網(wǎng)絡(luò)工程師培訓(xùn)教程課件：通信基礎(chǔ)

主題四

通信基礎(chǔ)4.1主要知識(shí)點(diǎn)1.基礎(chǔ)概念2.數(shù)據(jù)通訊理論基礎(chǔ)3.傳輸介質(zhì)和通信電纜4.編碼和傳輸5.傳輸技術(shù)6.傳輸控制7.交換技術(shù)8.公用網(wǎng)絡(luò)和租用網(wǎng)絡(luò)9.網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備10.網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備11.

典型試題分析4.2基礎(chǔ)概念單工、半雙工、全雙工模擬和數(shù)字周期信號(hào)簡(jiǎn)單信號(hào)和復(fù)合信號(hào)振幅、周期和相位數(shù)字信號(hào)分解介質(zhì)帶寬和有效帶寬信道容量串行與并行一對(duì)一通信與一對(duì)多通信資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)資源子網(wǎng):實(shí)現(xiàn)資源共享功能的設(shè)備及其軟件的集合通信子網(wǎng):實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能的設(shè)備及其軟件的集合模擬與數(shù)字模擬信號(hào)：隨時(shí)間變化而平穩(wěn)變化的連續(xù)波形式。數(shù)字信號(hào)：從一個(gè)值到另一個(gè)值的轉(zhuǎn)換是瞬間發(fā)生的。數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)模擬：意味著連續(xù)的量。數(shù)字：意味著離散的量。周期信號(hào)如果一個(gè)信號(hào)能在一個(gè)可測(cè)量的時(shí)間內(nèi)，完成一種稱(chēng)作周期的模式，并且在隨后的同樣長(zhǎng)短的周期內(nèi)不斷重復(fù)這種模式，這個(gè)信號(hào)就是周期性的。簡(jiǎn)單信號(hào)和復(fù)合信號(hào)模擬信號(hào)可以被分為簡(jiǎn)單信號(hào)或者復(fù)合信號(hào)。簡(jiǎn)單信號(hào)是不能被分解為更簡(jiǎn)單的模擬信號(hào)。復(fù)合信號(hào)可以被分解為多個(gè)簡(jiǎn)單信號(hào)。a)簡(jiǎn)單信號(hào)b)復(fù)合信號(hào)模擬信號(hào)三要素振幅：在波上任一點(diǎn)信號(hào)的值。它等于波形上給定點(diǎn)到水平軸的垂直距離。周期：完成一個(gè)波形循環(huán)所要經(jīng)歷的時(shí)間（頻率＝1/周期）相位：描述了波形相對(duì)與時(shí)間軸零點(diǎn)的位置。最大值Ｔ最小值波特率和比特率波特率:每秒信號(hào)變換（振幅/相位/頻率）的次數(shù)。波特率的單位是b/s。比特率:每秒傳輸?shù)谋忍兀〝?shù)字信號(hào)0和1）數(shù)量。比特率的單位是bps。數(shù)字信號(hào)分解一個(gè)數(shù)字信號(hào)可以被分解成無(wú)窮多個(gè)被稱(chēng)為諧波的簡(jiǎn)單正弦波，每個(gè)諧波都有不同的振幅、頻率和相位。當(dāng)我們?cè)趥鬏斆襟w上發(fā)送數(shù)字信號(hào)時(shí)，其實(shí)在發(fā)送無(wú)窮多的簡(jiǎn)單信號(hào)。介質(zhì)帶寬和有效帶寬介質(zhì)帶寬：傳輸介質(zhì)有一個(gè)有限的帶寬，它只能傳輸某些頻率范圍內(nèi)的信號(hào)。有效帶寬：數(shù)字信號(hào)的頻譜包括不同振幅的無(wú)數(shù)個(gè)頻率，而我們只傳輸那些具有重要振幅的分量，我們可以已合理的精度在接收端復(fù)制出數(shù)字信號(hào)，其帶寬稱(chēng)為有效帶寬。信道容量一種傳輸介質(zhì)可以傳輸?shù)淖畲蟊忍芈史Q(chēng)為介質(zhì)的信道容量。信道容量大小依賴(lài)于編碼技術(shù)種類(lèi)和系統(tǒng)信噪比?；鶐鬏?/p>

