【正文】 單個(gè)站點(diǎn)或鏈路的故障影響較小，可靠性高 . ? 缺點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高 119 常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)例 ? 星型拓?fù)洌航粨Q機(jī)網(wǎng)絡(luò) ? 總線拓?fù)洌和S電纜架構(gòu)的以太網(wǎng) ? 環(huán)型拓?fù)洌毫钆骗h(huán)網(wǎng)， FDDI網(wǎng) ? 樹型拓?fù)洌簩哟渭壘W(wǎng)絡(luò)，如層次型星網(wǎng) ? 網(wǎng)型拓?fù)洌簭V域網(wǎng) 120 本章小結(jié) 本章內(nèi)容覆蓋了數(shù)據(jù)通信的方方面面！ ? 信道 （數(shù)字 /模擬信號，數(shù)字模擬信道，調(diào)制 /編碼，信道帶寬，最大傳輸能力，數(shù)字通信基本過程） ? 傳輸媒體 （有線 /無線，雙絞線 /光纖） ? 編碼與調(diào)制 （數(shù)字編碼，幅度 /頻率 /相位調(diào)制，脈碼調(diào)制 PCM） ? 多路復(fù)用 （ FDM, TDM, WDM, CDM） ? 數(shù)據(jù)交換技術(shù) （ 電路交換 ，報(bào)文交換， 分組交換 ） ? 差錯(cuò)控制 （差錯(cuò)檢測，差錯(cuò)控制） ? 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 。 118 網(wǎng)型 (Mesh)拓?fù)涞闹饕攸c(diǎn) ? 由站點(diǎn)和連接站點(diǎn)的點(diǎn) 點(diǎn)鏈路組成，每個(gè)站點(diǎn)都有一條或幾條鏈路同其他站點(diǎn)相連。 117 樹型 (Tree)拓?fù)涞闹饕攸c(diǎn) ? 樹型拓?fù)涫菑目偩€拓?fù)溲葑兌鴣?，也可以看成是星型拓?fù)涞臄U(kuò)展；結(jié)點(diǎn)按層次進(jìn)行連接，信息交換主要在上、下結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，同層結(jié)點(diǎn)之間一般不進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或數(shù)據(jù)交換量??；樹型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)適用于匯集信息的應(yīng)用要求。 ? 優(yōu)點(diǎn) ：總線結(jié)構(gòu)所需要的電纜數(shù)量少，布線容易； 總線結(jié)構(gòu)簡單，又是無源工作，有較高的可靠性； 易于擴(kuò)充，增加或減少用戶比較方便。 115 總線拓?fù)? 116 總線型 (Bus)拓?fù)涞闹饕攸c(diǎn) ? 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用一條信道作為傳輸媒體，所有站 點(diǎn)都通過相應(yīng)的硬件接口直接連到這一公共傳輸媒體上， 該公共傳輸媒體即稱為總線。 ? 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，傳輸時(shí)延確定； 所需電纜長度短； 增加或減少工作站時(shí)，僅需簡單的連接操作； 同一環(huán)上的不同鏈路段可以使用不同的傳輸介質(zhì)； 可使用光纖。中心結(jié)點(diǎn)控制全網(wǎng)的通信，任何兩結(jié)點(diǎn)之間的通信都要通過中心結(jié)點(diǎn)。 ? 將余數(shù) R 作為冗余碼添加在信息 M 的后面發(fā)送出去，即發(fā)送的數(shù)據(jù)是 101000110101110，或 2rM + R。 用 16比特生成多項(xiàng)式 CRC16或 CRCCCITT時(shí) ， 可檢測出： ■ 所有的單個(gè)錯(cuò) ■ 所有的兩個(gè)錯(cuò) ■ 所有的奇數(shù)個(gè)錯(cuò) ■ 所有突發(fā)長度 ≤ 16 的突發(fā)錯(cuò) ■ 17 比特突發(fā)錯(cuò)的 % ■ 18 比特或更長突發(fā)錯(cuò)的 % 104 例 1 ? 