物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

第一章

物聯(lián)網(wǎng)定義（IOT）：物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)各種信息傳感設(shè)備及系統(tǒng)（傳感網(wǎng)、射頻識(shí)別系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等）、條碼與二維碼、全球定位系統(tǒng)，按約定的通信協(xié)議，將物與物、人與物、人與人連接起來(lái)，通過(guò)各種接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種信息網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)的基本屬性：①全面感知：利用RFID、傳感器、二維碼等智能感知設(shè)施，可隨時(shí)隨地感知、獲取物體的信息；②可靠傳輸：通過(guò)各種信息網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳送到目的地；③智能處理：利用數(shù)據(jù)融合及處理、云計(jì)算等各種計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的分布式數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、融合和處理，向用戶提供信息服務(wù)；④自動(dòng)控制：利用模糊識(shí)別等智能控制技術(shù)對(duì)物體實(shí)施智能化控制和利用。

物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)：物聯(lián)網(wǎng)自主體系結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)面、控制面、知識(shí)面和管理面4個(gè)面組成。數(shù)據(jù)面主要用于數(shù)據(jù)分組的傳送。控制面通過(guò)向數(shù)據(jù)面發(fā)送配置信息,優(yōu)化數(shù)據(jù)面的吞吐量，提高可靠性。知識(shí)面是最重要的一個(gè)面，它提供整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息的完整視圖,并且提煉成為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的知識(shí),用于指導(dǎo)控制面的適應(yīng)性控制。管理面用于協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)面、控制面和知識(shí)面的交互,提供物聯(lián)網(wǎng)的自主能力。??物聯(lián)網(wǎng)是以數(shù)據(jù)為中心的面向應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，主要完成信息感知、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)回傳，以及決策支持等功能。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基本組成：物聯(lián)網(wǎng)硬件平臺(tái)組成：1）感知節(jié)電2）末梢網(wǎng)絡(luò)3）核心承載網(wǎng)4）信息服務(wù)系統(tǒng)硬件設(shè)施??????物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)組成：1）數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)軟件2）物聯(lián)網(wǎng)中間件系統(tǒng)軟件3）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)4）物聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)：節(jié)點(diǎn)感知技術(shù)：1）電子標(biāo)簽2）新型傳感器3）智能化傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)技術(shù)

節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：1）傳感網(wǎng)技術(shù)（傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及底層協(xié)議、協(xié)同感知技術(shù)、對(duì)傳感網(wǎng)自身的監(jiān)測(cè)與自組織、傳感網(wǎng)安全、Zigbee技術(shù)）2）核心承載網(wǎng)通信技術(shù)3）互聯(lián)網(wǎng)技術(shù) ?數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)：1）數(shù)據(jù)融合與處理2）海量數(shù)據(jù)智能分析與控制

云計(jì)算

第二章

射頻識(shí)別定義：射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它利用射頻信號(hào)及其空間耦合的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止或移動(dòng)物品的自動(dòng)識(shí)別。

RFID技術(shù)的主要特點(diǎn)是通過(guò)電磁耦合方式來(lái)傳送識(shí)別信息，不受空間限制，可快速地進(jìn)行物體跟蹤和數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)的讀寫功能、電子標(biāo)簽的小型化和多樣化、耐環(huán)境性、可重復(fù)使用、穿透性、數(shù)據(jù)的記憶容量大、系統(tǒng)安全性。 ?

RFID是由邊沿系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，其中邊沿系統(tǒng)由應(yīng)答器（電子標(biāo)簽）、讀寫器和高層軟件系統(tǒng)組成。RFID軟件系統(tǒng)由前端軟件和后端軟件以及中間件組成。

第三章

傳感器定義：傳感器是一種能把特定的被測(cè)量信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件或裝置，以滿足信息的傳輸、處理、紀(jì)律、顯示和控制等要求。

傳感器是一種能夠感覺(jué)外界信息并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和變換電路三部分組成，有時(shí)還要加上輔助電源。

傳感器分類：按被測(cè)量分類:被測(cè)量的類型主要有：①機(jī)械量，如位移、力、速度、加速度等；②熱工量，如溫度、熱量、流量（速）、壓力（差）、液位等；③物性參量，如濃度、粘度、比重、酸堿度等；④狀態(tài)參量，如裂紋、缺陷、泄露、磨損等。

按傳感器的工作原理可分為電阻式、電感式、電容式、壓電式、光電式、磁電式、光纖、激光、超聲波等傳感器。

按信號(hào)變換特征分類1）結(jié)構(gòu)型：主要是通過(guò)傳感器結(jié)構(gòu)參量的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換。

2）物性型：利用敏感元件材料本身物理屬性的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的變換。

按能量關(guān)系分類1）能量轉(zhuǎn)換型：傳感器直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作。2）能量控制型：傳感器從外部獲得能量使其工作，由被測(cè)量的變化控制外部供給能量的變化。

根據(jù)傳感器對(duì)信號(hào)的檢測(cè)轉(zhuǎn)換過(guò)程，分為直接轉(zhuǎn)換型、間接轉(zhuǎn)換型

按測(cè)量原理分類：電阻式、電感式、電容式、壓電式、光電式、磁電、光纖、激光、超聲波等傳感器。

按工作原理分類：1）電學(xué)式傳感器（電阻式、電容式、電感式、磁電式及電渦流式）2）磁學(xué)式傳感器3）光電式傳感器4）電勢(shì)型傳感器5）電荷傳感器6）半導(dǎo)體傳感器7）諧振式傳感器8）電化學(xué)式傳感器

電阻式傳感器是一種把被測(cè)參量轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。常用的電阻式傳感器有電位器式、電阻應(yīng)變式、熱敏效應(yīng)式等類型的電阻傳感器。

壓電式傳感器是以具有壓電效應(yīng)的元件作為轉(zhuǎn)換元件的有源傳感器，它既可以把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，也可以把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。這樣的特性使其可用于跟力有關(guān)的物理量的測(cè)量，如力、壓力、加速度、機(jī)械沖擊和振動(dòng)等，也可用于超聲波的發(fā)射與接受裝置。

磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)量（如振動(dòng)、位移、速度等）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種傳感器，也稱為電磁感應(yīng)傳感器。

光纖傳感器（FOS）是基于光導(dǎo)纖維的新型傳感器。光纖技術(shù)主要用于光纖通信、直接信息交換、把待測(cè)的量和光纖內(nèi)的導(dǎo)光聯(lián)系起來(lái)，形成光纖傳感器。光纖傳感器目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于磁、聲、壓力、溫度、加速度、位移、液面、轉(zhuǎn)矩、光聲、電流和應(yīng)變等物理量的測(cè)量

傳感器發(fā)展趨勢(shì)：1）將采用系列高新技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)新型傳感器2）微型化與微功耗3）集成化與多功能化4）智能化5）數(shù)字化6）網(wǎng)絡(luò)化

傳感器的結(jié)構(gòu)形式：1）選擇固定信號(hào)方式的傳感器直接結(jié)構(gòu)2）選擇補(bǔ)償信號(hào)方式的傳感器補(bǔ)償結(jié)構(gòu)3）選擇差動(dòng)式信號(hào)方式的傳感器差動(dòng)結(jié)構(gòu)4）選擇平均信號(hào)方式的傳感器平均結(jié)構(gòu)5）選擇平衡信號(hào)方式的傳感器閉環(huán)結(jié)構(gòu)

第四章

無(wú)線通信定義：無(wú)線通信是利用電磁波信號(hào)在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。無(wú)線通信技術(shù)：1）數(shù)字化技術(shù)2）移動(dòng)性和個(gè)人花3）分區(qū)制、越區(qū)切換和頻率復(fù)用技術(shù)4）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信技術(shù)

無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)模型：1）移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)2）蜂窩網(wǎng)絡(luò)3）包括Zigbee、WiFi在內(nèi)的許多短距離無(wú)線通信網(wǎng)。

無(wú)線通信網(wǎng)分類：按照距離劃分為無(wú)線個(gè)域網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線城域網(wǎng)和無(wú)線廣域網(wǎng)

發(fā)展：移動(dòng)寬帶化、核心網(wǎng)絡(luò)綜合化，接入網(wǎng)絡(luò)多樣化、個(gè)人化和IP化。

常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：

IEEE802.15.4 無(wú)線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）RFID、ZigBee、藍(lán)牙、UWB

IEEE802.11 ?無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）WiFi

IEEE802.16 ?無(wú)線城域網(wǎng)（WMAN）WiMAX

IEEE802.20 ?無(wú)線廣域網(wǎng)（WWAN）3G、TD-SCDMA、GPS、GPRS、MBWA

三網(wǎng)融合：電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的相互滲透、相互兼容、并逐步整合成為統(tǒng)一的信息網(wǎng)絡(luò)。

ZigBee協(xié)議體系包含：網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用匯聚層和高層應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接，它獨(dú)立處理傳入數(shù)據(jù)請(qǐng)求、關(guān)聯(lián)、解除關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)，包含尋址、路由和安全等。網(wǎng)絡(luò)層包括邏輯鏈路控制子層。

應(yīng)用層包括應(yīng)用匯聚層、ZigBee設(shè)備配置和用戶應(yīng)用程序。應(yīng)用層提供高級(jí)協(xié)議管理功能。

高層應(yīng)用負(fù)責(zé)向用戶提供簡(jiǎn)單的應(yīng)用軟件接口（API），包括應(yīng)用子層支持（APS）ZigBee設(shè)備對(duì)象（ZDO）等，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用層設(shè)備的管理。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)特點(diǎn)：1）低功耗2）低成本3）時(shí)延短4）傳輸范圍小5）數(shù)據(jù)傳輸速率低6）數(shù)據(jù)傳輸可靠ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星狀（Star）、網(wǎng)狀（Mesh）、混合。

藍(lán)牙：工作頻率為2.4GHz，有效范圍半徑大約在10m，以約1Mb/s的速率互相傳遞數(shù)據(jù)。

藍(lán)牙技術(shù)體系結(jié)構(gòu)中協(xié)議分為底層協(xié)議、中間協(xié)議和選用協(xié)議

超寬帶技術(shù)：主要形式是超短基帶脈沖，寬度在0.1-20ns，脈沖間隔為2-5000ns，頻譜為50MHz-10GHz，頻帶大于100%中心頻率，典型點(diǎn)空比為0.1%

UWB特點(diǎn)：超寬頻帶和極低功率譜密度

UWB關(guān)鍵技術(shù)：1）沖信號(hào)產(chǎn)生2）信號(hào)的調(diào)制3）信號(hào)的接收

無(wú)線局域網(wǎng)的MAC協(xié)議中SIFS、PIFS和DIFS作用：為避免沖突、IEEE802.11規(guī)定3種不同幀間間隔（IFS）：SIFS：短IFS，典型值10μs；PIFS：點(diǎn)協(xié)調(diào)功能IFS，在PCF方式中輪詢時(shí)使用；DIFS：分布協(xié)調(diào)功能IFS，典型值50μs，主要用于DCF方式。

