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第2章计算机网络低层协议论述2.1物理层本节主要内容2.1.1物理层的基本概念2.1.2物理层下的传输媒体2.1.3物理层协议举例【任务描述】在计算机网络组建、管理和维护工作中，需要直接与物理层打交道，例如：

双绞线网络线缆的制作与测试，连接头、连接插座、转换器等组件的使用，中继器、集线器等物理层设备的使用。为此，有必要理解物理层的功能、常见传输介质以及接口规范。••2.1.1物理层的基本概念物理层研究的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据的比特流，而不是指连接

计算机的具体物理设备或负责信号传输的具体传输媒体。物理层协议主要解决的是主机、工作站等数据终端设备与通信线路上的通信设备之间的接口问题。物理层直接与物理信道相连，数据传输单位称为比特。物理层的主要

功能是为物理上相互关联的通信双方提供物理连接（物理信道），并在物理连接上透明地传输比特流。提示：透明是指经实际电路传送后的比特流没有发生变化。••物理层定义了管理（建立、维护和拆除）物理链路的规范和协议；

同时定义了物理层接口通信的标准，包括机械的、电气的、功能的和规程的特性。物理层要实现4种特性的匹配。物理层的4个特性：机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列方式，定义接插及锁紧方式等。电气特性：指明在接口电缆的线路上出现的电压、电流等范围。功能特性：指明某条线上出现的某

一电平的电压信号表示何种意义，通信过程中完成何种功能。规程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序，是功能事件时序的描述。2.1.2物理层下的传输媒体1、双绞线（TwistedPair）双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线按一定

密度相互绞缠在一起形成的线对组成。把一对或多对双绞线放在一条导管中便成了双绞线电缆。双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速率等方面均受到一定限制，但价格较为低廉。（1）双绞线电缆的分类按照线缆是否屏蔽分为:①屏蔽双绞线（ShieldedTwistedP

air）②非屏蔽双绞线（UTP，UnshieldedTwistedPair）••按照电气特性分类分为3类、4类、5类、超5类、6类、7类等类型，数字越大，技术越先进，带宽越宽，价格越高。目前在计算机网络中

常用的是超5类或6类非屏蔽双绞线。不同类别的双绞线价格相差较大，应用范围也大不相同。••（2）连接器件双绞线电缆的连接器件包括电缆配线架、信息插座和接插软线等，用于端接或直接连接电缆，使电缆和连接器件组成一个完整的信息传输通道。

常用的连接器件有RJ-45插头（俗称水晶头）和信息插座RJ-45信息模块屏蔽RJ-45信息模块••TIA/EIA568A与568B标准双绞线与RJ-45接口线序••2、同轴电缆••同轴电缆的类型规格类型阻

抗信号描述RG-58/U细缆50基带固体实芯铜线RG-58/AU细缆50基带绞合线RG-59CATV75频带用于有线电视网RG-11粗缆50基带一般用于网络主干RG-6290基带用于ARCNET和IBM3270终端（1）同轴电缆的分类①电缆中心导体的芯越粗，信号传输距

离越远。根据中心导体的直径大小不同，分为：●粗缆：直径为1.27cm最，大传输距离500m（10Base-5），阻抗是75Ω。●细缆：直径为0.26cm，最大传输距离185m（10Base-2），阻抗是50Ω。••②同轴电缆的两种基本类型●基带同轴电缆：一般仅用来传输数据，不使

用Modem，与宽带同轴电缆相比要经济，适合距离较短、速率要求较低的局域网。外导体用铜做成网状，特性阻抗为50（型号为RG-8、RG-58等）。●宽带同轴电缆：传输速率较高，距离较远，成本较高。不仅能传输数据，

还可传输图像和语音信号，特性阻抗为75（如RG-59等）。••（2）同轴电缆的连接器①粗缆连接器粗缆通过收发器（Transceiver）与计算机连接。计算机通过一根电缆连接到收发器上，这根电缆称为连接单元接口（AUI，AttachmentUnitInterface）电缆。计算机网络接口卡（网卡

）和收发器件称为AUI连接器。••②细缆连接器细缆通过BNC连接器连接到每段电缆的两端，用于与其他细缆或BNCT型接头连接。BNC连接器由一根中心插针、一个外套和接头组成。BNCT型接头有3个接口，用于连接细缆的BNC连接器或网卡。T型底部的接口连接到计

