2.網(wǎng)絡(luò)通信概述

2.1網(wǎng)絡(luò)通信2.1.1通信的概念通信，指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進(jìn)行的信息交流與傳遞，從廣義上指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況下無論采用何種方法，使用何種媒質(zhì)，將信息從某方準(zhǔn)確安全傳送到另方。

塞繆爾·莫爾斯（SamuelFinleyBreeseMorse，1791年4月27日-1872年4月2日)是一名享有盛譽(yù)的美國畫家、電報(bào)之父。亞歷山大·貝爾是一位美國發(fā)明家和企業(yè)家。他獲得了世界上第一臺(tái)可用的電話機(jī)的專利權(quán)（發(fā)明者為意大利人安東尼奧·梅烏奇），創(chuàng)建了貝爾電話公司（AT&T公司的前身）。其被世界譽(yù)為“電話之父”。2.1.2數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)是信息的載體，它是客觀事實(shí)、概念或圖像等用于通信的一種形式化的表現(xiàn)。把具有一定編碼、格式和位長(zhǎng)要求的數(shù)字信號(hào)稱為數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)通信簡(jiǎn)單地說，數(shù)據(jù)通信就是將數(shù)據(jù)信息通過適當(dāng)?shù)膫鬏斁€路從一臺(tái)機(jī)器傳送到另一機(jī)器。實(shí)質(zhì)上包括處理和傳輸兩層含義，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)處理工作主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成，數(shù)據(jù)傳輸是靠數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)通信的特點(diǎn)（P16）數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量指標(biāo)（P16）2SiChuanEngineeringTechnicalCollege-19592.1.3數(shù)據(jù)傳輸方式基帶傳輸所謂基帶就是電信號(hào)所固有的基本頻率。例如，電視信號(hào)的基本頻帶為0-6MHz，數(shù)字信號(hào)的基本頻帶為零至若千兆赫茲，由傳輸速率而定。當(dāng)利用數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)直接傳輸基帶信號(hào)時(shí)，則稱之為基帶傳輸。頻帶傳輸所謂頻帶傳輸，就是利用調(diào)制器把二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制成能在公共電話線上傳輸?shù)囊纛l信號(hào)（模擬信號(hào)），將音頻信號(hào)在傳輸介質(zhì)中傳送到接收端后，再經(jīng)過解調(diào)器的解調(diào)，把音頻信號(hào)還原成二進(jìn)制的電信號(hào)。寬帶傳輸寬帶是指比音頻帶寬更寬的頻帶，它包括大部分電磁波頻譜。使用這種寬頻帶進(jìn)行傳輸?shù)南到y(tǒng)，稱為寬帶傳輸系統(tǒng)。并行通信和串行傳送（P20）3SiChuanEngineeringTechnicalCollege-19592.1.4網(wǎng)絡(luò)通信要素通信的目的是傳送消息（message）。數(shù)據(jù)（data）是運(yùn)送消息的實(shí)體。信號(hào)（signal）則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。第一個(gè)要素是消息來源，即發(fā)送方。第二個(gè)通信要素是消息的目的地址，即接收方。第三個(gè)要素稱為通道，包括提供消息傳送途徑的介質(zhì)。通信的三個(gè)要素：滿足了三要素，是否能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信？??????????啥意思？還應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、設(shè)計(jì)通信策略！數(shù)據(jù)分段技術(shù)理論上來說，可以將一次通信的內(nèi)容（如音樂視頻或電子郵件消息）作為一大塊連續(xù)的高容量比特流，通過網(wǎng)絡(luò)從源發(fā)送到目的。但如果真以這種方式傳輸消息，那就意味著在傳輸此數(shù)據(jù)期間，同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備都不能發(fā)送或接收消息。這種大型數(shù)據(jù)流會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的延遲。而且，一旦互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)中有一條鏈路在傳輸期間出現(xiàn)故障，那么整個(gè)消息都會(huì)丟失，必須全部重傳。所以，更好的辦法是先將數(shù)據(jù)劃分為更小、更易于管理的片段，然后再通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。將數(shù)據(jù)流劃分為較小的片段稱為分段。消息分段主要有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：首先，通過從源設(shè)備向目的設(shè)備發(fā)送一個(gè)個(gè)小片段，就可以在網(wǎng)絡(luò)上交替發(fā)送許多不同會(huì)話。第二，分段可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。每個(gè)消息的獨(dú)立片段無需經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中的同一條路徑從源設(shè)備傳送到目的設(shè)備。因此，如果某條路徑因數(shù)據(jù)流量過大或故障而堵塞，仍可以使用備用路徑將各個(gè)消息片段轉(zhuǎn)發(fā)到目的設(shè)備。如果有部分消息未能傳送到目的，則只需重新傳輸丟失的部分。交換技術(shù)線路交換線路交換（CircuitExchanging）方式與電話交換方式的工作過程很類似。在線路交換中，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過通信子網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之前，首先要在通信子網(wǎng)中建立一個(gè)實(shí)際的物理線路連接。速度快、延遲小，利用率低?？辗志€路交換和時(shí)分線路交換。