第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-2013

1、第二章第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)通信 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。相結(jié)合的產(chǎn)物。2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念一、信息一、信息 通通信的目的是信息交換，信息的載體用來(lái)承載信的目的是信息交換，信息的載體用來(lái)承載信息的事物，可以是數(shù)字、文字、語(yǔ)音、圖形信息的事物，可以是數(shù)字、文字、語(yǔ)音、圖形和圖像等。和圖像等。 二、數(shù)據(jù) 在數(shù)字通信中一般用二進(jìn)制數(shù)作為信息的載體。這種承載著信息的二進(jìn)制碼就是我們所說的數(shù)據(jù)。三、信號(hào)（Signal）數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電磁波表示形式。 包括數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)1844上帝創(chuàng)造了何等的奇跡

2、。 一次通信中產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫信源一次通信中產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫信源, 接收信息的一端叫信宿。接收信息的一端叫信宿。 信源和信宿之信源和信宿之間要有通信線路才能互相通信。間要有通信線路才能互相通信。 通信線通信線路稱為信道路稱為信道。 資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖 通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)CCPCCPCCPCCPCCPCCP主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)終端終端終端終端數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（通信子網(wǎng)）傳輸線路傳輸線路調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào)多路復(fù)用多路復(fù)用交換設(shè)備交換設(shè)備數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（資源子網(wǎng)）終端設(shè)備終端設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的基本過程數(shù)據(jù)通信的基本過程5個(gè)階段個(gè)階段

3、包含兩項(xiàng)內(nèi)容：包含兩項(xiàng)內(nèi)容：數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸和和通信控制通信控制 過程過程 與打電話比較與打電話比較建立物理連接建立物理連接 撥號(hào)，撥通對(duì)方撥號(hào)，撥通對(duì)方 建立邏輯連接建立邏輯連接 互相確認(rèn)身份互相確認(rèn)身份數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 互相通話互相通話斷開邏輯連接斷開邏輯連接 互相確認(rèn)要結(jié)束通話互相確認(rèn)要結(jié)束通話斷開物理連接斷開物理連接 雙方掛機(jī)雙方掛機(jī)*注意，并不是所有的數(shù)據(jù)通信都需要全部5個(gè)階段。數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕夹g(shù)指標(biāo)傳輸速率傳輸速率差錯(cuò)率（誤碼率）差錯(cuò)率（誤碼率）模擬與數(shù)字 模擬數(shù)據(jù)是指在某個(gè)區(qū)間內(nèi)的模擬數(shù)據(jù)是指在某個(gè)區(qū)間內(nèi)的連續(xù)值連續(xù)值。例。例如：如：聲音或視頻都是強(qiáng)度連續(xù)變化的波形；聲音或視頻都

4、是強(qiáng)度連續(xù)變化的波形；用傳感器采集到的數(shù)據(jù)：用傳感器采集到的數(shù)據(jù)：溫度溫度壓力壓力數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)泛指數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)泛指離散值離散值。例如：。例如：文字文字整數(shù)整數(shù)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào) (a) 模擬信號(hào) (b) 數(shù)字信號(hào) 數(shù)據(jù)傳輸類型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，傳輸模擬信號(hào)的系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)，而傳輸數(shù)字信號(hào)的系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。調(diào)制和解調(diào)發(fā)發(fā)送送裝裝置置接接收收裝裝置置MODEMMODEM數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)000001111數(shù)字信號(hào)(a)調(diào)幅(b)調(diào)頻 (c)調(diào)相按數(shù)字信號(hào)按數(shù)字信號(hào)的值改變載的值改變載波信號(hào)的幅波信號(hào)的幅度度按數(shù)字信號(hào)按數(shù)字信號(hào)的值改變載的值改變載波信號(hào)的頻波信號(hào)的頻率