IEEE802.11MAC協(xié)議使用CSMA/CA，其基本思想：發(fā)送端激發(fā)接收端，使其發(fā)送一個(gè)短幀，接收端周圍的節(jié)點(diǎn)會(huì)偵聽到這個(gè)短幀，從而使得它們?cè)诮邮斩擞袛?shù)據(jù)幀到來(lái)期間不會(huì)發(fā)送自己的幀。

WLAN構(gòu)建組網(wǎng)模式：無(wú)固定基站、有固定基站傳輸介質(zhì)：紅外線IR、無(wú)線電波RF

Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)：一個(gè)獨(dú)立的自治系統(tǒng)或?qū)ヂ?lián)網(wǎng)的多跳無(wú)線擴(kuò)展。特點(diǎn)：無(wú)中心節(jié)點(diǎn)、自組織、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、多跳路由?/p>

第五章

傳感網(wǎng)定義：WSN 傳感網(wǎng)是由若干具有無(wú)線通信和計(jì)算能力的感知節(jié)點(diǎn)，以網(wǎng)絡(luò)為信息傳遞載體，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的全面感知而構(gòu)成的自組織分布式網(wǎng)絡(luò)。

傳感網(wǎng)是由大量部署在工作區(qū)域內(nèi)的、具有無(wú)線通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織方式構(gòu)成的，能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

美國(guó)軍方對(duì)傳感網(wǎng)的表述：傳感網(wǎng)是由若干具有無(wú)線通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)自組織構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。

ITU-T對(duì)傳感網(wǎng)給出的定義：泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)是由只能傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，以“任何地點(diǎn)、任何人、任何物”的形式被部署。

國(guó)家信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)對(duì)傳感網(wǎng)的定義：傳感器網(wǎng)絡(luò)是以對(duì)物理世界的數(shù)據(jù)采集和信息處理為主要任務(wù)，以網(wǎng)絡(luò)為信息傳遞載體，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人之間的信息交互，提供信息服務(wù)的智能網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。

傳感網(wǎng)包含有傳感器、感知對(duì)象和觀察者3個(gè)基本要素。

典型傳感網(wǎng)由分布式傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)、互聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程用戶管理節(jié)點(diǎn)組成。

傳感網(wǎng)特點(diǎn)：

傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目大，密度高，采用空間位置尋址。

傳感器節(jié)點(diǎn)的能量、計(jì)算能力和存儲(chǔ)容量有限。

傳感網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易變化具有自組織能力。

傳感網(wǎng)具有自動(dòng)管理和高度協(xié)作性。

傳感器節(jié)點(diǎn)具有數(shù)據(jù)融合能力。

傳感網(wǎng)是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)。

傳感網(wǎng)存在諸多安全威脅。

傳感網(wǎng)與現(xiàn)有無(wú)限網(wǎng)絡(luò)具有明顯區(qū)別。

傳感網(wǎng)與無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)相比，傳感網(wǎng)的業(yè)務(wù)量較小，而無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量較大，主要是互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)（包括多媒體業(yè)務(wù)）；傳感網(wǎng)移動(dòng)性較強(qiáng)，因而能源問(wèn)題是傳感網(wǎng)的主要問(wèn)題，而無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)是固定的，即使移動(dòng)，其移動(dòng)性也很小，所以可以直接由電網(wǎng)供電，其節(jié)點(diǎn)能量不受限制。

傳感網(wǎng)與傳統(tǒng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)區(qū)別：1）在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模方面，傳感網(wǎng)包含節(jié)點(diǎn)數(shù)量比Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)大幾個(gè)數(shù)量級(jí)；2）在分布密度方面，傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的分布密度很大；3）由于能量限制和環(huán)境因素，傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)易損壞、易出故障；4）由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)和損壞，傳感網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)頻繁變化；5）在通信方式方面，傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)主要使用廣播通信，而Ad Hoc節(jié)點(diǎn)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信；6)傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)能量、計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力受限；7）傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量多，節(jié)點(diǎn)沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)識(shí)；8）傳感網(wǎng)以數(shù)據(jù)為中心。

傳感網(wǎng)應(yīng)用

軍事應(yīng)用

通過(guò)飛機(jī)或炮彈直接將傳感器節(jié)點(diǎn)播到敵方陣地內(nèi)部，就能夠非常隱蔽且近距離準(zhǔn)確地搜集戰(zhàn)場(chǎng)信息，迅速獲取有利于作戰(zhàn)的信息。傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布，即使一部分被敵方破壞，剩余節(jié)點(diǎn)仍可自組織地形成網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)通過(guò)分析采集到的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的目標(biāo)定位，從而為火控和制導(dǎo)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。

環(huán)境觀測(cè)和預(yù)報(bào)系統(tǒng)

利用WSN監(jiān)測(cè)冰河的變化情況，目的在于通過(guò)分析冰河環(huán)境的變化來(lái)推斷地球氣候的變化。

傳感器網(wǎng)絡(luò)可用于監(jiān)視農(nóng)作物灌溉情況、土壤空氣情況、牲畜和家禽的環(huán)境狀況和大面積的地表監(jiān)測(cè)等， 可用于行星探測(cè)、氣象和地理研究、洪水監(jiān)測(cè)等，還可以通過(guò)跟蹤鳥類、小型動(dòng)物和昆蟲進(jìn)行種群復(fù)雜度的研究等。

????醫(yī)療系統(tǒng)和健康護(hù)理

監(jiān)測(cè)人體的各種生理數(shù)據(jù)，跟蹤和監(jiān)控醫(yī)院內(nèi)醫(yī)生和患者的行動(dòng)，醫(yī)院的藥物管理等。

在住院病人身上安裝特殊用途的傳感器節(jié)點(diǎn)，如心率和血壓監(jiān)測(cè)設(shè)備，醫(yī)生利用傳感器網(wǎng)絡(luò)就可以隨時(shí)了解被監(jiān)護(hù)病人的病情，發(fā)現(xiàn)異常能夠迅速搶救。

將傳感器節(jié)點(diǎn)按藥品種類分別放置，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)即可幫助辨認(rèn)所開的藥品，從而減少病人用錯(cuò)藥的可能性。

????智能家居

在家電和家具中嵌入傳感器節(jié)點(diǎn)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與Internet 連接在一起，將會(huì)為人們提供更加舒適、方便和更具人性化的智能家居環(huán)境。利用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可完成對(duì)家電的遠(yuǎn)程遙控，例如可以在回家之前半小時(shí)打開空調(diào)，這樣回家的時(shí)候就可以直接享受適合的室溫，也可以遙控電飯鍋、微波爐、電冰箱、電話機(jī)、電視機(jī)、錄像機(jī)、電腦等家電，按照自己的意愿完成相應(yīng)的煮飯、燒菜、查收電話留言、選擇錄制電視和電臺(tái)節(jié)目以及下載網(wǎng)上資料到電腦中等工作，也可以通過(guò)圖像傳感設(shè)備隨時(shí)監(jiān)控家庭安全情況

建筑物狀態(tài)監(jiān)控（structure health ?monitoring ，SHM ）

利用傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)監(jiān)控建筑物的安全狀態(tài)。由于建筑物不斷修補(bǔ)，可能會(huì)存在一些安全隱患。雖然地殼偶爾的小震動(dòng)可能不會(huì)帶來(lái)看得見的損壞，但是也許會(huì)在支柱上產(chǎn)生潛在的裂縫，這個(gè)裂縫可能會(huì)在下一次地震中導(dǎo)致建筑物倒塌。用傳統(tǒng)方法檢查，往往要將大樓關(guān)閉數(shù)月 。

空間探索

借助于航天器在外星體撒播一些傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，可以對(duì)星球表面進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)。此方式成本低、節(jié)點(diǎn)體積小，相互間可以通信，也可以和地面站進(jìn)行通信。

傳感網(wǎng)通信協(xié)議由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層組成。

物理層解決簡(jiǎn)單而又健壯的調(diào)制、發(fā)送、接受技術(shù)問(wèn)題，包括信道的區(qū)分和選擇，無(wú)線信號(hào)的檢測(cè)、調(diào)制/解調(diào)，信號(hào)的發(fā)送與接收。

數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)成幀、幀檢測(cè)、媒體訪問(wèn)和差錯(cuò)控制，主要任務(wù)是加強(qiáng)物理層傳輸原始比特的功能，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)顯現(xiàn)為一條無(wú)差錯(cuò)鏈路。

網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)路由的生成與選擇，包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、擁塞控制等。包括基于平面結(jié)構(gòu)的路由協(xié)議、基于地理位置的路由協(xié)議、分級(jí)結(jié)構(gòu)路由協(xié)議等。

傳輸層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流的傳輸控制。幫助維護(hù)傳感網(wǎng)應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)流，提供可靠的、開銷合理的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

應(yīng)用層協(xié)議基于檢測(cè)任務(wù)，包括節(jié)點(diǎn)部署、動(dòng)態(tài)管理、信息處理等，因此需開發(fā)和使用不同的應(yīng)用層軟件

傳感網(wǎng)管理技術(shù)

能量管理2）拓?fù)涔芾?）QoS服務(wù)支持4）網(wǎng)絡(luò)管理5）網(wǎng)絡(luò)安全6）移動(dòng)控制7）遠(yuǎn)程管理

傳感網(wǎng)應(yīng)用支撐技術(shù)

時(shí)間同步2）節(jié)點(diǎn)定位3）分布式協(xié)同應(yīng)用服務(wù)接口4）分布式網(wǎng)絡(luò)管理接口

傳感網(wǎng)形態(tài)和組網(wǎng)方式：集中式、分布式和混合式

傳感網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2、分級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.、混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4、Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

傳感網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議及功率控制2、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂?、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)4、時(shí)間同步技術(shù)5、定位技術(shù)6、數(shù)據(jù)融合與管理7、嵌入式操作系統(tǒng)

第六章

數(shù)據(jù)融合概念：利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)時(shí)序獲得的若干感知數(shù)據(jù)，在一定準(zhǔn)則下加以分析、綜合，以完成所需決策和評(píng)估任務(wù)而進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理過(guò)程?；灸繕?biāo)：通過(guò)融合方法對(duì)來(lái)自不同感知節(jié)點(diǎn)、模式、媒質(zhì)、時(shí)間、地點(diǎn)、表現(xiàn)形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，最終得到被感知對(duì)象精確、精練的一致性解釋與描述。

