第3章計算機網(wǎng)絡體系結構

第3章計算機網(wǎng)絡體系結構主要內容：開放系統(tǒng)互連參考模型TCP/IP參考模型及兩種模型的比較集成自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡體系結構物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層傳輸層及高層協(xié)議

（一）網(wǎng)絡協(xié)議的概念網(wǎng)絡協(xié)議簡稱協(xié)議，有三要素。語義：規(guī)定通信雙方彼此“講什么”，如規(guī)定通信雙方要發(fā)出什么控制信息，執(zhí)行什么動作和返回什么應答。語法：規(guī)定通信雙方彼此“如何講”，如數(shù)據(jù)與控制信息的格式、數(shù)據(jù)編碼。時序：時間安排，定義“什么時間講”,“先講什么，后講什么”。三要素語義語法時序什么是網(wǎng)絡協(xié)議？其組成要素？計算機網(wǎng)絡同等層次中，通信雙方進行信息交換時必須遵守的規(guī)則。3.1網(wǎng)絡體系結構的基本概念

（二）協(xié)議分層

1、分層的思想是設計協(xié)議的基礎思想。設計者按照功能和數(shù)據(jù)信息的流動過程把計算機網(wǎng)絡劃分為多個不同的功能層，并規(guī)定每一層所必須完成的功能，這就是網(wǎng)絡的層次結構。各層通過SAP（服務訪問點）相聯(lián)系。2.網(wǎng)絡體系結構的概念結構化的分層設計方法使任一對應用實體之間的通信，實際上成為各個不同層次上的對等實體共同協(xié)調工作的通信?；谶@種概念的描述，可以這樣定義計算機網(wǎng)絡體系結構：網(wǎng)絡體系結構在邏輯上是由連續(xù)的層組成，具體地講，由三個基本要素組成：（1）層：能提供某一種或某一類服務功能集合的邏輯構造；（2）協(xié)議：即某層的網(wǎng)絡協(xié)議，每層所完成的功能都是在該層協(xié)議控制下進行的，因此，協(xié)議一定是指某一層的協(xié)議；（3）接口：兩個相鄰協(xié)議層之間交換信息的連接點。不同的計算機網(wǎng)絡具有不同的網(wǎng)絡體系結構，其層次的數(shù)量和各層的名字、內容、功能以及相鄰層之間的接口都是不一樣的。3.網(wǎng)絡體系結構的層次分析網(wǎng)絡體系結構的每一層是相鄰上層服務的提供者，又是相鄰下層服務的用戶。每一層完成的功能都是在本層協(xié)議的控制下，在低一層服務的基礎上實現(xiàn)，為高一層提供服務。因此，每一層的功能或服務實際每一層協(xié)議的功能或服務，任一層功能的實現(xiàn)并不是該層獨立完成的，而是需要以下各層服務的提供。這就是網(wǎng)絡體系結構各層垂直方向的服務關系，這種服務關系是一種嵌套服務關系，即n層完成n層功能必須使用n-1層以下各層服務服務，目的是為了向n+1層以上提供服務。網(wǎng)絡通信協(xié)議的層次結構有哪些特征？分層的優(yōu)點各層獨立。每一層不需要知道下層是如何實現(xiàn)的，只需要知道層間的接口和所提供的服務。靈活性好。當任意層發(fā)生變化時，只要接口不變，上下層均不受影響。結構上分開。各層可采用最適合的技術。易于實現(xiàn)和維護。促進標準化。由于每一層及其提供的服務都有明確的定義。分層原則根據(jù)功能需要分層每層的功能明確每層的功能的選擇有利于制定國際標準每層的接口信息量盡可能少層數(shù)足夠多：避免不同的功能混于同一層層數(shù)不能太多：避免體系結構過于龐大網(wǎng)絡體系結構研究方法按功能抽象分層定義層間的接口和提供的服務定義同層間通信的規(guī)則——協(xié)議網(wǎng)絡體系結構的定義層服務協(xié)議層和相鄰層層（layer）(n)層：指在網(wǎng)絡體系結構中的某特定層(n+1)層：指(n)層的相鄰上層(n-1)層：指(n)層的相鄰下層每層實體與同一系統(tǒng)的相鄰層實體交互每層實體與不同系統(tǒng)的對等實體交互分層的相關概念：對等層：不同系統(tǒng)的相同層次。實體：網(wǎng)絡層次結構中每一層中實現(xiàn)該層功能的軟件或硬件。對等實體：處于不同結點的同一層次中的實體。第n層為第n+1層的服務提供者，第n+1層為第n層的服務用戶。相鄰層之間都有一個接口（interface），接口定義了下層向上層提供的原語操作和服務。

層間接口是服務訪問點的集合。什么是網(wǎng)絡體系結構？請說出使用分層協(xié)議的兩個理由。什么是實體？什么是對等實體？接口和服務在計算機網(wǎng)絡分層結構中，每一層功能的本質都是為它的上層提供服務。服務Service：(n)實體向(n+1)實體提供的相互通信的能力。服務是(n+1)實體能看見的(n)實體提供的功能集合，包括：(n)實體自己提供的某些功能。從(n-1)層及以下各層及本地系統(tǒng)得到的服務。通過與對等實體通信而得到的功能服務訪問點SAP服務訪問點SAP（ServiceAccessPoint）任何層間服務是在接口的SAP上進行的；每個SAP有唯一的識別地址；每個層間接口可以有多個SAP。相鄰層之間可有多個SAP，每個SAP都有一個唯一的地址，不同的高層協(xié)議通過不同SAP對低層協(xié)議進行調用。網(wǎng)絡體系結構（Networkarchitecture）：指計算機網(wǎng)絡的層次結構模型、各層協(xié)議和層間接口的集合。

網(wǎng)絡參考模型（RM）：是設計和描述網(wǎng)絡通信的基本框架。具有代表性的參考模型有開放式系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM）和TCP/IP參考模型。計算機網(wǎng)絡體系結構定義？在概念上可把網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)傳輸看成是各層對等實體之間的數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡協(xié)議實質上就是對等實體之間的通信規(guī)則的約定。

數(shù)據(jù)的傳輸過程如圖。（三）、數(shù)據(jù)的傳輸過程

封裝：發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)由高向低逐層傳遞，每經過一層，該層將上層的數(shù)據(jù)附加上本層的信息頭部（有些層次還同時附加上相應的信息尾部)。