算机的网卡上，另两边连接细缆的BNC接头。BNC连接器BNCT型接头••3、光缆光缆由光纤、加强芯、填充物等组成。光纤的全称为光导纤维，是一种能够传输光束并且细而柔软的通信介质，是由石英玻璃拉成细丝，由纤芯和包层构成的双层通信圆柱体。（1）光纤的组成与工作原理光纤由纤

芯、包层和涂覆层3部分组成••光纤中光的传输原理光纤中光的传输••（2）光纤的分类●多模光纤：存在一定入射角度范围的光线在一条光纤中传输。多模光纤的传输性能较差，带宽较窄，传输容量较小，常用于建筑物内干线子系统、水平子系统或建筑物之间的布

线。●单模光纤：光纤的直径减小到只能传输一种模式的光波，光纤像一个波导，使光线一直向前传播，不会有多次反射。单模光纤的传输频带宽，传输容量大，适用于大容量、长距离的光纤通信，常用于建筑物之间的布线

。单模光纤在色散、效率及传输距离等方面优于多模光纤。••（3）光纤通信系统光纤通信是一种光电混合式的通信结构。通信终端的电信号与光纤传输的光信号之间要进行光电转换。光电转换通过光电转换器完成。两根光纤组成一对（收、发）信号线。••（4）光纤通信的

主要特点：优点：1）传输频带宽，通信容量大2）传输衰减小，中继距离长3）抗电磁干扰，传输质量好4）体积小、重量轻、便于施工5）原材料丰富，节约有色金属，有利于环保缺点：光纤质地脆，机械强度低；光纤的

切断和接续需要一定的工具设备和技术，光缆的弯曲半径不能过小等等。••4、无线传输介质利用无线传输介质可以在自由空间中利用电磁波进行通信。常用无线通信方式有：红外传输：是以红外线的方式传递数据，可以很方便

地在办公室环境下实现无线方式连接，传输速度快，笔记本新机型所配的红外传输口的传输速度已加快到了4Mbps。工作频率范围：1012～1014Hz，局域网使用直接传输或间接传输两种类型出红外传输。存在传输距离短，只能直线

传输的缺点。激光通信：利用激光传输信息的通信方式。工作频率范围：1014～1015Hz。按传输媒介的不同，可分为大气激光通信和光纤通信。••微波通信：利用电磁波进行通信。工作频率范围：108～1012Hz。包括地面微波接力通信、卫星通信、对流层散射通信、空间通信及工作于微波频段的移动通信。只

能直线传播。卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电信号，在两个或多个地面站之间进行通信。其特点是：通信距离远；传播延迟较大；通信容量大；不受大气层骚动的影响，通信可靠。••2.1.3

物理层协议举例（1）EIARS-232C/V.24接口标准EIARS-232C是美国电子工业协会EIA（ElectronicIndustryAssociation)在1969年颁布的一种串行物理接口标准，其中，RS（Re

commendedStandard）的意思是推荐标准；232是标识号；后缀C是版本号，表示该推荐标准已被修改过的次数。RS-232C与ITU-T的V.24标准兼容，是一种非常实用的异步串行通信接口。RS-232C标准提供了一个利用公用电话网络作为传输介质并通过Mod

em将远程设备连接起来的技术规定。它定义了DTE和DCE之间的接口标准。••（1）机械特性机械特性又称物理特性，规定DTE和DCE之间的连接器形式，包括连接器的形状、几何尺寸、引线数目和排列方式、固定和锁定装置等。DTE连接的DCE设备多种多样，因而连接器的标准有多种。主要有DB-25和D

B-9两种针式插座现在所说的232通讯均默认为9针的接口。••（2）电气特性电气特性规定了DTE与DCE之间多条信号线的连接方式，发送器和接收器的电气参数及其他有关电路的特征，包括信号源的输出阻抗

、负载的输入阻抗、信号“1”和“0”的电压范围、传输速率、平衡特性和距离的限制等。电气特性决定了传输速率和传输距离。232信号的有效通讯距离是15m。负逻辑电平：用正负电压表示逻辑状态逻辑“0”的电平+5

V～+15V逻辑“1”的电平-15V～-5V••（3）功能特性功能特性规定接口信号具有的特定功能，即DTE和DCE之间各信号的信号含义。通常信号线可分4类：数据线、控制线、同步线和地线。引脚号信号名称缩写方向功能说明1保护地线PG机壳地2发送数据TXD→DCE终端发送串行