JDL給出的定義：數(shù)據(jù)融合是組合數(shù)據(jù)或信息以估計(jì)和預(yù)測(cè)實(shí)體狀態(tài)的過(guò)程。

Hall和Llinas給出的定義：利用多個(gè)傳感器的聯(lián)合數(shù)據(jù)以及關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的相關(guān)信息，來(lái)得到比單個(gè)傳感器更準(zhǔn)確、更詳細(xì)的推論。

Dasarathy的表述：數(shù)據(jù)融合是協(xié)同利用多源信息（傳感器、數(shù)據(jù)庫(kù)、人為獲取的信息）進(jìn)行決策和行動(dòng)的理論、技術(shù)和工具，旨在比僅利用單信息源或非協(xié)同利用部分多源信息獲得更精確和更穩(wěn)健的性能。

更簡(jiǎn)潔的表述：數(shù)據(jù)融合是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)時(shí)序獲得的若干感知數(shù)據(jù)，在一定準(zhǔn)則下加以分析、綜合，以完成所需決策和評(píng)估任務(wù)而進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理過(guò)程。

數(shù)據(jù)融合也可看成是將不同感知節(jié)點(diǎn)、不同模式、不同媒質(zhì)、不同時(shí)間、不同表示的數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，最后得到對(duì)被感知對(duì)象的更精準(zhǔn)描述。

數(shù)據(jù)融合研究主要內(nèi)容：1）數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)2）數(shù)據(jù)相關(guān)3）數(shù)據(jù)識(shí)別4）感知數(shù)據(jù)的不確定性5）不完整、不一致和虛假數(shù)據(jù)6）數(shù)據(jù)庫(kù)7）性能評(píng)估

作用：通過(guò)減少數(shù)據(jù)的傳輸量，可以起到節(jié)能并延長(zhǎng)傳感網(wǎng)生命周期的作用。

第七章

云計(jì)算定義：云計(jì)算是一種計(jì)算模式，它可以把IT資源、數(shù)據(jù)和應(yīng)用以服務(wù)的方式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供給用戶。

狹義的云計(jì)算指IT基礎(chǔ)設(shè)施（硬件、平臺(tái)、軟件）的教交付和使用模式，廣義的云計(jì)算指服務(wù)的交付和使用模式，即用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需要的IT基礎(chǔ)設(shè)施或服務(wù)。

Hewitt：云計(jì)算主要是將信息永久地存儲(chǔ)在云中的服務(wù)器上，在使用信息是只是在客戶端進(jìn)行緩存?？蛻舳丝梢允亲烂鏅C(jī)、筆記本、手持設(shè)備等。

Wang Li-zhe：云計(jì)算不僅能夠向用戶提供硬件服務(wù)、軟件服務(wù)、數(shù)據(jù)資源服務(wù)，而且還向用戶提供能夠配置的平臺(tái)服務(wù)。因用戶可以按需向計(jì)算平臺(tái)提交自己的硬件配置、軟件安裝、數(shù)據(jù)訪問(wèn)需求等。

Buyya：云計(jì)算是由一組內(nèi)部互連的虛擬機(jī)組成的并行和分布式計(jì)算系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠根據(jù)服務(wù)提供商和客戶之間協(xié)商好的服務(wù)等級(jí)協(xié)議動(dòng)態(tài)提供計(jì)算資源。

UC Berkeley：云分公共云（對(duì)公眾開放）和私有云（業(yè)務(wù)組織自己使用）。在公共云的基礎(chǔ)上，云計(jì)算系統(tǒng)是指終端用戶應(yīng)用軟件通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的形式由SaaS提供商交付，云提供商向SaaS提供商提供數(shù)據(jù)中心的硬件和軟件服務(wù)。

維基百科：云計(jì)算是一種動(dòng)態(tài)的、易擴(kuò)展、且通常是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬化的資源計(jì)算方式。其主要特點(diǎn)是能夠快速部署資源或獲得服務(wù)，能夠按需擴(kuò)展和使用，能夠按使用量付費(fèi)，并且通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)。

云計(jì)算基本特征：1）虛擬化2）高可靠性、可用性和擴(kuò)展性3）按需服務(wù)4）超大規(guī)模5）高性價(jià)比

云計(jì)算類型：公共云、私有云和混合云（公共云和私有云的混合）

云計(jì)算的挑戰(zhàn)：1）標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題2）數(shù)據(jù)安全性問(wèn)題3）產(chǎn)業(yè)鏈的成熟性問(wèn)題

云計(jì)算系統(tǒng)組成：1）云客戶端2）服務(wù)目錄3）管理系統(tǒng)和部署工具4）資源監(jiān)控5）服務(wù)器集群

云計(jì)算系統(tǒng)的服務(wù)層次1）硬件即服務(wù)2）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)3）平臺(tái)即服務(wù)4）軟件即服務(wù)5）云客戶端

云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)：1）訪問(wèn)端口2）服務(wù)管理3）虛擬化資源（關(guān)鍵技術(shù)：虛擬化技術(shù)，并行編程模式，分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理技術(shù)）4）物理資源及其管理技術(shù)（云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)，分布式資源管理技術(shù)，綠色節(jié)能技術(shù)）

比較成功的云計(jì)算應(yīng)用案例主要有Google的搜索、在線文檔Google Docs和基于Web的電子郵件系統(tǒng)Gmail；Microsoft的MSN、Windows Live、Hotmail和最新推出的必應(yīng)(Bing)搜索；Amazon的彈性計(jì)算云(EC2)和簡(jiǎn)單存儲(chǔ)服務(wù)(S3)業(yè)務(wù)。

第八章

物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則：實(shí)用性和先進(jìn)性、安全性、標(biāo)準(zhǔn)化、開放性和可擴(kuò)展性、可靠性與可用性。

物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的步驟：

1、用戶需求調(diào)查與分析（一般狀況調(diào)查、性能和功能需求調(diào)查、應(yīng)用和安全需求調(diào)查、成本/效益評(píng)估、書寫需求分析報(bào)告）

2、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)（確定網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和應(yīng)用范圍、統(tǒng)一建網(wǎng)模式、確定初步方案）

3、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)（確定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)規(guī)模、確定網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選型和配置、綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)、確定詳細(xì)方案）

4、用戶和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)（應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件的選擇、機(jī)房環(huán)境設(shè)計(jì)、確定系統(tǒng)集成詳細(xì)方案）

5、系統(tǒng)測(cè)試和試運(yùn)行

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成目的：用硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)各部分連接起來(lái)，不僅實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的物理連接，還要求能實(shí)現(xiàn)用戶的相應(yīng)應(yīng)用需求，也就是應(yīng)用方案。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成技術(shù)：劃分為兩個(gè)域：一個(gè)是接口域，即路由網(wǎng)關(guān)，另一個(gè)是物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)域。服務(wù)域的作用主要是為路由網(wǎng)關(guān)提供一個(gè)統(tǒng)一訪問(wèn)物聯(lián)網(wǎng)的界面，簡(jiǎn)化兩者的集成難度，更重要的是，通過(guò)服務(wù)界面能有效控制和提高物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量，保證兩者集成后的可用性。包括兩方面，一，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)；二，多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的中間件平臺(tái)技術(shù)。分為三種類型：軟件集成、硬件集成和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成主要內(nèi)容：1）物聯(lián)網(wǎng)軟硬件產(chǎn)品、技術(shù)集成2）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)集成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

第一章

終端節(jié)點(diǎn)：終端節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生或使用在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔?/p>

通訊節(jié)點(diǎn)：通訊節(jié)點(diǎn)傳輸信息但不產(chǎn)生或使用信息

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：是利用通訊設(shè)備和線路將分布在不同地理位置的，具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)，在功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）的控制下，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)資源共享，互操作和協(xié)同工作的系統(tǒng)！

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要解決的問(wèn)題：

??????1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)等硬件均要順利接通，可以正確的發(fā)送和接受數(shù)據(jù)信號(hào)

??????2 要保證通信鏈路上的所有節(jié)點(diǎn)都正確連通

??????3 要保證能夠在數(shù)據(jù)通信鏈路中找到一條最佳路徑，若某個(gè)節(jié)點(diǎn)堵塞了，必須能夠找到另外的通路

??????4 要保證數(shù)據(jù)信息能夠正確到達(dá)對(duì)方主機(jī)

??????5 要保證能夠找到接收端的通訊實(shí)體，如某種應(yīng)用程序

??????6 要保證通信雙方的數(shù)據(jù)格式一致或能夠互相理解

??????7 當(dāng)要求對(duì)方做什么事情時(shí)，要保證對(duì)方有能力做到

數(shù)據(jù)通信所涉及的內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，兼容性，接口，協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)互連參考模型及同步方式等

實(shí)體：是指能發(fā)送和接受信息的終端、應(yīng)用軟件和通信進(jìn)程等，對(duì)等實(shí)體通常是指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中處于相同層次的通信協(xié)議進(jìn)程。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：是由標(biāo)準(zhǔn)話組織和相關(guān)廠商參與制定的，計(jì)算機(jī)執(zhí)行的協(xié)議則是用某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫的程序代碼。 ????協(xié)議的三要素：語(yǔ)法 語(yǔ)義 時(shí)序！

語(yǔ)法：語(yǔ)法用于規(guī)定網(wǎng)絡(luò)中所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和控制信息的結(jié)構(gòu)組成或格式，如數(shù)據(jù)報(bào)文的格式。

語(yǔ)義：是指對(duì)構(gòu)成協(xié)議的協(xié)議元素含義的解釋。

時(shí)序：規(guī)定了事件的執(zhí)行順序。

數(shù)據(jù)傳輸設(shè)施是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，該傳輸介質(zhì)連接局部及地理位置分散的設(shè)備、結(jié)點(diǎn)和主機(jī)。

用來(lái)連接網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理介質(zhì)稱為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)?？煞譃闊o(wú)線和有線兩類。有線介質(zhì)包括雙絞線，同軸電纜，光線。無(wú)線介質(zhì)包括無(wú)線電波和紅外輻射等！

設(shè)備：用來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)中互聯(lián)的實(shí)體?？赡苁墙K端、打印機(jī)、計(jì)算機(jī)或特定網(wǎng)絡(luò)相關(guān)單元的硬件

結(jié)點(diǎn)：通信服務(wù)器、中繼器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器和其他各種具有特殊目的的設(shè)備統(tǒng)稱。

主機(jī)：運(yùn)行用戶程序的計(jì)算機(jī)

透明：在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)中，連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備可能沒(méi)有地址也不支持任何協(xié)議，但是他們監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的行為并通過(guò)設(shè)備本身的控制臺(tái)報(bào)告安全問(wèn)題。這種 類型的設(shè)備稱為透明設(shè)備。

局域網(wǎng)LAN：是指地理覆蓋范圍在幾米到幾千米以內(nèi)的計(jì)算機(jī)相互連接起來(lái)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

