Name System)的域名服务器。DNS上面分层次放有许多主机名到IP地址转换的映射表。当源主机需要与目的主机通信时，源主机中的名字解析软件resolver会自动找

9、到DNS的域名服务器来完成这种转换。主机IP地址和物理地址间的转换 该转换由地址解析协议 ARP（Address Resolution Protocol）来完成。ARP：将IP地址(长度是32bit)与局域网的物理地址(MAC地址,长度是48bit)一一对应的协议。每台主机都应有ARP缓存来存放IP地址到物理地址的映射；ARP缓存的内容是动态更新的，需要时自动生成，一段时间不用就被清除。,IP层的路由选择机制以目的站所在的网络号选择路由指明目的主机的路由4个A类网络通过3个路由器连接在一起：,回原理目录,三、无线局域网技术,1.无线局域网的产生计算机局域网：将分布在数公里内的不同物理位置的计算

10、机设备连在一起，在网络软件的支持下可以相互通信和资源共享的网络系统。,只包含了最低的两个层次，还包括对传输媒体和拓扑结构的规格说明。其中数据链路层分为媒体接入控制MAC(Medium Access Control)和逻辑链路控制LLC(Logical Link Control)两个子层。,局域网体系结构(IEEE 802参考模型),计算机局域网在通常情况下主要是有线局域网。有线局域网的缺陷：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各站点不可移动；这些问题给正迅速扩大的联网需求造成严重的瓶颈阻塞，解决此最迅速和最有效的方法是采用计算机无线通信和无线计算机网络系统。无线局域网（Wireless L

11、ocal Area Network）：是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网，是有线网络的延伸和补充。,无线局域网技术标准 无线接入区别于有线接入的特点之一：标准不统一，不同的标准有不同的应用。下面是几种最热门的无线局域网技术标准：IEEE 802.11 标准：IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取。此后又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准。HomeRF 标准：由家庭无线联网业界团体制定的标准，是专门为家庭用户设计的。蓝牙（Bluetooth）标准 蓝牙技术是一种无线个人联网技术。作为一种开放性的标

12、准，蓝牙可以提供在短距离内的数字语音和数据的传输，可以支持在移动设备和桌面设备之间的点对点或者点对多点的应用。下表对 它们做了简要的技术标准比较：,几种无线局域网技术标准比较,蓝牙局域网接入系统2个主要组成部分：局域网接入点LAP（LAN Access Point）提供接入局域网的服务（例如以太网，令牌环网络，等等）；提供PPP服务器的功能，在RFCOMM协议的基础上使用PPP连接，RFCOMM承载PPP数据报并提供对这些数据流的控制。数据终端DT（Data Terminal）使用LAP提供的服务，典型的设备是笔记本电脑；作为PPP客户端，建立对LAP的PPP连接，以获得对LAN的访问。,场景

13、1：为单个数据终端提供接入服务 单个数据终端通过LAP以无线方式接入局域网中。一旦连接建立，数据终端就好像通过拨号网络接入局域网，可以访问局域网中提供的所有服务。,典型的3个应用场景：,场景2：为多个数据终端提供接入服务 多个数据终端通过LAP同时以无线方式接入到局域网中。一旦连接建立，它们就像通过拨号接入一样来访问局域网中所提供的各种服务；另外通过LAP，数据终端之间也可以相互通信。,场景3：PC到PC的连接 两台PC之间建立一条链路，一台PC充当LAP，另一台则充当数据终端。这种情况就象通常的PC之间通过直接电缆连接一样。在本实验中，数据终端与接入点都是PC机，采用第一个应用场景。,LAN

14、接入点利用蓝牙的RFCOMM协议层提供的串口，在其上叠加PPP协议和TCP/IP等网络层协议。PPP网络将IP包从PPP层放入，并送入相应的局域网中。蓝牙LAP设备作为PPP服务器，提供无线接入局域网的服务。,蓝牙局域网接入应用的系统结构：,蓝牙局域网接入应用的系统结构,结构图有关说明：蓝牙的基本核心协议BCP（Basic Core Protocols组件包括蓝牙核心协议和管理实体MEManagement Entity。蓝牙的核心协议有：基带协议 BP（Baseband Protocol)、链路管理协议LMP(Link Manager Protocol)、逻辑链路控制及适配协议L2CAP(Lo

