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自考“网络技术”复习要点汇总
1.1 计算机网络的形成和发展
早期的计算机通信网络中，为了提高通信线路的利用率并减轻主机的负担，使用了 多点通信线路 、 终端集中器 以及 前端处理机。
主机—终端间的通信具有 突发性 和 高带宽 的特点。
60 年代中期出现了大型主机，因而也提出了对大型主机资源远程共享的要求。
ARPA 网的主要特点：( 1 )资源共享;( 2 )分散控制;( 3 )分组交换;( 4 )采用专门的通信控制处理机;( 5 )分层网络协议。
70 年代中后期是广域网络大发展的时期，以网络标准化为基础。这一时期的网络被称为第二代网络，以远程大规模互连为其主要特点。
1974 年 IBM 首先推出了该公司的系统网络体系结构 SNA ( System Network Architecture )，为用户提供能够互边的成套通信产品; 1975 年 DEC 公司宣布了自己的数字网络体系结构 DNA ( Digital Network Architecture ); 1976 年 UNIVAC 宣布了该公司的分布式通信体系结构 DCA ( Distributed Communication Architecture )。
1977 年国际标准化组织 ISO 的 SC16 分技术委员会开始着手制定开放系统互连参考模型 OSI/RM ( Open System Interconnection/Reference Model )。
1980 年 2 月 IEEE 802 局域网标准出台。
1.2 计算机网络的基本概念
计算机网络：指由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。
为了和多终端分时系统相区别，在后一种系统中，终端(无论是本地的还是远程的)只是主机和用户之间的接口，它本身并不拥有计算资源，全部集中在主机中，主机以自己拥有的资源分时地为各终端用户服务。
与计算机网络类似的概念是 计算机通信网 ，计算机通信网以 传输信息 为主要目的。
网络中的 资源 (主机、大容量硬盘、高速打印机以及数据等)由 网络操作系统 统一管理， 网络操作系统 为用户提供了 操纵网络 、 共享资源 的 统一接口。
比计算机网络 更高级 的系统是 分布式系统 ，分布式系统在 计算机网络基础上 为用户提供了 透明的集成应用环境。
和计算机网络 类似 的另一种系统是 多机系统 .多机系统专指 同一机房 中的许多 大型主机 互连组成的 功能强大、能高速并行处理 的计算机系统。对这种系统互连的要求是 高带宽和多样的连通性 .所谓 高带宽 就是要求计算机之间的 通信速度 能够达到 访问主存 的速度。(简答)
1.3 计算机网络组成
计算机网络的组成元素可以分为两大类，即 网络结点 和 通信链路 .网络结点又分为 端结点和转接结点 . 端结点 指通信的 源和宿结点 ，如 用户主机和用户终端 ; 转接结点 指网络通信过程中起 控制和转发信息 作用的结点。 通信链路 是指 传输信息的信道 ，可以是 电话线、同轴电缆、无线电线路、卫星线路、微波中继线路、光纤缆线 等。(填空、多选、简答)
图 1.3 中( P6 )， 框外 的部分称为 资源子网 .资源子网中主要包括 拥有资源的用户主机和请求资源的用户终端 ，它们都是 端结点 . 框内 的部分叫做 通信子网 .通信子网的 任务 是在 端结点 之间 传送由信息组成的报文 ，它主要由 转接结点和通信链路 组成。在该图中，我们按照 ARPA 网络的术语 把 转接结点 能称为 接口信息处理机 IMP ( Interface Message Processor )。(填空、简答)
一个报文从源结点到宿结点的旅行路程上可能要经过多个 IMP 的转发，这种通信方式叫做存储—转发通信。在广域网中的通信一般都采用这种方式。另一种通信方式是所谓的广播通信方式，主要用于局域网。(简答)
通信子网中 转发结点 的 互连模式 叫做子网的 拓朴结构 。(填空)
在 广域网 中常见的互连拓朴是 树型和不规则型 ，而在 局域网 中则常用 规则型拓相结构(星型、环型、总线型) 。(填空)
习题： 计算机网络与多终端分时系统，分布式系统，多机系统之间的主要区别是什么?