?特點(diǎn)1、局域網(wǎng)覆蓋范圍較小，一般覆蓋范圍在0.5m~10km之間。2、信道帶寬大，數(shù)據(jù)傳輸率高，一般在10~1000Mbit/s，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延小，誤碼率低，且易安裝，便于維護(hù)3、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般采用廣播式信道的總線、星狀和環(huán)狀結(jié)構(gòu)，容易實(shí)現(xiàn)。

城域網(wǎng)MAN：基本上是一種大型的LAN，通常使用與LAN相似的技術(shù)。城域網(wǎng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是分布式隊(duì)列雙總線（DQDB），DQDB由雙總線構(gòu)成，所有計(jì)算機(jī)都連接在上面。DQDB城域網(wǎng)中的兩條總線均有一個(gè)端點(diǎn)，這是一個(gè)啟動(dòng)傳輸活動(dòng)的設(shè)備。城域網(wǎng)的關(guān)鍵之處在于使用了廣播室傳輸介質(zhì)，說(shuō)有的計(jì)算機(jī)都連接在上面。

廣域網(wǎng)WAN：覆蓋范圍在50KM以上，往往遍布一個(gè)國(guó)家甚至世界，規(guī)模龐大而復(fù)雜
特點(diǎn)：1、廣域網(wǎng)包含運(yùn)行用戶程序的機(jī)器和通信子網(wǎng)兩部分。2、除了使用衛(wèi)星的廣域網(wǎng)之外，幾乎所有廣域網(wǎng)都采用了存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。3、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可能的結(jié)構(gòu)為星狀、樹狀、環(huán)狀和全互連。另外一種組建方式是衛(wèi)星或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)中間轉(zhuǎn)接點(diǎn)都通過(guò)天線接收、發(fā)送數(shù)據(jù)，所有中間站點(diǎn)都能接受來(lái)自衛(wèi)星的信息，能同時(shí)偵聽其他相鄰站點(diǎn)發(fā)往衛(wèi)星的信息。

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)NOS：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的心臟和靈魂，是向網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)提供數(shù)據(jù)通信和資源共享功能的操作系統(tǒng)。它運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)硬件之上，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供共享資源管理服務(wù)、基本通信服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全服務(wù)及其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)！

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要有Window類，Linux系統(tǒng),UNIX系統(tǒng)，NetWare類。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成：1、資源子網(wǎng)：主機(jī)、終端控制器和端系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)外設(shè) 2、通信子網(wǎng)“網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)、通信鏈路、信號(hào)變換設(shè)備

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)兩層含義。邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指各組成部分的邏輯關(guān)系，即信息如何讓流動(dòng)。物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指各組成部分的物理關(guān)系，即物理連接方式。

通信子網(wǎng)可以設(shè)計(jì)成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信和廣播通信。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的特點(diǎn)是一條線路連接一對(duì)節(jié)點(diǎn)。常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星狀、樹狀、和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。廣播信道的特點(diǎn)是只有一條供諸結(jié)點(diǎn)共享的通信信道。常見的有總線網(wǎng)絡(luò)和環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)。

構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)核心的基本方法有電路交換和分組交換。 ?

電路交換就是計(jì)算機(jī)終端之間通信時(shí)，一方發(fā)起呼叫，獨(dú)占一條物理線路。當(dāng)交換機(jī)完成連接，對(duì)方收到發(fā)起端的信號(hào)，對(duì)方即可進(jìn)行通信。在整個(gè)通信過(guò)程中雙方一直占用該電路。實(shí)現(xiàn)電路交換需要三個(gè)過(guò)程：1電路建立2數(shù)據(jù)傳輸3電路拆除。 ?

分組交換是源主機(jī)將長(zhǎng)報(bào)文劃分為較小的數(shù)據(jù)塊，成為分組，在每個(gè)分組的前面加上一個(gè)分組頭，用以指明該分組發(fā)往何地址，然后由分組交換機(jī)根據(jù)每個(gè)分組的地址標(biāo)志，將它們轉(zhuǎn)發(fā)至目的地；分組到達(dá)目的地后，目的端主機(jī)將分組頭去掉并將各數(shù)據(jù)字段按順序重新裝配成完整的報(bào)文。

報(bào)文是指能夠包含數(shù)據(jù)或可以執(zhí)行一種控制功能的文件。所謂報(bào)文交換就是以“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”機(jī)制在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)，即將用戶的報(bào)文存儲(chǔ)在交換機(jī)的存儲(chǔ)器中當(dāng)說(shuō)需要的輸出電路空閑時(shí)，再將報(bào)文發(fā)向接受交換機(jī)或終端。 有虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)兩大類。

數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)：將任何根據(jù)主機(jī)目的地址轉(zhuǎn)發(fā)分組的網(wǎng)絡(luò)

分組交換網(wǎng)絡(luò)的組成：分組交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)管理中心，遠(yuǎn)程集中器，分組拆裝設(shè)備，分組終端、非分組終端和傳輸線路等基本網(wǎng)絡(luò)元素。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成與發(fā)展 （了解）

影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展主要因素：1用戶的作用2技術(shù)的作用3標(biāo)準(zhǔn)的作用4政府的作用。

四大主流網(wǎng)絡(luò)體系：中科院、教育部、郵電部、電子工業(yè)部

第二章

數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種通信方式，是各類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)賴以建立的基礎(chǔ)。是指通過(guò)某種類型的傳輸介質(zhì)在兩地之間傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程。

電信：可以傳輸和處理任何類型的數(shù)據(jù)，包括模擬數(shù)據(jù)，如語(yǔ)音、無(wú)線電、電視和視頻及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)

消息：所謂消息，是指通信過(guò)程中傳輸?shù)木唧w原始對(duì)象，例如電話中的語(yǔ)音，電視圖像等。消息分為兩類，離散型和連續(xù)消息，都具有隨機(jī)性，接都可度量。

信息：信息可被理解為消息中包含有意義的內(nèi)容。消息出現(xiàn)的概率越小，消息中所包含的信息就越大。

數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是傳遞信息的實(shí)體，是用來(lái)描述任何物體、概念、形態(tài)且預(yù)先具有特定含義的數(shù)字字母和符號(hào)。

信號(hào)：是數(shù)據(jù)的物理量編碼，是消息的承載者。在通信中所使用的信號(hào)是電信號(hào)和光信號(hào)。

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要指標(biāo)：1碼元2數(shù)據(jù)傳輸速率3調(diào)制速率4可靠性5誤碼率6功能利用率7頻帶利用率8吞吐量。

一個(gè)基本的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)終端子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)組成。

通信系統(tǒng)分類: （1）傳輸信號(hào)特性分：模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)（2）傳輸介質(zhì)類型分：有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)（3）信息物理特性分：電話通信，數(shù)據(jù)通信和多媒體通信（4）信號(hào)調(diào)制方式分：基帶傳輸通信系統(tǒng)和多媒體通信系統(tǒng)（5）通信方式分：半工通信，全雙工通信，半雙工通信（6）傳送信號(hào)復(fù)用方式分：頻分復(fù)用，時(shí)分復(fù)用，碼分復(fù)用

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)果分層的必要性和好處：

??????1各層之間相對(duì)獨(dú)立1較強(qiáng)的獨(dú)立性和適應(yīng)性3結(jié)構(gòu)上可以分割，各層都可以采用最適合的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)4功能簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)5易于交流，能夠促使標(biāo)準(zhǔn)化工作。

服務(wù)：就是網(wǎng)絡(luò)中各層向其相鄰上層提供打的一組操作，是相鄰兩層之間的界面。由于網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)中的單向依賴關(guān)系，使網(wǎng)絡(luò)中相鄰層之間的界面也是單向性：下層是服務(wù)提供者，上層是服務(wù)用戶

A、?N層的服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（SAP）就是N+1層可以訪問(wèn)N層服務(wù)的接口，每一個(gè)SAP都有一個(gè)唯一地址

服務(wù)原語(yǔ)：是指用戶實(shí)體與服務(wù)提供者交互時(shí)所要交換的一些必要信息，以表明需要本地的或遠(yuǎn)端的對(duì)等實(shí)體做哪些事。

Request請(qǐng)求 用戶實(shí)體請(qǐng)求服務(wù)做某種工作。

Indication 指示 用戶實(shí)體被告知某件事發(fā)生。

Response 響應(yīng) 用戶實(shí)體對(duì)某件事的響應(yīng)。

Confirm 確認(rèn) 用戶實(shí)體收到關(guān)于它的請(qǐng)求的答復(fù)。

ISO/OSI-RM各層的主要功能（7層）

???物理層，第一層，產(chǎn)生并檢測(cè)電壓以便發(fā)送和接受攜帶數(shù)據(jù)的信號(hào)。

???數(shù)據(jù)鏈路層，控制網(wǎng)絡(luò)層和物理層之間的通信。負(fù)責(zé)在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)間的線路上，無(wú)差錯(cuò)的傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。

???網(wǎng)絡(luò)層，在開放系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供網(wǎng)絡(luò)對(duì)等層對(duì)等實(shí)體建立、維護(hù)、終止網(wǎng)絡(luò)連接的手段，并在網(wǎng)絡(luò)連接上交換網(wǎng)路協(xié)議數(shù)據(jù)單元，稱為分組。且還有網(wǎng)絡(luò)尋址功能。

???傳輸層，提供類似于數(shù)據(jù)鏈路層所提供的服務(wù)，確保數(shù)據(jù)在端到端之間可靠、順序、無(wú)差錯(cuò)地傳輸

???會(huì)話層，兩個(gè)進(jìn)程之間為交換面向進(jìn)程的信息而按一定規(guī)則建立起來(lái)的一個(gè)暫時(shí)聯(lián)系。

???表示層，主要解決用戶信息的語(yǔ)法表示問(wèn)題。

???應(yīng)用層，最高層，他確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)，為通信應(yīng)用程序提供服務(wù)，負(fù)責(zé)用戶信息和語(yǔ)義表示，并提供網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用軟件之間的接口服務(wù)。

TCP/IP 體系結(jié)構(gòu)?相對(duì)獨(dú)立的四層模型

???網(wǎng)絡(luò)接口層，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層，應(yīng)用層（60頁(yè)）

