【正文】 的基本概念 協(xié)議： 為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換（通信）而建立的規(guī)則、 標(biāo)準(zhǔn)或約定。 對等實(shí)體： 位于不同系統(tǒng)的同名層次中的兩個實(shí)體。 OSI參考模型的基本概念 N服務(wù)： N層中能被上 N＋ 1層直接使用的功能。 服務(wù)是同一開放系統(tǒng)中相鄰層之間的操作，協(xié)議則是不同開放系統(tǒng)的對等實(shí)體間進(jìn)行虛通信所必須遵守的規(guī)定 OSI參考模型的基本概念 OSI參考模型中，對等層協(xié)議之間交換的信息單元統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元 (PDU,Protocol Data Unit)。 數(shù) 據(jù) OSI參考模型的基本概念 OSI參考模型中每一層都要依靠下一層提供的服務(wù)。到達(dá)目的地后 自下而上 遞交的過程就是不斷 拆封 的過程。 ?物理層目的：實(shí)現(xiàn)兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接的透明二進(jìn)制比特流的傳輸，對鏈路層以上屏蔽傳輸介質(zhì)的特性。 物理層概述 通信設(shè)備 ——DTE與 DCE ?DTE： 數(shù)據(jù)終端設(shè)備，指具有一定數(shù)據(jù)處理能力和具有發(fā)送、接收數(shù)據(jù)能力的設(shè)備，可以是一臺計(jì)算機(jī)，也可以是一個 I/O設(shè)備； ?DCE： 數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備，是介于傳輸介質(zhì)與DTE之間的設(shè)備，提供信號交換和編碼功能，負(fù)責(zé)建立、維護(hù)和釋放物理連接， Modem就是典型的 DCE。 物理接口特性 ?功能特性 ：規(guī)定了 DTE、 DCE間各條接口信號線的功能分配和確切定義，信號線按功能一般分為：數(shù)據(jù)線、控制線、定時線和地線等幾類。 到目前為止 ， 串行通信總線有很多種 ， 如RS232C、 RS42 RS48 SPI總線 、 I2C總線 、SMBus總線 ， 以及現(xiàn)場總線等等 。 DCE的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)由源點(diǎn)到目的點(diǎn)的傳輸 ， 通常是指自動呼叫應(yīng)答設(shè)備 、 調(diào)制解調(diào)器以及其它一些中間裝置的集合 。表 102給出了常用的 9根引腳的信號功能 。 TTL電平規(guī)定低電平 “ 0”在 0~+，高電平 “ 1”在+~+5V之間 ，因此 在 TTL電路與 RS232C總線之間要進(jìn)行電平的轉(zhuǎn)換及正反邏輯的轉(zhuǎn)換，否則將使 TTL電路燒毀。由于需要177。 10V電壓 。 ? 由于采用單端輸入和公共信號地線 ， 容易引進(jìn)干擾 。 4． RS232C的應(yīng)用 ? RS232C總線標(biāo)準(zhǔn)中包含兩個信道 ——主信道和次信道，表 102中僅給出了常用的主信道接口信號。因此，RTS、 DTR、 DSR、 CTS四個信號同時為“ 1”是 TxD發(fā)送數(shù)據(jù)的條件。 （ 2） PC機(jī)與 PC機(jī)之間直接連接 當(dāng)計(jì)算機(jī)和終端之間不使用 MODEM或其他通信設(shè)備(DCE)而直接通過 RS232C接口連接時 ， 一般只需要 5根線(不包括保護(hù)地線以及本地 5之間的連線 )， 但其中多數(shù)應(yīng)采用 反饋與交叉相結(jié)合的連接法 ， 如圖 1018所示 。由于是全雙工通信，這根反饋線意味著任何時候都可以雙向傳送數(shù)據(jù)，用不著再去發(fā) “ 請求發(fā)送 ” (RTS)信號。如計(jì)算機(jī)與打印機(jī)或繪圖儀之間的通信。 ? 上述幾種情形都是 PC機(jī)與 PC機(jī)之間，應(yīng)用 RS232C總線接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行串行通信的。 PC機(jī)串行口給出的已是標(biāo)準(zhǔn)的 RS232C電平，而單片機(jī)則為 TTL電平，采用MAX232芯片就可實(shí)現(xiàn)電平的轉(zhuǎn)換和驅(qū)動 （可參考圖 1016）。 