信息頭部（Header）

包含了本層的控制信息（如順序、報文類型、狀態(tài)等），反映了該層所使用的協(xié)議，供接收方對等層處理和分析時使用。

解封裝：接收方接收數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)從低到高逆向傳送。每一層都要將接收到的數(shù)據(jù)進行拆分，去掉信息頭部（尾部），并根據(jù)頭部信息進行相應的操作，然后再把剩余的數(shù)據(jù)部分傳給上一層。3.2OSI模型ISO（InternationalStandardsOrganization，國際標準化組織）1978年提出的OSI/RM（OpenSystemsInterconnection/referencesmodel，開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型）是一個7層模型，作為理論上的網(wǎng)絡國際標準。（一）

ISO/OSI參考模型分層結構圖OSI參考模型將整個網(wǎng)絡的功能分成7個層次來實現(xiàn)，它們是？

（二）ISO/OSI參考模型－功能劃分資源子網(wǎng) 從功能上，計算機網(wǎng)絡劃分為兩個子網(wǎng)：資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。1、資源子網(wǎng) 由計算機、終端控制器、終端和計算機所能提供的軟件資源（如數(shù)據(jù)庫和應用程序）構成。它包括了OSI的高四層。2、通信子網(wǎng) 由用作信息交換的節(jié)點計算機和通信線路組成，它承擔全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、轉換、加工和變換等通信處理工作。它包括了OSI的低三層。OSI參考模型按功能劃分兩個子網(wǎng)，它們是？每個子網(wǎng)的功能是什么？第1層：物理層(Physical)實現(xiàn)在物理媒體上透明地傳送原始比特流。物理層的特性包括：機械特性：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格電氣特性：信號電平，脈沖寬度，頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最大傳送距離等規(guī)程特性：信號時序，應答關系，操作過程功能特性：接口引腳的功能作用第2層：數(shù)據(jù)鏈路層(DataLink)

在物理線路上提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，使之對網(wǎng)絡層呈現(xiàn)為一條無錯的線路。主要功能和服務物理地址成幀定界與同步差錯恢復法流量控制信道的訪問控制第3層：網(wǎng)絡層(Network)

在源結點與目的結點之間建立、維護、終止網(wǎng)絡連接。主要功能和服務路由選擇數(shù)據(jù)分組轉發(fā)流量控制和擁塞控制差錯檢測與恢復審計：流量統(tǒng)計和記賬第4層：傳輸層(Transport)

為源端主機到目的端主機提供可靠的、滿足服務質量要求的數(shù)據(jù)傳輸服務主要功能和服務：屏蔽各類通信子網(wǎng)的差異，使上層不受通信子網(wǎng)技術變化的影響彌補應用層和通信子網(wǎng)間差異提供進程級通信能力。會話層(Session)和表示層(Presentation)會話層：建立、管理和中止不同機器上的應用程序之間的會話。會話：完成一項任務而進行的一系列相關的信息交換。表示層：處理被傳送數(shù)據(jù)的表示問題，即信息的語法和語義。第7層：應用層(Application)為用戶的應用程序提供網(wǎng)絡通信服務

主要功能包括：識別并證實目的通信方的可用性使協(xié)同工作的應用程序之間進行同步判斷是否為通信過程申請了足夠的資源……簡述OSI參考模型各層的功能？OSI模型各層次功能總結應用層（報文）負責用戶信息的語義表示，即：做什么？表示層（報文）解決用戶信息的語法表示，即：任務怎么描述？會話層（報文）會話的管理與數(shù)據(jù)的同步，即：從何時、何處開始？傳輸層（報文）建立一條傳輸?shù)倪B接，即：對方在何處？網(wǎng)絡層（分組或包）選擇合適的路由，即：走哪條路可到達該處？數(shù)據(jù)鏈路層（幀）在鏈路上無差錯地傳送幀，即：每一步應該怎樣走？物理層（比特）將比特流送到物理媒體上傳送，即：怎樣利用物理媒體？