15、gical Link Control Application Protocol)、射频通信协议RFCOMM(Radio Frequecncy Communication)等。Internet协议IP(Internet Protocol)用于将多个包交换网络连接起来，将数据报从源地址传送到目的地址。传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)是TCP/IP协议中的两个传输层协议，它们使用IP路由功能把数据包发送到目的地，从而为应用程序及应用层协议(包括HTTP、SMTP、SNMP、FTP和T

16、elnet)提供网络服务。,蓝牙局域网接入的工作流程：,DT通过某个应用程序发现附近的LAP；DT向LAP请求建立基带物理链路，设备间进行蓝牙基带鉴权过程，并在所建链路上进行加密传输；DT发起PPP/RFCOMM/L2CAP的建链过程；通过适当的PPP协商机制，LAP和DT将被分配各自的IP地址；DT和LAP通过IP数据流进行网络通信 通信完毕后，DT和LAP都可以主动拆除PPP链路，中止通信。,蓝牙局域网接入应用模型（LAN Access Profile）：LAP参数配置参数包括：基本接入参数,附加配置参数最大用户数：不同产品的性能和资源不同，通常限制了它所能同时支持的最大用户数。LAP的管

17、理员要选择适当的用户数。单用户模式：最大用户数为1。这种模式下LAP和DT都可以作为Master。多用户模式：最大用户数大于1。这种模式下LAP必须作为微微网的Master。安全参数配置：蓝牙的基带PIN code(可以是一字节全零的缺省码）或者link key(链路密钥)；PPP鉴权参数（如：网络用户名/密码，取决于PPP的身份验证协议）。网络参数配置：预留的IP缓冲池；缺省客户端网络配置（如子网掩码、网关和DNS Server等）；PPP参数(如是否进行PPP的身份验证、是否进行PPP压缩等)。,SDP数据库 为使DT可以发现LAP上的网络接入服务，LAP必须预先配置好相应的SDP记录，并

18、把它们写入LAP上的SDP服务器中。这些记录包括：服务类别，所用的蓝牙协议代码和相关参数，蓝牙应用模型模型代码、版本号，服务名称等等。,用户层相关操作初始化LAP服务启动LAP服务建立LAN连接通常由DT发起建立LAN连接的请求，过程如下：DT选择适当的LAP及其提供的PPP/RFCOMM服务；蓝牙鉴权（需要提供PIN或者链路密钥）PPP身份验证（可选）启动PPP的应用程序，尝试与选定的LAP/服务进行连接LAN连接丢失拆除LAN连接,PPP相关操作初始化PPP关闭PPP建立PPP连接链路控制协议LCPLink Control Protol；拆除PPP连接IP控制协议IPCPInternet

19、Protocol Control Protocol；LCP；RFCOMM；PPP鉴权协议可选咨询握手鉴别协议CHAP等等。ME的相关操作,蓝牙局域网接入系统设计方案,主机-蓝牙模块的双模块方案其结构如图所示：主机：高层驱动(Higher Layer Driver)主机控制器接口HCI驱动(Host Controller Interface Driver)物理总线驱动(Physical Bus Driver)蓝牙模块：射频基带HCI和物理总线接口,分别介绍：高层驱动：在主机端运行蓝牙协议栈、上层的网络协议及相关网络应用。其中：主机端的蓝牙协议栈包括RFCOMM、L2CAP、SDP和管理实体ME；

20、它们通过HCI驱动提供的HCI接口对蓝牙模块进行访问控制；HCI接口是蓝牙标准中为主机和蓝牙基带定义的标准通信接口，保证不同蓝牙模块之间的兼容性和互通性。HCI驱动：为上层驱动程序提供HCI接口。主机与蓝牙模块之间的交互信息经过HCI驱动实现的接口，在下面的物理总线上传输。物理总线驱动：把需要传输的HCI数据流放到适当的物理总线上，实现主机与蓝牙模块的交互。可能的总线方式有：UART、USB、PCMCIA等。蓝牙模块：以HCI接口的形式通过物理总线对主机的各种请求提供服务。,LAP的软件设计思想：LAP基于PPP/RFCOMM，利用蓝牙的串口替代功能，对PPP协议进行承载，进而对异步传输网络模