5、率按數(shù)字信號(hào)按數(shù)字信號(hào)的值改變載的值改變載波信號(hào)的相波信號(hào)的相位位一、單工通信（雙線制） 在單工通信中，數(shù)據(jù)信號(hào)固定地從發(fā)送端人傳送到接收端B，因此，又叫單向通信。 數(shù)據(jù)通信方式二、半雙工通信（雙線制半雙工通信（雙線制+開關(guān)）開關(guān)）在半雙工通信中，允許數(shù)據(jù)信號(hào)雙向傳送，但不能同時(shí)進(jìn)行，因此又被稱為雙向交替通信。這種方式要求A、B端都有發(fā)送裝置和接收裝置。若想改變信息的傳輸方向，需要利用開關(guān)進(jìn)行切換。例如，無(wú)線電對(duì)講機(jī) 。數(shù)據(jù)通信方式三、全雙工通信（四線制 ）全雙工通信中，允許雙方同時(shí)在兩個(gè)方向進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此也被稱為雙向同時(shí)通信。它相當(dāng)于將兩個(gè)方向相反的單工通信方式組合起來(lái)。因此，一般采用四

6、線制。全雙工通信效率高，造價(jià)也高，一般用于計(jì)算機(jī)之間的通信 數(shù)據(jù)通信方式 圖 1 0 -1 0 串 行 異 步 通 信 的 信 息 幀 格 式0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /10D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6起始位奇偶校驗(yàn)位停止位空 閑 位0起始位M A R K1M A R K第 n 幀 傳 輸 方 向七 位 數(shù) 據(jù)111第 n + 1 幀 異步通信同步通信串行同步通信信息幀格式校驗(yàn)字符第 n幀第n+ 1幀同步字符同步字符數(shù)據(jù)塊傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)傳輸信號(hào)經(jīng)過的各種物理環(huán)境物理上將計(jì)算機(jī)相互連接起來(lái)的介質(zhì)傳輸介質(zhì)的種類有線介質(zhì)無(wú)線

7、介質(zhì)傳輸介質(zhì)的種類同軸電纜同軸電纜的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)傳輸距離較遠(yuǎn)，覆蓋的地域范圍較大技術(shù)非常成熟缺點(diǎn)電纜硬，折曲困難，重量重局域網(wǎng)常用同軸電纜粗同軸電纜：特征阻抗50 ，直徑1cm細(xì)同軸電纜：特征阻抗50，直徑0.5cm。同軸電纜不適合用于樓宇內(nèi)的結(jié)構(gòu)化布線雙絞線（雙絞線（twisted pairtwisted pair） 最普通的傳輸介質(zhì)，它由兩根絕緣的金屬導(dǎo)線最普通的傳輸介質(zhì)，它由兩根絕緣的金屬導(dǎo)線扭在一起而成，分為：扭在一起而成，分為：p有屏蔽雙絞（有屏蔽雙絞（STP shielded twisted pair STP shielded twisted pair ）p非屏蔽雙絞線（非屏蔽雙絞線（

8、UTP unshielded twisted pairUTP unshielded twisted pair）雙絞線的優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜；安裝方便；速率較高雙絞線的優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜；安裝方便；速率較高雙絞線的缺點(diǎn)：抗干擾不好（雙絞線的缺點(diǎn)：抗干擾不好（UTPUTP）雙絞線（雙絞線（twisted pairtwisted pair）雙絞原因：可以減少電磁波的干擾，也可以減少發(fā)送電雙絞原因：可以減少電磁波的干擾，也可以減少發(fā)送電磁波而干擾別人。傳輸距離：磁波而干擾別人。傳輸距離：100100米米非屏蔽雙絞線和RJ-45連接器屏蔽雙絞線優(yōu)點(diǎn)傳輸質(zhì)量較高電纜尺寸和重量與UTP相當(dāng)缺點(diǎn)安裝不合適有可能引入外界