数据3接收数据RXD→DTE终端接收串行数据4请求发送RTS→DCEDTE请求DCE切换到发送状态5清除发送CTS→DTEDCE已经切换到发送状态6数据设备就绪DSR→DTEDCE已经准备好接收数据7信号地线GND信号地线8载波检测DCD→DTEDCE已检测到远程

载波20数据终端就绪DTR→DCEDTE已准备好，可以接收22振铃指示RI→DTEDCE通知DTE线路已接通FG：FrameGround连到机器的接地线TXD：TransmittedData数据输出线RXD：ReceivedData数据输入线RTS：RequesttoSend要求发送

数据CTS：CleartoSend回应对方发送的RTS的发送许可，告诉对方可以发送DSR：DataSetReady告知本机在待命状态DTR：DataTerminalReady告知数据终端处于待命状态

CD：CarrierDetect载波检出，用以确认是否收到Modem的载波SG：SignalGround信号线的接地线（严格的说是信号线的零标准线）••RS-232C信号功能与连接图9针RS-232针脚排列（4）规程特性规程特性规定DTE和ECE之间各接口信号线实现数据传输的操作过程，即

在物理连接的建立、维持和拆除时，DTE和DCE双方在各电路上的动作顺序以及维护测试操作等。只有符合相同特性标准的设备之间才能有效地进行物理连接的建立、维持和拆除。••RS-232零调制解调器连接示意图实际应用中，电子工程师在设计计算机与外围设备的通信时，通常在9针的基础再进行简化，只用其中的2

、3、5三个管脚进行通信。这三个管脚分别是接收线、发送线和地线，在一般情况下即可满足通讯的要求，计算机和外部通讯的接线方法：2、3两脚交叉互联，一个设备的发送线必须联接到另外一台设备的接收线上，5脚地线直连。••DTE-A向DTE-B发送数据的过程:当DTE-A要和DTE-B进

行通信时，DTE-A将DTR置有效，同时通过TXD向DCE-A发送电话号码信号。DCE-B将RI置为有效，通知DTE-B有呼叫信号到达。DTE-B将DTR置为有效。DCE-B接着产生载波信号，并将CTS置为有效，表

示已准备好接收数据。DCE-A检测到载波信号，将DCD及CTS置为有效，通知DTE-A通信电路已连接好；同时，DCE-A向DCE-B发送载波信号；DCE-B将CTS置为有效。••DTE-A若有发送的数据

，将DSR（RTS）置为有效。DCE-A作为回应信号，将RTS（CTS）信号置为有效。DTE-A通过TXD发送串行数据，DCE-A将数据通过通信线路发向DCE-B。DCE-B将收到的数据通过RXD传送给DTE-B。••RS-2

32标准的所有线路共用一根地线，是一种非平衡结构，可能在设备之间产生较多的干扰。2．RS-499接口标准：实际上由3个接口标准组成。相当于V.35。(1)RS-449规定了接口的机械特性、功能特性和过程特性，采用37根引脚的插

头座。(2)RS-423A采用非平衡传输方式（所有电路共用一个公共地），采用单端输出和差分输入电路(3)RS-422A采用平衡传输方式（所有电路没有公共地），即双端差分发送，双端差分接收，抗干扰能力大大加强。拓展：物理层设备与组件

1．物理层组件常见的物理层组件包括物理线缆、连接头、连接插座、转换器等。连接头和连接插座是配对使用的组件，作用是为网络线缆连接提供良好的端接。转换器用于不同接口或介质之间进行信号转换，例如DB-25到DB-9的转换器，光纤到非屏蔽双绞线的转换器等。2．常见物理层设备①中继器的功能

中继器主要负责在两个节点的物理层上按位传递信息，同时负责放大或再生局域网的信号，扩展网络连接距离，扩充工作站数目。②中继器的使用原则●用中继器连接的以太网不能形成环形网；●必须遵守MAC（介质访问控制）协议的定时特性。用中继器连接电缆的

段数是有限的。双绞线（10Base-T）以太网技术可归结为5-4-3-2-1规则：5：允许5个网段，每网段最大长度100米。4：在同一信道上允许连接4个中继器或集线器。3：在其中的三个网段上可以增加节点。2

