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数据通信原理

一.
1.发送时延=报文或分组长度(bit) / 信道带宽(b/s)
2.传播时延=信道长度(m) / 电磁波在信道上的传播速度(m/s)
电磁波在不同介质上传输速率不同
①在光纤传播速率是光速3×10^8m/s
②在铜线中传播速率为2.3×10^8m/s
③在电缆中传播速率为2×10^8m/s
④通过卫星传播时,传播时延为270ms
3.数据传输速率:又称比特率,单位是bps,表示单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数。设定码元传输速率为B,信息速率为R,公式为R=B×log2N其中,N为采用的进制数,码元种类。

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4.无噪声环境下B=2W—奈奎斯特定律
W=f2-f1(f2:信道最高频率;f1:信道最低频率)
R=B×log2N(B:码元速率Baud;W:带宽Hz;N码元种类,一般会受到调制技术的影响;R:数据速率b/s)。
5.有噪声环境下C=W×log2(1+S/N)—香农定理(W:带宽Hz;C:极限数据速率,S/N:信噪比,一般用db来表示,db=10×log10S/N)
二.
(1)线路交换:通信开始之前,一端呼叫,另一端应答后建立专用线路。通信期间独占线路,通信结束后拆除线路。优点是传输延迟小,没有信号冲突,独享线路。缺点是建立线路时间较长,线路独享会造成资源浪费,即便不传输数据,其他用户也不可使用。
(2)报文交换:发送方整个数据块称为报文。不需建立线路,发送报文时会加上目的地址,交换设备根据目的地址选择一条空闲的线路将报文发送出去,中间交换设备收到报文后首先先存储,再转发,所以报文交换使用的存储转发技术。优点是动态分配线路,线路共享,提高了资源利用率。缺点是报文交换对数据块的大小没有限制,传输大报文时,交换设备需要有大容量的磁盘进行缓存。
(3)分组交换:解决了交换报文的大小问题,把大报文分割成小数据单位,报文分组除数据信息外,还包括目的地址,分组编号,校验码等控制信息,每个分组可以按照不同路径转发,接收端根据分组编号重
组报文。由于每个报文自己选择传输路径,所以到达目时顺序没有规则,可能出现丢失,重复分组的情况。需要通过端对端协议解决。所以报文分组交换适用于距离短,节点不多,报文分组少的情况。分组交换分为数据报方式和虚电路方式。
①数据报:每个分组首部用完整的目标地址,交换设备通过转发表转发分组。
②虚电路:发送数据前,源目主机首先建立虚连接,建立虚连接阶段,中间的交换设备通过VC表来标识连接状态,将VCI(虚链路标识)添加到分组首部进行传送。VCI具有唯一性。虚电路按照业务划分可以分为交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)
(4)信元交换:ATM采用的交换方式,信息被分成信元来传递,按照虚电路的方式进行分组转发。
三.多路复用技术
(1)频分复用FDM:收音机、电视都使用频分复用技术。在发送端根据使不同信号分配到不同的频率段频率区间,频分复用是基于模拟信道的,如果需要传输数字信号,就必须把数字信号转换为模拟信号以后,再使用频段内的载波进行调制。
(2)时分复用TDM:把传输的数据在时间上分成不同的时隙进行传输。时间时隙固定,不可灵活分配。
(3)统计时分多路复用STDM:只有当节点有数据要传输时才分配资源,暂停发送数据时,不分配线路资源,本质上讲是异步时分复用,能动态地将时隙按需分配。
(4)波分复用WDM:不同波长的光线通过同一根光纤传播,根据不同的光波长,将信道划分为多个逻辑信道,使同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长的光信号。
(5)码分多路复用CDM:是指利用各路信号码型结构正交性而实现多路复用的通信方式,码分多路复用CDM又称码分多址(CDMA)。
四.
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四.
数据链路层分为LLC子层和MAC子层。
1.协议有HDLC,PPP,Ethernet,帧中继,异步传输模式(ATM)等协议。
2.MAC地址又称为以太网地址或物理地址,它是一个用来确认网络设备位置的地址。
3.MAC地址在计算机里是以二进制表示的。
4.MAC地址则是48位的(6个字节),如08:00:20:0A:8C:6D

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1.当类型字段值大于等于1536(十六进制的0x0600)时,帧使用的是Ethernet II格式;当类型字段值小于等于1500(十六进制的0x05DC)时,帧使用的是IEEE 802.3格式。
2.无论是哪种类型帧,发送数据帧时还需要加上7B前导码,1B定界符,和最小12B的帧间隔用于帧同步,帧定界与间隔。

IEEE 802.1:局域网标准概述、体系结构及网络互连、网络管理等
①IEEE 802.1d:生成树协议
②IEEE 802.1q:虚拟桥接局域网
③IEEE 802.1x:局域网安全认证等
IEEE 802.3:定义了CSMA/CD的总线介质访问控制方法和物理层规范。
IEEE 802.11:定义了无线局域网的MAC和物理层规范

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