（三）ISO/OSI參考模型數(shù)據(jù)流（四）服務原語服務在形式上是由一組接口原語（或操作）來描述的。當(n+1)實體向(n)實體請求(n)服務時，服務提供者和服務用戶間需要交流一些必要信息，以說明要求的服務的一些情況，這些信息即服務原語。服務原語的類型請求（Request）指示（Indication）響應（Response）確認（Confirm）服務定義詳細地說明了各層所提供的服務；某一層的服務就是該層及其以下各層的一種能力；低層的服務是通過接口向上一層提供的;各層所提供的服務與這些服務是如何實現(xiàn)的無關；定義了層與層之間的接口與各層使用的原語，但不涉及接口是具體實現(xiàn)的。一組服務是由一組原語完成：原語就是服務提供者應執(zhí)行的操作（五）服務分類面向（基于）連接的服務傳送數(shù)據(jù)時，首先建立連接，然后使用該連接傳送數(shù)據(jù)。使用完后，關閉連接。特點：可靠，順序性好。無連接服務直接使用服務傳送數(shù)據(jù)，每個包獨立進行路由選擇。特點：不可靠，順序性差。OSI參考模型中的網(wǎng)絡層可以提供哪兩類服務？面向連接的服務和無連接服務的主要區(qū)別是什么？（五）服務與協(xié)議的關系服務服務是各層向上層提供的一組原語（操作），只定義接口不涉及具體實現(xiàn)；協(xié)議協(xié)議定義同層對等實體的具體規(guī)則；二者關系實體利用協(xié)議實現(xiàn)服務定義的接口；只要服務不變，可以任意改變協(xié)議。協(xié)議與服務有何區(qū)別？有何關系？對OSI的評價OSI是20世紀80年代計算機網(wǎng)絡技術。OSI網(wǎng)絡體系結構的核心和貢獻：分層模型，網(wǎng)絡體系結構的研究方法服務、接口、協(xié)議AndrewS.Tanenbaum在書中評價OSI：糟糕的提出時機（太晚）糟糕的技術（模型和協(xié)議都有缺陷）糟糕的實現(xiàn)（龐大，笨拙，緩慢）糟糕的策略（政府和組織的官僚）層次數(shù)量與內容選擇不是很好，會話層很少用到，表示層幾乎是空的，數(shù)據(jù)鏈路層與網(wǎng)絡層有很多的子層插入；OSI參考模型將“服務”與“協(xié)議”的定義結合起來，使得參考模型變得格外復雜，實現(xiàn)困難；尋址、流控與差錯控制在每一層里都重復出現(xiàn)，降低系統(tǒng)效率；數(shù)據(jù)安全性、加密與網(wǎng)絡管理在參考模型的設計初期被忽略了；參考模型的設計更多是被通信的思想所支配，不適合于計算機與軟件的工作方式；嚴格按照層次模型編程的軟件效率很低。在服務、接口與協(xié)議的區(qū)別上不很清楚，一個好的軟件工程應該將功能與實現(xiàn)方法區(qū)分開，參考模型不適合于其它非TCP/IP協(xié)議族；3.3TCP/IP參考模型TCP/IP協(xié)議產生于20世紀70年代后期TCP/IP協(xié)議集是Internet的核心，是事實上的標準。TCP/IP協(xié)議集的產生遵循了按需要制定協(xié)議的原則。TCP/IP協(xié)議一共出現(xiàn)了6個版本，后3個版本是版本4、版本5與版本6；目前我們使用的是版本4，一般被稱為IPv4；IPv6被稱為下一代的IP協(xié)議。3.3.1TCP/IP體系結構TCP/IP體系結構是Internet采用的網(wǎng)絡體系結構，也是事實上的國際工業(yè)標準。TCP/IP是指一系列協(xié)議組成的協(xié)議簇，目前包含了100多個協(xié)議，TCP和IP是其中兩個最基本、最重要的協(xié)議。對應于OSI參考模型，TCP/IP體系結構分為四個層次，包括網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)絡層、傳輸層和應用層，如下頁圖所示。圖對應于OSI參考模型的TCP/IP體系結構及協(xié)議簇網(wǎng)絡接口層：TCP/IP協(xié)議集把物理層和數(shù)據(jù)鏈路層合起來稱為網(wǎng)絡接口層。沒有具體協(xié)議Internet層（網(wǎng)絡層）：控制通信子網(wǎng)提供源點到目的點的IP包傳送。IP傳輸層：提供端到端的數(shù)據(jù)傳送服務。TCP和UDP應用層：提供各種Internet管理和應用服務功能。FTP、SMTP……網(wǎng)絡終端協(xié)議Telnet文件傳輸協(xié)議FTP，簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP，域名系統(tǒng)DNS，簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議SNMP，超文本傳輸協(xié)議HTTP等TCP/IP層次結構TCP/IP協(xié)議從下向上分為四個層次，它們是？TCP/IP參考模型的特點開放的協(xié)議標準;獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)；獨立于特定的網(wǎng)絡硬件，可以運行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適用于互連網(wǎng)中；

統(tǒng)一的網(wǎng)絡地址分配方案，使得整個TCP/IP設備在網(wǎng)中都具有唯一的地址；標準化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務。對TCP/IP的評價TCP/IP是Internet的支撐協(xié)議，是目前使用最廣泛的協(xié)議。TCP/IP網(wǎng)絡體系結構的主要優(yōu)點：簡單、靈活、易于實現(xiàn)充分考慮不同用戶的需求AndrewS.Tanenbaum在書中評價TCP/IP：沒有明顯地區(qū)分出協(xié)議、接口和服務的概念不通用，只能描述它本身主機-網(wǎng)絡層只是個接口不區(qū)分物理層和數(shù)據(jù)鏈路層有缺陷的協(xié)議很難被替換3.3.2兩種模型的比較相同點：1.兩者都是層次化模型2.都是基于獨立的協(xié)議棧概念。3.兩者都有功能相似的應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層。不同點：1.在OSI模型中，嚴格地定義了服務、接口、協(xié)議；在TCP/IP模型中，并沒有嚴格區(qū)分服務、接口與協(xié)議。2.OSI模型支持非連接和面向連接的網(wǎng)絡層通信，但在傳輸層只支持面向連接的通信；TCP/IP模型只支持非連接的網(wǎng)絡層通信，但在傳輸層有支持非連接和面向連接的兩種協(xié)議可供用戶選擇。3.TCP/IP模型中不區(qū)分、甚至不提起物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。4.TCP/IP模型不是通用模型，不適合除TCO/IP以外的任何協(xié)議。5.在應用方面，OSI模型的結構復雜，實現(xiàn)周期長，沒有在工業(yè)中得到真正的應用。列出OSI參考模型和TCP/IP參考模型的主要相同點和不同點。抽象5層模型ISO/OSI關于物理層的定義：物理層提供機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性，目的是啟動、維護和關閉數(shù)據(jù)鏈路實體之間進行比特傳輸?shù)奈锢磉B接。這種連接可能通過中繼系統(tǒng)，在中繼系統(tǒng)內的傳輸也是在物理層的。物理層的功能：在兩個網(wǎng)絡設備之間提供透明的比特流傳輸。研究內容：物理連接的啟動和關閉，正常數(shù)據(jù)的傳輸，以及維護管理。3.4物理層3.4.1物理層的作用及特性物理層的四個重要特性物理層機械特性規(guī)程特性電氣特性功能特性主要定義物理連接的邊界點，即接插裝置。規(guī)定物理連接時所采用的規(guī)格、引腳的數(shù)量和排列情況。常用的標準接口ISO2110，25芯連接器，EIARS-232-C，EIARS-366-AISO2593，34芯連接器，V.35寬帶MODEMISO4902，37芯和9芯連接器，EIARS-449ISO4903，15芯連接器，X.20、X.21、X.22（1）機械特性（2）電氣特性規(guī)定傳輸二進制位時，線路上信號的電壓高低、阻抗匹配、傳輸速率和距離限制。早期的標準是在邊界點定義電氣特性，例如EIARS-232-C、V.28；最近的標準則說明了發(fā)送器和接收器的電氣特性，而且給出了有關對連接電纜的控制。CCITT標準化的電氣特性標準CCITTV.10/X.26：新的非平衡型電氣特性，EIARS-423-ACCITTV.11/X.27：新的平衡型電氣特性，EIARS-422-ACCITTV.28：非平衡型電氣特性，EIARS-232-CCCITTX.21/EIARS-449電氣特性分類不平衡傳輸用單線傳輸信號，以地線作為信號的回路，發(fā)送器和接受其均采用非平衡工作方式。典型接口RS-232。干擾從信號線和地線上迭加后影響接收信號。半平衡傳輸發(fā)送器采用非平衡工作方式，接收器采用平衡工作方式。用單線傳輸信號，每個方向各有一根地線作為信號的回路，典型接口RS-423A。干擾從信號線和地線上迭加后影響接收信號平衡傳輸用雙絞線傳輸信號，信號在雙絞線中自成回路不通過地線，發(fā)送器和接收器均采用差動方式輸入，共用一根地線。雙絞線上所感應的干擾會相互抵消，地線干擾不會影響接收端?？梢愿h，更快的傳輸信號。典型接口RS-422A。物理層接口的電氣特性主要分為三類,請簡述它們的特點？試比較每種方式的性能？請對每一種方式給出一種串行通信接口。功能特性主要定義各條物理線路的功能和作用。按線路的功能可分為：地線，數(shù)據(jù)線，控制線，定時線等。規(guī)程特性主要定義各條物理線路的工作規(guī)程和時序關系，指明在DTE,DCE之間在物理連接的建立、維護、拆除時，各線路的動作順序及操作等。EIA-232-E是美國電子工業(yè)協(xié)會EIA制訂的著名物理層異步通信接口標準，它最早是1962年制訂的標準RS-232，其中的RS表示EIA的一種“推薦標準”，232是編號。(3)功能特性和規(guī)程特性物理層有四個特性，它們是？3.4.2物理層的標準1、物理層標準的主要特性表3-3： 不同的物理接口標準在以上4個重要特性上都不盡相同。實際網(wǎng)絡中比較廣泛使用的是物理接口標準有EIA-232-C、EIARS-449和CCITT的X.21建議。EIARS-232C仍是目前最常用的計算機異步通信接口。2、EIA-232C接口標準1)電氣特性EIA-RS-232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。在TxD和RxD上：邏輯1(MARK)=-3V～-15V邏輯0(SPACE)=+3～＋15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓）=-3V～-15V以上規(guī)定說明了RS-323C標準對邏輯電平的定義。對于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1”（傳號）的電平低于-3V，邏輯“0”（空號）的電平告語+3V；對于控制信號；接通狀態(tài)（ON）即信號有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)(OFF)即信號無效的電平低于-3V，也就是當傳輸電平的絕對值大于3V時，電路可以有效地檢查出來，介于-3～+3V之間的電壓無意義，低于-15V或高于+15V的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平在±(3～15)V之間。2)連接器的機械特性：