1． RS423A/RS422A ? RS423A/RS422A總線標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)線也是負(fù)邏輯且參考電平為地 ， 與 RS232C規(guī)定為 15~+15V有所不同 ， 這兩個 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為 6~+6V。 MC148 8 MC148 9MC8T1 3 MC348 6MC348 7 MC348 6(a)RS 232C單 端驅(qū)動非差分接收電路(b)RS 423A單 端驅(qū)動差分接收電路(c)RS 422A平 衡驅(qū)動差分接收電路圖10 21 RS 232C/R S423A /RS42 2A接口 電路? 在圖 1021中 ， 圖 (a)為 RS232C所采用的單端發(fā)送 、 單端接收電路 。 RS422A則更進(jìn)一步采用了雙端發(fā)送 、 雙端接收的傳送方式 ， 如圖 (c)所示 ， 這種平衡驅(qū)動和差分接收方法從根本上消除了地線干擾 。 ? RS423A/RS422A的另一個優(yōu)點(diǎn)是允許傳送線上連接多個接收器 。它實(shí)際就是 RS422總線的變型 ，二者不同之處在于： RS422為全雙工，采用兩對差分平衡信號線；而 RS485為半雙工，只需一對平衡差分信號線。 圖 （ a） 為 RS485半雙工連接方式 ， 任一時刻只能有一個站發(fā)送數(shù)據(jù) ， 一個站接收數(shù)據(jù) 。MAX481E/ MAX488E分別是只用 +5V電源的 RS485/RS422的 8引腳收發(fā)器，其結(jié)構(gòu)及引腳如圖 1023所示。 RODEDIABV CCGNDRERD12348765ROYDIABV CCGNDZRD12348765圖 1023 MA X481E /4 88E 結(jié)構(gòu)及引腳圖 (a )MA X481E /483 E/4 85E/ 487E/ 14 87E (b)MAX488E/ 490E? 在控制領(lǐng)域中，以微處理器為核心構(gòu)成的測控儀表的一個重要技術(shù)指標(biāo)就是具有串行通信接口功能，以前主要是采用 RS232C接口，現(xiàn)在無一例外地是 RS485接口。一般地， A與 B之間的正負(fù)（高低）電壓之差在~。 RS485總線網(wǎng)絡(luò)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá) 1200m（速率 100 kb/s）、傳輸速率最高可達(dá)10Mb/s（距離 12 m）。 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層基本功能： ?鏈路管理： 數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放。 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層基本功能： ?尋址 幀中擁有必要的信息部分，保證每一幀都能發(fā)送到正確的目的節(jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)也知道發(fā)送方是哪個節(jié)點(diǎn)。 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層基本功能： ?透明傳輸 透明傳輸是指無論鏈路上傳輸?shù)氖呛畏N比特組合，都能夠正常傳輸。 面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 HDLC HDLC基本概念： ?站點(diǎn)類型 當(dāng)主站希望從從站接收數(shù)據(jù)時，它將詢問從設(shè)備是否有數(shù)據(jù)待發(fā)送并請有數(shù)據(jù)的從站發(fā)送數(shù)據(jù)，這種情況稱為 輪詢； 當(dāng)主站希望發(fā)送數(shù)據(jù)或命令時，它要告知從站準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)并發(fā)送數(shù)據(jù)或命令，這種情況稱為 選擇。 非平衡配置支持正常響應(yīng)模式和異步響應(yīng)模式。 異步平衡模式： 每個復(fù)合站可以 平等地發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸 ，而不需要對方復(fù)合站的允許。 