答：( 1 )计算机网络与多终端分时系统的区别：计算机网络中的各个计算机(工作站)本身拥有计算资源，它能独立工作，完成一定的计算任务，同时用户还可通过本地计算机或工作站使用网络中其他计算机的资源( CPU 、大容量外存或信息等)。而多终端分时系统终端(无论是本地的还是远程的)只是主机和用户之间的接口，它本身并不拥有计算资源，全部集中在主机中，主机以自己拥有的资源分时地为各终端用户服务。
( 2 )计算机网络与分布式系统的区别：分布式系统在计算机网络基础上为用户提供了透明的集成应用环境，用户可以用名字或命令调用网络中的任何资源或进行远程的数据处理，不必计及这些资源或数据的地理位置。而计算机网络则往往不要求这种透明性，甲地的用户要利用乙地的计算机必须通过自己的终端显式地指定地点和设备名。分布式系统比计算机网络更为高级。
( 3 )多机系统专指同一机房中的许多大型主机互连组成的功能强大、能高速并行处理的计算机系统。对这种系统互连的要求是高带宽和多样的连通性。计算机之间的通信速度能够达到访问主存的速度，即每秒达数十兆位。而计算机网络是远远达不到的，广域网的通信速率是每秒数十千位，局域网的通信速率是 10Mb/s。计算机网络的传输开销较大，而多机系统的开销则是不必要的。多机系统要求多样灵活的连通性，即使做不到完全直接互边，也要求能够快速地变换互连模式经适应并行计算的要求，而计算机网络则由于距离的限制，在网络中的互连相当有限。
2.1 数据通信的基本概念
通信的目的就是 传递信息 . 一次通信中产生和发送信息的一端叫 信源 ，接收信息的一端叫 信宿 .通信线路称为 信道 ，所以信源和信宿之间的 信息交换 是通过 信道 进行的。(见 P8 图 2.1 )(填空、单选)
模拟信号 是 随时间连续变化 的信号。 数字信号 只取有限个 离散值 ，而且 数字信号 之间的转换几乎是 瞬时 的。(判断)
如果信源产生的是模拟数据并且以模拟信道传输则叫做模拟通信;如果信源发出的是模拟数据而以数字信号的形式进行传输，那么这种通信方式叫做数字通信。(填空)
如果信源发出的是 数字数据 ， 当然也可有两种传输方式 .这时 无论 是用模拟信号传输或是用数字信号传输都叫做 数据通信 .(判断)
在模拟传输方式中，数据进入信道之前要经过调制，变换为模拟的调制信号。由于调制信号的频谱较窄，因此信道的利用率较高。在数字传输方式中，可以直接传输二进制数据或经过二进制编码的数据，也可传输数字化了的模拟信号。(判断)
2.2 数字信号的频谱和信道带宽
谐波的最高频率 f h 与最低频率 f l 之差( f h - f l )叫做信号的频带宽度，简称带宽。
信号带宽与脉冲宽度成反比。(判断)
信道的带宽是指信道频响应曲线上幅度取其频带中心处值的 1/ √ 2 倍的两个频率之间的区间宽度。(判断、填空、选择)
2.3 数字信道的特性
数字信道是一种离散信道，它只能传送取离散值的数字信号。数字信道的通频带(即带宽)决定了信道中能不失真地传输脉冲序列的最高速率。一个数字脉冲称为一个码元，码元携带的信息量由码元取的离散值个数决定。总之一个码元携带的信息量 n (比特)与码元取的离散值个数 N 有如下关系： n = log 2 N
用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即通过信道传输的码元个数。若信号码元的宽度为 T 秒，则码元速率 B =1/ T ，码元速率的单位叫波特( Band )。若信道带宽为 W ，则尼奎斯特定理指出最大码元速率为 B =2 W ( Band )。
单位时间内在信道上传送的信息量(比特数)称为数据速率 R 。
R = B log 2 N =2 W log 2 N (b/s)
数据速率和波特率是两不同的概念。仅当码元取 0 和 1 两离散值时两者才相等( R=B )。对于普通电话线路，带宽为 3000Hz ，最高波特率为 6000Band .而最高数据速率可随编码方式的不同而有不同的取值。这些都是在无噪音的理想情况下的极限值，至于有噪声影响的实际信道，则远远达不到这个极限。(判断 0
香农( Shannon )的研究表明，有噪声信道的极限数据速率可由下面公式计算：
C = W log 2 (1+ S / N )