連接器：由于RS-232C并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了DB-25、DB-15和DB-9各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。下面分別介紹兩種連接器。DB9和DB25的常用信號腳說明簡述RS-232的電氣特性、機械特性和傳輸特性？數(shù)據(jù)的傳輸速率局限于20Kbps；傳輸距離為15米；不能直接與TTL電平連接，使用時必須加電平轉換接口電路。常用的電平轉換芯片為MC1488，MC1489。計算機串口－12輸出±12V輸入±12V＋12V輸入TTL電平1/4MC1488計算機串口輸入TTL電平＋5V1/4MC1489終端/計算機通信互連方式DTE：數(shù)據(jù)終端設備→終端DCE：數(shù)據(jù)電路設備→傳輸設備a：計算機與MODEM連接；b：三線連接c：自握手直接連接；d：查詢通信。采用Modem(DCE)和電話網(wǎng)通信時的信號連接3、RS-449接口標準 RS-449是1977年由EIA發(fā)表的標準，它規(guī)定了DTE和DCE之間的機械特性和電氣特性。RS-449是想取代RS-232-C而開發(fā)的標準，但是幾乎所有的數(shù)據(jù)通信設備廠家仍然采用原來的標準，所以RS-232-C仍然是最受歡迎的接口而被廣泛采用。RS-449有三個標準組成，即：規(guī)定接口的機械特性、功能特性和過程特性。RS-449采用37根引腳的插頭座。在CCITT的建議書中，RS-449相當于V.35規(guī)定在采用非平衡傳輸時的電氣特性。當連接電纜長度為10M時，數(shù)據(jù)的傳輸速率可達300kb/s.規(guī)定在采用平衡傳輸時的電氣特性。它可將傳輸速率提高到2Mb/s,而連接電纜長度可超過60m.當連接電纜長度更短時（如10m），則傳輸速率還可以更高些（如達10Mb/s）。RS-449標準的電器特性有兩個標準，即平衡式的RS-422標準和非平衡式的RS-423標準。RS-423電氣標準是非平衡標準，它采用單端發(fā)送器(即非平衡發(fā)送器)和差動接收器。雖然發(fā)送器與RS-232C標準相同，但由于接收器采用差動方式，所以傳輸距離和速度仍比RS-232C有較大的提高。當傳輸距離為10M時，速度可達成100KBPS；距離增至100M時，速度仍有10KBPS。RS-422電氣標準是平衡方式標準，它的發(fā)送器、接收器分別采用平衡發(fā)送器和差動接收器，由于采用完全獨立的雙線平衡傳輸，抗串擾能力大大增強。又由于信號電平定義為±6伏(±2V為過度區(qū)域)的負邏輯，故當傳輸距離為10M時，速率可達10Mbps；而距離增長至1000m時，速率可達到100Kbps（1）、RS-422RS-422標準全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。圖9是典型的RS-422四線接口（2）、RS-485 由于RS-485是從RS-422基礎上發(fā)展而來的，所以RS-485許多電氣規(guī)定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式，都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與四線方式，二線制可實現(xiàn)真正的多點雙向通信，參見圖10。

采用四線連接時，與RS-422一樣只能實現(xiàn)點對多的通信，即只能有一個主(Master)設備，其余為從設備，但它比RS-422有改進，無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個設備。參見圖11。 RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至+12V之間，而RS-422在-7V至+7V之間，RS-485接收器最小輸入阻抗為12k，RS-422是4k；RS-485滿足所有RS-422的規(guī)范，所以RS-485的驅動器可以用在RS-422網(wǎng)絡中應用。請比較RS-422和RS485的異同點？常見串行接口性能比較 CCITT的X.21建議是訪問公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的接口標準，X.21建議分為兩部分：一部分是用于公共數(shù)據(jù)網(wǎng)同步傳輸?shù)耐ㄓ肈TE/DCE接口，這是X.21的物理層部分，對電路交換業(yè)務或分組交換業(yè)務都適用；另一部分是電路交換業(yè)務的呼叫控制過程，這一部分內容有些涉及數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層的功能。3.4.3X.21建議1.電氣特性 X.21采用X.26和X.27規(guī)定的兩種接口電路。X.21建議指定的數(shù)據(jù)速率有5種，即600、2400、4800、9600和48000b/s。X.21規(guī)定在DCE一邊只能采用X.27規(guī)定的平衡電氣特性；在DTE一邊，對于4種低速率可選用平衡的或不平衡電氣特性，對于超過9600b/s的速率只能采用平衡電氣特性，以保證通信性能。2.機械特性