面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 HDLC HDLC幀結(jié)構(gòu) ?A地址字段 非平衡結(jié)構(gòu) ：地址字段寫入從站地址； 平衡結(jié)構(gòu) ：地址字段寫入目的站地址； 廣播地址 ：地址字段全為 1； 長度 ：一般為 1字節(jié)，也可多字節(jié)。 用來表示幀類型、幀編號以及命令和控制信息，也用來進(jìn)行流量控制。長度一般不超過 256。在雙向數(shù)據(jù)交換中， N(S)指定了本幀的序號 ，表示當(dāng)前發(fā)送數(shù)據(jù)幀的順序號；N(R)是期望接收幀的順序號 ，表明前面的（ N(R) 1）幀以前的各幀都已收到，所以 N(R) 起到了確認(rèn)的作用。 面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 HDLC HDLC幀類型 ?監(jiān)控幀 不帶數(shù)據(jù)信息。接收未準(zhǔn)備好 S=01 REJ幀。 面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 HDLC HDLC幀類型 ?無編號幀 本身不帶編號， P/F前的 2位和 P/F后的 3位共 5位用來表示不同的無編號幀。 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層的目的 使報(bào)文分組以最佳路徑通過通信子網(wǎng)到達(dá)目的主機(jī)，網(wǎng)絡(luò)用戶不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及所使用的通信介質(zhì)，通過網(wǎng)絡(luò)層的控制作用，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間 的數(shù)據(jù)交換。 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層的基本功能： ?流量控制 對進(jìn)入分組交換網(wǎng)的通信量加以控制，使通信子網(wǎng) 穩(wěn)定運(yùn)行 ，盡量防止通信量過大造成通信子網(wǎng)性能下降。 ?無連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 兩個實(shí)體之間的通信不需要事先建立好一個連接。 路由選擇算法 理想路由選擇算法的特點(diǎn) ?算法正確 ?算法簡單 ?算法適應(yīng)通信與拓?fù)涞淖兓?，路由選擇算法的適應(yīng)性或穩(wěn)健性 ?算法應(yīng)有穩(wěn)定性 ?算法對用戶應(yīng)是公平的 ?對某一性能指標(biāo)是最佳的，鏈路長度、鏈路容量、傳輸速率、傳輸時延等 路由選擇算法 靜態(tài)策略 —— 是一種不測量、不利用網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息僅按某種固定規(guī)律進(jìn)行決策的簡單路由選擇算法。 路由選擇算法 靜態(tài)策略 ?擴(kuò)散算法 又叫洪泛法。 改進(jìn) ：限制分組到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)所經(jīng)歷的最大站數(shù)；轉(zhuǎn)發(fā)時只選擇靠近目的節(jié)點(diǎn)的那些輸出鏈路輸出。 ?反向感知法 利用接收分組所帶的信息來反向推算從本節(jié)點(diǎn)發(fā)往這些節(jié)點(diǎn)時可能具有的傳輸時延，根據(jù)推算的結(jié)果修改當(dāng)前的路由選擇表。 ?集中式路選法 在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)立一個節(jié)點(diǎn)專門收集各節(jié)點(diǎn)定期發(fā)送來的信息，動態(tài)計(jì)算路由選擇表，再發(fā)往網(wǎng)中的各個節(jié)點(diǎn)。 傳輸層 ?傳輸層的目的 是通過補(bǔ)充和完善下層網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)質(zhì)量的差異和不足，向上一層提供統(tǒng)一服務(wù)質(zhì)量（ QoS）的、透明的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；為 主機(jī)進(jìn)程之間 提供可靠的端－端通信 。 