在信道中傳輸?shù)脑紨?shù)字電信號(hào)所固有的頻帶，稱(chēng)為基本頻帶，簡(jiǎn)稱(chēng)基帶。在信道中直接傳送基帶信號(hào)時(shí)，稱(chēng)為基帶傳輸。如從計(jì)算機(jī)到監(jiān)視器、打印機(jī)等外設(shè)的信號(hào)就是基帶傳輸?shù)摹４蠖鄶?shù)的局域網(wǎng)使用基帶傳輸，如以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)。寬帶傳輸

通過(guò)借助頻帶傳輸，寬帶傳輸可以將鏈路容量分解成兩個(gè)或更多的信道，每個(gè)信道可以攜帶不同的信號(hào)。寬帶傳輸中的所有信道都可以同時(shí)發(fā)送信號(hào)。如CATV、ISDN等。當(dāng)采用模擬信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，往往只占用有限的頻帶，對(duì)應(yīng)基帶傳輸將其稱(chēng)之為頻帶傳輸串行與并行并行傳輸：兩個(gè)短距離的設(shè)備之間的傳輸，如打印纜。串行傳輸：遠(yuǎn)距離的設(shè)備之間的傳輸，便宜、可靠、速度慢。問(wèn)題：如何在串行傳輸時(shí)，使接收設(shè)備知道何時(shí)開(kāi)始傳輸？設(shè)備1設(shè)備201101100設(shè)備1設(shè)備20110110001101100發(fā)送01101100從右到左a)并行傳輸b)串行傳輸異步與同步異步傳輸：每個(gè)被傳送的字符前有起始位，后有停止位。速率慢，開(kāi)銷(xiāo)大，適用于低速設(shè)備。同步傳輸：字符組合成數(shù)據(jù)幀成組發(fā)送數(shù)據(jù)幀包含一組同步字符使收發(fā)雙方進(jìn)入同步。傳輸速度快，開(kāi)銷(xiāo)少。單工/半雙工/全雙工單工：信號(hào)只能在一個(gè)方向上傳輸半雙工：通信可以在兩個(gè)方向上傳輸，但不同時(shí)全雙工：通信可在雙方向同時(shí)進(jìn)行設(shè)備１設(shè)備１設(shè)備１設(shè)備１設(shè)備１設(shè)備１一對(duì)一通信與一對(duì)多通信4.3數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)傅立葉分析:任何正常的周期為T(mén)的函數(shù)g(t)，都可以由（無(wú)限個(gè)）正弦和余弦函數(shù)合成。尼奎斯特證明:如果一個(gè)任意信號(hào)通過(guò)帶寬為H的低通濾波器，那么每秒采樣的2H就能完整地重現(xiàn)通過(guò)這個(gè)被濾波的信號(hào)。尼奎斯特定理：例如:一個(gè)無(wú)噪聲的3KHz信道不能以高于6000b/s的速率傳輸二進(jìn)制（二電平）信號(hào)。數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)香農(nóng)公式:任何帶寬為HHz，信噪比為S/N的信道，其最大數(shù)據(jù)傳輸速率為：例如:一條帶寬為3000Hz，信噪比為30db的信道，不管使用多少信號(hào)級(jí)電平，也不管采用多大的采樣頻率，都不能以大于30000b/s的速率傳輸數(shù)據(jù)。注：30db表示S/N=103=1000。4.4傳輸介質(zhì)和通信電纜4.4.1

雙絞線概述4.4.2

制作和測(cè)試UTP(實(shí)驗(yàn))4.4.3

同軸電纜4.4.4

光纖4.4.5

無(wú)線傳輸4.4.1雙絞線概述雙絞線的兩種類(lèi)型雙絞線的結(jié)構(gòu)雙絞線的顏色雙絞線的接頭(RJ45)雙絞線的線材等級(jí)

