07年自考“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”串講4

三十六、數(shù)字傳輸系統(tǒng)都采用脈碼調(diào)制與多路復(fù)用技術(shù)，早期的數(shù)字傳輸系統(tǒng)有如下弱點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸速率不標(biāo)準(zhǔn)、光設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范、復(fù)用系統(tǒng)中存在同步問題。

三十七、SDH信號(hào)最基本的也是最重要的模塊是STM-1.SDH傳輸網(wǎng)最核心的特點(diǎn)是同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)光接口和強(qiáng)大的網(wǎng)管能力。

第三章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議

1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：為進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合，協(xié)議總是指某一層的協(xié)議。準(zhǔn)確地說，它是對(duì)同等層實(shí)體之間的通信制定的有關(guān)通信規(guī)則或約定的結(jié)合。

2、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括三個(gè)要素：語義：涉及用于協(xié)調(diào)與差錯(cuò)處理的控制信息；語法：涉及數(shù)據(jù)及可控制信息格式、編碼及信號(hào)電平等、定時(shí)：涉及速度匹配及排序等。

3、網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)的劃分所用的方法是分層劃分，要遵循以下原則：每層的功能要明確并且相互獨(dú)立、層間接口必須要清晰，跨越的信息量盡可能地少、層數(shù)適中。層次結(jié)構(gòu)一般以垂直分層模型表示。

4、網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：1、以功能作為劃分層次的基礎(chǔ)、2、第N層實(shí)體在實(shí)現(xiàn)自身定義的功能時(shí)，只能使用第N-1層提供的服務(wù)；3、N層向N-1層提供服務(wù)時(shí)，此服務(wù)不僅包含N層本身的功能，還包含由下層服務(wù)提供的功能；4、僅在相鄰層之間有接口，而且所提供的服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對(duì)上層完全屏蔽。

5、OSI模型（開放系統(tǒng)互連模型）包括了體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)定義和協(xié)議規(guī)范三級(jí)抽象。

6、OSI模型的七個(gè)模型：①物理層：作用是使原始數(shù)據(jù)比特流能在物理媒體上傳輸；②數(shù)據(jù)鏈路層：通過校驗(yàn)、確認(rèn)和反饋重發(fā)等手段，將不可靠的物理鏈路改造成對(duì)網(wǎng)絡(luò)層來說無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路，并進(jìn)行流量控制；③網(wǎng)絡(luò)層：為運(yùn)輸層實(shí)體提供端到端的交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸功能，并進(jìn)行路由選擇、擁擠控制和網(wǎng)際互連等；④運(yùn)輸層：第一個(gè)端-端的層次，為會(huì)話層提供透明的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，并處理端到端的差錯(cuò)控制和流量控制問題；⑤會(huì)話層：組織和同步不同主機(jī)上的各種進(jìn)程間的通信。；⑥表示層：為應(yīng)用層用戶提供共同的數(shù)據(jù)或信息的語法表示變換，如代碼轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)壓縮和加密解密等；⑦應(yīng)用層：開放系統(tǒng)互連環(huán)境的最高層，為OSI應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)，不同的應(yīng)用層為特定類型的網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提供訪問OSI環(huán)境的手段。

7、發(fā)送進(jìn)程發(fā)送給接收進(jìn)程中的數(shù)據(jù)，實(shí)際上是經(jīng)過發(fā)送方各層從上到下傳送到物理媒體，通過物理媒體傳輸?shù)浇邮辗胶?，再經(jīng)過從下到上各層的傳遞，最后到達(dá)接收進(jìn)程。

8、物理層的傳輸單位是比特，它是指在物理媒體之上為數(shù)據(jù)鏈路層提供一個(gè)原始比特流的物理連接，它不是指具體的物理設(shè)備，也不是指信號(hào)傳輸?shù)奈锢砻襟w，物理層的作用是確保比特流能在物理信道上傳輸。

9、物理層協(xié)議規(guī)定了與建立、維持及斷開物理信道所需的機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性。它直接面向?qū)嶋H承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)，物理層的傳輸單位是比特。比特流傳輸可以采用異步傳輸，也可采用同步傳輸。

10、DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）和DCE（數(shù)據(jù)通信設(shè)備）接口的各根導(dǎo)線的電氣連接方式有非平衡方式、采用差動(dòng)接收器的非平衡方式和平衡方式三種。

