【正文】 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 這些服務(wù)可由會話實體根據(jù)具體情況選用 。 傳輸連接在其兩端進行流量控制 ， 以免高速主機發(fā)送的信息流淹沒低速主機 。 傳輸層協(xié)議是真正的源端到目的端的協(xié)議 ， 它由傳輸連接兩端的實體處理 。 傳輸層和下面網(wǎng)絡(luò)層的界面是用戶和通信子網(wǎng)的界面 。 傳輸層以下的功能層協(xié)議都是通信子網(wǎng)中的協(xié)議 。 (5) 網(wǎng)絡(luò)層 。 網(wǎng)絡(luò)層的功能在通信子網(wǎng)內(nèi)完成 ， 在源 、 目的結(jié)點之間選擇一條最佳路徑 ， 將分組正確地傳送到目的地 ， 并提供流量控制功能 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 (6) 數(shù)據(jù)鏈路層 。 數(shù)據(jù)鏈路層的功能是建立 、 維持和釋放網(wǎng)絡(luò)實體之間的數(shù)據(jù)鏈路 ， 保證網(wǎng)絡(luò)中相鄰結(jié)點之間數(shù)據(jù)的有效傳輸 ， 表現(xiàn)為一條無差錯的信道 ， 傳送數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元 (稱為幀 )。 相鄰結(jié)點之間的數(shù)據(jù)鏈路控制的主要功能有如下： ˙組織數(shù)據(jù)幀：以幀為單位進行傳輸 ， 校驗和應(yīng)答 。 ˙流量控制：對發(fā)送數(shù)據(jù)的速率進行控制 ， 以免發(fā)送過快 ， 接收端來不及處理而丟失數(shù)據(jù) 。 ˙差錯控制：接收端對收到的數(shù)據(jù)幀進行校驗 ， 發(fā)現(xiàn)差錯必須重傳 。 ˙數(shù)據(jù)鏈路管理：發(fā)送端與接收端之間必須通過某種形式的對話 ， 建立 、 維護和終止一批數(shù)據(jù)的傳輸過程 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 數(shù)據(jù)鏈路控制功能由數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實現(xiàn) ， 要求數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議能適應(yīng)各種數(shù)據(jù)鏈路配置 ， 如點對點鏈路和多點鏈路 、 半雙工鏈路和全雙工鏈路等 。 數(shù)據(jù)和控制信息在同一線路上傳輸 ， 因而數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議應(yīng)能區(qū)分數(shù)據(jù)幀和控制信息幀 。 最常用的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議是 HDLC(High Level Data Link Control， 高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 )。 (7) 物理層 。 在 OSI參考模型中 ， 物理層的功能規(guī)定為“ 在數(shù)據(jù)鏈路實體之間提供激活 、 維持和釋放用于傳輸比特的物理連接的方法 ， 這些方法有機械的 、 電氣的 、 功能的和過程的特性 ” 。 這種物理連接可以是單工或雙工的 ，也可以是串行的或并行的按位傳輸 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 2. 計算機網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu) (組成 ) 計算機網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)，也就是網(wǎng)絡(luò)的組成，是從網(wǎng)絡(luò)的工作原理考慮的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 網(wǎng)絡(luò)上互連的計算機各自是一個獨立的計算機系統(tǒng) ， 具有自己的軟 、 硬件資源 ， 可以完成信息處理功能 。 要實現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)通信必須通過網(wǎng)絡(luò)通信控制器和通信信道 。 因此 ， 計算機網(wǎng)絡(luò)在邏輯上可分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng) ， 如圖 82所示 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 圖 82 通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng) 通信子網(wǎng)的邊界第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 在圖 82中 ， 外層是資源子網(wǎng) ， 內(nèi)層是通信子網(wǎng) 。 資源子網(wǎng)中主要包括擁有資源的用戶主機和請求資源的用戶終端 ， 它們都是端結(jié)點 ， 也都與通信的源結(jié)點和宿結(jié)點相連接 。 擁有資源的用戶主機具有信息處理的功能 。 