：在另外两个网段上，除做中继器链路外，不能接任何节点。1：上述将组建一个大型的冲突域，最大站点数1024，网络直径达2500米。••（2）集线器（Hub）①集线器的功能●集线器在OSI7层模型中位于物理层，实质是一个中继器，同样必须遵守MAC（介质访问控制）协议的

定时特性，主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。●集线器是一个多端口的信号放大设备，可将接收到的数据信号进行整形放大，使衰减的信号再生到发送时的强度，转发到其他处于工作状态的端口上（广播）。以太网的每个时间片内只允许有一个节点

占用公用通信信道发送数据，所有端口共享带宽。●集线器只与它的上连设备（如上层集线器、交换机、路由器或服务器等）进行通信，同层的各端口之间不直接进行通信，而是通过上连设备再返回集线器将信息广播到所有端口

。••②集线器的分类●按集线器端口数分类：8口、12口、16口、24口、48口等。●按集线器提供带宽分类：10Mbit/s、10/100Mbit/s、100Mbit/s、10/100/1000Mbit/s。●按集线器适用的网络类型分类：以太网集线器、令牌环网集线器、FDDI集线

器、ATM集线器。●按集线器是否支持网络管理分类：非网管型集线器和网管型集线器。●按集线器扩展方式分类：可堆叠集线器、不可堆叠集线器。●按集线器的配置分类：独立型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器

。●按集线器供电方式分类：无源集线器和有源集线器。••③集线器的端口集线器通常提供3种类型的端口：RJ-45端口、BNC端口、AUI端口，以便连接不同类型电缆所构建的网络。●RJ-45端口可以直接连接计算机、网

络打印机等终端设备，也可以与其他交换机、集线器或路由器等设备进行连接。●BNC端口是与细同轴电缆连接的端口，一般通过BNC-T型接头进行连接。●AUI端口是与粗同轴电缆连接的端口。••应用与实践：双绞线网

线的制作与测试1．双绞线网线制作材料与工具（1）RJ-45接头（2）压线钳（3）打线钳（4）打线保护工具RJ-45接头普通RJ-45压线钳AMP专用压线钳110型单线打线工具打线保护装置110型4对打线工具2．双绞线制作标准与网线类型（1）T568-A与T568-B

标准①T568-A标准水晶头的8针（或称插针）与线对的分配。线序从左到右依次为：1-白绿（W-G）、2-绿（G）、3-白橙（W-O）、4-蓝（BL）、5-白蓝（W-BL）、6-橙（O）、7-白棕（W-BR）、8-棕（B

R）。4对双绞线对称电缆中，线对2接信息插座的3、6针，线对3接信息插座的1、2针。②T568-B标准水晶头的8针（或称插针）与线对的分配。线序从左到右依次为：1-白橙（W-O）、2-橙（O）、3-白绿（W-G）、4-蓝（B

L）、5-白蓝（W-BL）、6-绿（G）、7-白棕（W-BR）、8-棕（BR）。4对双绞线对称电缆中，线对2插入水晶头1、2针，线对3插入水晶头3、6针。T568-B标准接线••（2）判断线序将水晶头有塑料弹簧片的一面朝下，有金属片针脚的一面向上，而且

有金属片针脚的一端指向远离自己的方向，有方形孔的一端对着自己，此时，从左至右的引脚序号是1～8。••（3）网线的类型①直通线直通线接法使双绞线的两端芯线一一对应。如果按照T568-B标准制作，则网线两端线序如表3-1所示。一般情况下，连接两个不同类型的设备时采用直通线连接

，例如，计算机-集线器或计算机-交换机相连时采用直通线。端1白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕端2白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕••②交叉线交叉线接法（又称1362接法）采用1和3线对对接，2和6线对对接。如果按照T568-B标准制作，则网线两

端线序如表所示。交叉线连接主要用于连接同种设备，例如，集线器-集线器连接、交换机-交换机连接、服务器-集线器连接、服务器-交换机连接、两台计算机的直接连接等。端1白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕端2白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕

棕••③设备间连线主机路由器交换机MDIX交换机MDI集线器主机交叉交叉直通N/A直通路由器交叉交叉直通N/A直通交换机MDIX直通直通交叉直通交叉交换机MDIN/AN/A直通交叉直通集线器直通直通