設(shè)信息代碼 M = 1010001101， r = 5,G = 110101。 (3) 循環(huán)冗余碼 (Cyclic Redundancy Check， CRC) 97 ? 問題 ： 發(fā)送方用位串及 G(x)進(jìn)行何種運(yùn)算得到的 校驗(yàn)和，可使帶校驗(yàn)和的幀的多項(xiàng)式能被 G(x) 整除 ？ ? 模 2運(yùn)算特點(diǎn)： 模 2除 : 被除數(shù)高位為 1即可相除 , 商為 1 模 2加、模 2減：等于按位加 (異或 )運(yùn)算 (模 2加、模 2減、模 2除可用異或等硬件電路實(shí)現(xiàn) ） 循環(huán)冗余碼 （ 續(xù)） 98 循環(huán)冗余碼 (續(xù)） ? CRC 校驗(yàn)和計(jì)算法 ? 若生成多項(xiàng)式 G(x) 為 r 階 (即 r＋ 1位位串 )，原幀為 m 位， 其多項(xiàng)式為 M(x)，則在原幀后面添加 r 個(gè) 0， 幀成為 m+r 位，相應(yīng)多項(xiàng)式成為 xr M(x) ? 按模 2除法用 G(x)對應(yīng)的位串去除對應(yīng)于 xr M(x) 的位串 , 得余數(shù) R(x) ?按模 2減法 (即模 2加 )從對應(yīng)于 xr M(x) 的位串中減去(加上 )余數(shù) R(x),結(jié)果即傳送的帶校驗(yàn)和的幀多項(xiàng)式T(x) T(x) = xr M(x) + R(x) 99 ? 用 CRC 運(yùn)算能進(jìn)行校驗(yàn)的簡單證明： [證 ] 設(shè) xr M(x) 除以 G(x) 的商和余數(shù)分別為 Q(x) 和 R(x), 則有 : xr M(x) = G(x) Q(x) + R(x) 即 : xr M(x) R(x) G(x) G(x) 接收方收到帶 CRC校驗(yàn)和的幀多項(xiàng)式 T(x) = xr M(x) + R(x), T(x) xr M(x)+ R(x) xr M(x) R(x) R(x) R(x) G(x) G(x) G(x) G(x) G(x) G(x) 由于模 2加減相當(dāng)于異或運(yùn)算 ,于是接收方模 2除后商 Q(x),余數(shù) 0. ─── = Q(x) + ─── ── = ────── = ─── + ── = Q(x)+ ── + ── = Q(x) 循環(huán)冗余碼 (續(xù)） 100 發(fā)送方生成 CRC 校驗(yàn)碼 101 接收方進(jìn)行 CRC 校驗(yàn) 102 CRC8 : x8+x2+x+1 CRC10 : x10+x9+x5+x4+x2+1 CRC12 ： x12+x11+x3+x2 +x+1 CRC16 ： x16+x15+x2+1 CRCCCITT ： x16+x12+x5+1 CRC32 ： x32+x26+x23+x22+x16+x12+ x11+ +x10+x8+x7+ x5+ x4+ x2+x+1 一些生成多項(xiàng)式 G(X) 的國際標(biāo)準(zhǔn) R=16， IBM專用 R=16， CCITT專用 r=32, LAN中常用 103 CRC 碼的檢錯(cuò)率 檢錯(cuò)率 ： 可檢測出幾乎所有錯(cuò)誤 ， 若出現(xiàn)差錯(cuò)的碼多項(xiàng)式仍能被 G(X) 整除時(shí) ， 錯(cuò)誤就檢測不出來 ， 但發(fā)生這種情況的概率是非常小的 。 如 位串 1 0 1 0 0 1 1 1 即對應(yīng)于 多項(xiàng)式： x7 + x5 + x2 + x + 1 = 1*x7 + 0*x6 + 1*x5 + 0*x4 + 0*x3 + 1*x2 + 1*x + 1* x0 收發(fā)雙方約定一個(gè)生成多項(xiàng)式 G(x)（其最高階和最低 階系數(shù)必須為 1），發(fā)送方用位串及 G(x)進(jìn)行某種運(yùn)算得 到校驗(yàn)和，并在幀的末尾加上校驗(yàn)和，使帶校驗(yàn)和的幀 的多項(xiàng)式能被 G(x) 整除 。