雙絞線的兩種類(lèi)型非屏蔽雙絞線(UnshieldedTwisted-Pair,UTP)屏蔽雙絞線(ShieldedTwisted-Pair,STP)比UTP多一層屏蔽層

雙絞線的結(jié)構(gòu)(1)雙絞線的結(jié)構(gòu)(2)雙絞線的顏色序號(hào)12345678顏色橙白橙綠白藍(lán)藍(lán)白綠棕白棕

雙絞線的接頭(RJ45)正面?zhèn)让?/p>

雙絞線的線材等級(jí)類(lèi)別最大傳輸速度應(yīng)用1類(lèi)2Mbit/s模擬和數(shù)字語(yǔ)音(電話)通信以及低速的數(shù)據(jù)傳輸。2類(lèi)4Mbit/s語(yǔ)音、ISDN和不超過(guò)的4Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。3類(lèi)16Mbit/s不超過(guò)16Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。4類(lèi)20Mbit/s不超過(guò)20Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。5類(lèi)100Mbit/s100Mbit/s距離100米的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。E5類(lèi)1000Mbit/s1000Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸6類(lèi)2.4Gbit/s1000Mbit/s以上的的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。4.4.2制作和測(cè)試雙絞線(UTP)準(zhǔn)備工具和材料連接UTP和RJ45接頭準(zhǔn)備工具和材料UTP壓線鉗RJ45接頭護(hù)套簡(jiǎn)易測(cè)線儀連接UTP和RJ45接頭(1)

連接UTP和RJ45接頭(2)

連接UTP和RJ45接頭(3)4.4.3同軸電纜

同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜的分類(lèi)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜的類(lèi)型和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)纜粗纜直徑0.25英寸0.5英寸傳輸距離185m500m接頭螺旋形BNC頭(端接)T形頭(分接)AUI阻抗50Ω50Ω應(yīng)用的局域網(wǎng)類(lèi)型10Base2(細(xì)纜以太網(wǎng))10Base5(粗纜以太網(wǎng))4.4.4光纖

光纖的結(jié)構(gòu)光纖的尺寸光纖的類(lèi)型光纖通信系統(tǒng)光纖的結(jié)構(gòu)光纖的尺寸描述光纖尺寸的參數(shù)有兩個(gè)：內(nèi)芯直徑和反射層直徑，其度量單位都為微米(μm,1μm=1×10-6m)。最細(xì)的光纖其內(nèi)芯直徑通常只有5~10μm，粗一些的光纖其內(nèi)芯直徑為50~100μm。局域網(wǎng)中最常用的光纖是62.5μm/125μm的光纖，其中62.5μm是內(nèi)芯直徑，而125μm是反射層的直徑。光纖的類(lèi)型多模光纖(MultimodeFiber,MMF)光信號(hào)不止一種波長(zhǎng)，常用多模光纖中主要有Ala類(lèi)50/125μm和Alb類(lèi)62.5/125μm兩種類(lèi)型。單模光纖(SinglemodeFiber,SMF)光信息只有一種波長(zhǎng)，典型的單模光纖尺寸為8μm/125μm光纖的類(lèi)型光纖通信系統(tǒng)4.4.5無(wú)線傳輸介質(zhì)紅外線無(wú)線電波

紅外線

紅外線紅外線(Infrared,IR)技術(shù)廣泛的應(yīng)用在電視機(jī)和立體聲系統(tǒng)的遙控器中，也可以做為網(wǎng)絡(luò)通信的介質(zhì)。它通過(guò)使用位于紅外頻率波譜中的錐形或者線型光束來(lái)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。紅外網(wǎng)絡(luò)需要通信的雙方設(shè)備都擁有一個(gè)收發(fā)器，最好還有同步軟件。傳輸速度4Mbit/s~16Mbit/s。紅外線是一種視線技術(shù)，不能通過(guò)不透明的物理(如墻壁)，并且易受外界光線干擾。