11、接口信號(hào)線按功能可分為：數(shù)據(jù)信號(hào)線、控制信號(hào)線、定時(shí)信號(hào)線、接地信號(hào)線。

12、EIA RS-232C是由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA在1969年頒布的一種目前使用最廣泛的串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)，它利用公用電話網(wǎng)作為傳輸媒體，并通過調(diào)制解調(diào)器將遠(yuǎn)程設(shè)備連接起來。以下為四種特性：機(jī)械特性：25芯的標(biāo)準(zhǔn)連接器；電氣特性：規(guī)定“1”的電平為-15至-5伏，“0”為+5至+15；功能特性：定義了25芯標(biāo)準(zhǔn)連接中的20根信號(hào)線；規(guī)程特性：規(guī)定工作過程是在各個(gè)控制信號(hào)線有序的ON和OFF狀態(tài)的配合下進(jìn)行的。

13、RS-449、RS-422、RS-423是保持與RS-232C的兼容性的前提下的改進(jìn)。RS-449：使用了37芯和9芯的連接器，9芯用于輔信道的信號(hào)；RS-422：完全采用獨(dú)立的雙線平衡傳輸，信號(hào)電平的定義為±6伏（±2伏為過渡區(qū)域，平衡方式的電氣標(biāo)準(zhǔn)）；RS-423：是非平衡電氣標(biāo)準(zhǔn)，它采用單端發(fā)送器和差動(dòng)接收器，電平為±6伏（±4伏為過渡區(qū)域）。

14、100系列接口標(biāo)準(zhǔn)：傳輸速率為200bps-9600bps時(shí)，采用25芯標(biāo)準(zhǔn)連接器，采用V.28建議；傳輸速率為48Kbps時(shí)，采用34芯連接器，控制信號(hào)使用V.28建議，數(shù)據(jù)線與定時(shí)線采用V.35建議。200系列接口標(biāo)準(zhǔn)：采用25芯標(biāo)準(zhǔn)連接器，電氣特性采用V.28建議。

15、X.21建議是于1976年制定的DTE如何與數(shù)字化的DCE交換信號(hào)的數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械特性：采用15芯標(biāo)準(zhǔn)連接器，定義了八條接口線；電氣特性：類似于RS-422的平衡接口；功能特性：按同步傳輸?shù)娜p工或半雙工方式運(yùn)行。

16、數(shù)據(jù)鏈路層最基本的服務(wù)是將源機(jī)網(wǎng)絡(luò)層來的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)较噜徆?jié)點(diǎn)的目標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)層。數(shù)據(jù)鏈路層以幀為傳送單位。

1）幀同步問題就是能從比特流中區(qū)分出幀的起始和終止。

常用的幀同步方法是：字節(jié)計(jì)數(shù)法、字符填充法（使用字符填充的首尾定界符法）、比特填充法（使用比特填充的首尾標(biāo)志法）和違法編碼法。①字節(jié)計(jì)數(shù)法：以一個(gè)特殊字符表征幀的開始，并一個(gè)專門的字段標(biāo)明幀內(nèi)的字節(jié)數(shù)；②比特填充法：以一組比特模式（如011111110）來定界幀的起始于終止；③字符填充法：用一些特定的字符來定界；④違法編碼法：例如曼徹斯特碼，“高-高”“低-低”是違法的，借用其序列來定界幀的起始和終止，它只適用于采用冗余編碼的特殊編碼環(huán)境。目前較普遍使用的幀同步方法是比特填充法和違法編碼法。

