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1、信息通信网络概论信息通信网络概论 总复习总复习信息科学与工程学院信息科学与工程学院 2015 2015 年年 6 6 月月教学要求本课程是高校电子信息类专业的一门重要专 业基础课。其作用和任务是：通过本课程的学习，系统 的介绍信息通信网的基本概念、体系结构及 网络协议的基本工作原理，掌握局域网、广 域网和互联网等通信网络的基本组网技术， 了解信息通信网络安全技术。第一章 信息通信网络介绍 信息通信网的构成信息通信网的网络结构信息通信网发展的关键因素信息通信网的构成信息通信网的组 成：T用户终端设备（ 计算机、电话机 等）T传输线路T交换系统（路由 器，交换机等）T通信协议将众多信息通信系统通过
2、交换系统按照一定的拓扑结构 组合在一起称为信息通信网。信息通信网提供话音、图像、数 据等业务。信息通信网络主要拓扑结构星型网树型网分布式网络总线型网环型网复合型网络信息通信网发展的关键因素技术，政府规范，市场和标准第二章 信息通信网的层次结构信息通信网分层协议栈结构TOSI/RM 参考模型TTCP/IP 协议栈结构TIEEE802 局域网层次结构通信协议、实体、服务和服务原语服务访问点SAP服务类型T面向连接服务T无连接服务OSI/RM、 IEEE802和TCP/IP协议栈模型协 议协议（Protocol）：通信网中控制对等通信实体进行 网络数据交换（通信）而建立的共同遵守的通信规则 的集合。
3、三个基本要素：TSyntax （语法）：定义用户数据与控制信息交换格式 -确定通信双方“如何讲“,定义了数据格式,编码和信 号电平等. TSemantic（语义）：发送者和接收者所要完成的操作- -确定通信双方“讲什么“,定义了用于协调同步,差错处 理和响应等控制信息.TSynchronization（同步）：对事件实现顺序的详细说 明-确定通信双方“讲话的次序“,定义了速度匹配和排 序等. 实体实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件 进程，每一层中的活跃元素。对等实体：位于不同系统内同一层次的两个 执行对等协议的实体。服务和服务原语服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接 口提供给其相邻
4、上层。服务原语：服务用户（N+1实体）与服务提供者（ N实体）之间进行交互时，所交换的必要信息，用 以通知服务用户采取某种行动，或向服务用户报 告其服务提供者的对等实体以 采取的行动。TRequest 请求TIndication 指示TResponse 响应TConfirm 证实 协议与服务关系在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本 层能够向上一层提供服务；要实现本层协议，还 需要使用下层所提供的服务。 本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的 协议；下面的协议对上面的服务用户是透明的。 协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通 信的规则；服务是“垂直的”，即服务是由下层向 上层通过
5、层间接口提供的，由服务原语完成操作 。 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为 服务访问点 SAP ( Service Access Point )。服务访问点SAP信息通信网的服务类型面向连接服务(connection-oriented)T 面向连接服务具有连接建立、数据传输和连 接释放这三个阶段。 T TCP, 虚电路, 电话无连接服务(connectionless) T 两个实体之间的通信不需要先建立好连接。 T 是一种不可靠的服务。这种服务常被描述为“ 尽最大努力交付”(best effort delivery)或“ 尽力而为”。 T UDP, 数据报第三章 信息通信网的交换技术报
6、文交换电路交换分组交换：虚电路和数据报电路交换、虚电路和数据报交换时延信息通信网中三大交换技术报文交换电路交换：前者基于位置，面向连接，即在通信的两 个站点间需要建立一个物理通信通路;一旦电路建立对 用户是透明的，信息以固定的数率传输。电路交换独 占资源。分组交换：后者采用存储转发技术，无需建立一条专 用物理通信通路； 数据以分组形式传输，每个分组包 括控制信息和用户数据两部分。分组交换根据向端点 提供的服务可以进一步分成数据报和虚电路两种。分 组交换共享资源。虚电路交换和数据报虚电路:虚电路是面向连接的服务，在数据传输 之前需要先建立一条逻辑链路，数据交换后，必 须释放这个连接。报文只需标识
7、逻辑电路号，并 沿着虚电路按序传输。数据报:数据报是无连接的服务，无需建立连接 ，网络随时接受主机发送的分组；每个数据报报 文需要标识出完整的目标地址；每个分组独立的 选择路由，因此不能防止报文的丢失、重复或失 序，它提供“尽最大努力交付”的服务。电路交换时延DATACircuit Establishment Data Transmission Circuit Termination propagation delay between Host 1 and Node 1propagation delay between Host 2 and Node 1processing delay at
8、Node 1Host 1Host 2Node 1Node 2Packet 1Packet 2Packet 3transmission timeVirtual Circuit EstablishmentPacket 1Packet 2Packet 3Packet 1Packet 2Packet 3虚电路时延Host 1Host 2Node 1Node 2数据报时延Packet 1Packet 2Packet 3Packet 1Packet 2Packet 3Packet 1Packet 2Packet 3processing delay of Packet 1 at Node 2propagat