無(wú)線電波窄帶無(wú)線電波

發(fā)射器與接收器使用相同的頻率傳輸信號(hào)，如廣播收音機(jī)。容易被非法聽(tīng)眾截獲信號(hào)。擴(kuò)頻無(wú)線電波

(1)跳頻擴(kuò)頻

(Frequencyhoppingspreadspectrum,FHSS)

(2)直序擴(kuò)頻

(Directsequencespreadspectrum,DSSS)4.5編碼和傳輸編碼類(lèi)型：數(shù)字-數(shù)字?jǐn)?shù)字-模擬模擬-數(shù)字模擬-模擬模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)脈沖幅度調(diào)制信號(hào)111110101100011010001000111110101100011010001000數(shù)字化編碼為：001-010-101-110-111-110-101-011-010-010-011-100模擬信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)字化的好處1.

數(shù)字傳輸?shù)某鲥e(cuò)率低2.

能更有效的利用線路3.

價(jià)格便宜4.

維護(hù)方便數(shù)字化傳輸需要考慮的問(wèn)題直流分量：當(dāng)傳輸信號(hào)的平均振幅不是零時(shí)，這將產(chǎn)生直流分量（頻率為0的分量）。當(dāng)信號(hào)含有直流分量，它不能由沒(méi)有處理直流分量的媒體傳輸，例如微波或變壓器。

同步：當(dāng)一個(gè)信號(hào)不發(fā)生改變時(shí)，接受端無(wú)法知曉每比特的開(kāi)始和結(jié)束。如果傳輸延時(shí)或噪聲使信號(hào)發(fā)生扭曲，將導(dǎo)致接收方無(wú)法正確接收數(shù)據(jù)。數(shù)字-數(shù)字編碼單極性編碼極化編碼

※非歸零編碼（非歸零電平編碼、非歸零反相編碼）

※歸零編碼

※雙相位編碼（曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼）雙極性編碼

※信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼

※雙極性8零替換編碼

※高密度雙極性3零編碼非歸零編碼-NRZ歸零編碼正電壓=1負(fù)電壓=0直流分量基本抵消Manchester碼與差分Manchester碼011010011上：Manchester碼下：差分Manchester碼信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼AMI模擬-數(shù)字編碼脈沖振幅調(diào)制PAM：通過(guò)接收模擬信號(hào)，對(duì)它進(jìn)行采樣，然后根據(jù)采樣結(jié)果產(chǎn)生一系列脈沖。（采樣指每隔相等的時(shí)間間隔就測(cè)量一次信號(hào)振幅。）脈沖編碼調(diào)制PCM：將脈沖振幅調(diào)制PAM所產(chǎn)生的采樣結(jié)果進(jìn)行處理，將其完全數(shù)字化。為實(shí)現(xiàn)這一目的，要首先對(duì)PAM的脈沖進(jìn)行量化。（量化是一種對(duì)采樣結(jié)果賦予一個(gè)特定范圍內(nèi)的整數(shù)值的方法。）PCM技術(shù)實(shí)際上由四個(gè)獨(dú)立過(guò)程組成：脈沖振幅調(diào)制PAM、量化、二進(jìn)制編碼、數(shù)字-數(shù)字編碼。數(shù)字-模擬編碼幅移鍵控ASK：通過(guò)改變信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)表達(dá)二進(jìn)制0、1，而振幅改變的同時(shí)頻率和相位則保持不變。缺點(diǎn)是受噪聲的影響很大。頻移鍵控FSK：通過(guò)改變信號(hào)的頻率來(lái)表達(dá)二進(jìn)制0、1，而頻率改變的同時(shí)振幅和相位則保持不變。FSK技術(shù)的限制因素是載波的物理容量。相移鍵控PSK：通過(guò)改變信號(hào)的相位來(lái)表達(dá)二進(jìn)制0、1，而相位改變的同時(shí)頻率和振幅則保持不變。PSK技術(shù)受到設(shè)備檢測(cè)相位變化能力的限制。正交調(diào)幅QAM：將ASK和PSK以某種方式結(jié)合起來(lái)，采用正交編組的方式提高抗干擾能力，使得傳輸率比單采用ASK或PSK為高。模擬數(shù)據(jù)編碼101010101ASK移輻鍵控法，有載波為1，無(wú)載波為0模擬數(shù)據(jù)編碼201010101FSK移頻鍵控法，高頻為1，低頻為0模擬數(shù)據(jù)編碼301010101PSK移相鍵控法，正相為1，反相為0模擬轉(zhuǎn)數(shù)字A/D采樣、量化、編碼采樣定理：采樣頻率大于等于有效信號(hào)最高頻率2倍（帶寬），采樣值能包含原始信號(hào)的全部信息。量化：將連續(xù)模擬信號(hào)化分成時(shí)間軸上的離散值。4舍5入取整數(shù)。編碼：將離散值按位數(shù)排成2進(jìn)制數(shù)碼。