9、干擾非屏蔽雙絞線的類別與傳輸速率非屏蔽雙絞線的類別與傳輸速率 雙絞線的通信距離一般在100米的范圍內(nèi)，常用的雙絞線類型有：類別類別1類類2類類3類類4類類5類類最大的數(shù)據(jù)最大的數(shù)據(jù)傳輸速度傳輸速度56Kbps1Mbps16Mbps20Mbps100Mbps屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線(STP) 非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線(UTP)以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音，應(yīng)用較少雙絞線外無(wú)任何屏蔽層，應(yīng)用廣泛常用的雙絞線：常用的雙絞線：3類（類（16Mb/s） 和和5類（類（155Mb/s）兩種）兩種非屏蔽雙絞線的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)尺寸小、重量輕、容易彎曲價(jià)格便宜容易安裝和維護(hù)RJ-45連接器牢固、可靠缺點(diǎn)抗干擾能力較弱傳輸距

10、離比較短UTP分為：3類線、4類線、5類線和超5類線UTP非常適合于樓宇內(nèi)部的結(jié)構(gòu)化布線T568AT568A：白綠、綠、白橙、藍(lán)、白藍(lán)、橙、白褐、褐白綠、綠、白橙、藍(lán)、白藍(lán)、橙、白褐、褐T568BT568B：白橙、橙、白綠、藍(lán)、白藍(lán)、綠、白褐、褐白橙、橙、白綠、藍(lán)、白藍(lán)、綠、白褐、褐非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線由4對(duì)導(dǎo)線組成常用的顏色與線號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系橙（2）和橙白（1）綠（6）和綠白（3）藍(lán)（4）和藍(lán)白（5）棕（8）和棕白（7）10M/100M以太網(wǎng)中的非屏蔽雙絞線10M/100M以太網(wǎng)利用非屏蔽雙絞線中的兩對(duì)線進(jìn)行信息傳輸10M/100M以太網(wǎng)使用的線對(duì)發(fā)送：1 （橙白） 、2 （橙）接收：3

11、（綠白） 、6 （綠）RJ-45接頭和接口基本連接規(guī)則自己的發(fā)線要與對(duì)方的的收線相連自己的收線要與對(duì)方的的發(fā)線相連直通線用于直通線用于: :計(jì)算機(jī)和集線器、計(jì)算機(jī)和交換機(jī)、路由計(jì)算機(jī)和集線器、計(jì)算機(jī)和交換機(jī)、路由器和集線器、路由器和交換機(jī)之間的連接器和集線器、路由器和交換機(jī)之間的連接交叉線用于交叉線用于: :計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、集線器和集線器、交換計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、集線器和集線器、交換機(jī)和交換機(jī)、路由器和計(jì)算機(jī)之間的連接機(jī)和交換機(jī)、路由器和計(jì)算機(jī)之間的連接 直通UTP電纜直通UTP電纜的使用環(huán)境（1）計(jì)算機(jī)與集線器相連直通UTP電纜的使用環(huán)境（2）利用集線器的直通級(jí)聯(lián)端口與另一集線器的普通交叉端口級(jí)

12、聯(lián)交叉UTP電纜交叉UTP電纜的使用環(huán)境利用集線器的普通交叉端口與另一集線器的普通交叉端口級(jí)聯(lián)直通線制作：兩頭線序都遵循直通線制作：兩頭線序都遵循T568BT568B交叉線制作：一頭遵循交叉線制作：一頭遵循T568BT568B，另一頭遵，另一頭遵循循T568AT568A網(wǎng)絡(luò)線的制作步驟：剝線、理線、插線、網(wǎng)絡(luò)線的制作步驟：剝線、理線、插線、壓線壓線剝?nèi)ゾ€皮剝?nèi)ゾ€皮 剝開長(zhǎng)度為剝開長(zhǎng)度為1.5cm-2cm1.5cm-2cm 初步排好線對(duì)初步排好線對(duì) 注意不要亂了線序注意不要亂了線序 把線插入到把線插入到RJ-45RJ-45接頭接頭 壓線 網(wǎng)線測(cè)試儀：用來(lái)檢測(cè)網(wǎng)線制作是否正網(wǎng)線測(cè)試儀：用來(lái)檢測(cè)網(wǎng)線