W 为信道带宽， S 为信号的平均功率， N 为噪声平均功率， S/N 叫做信噪比。
在有噪声的信道中(实际中的信道都是有噪声的)，数据速率的增加意味着传输中出现差错的概率增加。我们用误码率来表示传输二进制位时出现差错的概率。误码率可用公式表示： Pc = Ne (出错的位数) / N (传送的总位数)
在电缆中的传播速度一般为光速的 77% ，即 200m/us 左右。
500 米同轴电缆的时延大约是 2.5 us ，而卫星信道的时延大约是 270ms。
2.4 物理信道
双绞线既能用于传输模拟信号，也能用于传输数字信号。(判断)
在局域网中常用的同轴电缆有两种，一种是特性阻抗为 50 Ω 的同轴电缆，用于传输数字信号。通常把表示数字信号的方波所固有的频带称为基带，所以这种电缆也叫基带同轴电缆，直接传输方波信号称为基带传输。另一种同轴电缆是特性阻抗为 75 Ω的 CATV电缆，用于传输模拟信号，这种电缆也叫宽带同轴电缆。所谓宽带在电话行业中是指比4 KHz更宽的频带。也可经采用频分多路技术(FDM)，把整个带宽划分为多个独立的信道，分别传输数字、声音和视频信号，实现多种电信业务。
由双绞线、同轴电缆和光纤等传输介质组成的信道可统称为有线信道。空间传播信号的信道称为无线信道。无线信道包括：微波、激光、红外和短波信道。
2.5 数据编码
单极性码：这种编码方案，只用正的(或负的)电压表示数据。单极性的抗噪声特性不好。
极性码：分别用正和负电压表示二进制 0 和 1 .这种代码的电平差比单极码大，而抗干扰特性好。
双极性码：信号在三个电平(正、负、零)之间变化。
归零码：在归零码 RZ ( Return to Zero )中，码元中间的信号回归到 0 电平。
不归零码： NRZ ( Non-Return to Zero )的规律是当 1 出现时电平翻转，当 0 出现时电平不翻转。这种编码的特点是实现起来简单而且费用低，但不是自定时的。
曼彻斯特码：曼彻斯特( Manchester )码是一种双相码。用高电平到低电平的转换边表示 0 ，而用低电平到高高电平的转换边表示 1 。(重点)( P18 图 2.13 )
差分曼彻斯特码：这种编码也是一种双相码，和曼彻斯特编码不同的是，这种编码的码元中间的电平转换边只作为定时信号，而不表示数据。数据表示在每一位开始处是否有电平转换：有电平转换表示 0 ，无电平转换表示 1 。(重点)
2.6 数字调制技术
调制模拟载波信号的三个参数——幅度、频率、和相位来传送数字数据。
三种基本调制方式：
幅度键控( ASK )：实现起来简单，但抗干扰性能差。
频移键控( FSK )：抗干扰性能好，但占用带宽较大。
相移键控( PSK )：抗干扰性能最好，而且相位的变化也可以作为定时信息来同步发送机和接收机的时钟。
码元只取二个相位值叫 2 相调制，码元可取 4 个相位叫 4 相调制。 4 相调制时，一个码元代表两位二进制数。
2.7 脉冲编码调制
把模拟数据转化成数字信号，要使用一种叫编码解码器( Codec )的设备。这种设备的作用和调制解调器的作用相反：调制解调器的作用是把数字数据变成模拟信号，经传输到达接收端再还原为数字数据。(判断)
用编码解码器把模拟数据变换为数字信号的过程叫模拟数据的数字化。常用的数字化技术就是所谓的脉冲编码解码调制技术 PCM ( Pulse Code Modulation )，简称脉码调制。(简答)
PCM 的原理：( 1 )取样：如果取样速率大于模拟信号最高频率的二倍，则可以用得到的样本空间恢复原来的模拟信号。( 2 )量化。( 3 )编码。
由脉码调制的原理看出，取样的速率是由模拟信号的最高频率决定的，而量化级的多少则决定了取样的精度。(填空、多选)
2.8 通信方式和交换方式
数据通信方式按传输方向分有：
单工通信：在单工信道上信息只能在一个方向传送。
半双工通信：在半双工信道上，通信的双方可交替发送和接收信息。
全双工通信：一种可以同时进行双向信息传送的通信方式。
按同步方式分：
异步传输：把各个字符分开传输，字符之间插入同步信息。其优点是简单，但由于起止位和检验位的加入会引入 20%~30% 的开销，传输的速率也不高。
同步传输：发送方在发送数据之前先发送一串同步字符 SYNC .