A/D7654321123456789001010011100010010010010010模擬-模擬編碼調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相4.6

傳輸技術(shù)2.6.1

多路復(fù)用

2.6.2

差錯(cuò)控制

2.6.3

同步控制

2.6.4

壓縮和解壓縮方法4.6.1多路復(fù)用時(shí)分復(fù)用TDM頻分復(fù)用FDM波分復(fù)用WDM時(shí)分復(fù)用TDM信號(hào)在交替的時(shí)隙中傳輸適用于數(shù)字信號(hào)S1S2S3S4Bt4t3t2t1t4t3t2t1S1S2S3S4At4t3t2t1頻分復(fù)用FDM每條信道被分配給不同的頻率適用于模擬信號(hào)TelephoneTelephoneTelephoneTelephone108KhzChannelBankModulatorLineSignal104Khz100Khz64Khz波分復(fù)用WDM不同的信號(hào)被攜載在不同的光的波長(zhǎng)上用于光纜傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)無(wú)論通信系統(tǒng)如何可靠，通信過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，其差錯(cuò)大致可發(fā)為兩類(lèi)：一類(lèi)是由熱噪聲引起的隨機(jī)錯(cuò)誤；另一類(lèi)是由沖擊噪聲引起的突發(fā)錯(cuò)誤。如何發(fā)現(xiàn)和糾正信號(hào)的差錯(cuò)，主要方式有以下三種：檢錯(cuò)碼海明碼循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC4.6.2差錯(cuò)控制奇偶校驗(yàn)是最常用的檢錯(cuò)方法，其原理是在7單位的ASCII代碼后增加一位，使碼字中‘1’的個(gè)數(shù)成奇數(shù)（奇校驗(yàn)）或偶數(shù)（偶校驗(yàn)）。經(jīng)過(guò)傳輸后，如果其中一位出錯(cuò)，則接收端按同樣的規(guī)則就能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，這種方法簡(jiǎn)單實(shí)用，但只能對(duì)付少量的隨機(jī)性錯(cuò)誤。檢錯(cuò)碼海明距離是一個(gè)碼字要變成另一個(gè)碼字時(shí)必須改變的最小位數(shù)。海明碼：用冗余數(shù)據(jù)位來(lái)檢測(cè)和糾正代碼差錯(cuò)。把所有合法的碼字盡量安排使得任一對(duì)碼字之間的距離最大。如果任意兩個(gè)碼字之間的海明距離是d，則所有少于等于d-1位的錯(cuò)誤都可以檢查出來(lái)。所有少于d/2位的錯(cuò)誤都可以糾正。對(duì)于m位的數(shù)據(jù)，要糾正單個(gè)錯(cuò)誤，則海明碼位數(shù)k需滿足：m+k+1<2k海明碼CRC校驗(yàn)采用多項(xiàng)式編碼方法。被處理的數(shù)據(jù)塊可以看作是一個(gè)n階的二進(jìn)制多項(xiàng)式采用CRC校驗(yàn)時(shí)，發(fā)送方和接收方用同一個(gè)生成多項(xiàng)式g(x),并且g(x)的首位和最后一位的系數(shù)必須為1。CRC的處理方法是：發(fā)送方以g(x)去除t(x)，得到余數(shù)作為CRC校驗(yàn)碼。校驗(yàn)時(shí)，以計(jì)算的校正結(jié)果是否為0為據(jù)，判斷數(shù)據(jù)幀是否出錯(cuò)。多項(xiàng)式乘除法運(yùn)算過(guò)程與普通代數(shù)多項(xiàng)式的乘除法相同。多項(xiàng)式的加減法運(yùn)算以2為模，加減時(shí)不進(jìn)，錯(cuò)位，和邏輯異或運(yùn)算一致。CRC校驗(yàn)可以100％地檢測(cè)出所有奇數(shù)個(gè)隨機(jī)錯(cuò)誤和長(zhǎng)度小于等于k(k為g(x)的階數(shù))的突發(fā)錯(cuò)誤。所以CRC的生成多項(xiàng)式的階數(shù)越高，那么誤判的概率就越小。