13、制作是否正確的儀器。確的儀器。測(cè)試直通線燈亮順序：測(cè)試直通線燈亮順序：1 11 21 22 32 33 43 44 54 55 65 66 76 77 87 88 8測(cè)試交叉線燈亮順序：測(cè)試交叉線燈亮順序：1 13 23 26 36 31 41 44 54 55 65 62 72 77 87 88 8光纜單模光纖與多模光纖的比較單模光纖與多模光纖的比較 輸入脈沖輸出脈沖（a a）多多模模光光纖纖（b b）單單模模光光纖纖輸入脈沖輸出脈沖光纜的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)傳輸速率高傳輸距離遠(yuǎn)傳輸損耗低抗干擾能力強(qiáng)缺點(diǎn)價(jià)格相對(duì)較高安裝比較困難光纖的分類多模光纖單模光纖（傳輸質(zhì)量比多模光纖好）光纜適合于樓宇內(nèi)部的結(jié)構(gòu)化

14、布線無(wú)線介質(zhì)無(wú)線介質(zhì)（信號(hào)在大氣或外層空間自由傳播）信號(hào)在大氣或外層空間自由傳播）使用電磁波或光波攜帶信息使用電磁波或光波攜帶信息優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：無(wú)需物理連接適用于長(zhǎng)距離或不便布線的場(chǎng)合易受干擾反射，為障礙物所阻隔主要類型主要類型：無(wú)線電、地面微波通信衛(wèi)星紅外線微波通信微波通信通過地面站之間接力傳送通過地面站之間接力傳送接力站之間距離：接力站之間距離：50 100 km速率：每信道速率：每信道 45 Mb/s地面站之間的直視線路地面站之間的直視線路 微波傳送塔微波傳送塔衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信 衛(wèi)星地球表面衛(wèi)星發(fā)送多點(diǎn)接收多點(diǎn)接收短波通信短波通信基站與終端之間通信采用無(wú)線鏈路應(yīng)用領(lǐng)域：移動(dòng)通信、無(wú)線局

15、域網(wǎng)（WLAN）BS基站覆蓋的無(wú)線電區(qū)域基站覆蓋的無(wú)線電區(qū)域BS基站基站 用戶計(jì)算機(jī)和終端用戶計(jì)算機(jī)和終端 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 線路交換（線路交換（circuit exchanging） 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（store-and-forward exchanging）交換）交換 線路交換過程示意圖線路交換線路交換方式方式線路交換方式的優(yōu)點(diǎn)是：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，線路交換方式的優(yōu)點(diǎn)是：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適用于交互式會(huì)話類通信；適用于交互式會(huì)話類通信；線路交換方式的缺點(diǎn)是：對(duì)突發(fā)性通信線路交換方式的缺點(diǎn)是：對(duì)突發(fā)性通信不適應(yīng)，系統(tǒng)效率低，系統(tǒng)不具有存儲(chǔ)不適應(yīng)，系統(tǒng)效率低，系統(tǒng)不具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，不能平滑交通量。數(shù)

16、據(jù)的能力，不能平滑交通量。 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式方式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)與線路交換方式的主要區(qū)別存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)與線路交換方式的主要區(qū)別：發(fā)送的數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信發(fā)送的數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信息按照一定格式組成一個(gè)數(shù)據(jù)單元（報(bào)息按照一定格式組成一個(gè)數(shù)據(jù)單元（報(bào)文或報(bào)文分組）進(jìn)入通信子網(wǎng)；文或報(bào)文分組）進(jìn)入通信子網(wǎng)；通信子網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)是通信控制處理機(jī)，通信子網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)是通信控制處理機(jī)，它負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)單元的接收、差錯(cuò)校驗(yàn)、它負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)單元的接收、差錯(cuò)校驗(yàn)、存儲(chǔ)、路選和轉(zhuǎn)發(fā)功能。存儲(chǔ)、路選和轉(zhuǎn)發(fā)功能。 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式的優(yōu)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式的優(yōu)點(diǎn)由于通信子網(wǎng)中的通信控制處理機(jī)可以存儲(chǔ)分組，由于通信子網(wǎng)