X.21的機械接口采用15針連接器。X.21建議對管腳功能做了精心安排，使得每一互換電路都能利用一對導線操作。特別重要的是，即使DTE使用X.26的不平衡接口，而DCE使用X.27的平衡接口時，按照X.21賦予管腳的功能，也能使每一互換電路自成回路，這樣的互連能提供近似于全部使用X.27電氣特性時的性能指標。引

腳

號

縮

寫

符

信

號

方

向

說

明

1PG公共端設備地2T（A）

輸出

發(fā)送數(shù)據(jù)（+）

3C（A）輸出

控制信號（+）

4R（A）

輸入

接收數(shù)據(jù)（+）5I（A）輸入指示（+）6S（A）輸入信號元素計時（+）

7B（A）輸入字節(jié)計時（+）8SG公共端信號地9T（B）輸出發(fā)送數(shù)據(jù)（）

10C（B）

輸出控制信號（）11R（B）

輸入

接收數(shù)據(jù)（）12I（B）

輸入指示（）13S（B）

輸入信號元素計時（）14B（B）

輸入字節(jié)計時（）3.功能特性 X.21對功能進行編碼，在少數(shù)電路上傳輸代表各種功能的字符代碼，來建立對公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接。這樣X.21的接口線數(shù)比RS-232-C大為減少，圖中畫出X.21定義的全部互換電路。3.4.4USB接口通用串行總線（UniversalSerialBus，USB）是PC機連接外部設備的接口，是由Intel和Microsoft等廠商組成的USB開發(fā)者論壇（USBImplementersForum，USB-IF）于1998年制定的，最初的版本是USB1.1。USB接口的機械和電氣特性定義了由4根針腳組成的連接器，參見圖。A型連接器中間兩個針為D+和D-，用于傳輸數(shù)據(jù)，兩邊兩個針為Vbus和地線，用于提供5伏電源。USB電纜分為屏蔽和非屏蔽兩種，屏蔽電纜傳輸速率可達12Mb/s，非屏蔽電纜的傳輸速率為1.5Mb/s。USB設備支持熱插拔。

USB設備可以串聯(lián)成菊花鏈，最多可串接127個設備。USB的功能和過程特性規(guī)定，主機采用輪詢方式與外圍設備通信，操作過程是由驅動軟件實現(xiàn)的。 2000年發(fā)布的USB2.0的數(shù)據(jù)速率可達480Mb/s，最大電纜長度為5米。最新的USB3.0規(guī)范已于2008年發(fā)布，USB3.0的最大傳輸帶寬高達5.0Gbps（500MB/s）。 USB2.0基于半雙工二線制總線，只能提供單向數(shù)據(jù)流傳輸；而USB3.0采用了對偶單純形四線制差分信號線，可以支持雙向并發(fā)數(shù)據(jù)流傳輸。 2013年1月，USB3.0推廣組織在美國消費電子展(CES)上宣布，第一批傳輸速率達到10Gbps的USB3.0設備將于2014年面市，此速度將較之現(xiàn)在的5Gbps快一倍之多。在物理層提供的服務基礎上，數(shù)據(jù)鏈路層在通信的實體間建立數(shù)據(jù)鏈路連接；傳輸以“幀”為單位的數(shù)據(jù)包；采用差錯控制與流量控制方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路；3.5數(shù)據(jù)鏈路層功能：成幀，差錯控制、流量控制，物理尋址，媒體訪問控制1、為什么要設計數(shù)據(jù)鏈路層？在原始的物理傳輸線路上傳輸數(shù)據(jù)信號是有差錯的，存在一定的誤碼率；設計數(shù)據(jù)鏈路層的目的就是如何在有差錯的線路上，進行無差錯傳輸。向網(wǎng)絡層提供高質量的服務。從網(wǎng)絡參考模型來看，物理層之上的各層都有改善數(shù)據(jù)傳輸質量的要求，數(shù)據(jù)鏈路層是重要的一層。3.5.1數(shù)據(jù)鏈路層概述2、數(shù)據(jù)鏈路層定義和數(shù)據(jù)鏈路要解決的問題：如何在有差錯的線路上，進行無差錯傳輸。ISO關于數(shù)據(jù)鏈路層的定義：數(shù)據(jù)鏈路層的目的是為了提供功能上和規(guī)程上的方法，以便建立、維護和釋放網(wǎng)絡實體間的數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)鏈路：數(shù)據(jù)鏈路(datalink)除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構成了數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)鏈路包括傳輸?shù)奈锢砻襟w、鏈路協(xié)議、有關設備以及有關計算機程序。規(guī)程：早期的數(shù)據(jù)通信協(xié)議曾被叫做通信規(guī)程，因此在數(shù)據(jù)鏈路層中，規(guī)程和協(xié)議代表相同的內容 將物理層傳輸原始比特流而提供的可能出差錯的鏈路改造成為邏輯上無差錯的數(shù)據(jù)鏈路。3、數(shù)據(jù)鏈路層的作用（1）鏈路管理（LinkManagement）：主要負責數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放。（2）幀同步（FrameSynchronism）：指接收方應能從收到的比特流中明確區(qū)分出一幀的開始和結束在什么地方。（3）流量控制（FlowControl）：流量控制實際上指的是對發(fā)送方數(shù)據(jù)流量的控制，使其發(fā)送速率不會超過接收方所能處理的速率。（4）差錯控制（ErrorControl）：在計算機通信中，往往要求有極低的比特差錯率。這就要求通信系統(tǒng)必須具備發(fā)現(xiàn)（即檢測）差錯的能力，并采取措施進行糾正，使差錯控制在所能允許的盡可能小的范圍內，這就是差錯控制過程。4、數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能（5）區(qū)分數(shù)據(jù)和控制信息：大多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)和控制信息是處于同一幀中進行傳送。要有措施在接收方將他們區(qū)分。（6）透明傳輸（TransparentTransmission）：就是不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，都應當能夠在鏈路上傳輸。（7）尋址（Addressing）：在多點連接或多條數(shù)據(jù)鏈路連接的情況下，提供數(shù)據(jù)鏈路端口標識的識別，支持網(wǎng)絡層實體建立網(wǎng)絡連接，以保證每一幀都能送到正確的目的地址。接收端也應該知道發(fā)送端是哪一個結點。簡述數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能下面不是數(shù)據(jù)鏈路層的功能是（）A.幀同步，B.差錯控制，C.流量控制，D.擁塞控制5、數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務無確認的無連接服務發(fā)送前不建立連接，可以發(fā)送任意長的信息，對方接收后也不需要做應答，出錯和丟失都不處理。由上層完成差錯控制，適合于誤碼率低、實時性要求高的場合，如大部分有線局域網(wǎng)。有確認的無連接服務發(fā)送前不建立連接，可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方接收后，經過校驗結果作不同的回答。進行簡單的差錯控制。適用于不可靠的信道，如無線網(wǎng)。有確認的面向連接的服務首先建立鏈路，然后維持連接，通信結束后釋放鏈路，在每個幀都要確認。適合于可靠性要求較高的場合。適合于大多數(shù)廣域網(wǎng)。數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務有三類，它們是？3.5.2鏈路管理功能－成幀主要面向連接的服務；數(shù)據(jù)鏈路連接的建立、維持和釋放就稱為鏈路管理。幀的同步（幀定界）：接收方從收到的比特流中區(qū)分出一幀的開始和結束的方法。常見的如下（參考“計算機網(wǎng)絡原理”，王志文編著P75）字符計數(shù)法字符填充的首尾界定法違法編碼法IEEE802使用比特填充的首尾定界符法HDLC下面三頁成幀（1）－（3）可不講成幀（1）將比特流分成離散的幀，并計算每個幀的校驗和。成幀方法：1）字符計數(shù)法在幀頭中用一個域來表示整個幀的字符個數(shù)缺點：若計數(shù)出錯，對本幀和后面的幀有影響。 因此很少采用。555343224521355成幀（2）2）帶字符填充的首尾字符定界法用DLESTX標示幀的開始用DLEETX標示幀的結束用DLEDLE標示傳送數(shù)據(jù)信息中的DLE例如：信息DLESTXADLEBDLEETX在網(wǎng)絡中傳送時表示為：DLESTXDLEDLESTXADLEDLEBDLEDLEETXDLEETX