交换方式：
线路交换：交换的特点是建立连接需要等待较长的时间。特点： [1] 连接建立后通路是专用的。 [2] 不再有传输延迟，这种交换方式适合于传输大量的数据。 [3] 在传输少量信息时效率不高。
报文交换：特点： [1] 不建立专用链路。 [2] 线路利用率较高。电子邮件系统(例如 E-Mail )适合采用报文交换方式。
分组交换：
有两种方式： [1] 数据报：类似于报文交换。引入分组拆装设备 PAD ( Packet Assembly and Disassembly device )。
[2] 虚电路。类似于电路交换。
虚电路与线路交换的区别：逻辑连接并不意味着别的通信不能使用这条线路。它仍然具有线路共享的优点。
虚电路与数据报的区别： ① 虚电路意味着可靠的通信，它涉及更多的技术，需要更在的开销。 ②没有数据报方式灵活，效率不如数据报方式高。③虚电路适合于交互式通信，数据报方式更适合于单向地传送短信息。(简答)
虚电路可以是暂时的，即会话开始建立，会话结束拆除，这叫虚呼叫;也可以是永久的，即通信双方一开机就自动建立，直到一方(或同时)关机才拆除。这叫永久虚电路。
分组交换的特点：数据包有固定的长度。采用固定的、短的分组相对于报文交换是一个重要的优点。除了交换结点的存储缓冲区可以不些外，也带来了传播时延的减少，分组交换也意味着按分组纠错：发现错误只需重发出错的分组，使通信效率提高。(简答)
2.9 多路复用技术
两种基本的多路复用技术：
频分多路复用( FDM )： FDM ( Frequency Division Multiplexing )是在一条传输介质上使用多个频率不同的模拟载波信号进行多路传输。
时分多路复用( TDM )： TDM ( Time Division Multiplexing )要求各个子通道按时间片轮流地占用整个带宽。
统计时分制是对同步时分制的改进，我们特别把统计时分制下的多路复合器称为集中器。
在北美和日本使用很广的一种通信标准是贝尔系统的 T 1 载波。 T 1 载波也叫一次群，它把 24 路话音信道按时分多路的原理复合在一条 1.544 Mb/s 的高速信道上。
CCITT 有一个类似于 1.544 Mb/s 的标准。 CCITT 还有一个 2.048 Mb/s 脉冲编码调制载波标准。除了北美和日本外， 2.048 Mb/s 的载波在其他地区得到广泛使用。
2.10 差错控制
通信过程中出现差错可大致分为两类：一类是由热噪声引起的随机错误;另一类是由冲击噪声引起的突发错误。热噪的特点：热噪声时刻存在，具有很宽的频谱，且幅度较小。通信线路的信噪比越高，热噪声引起的差错越少。这种差错具有随机性，影响个别位。冲击噪声的特点：冲击噪声源是外界的电磁干扰，例如发动汽车时产生的火花，冲击噪声持续时间短而幅度大，往往引起一个位串出错。
由于信号幅度和传播速率与相位、频谱有关而引起信号失真，以及相邻线路之间发生串音等都会产生差错，这些差错也具有突发性的特点。
突发性差错影响局部，而随机性差错总是断续存在，影响全局。
奇偶校验是最常用的检错方法。其原理是在 7 单位的 ASCII 代码后增加一位，使码字中 1 的个数成奇数(奇校验)或偶数(偶校验)。这种方法简单实用，但只能对付少量的随机性错误。
为了能检测突发性的出错位串，可以使用检查和的办法。
海明码。对某种长度的错误串，要纠正它就要用比仅仅检测它多一倍的冗余位。如果对于 m 位的数据，增加 k 位冗余位，则组成 n = m + k 位的纠错码。
2 m ( n + 1 ) ≤ 2 n
因为 n = m+k 推出 m+k+1 ≤ 2 k
循环冗余校验码( CRC )：所谓循环码是这样一组代码，其中任一有效码字经过循环移位后得到的码字仍然是有效码字，不论是右移或是左移，也不论移多少位。循环冗余校验 CRC ( Cyclic Redundancy Check )是一种循环码，它有很强的检错能力，而且硬件实现很容易，在局域网中有广泛的应用。(重点)( P32 图 2.28 以及用长除法求余数)
习题：
什么是数字通信?什么是数据通信?在数据通信中采用模拟传输和数字传输各有什么优缺点?
答：如果信源发出的是模拟数据而以数字信号的形式进行传输，那么这种通信方式叫做数字通信。如果信源发出的是数字数据，这时 无论 是用模拟信号传输或是用数字信号传输都叫做数据通信。
模拟传输的优点：调制信号的频谱较窄，信道的利用率较高。
缺点：模拟信号在传输过程中会衰减，还会受噪声干扰，如果用放大器将信号放大，混入的噪声也同时被放大了。
数字传输的优点：可以直接传输二进制数据或经过二进制编码的数据，也可以传输数字化了的模拟信号。数字信号只取有限个离散值，在传输过程中抗噪声干扰能力较强。数字设备可以大规模的集成，比复杂的模拟设备便宜得多。
缺点：传输数字信号比模拟信号所要求的频带要宽得多，因而信道 的利用率较低。
电视频道的带宽为 6MHz ，假定没有热噪声，如果数字信号取 4 种离散值，那么可获得的最大数据速率是多少?
解：已知： W =6MHz=6 × 10 6 N = 4 求： R
R =2 W log 2 N=2×6×10 6 ×log 2 4=24Mb/s
画出比特流 0001110101 的曼彻斯特编码的波形图和差分曼彻斯特编码的波形图。
0 0 0 1 1 1 0 1 0 1
设码元速率为 1600Baud ，采用 8 相 PSK 调制，其数据速率是多少?
解：已知： B=1600 Band N=8 求： R
R=Blog 2 N=1600×log 2 8=4800 b/s
在异步通信中每个字符包含 1 位起始位， 7 位 ASCII 码， 1 位奇偶校验位和 2 位终止位，数据传输速率为 100 字符 / 秒，如果采用 4 相位调制，则传输线路的码元速率为多少?数据速率为多少?有效数据速率为多少?