17、中的通信控制處理機(jī)可以存儲(chǔ)分組，多個(gè)分組可以共享通信信道，線路利用率高；多個(gè)分組可以共享通信信道，線路利用率高；通信子網(wǎng)中通信控制處理機(jī)具有路選功能，可以動(dòng)通信子網(wǎng)中通信控制處理機(jī)具有路選功能，可以動(dòng)態(tài)選擇報(bào)文分組通過通信子網(wǎng)的最佳路徑；態(tài)選擇報(bào)文分組通過通信子網(wǎng)的最佳路徑；可以平滑通信量，提高系統(tǒng)效率；可以平滑通信量，提高系統(tǒng)效率；分組在通過通信子網(wǎng)中的每個(gè)通信控制處理機(jī)時(shí)，分組在通過通信子網(wǎng)中的每個(gè)通信控制處理機(jī)時(shí)，均要進(jìn)行差錯(cuò)檢查與糾錯(cuò)處理，因此可以減少傳輸均要進(jìn)行差錯(cuò)檢查與糾錯(cuò)處理，因此可以減少傳輸錯(cuò)誤，提高系統(tǒng)可靠性；錯(cuò)誤，提高系統(tǒng)可靠性；通過通信控制處理機(jī)可以對(duì)不同通信速率的線路進(jìn)

18、通過通信控制處理機(jī)可以對(duì)不同通信速率的線路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也可以對(duì)不同的數(shù)據(jù)代碼格式進(jìn)行變換。行轉(zhuǎn)換，也可以對(duì)不同的數(shù)據(jù)代碼格式進(jìn)行變換。報(bào)文與報(bào)文分組報(bào)文與報(bào)文分組數(shù)據(jù)通過通信子網(wǎng)傳輸時(shí)可以有報(bào)文數(shù)據(jù)通過通信子網(wǎng)傳輸時(shí)可以有報(bào)文（message）與報(bào)文分組（）與報(bào)文分組（packet）兩）兩種方式；種方式；報(bào)文傳輸：不管發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度是多少，報(bào)文傳輸：不管發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度是多少，都把它當(dāng)作一個(gè)邏輯單元發(fā)送；都把它當(dāng)作一個(gè)邏輯單元發(fā)送；報(bào)文分組傳輸：限制一次傳輸數(shù)據(jù)的最大報(bào)文分組傳輸：限制一次傳輸數(shù)據(jù)的最大長(zhǎng)度，如果傳輸數(shù)據(jù)超過規(guī)定的最大長(zhǎng)度，長(zhǎng)度，如果傳輸數(shù)據(jù)超過規(guī)定的最大長(zhǎng)度，發(fā)送結(jié)點(diǎn)就將它分成多

19、個(gè)報(bào)文分組發(fā)送。發(fā)送結(jié)點(diǎn)就將它分成多個(gè)報(bào)文分組發(fā)送。報(bào)文和報(bào)文分組結(jié)構(gòu)報(bào)文和報(bào)文分組結(jié)構(gòu) 由于分組長(zhǎng)度較短，在傳輸出錯(cuò)時(shí)，檢錯(cuò)容易由于分組長(zhǎng)度較短，在傳輸出錯(cuò)時(shí)，檢錯(cuò)容易并且重發(fā)花費(fèi)的時(shí)間較少；并且重發(fā)花費(fèi)的時(shí)間較少；限定分組最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，有利于提高存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)限定分組最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，有利于提高存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)空間利用率與傳輸效率；結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)空間利用率與傳輸效率；公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用的是分組交換技術(shù)。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用的是分組交換技術(shù)。報(bào)報(bào)文文分分組組：報(bào)報(bào)文文：報(bào)文號(hào)目的地址源地址校驗(yàn)報(bào)文號(hào)目的地址源地址報(bào)文分組數(shù)據(jù)校驗(yàn)報(bào)文分組號(hào)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)報(bào)方式數(shù)據(jù)報(bào)方式 數(shù)據(jù)報(bào)是分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式；數(shù)據(jù)報(bào)是分組存儲(chǔ)

