计算机网络---物理层

由天下分享时间：2024/11/20 10:30:58 加入收藏我要投稿点赞

存储转发方式的优点

由于通信子网中的通信控制处理机可以存储分组，多个分组可以共享通信信道，线路利用率高；

通信子网中通信控制处理机具有路选功能，可以动态选择报文分组通过通信子网的最佳路径；可以平滑通信量，提高系统效率；

分组在通过通信子网中的每个通信控制处理机时，均要进行差错检查与纠错处理，因此可以减少传输错误，提高系统可靠性；

通过通信控制处理机可以对不同通信速率的线路进行转换，也可以对不同的数据代码格式进行变换。

报文与报文分组

数据通过通信子网传输时可以有报文（message）与报文分组（packet）两种方式；报文传输：不管发送数据的长度是多少，都把它当作一个逻辑单元发送；

报文分组传输：限制一次传输数据的最大长度，如果传输数据超过规定的最大长度，发送结点就将它分成多个报文分组发送。

报文和报文分组结构由于分组长度较短，在传输出错时，检错容易并且重发花费的时间较少；

限定分组最大数据长度，有利于提高存储转发结点的存储空间利用率与传输效率；

公用数据网采用的是分组交换技术。[一旦分组一定存储，可以进行敏感词检测，触发后可以进行录音。]网络电话可以存储的，电信局也是可以存储的 3.7.3 数据报方式

数据报是分组存储转发的一种形式；

在数据报方式中，分组传送之间不需要预先在源主机与目的主机之间建立“线路连接”；源主机所发送的每一个分组都可以独立地选择一条传输路径；每个分组在通信子网中可能是通过不同的传输路径到达目的主机。数据报方式的工作原理示意图数据报工作方式的特点

同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网；

同一报文的不同分组到达目的结点时可能出现乱序、重复与丢失现象；每一个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址；

数据报方式报文传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信。[不是不能做，是不太好] 3.7.4 虚电路方式

虚电路方式试图将数据报方式与线路交换方式结合起来，处分发挥两种方法的优点，以达到最佳的数据交换效果;

数据报方式在分组发送之前，发送方与接收方之间不需要预先建立连接。虚电路方式在分组发送之前，需要在发送方和接收方建立一条逻辑连接的虚电路;

虚电路方式与线路交换方式相同，整个通信过程分为以下三个阶段：虚电路建立、数据传输与虚电路释放阶段。虚电路方式

原理示意图

虚电路的特点

在每次分组发送之前，必须在发送方与接收方之间建立一条逻辑连接。这是因为不需要真正去建立一条物理链路，连接发送方与接收方的物理链路已经存在；一次通信的所有分组都通过这条虚电路顺序传送，因此报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息。分组到达目的结点时不会出现丢失、重复与乱序的现象；

分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要做差错检测，而不需要做路径选择；通信子网中每个结点可以和任何结点建立多条虚电路连接。虚电路方式与线路交换方式的不同之处虚电路是在传输分组时建立起的逻辑连接，称为“虚电路”是因为这种电路不是专用的。每个结点到其他结点间可能有无数条虚电路存在；一个结点可以同时与多个结点之间具有虚电路；每条虚电路支持特定的两个结点之间的数据传输。

由于虚电路方式具有分组交换与线路交换两种方式的优点，因此在计算机网络中得到了广泛的应用。讨论题

传统广域网使用的交换技术主要有哪些？不同的交换技术适用的场合有何不同？不同交换方式适用的场合

线路交换:高负荷持续通信,会话式通信、语音、图象通信；不适合突发性通信。报文交换：适合长报文、无实时要求的通信，不适合会话式通信。

数据报：适合灵活的突发性短报文传输，不适合会话式和有实时性要求的通信。虚电路：适合于定时、定对象、长报文通信，也适合会话式通信、语音、图象通信

局域网一般不采用报文分组和存储转发技术，为什么？常用的广域网接入技术 X.25分组交换网帧中继 ISDN ADSL ATM

X.25分组交换网

1、X.25是一个对公用分组交换网接口的规约，是面向连接的虚电路服务为基础。 X.25规定了DTE（Data Terminal Equipmental )与DCE(Data circuit-terminal equipment)接口的标准。

