【文章內(nèi)容簡介】 到。 ITUT 采納了 RS232C，并作了較小改動， 制定了V系列（ 和 ）接口標(biāo)準(zhǔn)。高速數(shù)據(jù)傳輸接口有 。 不同的通信系統(tǒng)有不同的性能指標(biāo)，就數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)而言，其性能指標(biāo)主要有傳輸速率、頻帶利用率、差錯率等。 信息傳輸速率（ Rb） 信息傳輸速率簡稱傳信率，又稱信息速率、比特率，它表示單位時間（每秒）內(nèi)傳輸實(shí)際信息的比特數(shù)，單位為比特／秒，記為 bit/s、 b/s、 bps。比特在信息論中作為信息量的度量單位。一般在數(shù)據(jù)通信中，如使用 “1” 和 “0” 的概率是相同的，則每個 “1” 和 “0” 就是一個比特的信息量。 如果一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，每秒內(nèi)傳輸 9600bit，則它的傳信率為 Rb＝9600bit/s。 碼元傳輸速率（ RB） 碼元傳輸速率簡稱傳碼率，又稱符號速率、碼元速率、波特率、調(diào)制速率。它表示單位時間內(nèi)（每秒）信道上實(shí)際傳輸碼元的個數(shù)，單位是波特（ Baud），常用符號 “B’ 來表示。 值得注意的是碼元速率僅僅表征單位時間內(nèi)傳送的碼元數(shù)目而沒有限定這時的碼元應(yīng)是何種進(jìn)制的碼元。但對于傳信率，則必須折合為相應(yīng)的二進(jìn)制碼元來計(jì)算。例如，某系統(tǒng)每秒傳送 9600個碼元，則該系統(tǒng)的傳碼率為 9600B，如果系統(tǒng)是二進(jìn)制的 ，它的傳信率 9600b/s；如果系統(tǒng)是四進(jìn)制的，它的傳信率是 ；如果系統(tǒng)是八進(jìn)制的，它的傳信率是。由此可見，傳信率與傳碼率之間的關(guān)系為： Rb = RBlog2N 式中， N為碼元的進(jìn)制數(shù)。 頻帶利用率 在比較不同的通信系統(tǒng)的效率時，只看它們的傳輸速率是不夠的，還要看傳輸這樣的信息所占用的頻帶。通信系統(tǒng)占用的頻帶愈寬，傳輸信息的能力應(yīng)該愈大。在通常情況下 ,可以認(rèn)為二者成比例。所以真正用來衡量數(shù)據(jù)通信 系統(tǒng)信息傳輸效率的指標(biāo)應(yīng)該是單位頻帶內(nèi)的 中興通訊南京研究所用服部 ATM 科 第 9 頁 共 38頁 傳輸速率 占用頻帶 錯誤接收的碼元數(shù) 所傳輸?shù)?總碼元數(shù) 傳輸速率，記為η： η = 單位：比特／秒赫（ b／ s Hz）、波特／赫（ B／ Hz）。 例如某數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其傳信率為 9600bit/s，占用頻帶為 6kHz，則其頻帶利用率為η＝ (s Hz)。 差錯率 由于數(shù)據(jù)信息都由離散的二進(jìn)制數(shù)字序列來表示，因此在傳輸過程中，不論它經(jīng)歷了何種變換，產(chǎn)生了什么 樣的失真，只要在到達(dá)接收端時能正確地恢復(fù)出原始發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字序列，就是達(dá)到了傳輸?shù)哪康?。所以衡量?shù)據(jù)通信系統(tǒng)可靠性的主要指標(biāo)是差錯率。表示差錯率的方法常用以下三種：誤碼率、誤字率、誤組率。我們通常用誤碼率。 誤碼率又稱碼元差錯率，是指在傳輸?shù)拇a元總數(shù)中錯誤接收的碼元數(shù)所占的比例，用字母Pe來表示，即 Pe = 誤碼率指某一段時間的平均誤碼率，對于同一條數(shù)據(jù)電路由于測量的時間長短不同，誤碼率就不一樣 。在日常維護(hù)中， ITUT規(guī)定測試時間。數(shù)據(jù)傳輸誤碼率一般都低于 1010。 中興通訊南京研究所用服部 ATM 科 第 10 頁 共 38頁 第二章 OSI 參考模型 從通信的硬件設(shè)備來看，有了終端、信道和交換設(shè)備就能接通兩個用戶了，但是要順利地進(jìn)行信息交換，或者說通信網(wǎng)要正常運(yùn)轉(zhuǎn)那是不夠的。尤其是自動化程度越高，人的參與越少，就更顯得如此。為了保證通信要正常進(jìn)行，必須事先作一些規(guī)定，而且通信雙方要正確執(zhí)行這些規(guī)定。