文档介绍：第2章网络体系结构与网络协议
第2章网络体系结构与网络协议
本章学习要求：
⑴ 掌握网络体系结构的基本概念
⑵ 掌握物理层及物理层下面的传输媒体
⑶ 掌握数据交换技术
⑷ 了解数据通信的基础知识
⑸ 了解模拟传输与数字传输虑：
（1）奈奎斯特给出了无噪声情况下码元速率的极限值与信道带宽的关系为：
其中，H是信道能传输上、下限频率的差值，单位为赫兹(Hz)。
由此可以推导出奈奎斯特公式,C为最大数据传输速率：
数据通信的主要技术指标
（2）香农研究了受随机噪音干扰的信道情况，给出了计算信道容量的香农公式：
其中，是信噪比，S是信号功率，N是噪音功率。
数据通信的主要技术指标
例1 普通电话线的带宽约为3K,则其码元速率极限为：
6KBaud
例2 若每个码元可能取的离散值为16，则信道容量为：
C=2*3*lb16=24（kb/s）
例3 信噪比为30dB，带宽为3KHz的信道容量：
C=3K*lb（1+1000）=3k×log2（1001）
=3K* ≈30（kb/s）
数据通信的主要技术指标
信噪比S/N指信号中原有部分和由于设备自身、环境干扰等原因造成的噪声的比例。
信噪比的单位是dB，计算公式是：
S/N=10Lg（S/N）
其中S是信号电平，N是噪声电平。
信噪比越大，说明系统的噪声和信号的差距越大，系统的特性就越好。
30=10Lg(S/N) S/N=1030/10
无量纲S/N
信噪比S/N(dB)
数据通信的主要技术指标

误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标，它定义为二进制数据位传输时出错概率。
则误码率表示为：
要传输的二进制总位数
出错的位数
数据通信的主要技术指标
通信方式

在收发两个设备之间同时传输多位数据，就称为并行通信。
并行通信进行近距离传输时，其突出的优点是传输速度快，处理简单。
通信有两种基本方式：并行方式和串行方式。

串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线路上传输的。与并行传输相比，串行数据传输的速度要比并行传输速度慢得多。
串行数据传输时，先由具有8位总线的计算机内的发送设备，将8位并行数据经并/串转换器换成串行方式。

串行数据通信的方向性结构有三种：单工通信、半双工通信和全双工通信。
⑴ 单工通信
又称为单向通信。单工通信是数据信号仅从A端传送到B端，亦即信息流仅沿一个方向流动，发送端（发送设备）和接收端（接收设备）是固定的。
⑵ 半双工通信
又称为双向交替通信。半双工通信是数据可以从A端传送到B端，又可以由B端传送到A端，但不能在两个方向上同时传输。
⑶ 全双工通信
又称为双向同时通信。全双工通信要使用全双工信道，同一时刻能在两站间的两个方向传输数据信息。
全双工通信和半双工通信比较，全双工通信效率高，但它的结构复杂，成本也比较高。
网络协议的概念
：
为网络数据交换而制定的规则，约定与标准被称为网络协议（Protocol）。
：
⑴ 语法：是用户数据与控制信息的结构与格式。
⑵ 语义：是需要发出何种控制信息，以及要完成的动作与应做出的响应。
⑶ 时序：是对事件实现顺序控制的时间。
网络体系结构的基本概念
几个重要概念
⑴ 协议（Protocol），是一种通信规约。
⑵ 层次（Layer），是用于处理复杂问题而设置的结构和处理的方法。
⑶ 接口(Interface)，是同一个节点或节点内相邻层之间交换信息的连接点。
⑷ 体系结构，把网络层次结构模型与各层次协议的集合定义为计算机网络体系结构(Network Architecture)，简称体系结构。
网络体系结构的提出

⑴ 各层之间相互独立
⑵ 灵活性好
⑶ 各层都可采用最合适的技术来实现
⑷ 易于实现维护
⑸ 有利于促进标准化

1974年，IBM公司提出了世界上第一个网络体系结构，这就是系统网络体系结构。
OSI参考模型
OSI参考模型的基本概念

在计算机网络标准方面，起着很大作用的两大国际组