第2章 直连的络.ppt
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1、1,第2章 直连的网络,2,问题:物理上相连的主机的问题一个网络首先要由某些物理介质把所有的主机直接相连,而要想在结点间交换信息,则要解决下面的问题: (1)把比特编码后送到铜线或光纤上,让收方主机收到并能理解收到的编码-信道编码 (2)将比特序列描述为完整的信息,形成一个帧-组帧 (3)错误检测 (4)建立一个呈现可靠的链路(帧有可能出错)-可靠传输 (5)一条链路由多个主机共享,如何共享-介质访问控制,3,编码、成帧、错误检测、可靠传输、访问控制,一般这五个功能实现在一个网络适配器(网卡)上。,4,2.1 网络构件 2.2 编码 2.3 成帧 2.4 差错检测 2.5 可靠传输 2.6 以
2、太网(802.3) 2.7 令牌环(802.5, FDDI) 2.8 无线网络(802.11) 2.9 网络适配器,5,一个简单的计算机网络,文件服务器,打印服务器,打印机,自主计算机,通信线路,6,计算机网络示意图,7,2.1 网络构件,2.1.1 节点 2.1.2 链路 网络由两类硬件构件构成:,节点和链路,8,2.1.1 结点,台式机、服务器、处理器、工作站、路由器、交换机,工作站体系结构示例,9,结论:作为一个网络结点,工作站是以其内存速度在运行,而不是以处理器的速度,节点的关键特征,任何给定机器的内存都是有限的 每个节点经过一个网络适配器连接到网络上 当CPU的速度变得更快时,内存速
3、度不会同样加快,10,2.1.2 链路,网络链路可在各种不同物理介质上实现,包括:1) 双绞线(如电话线)、2) 同轴电缆(如电视连线)、3) 光纤(用于高带宽、长距离链路的最普通的介质)4) 空间(用于无线电波、微波、及红外线电波传播的介质)。,11,物理介质是用于传输信号的。这些信号实际上是以光速传播的电磁波。(光速是介质相关的,电磁波在真空中通过铜线或光纤传播的速度大约是光速的2/3。),12,电磁波:f = c; (c=3108 m/s),13,一条链路就是用来传送电磁波信号的介质,包括传输二进制数据(1和0)。 二进制数据要用信号进行编码(encode)可以把它分成两层来考虑: 较低
4、层涉及到调制(modulation),即通过改变信号的频率、振幅或相位来影响信息的传输。 上层涉及到将二进制数据编码到 “高”信号和“低”信号上。,14,链路的另一个属性是在给定的时间内,在其上可编码多少比特流,如果是一个,则连接在连路上的结点必须共享访问链路 本书假设所有的点到点链路都是全双工的。,15,单工(Simplex)方式:通信双方设备中发送器与接收器分工明确,只能在由发送器向接收器的单一固定方向上传送数据。 采用单工通信的典型发送设备如早期计算机的读卡器,典型的接收设备如打印机。,单工(Simplex)方式,16,半双工(Half Duplex)方式:通信双方设备既是发送器,也是接
5、收器,两台设备可以相互传送数据,但某一时刻则只能向一个方向传送数据。 例如,步话机是半双工设备,因为在一个时刻只能有一方说话。,半双工(Half Duplex)方式,17,全双工(Full Duplex)方式,全双工(Full Duplex)方式:通信双方设备既是发送器,也是接收器,两台设备可以同时在两个方向上传送数据。 例如,电话是全双工设备,因为双方可同时说话。,18,本阶段问题:建造一个链路要考虑:1)该链路需要延伸多远;2)必须花多少钱;3)你是否懂得如何操作施工设备。,19,地理范围:在同一房间内、同一个建筑物内,或在同一个场所(例如一个校园),具体选什么样的电缆取决于在链路上传输数
6、据所采用的技术,常用的电缆(光缆)类型列在表2.1中。,1电 缆,20,电缆 典型的带宽 距离5类双绞线 10-100 Mbps 100m细同轴电缆 10-100 Mbps 200m 粗同轴电缆 10-100 Mbps 500m多模光纤 100 Mbps 2km单模光纤 100-2400 Mbps 40km,表2.1 可用于局部链路的普通电缆和光缆类型,21,同轴电缆,屏蔽性好,抗干扰强,多用于基带传输 同轴电缆分类 细缆:BNC接头T型连接器 粗缆:类似夹板的Tap安装 同轴电缆的特征阻抗 50(RG-8,RG-58) 75 (RG-59),22,光纤,多模光纤 许多不同入射角度的光线可在一
7、条光纤中传输,光线有多次反射。 单模光纤 当光纤的直径小到只有一个光的波长,光纤就像一根波导一样,光线在光纤内一直向前传播,不会产生多次反射。 常用光纤 8.3m芯,125m外层,单模/62.5m芯,125m外层,多模 50m芯,125m外层,多模/ 100m芯,140m外层,多模,23,为什么? 如何做! 表2.2给出可从电话公司租用的普通服务。,2租用线,24,服务 带宽 DS1 1.544Mbps DS3 44.736Mbps STS-1 51.840Mbps STS-3 155.520Mbps STS-12 622.080Mbps STS-24 1.244160Gbps STS-48
8、2.488320Gbps STS192 9.953280Gbps STS: Synchronous Transport Signal(电信号) OC: Optical Carrier(光信号),25,在任何情况下,无论链路是物理上的,还是通过电话网络的一个逻辑连接,在这样的链路上建立计算机网络的问题都是相同的 在后面的讨论中,可以认为每一条链路由单一电缆或光纤实现,26,表2.3 中列出了将住宅连接到一个已存在的网络上的典型服务。,3最后一公里链路,表2.3 可用来连接住宅的常见服务服务 带宽POTS 28.8 56 KbpsISDN 64 128 KbpsxDSL 16 Kbps 55.2
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