缺點：局限于8位字符和ASCII字符傳送，也不被普遍采用。成幀（3）3）帶位填充的首尾標記定界法：適用面向比特的通信規(guī)程。幀的起始和結束都用一個特殊的位串“01111110”，稱為標志(flag)“0”比特插入刪除技術，在傳送的數(shù)據(jù)信息中每遇到5個連續(xù)的1在其后加0例如：0110111111011111001在網(wǎng)絡中傳送時表示為：01111110011011111010111110001011111104）物理層編碼違例法只適用于物理層編碼有冗余的網(wǎng)絡，如曼徹斯特編碼HDLC協(xié)議使用這種方法。注意：在很多數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議中，使用字符計數(shù)法和一種其它方法的組合。3.5.3差錯控制差錯出現(xiàn)的特點：隨機，連續(xù)突發(fā)（burst）差錯產生的原因信道的電氣特性引起信號幅度、頻率、相位的畸變；信號反射；串擾；閃電、大功率電機的啟停等。

出錯情況幀（包括發(fā)送幀和響應幀）出錯幀（包括發(fā)送幀和響應幀）丟失差錯控制的目的保證幀正確，按序送交上層。在接收方能夠判斷接收的數(shù)據(jù)是否正確，若錯誤還可能要恢復錯誤。差錯控制的方法自動糾錯機制（該方法又稱作前向糾錯（FEC-ForwardErrorControl），由接收端自動恢復差錯。）檢錯反饋重發(fā)機制（該方法又稱作自動請求重發(fā)（ARQ–AutomaticRepeatRequest），出錯后通過發(fā)送方重發(fā)來恢復差錯。）差錯控制的方法—混合方式（HybridFEC一ARQ） 少量糾錯在接收端自動糾正，差錯較嚴重，超出自行糾正能力時，就向發(fā)信端發(fā)出詢問信號，要求重發(fā)。糾錯碼和檢錯碼碼字codeword一個幀包括m個數(shù)據(jù)位，r個校驗位，稱為n

位碼字（n=m+r）。

糾錯碼error-correctingcode加入了足夠多的冗余位，使接收方不僅知道有差錯發(fā)生，并知道哪些位發(fā)生差錯。檢錯碼error-detectingcode加入了冗余位，使接收方知道有差錯發(fā)生，但不知道什么差錯，然后請求重發(fā)。

同學思考一下，采用什么方法可以進行差錯控制，或檢錯和糾錯？1、奇偶校驗碼在數(shù)據(jù)后填加一個奇偶位（paritybit）例：使用偶校驗（“1”的個數(shù)為偶數(shù)） 10110101 ——> 101101011 10110001 ——> 101100010若接收方收到的字節(jié)奇偶結果不正確，就可以知道傳輸中發(fā)生了錯誤。增加奇偶校驗位后海明距離由1變?yōu)?，因此可以檢查出一位二進制位的差錯垂直水平奇偶校驗碼提高了奇偶校驗的差錯檢測能力。

（參考“計算機網(wǎng)絡原理”，王志文編著P78）2、循環(huán)冗余碼(CRC)循環(huán)冗余碼（CRC碼，多項式編碼）110001，表示成多項式x5+x4+1生成多項式G(x)發(fā)方、收方事前約定；生成多項式的高位和低位必須為1生成多項式必須比傳輸信息對應的多項式短。CRC校驗基本思想：CRC碼（即校驗和）加在幀尾，使帶CRC碼的幀的多項式能被G(x)除盡；接收方接收時，用G(x)去除它，若有余數(shù)，則傳輸出錯。設G(x)為r階，在幀的末尾加r個0，使幀為

m+r位，相應多項式為xrM(x)；按模2除法用對應于G(x)的位串去除對應于xrM(x)的位串；按模2減法從對應于xrM(x)的位串中減去余數(shù)（等于或小于r位），結果就是要傳送的帶校驗和的多項式T(x)。CRC碼計算算法CRC的檢錯能力發(fā)送：T(x)；接收：T(x)+E(x)；余數(shù)((T(x)+E(x))/G(x))=0+余數(shù)(E(x)/G(x))若余數(shù)(E(x)/G(x))=0，則差錯不能發(fā)現(xiàn)；否則，可以發(fā)現(xiàn)。四個多項式已成為國際標準CRC-12 =x12+x11+x3+x2+x+1CRC-16 =x16+x15+x2+1CRC-CCITT =x16+x12+x5+1（HDLC）CRC-32=局域網(wǎng)X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1硬件實現(xiàn)CRC校驗。循環(huán)冗余校驗法CRC碼計算算法差錯控制的方法基本上可以分為兩類，它們是？常用的檢錯碼有