例如，電話網(wǎng)中有規(guī)定的信令方式，數(shù)據(jù)通信中要有傳輸控制規(guī)程等。我們把這種通信雙方必須遵守的規(guī)則和 約定稱為協(xié)議或規(guī)程。 協(xié)議的要素包括語法、語義和定時。語法規(guī)定通信雙方“如何講”。即確定數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)碼型、信號電平等；語義規(guī)定通信雙方“講什么”，即確定協(xié)議元素的類型，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(yīng)答等；定時關(guān)系則規(guī)定事件執(zhí)行的順序，即確定鏈路通信過程中通信狀態(tài)的變化，如規(guī)定正確的應(yīng)答關(guān)系等。 可見協(xié)議能協(xié)調(diào)網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，使之達(dá)到互通、互控和互換的目的。那么如何來制定協(xié)議呢？由于協(xié)議十分復(fù)雜，涉及面很廣，因此在制定協(xié)議時經(jīng)常采用的方法是分層法。分層法最核心的思路是上一層的功 能是建立在下一層的功能基礎(chǔ)上，并且在每一層內(nèi)均要遵守一定的規(guī)則。 層次和協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有足夠的信息，以允許軟件設(shè)計(jì)人員給每層編寫實(shí)現(xiàn)該層協(xié)議的有關(guān)程序，即通信軟件。許多計(jì)算機(jī)制造商都開發(fā)了自己的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，例如 IBM公司從 60年代后期開始開發(fā)了它的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（ SNA），并于 1974年宣布了 SNA及其產(chǎn)品；數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）也發(fā)展了自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（ DNA）。各種通信體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展增強(qiáng)了系統(tǒng)成員之間的通信能力，但是同時也產(chǎn)生了不同廠家之間的通信障礙，因此迫切需要制定 全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。負(fù)責(zé)制定國際標(biāo)準(zhǔn)的 ISO 中興通訊南京研究所用服部 ATM 科 第 11 頁 共 38頁 吸取了 IBM 的 SNA 和其它計(jì)算機(jī)廠商的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，提出了開放系統(tǒng)互連（ Open System Interconnection）參考模型（簡稱 OSIRM），按照這個標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和建成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都可以互相連接。 參考模型及各層功能 參考模型 OSI參考模型如圖 21所示。它采用分層結(jié)構(gòu)化技術(shù)，將整個網(wǎng)絡(luò)的通信功能分為 7層。由低層至高層分別是：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層。每一層都有特定的功能，并 且上一層利用下一層的功能所提供的服務(wù)， 在 OSI參考模型中，各層的數(shù)據(jù)并不是從一端的第 N層直接送到另一端的，第 N層的數(shù)據(jù)在垂直的層次中自上而下地逐層傳遞直至物理層，在物理層的兩個端點(diǎn)進(jìn)行物理通信，我們把這種通信稱為實(shí)通信。而對等層由于通信并不是直接進(jìn)行，因而稱為虛擬通信。 