解：字符长度 =1+7+1+2=11 b/ 字符 数据速率 R1=11×100=1100 b/s
有效数据速率 R=7 × 100=700 b/s
码元速率 B=R/ log 2 N=1100/ log 2 4=550 Baud
假设两个用户之间的传输线路由 3 段组成(两个转接结点)，每段的传输延迟为 1 / 1000 s ，呼叫建立时间(线路交换或虚电路)为 0.2 s ，在这样的线路上传送 3200bit 的报文，分组的大小为 1024bit ，报头的开销为 16 bit ，线路的数据速率是 9600 b/s .试分别计算在下列各种交换方式下的端到端的延迟
线路交换;
报文交换;
虚电路;
数据报。
解： t p =0.2 s t p1 =1/1000 s L=3200 bit L 1 =1024 bit L 报 =16 bit R=9600 b/s
线路交换的延迟时间为： t p + L/ R=0.2+3200/960 ≈ 0.533s
报文交换的延迟 ( L+ L 报 )× 3/R+ t p1 × 3= ( 3200+16 × 3 ) /9600
+1/1000 × 3=1.008 s
虚电路的延迟 t p +3 × t p1 + ( L+ L 报 × L/ L 1 )× 3/R=0.2+3/1000
+(3200+16×3200/1024)×3/9600=0.2+3/1000+
(3200+16×4)×3/9600=1.223 s
( 4 )数据报的延迟 3 ×( L+ L 报 × L/ L 1 ) /R= (3200+16×4)×3/9600=1.02 s
在 T 1 的载波中，由非用户数据引入的开销占的百分比是多少?
解： T 1 载波是把 24 个话音信道多路复用在一条高速信道上，每个信道包含 7 位的数据和 1 位的控制信令位，此外加入一位帧同步位组成基本帧。
其中，用户的开销为 24 × 1 (控制位) +1 (基本帧) =25 b
总开销为：( 7+1 )× 24+1=193 b
因此，用户的开销所占的百分比为： 25/193 × 100% ≈ 13%
10 个 9600 b/s 的信道按时分多复用在一条线路上传输，如果忽略控制开销，那么对于同步 TDM ，复用线路的带宽应该是多少?在统计 TDM 情况下，假定每个子信道有 50% 的时间忙，复用线路的利用率为 80% ，那么线路的带宽应该是多少?
解：( 1 )复用信道的带宽应为： 10 × 9600=96 kb/s
( 2 )复用信道的事宽应为： 10 × 9600 × 50%/80%=60 kb/s
对于 7 位的数据要增加多少位冗余位才能构成海明码?若数据 1001000 ，写出其冗余位。
解：已知： m=7 求： k
由于 m+k+1 ≤ 2 k
k ≤ 2 k –8 k=4 因此必须增加 4 个冗余位
由于海明码的冗余位置于 2 0 、 2 1 、 2 2 、 2 k-1 位上，即 1 、 2 、 4 、 8
因此 1001000 的冗余位应是：×× 1 × 001 × 000
试画出 CRC 生成多项式 G ( X ) =X 9 +X 6 +X 5 +X 4 +X 3 +1 的硬件实现电路框图。
解： —— 8 7 6 —— ⊕ —— 5 —— ⊕ —— 4 —— ⊕ —— 3 —— ⊕ —— 2 1 0 —— - ⊕←
利用上题的生成式检验收到的报文 101010001101 是否正确?
解：正确的报文应是： 1001111000 ，因此验收到的报文不正确。
3.1 计算机网络的功能特性
计算机网络的功能特性：
计算机网络应该在源结点和目标结点之间提供传输线路，这种传输线路可能要经过一些中间结点。
通信网络有一个特点，即间歇性或突发性。
计算机网络的功能之一是对传输的信息(比特流)分组(或称为打包)，加入控制信息，并把分组正确地传送目的地址。
加入分组的控制信息主要有两种：一种是接收端用于验证是否正确接收的差错控制信息;另一种是指明数据包的发送端和接收端的地址信息。即差错控制功能和寻址功能。
计算机网络还必须有控制结点信息发送顺序的数据链路控制功能 DLC ( Data Link Control )。
每个转发结点都要有根据网络配置和交通情况决定路由的能力。
数据链路控制功能( DLC )则与 Modem 的调制与调解功能无关，与数据帧中的信息字段的内容无关。
计算机网络功能按它们的作用范围分类：( 1 ) Modem 和数据链路控制功能;( 2 )协议转换、会话管理和打包 / 拆包功能;( 3 )寻址和路由功能。
寻址—路由—数据分组功能以上的层次对端用户隐藏了通信网络很多细节，因而这些功能层次叫做高层功能，它们的下边功能层次叫做低层功能。
用“接口”来描述相邻层之间的相互作用。在两个相邻层之间，下层为上层提供服务，上层利用下层提供的服务实现规定给自己的功能，这种服务和被服务的关系就是所谓的接口关系。
对等层之间的按规定的协议通信，相邻层之间按接口关系提供服务和接受服务。把实现复杂的网络通信过程的各种功能划分成这样的层次结构，就是网络的分层体系结构。
3.2 几种商用计算机网络的体系结构
SNA ( System Network Architecture )是 IBM 公司的系统网络结构。由多个主机和终端组成任意拓相结构的广域网络。它对 OSI 模型有很大的影响。 SNA 关于分层的概念、层数的选择以及各层的功能都类似于 OSI 模型。 SNA 是面向连接 .(填空、选择、判断)
SNA 一些功能涉及整个网络的控制和管理，这些功能可以由一个单独的结点——系统服务控制点( SSCP )来实现。
DNA ( Digital Network Architecture )是 DEC 公司的网络体系结构。 DECnet 网络就是根据这种体系结构实现的。
数据链路级和 DLC 功能一样。 DEC 给这一层设计的专用协议叫 DDCMP ( Digital Data Communication Message Protcol )。这是一种面向字符的协议，它把字符作为信息传输的基本单位。 DNA 是一种无连接 .