交叉直通交叉•3．双绞线网线的制作（1）准备好5类双绞线、RJ-45插头（水晶头）和一把专用的压线钳。（2）用压线钳的剥线刀口将双绞线的外保护套管划开（注意不要将里面双绞线的绝缘层划破），刀口距双绞线的端头至少2cm。（3）将划开的外保护套管剥去（旋转

、向外抽），露出双绞线电缆中的4对双绞线。（4）按照EIA/TIAT568-B标准和导线颜色将导线按规定的序号排好。（5）将8根导线平坦整齐地平行排列，导线间不留空隙，准备用压线钳的剪线刀口将8根导线剪断。（6）剪断电缆线。

注意：一定要剪得很整齐。剥开的导线长度不可太短，可以先留长一些。不要剥开每根导线的绝缘外层。（7）将剪断的电缆线放入RJ-45插头试试长短（要插到底），电缆线的外保护层最后应能够在RJ-45插头内的凹陷处被压实。反复进行调整。（8）在确认一切都正确后（特别注意不要将导线的顺序

排列反），将RJ-45插头放入压线钳的压头槽内，准备最后的压实。（9）双手紧握压线钳的手柄，用力压紧。（10）完成双绞线网线的制作。步骤134．网线的测试测试时，将双绞线两端的水晶头分别插入主测试仪和远程测试端的RJ-45端口，将开关开至

“ON”（S为慢速挡），主机指示灯从1至8逐个顺序闪亮。2.2数据链路层本节主要内容2.2.1停止等待协议2.2.2连续ARQ协议2.2.3流量控制【任务描述】数据链路层是OSI参考模型的第二层，在物理层提供服务的基础上，向网络层提供服务；在相邻节

点之间建立链路，传送以帧为单位的数据信息，并且对传输中可能出现的差错进行检错和纠错，向网络层提供无差错的透明传输，为物理链路提供可靠的数据传输。相对高层而言，数据链路层的协议都比较成熟。数据链路层的有关协议是计算机网络中基本的部分，在

任何网络中都是必不可少的层次。为此，有必要理解数据链路层的功能、标准和主要协议。••链路（Link）：是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其它的结点。数据链路（DataLink）：除了物理线路外，还必须有通信协议（控制规程）来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和

软件加到链路上，就构成了数据链路。••数据链路控制规程的基本功能包括以下部分。（1）把用户（网络层）的数据组成帧，帧的开头和结尾都要有明确的标识。（2）控制帧的传输，包括帧同步、差错控制和流量控制；（3）两个网络实体间的数据链路的管理；（4）寻址：提供识别和寻

址一个特别发送端或接收端的手段，该发送端或接收端可能是多点连接的设备中的一个。••数据链路层的物理地址寻址如图所示。节点1的物理地址为A，若节点1要给节点4发送数据，那么在数据帧的头部要包含节点1和节点4的物理地址，在帧的尾部还有差错控制信息。••1．帧同步在数据链路层，数

据以帧为单位传送。帧的组织结构必须使接收端能够明确地从物理层收到的比特流中区分帧的起始与终止位，这是帧同步要解决的问题。当传输出现差错时，只将有错误的帧进行重传，不需要将全部数据都重传一次。每个帧除了要传送的数据外，还包括检验码，以使

接收端能发现传输中的差错。••常用的帧同步方法有如下4种。（1）字符计数法（2）带字符填充的首尾界符法（3）带位填充的首尾标志法（4）物理层编码违例法••2．差错控制功能差错是指接收端收到的数据与发送端实际发出的数据出现不一致的现象。差错控制最常用

的方法是检错重发。接收端通过对差错编码（如奇偶校验码）的检查，检测收到的帧在传输过程中是否发生差错，一旦发现差错，通知对方重新发送该帧。这要求接收端收完一帧后，向发送端反馈一个接收是否正确的信息，使发送端据此做出是否需要重新发送的决定。发送端仅当

收到正确的反馈信号后，才能认为该帧已经正确发送完毕；否则需要重发，直至正确为止。••3．流量控制功能流量控制的作用是控制相邻两节点之间数据链路上的信息流量，使发送端发送数据的能力不大于接收端接收数据的能力，使接收端在接收前有足够的缓冲存储空间接收每一个字符或帧。滑动窗口协