應(yīng)用層 應(yīng)用層 表示層 表示層 會話層 會話層 運(yùn)輸層 通信子網(wǎng) 運(yùn)輸層 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 物理層 物理層 物 理 媒 質(zhì) 圖 2 1 O S I 參考模型 應(yīng)該指出， OSIRM 只是提供了一個抽象的體系結(jié)構(gòu)，從而根據(jù)它研究各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，并在這些標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)系統(tǒng)。開放系統(tǒng)的外部特性必須符合 OSI 參考模型，而各個系統(tǒng)的內(nèi)部功能是 不受限制的。 各層功能 （ PH） 物理層主要討論在通信線路上比特流的傳輸問題。這一層協(xié)議描述傳輸媒質(zhì)的電氣、機(jī)械、功能和過程的特性。其典型的設(shè)計(jì)問題有：信號的發(fā)送電平、碼元寬度、線路碼型、物理連接器插腳的數(shù)量、插腳的功能、物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、物理連接的建立和終止、傳輸方式等。 中興通訊南京研究所用服部 ATM 科 第 12 頁 共 38頁 （ DL） 數(shù)據(jù)路層主要討論在數(shù)據(jù)鏈路上幀流的傳輸問題。這一層協(xié)議的內(nèi)容包括：幀的格式，幀的類型，比特填充技術(shù)，數(shù)據(jù)鏈路的建立和終止信息流量控制，差錯控制，向物理層報告一個不可恢復(fù)的錯 誤等。這一層協(xié)議的目的是保障在相鄰的站與節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間正確地、有次序、有節(jié)奏地傳輸數(shù)據(jù)幀。常見的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議有兩類：一是面向字符的傳輸控制規(guī)程，如基本型傳輸控制規(guī)程（ BSC）；另一類是面向比特的傳輸控制規(guī)程，如高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程（ HDLC）。主要是后一類。 （ N） 網(wǎng)絡(luò)層主要處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。這一層協(xié)議的功能是：路由選擇、數(shù)據(jù)交換，網(wǎng)絡(luò)連接的建立和終止一個給定的數(shù)據(jù)鏈路上網(wǎng)絡(luò)連接的復(fù)用，根據(jù)從數(shù)據(jù)鏈路層來的錯誤報告而進(jìn)行的錯誤檢測和恢復(fù)，分組的排序，信息流的控制等。網(wǎng)絡(luò)層的 典型例子是 ITUT的 X. 25建議的第三層標(biāo)準(zhǔn)。 （ T） 運(yùn)輸層是第一個端到端的層次，也就是計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)的層次。 OSI 的前三層可組成公共網(wǎng)絡(luò)，它可被很多設(shè)備共享，并且計(jì)算機(jī) 節(jié)點(diǎn)機(jī)、節(jié)點(diǎn)機(jī) 節(jié)點(diǎn)機(jī)是按照“接力”方式傳送的，為了防止傳送途中報文的丟失，兩個計(jì)算機(jī)之間可實(shí)現(xiàn)端到端控制。這一層的功能是：把運(yùn)輸層的地址變換為網(wǎng)絡(luò)層的地址，運(yùn)輸連接的建立和終止，在網(wǎng)絡(luò)連接上對運(yùn)輸連接進(jìn)行多路復(fù)用，端 端的次序控制，信息流控制，錯誤的檢測和恢復(fù)等。 上面介紹的四層功能可以用郵政通信來類比。運(yùn)輸層 相當(dāng)于用戶部門的收發(fā)室，它們負(fù)責(zé)本單位各辦公室信件的登記和收發(fā)工作，然后交郵局投送，而網(wǎng)絡(luò)層以下各層的功能相當(dāng)于郵局，盡管郵局之間有一套規(guī)章制度來確保信件正確、安全地投送，但難免在個別情況下會出錯，所以收發(fā)用戶之間可經(jīng)常核對流水號，如發(fā)現(xiàn)信件丟失就向郵局查詢。 會話層是指用戶與用戶的連接，它通過在兩臺計(jì)算機(jī)間建立、管理和終止通信來完成對話。