2）常見的差錯(cuò)控制方法有反饋檢測法和自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求。

反饋檢測法無須使用任何特殊代碼的差錯(cuò)檢測法，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，接收方將收到的數(shù)據(jù)重新發(fā)回發(fā)送方，由發(fā)送包檢查是否對(duì)，優(yōu)點(diǎn)：原理簡單、實(shí)現(xiàn)容易、可靠性好，缺點(diǎn)：信道利用率低。用于面向字符的異步傳輸；自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求是指接收方根據(jù)檢錯(cuò)碼對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行差錯(cuò)控制，若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，返回請(qǐng)求重發(fā)的應(yīng)答讓發(fā)送方重新傳送該幀；空閑重發(fā)請(qǐng)求也稱停等法，該方案規(guī)定發(fā)送方每發(fā)送一幀就要停下來等待接收方確認(rèn)返回，僅當(dāng)接收方確認(rèn)正確接收后再繼續(xù)發(fā)送下一幀。這種方案的收發(fā)雙方都要設(shè)置一個(gè)幀的緩沖存貯空間，可有效實(shí)現(xiàn)重發(fā)而且不會(huì)出現(xiàn)重份；連續(xù)重發(fā)請(qǐng)求是指發(fā)送方可以連續(xù)發(fā)送一系列的幀，既不用等前一幀被確認(rèn)就可發(fā)送下一幀，這種方法傳輸效率高，但增大了緩沖存貯空間；Go-Back-N的原理有兩種含義：1、接收方檢測出失序的信息幀后，要求發(fā)送方重發(fā)最后一個(gè)正確接收的信息幀之后所有未被確認(rèn)的幀；2、當(dāng)發(fā)送方發(fā)送了幾個(gè)幀后，若發(fā)現(xiàn)該N幀的前幾幀在計(jì)時(shí)器超時(shí)后仍未返回其確認(rèn)信息，則該幀及其后的幀被判定出錯(cuò)，就要重發(fā)；選擇重發(fā)策略：出錯(cuò)的幀之后的幀可接收下來，存放在緩沖區(qū)中，同時(shí)要求發(fā)送方重新發(fā)送出錯(cuò)的那一幀，這種策略減少了浪費(fèi)，但要求有足夠大的緩沖空間。

流量控制是對(duì)發(fā)送方數(shù)據(jù)流量的控制，使其發(fā)送速率不致超過接收方所能承受的能力，流量控制并不是數(shù)據(jù)鏈路層所特有的功能，許多高層協(xié)議中也提供流量控制的功能。

常見的流量控制方案有：XON/XOFF方案和窗口機(jī)制。

①XON/XOFF方案使用一對(duì)控制字符來實(shí)現(xiàn)流量控制，當(dāng)接收方過載時(shí)，可向發(fā)送方發(fā)送字符XOFF（DC3）暫停，待接收方處理完數(shù)據(jù)后，再向發(fā)送方發(fā)送字符XON（DC1），使之恢復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)；②窗口機(jī)制：其本質(zhì)是在收到一個(gè)確定幀之前，對(duì)發(fā)送方可發(fā)送幀的數(shù)目加以限制，這是由發(fā)送方調(diào)整保留在重發(fā)表中的待確認(rèn)幀來實(shí)現(xiàn)的，如接收方來不及處理，則接收方停止發(fā)送確認(rèn)信息，發(fā)送表的重發(fā)表就增長，當(dāng)達(dá)到重發(fā)表的限度時(shí)，發(fā)送方就不再發(fā)送新幀直到收到確認(rèn)信息為止。

發(fā)送窗口和接收窗口的大小可以不同，但接收窗口的尺寸不能大于發(fā)送窗口，發(fā)送方和接收方的窗口尺寸不得大于信號(hào)范圍的一半。發(fā)送窗口指發(fā)送方已發(fā)送但尚未確認(rèn)的幀序號(hào)隊(duì)列的界，上下界分別稱上下沿，上沿、下沿的間距稱為窗口尺寸。發(fā)送方每發(fā)一幀，待確認(rèn)幀的數(shù)目加1，收到一個(gè)確認(rèn)幀時(shí)，待確認(rèn)幀的數(shù)目減1.當(dāng)重發(fā)表的計(jì)數(shù)值（待確認(rèn)幀的數(shù)目）等于發(fā)送窗口尺寸時(shí)，停止發(fā)送新幀。

以滑動(dòng)窗口的觀點(diǎn)來統(tǒng)一看待空閑的RQ、Go-Back-N和選擇重發(fā)，則①空閑RQ：發(fā)送窗口=1，接收窗口=1；②Go-Back-N：發(fā)送窗口 1，接收窗口=1；③選擇重發(fā)：發(fā)送窗口 1，接收窗口 1.