21、型提供底层通信支持。实现一个LAP的主要步骤：实现蓝牙模块的工作电路，搭建硬件平台，提供与PC的通信接口；将蓝牙协议栈移植到内核模式，以驱动的方式提供底层无线通信服务；编写串口仿真驱动程序，为操作系统提供无线的仿真串口接口；根据蓝牙技术的特点，编写相关的设备管理程序和LAP管理配置程序，和操作系统提供的网络应用程序协调工作，提供蓝牙LAP的各项服务。,LAP的软件层次结构,实 验 环 境,每2台PC为一组。硬件：SEMIT TTP6601 两块；USB连接线两根。软件：服务器端（AP）：TTP局域网接入实验 服务器版软件客户机端（DT）：TTP局域网接入实验 客户机版软件OS：Windows

22、2000以上显示设置：Windows标准字体分辨率：1024768。,实 验 内 容,利用串口电缆进行有线接入（选做）蓝牙无线接入验证地址解析协议ARP和路由选择的过程,通过直接电缆连接，在Win2K环境下进行局域网接入实验。连接电缆；参数配置：在服务器端指定的串口上配置拨入服务器：配置串口参数（波特率、流控参数等）；配置网络参数（PPP用户鉴权，TCP/IP属性）；在客户端指定的串口上配置直接连接：配置串口参数（波特率、流控参数等）；配置网络参数（PPP用户鉴权，TCP/IP属性）。通过Windows直接电缆连接，进行各种网络应用。,观察并分析有线终端设备接入Internet的过程中，通信协

23、议的主要工作流程。利用操作系统提供的命令验证地址解析协议ARP和路由选择的工作过程，理解终端接入局域网时网络层路由的作用。,以蓝牙为无线平台，在Win2K环境下进行局域网接入实验。服务器端和数据终端的实验操作：服务器端(AP)安装硬件设备及蓝牙总线驱动 枚举串口设备，安装虚拟串口驱动 在虚拟串口上配置拨入服务 进入实验程序 向SDP注册串口服务记录客户端(DT)安装硬件设备及蓝牙总线驱动 枚举串口设备，安装虚拟串口驱动 建立基于虚拟串口的直接连接 进入实验程序 查询设备 与本组中的AP建立连接（ACL和RFCOMM）拨号连接上AP，访问网络资源,利用操作系统提供的命令，在蓝牙无线接入平台上，验

24、证地址解析协议ARP和路由选择的过程，理解终端接入局域网在网络层是如何实现的。在AP上运行ipconfig/all（显示所有网络接口信息）记下以太网接口和PPP接口的物理地址在AP上运行route print（显示本机路由表）说明路由表中各项的含义在AP上运行arp a（显示本机ARP缓存）在局域网中的另一台主机上运行arp a对结果进行分析,实 例 说 明,服务器端配置“传入的连接”服务器端“传入的连接”网络属性服务器端实验软件界面客户端“直接连接”网络部分配置客户端实验软件界面PPP连接成功后，服务器端“传入的连接”状态AP上运行 ipconfig/all 的结果AP上的路由表AP上的AR

25、P缓存,服务器端配置“传入的连接”,服务器端“传入的连接”网络属性,服务器端实验软件界面,客户端“直接连接”网络部分配置,客户端实验软件界面,PPP连接成功后，服务器端“传入的连接”状态,AP上运行 ipconfig/all 的结果,AP上的路由表,AP上的ARP缓存局域网内另一台主机（192.168.0.9）上的ARP缓存,串行通信及其标准：EIA-232-E接口标准PPP协议：组成部分和工作过程网际协议与网络互连无线局域网WLAN无线局域网技术标准蓝牙局域网接入系统构成：局域网接入点LAP和数据终端DT系统结构：蓝牙的核心协议应用模型：参数配置，用户层和管理实体的相关操作设计方案：主机蓝牙