傳輸層協(xié)議的復(fù)雜程度與網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)有關(guān)，服務(wù)內(nèi)容取決于網(wǎng)絡(luò)層所提供的服務(wù)質(zhì)量。 （ 2） TP1（基本差錯恢復(fù)類） ：提供基本差錯恢復(fù)，當(dāng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)斷開或連接失敗時能夠建立另一條網(wǎng)絡(luò)連接。 （ 4） TP3（差錯控制復(fù)用類） ：既有差錯控制功能，又有多路復(fù)用功能，相當(dāng)于 TP1與 TP2的綜合。 會話層 ?目的 當(dāng) 兩個應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行相互通信時 ，希望有 第三方組織它們的會話 ，為它們之間的交互過程創(chuàng)建一個十分協(xié)調(diào)的環(huán)境。 （ 3）活動管理 ：是對話同步概念的一個擴(kuò)展，為會話提供了可以將整個對話分解成若干離散活動的方法。 表示層中描述的抽象語法（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）與傳輸語法之間的映射關(guān)系稱為 表示上下文 。 ?應(yīng)用層不包括應(yīng)用系統(tǒng) ，是直接為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)的一個 OSI功能層；但有時在一些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，將應(yīng)用層與應(yīng)用系統(tǒng)融合在一起，這時的應(yīng)用層協(xié)議就是具體的應(yīng)用程序。 網(wǎng)絡(luò)互連的優(yōu)點(diǎn)： 1) 擴(kuò)大資源共享的范圍； 2) 提高網(wǎng)絡(luò)的性能； 3) 降低成本； 4) 提高安全性； 5) 提高可靠性； 網(wǎng)絡(luò)互連部件 —互連的核心 原理： 執(zhí)行不同協(xié)議的實(shí)體之間無法通信，因此互連部件應(yīng)當(dāng)： 1）內(nèi)部執(zhí)行各子網(wǎng)的協(xié)議，成為子網(wǎng)的一部分， 2）實(shí)現(xiàn)不同子網(wǎng)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，保證執(zhí)行兩種不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間可以進(jìn)行互連通信。 (2) 幀限制 . 網(wǎng)橋不對幀進(jìn)行分段，只進(jìn)行必要的幀格式轉(zhuǎn)換；超長幀被丟棄；子網(wǎng)相對獨(dú)立，控制幀不能穿越網(wǎng)橋。 (4) 緩沖能力。 網(wǎng)絡(luò)互連部件（ 3） 路由器 目的：互連兩個或多個獨(dú)立的同構(gòu)或異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)， 如 局域網(wǎng) /廣域網(wǎng) 、局域網(wǎng) /局域網(wǎng)的互連； 過程：分組的封裝和轉(zhuǎn)發(fā)，屏蔽 3層以下的差異， OSI網(wǎng)絡(luò)層的主要功能：路由選擇 —路由器； 路由器 子網(wǎng) 1 子網(wǎng) 2 OSI高層 N1 DL1 Ph1 DL1 Ph1 DL2 Ph2 OSI高層 N2 DL2 Ph2 N1 N2 路由器 局域網(wǎng) — 廣域網(wǎng) — 局域網(wǎng)互連 分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng) 或幀中繼網(wǎng)絡(luò)等 10M交換器 10M交換器 10M交換器 路由器 路由器 局域網(wǎng) 局域網(wǎng) 路由器的主要功能 1 尋址 ：全網(wǎng)地址格式統(tǒng)一，如 IP地址； 2 路由選擇 ：了解互連的子網(wǎng)工作狀態(tài)，旁路故障和防止擁塞； 3 分組分段 ：根據(jù)子網(wǎng)的分組長度要求，進(jìn)行分組的分段和合段； 4 格式封裝 ：構(gòu)建適合子網(wǎng)傳輸和處理的分組； 5 存儲 —轉(zhuǎn)發(fā) ：分組校驗(yàn)（丟棄出錯的分組）、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)； 路由器功能主要由軟件完成，效率較低，高性能的路由器具有高的價