DNA 提交和顺序方面的不正确性似乎是个缺点，但是它的确简化了传输协议。 SNA 保证连接，顺序和提交。
4 . X . 25 (重点) 是由 CCITT 建议的在公用数据网 PDN ( Public Data Network )上数据终端设备 DTE (即计算机，终端或其它按分组方式工作的设备)和通信子网之间的接口。事实上， X.25 包括了通信子网最下边的三个逻辑功能层： 即物理层、链路层(或帧层)和网络层(或分组层) 和 SNA 下面的三层是对应的。(多选)
层)用 X.21 协议作为用户结点( DTE )和通信子网中最近的数据电 路连接设备( DCE )之间建立电气连接的对等协议。 链路层协议管理分组序列的无差错传输 ，它使用 协议的全双工异步平衡模式 . 分组层协议建立虚电路( VC )，有流控功能和寻址功能。 (填空、多选、判断)
3.3 ISO 开放系统互边参考模型的概念
开放系统：指遵从国际标准能够通过互连而相互作用的系统。显然系统之间的相互作用只涉及系统外部行为，而与系统内部的结构和功能无关。
分层是一种结构化技术，按照这种技术构造的系统可以从逻辑上看成是一些连续层次的组合。每一层的功能都是在其下层功能的基础上实现的，是下层功能的增强或提高。
每一个开放系统逻辑上被年迈是由一些连续的子系统组成，这些子系统都处于各个开放系统和分层的交叉点上。一个层次逻辑上可民被看成由所有互连系统的同一行上的子系统组成的。
处于同一层中的实体叫对等实体。
分层的基本想法是： [1] 每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务; [2] 分层的方法就把复杂问题分解开了; [3] 分层的另外一个目的是保持层次之间的独立性。
( N+1 )实体从( N )服务访问点 SAP ( Service Access Point )获得( N )服务。服务可看作是层间的接口。
四种服务原语：请求原语、指示垢语、响应原语和确认原语。服务原语的服务数据单元和接口控制信息有关。用服务原语表示层间传送的信息更能表现出信息流之间的因果关系。所有层都提供一种共同的服务，即在对等的 SAP 之间建立联系，因而也使用这些 SAP 的对等实体之间建立了联系。(多选、简答)( P44 图 3.8 )
( N )实体用名称唯一标识，名称的作用范围叫域。
( N )连接的建立和释放是在( N — 1 )连接之上动态地进行。
在( N — 1 )连接之上可以构造出三种具体的( N )连接：一一对应式、多路复用式、分流。
各个实体之间的信息传输是由各种数据单元实现的。
3.4 OSI 分层体系结构
七层协议模型是根据以下原则定义的：
层次不能太多，也不能太少。
每一层应该有定义明确的功能。
每一层的功能要尽量局部化。
以往的经验证明成功的层次应予保留。
考虑数据处理的需要。
层次的边界应划分在服务描述的量最小，交互作用最少的地方。
每一层只与它的上下邻层产生接口。
需要时，可以在一个层次中再划分出一些子层。
七层功能
应用层：这一层的协议直接为端用户服务提供分布式处理环境。
表示层：表示层的用途是提供一个可供应用造反的服务的集合，使得应用层可以根据这些服务功能解释数据的涵义。
会话层：会话层支持两个表示层实体之间的交互作用。
传输层：这一层在低服务的基础上提供一种通用的传输服务。传输层用多路复用或分流的方式优化网络的传输性能。
网络层：这一层功能属于通信子网，它通过网络连接交换传输层实体发出的数据。
数据链路层：这一层功能是建立、维持和释放网络实体之间的数据链路，这种数据链路对网络层应表现为一条无差错的信道。
物理层：规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性，用以建立、维持和释放数据链路实体间的连接。
OSI 协议集：
物理层协议： OSI 采纳了各种现成的协议。其中有 RS — 232 、 RS — 449 、 X.21 、 V.35 、 ISDN 以及 FDDI 、 IEEE 802.3 、 IEEE 802.4 和 IEEE 802.5 的物理层协议。
数据链路层协议：在数据链路层， OSI 的协议集也采纳了当前流行的协议。其中包括 HDLC 、 LAP — B 以及 IEEE 802 的数据链路层协议( ISO 8802 )。数据链路导通知不同的协议满足不同的技术要求。
网络层协议：网络层提供两种服务：面向连接的服务和无连接的服务。与此相对应的协议是 CCITT X.213 。ISO 8473 文件定义了无连接的网络服务 CLNS .