将X.25建议所规定的DTE与DCE接口标准的公用分组交换网叫做X.25网。传输速率较低64Kb/s。帧中继FR 帧中继概述

帧中继(Frame Relay,FR)技术是一种支持高速交换的网络体系结构的技术。带宽达2Mb /S 帧中继减少结点处理时间。只要查出帧的目的地址就开始转发该帧。帧中继仅完成OSI物理层和链路层核心层的功能，将流量控制、纠错等留给智能终端去完成，大大简化了节点机之间协议，参考图6-11、图6-12 。出现差错即终止并丢弃传输的帧。帧中继采用虚电路技术，能充分利用网络资源，因而帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。帧中继特点：

载送呼叫控制信令的是在与用户分开的逻辑连接上，中间结点不需维持有关呼叫控制的状态表。

逻辑连接的复用发生在第二层。

结点间无需差错控制和流量控制，由高层端到端控制。帧中继技术适用于以下三种情况

带宽要求为64kbit/s~2Mbit/s，而参与通信的各方多于两个的时候。通信距离较长时。

当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动态分配带宽的功能，选用帧中继可以有效地处理突发性数据。

帧中继面向连接服务：

交换虚电路(SVC) 永久虚电路 (PVC) 帧中继网络虚电路服务过程

综合业务数字网ISDN

ISDN最基本的概念就是在用户和ISDN之间的连线相当于一个数字比特管道。管道中的双向比特流可来自数字电话机或数字传真机等其他终端。这种数字比特管道用时分复用

。

方式可支持多个独立通路 (channel)

ISDN定义了一些标准化的通路，都各用一个英文字母表示。其中最常见的是B通路(64 kbit/s的数字PCM话音或数据通路)和D通路(16k bit/s或64 kbit/s用作带外信令的数字通路)。 2B+1D

宽带综合业务数字网B-ISDN

宽带综合业务数字网B-ISDN也是企图将各种业务，如话音、数据、图像以及活动图像都综合在一个网络中传送和交换。

B-ISDN与N-ISDN相比，具有以下的一些重大区别：

（1）N-ISDN使用的是电路交换，它只是在传送信令的D通路使用分组交换。B-ISDN则使用一种快速分组交换，称为异步传递方式ATM。（2）N-ISDN是以目前正在使用的电话网为基础，其用户环路采用双绞线(铜线)。但在B-ISDN中，其用户环路和干线都采用光缆(但短距离也可使用双绞线)。（3）N-ISDN各通路的比特率是预先设置的。

（4）N-ISDN无法传送高速图像，但B-ISDN可以传送。 xDSL技术 xDSL概述

xDSL是DSL(Digital Subscriber Line)的统称,意即数字用户线路,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。

DSL技术在传统的电话网络(POTS)的用户环路上支持对称和非对称传输模式.

1989年有人提出：用普通的电话双绞线传输视频信号、图象以及高清晰度的画面等信息，这些信息需要每秒上兆位的数据传输率。

不对称传输:客户－服务器结构是客户机从服务器上大量读取信息而相对较少向服务器传送数据的模式，设想以不对称的形式传送信息，下行速率设计为1.5Mbps，上行速率为16kbps或64kbps。

下行信道的速率从1.5Mbps上升到了8Mbps，上行信道的速率也升到了640kbps。

xDSL技术原理

DSL技术是利用在电话系统中没有被利用的高频信号传输数据，利用了更加先进的调制技术:

DMT--将高频段划分为多个频率窗口,每个频率窗口分别调制一路信道, DMT已成为ANSI制订的ADSL应用的调制标准--T1.413。而ADSL采用DMT（离散多音频）技术，将原先电话线路0Hz到1.1MHz频段划分成256个频宽为4.3kHz的子频带。