和

兩種。什么是CRC校驗？試敘述CRC校驗的過程？3、檢驗和(checksum)算法檢驗字段初值置0；數(shù)據(jù)拆分成與檢驗字段等長的分片，不足部分補0；將所有分片逐位取反，并連續(xù)累加，丟棄最高進位；計算結果置入檢驗字段；接收段執(zhí)行相同的過程，并將計算結果和傳輸過來的檢驗和進行比較以決定數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)差錯；適用于高層協(xié)議，如IP、TCP、UDP等；檢驗和算法舉例待傳輸數(shù)據(jù)為：10010100,01110110,1100計算過程~(10010100)+~(01110110)=1111010011110100+~(11000000)=00110011帶檢驗和的傳輸數(shù)據(jù)是10010100,01110110,1100001100113.5.4流量控制數(shù)據(jù)鏈路進行數(shù)據(jù)傳輸時，必須進行流量控制。1．XON/XOFF方案

它是一種與差錯無關的純流量控制技術，是在接收端來進行控制的。當接收緩沖區(qū)達到規(guī)定的上限值時，向發(fā)送端發(fā)送XOFF控制字符。發(fā)送端收到此字符以后，便暫時停止發(fā)送，等待接收端處理緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。當接收端緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)占據(jù)量下降到規(guī)定的下限時，向發(fā)送端發(fā)送XON字符，發(fā)送端接收到XON字符以后，便可繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)了。2．停止等待協(xié)議一次發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀，便停止發(fā)送，等待接收端的響應幀，根據(jù)響應幀的情況，再進行相應的處理。有以下幾種情況：（1）發(fā)送端的數(shù)據(jù)被正確地接收，接收端給發(fā)送端發(fā)送ACK確認幀，發(fā)送端收到ACK以后，便可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)了。（2）發(fā)送端的數(shù)據(jù)被錯誤地接收，接收端給發(fā)送端發(fā)送NAK否認幀，發(fā)送端收到NAK以后，便重新發(fā)送，直到正確為止。（3）如果發(fā)送端的數(shù)據(jù)幀在傳送過程中丟失，則接收端無響應幀給發(fā)送端，發(fā)送端將無限地等待下去，從而造成死鎖。為解決此問題，我們可在發(fā)送端設置一個計時器來解決此問題，超過規(guī)定時間而沒有收到響應幀，將重新發(fā)送數(shù)據(jù)。（4）發(fā)送端的數(shù)據(jù)被正確地送達到接收端，但是響應幀丟失，接收端將收到重復的數(shù)據(jù)幀。為解決此問題，可在發(fā)送的數(shù)據(jù)中加入序號。一旦收到重復的數(shù)據(jù)幀，便將其丟棄。3．連續(xù)ARQ協(xié)議_滑動窗口協(xié)議－教材P62在連續(xù)ARQ協(xié)議中，發(fā)送端在沒有收到響應幀之前，可以連續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù)。由于鏈路不可靠，有可能出錯，因此發(fā)送端需要有一個較大的緩沖區(qū)，以保存發(fā)送過的數(shù)據(jù)的拷貝。為了區(qū)分這些數(shù)據(jù)，還要對它們編號來加以區(qū)別。接收端按照順序來接收數(shù)據(jù)，每收到一個正確的數(shù)據(jù)幀，就返回一個確認幀，發(fā)送端將從緩沖區(qū)中刪除該拷貝；如收到錯誤的數(shù)據(jù)幀，返回一個否認幀，并丟棄該幀以及該幀以后所有的幀。發(fā)送端收到否認幀，將重新發(fā)送該幀及該幀以后的所有的幀。超時情況的處理與停止等待的處理相似。簡述連續(xù)ARQ協(xié)議進行流量控制的原理？3.5.5HighLevelDataLinkControl（高級數(shù)據(jù)鏈路控制）HDLC高級數(shù)據(jù)鏈路控制（High-LevelDataLinkControl或簡稱HDLC），是一個在同步網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)、面向比特的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，它是由國際標準化組織（ISO）根據(jù)IBM公司的SDLC（SynchronousDataLinkControl）協(xié)議擴展開發(fā)而成的。面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的缺點：控制報文和數(shù)據(jù)報文格式不一樣；采用停止等待方式，效率低；只對數(shù)據(jù)部分進行差錯控制，可靠性較差；系統(tǒng)每增加一種功能就需要設定一個新的控制字符。面向比特型協(xié)議的設計目標：以比特作為傳輸控制信息的基本單元；數(shù)據(jù)幀與控制幀格式相同；傳輸透明性好；連續(xù)發(fā)送，傳輸效率高。1、HDLC（高級數(shù)據(jù)鏈路控制）產生的背景2、HDLC的特點（1）.HDLC是面向比特的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議的典型代表，該協(xié)議不依賴于任何一種字符編碼集；（2）.數(shù)據(jù)報文可透明傳輸，用于實現(xiàn)透明傳輸?shù)摹?比特插入法”易于硬件實現(xiàn)；（3）.全雙工通信，有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率；（4）.所有幀采用CRC檢驗，對信息幀進行順序編號，可防止漏收或重發(fā)，傳輸可靠性高；（5）.傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大靈活性。 高級數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程(HDLC)，是位于數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議之一，其工作方式可以支持半雙工、全雙工傳送，支持點到點、多點結構，支持交換型、非交換型信道，它的主要特點包括以下幾個方面：（1）.透明性：為實現(xiàn)透明傳輸，HDLC定義了一個特殊標志，這個標志是一個8位的比特序列，(01111110)，用它來指明幀的開始和結束。同時，為保證標志的唯一性，在數(shù)據(jù)傳送時，除標志位外，采取了0比特插入法，以區(qū)別標志符，即發(fā)送端監(jiān)視比特流，每當發(fā)送了連續(xù)5個1時，就插入一個附加的0，接收站同樣按此方法監(jiān)視接收的比特流，當發(fā)現(xiàn)連續(xù)5個1時而第六位為0時，即刪除這位0。（2）.幀格式：HDLC幀格式包括地址域、控制域、信息域和幀校驗序列。（3）.規(guī)程種類：HDLC支持的規(guī)程種類包括異步響應方式下的不平衡操作、正常響應方式下的不平衡操作、異步響應方式下的平衡操作。3、HDLC的幀格式（1）標志字段(F)標志字段為01111110的比特模式，用以標志幀的起始和前一幀的終止。標志字段也可以作為幀與幀之間的填充字符。通常，在不進行幀傳送的時刻，信道仍處于激活狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，發(fā)方不斷地發(fā)送標志字段，便可認為一個新的幀傳送已經開始。采用“0比特插入法”可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸。（2）地址字段(A)地址字段的內容取決于所采用的操作方式。在操作方式中，有主站、從站、組合站之分。每一個從站和組合站都被分配一個唯一的地址。命令幀中的地址字段攜帶的是對方站的地址，而響應幀中的地址字段所攜帶的地址是本站的地址。某一地址也可分配給不止一個站，這種地址稱為組地址，利用一個組地址傳輸?shù)膸鼙唤M內所有擁有該組的站一一接收。但當一個站或組合站發(fā)送響應時，它仍應當用它唯一的地址。還可用全“1”地址來表示包含所有站的地址，稱為廣播地址，含有廣播地址的幀傳送給鏈路上所有的站。另外，還規(guī)定全“0”地址為無站地址，這種地址不分配給任何站，僅作為測試。（3）控制字段(C)控制字段用于構成各種命令和響應，以便對鏈路進行監(jiān)視和控制。發(fā)送方主站或組合站利用控制字段來通知被尋址的從站或組合站執(zhí)行約定的操作；相反，從站用該字段作對命令的響應，報告已完成的操作或狀態(tài)的變化。該字段是HDLC的關鍵?？刂谱侄沃械牡谝晃换虻谝?、第二位表示傳送幀的類型，HDLC中有信息幀（I幀）、監(jiān)控幀（S幀）和無編號幀（U幀）三種不同類型的幀。控制字段的第五位是P/F位，即輪詢/終止（Poll/Final）位。（4）信息字段(I)信息字段可以是任意的二進制比特串。比特串長度未作限定，其上限由FCS字段或通信站的緩沖器容量來決定，國際上用得較多的是1000~2000比特；而下限可以為0，即無信息字段。但是，監(jiān)控幀（S幀）中規(guī)定不可有信息字段。（5）幀校驗字段(FCS)幀校驗序列字段可以使用16位CRC，對兩個標志字段之間的整個幀的內容進行校驗。FCS的生成多項式CCITTV4.1建議規(guī)定的X16+X12+X5+1。HDLC的主用功能是什么？HDLC是面向（字符/位）幀同步方式？工作在數(shù)據(jù)鏈路層的設備(1)交換機(2)網(wǎng)橋(3)網(wǎng)絡適配器(網(wǎng)卡)通過路由選擇算法為分組通過通信子網(wǎng)選擇最適當?shù)穆窂剑粸閿?shù)據(jù)在結點之間傳輸,創(chuàng)建邏輯鏈路；實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)絡互連等功能。路由、轉發(fā)，擁塞控制3.6網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層是通信子層和網(wǎng)絡高層的界面網(wǎng)絡層----功能在數(shù)據(jù)鏈路層提供的兩個相鄰節(jié)點之間的數(shù)據(jù)幀的傳送基礎上，將數(shù)據(jù)設法從源端經過若干個中間節(jié)點傳送到目的端，從而向提供傳輸層最基本的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務；具體功能包括：路由選擇，擁塞控制和網(wǎng)際互連等。網(wǎng)絡層將傳輸層提供的幀組成數(shù)據(jù)包，封裝有網(wǎng)絡層包頭，其中包含邏輯地址信息，既源站點和目的站點的網(wǎng)絡地址。通信子網(wǎng)的操作方式網(wǎng)絡層是通信子網(wǎng)中網(wǎng)絡節(jié)點中的最高層，所以網(wǎng)絡層體現(xiàn)通信子網(wǎng)向端系統(tǒng)所提供的網(wǎng)絡服務。分組交換方式中，通信子網(wǎng)向端系統(tǒng)提供虛電路和數(shù)據(jù)報兩種網(wǎng)絡服務；通信子網(wǎng)內部的操作有虛電路和數(shù)據(jù)報兩種操作方式。路由算法的要求：