循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRCCRC-12： g(x)=x12+x11+x3+x2+X+1CRC-16： g(x)=x16+x15+x2+1CRC-CCITT： g(x)=x16+x12+x5+1CRC-32： g(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+X+1CRC-32用于許多局域網(wǎng)中。常見(jiàn)CRC碼4.6.3同步控制字符計(jì)數(shù)法帶字符填充的首尾界符法帶位填充的首尾標(biāo)志法物理層編碼違例法4.6.4壓縮和解壓縮方法無(wú)損壓縮行程壓縮

MH（ModifiedHuffman）修正的霍夫曼編碼MR（ModifiedRead），即改進(jìn)的像素相對(duì)地址指定碼。MH和MR的區(qū)別在于后者利用了前一行的參考信息，在垂直方向上進(jìn)行了壓縮，因此也叫“二維壓縮技術(shù)”。

MMR（ModifiedModifiedRead），也就是改進(jìn)的二維壓縮編碼。MMR在MR系統(tǒng)的基礎(chǔ)上不僅提高了壓縮效率，而且提高了壓縮文件的容錯(cuò)能力有損壓縮

JPEGMPEG

4.7傳輸控制競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)輪詢/選擇系統(tǒng)基本規(guī)程、多鏈路規(guī)程、傳輸控制字符、線路控制HDLC、SLIP、PPP4.7傳輸控制HDLC－－高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議是面向位的協(xié)議；是使用位填充來(lái)保證數(shù)據(jù)的透明性。01111110地址01111110控制數(shù)據(jù)校驗(yàn)和8888>=016位面向位的協(xié)議的幀格式4.7傳輸控制SLIP－－串行線路IP它的目的是使用調(diào)制解調(diào)器通過(guò)電話線，把ＳＵＮ工作站連接到因特網(wǎng)上去。不能進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)和糾錯(cuò)工作；

SLIP只支持IP；

地址不能自動(dòng)的設(shè)定；

沒(méi)有提供身份驗(yàn)證；

不是一個(gè)已通過(guò)的因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。4.7傳輸控制PPP

－－點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議明確的劃分出一幀的尾部和下一幀的頭部的成幀方式；當(dāng)線路不再需要時(shí)，挑出這些線路，測(cè)試它們，商議選擇，并仔細(xì)地再次釋放鏈路控制協(xié)議；用獨(dú)立于所使用地網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議地方法來(lái)商議使用網(wǎng)絡(luò)層地哪些選項(xiàng)。4.7傳輸控制PPP

－－點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議標(biāo)志01111110地址11111111標(biāo)志01111110控制00000011協(xié)議校驗(yàn)和11111或22或4字節(jié)數(shù)用于無(wú)序號(hào)模式操作下的PPP完整幀格式有效載荷4.8交換技術(shù)交換技術(shù)線路交換存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文交換分組交換數(shù)據(jù)報(bào)方式虛電路方式電路交換直接的交換方式真實(shí)、專(zhuān)用的物理鏈路