TCP/IP協(xié)議體系特點(diǎn)：1有兩大邊界，一個(gè)是地址邊界，一個(gè)是操作系統(tǒng)邊界

???????????????????????2無(wú)連接和面向連接服務(wù)的結(jié)合

???????????????????????3 包容性和對(duì)等性

ISO/OSI-RM和TCP/IP協(xié)議體系的區(qū)別：1 ISO/OSI-RM有服務(wù)、接口、協(xié)議的基本概念，但TCP/IP模型并不十分清晰的區(qū)分這些概念。2 相較于TCP/IP，ISO/OSI-RM中的協(xié)議具有更好的隱蔽性并更容易被替換，ISO/OSI-RM是在其協(xié)議開發(fā)之前設(shè)計(jì)出來(lái)的，這意味著ISO/OSI-RM并不是基于某個(gè)特定的協(xié)議集而設(shè)計(jì)的，所以更具有通用性。TCP/IP先有協(xié)議后有模型，所以在描述其他非TCP/IP網(wǎng)絡(luò)時(shí)用處不大。3 ?TCP/IP有四層，ISO/OSI-RM有七層。4使用ISO/OSI-RM可以很好的討論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但是OSI協(xié)議并為流行，但TCP/IP他的模型本身實(shí)際上并不存在，只是對(duì)現(xiàn)存協(xié)議的一個(gè)歸納和總結(jié)。而且TCP/IP協(xié)議與流行的UNIX操作系統(tǒng)密切結(jié)合。

標(biāo)準(zhǔn)就是一組規(guī)定的規(guī)則，條件或要求。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO），成立于1947年，是一個(gè)涉及范圍很廣的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)結(jié)構(gòu)，包括很多政府或民間標(biāo)準(zhǔn)研究機(jī)構(gòu)。

第三章

物理層是指在連接開放系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)上，為數(shù)據(jù)鏈路層提供傳輸比特流的一個(gè)物理連接，即構(gòu)造一個(gè)傳輸各種數(shù)據(jù)比特流的透明通信信道。

??ISO/OSI-RM對(duì)物理層的定義是，在物理信道實(shí)體之間合理安排的中間系統(tǒng)，為比特流傳輸所需物理連接的建立、維持和釋放提供機(jī)械性的、電氣性的、功能性的和規(guī)程性的手段。

物理層向數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù)：1物理連接的建立、維持和釋放2傳輸數(shù)據(jù)3物理層管理

物理層需要解決的問(wèn)題：1、傳輸介質(zhì)與接口的物理特性 2、比特的表示 3、數(shù)據(jù)速率 4、位同步 5、線路配置 6、物理拓?fù)?7、傳輸方式

快信息的數(shù)字話表示：常見的快信息是指包含文本、數(shù)字、符號(hào)和圖片等信息的文件。目前把字符轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼的信息編碼方案主要有國(guó)際基準(zhǔn)編碼（IRA），EBCDIC碼和國(guó)際2號(hào)碼（ITA2）。

流信息的數(shù)據(jù)話表示：語(yǔ)音，音樂(lè)和視頻信息表現(xiàn)為連續(xù)的信息流形式

模擬信息數(shù)字化的變化過(guò)程包括采樣、量化、編碼三個(gè)步驟。

信道：1、將傳輸介質(zhì)和完成各種形式的信號(hào)變換功能的設(shè)備都包含在內(nèi)統(tǒng)稱為廣義信道 2、僅指介質(zhì)本身稱為俠義信道。通常把信道看作以信號(hào)傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的信號(hào)通路。

信道分類：按傳輸介質(zhì)可分為有線信道和無(wú)線信道

??????????按信號(hào)類型可分為數(shù)字信道和模擬信道

信道容量是指通信系統(tǒng)的最大傳輸速率也就是指信道極限傳輸能力。

多路復(fù)用技術(shù)是為了充分利用信道容量以提高信道傳輸效率的

可分為：頻分多路復(fù)用，時(shí)分多路復(fù)用，波分多路復(fù)用和碼分多址訪問(wèn)。

????頻分多路復(fù)用是基于頻帶傳輸方式將信道的帶寬劃分為多個(gè)子信道，每個(gè)子信道為一個(gè)頻段然后非配給多個(gè)用戶。

????時(shí)分多路復(fù)用是將信道中用于傳輸?shù)臅r(shí)間劃分為若干個(gè)時(shí)隙，每個(gè)用戶分得一個(gè)時(shí)隙，在其占有的時(shí)隙內(nèi)，用戶使用通信信道的全部帶寬。

有線傳輸介質(zhì)和無(wú)線傳輸介質(zhì)：雙絞線、同軸電纜、光纖是常用的三種有線傳輸介質(zhì)。無(wú)線電波、微波、衛(wèi)星通信信道是常用的無(wú)線傳輸介質(zhì)。

數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸：可以并行傳輸，也可以串行傳輸?？梢酝絺鬏敚部梢援惒絺鬏?。從實(shí)現(xiàn)方法上看有基帶傳輸和頻帶傳輸。

基帶信號(hào)是指計(jì)算機(jī)等終端設(shè)備出來(lái)的基帶信號(hào)，不經(jīng)過(guò)任何頻率搬移而直接送到信道上傳輸?shù)囊环N方式。常見的基帶信號(hào)波形：?jiǎn)螛O性不歸零碼、單極性歸零碼、雙極性不歸零碼、雙極性歸零碼、差分碼、信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼、三階高密度雙極性碼、曼徹斯特碼

曼切斯特編碼：為了使接收端和發(fā)送端的時(shí)鐘保持同步，可以采用曼切斯特編碼方式。它采用自同步方法，任一跳變既可以作為時(shí)鐘信號(hào)，又可以作為數(shù)字信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)是克服了NRZ碼的不足，電平跳變可以產(chǎn)生收發(fā)雙方的同步信號(hào)，無(wú)需另發(fā)同步信號(hào)。

差分曼切斯特編碼是對(duì)曼切斯特編碼的改進(jìn)，每一碼元的中間雖然存在跳變，但它僅用于時(shí)鐘而不表示數(shù)據(jù)的取值。

頻帶傳輸是指數(shù)據(jù)信號(hào)在送入信道之前，對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)頻率搬移，隨后通過(guò)功率放大等環(huán)節(jié)后，再送入信道傳輸?shù)囊环N傳輸方式。信號(hào)調(diào)制方式：移幅鍵控 移頻鍵控 移向鍵控

差錯(cuò)控制：就是為了降低系統(tǒng)誤碼率而采取的一種編碼措施。

????差錯(cuò)控制的基本方式：檢錯(cuò)重傳方式，前向糾錯(cuò)方式，混合糾錯(cuò)方式。

數(shù)據(jù)通信方式：1、根據(jù)設(shè)備與設(shè)備之間數(shù)據(jù)流的配線分 a、并行傳輸：數(shù)字信號(hào)以成組的方式在多個(gè)并行信道上傳輸 b、串行傳輸：數(shù)據(jù)流的各個(gè)比特逐位依次在一條信道上傳輸

串行傳輸有異步和同步兩種方式。根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)在信道上傳輸方向和時(shí)間的關(guān)系分 ????????????????a、單工：信號(hào)只能沿一個(gè)方向傳輸 b、半雙工：信號(hào)可以雙向傳輸，但必須交替進(jìn)行 c、全雙工：信號(hào)可以同時(shí)雙向傳輸 ???????????????

數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞?/strong>：異步式、同步式

物理層接口?物理層協(xié)議規(guī)定了建立、維持及斷開物理信道所需要的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程的特性，作用是確保比特流能在物理信道上傳輸

??機(jī)械特性，規(guī)定了物理連接時(shí)對(duì)插頭和插座的幾何尺寸、插針或插孔芯數(shù)及排列方式、鎖定裝置形式等。

??電氣特性，規(guī)定了物理連接上導(dǎo)線的電氣連接及有關(guān)的電路特性。

??功能特性，規(guī)定了接口信號(hào)的來(lái)源、作用以及其他信號(hào)之間的關(guān)系。

??規(guī)程特性，規(guī)定了使用交換電路進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的控制步驟，這些控制步驟的應(yīng)用使得比特流傳輸?shù)靡酝瓿伞?/p>

第四章

數(shù)據(jù)鏈路層位于模型的第二層，位于物理層與網(wǎng)絡(luò)層之間，主要的一些功能：成幀，流量控制，差錯(cuò)控制，鏈路訪問(wèn)控制，物理尋址，鏈路管理等

鏈路：沿著通信路徑連接相鄰結(jié)點(diǎn)的通信信道。

物理鏈路：指一條無(wú)源的點(diǎn)到點(diǎn)的物理線路段，中間沒(méi)有任何其他交換結(jié)點(diǎn)。

數(shù)據(jù)鏈路又稱為邏輯鏈路，是指從發(fā)送結(jié)點(diǎn)到接受結(jié)點(diǎn)之間用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粭l邏輯通路。

.數(shù)據(jù)鏈路層存在的必要性：數(shù)據(jù)鏈路層克服了物理層的很多不足，如更好的減少噪聲干擾，識(shí)別和判斷并且補(bǔ)救數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中發(fā)生的變化，控制發(fā)送數(shù)率。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)之間的無(wú)差錯(cuò)傳輸。

數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能在物理層提供物理連接和透明傳輸比特流服務(wù)的基礎(chǔ)上，將物理層提供的不可靠的物理鏈路變?yōu)檫壿嬌蠠o(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路；向網(wǎng)絡(luò)提供一條透明的數(shù)據(jù)鏈路。

成幀：就是把比特流分割成離散的數(shù)據(jù)單元或塊。成幀方式：一是固定長(zhǎng)度幀成幀方法，二是可變長(zhǎng)度幀成幀方法。

通用成幀規(guī)程（GFP），是屬于ITU-T G.704的一個(gè)新成幀標(biāo)準(zhǔn)，它提供的成幀機(jī)制支持多種數(shù)據(jù)流量類型向SONET/SDH幀的直接映射，使得類似以太網(wǎng)和光纖信道的協(xié)議具有了在現(xiàn)有的可靠SONET/SDH基礎(chǔ)設(shè)施上遠(yuǎn)距離傳輸?shù)撵`活性。

????GFP幀由三個(gè)主要組件組成：核心頭、載荷頭、載荷區(qū)。

停止等待式ARQ協(xié)議：采用單工或半雙工方式的停止等待式ARQ協(xié)議是一種基本的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，其核心思想是，發(fā)送端每發(fā)送一幀數(shù)據(jù)信息后必須停止下來(lái)等待接收端反回了確認(rèn)信息后才能繼續(xù)操作下去。(127-131很重要，細(xì)看)

后退N幀式ARQ協(xié)議：若收到對(duì)其中某一幀的否認(rèn)幀或者當(dāng)發(fā)送端發(fā)送了N幀之后，發(fā)現(xiàn)該N幀的前一個(gè)幀在計(jì)時(shí)器超時(shí)后仍未返回其確認(rèn)信息，則該幀被判斷為確認(rèn)或丟失，此時(shí)發(fā)送端就不得不重新發(fā)送出錯(cuò)幀及其后的N幀。這種方法稱為后退N幀式ARQ.

