《數(shù)據(jù)通信接》PPT課件

,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,第2章 數(shù)據(jù)通信接口與協(xié)議,主要內(nèi)容,2.1 接口,2.2 協(xié)議與標準,2.3 OSI體系結(jié)構(gòu),學習目標,了解計算機的各類數(shù)據(jù)通信接口,了解與通信相關(guān)的主要標準化組織,了解協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)和層間關(guān)系,了解PDU及其封裝和開銷的概念,掌握協(xié)議及其三要素、標準的概念和OSI參考模型的體系結(jié)構(gòu),了解OSI參考模型各層主要功能等,2.1 接口,數(shù)據(jù)通信接口（連接計算機與外部設(shè)備）,硬件接口,通信軟件接口,實現(xiàn)計算機或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間通信,網(wǎng)絡(luò)接口,2.1.1 硬件接口,定義：連接兩個設(shè)備（計算機）的媒介和接頭,具體來說，需要定義：,機械屬性（如尺寸大小、針腳排列和電纜類型等,）,電氣特性（如電壓高低、電流大小等）,功能屬性（如針腳的功能、交互過程等）,常用硬件接口,1、COM接口,COM,接口又叫串口，是計算機主要的外部接口之一,現(xiàn)在的,PC,一般有兩個串行口,COM 1,和,COM 2,通常,COM 1,使用的是,9,針,D,形連接器，也稱之為,RS-232,而,COM 2,使用的是老式的,DB25,針連接器,也稱之為,RS-,42,2,接口，這種接口目前已經(jīng)很少使用。,常用硬件接口,1、COM接口,COM,接口又叫串口，是計算機主要的外部接口之一,常用的9針串口：,串口數(shù)據(jù)傳輸速率：,標準型串口：,115Kbps,增強型串口（如,ESP,、,SuperESP,等）：,460Kbps,串口通信的應(yīng)用：,以前：串口鼠標、,MODEM,、手寫板等（現(xiàn)基本上被,USB,口取代,）,現(xiàn)在：在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，特別是設(shè)備控制方面有較多應(yīng)用,2、USB接口,連接電腦與移動存儲設(shè)備（如,U,盤等）及鼠標、鍵盤等外部設(shè)備的接口,是計算機上使用最廣泛的外設(shè)接口,USB接口：,USB1.1標準接口傳輸速率為12Mbps,USB2.0有高速、全速和低速三種工作速度，高速是480Mbit/s，全速是12Mbit/s，低速是1.5Mbit/s。,3、LAN接口,又叫以太網(wǎng)接口，負責計算機和局域網(wǎng)的連接,8針的RJ-45接口：,4、PS/2接口,俗稱“小口”，是鍵盤和鼠標的專用接口，是一種,6,針的圓形接口,傳輸速率比,COM,稍快，是,ATX,主板的標準接口，不支持熱插拔,PS/2,的鼠標鍵盤接口不能互換,5、VGA接口,（Video Graphics Array），也叫D-SUB接口。,顯示器專用接口,6、LPT接口,又稱并口，常用來連接打印機、掃描儀等，是相當重要的外部接口,想一想,計算機技術(shù)的發(fā)展非常快，現(xiàn)在計算機上有很多新的接口，你能說出其中幾個嗎？它們用在什么地方？,2.1.2 軟件接口,硬件接口在數(shù)據(jù)傳輸中會發(fā)生很多問題（如壞包、丟包、重復(fù)包、包序錯誤等），需要交換控制信息來解決上述問題,控制信息的交換還可以提供尋址功能,傳遞控制信息的方法：,1、在硬件接口中增加針腳,2、將控制信息和數(shù)據(jù)一起傳輸,控制信息和數(shù)據(jù)一起傳輸時，為了區(qū)分它們，設(shè)計了專門的通信軟件,軟件接口的定義：軟件間交換的數(shù)據(jù)和控制信息的格式和意義、處理過程和時序等,通信軟件中包含三種軟件接口：,與所在計算機中應(yīng)用程序的接口,與所在計算機中硬件接口間的接口,與通信對方計算機中通信軟件的接口,2.2 協(xié)議與標準,2.2.1 協(xié)議及其三要素,協(xié)議：通信雙方必須共同遵從的一組約定,例：通信語言的約定,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素：,（1）語法（syntax），就是控制信息和數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和格式，表示信號的電平等,（2）語義（semantics），就是信息的含義，包括控制信息和差錯控制等,（3）時序（timing），包括對事件實現(xiàn)順序的詳細說明和數(shù)據(jù)傳輸速率等,例：語法、語義和時序,2.2.2 標準與標準化組織,標準：多個設(shè)備相互通信需要的一種所有設(shè)備都共同遵循的語言,標準的制定：,（1）由國際標準組織或各國家的標準組織制定,（2）部分大的廠商自己制訂（事實上的標準（De facto標準）,通信領(lǐng)域的主要國際標準聯(lián)盟：,國際電信聯(lián)盟,（,International Telecommunication Union,，,ITU,）,因特網(wǎng)工程任務(wù)組,（,Internet Engineering Task Force,，,IETF,）,歐洲電信標準化協(xié)會（,European Telecommunications Standards Institute,，,ETSI,）,第三代移動通信標準化的伙伴項目（,The 3rd Generation Partnership Project,，,3GPP,和,The Third Generation Partnership Project 2,，,3GPP2,）,SS7,Q.931,TCP/IP,SIP,WCDMA/CDMA2000,國際標準化組織,（,International Organization for Standardization,，,ISO,）,國際電工委員會,（,International Engineering Consortium,，,IEC,）,萬維網(wǎng)聯(lián)盟（,World Wide Web Consortium,，,W3C,）,電子電氣工程師學會,（,Institute of Electrical and Electronics