26、双模块的结构,实 验 知 识 点,思 考 题,实验步骤3中，充当AP的计算机上，执行route print命令后输出的结果中各项是何含义？实验步骤3中，在局域网上另一台主机的arp缓存里，AP以太网接口、AP的PPP网络接口、客户PPP网络接口的IP对应的MAC地址为什么是一样的？结合实验原理部分的介绍和观察到的结果，说明从该台主机向客户机（数据终端）发送IP报的流程。,局域网接入实验 本实验系统的软件分为服务器和客户两个版本，可辅助用户建立客户端到服务器间的蓝牙连接，并利用Windows操作系统的路由和拨号网络功能，建立PPP连接，实现局域网的无线接入。系统需求硬件需求（本实验使用专门的硬件

27、，请勿将其他实验设备用于本实验！）：PC机；内存=128MB；屏幕分辨率=800*600（推荐1024*768）USB接口；10MB硬盘空间；实验设备 TTP6601，USB连接线；操作系统需求：Windows2000 Professional注意事项由于本实验需实验专门的驱动程序，因此务必在更新驱动程序（USB驱动和虚拟串口驱动）并重新启动后，再进行实验！安装步骤安装实验软件：1.将实验光盘放入光驱后，安装服务器版软件请执行光盘上Server 文件夹中的Setup.exe，安装客户版软件请执行光盘上Client文件夹中的Setup.exe；2.软件的默认安装目录是：:Program File

28、sSEMITTTP局域网接入实验（客户版/服务器版），安装过程中可根据实际需要更改。,安装驱动程序（驱动程序安装的详细说明见光盘上“驱动安装指南.html”文件）：1.安装USB驱动程序将6601插在USB接口上，如果以前从未安装过6601的驱动，WINDOWS会自动弹出“安装新硬件向导”窗口，点击“下一步”；选择“搜索适合我的设备的驱动程序（推荐）”，点击“下一步”；在“可选的搜索位置”单选“指定一个位置”，点击“下一步”；在“浏览”中选择本实验软件的安装目录“Driver”目录中，打开btbus.inf；WINDOWS会查找到驱动程序“SEMIT Lan Access”，点击下一步；弹出“

29、需要SEMIT Lan Access Installation Disk上的文件 btbus.sys”，在“浏览”中选择和上面btbus.inf同一个目录，打开btbus.sys；USB的驱动程序安装完毕。如果以前安装过6601的其它驱动程序，在“设备管理器”中展开“通用串行总线控制器”，右键点击“SEMIT*”，选择“属性”，点击“驱动程序标签”中的“更新驱动程序”。其它操作同上。,2.安装虚拟串口驱动程序USB驱动安装完成后，运行软件安装目录中的sbtinit.exe程序，系统报告发现新硬件：选择“搜索适合我的设备的驱动程序（推荐）”，点击“下一步”；在“可选的搜索位置”单选“指定一个位置

30、”，点击“下一步”；在“浏览”中选择本实验软件的安装目录“Driver”目录中，打开serbt.inf；WINDOWS会查找到驱动程序“SEU 蓝牙通讯端口”，点击下一步；弹出“需要SEU蓝牙通讯端口上的文件 serbt.sys”，在“浏览”中选择和上面serbt.inf同一个目录下的serbt.sys；完成后在Semit LanAccess设备下可以看到一个子设备 蓝牙通讯端口（COM？）。驱动安装完成后，请重新启动计算机。,基于蓝牙技术的系列实验,数据传输,结束放映,开始放映,数据传输的流程,返回,基 本 原 理,分层次的网络体系结构逻辑链路与物理链路面向连接和面向无连接的服务自环、广播和

31、组播数据链路层表示会话层,网络的协议层次概念：规定各层如何操作的原则和规程称为协议。网络协议：语法、语义、同步 比较有影响的网络体系标准：系统网络体系结构SNA（System Network Architecture），开放系统互连基本参考模型OSI/RM（Open System Interconnection Reference Model），TCP/IP协议族,分层次的体系结构,1.分层次的网络体系结构,应用层：直接为用户的应用进程提供服务，来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。运输层：传送“报文”，根据下面通信子网的特性最佳地利用网络资源，为上一层进行通信的两个进程之间提供