存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文交換分組交換信元交換ATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitch4.9公用網(wǎng)絡(luò)和租用網(wǎng)絡(luò)按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍分類(lèi)：公用網(wǎng)絡(luò)和租用網(wǎng)絡(luò)。公用網(wǎng)絡(luò)：國(guó)家電信網(wǎng)的主體。租用網(wǎng)絡(luò)：由其他部門(mén)興建，并供自己本部門(mén)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)。類(lèi)型特點(diǎn)公用網(wǎng)絡(luò)租用網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用低昂貴數(shù)據(jù)安全性低高傳輸速率慢快線路穩(wěn)定性低高4.10網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備

線路終端設(shè)備、多路設(shè)備、交換設(shè)備、轉(zhuǎn)接設(shè)備線路連接設(shè)備（調(diào)制解調(diào)器、DSU數(shù)據(jù)服務(wù)單元、NCU網(wǎng)絡(luò)控制單元、TA終端適配器、CCU通信控制單元、PBX電話交換機(jī)）4.11網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備中繼器集線器網(wǎng)橋（生成樹(shù)網(wǎng)橋、源路由網(wǎng)橋）交換機(jī)網(wǎng)卡路由器網(wǎng)關(guān)

中繼器中繼器(Repeater)最簡(jiǎn)單的互連設(shè)備。它工作在OSI模型的物理層，用于擴(kuò)展LAN網(wǎng)段的長(zhǎng)度，延伸信號(hào)傳輸?shù)姆秶?，例如可加大線纜的傳輸距離。中繼器可以連接不同類(lèi)型的線纜。中繼器

中繼器的工作就是重發(fā)bit，將所收到的bit信號(hào)進(jìn)行再生和還原并傳給每個(gè)與之相連的網(wǎng)段。中斷器是一個(gè)沒(méi)有鑒別能力的設(shè)備，它會(huì)精確的再生所收到的bit信號(hào)包括錯(cuò)誤信息，而且再生后傳給每個(gè)與之相連網(wǎng)段而不管目的計(jì)算機(jī)是否在該網(wǎng)段上。但是，中繼器的速度很快且時(shí)延很小?！?-4-3”規(guī)則通常在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，最多可以分為5個(gè)網(wǎng)段其中用4個(gè)中繼器連接只允許在其中3個(gè)網(wǎng)段包含計(jì)算機(jī)或設(shè)備，其他2個(gè)網(wǎng)段只能用于延長(zhǎng)傳輸距離。集線器的功能

集線器(Hub)其實(shí)是一個(gè)具有多個(gè)端口的中繼器。它可以集中網(wǎng)絡(luò)連接，可以重發(fā)bit信號(hào)。最常用的集線器是連接以太網(wǎng)中計(jì)算機(jī)的集線器，線纜從單個(gè)節(jié)點(diǎn)的NIC連接到中心集線器。一般8~24個(gè)端口。其他類(lèi)型的集線器包括用于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的多站接入單元(MAU/MSAU)等。中繼器和集線器

MACaMACbMACcPORT1PORT2PORTNbbbACB集線器基本工作流程集線器的應(yīng)用與計(jì)算機(jī)直接連接與集線器形成堆疊與集線器形成級(jí)聯(lián)集線器的安裝購(gòu)置集線器選擇安裝位置識(shí)別接口和指示燈連接電源連接集線器和計(jì)算機(jī)集線器互相連接網(wǎng)橋的功能

網(wǎng)橋(Bridge)工作在OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層，可以用于連接具有不同物理層的網(wǎng)絡(luò)，如連接使用同軸電纜和UTP的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)橋是一種數(shù)據(jù)幀存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，它通過(guò)緩存、過(guò)濾、學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)發(fā)和擴(kuò)散等功能來(lái)完成操作。

沖突域在同一個(gè)沖突域中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都能收到所有被發(fā)送的幀