4kHz以下频段仍用于传送传统电话业务； 20kHz到138kHz的频段用来传送上行信号； 138kHz到1.1MHz的频段用来传送下行信号。

xDSL技术分类

xDSL中,\代表着不同种类的数字用户线路技术。不同之处,主要表现在信号的传输速率和距离,还有对称和非对称的区别上。对称DSL技术

1) HDSL--High-bit-rate DSL(高比特率DSL)

HDSL是xDSL技术中最成熟的一种,已经得到了较为广泛的应用。其特点是: 利用两对双绞线传输;

支持N×64kbps各种速率,最高可达E1速率;

HDSL是T1/E1的一种替代技术,主要用于数字交换机的连接、高带宽视频会议、远程教学、蜂窝电话基站连接、专用网络建立等。 2） SDSL--Single-line DSL，这是HDSL的单线版本，它可以提供双向高速可变比特率连接,速率范围从160Kbps到2.084Mbps。利用单对双绞线;

支持多种速率到T1/E1;

用户可根据数据流量,选择最经济合适的速率,最高可达E1速率,比用HDSL节省一对铜线; 在0.4mm双绞线上的最大传输距离为3公里以上。

3） IDSL(ISDN数字用户线) 通过在用户端使用ISDN终端适配器和在双绞线的另一端使用与ISDN兼容的接口卡,这种技术可以提供128Kbps的服务。

2） VDSL--Very High Data Rate DSL(甚高速数字用户线) 在用户回路长度小于5000英尺的情况下,可以提供的速率高达13Mbps甚至还可能更高,这种技术可作为光纤到路边网络结构的一部分。此技术可在较短的距离上提供极高的传输速率,但应用还不是很多。 3.7.5 ATM交换方式

ATM (Asynchronous Transfer Mode)建立在电路交换和分组交换的基础上的一种面向连接的快速分组交换技术，它采用定长分组，能够较好地对宽带信息进行交换。 ATM特点：

采用小的、固定长度53字节的信元作为数据传输单元；能够支持数字、语音、图像、视频等多媒体通信；

ATM以统计时分多路复用方式动态分配网络带宽，网络传输延时小，适应实时通信的要求； ATM没有链路级纠错与流量控制，协议简单，数据交换效率高； ATM采用两级虚电路机制，增加了虚电路分配的灵活性； ATM的数据传输速率可以在155Mb/s～2.4Gb/s。 ATM信元结构

ATM是一种高速分组交换技术，交换的基本数据传输单元是信元；

在ATM交换方式中，文本、语音、视频等所数据将被分解为长度固定的信元（Cell）；信元有一个5字节的信元头（header）与一个48字节的用户数据（user data），信元长度为53字节。

物理链路（Physical Link）虚通路（VP，Virtual Path）虚通道（VC，Virtual Channel）虚通路连接与虚通道连接支持远程教学的ATM网用于多媒体传输的虚通道

3.8 同步数字体系SDH（自学） 3.8.1 SDH发展的背景

早期的数字传输系统与设备在运行过程中暴露出固有的弱点:

数据传输速率不标准 ,存在着T1 与E1两个互不兼容的标准，在高次群的速率方面，日本又使用了第三种不兼容的标准；

光设备接口标准不规范，没有国际的标准规范，各个厂家使用自己标准；数据传输速率不断提高，解决复用系统中的同步问题困难较大。同步光纤网SONET

同步光纤网的概念是由美国贝尔通信研究所首先提出来的；

设计同步光纤网的目的是解决光接口标准规范问题，定义同步传输的线路速率的等级体系，以使不同的厂家的产品可以互连，从而能够建立大型的光纤网络； 1988年ITU-T接受了SONET的概念，并重新命名为同步数字体系SDH，使之不仅仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输，成为通用性技术体制；