選擇重傳式ARQ協(xié)議：為了進(jìn)一步提高信道利用率并減少重傳次數(shù)，另一種效率更高的策略適當(dāng)接收端發(fā)現(xiàn)某幀出錯(cuò)后，其后繼續(xù)送來(lái)正確幀，雖然不能立即遞交給接收端的高層，但接收端仍可接下來(lái)暫存在一個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)，同時(shí)要求發(fā)送端重新傳送出錯(cuò)的那一幀，一旦收到重新傳來(lái)的幀以后，就可以與員已存于緩存區(qū)中的其余幀一并按正確的順序遞交高層。這種方法稱為選擇重傳式ARQ協(xié)議。

HDLC是一種典型的面向比特的協(xié)議，而且是其他協(xié)議的基礎(chǔ)，使用比特填充來(lái)保證數(shù)據(jù)的透明性。特點(diǎn)：1、協(xié)議不依賴于任何一種字符編碼集2、數(shù)據(jù)報(bào)文可透明傳輸3、全雙工方式，有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率4、所有幀均采用CRC校驗(yàn)，傳輸可靠性高5、傳輸控制功能與處理功能分離，有較大的靈活性

??HDLC子集為SDLC,LAP,LAPB,LAPD,LAPF等。

??HDLC還定義了3種不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)鏈路站：主站，次站和組合站。 2種鏈路結(jié)構(gòu)：非平衡式鏈路和平衡式鏈路。 3種數(shù)據(jù)傳輸方式：正常響應(yīng)模式，異步響應(yīng)模式，異步平衡模式。

?HDLC的類型：信息幀（I），監(jiān)督幀（S0，無(wú)編號(hào)幀（U）。

SLIP：主要完成IP數(shù)據(jù)報(bào)的傳送，但沒(méi)有尋址、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、分組類型識(shí)別和數(shù)據(jù)壓縮等功能，只能傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)，對(duì)一些高層應(yīng)用不支持，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較簡(jiǎn)單。

PPP,是一個(gè)運(yùn)行于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路之上的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，而點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路是指一條連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的鏈路，鏈路的每一個(gè)端點(diǎn)有一個(gè)結(jié)點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)（網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)卡）作用：是局域網(wǎng)中提供各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)通信傳輸介質(zhì)相連的接口、負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間的信息傳遞

???每一個(gè)網(wǎng)卡在出廠時(shí)都被分配了一個(gè)全球唯一的地址標(biāo)志，該標(biāo)志被稱為網(wǎng)卡地址或物理地址。網(wǎng)卡地址由48bit長(zhǎng)度的二進(jìn)制數(shù)組成

?分類：1、按照網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不同可以分為以太網(wǎng)網(wǎng)卡、令牌環(huán)網(wǎng)卡、FDDI網(wǎng)卡等。2、按照總線類型可分為ISA總線網(wǎng)卡、EISA總線網(wǎng)卡、EISA總線網(wǎng)卡、PCI總線網(wǎng)卡等。3、按照網(wǎng)卡所支持的傳輸介質(zhì)，雙絞線網(wǎng)卡、粗纜網(wǎng)卡、細(xì)纜網(wǎng)卡、光纖網(wǎng)卡、無(wú)線網(wǎng)卡。

網(wǎng)橋（橋接器）是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的一種網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，它在局域網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)幀的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。功能：物理上擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)過(guò)濾、邏輯劃分網(wǎng)絡(luò)、幀格式轉(zhuǎn)換

交換機(jī)：工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，由網(wǎng)橋發(fā)展而來(lái)，是一種多端口的網(wǎng)橋。

原理：交換機(jī)擁有一條很高帶寬的內(nèi)部總線和內(nèi)部交換結(jié)構(gòu)。交換機(jī)的所有端口都掛接在這條內(nèi)部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)幀后，端口處理程序會(huì)直接查找端口號(hào)/物理地址映射關(guān)系的轉(zhuǎn)發(fā)表，以確定目的MAC地址的網(wǎng)卡掛接在哪個(gè)端口上，通過(guò)內(nèi)部交換機(jī)結(jié)構(gòu)迅速將數(shù)據(jù)幀傳送到目的端口。當(dāng)目的MAC地址不存在時(shí)，則將數(shù)據(jù)幀廣播到所有端口。接收端口響應(yīng)后，交換機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)新的地址，并把它加到轉(zhuǎn)發(fā)表中。包括：交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾、自自學(xué)（交換機(jī)重要特性是，轉(zhuǎn)發(fā)表是自動(dòng)、動(dòng)態(tài)、自主建立的。換句話說(shuō)，交換機(jī)是自學(xué)習(xí)的。）

類型：以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、幀中繼交換機(jī)、ATM交換機(jī)、令牌環(huán)交換機(jī)等。

??三種基本類型是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式交換機(jī)，直通式、混合式交換機(jī)。

作用：作為多端口的網(wǎng)橋，具備網(wǎng)橋所擁有的全部功能，如物理上擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，邏輯上劃分網(wǎng)絡(luò)等，而且，作為對(duì)網(wǎng)橋的改進(jìn)設(shè)備，交換機(jī)提供了許多新的功能，首先，交換機(jī)可以提供高密度的連接端口，其次，交換機(jī)由于采用基于交換背板的虛電路連接方式，可為每個(gè)端口提供更高的專用帶寬，而網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)流量較大時(shí)易形成瓶頸效應(yīng)。另外，交換機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是基于硬件實(shí)現(xiàn)的，所以較網(wǎng)橋采用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)也具有更高的交換性能。

第五章

5.1.1

1、局域網(wǎng)是一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，是一種在有限地理范圍內(nèi)將大量微型計(jì)算機(jī)及各種設(shè)備互連在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。

2、局域網(wǎng)的特點(diǎn)：1局域網(wǎng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信為目的，所連接的設(shè)備具有數(shù)據(jù)通信功能，能方便地共享外部設(shè)備、主機(jī)、軟件以及數(shù)據(jù)。2、連網(wǎng)范圍較小，通常限于一幢建筑物、一所校園或一個(gè)企業(yè)內(nèi)部。3、數(shù)據(jù)傳輸率高、誤碼率低。4、局域網(wǎng)協(xié)議中所用到的數(shù)據(jù)鏈路控制部分基于HDLC協(xié)議。5、易于安裝，配置和維護(hù)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉。

3、局域網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類為星狀網(wǎng)、環(huán)狀網(wǎng)、總線網(wǎng)以及樹狀網(wǎng)。

局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有1、星狀拓?fù)?/strong>（所有節(jié)點(diǎn)都連到中心節(jié)點(diǎn)采用集中式介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)容易、便于管理，可靠性瓶頸是中心節(jié)點(diǎn)）2、環(huán)狀拓?fù)?/strong>（各節(jié)點(diǎn)連接成一個(gè)封閉的圓環(huán)。采用分布式介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。優(yōu)點(diǎn)控制簡(jiǎn)單、信道利用率高、通信電纜長(zhǎng)度短、不存在數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題。缺點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)接口和傳輸線的要求較高，一旦接口發(fā)生故障可能導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不能正常工作）3、總線拓?fù)?/strong>（所有結(jié)點(diǎn)都直接連到共享信道上。采用兩種協(xié)議：傳統(tǒng)以太網(wǎng)使用的CSMA/CD，令牌傳遞總線網(wǎng)。采用分布式介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。優(yōu)點(diǎn)可靠性高、擴(kuò)充性能好、通信電纜長(zhǎng)度短、成本低。缺點(diǎn)若主干電纜某處發(fā)生故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將癱瘓；由于總線作為公共傳輸介質(zhì)為多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享，就有可能出現(xiàn)同一時(shí)刻有兩個(gè)或兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)通過(guò)總線發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，因此會(huì)出現(xiàn)“沖突”并造成傳輸失敗。）

4、局域網(wǎng)特性涉及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC）等三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

5、局域網(wǎng)組成從主機(jī)到局域網(wǎng)到路由器到Intener到Web服務(wù)器。圖P165

5．1.2

1、局域網(wǎng)物理層按物理層是否在同一個(gè)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)分為物理信令PLS（向MAC子層服務(wù)）和物理介質(zhì)連接件PMA（向PLS子層服務(wù)）兩個(gè)子層。將PMA與MDI合在一起稱為介質(zhì)相關(guān)單元。

局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層劃分為邏輯鏈路控制LLC和介質(zhì)訪問(wèn)控制MAC兩個(gè)子層。

MAC地址概念（也稱LAN地址或鏈路地址）是在局域網(wǎng)中，每個(gè)網(wǎng)卡都有一個(gè)唯一的物理地址?！驹跀?shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行處理】

MAC地址類型有1單播地址（I/G=0）2組播地址（I/G=1）3廣播地址（由全1的MAC地址表示）。目的地址才能使用廣播和組播。

邏輯鏈路控制子層LLC構(gòu)建于MAC數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)之上，提供四種服務(wù)類型1、LLC1，不確認(rèn)的無(wú)連接的服務(wù)2、LLC2 面向連接服務(wù)3、LLC3帶確認(rèn)的無(wú)連接服務(wù)4、LLC4所有上述類型的高速傳送服務(wù)。

LLC層中的數(shù)據(jù)單元稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU包含目標(biāo)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)DSAP地址字段、源服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SSAP地址字段、控制字段以及信息字段。

5.2介質(zhì)訪問(wèn)控制方法

介質(zhì)訪問(wèn)控制方法：1、競(jìng)爭(zhēng)：競(jìng)爭(zhēng)介質(zhì)訪問(wèn)控制方式一般用于總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。在競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備在它們想要發(fā)送時(shí)都能發(fā)送，如果兩個(gè)結(jié)點(diǎn)或多個(gè)結(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生沖突。這時(shí)發(fā)送的所有幀都會(huì)出錯(cuò)，每個(gè)發(fā)送結(jié)點(diǎn)必須有能力判斷沖突是否發(fā)生。如果發(fā)生沖突，則應(yīng)等待隨即時(shí)間間隔后重傳，以避免再次發(fā)生沖突。競(jìng)爭(zhēng)介質(zhì)訪問(wèn)控制方式典型協(xié)議是載波偵聽多址訪問(wèn)CSMA協(xié)議。2、令牌傳遞：令牌傳遞通常使用一個(gè)稱為令牌（Token）的比特控制信號(hào)控制與令牌環(huán)網(wǎng)連接的計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。（1）令牌環(huán)訪問(wèn)控制方式。令牌環(huán)的基本工作過(guò)程為：1）當(dāng)有一個(gè)節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送時(shí)，它必須等待空閑令牌的到來(lái)。當(dāng)該結(jié)點(diǎn)獲得空閑令牌之后，它將令牌標(biāo)志位由閑變忙，然后傳送數(shù)據(jù)幀。2）當(dāng)攜帶數(shù)據(jù)幀的令牌繼續(xù)環(huán)形時(shí)，后面的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都校驗(yàn)數(shù)據(jù)幀。3）目的結(jié)點(diǎn)辨認(rèn)出此數(shù)據(jù)幀，接收它，并在令牌上附加一個(gè)簽收信號(hào)，隨后令牌繼續(xù)環(huán)形。4）當(dāng)源結(jié)點(diǎn)收到簽收信號(hào)后，就解除令牌的忙狀態(tài)，改成空閑令牌，再將空閑令牌向它的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送，過(guò)程又重新開始。（2）令牌總線。令牌總線與CSMA方式一樣，采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不同的是網(wǎng)絡(luò)上各工作站按一定順序形成一個(gè)邏輯環(huán)。每個(gè)工作站在環(huán)中均有一個(gè)指定邏輯位置，末站的后站就是首戰(zhàn)，每站都了解其先行站和后繼站的地址，總線上各站的物理位置與邏輯位置無(wú)關(guān)。3、輪詢：輪詢是一種指定一個(gè)中心結(jié)點(diǎn)來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)權(quán)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方式。輪詢的特點(diǎn)是介質(zhì)訪問(wèn)控制權(quán)在時(shí)間上可預(yù)測(cè)，所以訪問(wèn)是確定的；可設(shè)定訪問(wèn)的優(yōu)先級(jí)；無(wú)沖突發(fā)生。