廣播域網(wǎng)絡(luò)中能接收任一設(shè)備發(fā)出的廣播幀的所有設(shè)備的集合。

廣播：指數(shù)據(jù)幀發(fā)給所有的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)橋的作用分割網(wǎng)段減少?zèng)_突網(wǎng)橋網(wǎng)橋的工作原理(1)

緩存：網(wǎng)橋首先會(huì)對(duì)收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行緩存并處理

過(guò)濾：判斷入幀的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否位于發(fā)送這個(gè)幀的網(wǎng)段中，如果是，網(wǎng)橋就不把幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)橋的其他端口

轉(zhuǎn)發(fā)：如果幀的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位于另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)橋就將幀發(fā)往正確的網(wǎng)段網(wǎng)橋的工作原理(2)

學(xué)習(xí)：每當(dāng)幀經(jīng)過(guò)網(wǎng)橋時(shí)，網(wǎng)橋首先在網(wǎng)橋表中查找?guī)脑碝AC地址，如果該地址不在網(wǎng)橋表中，則將有該MAC地址及其所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)橋端口信息加入數(shù)據(jù)幀要去往的目標(biāo)MAC地址使用的網(wǎng)橋端口MACA端口3MACB端口2MACC端口1網(wǎng)橋的工作原理(2)

擴(kuò)散：如果在表中找不到目標(biāo)地址，則按擴(kuò)散的辦法將該數(shù)據(jù)發(fā)送給與該網(wǎng)橋連接的除發(fā)送該數(shù)據(jù)的網(wǎng)段外的所有網(wǎng)段。

又稱(chēng)為擴(kuò)散泛洪（flooding）。交換機(jī)的功能交換機(jī)(Switch)其實(shí)是更先進(jìn)的網(wǎng)橋，它除了具備網(wǎng)橋的所有功能外，還通過(guò)在節(jié)點(diǎn)或虛電路間創(chuàng)建臨時(shí)邏輯連接，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬得到最大化的利用。通過(guò)交換機(jī)連接的網(wǎng)段內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，都可以使用網(wǎng)絡(luò)上的全部帶寬來(lái)進(jìn)行通信，而不是各個(gè)節(jié)點(diǎn)共享帶寬。交換機(jī)交換機(jī)與集線器的區(qū)別交換機(jī)的并行程度更高，不同于集線器的共享帶寬。8口集線器(100Mbps)與8口交換機(jī)(400Mbps)的帶寬比較。交換機(jī)的緩存能力更強(qiáng)交換機(jī)的智能化程度更高交換機(jī)具有支持虛擬局域網(wǎng)(VLAN)的能力不可管理交換機(jī)不具備可管理性，沒(méi)有CPU或集中管理芯片，只是并行程度、吞吐能力等優(yōu)于集線器?？晒芾硎浇粨Q除了具有不可管理交換機(jī)的全部功能，還帶有CPU或集中管理芯片，可以支持VLAN及SNMP管理，又稱(chēng)為智能型交換機(jī)。交換機(jī)的類(lèi)型MACaMACbMACdPORT1PORT2PORTNMACcPORT1PORT2PORT2MACaMACbMACcPORTNMACdMACTABLEbbbADCB交換機(jī)的基本工作流程PORT1PORT2PORTN網(wǎng)段1網(wǎng)段3網(wǎng)段2ABCDcPORT1PORT2PORT2MACaMACbMACcPORTNMACdMACTABLE網(wǎng)段的形成PORT1PORT2PORTN網(wǎng)段1網(wǎng)段3網(wǎng)段2ABCDPORT1PORT2PORT2MACaMACbMACcPORTNMACdMACTABLExx=MAC“FFFFFFFFFFFF未知或廣播xx透明網(wǎng)橋相當(dāng)于交換環(huán)境下的廣播網(wǎng)橋同交換機(jī)的比較一般用做網(wǎng)段互連可連PC或網(wǎng)段網(wǎng)橋交換機(jī)基于軟件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)基于硬件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)單個(gè)生成樹(shù)多個(gè)生成樹(shù)通常不超過(guò)16個(gè)端口可多至數(shù)百個(gè)端口路由器的功能