Engineers,，,IEEE,）,ISO9000,OSI,HTML/XML,負責電工/電子領(lǐng)域標準化工作,IEEE802,光互聯(lián)網(wǎng)論壇（,Optical Internetworking Form,，,OIF,）,電氣工業(yè)聯(lián)盟（,Electrical Industries Alliance,，簡稱,EIA,）,EIA232/EIA568,2.3 OSI體系結(jié)構(gòu),2.3.1 協(xié)議族與協(xié)議分層結(jié)構(gòu),協(xié)議設(shè)計者傾向于設(shè)計一起工作的一組協(xié)議，稱為協(xié)議族,在協(xié)議族中協(xié)議按層劃分，每層分別解決不同的子問題,兩個主體通過一個三層的分層協(xié)議通信的結(jié)構(gòu)：,分層結(jié)構(gòu)中層與層之間的兩種關(guān)系：,（1）上下層間的服務(wù)與被服務(wù)關(guān)系,（2）兩個通信主體同層間的虛擬鏈路關(guān)系,2.3.2 OSI參考模型,為了規(guī)范協(xié)議族的體系結(jié)構(gòu)，ISO/IEC（國際標準化組織和國際電工委員會）提出了ISO/IEC 7498，亦稱為X.200建議，這就是著名的,開放系統(tǒng)互連參考模型（Open System Interconnect Reference Model，簡稱OSI 參考模型）,異質(zhì)系統(tǒng)互聯(lián)的七層框架,1.物理層（Physical Layer）：實現(xiàn)實體間的信息的按位傳輸。,定義電壓、接口、線纜標準、傳輸距離等。,完成物理連接的建立維護釋放以及數(shù)據(jù)的傳輸服務(wù)。,2.數(shù)據(jù)鏈路層（DataLink Layer）：實現(xiàn)實體間數(shù)據(jù)的可靠傳送,將傳輸數(shù)據(jù)增加的同步信息、校驗信息及地址信息,封裝成數(shù)據(jù)幀（位組）。,差錯檢測與控制。,數(shù)據(jù)流量控制。,自動請求重發(fā)（ARQ）,接收方利用檢錯碼檢測出差錯，設(shè)法通過反饋信道,通知發(fā)送方重發(fā)數(shù)據(jù)信息的方法。,完全重傳,確認數(shù)據(jù)包A,錯誤數(shù)據(jù)包,A,數(shù)據(jù)包,A,數(shù)據(jù)包,A,數(shù)據(jù)包,A,丟棄,要求重傳,數(shù)據(jù)包,B,發(fā)送,接收,效率低,時延長,差錯檢測與控制,前向糾錯（FEC）,接收方自動檢測出差錯，確診定位，并自動糾正錯誤。,信源,糾錯碼,編碼器,發(fā)送機,信 道,發(fā)送機,糾錯碼,譯碼器,信宿,噪聲源,3.網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）：,提供路由，也就是為信息包在網(wǎng)絡(luò)中的傳送選擇一條最佳路徑。,4.傳輸層（Transport Layer）：,通過實體間建立端對端的連接，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可,靠傳輸。,5.,會話層（,Session Layer,）：,用于建立、管理和終止兩個應(yīng)用系統(tǒng)間的對話。,6.表示層（Presentation Layer）：,提供格式化的表示和轉(zhuǎn) 換數(shù)據(jù)服務(wù)。,7.應(yīng)用層（Application Layer）：,為用戶應(yīng)用軟件提供使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件的接口.,數(shù)據(jù),應(yīng)用層頭部,數(shù)據(jù),表示層頭部,數(shù)據(jù),會話層頭部,數(shù)據(jù),傳輸層頭部,數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)層頭部,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)鏈路層頭部,應(yīng)用層,表示層,會話層,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,應(yīng)用層,表示層,會話層,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,數(shù)據(jù)封裝與解封裝,數(shù)據(jù),E-mail 信息,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)封裝示例,段 頭部,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),E-mail 信息,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)段,數(shù)據(jù)封裝示例,段 頭部,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),包 頭部,段 頭部,數(shù)據(jù),E-mail 信息,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)段,數(shù)據(jù)包,數(shù)據(jù)封裝示例,包 頭部,段 頭部,幀 尾,數(shù)據(jù),段 頭部,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),幀 頭部,包 頭部,段 頭部,數(shù)據(jù),E-mail 信息,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)段,數(shù)據(jù)包,數(shù)據(jù)幀,(取決于不同傳輸介質(zhì)),數(shù)據(jù)封裝示例,包 頭部,段 頭部,幀 尾,數(shù)據(jù),段 頭部,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),幀 頭部,包 頭部,段 頭部,數(shù)據(jù),E-mail 信息,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),段,數(shù)據(jù)幀,(取決于不同的傳輸介質(zhì)),比特流,數(shù)據(jù),包,數(shù)據(jù)封裝示例,