會話層的主要功能：在建立會活時核實(shí)雙方身份是否有權(quán)參加會活；確定何方支付通信費(fèi)用；雙方在各種選擇功能方面（如全雙工還是半雙工通信）取得一致；在會話建 立以后，需要對進(jìn)程間的對話進(jìn)行管理與控制，例如對話過程中某個環(huán)節(jié)出了故障，會話層在可能條件下必須存這個對話的數(shù)據(jù)，使不丟失數(shù)據(jù)，如不能保留，那么終止這個對話，并重新開始。 表示層主要處理應(yīng)用實(shí)體間交換數(shù)據(jù)的語法，其目的是解決格式和數(shù)據(jù)表示的差別，從而為應(yīng)用層提供一個一致的數(shù)據(jù)格式，如文本壓縮、數(shù)據(jù)加密、字符編碼的轉(zhuǎn)換，從而使字 中興通訊南京研究所用服部 ATM 科 第 13 頁 共 38頁 符、格式等有差異的設(shè)備之間相互通信。 應(yīng)用層與提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相關(guān)，這些服務(wù)包括文件傳送、打印服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、電子郵件等。應(yīng)用層提供了一個應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)通信的接口， 從七層的功能可見， 1～ 3 主要是完成數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)傳輸，稱之為網(wǎng)絡(luò)低層，即通信子網(wǎng)； 5～ 7 層主要是完成信息處理服務(wù)的功能，稱之為網(wǎng)絡(luò)高層；低層與高層之間由第 4 層銜接。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)只有物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，我們主要研究這三層。 OSI 有關(guān)術(shù)語 OSI參考模型中的每一層真正功能是為其上一層提供服務(wù)。例如， N層的實(shí)體為（ N＋ l）層的實(shí)體提供服務(wù)， N 層的服務(wù)則需使用（ N1）層及其更低層提供的功能服務(wù)，這其間有些術(shù)語要說明清楚。 數(shù)據(jù)單元 在層的實(shí)體之間傳送的比特組稱為數(shù)據(jù)單元 。在對等層之間傳送數(shù)據(jù)單元是按照本層協(xié)議進(jìn)行的，因此這時的數(shù)據(jù)單元稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元。圖 22示出了層間數(shù)據(jù)單元的傳送過程。圖中 PDU是協(xié)議數(shù)據(jù)單元， SDU是服務(wù)數(shù)據(jù)單元， PCI是協(xié)議控制信息。（ N＋ l） PDU在越過 N＋ 1 和 N 層的邊界之后，變換為 NSDU[N層把 (N＋ l)PDU看成為 NSDU]。 N 層在 NSDU 上加上 NPCI，則成為 NPDU。在 NPDU和 (N＋ l)PDU之間并非是一一對應(yīng)的關(guān)系。如果 N層認(rèn)為有必要，可以把 (N＋ l)PDU 拆成幾個單位，加上 PCI 后成為多個 NPDU，或者可以把多 個 (N＋ 1)PDU連接起來，形成一個 NPDU。 中興通訊南京研究所用服部 ATM 科 第 14 頁 共 38頁 ( N+1 ) PDU N SDU N PCI N SDU N PDU 接口 N+1 層 N 層 P D U 協(xié)議數(shù)據(jù)單元 S D U 服務(wù)數(shù)據(jù)單元 P C I 協(xié)議控制信息 S A P 服務(wù)訪問點(diǎn) 圖 2 2 層間數(shù)據(jù)單元的傳送 到達(dá)目的站的 NPDU，在送往（ N＋ l）層之前要把 NPCI去掉。在層間通信中 PCI相當(dāng)于報頭。在源點(diǎn)逐層增加新的 PCI，到達(dá)目的地之后則逐層去掉，使得信息原來的結(jié)構(gòu)得以恢復(fù)。值得指出的是， PDU在不同層往往有不同的叫法，如在物理層稱為位流或比特流，數(shù)據(jù)鏈路層稱為幀，網(wǎng)絡(luò)層中稱為分組或包，傳輸層中稱為數(shù)據(jù)段或報文段，應(yīng)用層中稱為報文等。 服務(wù)訪問點(diǎn) 相鄰層間的服務(wù)是通過其接口面上的服務(wù)訪問點(diǎn) SAP（ Ser