20、轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式；在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，分組傳送之間不需要預(yù)先在在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，分組傳送之間不需要預(yù)先在源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立“線路連接線路連接”；源主機(jī)所發(fā)送的每一個(gè)分組都可以獨(dú)立地選擇源主機(jī)所發(fā)送的每一個(gè)分組都可以獨(dú)立地選擇一條傳輸路徑；一條傳輸路徑；每個(gè)分組在通信子網(wǎng)中可能是通過不同的傳輸每個(gè)分組在通信子網(wǎng)中可能是通過不同的傳輸路徑到達(dá)目的主機(jī)。路徑到達(dá)目的主機(jī)。數(shù)據(jù)報(bào)方式的工作原理示意圖數(shù)據(jù)報(bào)方式的工作原理示意圖 數(shù)據(jù)報(bào)工作方式的特點(diǎn)數(shù)據(jù)報(bào)工作方式的特點(diǎn)同一報(bào)文的不同分組可以由不同的傳輸同一報(bào)文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網(wǎng)；路徑通過通信子網(wǎng)；同一報(bào)文的不

21、同分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)可同一報(bào)文的不同分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)與丟失現(xiàn)象；能出現(xiàn)亂序、重復(fù)與丟失現(xiàn)象；每一個(gè)分組在傳輸過程中都必須帶有目每一個(gè)分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址與源地址；的地址與源地址；數(shù)據(jù)報(bào)方式報(bào)文傳輸延遲較大，適用于數(shù)據(jù)報(bào)方式報(bào)文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長(zhǎng)報(bào)文、會(huì)話式突發(fā)性通信，不適用于長(zhǎng)報(bào)文、會(huì)話式通信。通信。 虛電路方式虛電路方式 虛電路方式試圖將數(shù)據(jù)報(bào)方式與線路交虛電路方式試圖將數(shù)據(jù)報(bào)方式與線路交換方式結(jié)合起來(lái)，處分發(fā)揮兩種方法的換方式結(jié)合起來(lái)，處分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)交換效果優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)交換效果; ;數(shù)據(jù)報(bào)方式在分

22、組發(fā)送之前，發(fā)送方與數(shù)據(jù)報(bào)方式在分組發(fā)送之前，發(fā)送方與接收方之間不需要預(yù)先建立連接。虛電接收方之間不需要預(yù)先建立連接。虛電路方式在分組發(fā)送之前，需要在發(fā)送方路方式在分組發(fā)送之前，需要在發(fā)送方和接收方建立一條邏輯連接的虛電路和接收方建立一條邏輯連接的虛電路; ;虛電路方式與線路交換方式相同，整個(gè)虛電路方式與線路交換方式相同，整個(gè)通信過程分為以下三個(gè)階段：虛電路建通信過程分為以下三個(gè)階段：虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸與虛電路釋放階段。立、數(shù)據(jù)傳輸與虛電路釋放階段。 虛電路方式虛電路方式 原理示意圖原理示意圖虛電路的特點(diǎn)虛電路的特點(diǎn)在每次分組發(fā)送之前，必須在發(fā)送方與接收方在每次分組發(fā)送之前，必須在發(fā)送方與接

23、收方之間建立一條邏輯連接。這是因?yàn)椴恍枰嬲g建立一條邏輯連接。這是因?yàn)椴恍枰嬲ソ⒁粭l物理鏈路，連接發(fā)送方與接收方的去建立一條物理鏈路，連接發(fā)送方與接收方的物理鏈路已經(jīng)存在；物理鏈路已經(jīng)存在；一次通信的所有分組都通過這條虛電路順序傳一次通信的所有分組都通過這條虛電路順序傳送，因此報(bào)文分組不必帶目的地址、源地址等送，因此報(bào)文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息。分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)丟失、輔助信息。分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)與亂序的現(xiàn)象；重復(fù)與亂序的現(xiàn)象；分組通過虛電路上的每個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，結(jié)點(diǎn)只需要分組通過虛電路上的每個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，結(jié)點(diǎn)只需要做差錯(cuò)檢測(cè)，而不需要做路徑選擇；做差錯(cuò)檢