32、一个可靠的端到端服务（负责主机中两个进程的通信）。网络层：选择合适的路由，使发端的运输层所传下来的分组能够正确地按照目的地址找到目的终端，并交付给目的终端的运输层寻址（负责网络中不同主机的通信）。数据链路层：在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据（差错控制，流量控制）。物理层：物理层的任务就是透明（经实际电路传送后的比特流没有发生变化）地传送比特流。,计算机网络的原理体系结构,数据在各层之间的传递过程,在对等层次上传送的数据，其单位称为该层的协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）。层与层之间交换的数据单位为服务数据单元SDU（Service Data Unit

33、）。多个PDU可以合成一个SDU，多个SDU也可以合成一个PDU。上层使用下层所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令称为服务原语。在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方，成为服务访问点SAP（Service Access Point）。,协议层相邻层间关系,为了突出协议的上下层次，实验设计了两个协议层来模拟数据传输的机制和流程：会话层封装了上层的数据，使下层向上看起来传送的都是同样的数据包，并且提供了一个典型但是比较简单的数据交换机制，也就是会话协议。数据链路层把一条有可能出差错的实际链路，转变为上层向下看起来不出差错的链路。,数据传输实验的协议层次,2.逻辑链路与物理链

34、路,服务访问点及信道复用,逻辑链路：在物理链路上加上通信规程来控制数据的传输。服务访问点SAP：一个逻辑接口。数据传输时需要两种地址：物理地址（标识主机，MAC层传输）SAP地址（标识服务，LLC层传输）在一条建立好的物理链路上可以：建立多条服务访问点之间的逻辑连接；实现两个主机多对应用之间互不干扰的数据传输。需要注意：一个应用可同时使用多个服务访问点；一个服务访问点在一个时间只能为一个应用服务。,3.面向连接和面向无连接的服务,面向连接的服务（虚电路服务）：数据交换前必须建立连接，数据交换结束需终止该连接；在传送数据时是按序传送的；每次通信都要经过连接建立、数据传输和连接释放三个阶段；适合于

35、在一定的期间内向同一目的地发送许多报文的情况。面向无连接的服务（数据报服务）：不需要建立连接，不需要确认；不能防止报文的丢失，重复和无序；适合于传送很长的数据文件，可用于点对点通信、广播和多播。,面向连接时，应用之间有逻辑信道连接，发出的每个数据包都需要有响应；面向无连接时，应用之间没有逻辑信道连接，发出的每个数据包也不需要有响应；在表示会话层中，同样存在面向连接和面向无连接的两种服务；实验中所使用的会话层协议精简自蓝牙协议中的OBEX(Object Exchange Protocol)协议，它不支持面向无连接的服务；面向连接的服务中，不同类型的应用（比如聊天和文件传输）之间可以建立数据链路层

36、的逻辑连接，但会话层可能无法建立连接。,4.自环、广播和组播,自环、广播和组播都是目的地址特殊的数据传输方式。（1）自环 自环指数据发往本机应用。多数数据链路层都支持自环接口 一个自环接口的IP数据报不能出现在任何的网络之上。自环的MAC数据包不会出现在实际的物理链路上，而是直接交给本机数据链路层的接收模块处理。在实验中，用一个16位的无符号整数句柄标识一个物理链路，该句柄对应着一个物理连接两端的物理地址。实验指定了两个特殊的句柄：Loopback（0 x0000）：指向本机的自环链路；BroadCast（0 x00FF）：广播到网络的每台主机。,（2）广播和组播 广播和组播是一种目的地址不唯

37、一的，不要求响应的数据传输方式。广播的MAC数据包给所有与本机建立物理连接的主机发送一份，同时也向本机发送一份。组播：一个节点向网络内的某些特定的设备传送数据。一台计算机也是一个网络，网络只是一个逻辑上的概念。广播与组播的两个层次：广播和组播既可以是面对物理链路层面上对网络上不同主机，也可以是面对逻辑链路层面上相同或不同主机中的不同应用。,5.数据链路层,数据链路层分为两个子层：逻辑链路控制（LLC），媒体访问控制（MAC）实验中的数据链路层负责：流量控制和差错控制，信道复用以及链路管理。,数据链路层LLC PDU和MAC帧,数据链路层负责的流量控制采取连续ARQ和滑动发送窗口的机制。动画演示