议是一种采用滑动窗口机制进行流量控制的方法。滑动窗口协议在提供流量控制机制的同时，还可以同时实现帧的确认和差错控制。••4．链路管理功能链路管理功能主要用于面向连接的服务。在链路两端的节点进行通信前，必须确认对方已处于就绪状态，并交换一些必要的信息对帧的序

号初始化，然后才能建立连接，在传输过程中还要维持该连接。如果出现差错，需要重新初始化，重新自动建立连接，传输完毕要释放连接。数据链路层连接的建立、维持和释放称作链路管理。••2.2.1停止等待协议网络两个结点数据链路层进行通信的模型理想链路：（

1）链路很可靠，数据不会出错，也不会丢失；实际：有噪声干扰，数据出差错；解决办法：发送方进行差错编码，接收方差错校验，采用自动重发请求差错控制方法。（2）发送方不管以多快的速率发送数据，接收方都能准确及时接收，不需要链路层协议就

可以保证数据传输的正确性。实际：收发双方不能保证协调工作。解决办法：采用链路层协议：停止等待协议••停止等待协议工作原理：••2.2.2连续ARQ协议连续ARQ协议工作原理2.2.3流量控制：滑动窗口机制2.3面向比特的链路控制规程（HDLC）本节主要内容2.3.1HDLC概述2

.3.2HDLC的帧结构2.3.1HDLC概述面向字符的链路控制协议面向字符就是说在链路上所传送的数据必须是由规定字符集（例如ASCII码）中的字符所组成的。同时在链路上传送的控制信息也必须由同一个字符集中的若干规定的控制字符构成。例如：BISYN

C。面向比特的链路控制协议面向比特的链路控制规程则采用带填充位的首尾标志将一组比特封装成帧，通过定义不同类型的帧格式，实现链路层的功能。例如：HDLC。HDLC是一种面向比特型的传输控制协议。HDLC支持全双工通信，采用位填充的成帧技术，以滑动窗口协议进行流量控制。最大特点是数据不

必是规定字符集，对任何一种比特流，均可以实现透明的传输。在链路上采用连续发送方式传输信息，发送一帧信息后，不用等待对方的应答即可发送下一帧，直到接收端发出请求重发某一信息帧时，才中断原来的发送。为满足不同应用

场合的需要，HDLC定义了3种类型的通信站，2种链路结构及3种数据响应方式。••（1）通信站类型①主站②从站③复合站（2）链路结构①不平衡链路结构②平衡链路结构不平衡链路结构平衡链路结构••（3）数据响应方式①正常响应方式NRM：用于不平衡链路结构。从站

只有在得到主站允许后，才能向主站传送数据。②异步响应模式ARM：用于不平衡链路结构。主站和从站可以随时相互传输数据帧。从站不需要等待主站允许即可发送数据帧。但是，主站仍然负责控制和链路管理。③异步平衡方式ABM：用于平衡链路结构。任何一个复

合站不必事先得到对方许可，即可开始传输过程。••HDLC的帧结构1．标志字段在一个帧的开头和结尾各放入一个特殊的标记，作为一个帧的边界。这个标志称为标志字段F。零比特填充法：2．地址字段8个比特。在使用非平衡方式传送数据时，地址字段总是写入从站的地

址。但在平衡方式时，地址字段总是填入应答站的地址。全1地址是广播方式，而全0地址是无效地址。3．信息字段用来填充要传输的数据信息4．帧校验帧校验序列（FCS）字段共占16个比特。它采用的生成多项式是CRC-CCITT。5．控制字段：链路的监视和控制（1）信息帧

（2）监督帧（3）无编号帧••第3～4比特帧名功能00RR接收准备就绪准备接收下一帧确认N（R）-1及以前的帧10RNR接收未准备就绪暂停接收下一帧确认N（R）-1及以前的帧01REJ拒绝从N（R）起的所有帧都被否认确认N（R）-1

及以前的帧11SREJ选择拒绝只否认序号为N（R）的帧确认N（R）-1及以前的帧4种监督帧的名称和功能无编号帧：可用于建立连接和拆除连接命令/响应M编码帧类型功能34678命令响应SNRM00001√置正常响应模式SARM/DM11

000√√置异步响应模式/拆线方式应答SABM11100√置异步平衡模式DISC/RD00010√√拆除链路/请求拆除SIM/RIM10000√√初始化/请求初始化RESET11001√复位UI00000√√允许数据超过规定长度FR