◆正確性◆簡單性◆可靠性◆穩(wěn)定性◆健壯性◆公平性◆最優(yōu)性路由選擇（鏈路層）郵遞員通信子網(wǎng)(郵遞公司）主機A主機B﹗﹗路由選擇靜態(tài)路由選擇策略（又稱非自適應算法）認為網(wǎng)絡環(huán)境是不變的，變化也不考慮算法簡單易于實現(xiàn)動態(tài)路由選擇策略（自適應算法）認為網(wǎng)絡的運行環(huán)境是隨時變化的，即網(wǎng)絡的吞吐量，各節(jié)點的擁塞狀況等都是動態(tài)的。路由器是實現(xiàn)路由功能的裝置。擁塞控制----擁塞當通信子網(wǎng)中的有太多的分組待傳輸時，達到一定的數(shù)量，會造成子網(wǎng)的性能下降，這種情況叫擁塞擁塞控制和流量控制是有差異的擁塞控制是必須確保通信子網(wǎng)能正常傳輸-------全局性流量控制只是與某發(fā)送和接收者之間的通信量有關—局域性abab流量擁塞﹗擁塞----原因網(wǎng)絡的吞吐量（分組/S）與通信子網(wǎng)負荷（通信子網(wǎng)中正在傳輸?shù)姆纸M數(shù)）有著密切的關系。當通信子網(wǎng)負荷比較小的時候，吞吐量與網(wǎng)絡負荷的增加而線性增加；當網(wǎng)絡負荷增加到一定值后，吞吐量反而下降，表征網(wǎng)絡中出現(xiàn)了阻塞現(xiàn)象；甚至出現(xiàn)死鎖。擁塞產生的原因，引起的后果可能的原因突發(fā)性負載處理器速度慢，線路帶寬低引起的后果