24、測(cè)，而不需要做路徑選擇；通信子網(wǎng)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以和任何結(jié)點(diǎn)建立多條通信子網(wǎng)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以和任何結(jié)點(diǎn)建立多條虛電路連接。虛電路連接。 虛電路方式與線路交換方式的不同之處虛電路方式與線路交換方式的不同之處虛電路是在傳輸分組時(shí)建立起的邏輯連接，稱虛電路是在傳輸分組時(shí)建立起的邏輯連接，稱為為“虛電路虛電路”是因?yàn)檫@種電路不是專用的。每是因?yàn)檫@種電路不是專用的。每個(gè)結(jié)點(diǎn)到其它結(jié)點(diǎn)間可能有無(wú)數(shù)條虛電路存在；個(gè)結(jié)點(diǎn)到其它結(jié)點(diǎn)間可能有無(wú)數(shù)條虛電路存在；一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以同時(shí)與多個(gè)結(jié)點(diǎn)之間具有虛電路；一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以同時(shí)與多個(gè)結(jié)點(diǎn)之間具有虛電路；每條虛電路支持特定的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳每條虛電路支持特定的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)

25、傳輸。輸。 由于虛電路方式具有分組交換與線路交換兩種由于虛電路方式具有分組交換與線路交換兩種方式的優(yōu)點(diǎn)，因此在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛方式的優(yōu)點(diǎn)，因此在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。 傳輸差錯(cuò)傳輸差錯(cuò) 通過通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送通過通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象;差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制 檢查是否出現(xiàn)差錯(cuò)以及如何糾正差檢查是否出現(xiàn)差錯(cuò)以及如何糾正差錯(cuò)；錯(cuò)；通信信道的噪聲分為兩類：熱噪聲和沖擊噪聲；通信信道的噪聲分為兩類：熱噪聲和沖擊噪聲；由熱噪聲引起的差錯(cuò)是隨機(jī)差錯(cuò)；由熱噪聲引起的差錯(cuò)是隨機(jī)差錯(cuò)；沖擊噪聲引起的差錯(cuò)是突發(fā)差錯(cuò)；沖擊噪聲引起的差錯(cuò)是突發(fā)差錯(cuò)； 差錯(cuò)產(chǎn)

26、生與差錯(cuò)控制方法傳輸差錯(cuò)產(chǎn)生過程信源通信信道信宿數(shù)據(jù)噪聲數(shù)據(jù)+噪聲(a)001100111100011111000011000100010110011001010傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)波形噪聲數(shù)據(jù)信號(hào)與噪聲信號(hào)疊加后的波形采樣時(shí)間接收數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)出錯(cuò)的位(b) 誤碼率的定義 誤碼率定義誤碼率定義：二進(jìn)制比特在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率，二進(jìn)制比特在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率，它在數(shù)值上近似等于：它在數(shù)值上近似等于： Pe = Ne/N其中，其中，N為傳輸?shù)亩M(jìn)制比特總數(shù)為傳輸?shù)亩M(jìn)制比特總數(shù) Ne為被傳錯(cuò)的比特?cái)?shù)為被傳錯(cuò)的比特?cái)?shù)討論討論誤碼率應(yīng)該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常誤碼率應(yīng)該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常

27、工作狀態(tài)工作狀態(tài)下下傳輸可靠性的參數(shù)；傳輸可靠性的參數(shù)；對(duì)于一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不能對(duì)于一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不能籠統(tǒng)地說誤碼率越低越好，要根據(jù)實(shí)籠統(tǒng)地說誤碼率越低越好，要根據(jù)實(shí)際傳輸要求提出誤碼率要求；際傳輸要求提出誤碼率要求；檢錯(cuò)碼與糾錯(cuò)碼 糾錯(cuò)碼糾錯(cuò)碼： 每個(gè)傳輸?shù)姆纸M帶上足夠的冗余信息；每個(gè)傳輸?shù)姆纸M帶上足夠的冗余信息； 接收端能發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)糾正傳輸差錯(cuò)。接收端能發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)糾正傳輸差錯(cuò)。檢錯(cuò)碼檢錯(cuò)碼: : 分組僅包含足以使接收端發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)的冗分組僅包含足以使接收端發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)的冗余信息；余信息； 接收端能發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)，但不能確定哪一比接收端能發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)，但不能確定哪一比特是錯(cuò)的，并且自己不能糾