CSMA/CD協(xié)議：對(duì)CSMA協(xié)議作進(jìn)一步改進(jìn)，就出現(xiàn)了帶碰撞檢測(cè)的載波偵聽多址訪問(wèn)CSMA/CD協(xié)議。CSMA/CD采用了在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中邊發(fā)送邊偵聽的策略，即偵聽到信道空閑就發(fā)送數(shù)據(jù)，并繼續(xù)偵聽下去。一旦檢測(cè)到?jīng)_突，沖突雙方就立即停止本次幀的發(fā)送。

（1）?CSMA/CD協(xié)議的發(fā)送過(guò)程：1）發(fā)送結(jié)點(diǎn)偵聽總線，若總線忙，則推遲發(fā)送，繼續(xù)偵聽。2）發(fā)送結(jié)點(diǎn)偵聽總線，若總線空閑，則立即發(fā)送。3）開始發(fā)送信息后，一邊發(fā)送，一邊檢測(cè)總線是否有沖突產(chǎn)生。4）若檢測(cè)到有沖突發(fā)生，則立即停止發(fā)送，并隨即發(fā)送一強(qiáng)化沖突的32位長(zhǎng)的阻塞信號(hào)（JAM），以使所有的結(jié)點(diǎn)都能檢測(cè)到?jīng)_突。5）發(fā)送阻塞信號(hào)以后，為了減少再次沖突的概率，需要等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再回到上述第1）步重新發(fā)送。6）當(dāng)因產(chǎn)生沖突而發(fā)送失敗時(shí)，記錄重傳的次數(shù)，若重傳次數(shù)大于某一規(guī)定次數(shù)(如15次)時(shí)，則認(rèn)為可能是網(wǎng)絡(luò)故障而放棄發(fā)送，并向上層報(bào)告。

（2）?CSMA/CD協(xié)議的接收過(guò)程：CSMA/CD協(xié)議在接收發(fā)送站發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)幀時(shí)，首先檢測(cè)是否有信息到來(lái)，若有信息則置本結(jié)點(diǎn)載偵聽信號(hào)為“ON”，禁止發(fā)送任何信息，以免與發(fā)送來(lái)的幀產(chǎn)生沖突，為接收幀做好準(zhǔn)備。當(dāng)獲得幀前序字段的幀同步信息后，一邊接收幀一邊將接收到的信號(hào)進(jìn)行處理。對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理時(shí)，首先將前序和起始幀分界符SFD丟棄，處理目的地址字段，判斷該幀是否為發(fā)往本結(jié)點(diǎn)的信息。如果是發(fā)給本結(jié)點(diǎn)的信息，則將該幀的目的地址、源地址、數(shù)據(jù)字段的內(nèi)容存入本結(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)，等候處理。接收幀校驗(yàn)序列字段FCS后，對(duì)剛才存入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，若校驗(yàn)正確則將數(shù)據(jù)字段交高層處理，否則丟棄這些數(shù)據(jù)。

（3）?CSMA/CD協(xié)議的實(shí)現(xiàn)

（4）?1）載波偵聽過(guò)程?以太網(wǎng)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)在利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先要偵聽總線是不是空閑。2）沖突檢測(cè)方法?從物理層來(lái)看，所謂沖突是指總線上同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的發(fā)送信號(hào)，它們疊加后信號(hào)波形不等于任何結(jié)點(diǎn)輸出的信號(hào)波形。沖突檢測(cè)有比較法和編碼違例判決法兩種3）隨即延遲重傳?檢測(cè)到?jīng)_突之后，通信雙方都要各自延遲一段隨即時(shí)間實(shí)行退避，然后再繼續(xù)偵聽載波。

5.3以太網(wǎng)和IEEE802.3局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

以太網(wǎng)（Ethernet）是一種局域網(wǎng)協(xié)議。一個(gè)以太網(wǎng)就是連接與網(wǎng)有關(guān)的所有部件的網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)V2.0版即10Mbit/s標(biāo)準(zhǔn)（DIX標(biāo)準(zhǔn)）。太網(wǎng)V2.0和IEEE802.3局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的不同之處主要在于頭字段的定義。盡管人們也稱IEEE802.3為以太網(wǎng)，但以太網(wǎng)與IEEE802.3的MAC幀格式有所不同。IEEE802.3幀包括8個(gè)字段：先導(dǎo)字段（PR）、幀開始定界符（SFD）、目的地址（DA）、源地址（SA）、長(zhǎng)度計(jì)算字段（LEN）、數(shù)據(jù)字段（LLC PDU）、填充字段（Pad）和CRC校驗(yàn)和字段（FCS）。1）先導(dǎo)字段（PR）又稱為前導(dǎo)碼，包括7個(gè)相同的字節(jié)（56bit），每個(gè)字節(jié)（8bit）的比特模式是10101010序列。2）SFD?前導(dǎo)碼之后是由比特模式10101011構(gòu)成的幀首定界符SFD，定界符中兩個(gè)連續(xù)的1表明數(shù)據(jù)幀的開始。3）目的地址（DA）是接受節(jié)點(diǎn)MAC地址，長(zhǎng)度為6B。目的地址的第1位用來(lái)區(qū)分單播地址和用來(lái)向另一組用戶組播一個(gè)幀的組播地址。4）SA是發(fā)送節(jié)點(diǎn)的MAC地址，長(zhǎng)度也是6B（48bit）。5）LEN，2B的長(zhǎng)度字段表示后面恩歲的數(shù)據(jù)字段中的字節(jié)數(shù)。6）LCC PDU包含了十幾的用戶數(shù)據(jù)（也就是需傳輸?shù)男畔ⅲǎ矗禕～１５００B）7）Pad包含偽數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度小于46B時(shí)，它將數(shù)據(jù)字段填充到最小長(zhǎng)度46B，確保幀長(zhǎng)度總是不少于46B。8）FCS長(zhǎng)度為4B。它涵蓋了地址、長(zhǎng)度、信息和填充字段。每當(dāng)接受到一個(gè)幀，網(wǎng)卡需要檢查該幀的長(zhǎng)度是否接受，然后對(duì)接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC差錯(cuò)檢驗(yàn)。如果檢測(cè)到錯(cuò)誤，該幀被丟棄，而不傳送到網(wǎng)絡(luò)層。???以太網(wǎng)V2.0標(biāo)準(zhǔn)的幀格式包括前導(dǎo)碼、幀首界定符、目的地源地址、類型字段、數(shù)據(jù)字填充字段、FCS。它們的不同之處是一個(gè)位置與長(zhǎng)度字段相同的類型字段。判斷幀中的一個(gè)字段是長(zhǎng)度還是類型字段的方法是：該字段中的值大于幀的最大長(zhǎng)度（1518）,則表示類型；否則表示長(zhǎng)度。具體做法是以1536（0x0600）為界限。大于或等于0x0600認(rèn)為是以太網(wǎng)V2.0，按類型處理。

為了提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率1995年5月發(fā)布了IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)，把以太局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率從10Mbit/提高到100Mbit/s。有兩種100Mbit/s以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)即快速以太網(wǎng)LAN（IEEE802.3u）稱為100BaseT和100VG Any LAN（IEEE802.12）。

100BaseT采用星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并支持雙絞線和光纖。但與10BaseT不同的是，快速以太網(wǎng)有四個(gè)不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面的許多新規(guī)則。1）100BaseT4是為了利用3類音頻級(jí)布線而設(shè)計(jì)的，它使用4對(duì)雙絞線，3對(duì)用于同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，第4對(duì)用于沖突檢測(cè)時(shí)的接受信道，信號(hào)頻率為25MHz。最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100m。采用ANSI/TIA/EIA568布線標(biāo)準(zhǔn)。100BaseT4采用8B/6T編碼法。8B/6T編碼法是將8bit的數(shù)據(jù)塊映射到一個(gè)特殊的由6個(gè)符號(hào)組成的碼組中，然后把這些碼組通過(guò)3個(gè)輸出信道傳送出去。每個(gè)信道的有效數(shù)據(jù)傳輸速率是33Mbit/s,信號(hào)傳輸速率為25bit/s。2）100BaseT2采用2對(duì)音頻或數(shù)據(jù)級(jí)3、4或5類UTP電纜，一對(duì)用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對(duì)用于接收數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)全雙工操作。3）100BaseTX使用2對(duì)5類非屏蔽雙絞線。采用4B/5B編碼法。4B/5B編碼法是取4bit的數(shù)據(jù)映射到對(duì)應(yīng)的5bit中，再使用非歸零NRZ碼傳送。4）100BaseFX使用多模（62.5um或125um）或單模光纖，采用4B/5B編碼法。

千兆位以太網(wǎng)技術(shù)有IEEE802.3z和IEEE802.3ab兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3z千兆位以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet，GE，吉比特以太網(wǎng)），是一個(gè)關(guān)于光線和短程銅線的連接方案。IEEE802.3ab是關(guān)于5類雙絞線上較長(zhǎng)距離的連接方案。IEEE802.3z定義了基于光纖和短距離銅纜的1000BaseX，采用8B/10B編碼技術(shù)，信道傳輸頻率為1.25G bit/s，去耦后實(shí)現(xiàn)1000Mbit/s傳輸速率。支持一下三種千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：1）1000BaseSX（短波長(zhǎng)光纖）只支持多模光纖，2）1000BaseLX（長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖）支持多模光纖和單模光纖3）1000BaseCX（短距離銅線）采用150歐姆屏蔽雙絞線（STP），傳輸距離為25m。??IEEE802.3ab標(biāo)準(zhǔn)主要有一下兩點(diǎn)意義：1）保護(hù)用戶在5類UTP布線系統(tǒng)上的投資。2）1000BaseT是100BaseT的擴(kuò)展，與10BaseT、1000BaseT完全兼容。