MR10001√√收到非定义帧UA00110√置模式与拆除链路命令的响应••按照HDLC协议，两个站点使用交换线路的通信，可以分为5个阶段：建立连接建立链路数据传输拆除链路拆除连接如果通信双方

采用专线连接，则不需建立连接和拆除连接。••2.4网络层本节主要内容2.4.1广域网的概念2.4.2网络层提供的服务2.4.3路由选择机制2.4.4路由选择的一般原理1．广域网的概念广域网（Wide

AreaNetwork，WAN）又称远程网，通常跨接很大的物理范围，覆盖的范围从几千米到几千千米，连接多个城市甚至国家或横跨几个洲，并能提供远距离通信。2.4.1广域网概述••OSI模型的7层结构2.4.2网络层提供的服务1．虚电路服务对于采用虚

电路服务的广域网，源节点与目的节点在通信前，必须先建立一条从源节点到目的节点的虚电路（即逻辑通路），然后通过该虚电路进行数据传送；数据传输结束时，释放该虚电路，如图所示。••2．数据报服务数据报服务方式中，交换机不必登记每条打开的虚电路，它们只需要用一张表来指明到

达所有可能的目的端交换机的输出线路。由于数据报服务中的每个报文都要单独寻址，因此，要求每个数据报包含完整的目的地址，如图所示。••数据报服务的特点是：主机只要想发送数据就随时可发送，每个分组独立地选择路由。这样，先发送出去的分组不一定先到达目的站主机，即数据的发送和接收顺序不一定一致

。所以，数据报提供的服务是不可靠的，它不能保证服务质量，而是一种“尽最大努力交付”的服务。虚电路服务的特点是：对网络用户来说，数据的发送和接收顺序是一致的。而且到达目的站的分组不会因网络出现拥塞而丢失（因为在结点交换机中预留了

缓冲区），因此虚电路对通信的服务质量（QualityofService，QoS）有比较好的保证。3.虚电路服务与数据报服务的选择①交换机内存空间与线路带宽的比较②虚电路建立时间和路由选择时间的比较③虚电路方式可

以实现拥塞避免，原因是建立虚电路时已经对资源进行了预先分配（如缓冲区）。数据报方式要实现拥塞控制就比较困难，原因是数据报方式中的交换机不存储广域网状态。④广域网内部使用的服务方式，与广域网提供给用户的服务相对应。虚电路服务提

供的是面向连接的服务，数据报服务提供的是无连接的服务。⑤在虚电路服务中，交换机保存了所有虚电路的信息，在一定程度上可以进行拥塞控制。但是，如果交换机由于故障丢失了所有路由信息，将导致经过该交换机的所有虚电路停止工作。与此相比，数据报方式中的交换机不存储网络

路由信息，交换机的故障只会影响到目前在该交换机排队等待传输的报文。从这点来说，数据报方式比虚电路方式更健壮。2.4.3路由选择机制广域网在给接入到网络的每一台计算机进行编址时，采用层次结构的编址方案。最简单的层次编址方案就是把一个地址分成前后两部分

。前一部分表示分组交换机，后一部分表示连接在分组交换机上的计算机。计算机的编址和网络层结点交换机的路由表交换机2中的路由表就可进一步简化目的站123••2.4.4路由选择的一般原理1．理想的路由算法（1）算法必须是正确的和完整的（2）算法在计算上应简单

（3）算法应能适应通信量和网络拓扑的变化（4）算法应具有稳定性（5）算法应是公平的（6）算法应是最佳的2．路由算法的分类（1）非自适应路由选择①固定路由算法②分散通信量法③洪泛法④随机走动法（2）自适应路由选择①分布式路由选择策略②集中式路由选择策略③混合式路

由选择策略2.5拥塞控制本节主要内容2.5.1拥塞控制的概念2.5.2拥塞控制的基本原理2.5.1拥塞控制的概念当（一部分）通信子网中有太多的分组时，其性能降低这种情况叫做拥塞。2.5.2拥塞控制的基本原理开环功能包括决定何时接受新的通信，

何时丢弃分组以及丢弃哪些分组，还包括在网络的不同点作计划表。所有这些的共同之处在于，它们在做出决定时并不考虑当前网络的状况。闭环监视系统，检测何时何地发生了拥塞。将此信息传送到可能采取行动的地方。调整系统操作以更正问题。