38、，设：发送序号用3比特编码（发送窗口长度取值限定在17内）发送窗口的大小为4（在未收到对方确认信息情况下，发端可以发送的数据帧的最大数目为4）,接受窗口为1 接受窗口为2 接受窗口为4,如果收到了拒绝帧或等待超过了限定时间，则需要重发前N个数据帧，N由接收端返回的拒绝帧和发送端的滑动窗口决定。,7.表示会话层,会话层：使应用建立和维持会话，并能使会话获得同步。表示层：为异种机通信提供一种公共语言，以便能进行互操作。数据传输实验设计的表示会话层精简于无线通信中常用的对象交换协议OBEX（OBject Exchange），它使用对象这种思想把各种上层应用所要交换的数据封装成统一的格式，是一种紧凑、

39、高效的二进制协议。支持：同步、文件传输、对象推入。OBEX协议分为数据对象模型和会话协议两部分。对象模型：包括了将要传输的数据对象的各种信息以及数据对象本身。会话协议：规定了设备间的数据传输过程，OBEX使用基于二进制包结构的客户机/服务器模式作为该过程的模型。,实 验 环 境,每两台PC为一组。硬件：SEMIT 6602 2块串口连接电缆 2根软件：OS：Windows 2000显示设置：Windows标准字体分辨率：1024768,数据传输（点对点）,组网实验,数据传输实验,返回,实 验 内 容,面向连接面向无连接适配层程序编写（选做）扩展内容：编写上层应用程序（选做）,1.面向连接的操作

40、,建立物理链路-启动协议栈，查询，建链 注册服务访问点，注册组播组 建立数据链路层连接 建立表示会话层连接-参数协商，应用类型匹配 进行数据传输（聊天，文件传输）断开表示会话层连接 断开数据链路层连接 注销组播组，服务访问点 断开物理链路 自环操作与其类似。,2.面向无连接的操作,建立物理链路；注册服务访问点，注册组播组；向对方主机或全网络广播，组播数据链路层的帧，如网络信息；在链路层、会话层逻辑链路建好后可以向对方主机或全网络广播，组播会话层的帧，如聊天信息。,3.适配层程序编写,实验规定：会话层最大数据包长度为10000Byte；数据链路层可以接受的最大包长为250Byte 要求编写负责拆

41、包组包的适配层程序，以体会上下层协议的结合。实验环境提供：以Dll函数的形式提供的适配层程序；该Dll函数的Delphi编译环境和VC下的编译环境；环境中接口定义以及对适配层原理及编程的详细说明。实验内容：将安装目录下的Adaptor_Dll目录复制到学生新建的目录下；使用Delphi打开目录里的Adaptor工程文件；编写Dll源程序；替换原DLL程序；调用目录下的DataTransfer.exe进行调试。,扩展内容：上层应用程序编写,实验提供：硬件模块；数据链路层DLL；上层应用程序框架。需要在提供的框架程序里添加具有OBEX会话协议的应用程序。编程要求：能与实验提供的软件中的OBEX协议

42、进行对话；可用于无线的文件传输应用。参看：实验原理中提供的状态转移图；实验提供的参考OBEX协议的Delphi和C代码。,实 验 知 识 点,网络协议网络体系结构逻辑链路物理链路面向连接的服务面向无连接的服务自环与广播、组播数据链路层表示会话层状态转移表,思 考 题,有连接的数据包和无连接数据包的区别。在同一条物理链路上如何区分不同的逻辑信道？设计协议时需要考虑哪些因素？会话层与数据链路层之间数据交互需注意的问题。两层之间的包交换是否需要插入适配层？数据链路层滑动窗窗口的作用，以及窗口大小对数据传输的影响；观察会话层的数据包与数据链路层传送的帧之间的联系，考虑会话层MRU对数据链路层的影响，思考MRU在实际应用中是应当设置较大值还是较小值，以及其合适的取值，并说明理由。,