通信子網(wǎng)的任務(wù)是在端結(jié)點之間傳送由信息組成的報文 ， 它主要由轉(zhuǎn)接結(jié)點和通信線路組成 。 轉(zhuǎn)接結(jié)點是指網(wǎng)絡(luò)通信過程中起控制和轉(zhuǎn)發(fā)信息作用的結(jié)點 ， 例如程控交換機 、 集中器 、 接口信息處理機等 。 通信線路是指傳輸信息的信道 ， 可以是電話線 、 同軸電纜 、 無線電線路 、 衛(wèi)星線路 、 微波中繼線路以及光纖纜線等 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 廣域網(wǎng)中 ， 一個報文從源結(jié)點到宿結(jié)點 ， 在通信子網(wǎng)中需經(jīng)過多個轉(zhuǎn)接結(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā) ， 即先將報文接收存儲 ， 然后按通信協(xié)議的規(guī)定 ， 以一定的方式選擇路徑轉(zhuǎn)發(fā)出去 ，這就是存儲轉(zhuǎn)發(fā) 。 局域網(wǎng)中 ， 轉(zhuǎn)接結(jié)點簡化為一個微處理芯片 ， 每臺主機 (或工作站 )都設(shè)定一個微處理芯片 (在網(wǎng)卡中 )， 以廣播方式進行報文信息傳送 ， 唯一的信道被網(wǎng)絡(luò)中所有主機共享 。 任何主機發(fā)出的信息所有主機都能收到 。信息包中的地址信息可指明通信雙方的源地址和目標(biāo)地址 ，也可使用特定的地址說明該信息包是發(fā)送給所有站的 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 3. 計算機網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu) 計算機網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)的物理實現(xiàn) ， 包括硬件和軟件的物理集成 。 具體的實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的功能 、 性能有關(guān) 。 一般說來 ， 可由以下兩部分組成 。 1) 通信子網(wǎng) 通信子網(wǎng)由以下幾部分組成： (1) 分組交換器：為報文分組選擇路由 ， 形成傳輸?shù)摹?連接 ” 。 (2) 多路轉(zhuǎn)換器：用于多路到一路或一路到多路的轉(zhuǎn)換 ， 實現(xiàn)信道的共享 (信道多路復(fù)用 )。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 (3) 分組組裝 /拆卸設(shè)備：組裝是指接受終端字符流 ， 組裝成網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議規(guī)定的報文格式 “ 幀 ” 或“ 分組 ” ；拆卸是指將網(wǎng)絡(luò)來的報文分組拆卸為字符流 ， 送至目標(biāo)地址規(guī)定的響應(yīng)終端 。 (4) 網(wǎng)絡(luò)控制中心：管理和檢測網(wǎng)絡(luò)的運行 ， 對網(wǎng)絡(luò)用戶進行注冊 、 登錄和記賬 ， 并對網(wǎng)絡(luò)故障進行檢測 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 2) 資源子網(wǎng) 資源子網(wǎng)包括網(wǎng)絡(luò)上全部計算機硬 、 軟件資源 。 硬件即主機 (HOST)/外設(shè) (終端 )。 軟件包括以下幾種： (1) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：它是建立在各主機操作系統(tǒng)之上的一種操作系統(tǒng) ， 用于實現(xiàn)不同主機系統(tǒng)之間的用戶通信 、 資源共享 ， 提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)用戶接口 。 (2) 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：它是在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)支持下的一種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ， 可以是集中式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫 ， 也可以是分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫 。 該系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù) ，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 (3) 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件：它是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的各種軟件的集合 ， 如電子郵件服務(wù)軟件 、 文件傳輸服務(wù)軟件等 。 (4) 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備：實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)的互連以及不同協(xié)議層次的連接，如中繼器、網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)等。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)概述 計算機網(wǎng)絡(luò)是自主互連的計算機系統(tǒng)的集合 ， 而計算機局域網(wǎng)是某一局部范圍的計算機網(wǎng)絡(luò) 。 計算機局域網(wǎng)是為在一個相對獨立的局部范圍內(nèi)大量微機相互通信 、 共享外部設(shè)備 、 數(shù)據(jù)信息和應(yīng)用程序而建立的 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 1. 局域網(wǎng)特點 很難給出局域網(wǎng)的嚴(yán)格定義 ， 一般的敘述是：在較小的地域范圍內(nèi) ， 利用通信線路將眾多微機等設(shè)備連接起來 ， 實現(xiàn)相互數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的系統(tǒng)稱為計算機局域網(wǎng) 。 局域網(wǎng)有以下幾個主要特點： (1) 傳輸速率高且誤碼率低 。 局域網(wǎng)傳輸速率一般為 1 Mb/s～ 1000 Mb/s；因為傳輸距離 短 ， 因此誤碼率很低 ， 一般在 10－ 8～ 10－ 11范圍內(nèi) 。 (2) 地域覆蓋范圍小 。 一般在 10 km以內(nèi) ， 至多不超過100 km， 屬于某一單位內(nèi)部管理 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 (3) 以微機為主要建網(wǎng)對象 。 大部分局域網(wǎng)沒有中央主機系統(tǒng) ， 只有多種微機和外設(shè) 。 可以說 ， 局域網(wǎng)是專為微機設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 。 2. 局域網(wǎng)基本技術(shù) 局域網(wǎng)是計算機通信網(wǎng)絡(luò) ， 其基本技術(shù)涉及拓撲結(jié)構(gòu) 、 傳輸形式和信道的訪問控制方法 (介質(zhì)訪問控制或媒體接入控制方法 )。 1) 局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu) 如前所述 ， 網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)結(jié)點及其連線的幾何布局 ， 描述了各結(jié)點的邏輯位置 。 就局域網(wǎng)而言 ，拓撲結(jié)構(gòu)就是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間的互連方式 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 局域網(wǎng)具有三種典型的拓撲結(jié)構(gòu)：星型 (Star)、 環(huán)型(Ring)、 總線或樹型 (Bus/Tree)。 在星型拓撲結(jié)構(gòu)中 ， 較少采用集中控制方式 ， 而分布式星形結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代局域網(wǎng)中采用較多；環(huán)行結(jié)構(gòu)是一種有效的結(jié)構(gòu)形式 ， 也是一種分布式控制 ， 它控制簡便 ， 結(jié)構(gòu)對稱性好 ， 傳輸速率高 ， 應(yīng)用較為廣泛；總線拓撲結(jié)構(gòu)可以實行集中控制 ， 但較多采用的是分布式控制 。 總線拓撲的重要特征是可采用廣播式多路訪問方法 ， 它的典型代表就是著名的 Ether網(wǎng) (以太網(wǎng) )。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 2) 傳輸形式 局域網(wǎng)的傳輸形式有兩種：基帶傳輸和寬帶傳輸。 局域網(wǎng)上常用的傳輸媒體有雙絞線、同軸電纜和光纜。雙絞線又分為無屏蔽雙絞線 (UTP)和屏蔽雙絞線 (STP)。 3) 媒體訪問控制方法 在局域網(wǎng)中 ， 由于多個站點往往共享一條傳輸媒體 ， 因此必須要確定哪個站點能訪問這一共享媒體 ， 即允許它往哪個信道上交換報文信息 。 也就是說 ， 必須要有一種方法或規(guī)定對媒體的訪問進行控制 ， 以免在媒體上由于并發(fā)傳輸而造成碰撞 ， 這就是媒體訪問控制協(xié)議 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 基帶局域網(wǎng)上采用時分復(fù)用技術(shù)的媒體訪問控制方法。以太網(wǎng)為 CSMA/CD方法 (參見以 )，令牌環(huán)網(wǎng)與光纖分布式接口網(wǎng)絡(luò)為令牌傳遞方法 (參見 )。 3. 局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) (Protocol Standard of Local Area Network) 為了使多個主機系統(tǒng)互連成局域網(wǎng)，其層次結(jié)構(gòu)也應(yīng)該參考和采用 ISO組織關(guān)于開放系統(tǒng)互連的 OSI參考模型。 