（P18）存儲(chǔ)交換（又稱存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換）存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)交換（StoreAndForwardSwitching）是指一種交換技術(shù)，在其中幀在被轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)亩丝谥氨煌耆幚怼＿@個(gè)處理包括計(jì)算循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（CRC）和檢測(cè)目的地地址。另外，幀必須暫時(shí)存儲(chǔ)直到網(wǎng)絡(luò)資源可用來轉(zhuǎn)發(fā)這條信息。根據(jù)信息的大小，存儲(chǔ)交換可分為報(bào)文交換、分組交換、幀中繼交換和信元交換。2.1.5網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)雙絞線同軸電纜光纖無線電波微波紅外線激光選擇數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)吞吐量成本尺寸和可擴(kuò)展性中間設(shè)備抗噪性2.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合。2.2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概述語義語義是解釋控制信息每個(gè)部分的意義。它規(guī)定了需要發(fā)出何種控制信息，以及完成的動(dòng)作與做出什么樣的響應(yīng)。語法語法是用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式，以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的順序。時(shí)序時(shí)序是對(duì)事件發(fā)生順序的詳細(xì)說明。（也可稱為“同步”）。2.2.2標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織InternationalOrganizationforStandardization）CCITT（國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)InternationalTelephoneandTelegraphConsultativeCommittee）ECMA（歐洲計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)）ANSI（美國全國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)AmericanNationalStandardsInstitute）IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)InstituteofElectricalandElectronicEngneers）EIA（電子工業(yè)協(xié)會(huì)ElectronicIndustriesAssociation）國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)會(huì)(NIST，NationalInstituteofStandardsandTechnology)國際商用機(jī)器公司(IBM，InternationalBusinessMachine)2.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指通信系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，它為網(wǎng)絡(luò)硬件、軟件、協(xié)議、存取控制和拓?fù)涮峁?biāo)準(zhǔn)。它廣泛采用的是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在1979年提出的開放系統(tǒng)互連（OSI-OpenSystemInterconnection)的參考模型。2.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系機(jī)構(gòu)的形成阿帕網(wǎng)為美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃署開發(fā)的世界上第一個(gè)運(yùn)營的封包交換網(wǎng)絡(luò)，它是全球互聯(lián)網(wǎng)的始祖。2.3.2網(wǎng)絡(luò)分層和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層的基本原則：網(wǎng)絡(luò)中的每一結(jié)點(diǎn)都具有相同的分層結(jié)構(gòu)，在每一相鄰層間有一個(gè)定義清晰的接口，該接口定義下層向上層提供的原語操作和服務(wù)。每一層完成一組特定的有明確含義的協(xié)議功能，并盡可能地減少在相鄰層間傳遞信息的數(shù)量。同一結(jié)點(diǎn)中的每一層能夠同相鄰層通信，但是不能跨層通信。兩個(gè)結(jié)點(diǎn)問的通信，除物理層(最低層)為水平通信外，其他各層都是垂直通信，也就是說網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的直接接口，只能是物理層。協(xié)議分層的好處：使復(fù)雜的通信控制結(jié)構(gòu)便于管理，因?yàn)槊恳粋€(gè)控制層的功能，都是在它的下一層提供的服務(wù)上增加一部分新的相對(duì)來說較少的功能，整個(gè)系統(tǒng)的正確性建立在每一控制層的正確性的基礎(chǔ)上。使復(fù)雜的通信控制結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)更為可靠，避免在一個(gè)功能部件或接口上出現(xiàn)故障擴(kuò)散成為危及整個(gè)系統(tǒng)的大故障。由于每一層的功能都是獨(dú)立的，所以對(duì)其修改和增加，不會(huì)影響其他的控制層。2.3.2網(wǎng)絡(luò)分層和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議2.4OSI參考模型與TCP/IP模型2.4.1OSI參考模型概述OSI（OpenSystemInterconnect）開放式系統(tǒng)互聯(lián)。一般都叫OSI參考模型，是ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）組織在1985年研究的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO發(fā)布的最著名的標(biāo)準(zhǔn)是ISO/iI