9、ion delay between Host 1 and Node 2 transmission time of Packet 1 at Host 1Host 1Host 2Node 1Node 2第四章 物理层和传输技术基础1、传输介质：T导向传输媒体:双绞线(UTP和 STP) 、同轴电缆 (50和75 )、光纤T非导向传输媒体：无线电波、红外、微波等2、 模拟和数字传输技术：T数据通信系统模型T信道基本概念:带宽，时延、信道、基带、宽带、调 制 、率波特（baud rate）码元率、 比特率(bit rate)T信道最高码元传输数率奈氏(Nyquist)准则T信道极限信息传输数率香农公式
10、信道传输数率 - Noiseless理想信道最高码元传输数率奈氏(Nyquist)准则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。每赫带宽的理想带通信道的最高码元传输速率是每秒 1 个码元。Noiseless Lowpass Channel: Maximum transmission rate = 2W Baud= 2W log2V bpsNoiseless Bandpass Channel:Maximum transmission rate = W Baud= W log2V bps信道传输数率- Noisy噪声信道极限信息传输数率香农公式信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息
11、的极限 传输速率就越高。 只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率， 就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。（ 只是理论上，现实是不行的） Path of improvement channel capacity TGreater bandwidth THigher signal-to-noise ratioMaximum transmission rate C := W log2(1+S/N) b/sWhere： 10log10(S/N) = ? dB3、编码不归零制码（NRZ：Non-Return to Zero）曼彻斯特码（Manchester）差分曼彻斯特码（Differenti
12、al Manchester ）001010110ClockManchester001010110ClockDifferential Manchester4、媒体复用技术波分复用时分复用（ TDM：Time Division Multiplexing)T同步时分复用（STDM:Synchronization Time-Division Multiplexing）T异步时分复用（ATDM：Asynchronism Time-Division Multiplexing）也叫 统计时分复用（ STDM：Statistic Time Division Multiplexing ）频分复用（FDM：Fre
13、quency Division Multiplexing）和正交频分复用(OFDM)码分复用（ CDM ： Code Division Multiplexing) 5 、 调 制 调制主要作用是：Increasing Transmission Rates ； Three Basic Modulation Methods：1. Change the amplitude (strength) of the signal- Amplitude Shift Keying, ASK2. Use two frequencies to encode your bits Frequency Shift Key
14、ing, FSK3. Change the phase of the sine wave to do signal encoding - Phase Shift Keying, PSK脉码调制三步曲：采样，量化和编码 第五章 数据链路层 3.1 数据链路层的基本概念和功能：T链路和数据链路 T基本功能：帧定界、差错控制、流量控制滑动 窗口 3.2 检错和纠错 处理差错的两种基本策略T使用纠错码：发送方在每个数据块中加入足够的 冗余信息，使得接收方能够判断接收到的数据是 否有错，并能纠正错误。T使用检错码：发送方在每个数据块中加入足够的 冗余信息，使得接收方能够判断接收到的数据是 否有错，但不能
15、判断哪里有错。常用校验方法常用校验方法:T奇偶校验TChecksumTCRC循环校验 CRC校验例题：T信息序列1101001010，生成多项式为x3+x2+x+1，则发送序列为什么？重传协议 滑动窗口 3.3 停止等待协议SWP3.4 Go Back N（窗口大小）3.5 选择重传ARQ协议SWP ( Stop- Wait Protocol )SWP 例题信道速率为4kb/s，传播时延为tp=20ms，确 认帧长度和处理时间均可忽略不记。若采用 停止等待协议，问帧长为多少才能使信道利 用率达到至少60？ 停等协议中信息帧和确认帧是否都需要序号 ？GBN ( Go-Back-N ) SR-ARQ ( Selective Repeat ARQ )高级链路控制规程HDLC 3.6 面向比特的链路控制规程HDLC:T三种帧: 信息帧,监控帧和无编号帧 透明传输技术:T面向比特的透明传输: 0比特插入和删除技术T面向字节的透明传输: 例如，7E8E 经0位插入生 成什么？ 第六章 媒体接入控制与局域网信道共享技术 静态 和 动态T静态多路访问协议: kTDMA、FDMA 、WDMA 、CDMAT动态多路访问协议:k随机接入技术：ALOHA、Slotted ALOHA、 CSMA、CSMA/CD、CSMA/CA 等k受控接入技术： Token-Passing Ring 、 Pol