除非一個(gè) 16位字中的 0變成 1，而另 ? 一個(gè) 16位字中的相同位置由 1變成 0。 ? 接收：當(dāng)接收者收到該數(shù)據(jù)塊后，同樣以 16位字為 單位對各數(shù)據(jù)及校驗(yàn)和進(jìn)行累加，若最后結(jié)果 為全 1，則正確，否則出錯(cuò)。 89 奇偶校驗(yàn) Single Bit Parity: Detect single bit errors Two Dimensional Bit Parity: Detect and correct single bit errors 1 90 水平奇偶校驗(yàn)碼 91 ? 設(shè)一個(gè)字符對應(yīng)的 ASCII碼為C7C6C5C4C3C2C1，校驗(yàn)位為 C8在下面的例子中，假定采用偶校驗(yàn)。在接收端按同樣的規(guī)則檢查，如發(fā)現(xiàn)不符，就說明傳輸有誤。 ? 傳輸效率低。 噪聲種類 差錯(cuò)類型 解決辦法 白噪聲（信道固有） 隨機(jī)差錯(cuò) 提高信道的信噪比 沖擊噪聲（外界） 突發(fā)差錯(cuò) － 差錯(cuò)類型及解決辦法 84 錯(cuò)誤處理方法 差錯(cuò)控制技術(shù) 編碼規(guī)則 現(xiàn)存方法 檢錯(cuò)法（通知發(fā)送者重發(fā)該信息） 反饋重發(fā)技術(shù) （檢錯(cuò)編碼） 檢錯(cuò)碼 奇偶校驗(yàn) 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 糾錯(cuò)法（接收方糾正錯(cuò)誤而無須重發(fā)） 前向糾錯(cuò)技術(shù) （糾錯(cuò)編碼） 糾錯(cuò)碼 海明碼 卷積碼 BCH碼 傳輸錯(cuò)誤處理方法 85 ? 差錯(cuò)控制的 基本方法：接收方進(jìn)行差錯(cuò)檢測，并向發(fā)送方應(yīng)答，告知是否正確接收。 83 ? 差錯(cuò)控制技術(shù)－－差錯(cuò)控制編碼 ? 發(fā)送端：在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先按照某種規(guī)則在數(shù)據(jù)位之外附加上一定的冗余位后再發(fā)送，稱為 差錯(cuò)控制編碼過程 。 ? 分組交換有兩種交換方式： ? 數(shù)據(jù)報(bào)方式和虛電路方式 77 ? 數(shù)據(jù)報(bào)方式（ Datagram） ? 各分組 獨(dú)立地確定路由 （傳輸路徑） ? 不能保證分組按序到達(dá) ，所以目的站點(diǎn)需要按分組編號重新排序 和組裝 數(shù)據(jù)報(bào)方式不能保證分組按序到達(dá) 分組可能通過多個(gè)路徑穿越網(wǎng)絡(luò) 78 ? 虛電路方式（ Virtual Circuit） ? 通信前預(yù)先建立一條邏輯連接 ——虛電路 ? 虛電路是由其路徑上的所有交換機(jī)中的路由表定義的 ? 類比：鐵路系統(tǒng)（旅客 /列車 :分組，鐵路網(wǎng) :網(wǎng)絡(luò)，火車站 :節(jié)點(diǎn)） ? “ 鄭州－北京 ” 這條線路可以看成是一條虛路徑 ? 也需要三個(gè)過程： 建立－數(shù)據(jù)傳輸－拆除 ? 建立虛電路時(shí)，交換機(jī)將預(yù)留傳輸時(shí)所需的所有資源 ? 虛電路的路由在建立時(shí)確定，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)則不再需要 ? 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)只需指定虛電路號，分組即可按虛電路的路由穿越網(wǎng)絡(luò) ——“數(shù)字管道 ” ? 提供的是 “ 面向連接 ” 的服務(wù) ? 但卻沒有像電路交換那樣始終占用一條端到端的物理通道，只是斷續(xù)地依次占用傳輸路徑上各個(gè)鏈路段 ——與鐵路系統(tǒng)類比！ ? 可以看成是采用了