IEEE 802委員會制定的 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)的進展快，而且比較完全，有許多已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO采納作為 ISO的國際標(biāo)準(zhǔn)。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 1) 局域網(wǎng)的協(xié)議層次 由于局域網(wǎng)共享信道，因此它的體系結(jié)構(gòu)只包含OSI參考模型的最低兩層，即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。局域網(wǎng)協(xié)議層次與 OSI參考模型的關(guān)系如圖 83所示。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 圖 83 局域網(wǎng)協(xié)議層次與 OSI參考模型的關(guān)系 應(yīng)用層表示層會話層運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯鏈路控制媒體訪問控制物理層( ) ( ) ( )服務(wù)訪問點第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 IEEE 總線局域網(wǎng) (以太網(wǎng) Ether) IEEE Ether標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定的 ，根據(jù)不同的物理介質(zhì)又發(fā)展了多種子標(biāo)準(zhǔn) ， 形成了一個IEEE ， 如圖 84所示 。 Ether采用的是爭用型介質(zhì)訪問控制協(xié)議 ， 即CSMA/CD， 它在輕載情況下具有高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率 。Ether組網(wǎng)非常靈活和簡便 ， 既可使用細 、 粗同軸電纜組成總線型網(wǎng)絡(luò) ， 也可使用 3類無屏蔽雙絞線 (UTP)電纜組成星型網(wǎng)絡(luò) (即 10BASET技術(shù) )， 還可以將同軸電纜的總線型網(wǎng)絡(luò)和 UTP電纜的星型網(wǎng)絡(luò)混合起來連接 。Ether是目前國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的 10 Mb/s網(wǎng)絡(luò) 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 圖 84 IEEE 10 B A S E 2細同軸電纜10 B A S E 5粗同軸電纜10 B A S E TU T P 雙絞線10 B A S E F光纖10 B R O A D 3寬帶同軸電纜80 2. 3 M A C M A C 層物理層第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 1. 傳輸介質(zhì) IEEE (10BASE5)、細同軸電纜 (10BASE2)、 UTP雙絞線 (10BASET)、 光纖(10BASEF)以及寬帶同軸電纜 (10BROAD3)， 它們共同形成了一個物理層標(biāo)準(zhǔn)系列 (參見圖 84)。 粗 、 細同軸電纜是基帶同軸電纜 ， 它們的電氣特性是相同的 ,特性阻抗均為 50 Ω。 寬帶同軸電纜的特性阻抗為 75 Ω。使用同軸電纜可以構(gòu)成總線型網(wǎng)絡(luò) ， 在總線的兩端 ， 要分別與相應(yīng)特性阻抗的終端器相接 ， 以吸收總線上的能量 ， 減少電磁波反射的干擾 。 UTP雙絞線的特性阻抗為 100 Ω， 常用點到點的連接方式 。光纖一般為多模光纖 ， 也采用點到點的鏈路連接方式 。 第 8章 計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 2. CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法 IEEE MAC子層主要定義了數(shù)據(jù)幀的封裝與拆卸 ，以及數(shù)據(jù)幀發(fā)送與接收的 CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法 。 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)即載波監(jiān)聽多路訪問 /沖突檢測方法是一種爭用型的介質(zhì)訪問控制協(xié)議，采用分布式介質(zhì)訪問控制方法，網(wǎng)中各個站 (結(jié)點 )都能獨立地決定數(shù)據(jù)幀的發(fā)送與接收。每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前，首先要進行載波監(jiān)聽，只有介質(zhì)空閑時，才允許發(fā)送幀。這時，如果兩個以上的站點同時監(jiān)聽到介質(zhì)空閑并發(fā)送幀，則會產(chǎn)生沖突現(xiàn)象，這使得發(fā)送的幀都成為無效幀，此時發(fā)送幀即宣告失敗。每個站都必須有能力隨時檢測沖突是否發(fā)生，一旦發(fā)生沖突，則應(yīng)停止發(fā)送，以免介質(zhì)帶寬因傳送無效幀而被白白浪費。隨機延遲一段時間后，再重新爭用