网络层的三个子层功能： [1] 最上面的子层完成子网无关的会聚功能( SNIC )，相当于网际协议;中间一个子层实现子网相关的会聚功能( SNDC );最下面的子层利用数据链路服务，实现子网访问功能( SNAC )。三个子层是任选的。
传输层协议：传输层和网络层之间的界面是用户和通信子网的界面。传输层的任务是在子网服务基础上提供完整的数据传送。面向连接的传输协议分为五类： TP0 、 TP1 、 TP2 、 TP3 和 TP4 。
会话层协议：会话层协议集像个大工具箱，每种工具叫做一个功能单元。
表示层协议： OSI 的第一个抽象语法是 ASN.1 ( Abstract Syntax Notation 1 )。表示层过程用于建立连接、控制数据的发送和同步。它只是个很简单的相邻之间的“过路”协议。
应用层协议： OSI 提出了应用服务元素 ASE ( Application Service Element )。最主要的 ASE 有四种，即联系控制服务元素 ACSE(Association Control Service Element) ，远程操作服务元素 ROSE ( Remote Operations Service Element )，可靠传输服务元素 RTSE ( Reliable Transfer Service Element )，以及提交、并发和恢复 CCR ( Commitment Concurrency and Recovery )。
已经定义的 OSI 应用层协议主有五种： OSI 的电子邮件标准( ISO 10021 )叫做 MOTIS ( Message-Oriented Text Interchange System )，它是根据 CCITT 的 X.400 建议制定的; OSI 的文件传输协议( ISO 8571 和 ISO 8572 )叫做 FTAM ( File Transfer Access and Management )， OSI 的目录服务 DS ( Directory Service )协议( ISO 9594 )来源于 CCITTR X.500 系列建议， DS 提供分布式数据库功能; OSI 的虚拟终端 VT(Virtual Terminal) 协议;关于网络管理， OSI 制定了公共管理信息协议 CMIT ( Common Management Information Protocol )和公共管理信息服务 CMIS ( Common Management Information Service )。
习题：
OSI 层间的服务是用什么定义的?有确认的服务和无确认的服务有什么区别?说出下面服务中哪些是有确认的服务，哪些是无确认的服务，哪些可以有确认也可以没有确认。
建立连接;( 2 )数据传输;( 3 )连接释放。
答： OSI 层间的服务是由原语操作定义的。四种原语为：请求原语、指示原语、响应原语和确认原语。前二种为无确认服务，后二种有有确认原语。( 1 )建立连接为有确认服务;( 2 )数据传输为无确认服务;( 3 )连接释放为有确认也可以为无确认服务。
OSI 的第几层分别处理下面的问题?
把比特流划分为帧：数据链路层
决策使用哪条路径到达目的端：网络层
提供同步信息：会话层
物理层提供数据传输的物理媒体。
4.1 公共交换电话网和公用数据网
如果计算机之间的传输媒体是全数字化的，则可以把一个计算机产生的二进制数字脉冲直接发往另一个计算机，这种情况叫做端到端的数字传输。
由电话公司提供的公共载体是模拟电话线路。
公共交换电话网( PSTN )，公用数据网( PDN )。
按照 CCITT 的术语，我们把用户的数据终端或计算机叫做终端设备 DTE ( Data Terminal Equipment )。有通信网络一边，有一个设备管理网络的接口，这个设备叫数据电路设备 DCE ( Data Circuit Equipment ) ，DCE 通常提调制解调器(同时具有调制和解调功能的设备)、数传机、基带传输器、信号变换器、自动呼叫和应答设备等。
4.2 物理层协议及其特点
在 OSI 参考模型中，物理层的功能规定为“在数据链路实体之间提供激活、维持和释放用于传输比特的物理连接的方法，这些方法有机械的、电气的、功能的和过程的特征”。
OSI 参考模型规定：物理连接可以是全双工的或半双工的比特流传输;物理服务数据单元在串行通信中的单个比特，在并行通信中的 n 个并行传输的比特;物理服务数据单元的传输可以是同步的或异步的;物理层服务提交比特的顺序和接收的顺序一样，即不改变比特流的顺序。
交换控制信号的过程就是所谓的“握手”过程。
CCITT 和 ISO 用四个技术特性来描述设备之间通信的技术细节：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性。
机械特性： ISO 标准化的五种连接器规格： 9 针、 15 针、 25 针、 37 针、 34 针。
