华中科技大学计算机网络复习课件资料

n+1层协议
接口
服务 服务访问点
n层协议
调用
OSI/RM参考模型
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
网络层协议 链路层协议 物理层协议
网络层 数据链路层
物理层
应用层协议
表示层协议
会话层协议
运输层协议
网络层协议 链路层协议 物理层协议
网络层 数据链路层
物理层
网络层协议 链路层协议 物理层协议
Application Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer
第二章 物理层
物理层的四个重要特性 机械特性、电气特性、功能特性、规程特性
奈奎斯特定律和香农公式 数据通信中的若干基本概念
模拟传输、数字传输、模拟信道、数字信道等
n个输入
1条线路，n个通道
n个输出
常用的方案有： 频分多路复用 (FDM); 时分多路复用 (TDM) 波分多路复用 (WDM); 码分多路复用（CDM）
数字载波标准
T1标准线路的带宽计算： 以Bell系统的T1载体为例，Bell系统将24个音频通道一起多路 传输。 按Nyquist定理，频带宽为4KHz的音频通道，只要每秒采样 8000次(即125us采一次)就能捕捉其全部信息。 每次采样经量化编码产生一个7bit的数据，24条音频通道的 一次采样数据放进一个帧中，帧的长度为193bit，每条逻辑 通道占8bit(7bit数据，1bit控制信号)，第193bit用于帧同步。 T1载体每秒传送8000个这样的帧，故要求物理通道的信道容 量大于193*8000bit/s=1.544Mbit/s
的特点
报 文
报 文 t ABCD 报文 报文 报文
存储 存储 转发 转发
分组交换
ABCD 分组 分组 分组
存储 存储 转发 转发
定义
一组控制数据通信的规则。计算机网络中互相通信 的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合。
网络协议的基本要素
语法、语义、同步
网络体系结构
分层思路 定义
local ISP
工作模式
客户-服务器模式：
即Client/Server方式 （C/S、
B/S）
对等模式：
wenku.baidu.com
即 Peer-to-Peer方式 （P2P）
网络服务 面向连接的服务 面向无连接的服务
company network
workstation mobile
regional ISP
网络核心系统
数字
1010
数字编码
宽带调制技术(数字→模拟信号)
基带信号 0 1 0 0 1 1 1 0 0 调幅 调频 调相
脉冲编码调制PCM
PCM编码过程举例
语音信号
3.2
3.9 2.8
3.4
4.2
PCM采样信号
1.2
PCM 信号
3
4
3
3
4
（有量化误差）
1
011 100 011 011 001 100
PCM 输出 011 100 011 011 001 100
第一章 概述
计算机网络中的数据交换方式 电路交换、存储转发交换(报文交换、分组交换)
计算机网络协议
定义、三要素、分层思路
OSI/RM参考模型的层次划分及各层的功能 TCP/IP 参考模型的层次划分及各层的功能
网络边缘系统
网络端设备： PC、工作站、移动设备、 智能电子产品等
router server
数字信号编码技术(数字→数字信号)
为什么要编码
数字数据为二进制数(0或1)，数字信号为高 电平或低电平进行传输，所以需要将二进制 数转换为高电平或低电平。
常用的编码技术：
不归零编码 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码 块编码（4B/5B、8B/10B）
多路复用技术
定义：
为了节省通信设备与费用，常常需要在一条 物理通道上同时传送多路信息，这种技术称 为多路复用(Multiplexing)或称为多路共传。
信号编码、调制技术 多路复用技术 常用的传输介质
奈奎斯特定律
(1) 理想低通信道下的最高码元传输速率 = 2W Baud
这里W是理想低通信道的频带宽，单位为赫(Hz) 即：每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码
元。
(2) 理想带通信道的最高码元传输速率 = W Baud
编码与调制
不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种情况：
数据：模拟数据 数字数据
信号：模拟信号 数字信号
信道：模拟信道 数字信道
模拟传输和数字传输所使用的技术
模拟数据，模拟信号
模拟数据，数字信号
话音
模拟
移频,调制
模拟
数字
PCM编码
数字数据，模拟信号
数字 1010
模拟
调制
数字数据，数字信号
数字
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
物理传输介质
通信子网
TCP/IP参考模型
主机A
4 应用层 3 运输层 2 网际层 1 网络
接口层
网络 1
路由器
网际层 网络 接口层
网络 2
主机B
应用层 运输层 网际层 网络 接口层
混合模型
ISO/OSI概念模型好，协议实现不好； TCP/IP协议实现好，模型不好； 采用混合模型
数据“交换”定义 ：
从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按 照某种方式动态地分配传输线路的资源。
技术分类
电路交换：FDM、 TDM
存储转发交换：报文交换和分组交换
报文交换 VS 分组交换 VS 电路交换
电路交换 连接建立
报文交换 报 文
数据传送 连接释放
报文
A B CD
比特流直达终点 数据传送
30 路话音数据信道 + 2 路控制信道
E1标准线路的带宽计算： 每125us为一个时间片，每时间片分为32个通道 (供32个用户 轮流使用) ，则每通道占用125us / 32 = 3.90625us 每通道一次传送8位二进制数据，即每个二进制位占用 3.90625 / 8 = 0.48828125us 所以 E1速率 = 1/0.48828125 = 2.048Mb/s
即：每赫带宽的带通信道的最高码元传输速率是每秒1个码元。
香农公式
信道的极限信息传输速率C可表示为：
C H log2 (1 S / N)
H-信道频带宽，以Hz为单位 S-信道内所传信号的平均功率 N-信道内部的高斯噪声功率 S/N-信噪比，单位：db（分贝）
10 log10 S / N
对单位db的说明：当 S/N = 10 时，信噪比为10db 当 S/N = 1000 时，信噪比为30db