28、正傳輸差錯(cuò)。特是錯(cuò)的，并且自己不能糾正傳輸差錯(cuò)。 常用的檢錯(cuò)碼奇偶校驗(yàn)碼奇偶校驗(yàn)碼循環(huán)冗余編碼循環(huán)冗余編碼CRC 目前應(yīng)用最廣的檢錯(cuò)碼編碼方目前應(yīng)用最廣的檢錯(cuò)碼編碼方法之一法之一 編碼效率編碼效率衡量編碼性能好壞的一個(gè)重要參數(shù)是衡量編碼性能好壞的一個(gè)重要參數(shù)是編碼效率編碼效率R，它是碼字中信息位所占的比，它是碼字中信息位所占的比例。編碼效率越高，即例。編碼效率越高，即R越大，信道中用越大，信道中用來(lái)傳送信息碼元的有效利用率就越高。來(lái)傳送信息碼元的有效利用率就越高。編碼效率計(jì)算公式為：編碼效率計(jì)算公式為：R = k/n = k/(k+r)式中式中k為碼字中的信息位位數(shù)為碼字中的信息位位數(shù)r為編碼

29、時(shí)外加冗余位位數(shù)為編碼時(shí)外加冗余位位數(shù)n為編碼后的碼字長(zhǎng)度為編碼后的碼字長(zhǎng)度 循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)CRC ( Cyclic Redundancy Code)是一種通過多項(xiàng)式除法檢測(cè)錯(cuò)誤的、很不尋常而又巧妙的方法。它將比特串bn-1bn-2bn-3b2b1b0解釋成多項(xiàng)式 bn-1xn-1+ bn-2xn-2+ bn-3xn-3+ +b2x2+ b1x1+ b0u給定一個(gè)比特串，在其尾部追加幾個(gè)0，并把它叫做B。讓B(x)對(duì)應(yīng)于B。u將B(x）除以一事先約定的生成多項(xiàng)式G(x) (Generator Polynomial)，求出余式R(x)。u定義T(x) =B(x)+R(x)。u傳輸與T(x

30、)對(duì)應(yīng)的比特串T。設(shè)T 代表接收方收到的比特流T(x)為相應(yīng)的多項(xiàng)式。接收方將T(x)除以G(x)。若余數(shù)為0，則接收方認(rèn)為TT，傳輸未發(fā)生錯(cuò)誤。否則，接收方認(rèn)為(傳輸)發(fā)生了錯(cuò)誤并要求重傳。示例：已知：信息碼:110011信息多項(xiàng)式:K(X)=X5+X4+X+1,生成碼:11001 生成多項(xiàng)式:G(X)=X4+X3+1(r=4)求：傳送方編碼和接收方解碼步驟。解：發(fā)送方編碼及傳送：1) (X5+X4+X+1)*X4的積是 X9+X8+X5+X4 對(duì)應(yīng)的碼是1100110000。2) 積G(X) (按模二算法)。 3) 冗余碼求得是1001，碼字就是它們的拼接：1100111001。發(fā)送方傳送碼字。4) 接收方和發(fā)送芳使用相同的生成生成碼:11001 生成多項(xiàng)式:G(X)=X4+X3+1 (r=4) 5) 接收到的碼字為:1100111001，對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式為:T(X) = X9+X8+X5+X4+X3+1 6) 用碼字除以生成碼：7) 余數(shù)為0，沒有產(chǎn)生傳輸錯(cuò)誤。生成多項(xiàng)式 G(X) 由協(xié)議規(guī)定：CRC-12：x12 + x11 + x3 + x2 + x +1CRC-16：x16 + x15 + x2 +1CRC-CCITT：x16 + x12 + x5 +1CRC-3