17、數(shù)據(jù)鏈路層連接的建立、維持和釋放稱為鏈路管理。

18、數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議也稱鏈路通信規(guī)程，也就是OSI參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，鏈路控制協(xié)議分為異步協(xié)議和同步協(xié)議兩類。

異步協(xié)議以字符為獨(dú)立的信息傳輸單位，一般用于數(shù)據(jù)速率較低的場合。

同步協(xié)議是以幀為傳輸單位，同步協(xié)議能更有效地利用信道，也便于實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制、流量控制等功能。同步協(xié)議分為三種類型：①面向字符的同步協(xié)議；②面向比特的同步協(xié)議；③面向字節(jié)的同步協(xié)議。

1）面向字符的同步控制協(xié)議①最早的同步協(xié)議、②典型的代表是IBM公司的BSC協(xié)議、③均由鏈路建立、數(shù)據(jù)傳輸、電路拆除三部分組成。

④BSC協(xié)議用ASCII或EBCDIC字符集定義的10個(gè)傳輸控制字符標(biāo)識(shí) 名稱 含義SOH 序始1 表示報(bào)文的標(biāo)題和報(bào)頭開始STX 文始2 標(biāo)題結(jié)束或報(bào)文文本的開始ETX 文終3 報(bào)文文本的結(jié)束EOT 送畢4 一或多個(gè)文本塊結(jié)束，拆除鏈路ENQ 詢問5 詢問，用于請(qǐng)求遠(yuǎn)程站給出響應(yīng)ACK 確認(rèn)6 接收方發(fā)出的正確接收的響應(yīng)DLE 轉(zhuǎn)義10 修改緊跟其后的N個(gè)字符的意義NAK 否認(rèn)15 接收方發(fā)出的未正確接收的響應(yīng)SYN 同步16 實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間字符同步和無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)同步ETB 塊終17 報(bào)文分成多個(gè)數(shù)據(jù)塊時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)塊的結(jié)束⑤BSC協(xié)議將在鏈路上傳輸?shù)男畔⒎譃閿?shù)據(jù)報(bào)文和監(jiān)控報(bào)文兩類。

⑥數(shù)據(jù)報(bào)文一般由報(bào)頭和文本組成，文本是要傳送的有效數(shù)據(jù)信息，而報(bào)頭有時(shí)也可不用，報(bào)文較長時(shí)，可分為多個(gè)塊來發(fā)送，每一個(gè)塊作為一個(gè)傳輸單位。發(fā)送方只有收到接收方返回的確認(rèn)后，才能發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)塊。

⑦BSC協(xié)議的數(shù)據(jù)塊有四種形式（注解：BCC：塊校驗(yàn)字符，校驗(yàn)范圍：STX-ETX或STX-ETB，BSC協(xié)議中所有發(fā)送的數(shù)據(jù)均跟在至少兩個(gè)SYN字符之后）：A：不帶報(bào)頭的單塊報(bào)文或分組傳輸?shù)淖詈笠粔K：SYN SYN STX 報(bào)文 ETX BCC B：帶報(bào)頭的單塊報(bào)文：SYN SYN SOH 報(bào)頭 STX 報(bào)文 ETX BCC C：分塊傳輸?shù)牡谝粔K報(bào)文：SYN SYN SOH 報(bào)頭 STX 報(bào)文 ETB BCC D：分塊傳輸中的中間報(bào)文：SYN SYN STX 報(bào)文 ETB BCC⑧當(dāng)發(fā)送的報(bào)文是二進(jìn)制數(shù)據(jù)而不是字符串時(shí)，為使二進(jìn)制數(shù)據(jù)中允許出現(xiàn)與傳輸控制字符相同的數(shù)據(jù)（即數(shù)據(jù)的透明性），可在各幀中真正的傳輸控制字符（SYN除外）前加上DLE轉(zhuǎn)義字符。在發(fā)送時(shí)，若文本中也出現(xiàn)與DLE字符相同的二進(jìn)制比特串，這可插入一個(gè)外加的DLE字符加以標(biāo)記，接收方若發(fā)現(xiàn)單個(gè)DLE字符，則可知其后為傳輸控制字符，如發(fā)現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)DLE字符，則知道其后者為數(shù)據(jù)，在處理之前將其中一個(gè)刪去。

⑨正反向監(jiān)控報(bào)文有如下四種格式：A：肯定確認(rèn)和選擇響應(yīng)：SYN SYN ACK；B：否定確認(rèn)和選擇響應(yīng)：SYN SYN NAK；C：輪詢/選擇請(qǐng)求：SYN SYN P/S前綴 站地址 ENQ；D：拆鏈：SYN SYN EOT.⑩BSC協(xié)議與特定的字符編碼集關(guān)系過于密切，所以兼容性較差。BSC是一個(gè)半雙工協(xié)議，它的鏈路傳輸效率也很低。不過，由于BSC協(xié)議需要的緩沖存貯空間小，因而在面向終端的網(wǎng)絡(luò)中被廣泛使用。