千兆位以太網(wǎng)的特性：千兆位以太網(wǎng)仍然是以太網(wǎng)技術(shù)。在數(shù)據(jù)鏈路層，它仍采用與IEEE802.3以太網(wǎng)相同的幀格式、幀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，全/半雙工工作方式、流量控制模式以及布線標(biāo)準(zhǔn)。

5.4局域網(wǎng)擴(kuò)展技術(shù)

1、在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)需要的設(shè)備稱為中繼器(Repeater)；當(dāng)在MAC或數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)時(shí)，需要稱為網(wǎng)橋(Bridge)的設(shè)備；當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)局域網(wǎng)互連時(shí)，需要稱為路由器(Router)的設(shè)備。網(wǎng)橋是用于在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)的一種硬件設(shè)備，可連接具有不同物理層的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)MAC地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)幀，對(duì)于工作在上層的協(xié)議是透明的。

2、中繼器(Repeater)：中繼器亦譯為重傳器，是擴(kuò)展同一個(gè)局域網(wǎng)距離的設(shè)備。中繼器具有兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，主要功能是把通過(guò)傳輸介質(zhì)的電信號(hào)（比特流）由網(wǎng)絡(luò)的一段傳輸?shù)搅硪欢危⑦M(jìn)行補(bǔ)償整形、放大及轉(zhuǎn)發(fā)，延長(zhǎng)通信距離。中繼器的關(guān)鍵部件是再生放大器，并且轉(zhuǎn)發(fā)是雙向的，是一種可靠性很高的設(shè)備。由于傳輸信道中存在一定的電磁噪聲和干擾，電磁信號(hào)傳輸后變得越來(lái)越微弱，且信號(hào)會(huì)產(chǎn)生畸變，使用中繼器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)損傷數(shù)據(jù)信號(hào)的整形放大，使得信號(hào)繼續(xù)傳輸?shù)狡渌W(wǎng)段上。使用中繼器在物理層上擴(kuò)展的局域網(wǎng)，不管增加多大距離，該網(wǎng)絡(luò)在邏輯上和物理上仍是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)整體，并使用CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)。中繼器按其接口個(gè)數(shù)可分為雙口中繼器和多口中繼器。

3、集線器：集線器是端口大于兩個(gè)的中繼器，又稱集中器，也可看作是一個(gè)特殊的中繼器。把集線器作為一個(gè)中心結(jié)點(diǎn)，可用它連接多種傳輸介質(zhì)；也可以把總線網(wǎng)連接成星狀或樹狀網(wǎng)絡(luò)。集線器的基本功能是信息分發(fā)，它把一個(gè)端口接收的所有信號(hào)向所有端口分發(fā)出去。一些集線器在分發(fā)之前將弱信號(hào)重新生成，一些集線器整理信號(hào)的時(shí)序以提供所有端口間的同步數(shù)據(jù)通信。集線器的類型：集線器分無(wú)源集線器（Passive Hub）、有源集線器(Active Hub)和智能集線器(Intelligent Hub)。

4、交換機(jī)式局域網(wǎng)：在數(shù)據(jù)鏈路層上擴(kuò)展局域網(wǎng)，需要的設(shè)備主要有網(wǎng)橋、交換機(jī)。這種局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)：A一個(gè)網(wǎng)段上的幀有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)段，轉(zhuǎn)發(fā)速度會(huì)有所降低B擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被網(wǎng)橋/交換機(jī)隔離成多個(gè)沖突域C擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)仍是一個(gè)廣播域，不能隔離廣播幀D遠(yuǎn)程網(wǎng)橋可將局域網(wǎng)的范圍擴(kuò)展到幾十公里以上。網(wǎng)橋是用于在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)的一種硬件設(shè)備，可連接具有不同物理層的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)MAC地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)幀，對(duì)于工作在上層的協(xié)議是透明的。數(shù)據(jù)鏈路層交換機(jī)（簡(jiǎn)稱交換機(jī)），它與集線器這種物理層設(shè)備不同，是一個(gè)具有簡(jiǎn)化、低價(jià)、高性能和端口密集特點(diǎn)的交換產(chǎn)品。交換機(jī)的一個(gè)主要功能就是可以把使用不同以太網(wǎng)技術(shù)的以太網(wǎng)段結(jié)合起來(lái)。在網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)的作用：A交換機(jī)可以將原有的網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，能夠做到擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)有效傳輸距離，并支持更多的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)B使用交換機(jī)來(lái)劃分網(wǎng)絡(luò)還可以有效隔離網(wǎng)絡(luò)流量，減少網(wǎng)絡(luò)中的沖突，緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞。運(yùn)用交換機(jī)擴(kuò)展局域網(wǎng)的特點(diǎn)：A從總線局域網(wǎng)或集線器式局域網(wǎng)轉(zhuǎn)換成交換機(jī)式局域網(wǎng)，不需要對(duì)所接入設(shè)備的軟件和硬件做任何改動(dòng)B交換機(jī)的擴(kuò)充非常容易，通過(guò)增加集線器的容量，就可接入新的設(shè)備。地域范圍也不再受時(shí)間槽的限制C交換機(jī)一般都具有多種速率的端口，可以滿足各種不同類型用戶的需要。

5、虛擬局域網(wǎng)：虛擬局域網(wǎng)VLAN是一種通過(guò)將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地而不是物理地劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。特點(diǎn)：A利用VLAN技術(shù)，可以將由交換機(jī)連接成的物理網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)邏輯子網(wǎng)。B各站點(diǎn)可以分別屬于不同的虛擬局域網(wǎng)。C實(shí)現(xiàn)虛擬工作組，使不同地點(diǎn)的用戶就好像是在一個(gè)單獨(dú)的LAN上那樣通信。劃分虛擬局域網(wǎng)的原因：A抑制網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴B增加網(wǎng)絡(luò)安全性C便于集中管理與控制。劃分虛擬局域網(wǎng)的基本策略：A基于端口的虛擬局域網(wǎng)B基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)C基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)。

5.5無(wú)線局域網(wǎng)和IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)

無(wú)線局域網(wǎng)的定義：無(wú)線局域網(wǎng)是指以無(wú)線電波、激光、紅外線等無(wú)線傳輸介質(zhì)來(lái)代替有線局域網(wǎng)中的部分或全部傳輸介質(zhì)而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。

（1）無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合：1..多個(gè)普通局域網(wǎng)及計(jì)算機(jī)的互連。2.多個(gè)控制模塊（Contorl

Module,CM)通過(guò)有線局域網(wǎng)的互連，每個(gè)控制模塊又可支持一定數(shù)量的無(wú)線終端系統(tǒng)。3.具有多個(gè)局域網(wǎng)的大樓之間的無(wú)線連接。4.為具有無(wú)線網(wǎng)卡的便攜式計(jì)算機(jī)、掌上電腦、手機(jī)等提供移動(dòng)、無(wú)線接入功能。5..無(wú)中心服務(wù)器的某些便攜式計(jì)算機(jī)之間的無(wú)線通信。

（2）無(wú)線局域網(wǎng)采用的傳輸介質(zhì)是紅外線IR或無(wú)線電波（RF）。

（3）有線傳輸介質(zhì)與無(wú)線傳輸介質(zhì)的區(qū)別：1、遞減的信號(hào)強(qiáng)度。2、來(lái)自其他源的干擾。3、多路徑傳播。

（4）

WLAN有自組網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)兩種類型。

IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)定義了三種節(jié)點(diǎn)1.無(wú)轉(zhuǎn)移2..BSS轉(zhuǎn)移3.ESS轉(zhuǎn)移

IEEE 802.11定義了三種不同類型的幀：管理幀、控制幀和數(shù)據(jù)幀。管理幀用于站點(diǎn)與AP發(fā)生關(guān)聯(lián)或解關(guān)聯(lián)、定時(shí)和同步、身份驗(yàn)證以及解除認(rèn)證；控制幀用于在數(shù)據(jù)交換時(shí)的握手和確認(rèn)操作；數(shù)據(jù)幀用來(lái)傳送數(shù)據(jù)。

IEEE 802.11幀結(jié)構(gòu)：IEEE802.11幀控制字段、生命期字段、地址字段、序號(hào)控制字段、有效載荷字段、CRC字段

IEEE802.11幀控制字段：MAC頭部中的幀控制字段長(zhǎng)2B還包括11個(gè)字段。它規(guī)定了以下：1、協(xié)議版本2、類型字段3、子類型字段4、To Ds位5、From Ds位6、更多標(biāo)志位7、重試位8、功率管理位9、更多的數(shù)據(jù)為10、等效加密位11、Rsvd位。

數(shù)據(jù)幀的第二個(gè)字段是生命期，長(zhǎng)度為2B。

地址字段：MAC幀頭部包含了IEEE802標(biāo)準(zhǔn)格式的4個(gè)具有6字節(jié)的MAC地址域。前兩個(gè)地址域表明數(shù)據(jù)幀的源地址、目的地址。

序號(hào)控制字段的長(zhǎng)度為2B，其中4位用于指示每個(gè)分段的編號(hào)，12位用于表示序列號(hào)，因此可有4096個(gè)序列號(hào)。

有效載荷字段包含了幀控制字段中規(guī)定的類型和子類型的信息。允許最大長(zhǎng)度為2312B但通常小于1500B。

最后4B是CRC字段用于MAC頭部和有效載荷字段的循環(huán)冗余校驗(yàn)。

IEEE802.11的數(shù)據(jù)鏈路層由邏輯鏈路層LLC和介質(zhì)訪問(wèn)控制層MAC兩個(gè)子層構(gòu)成。

為什么無(wú)線局域網(wǎng)不用CSMA/CD技術(shù)？一是檢測(cè)沖突的能力需要首先有同時(shí)發(fā)送（自己的信號(hào)）和接收（用來(lái)確定是否有其他站點(diǎn)的傳送而干擾了自己的傳送）的能力，這樣才能實(shí)現(xiàn)沖突檢測(cè)。二是即便它有沖突檢測(cè)功能，并且在發(fā)送的時(shí)候沒(méi)有幀聽到?jīng)_突，由于存在隱藏終端等問(wèn)題，在接收端也還是會(huì)發(fā)生沖突。這表明沖突檢測(cè)對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)沒(méi)有什么作用。因此只能使用改進(jìn)的帶有沖突避免（Collision Avoidance)策略CSMA。

藍(lán)牙實(shí)際上是一種短距離無(wú)線通信技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無(wú)線連接為基礎(chǔ)，為固定設(shè)備與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境提供一個(gè)特殊連接的短程無(wú)線電技術(shù)。藍(lán)牙工作在全球通用的2.45G頻段。

藍(lán)牙協(xié)議棧包括：1..基帶協(xié)議。2.鏈路管理協(xié)議。?

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