电气特性：有关电气特性最常见的技术标准是 CCITT 建议 V.10 、 V.11 和 V.28 。传输速率 V.28
V.10 和 V.11 在接收端均采用差动输入。 V.10 的发送端是非平衡输出。V .11 是一种平衡接口。
(3)功能特性：功能特性对接口连线的功能给出确切的定义。接口线的功能可分为数据线、控制线、定时线和地线。与功能特性有关的国际标准主要有 CCITT V.24 和 X.24 . X.24 适用于公共数据网。
4.3 EIA RS — 232 — C 接口
RS — 232 — C 没有正式规定连接器的标准，只是在其附录中建议全胜 5 针的 D 型。
RS — 232 — C 的电气特性与 CCITT V.28 兼容。信号电平— 3~ — 15V 代表逻辑“ 1 ”， +3~+15V 代表逻辑“ 0 ”。在传输距离不大于 15m 时，最大数据速率为 19.2 kb/s。
RS — 232 — C 的应用：
电缆和连接器：最常用的数据通信电缆是双绞线电缆。根据 RS — 232 — C/V.24 标准，电缆长度在应用到最高数据速率 19200 b/s 时不应超过 15m 。
空 Modem 的应用：所谓空 Modem ，实际上是指没有 Modem ，常应用于两个计算机之间直接通信，这时可以不用 Moden。
4.4 CCITT X.21 接口
CCITT 的 X.21 建议是访问公共数据网的接口标准， X.21 建议分为两部分：一部分用于公共数据网同步传输的通用 DTE/DCE 接口;另一部分是电路交换业务的呼叫控制过程。
电气特性： X.21 采用 X.26 和 X.27 规定的两种接口电路。 X.21 建议指定的数据速率有五种，即 600 、 2400 、 4800 、 9600 和 48000 b/s。
功能特性： X.21 对管脚功能的分配和 RS — 232 — C 不同，它不是把每个功能指定给一个管脚，而是对功能进行编码，在少数电路上传输代表各种功能的字符代码，来建立对公共数据网的连接。
2 . X.21 接口是为公共数据网设计的标准，这个接口要求智能数字设备。 X.21 是用于同步传输的标准接口，与之对应的用于异步传输的公共数据网接口标准是 CCITT 的 X.20 和 X.21 b 建议。( P71 例)
4.5 调制解调器( Modem )
能把数字信号变换为模拟信号，并把模拟信号变换为数字信号的设备叫调制解调器 Modem ( Modulation and Demodulation )。
Modem 的发送电路包括编码器、扰码器、调制器、滤波器、定时器和发送控制电路。
扰码器的作用就是根据预定的算法发迹二进制数据流，使其不包含特别长的 0 或 1 串，通常采用线性反馈移位寄存器来实现预定算法。
三种最基本的数字解调技术：振幅键控( ASK )、频移键控( FSK )和相移键控( PSK )。这三种调制技术有一个共同的特点，即都是用单个二进制位调制载波，所以数据速率等于码元速率。低速 Modem 中使用频移键控( FSK )调制。
大部分 1200 b/s 的 Modem 遵循 Ball 212A 或 CCITT V.22 标准。这类 Modem 采用 4 进制调相技术，即两比特对应一个相移。另外一种更复杂的 Modem 标准是 V.22 bis ，它工作于 2400 b/s ，采用所谓正交幅度调制技术 QAM ( Quadrature Amplitude Modulation )。大部分 9600 b/s 的 Modem 符合 CCITT V.29 建议，这种 Modem 可以以 9600 b/s 的速率在租用线路上进行全双工或半双工传输。 Modem 彩的调制技术仍然是 QAM 。
做出判断的过程是按照形似网格的决策树进行的。因而这种调制技术叫格码调制，也叫网格编码调制。
习题：
物理层的主要功能是什么? OSI 物理层标准有什么特点?
答：在 OSI 参考模型中，物理层的功能规定为“在数据链路实体之间提供激活、
维持和释放用于传输比特的物理连接的方法，这些方法有机械的、电气的、功能的和过程的特征“ OSI 参考模型规定：物理连接可以是全双工的或半双工的比特流传输;物理服务数据单元在串行通信中的单个比特，在并行通信中的 n 个并行传输的比特;物理服务数据单元的传输可以是同步的或异步的;物理层服务提交比特的顺序和接收的顺序一样，即不改变比特流的顺序。
CCITT 关于公共交换电话网和公共数据网接口标准标准各是什么?它们之间的兼容性如何?
答： CCITT 关于公共数据网接口标准是 X.21 。
3 .在什么情况下可以用空 Modem ?
答：在两台计算机直接连接起来进行通信的情况下可以用空 Modem
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