数据通信基础 (请内部传阅，也是网工考试要点)

(3)光纤上的多路复用：SONET同步光纤网 SDH同步数字系列 一般可认为 SDH 与 SONET 是同义词。

? SONET中：第 1 级同步传送信号 STS-1 (Synchronous Transport Signal)的传输速率是 51.84 Mb/s。光信号则称为第 1 级

光载波 OC-1，OC 表示Optical Carrier。

? SDH 的基本速率为 155.52 Mb/s，称为第 1 级同步传递模块 (Synchronous Transfer Module)，即 STM-1，相当于 SONET 体

系中的 OC-3 速率。

四 通信方式和交换方式

1 通信方式：单工，半双工，全双工 2 传输方式：

（1）异步传输：在字符前插入起始位0，字符末尾插入停止位1，以便接收方确认开始和终止。 1 7 1 1 0 开销：20％－30％

（2）同步传输：发送数据块之前先发一段同步字符SYNC，告诉接收方同步信息，例如：SYNC=“01111110”，接收方若连续收到2个SYNC，则进入同步状态，双方就会以相同频率工作，直到遇到结束字符，结束字符也是SYNC。在传输大段数据时，其传输效率比异步传输要高。 3 交换方式：

（1）电路交换：和打电话一样，需要经过建立连接，保持连接和释放连接三个阶段，且连接保持时不可以有其他信号共用信道。他的 6

数据 校验 1

效率可以很高也可以很低。

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（2）报文交换：把要传输的数据称为报文，报文中指明目的地的地址，由交换节点负责寻找路径转发出去，要求节点有较大的缓存空间，优点是：不使用专用信道，健壮性好 缺点：时延比较大。

（3）分组交换：把要传输的数据切割成固定长度的分组，该分组比报文要短，具有更高的灵活性，对交换节点缓存的要求不是很大，时延比报文交换的小，健壮性更好。 分组交换分为2大类：数据报和虚电路

※数据报：每分组独立选择路径，到达目的要重新排序。

?交换网把进网的任一个分组都当作单独的“小报文”来处理，被称为数据报(datagram)。

※虚电路

?两个用户的终端设备在开始互相发送和接收数据之前需要通过通信网络建立逻辑上的连接，—旦这种连接建立，直至用户不需要发送和接收数据时清除这种连接

?所有分组都必须沿着事先建立的虚电路传输，存在一个虚呼叫建立阶段和拆除阶段(清除阶段)

虚电路与数据报方式的比较:

1）在传输方式上，虚电路服务在源、目的主机通信之前，应先建立一条虚电路，然后才能进行通信，通信结束应将虚电路拆除。而数据报服务，网络层从运输层接收报文，将其装上报头（源、目的地址等信息）后，作为一个独立的信息单位传送，不需建立和释放连接，目标结点收到数据后也不需发送确认，因而是一种开销较小的通信方式。但发方不能确切地知道对方是否准备好接收，是否正在忙碌，因而数据报服务的可靠性不是很高。

2）关于IP地址：虚电路服务仅在源主机发出呼叫分组中需要填上源和目的主机的IP地址，在数据传输阶段，都只需填上虚电路号。而数据报服务，由于每个数据报都单独传送，因此，在每个数据报中都必须具有源和目的主机的IP地址，以便网络结点根据所带地址向目的主机转发，这对频繁的人—机交互通信每次都附上源、目的主机的IP地址不仅累赘，也降低了信道利用率。

3）关于路由选择：虚电路服务沿途各结点只在呼叫请求分组在网中传输时，进行路径选择，以后便不需要了。可是在数据报服务时， 7

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每个数据每经过一个网络结点都要进行一次路由选择。当有一个很长的报文需要传输时，必须先把它分成若干个具有定长的分组，若采用数据报服务，势必增加网络开销。

4）关于分组顺序：对虚电路服务，由于从源主机发出的所有分组都是通过事先建立好的一条虚电路进行传输，所以能保证分组按发送顺序到达目的主机。但是，当把一份长报文分成若干个短的数据报时，由于它们被独立传送，可能各自通过不同的路径到达目的主机，因而数据报服务不能保证这些数据报按序列到达目的主机。

5）可靠性与适应性：虚电路服务在通信之前双方已进行过连接，而且每发完一定数量的分组后，对方也都给予确认，故虚电路服务比数据报服务的可靠性高。但是，当传输途中的某个结点或链路发生故障时，数据报服务可以绕开这些故障地区，而另选其他路径，把数据传至目的地，而虚电路服务则必须重新建立虚电路才能进行通信。因此，数据报服务的适应性比虚电路服务强。

6）关于平衡网络流量：数据报在传输过程中，中继结点可为数据报选择一条流量较小的路由，而避开流量较高的路由，因此数据报服务既平衡网络中的信息流量，又可使数据报得以更迅速地传输。而在虚电路服务中，一旦虚电路建立后，中继结点是不能根据流量情况来改变分组的传送路径的。

（4）信元交换：ATM（异步传输模式）

提供无确认的面向连接的信元传送服务。ATM 信元格式： 53 字节的信元由 5 字节的头部和 48 字节有有效载荷构成。

信元头5字节

? GFC 字段：只用于主机与网络间，进行流量控制和表示优先级。

? VPI 字段：虚通路标识。在 UNI(User-network Interface)为 8 位，在 NNI(Network-networkInterface)为 12 位(这时没有 GFC) 注：NNI UNI

UNI:用户网络接口 NNI:网络网络接口

? VCI 字段：虚通道标识。

? PTI（Payload Type Identifier）字段：有效载荷类型，表示数据类型和传送状态（是否经历拥塞）。 ? CLP 字段：主机赋予的传输优先级，用于丢弃时的选择。1 为低优先级，网络阻塞时被先丢弃。 ? HEC 字段：信元头的校验和

例题分析（1）图中画出曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的波形图，实际传送地比特串为 （28）。

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（28）A．0 1 1 0 1 0 0 1 1 B．0 1 1 1 1 0 0 1 0 C．1 0 0 1 0 1 1 0 0 D．1 0 0 0 0 1 1 0 1 五、CRC码（冗余校验码）

原理：DATA传输时，在发送端根据要传送的m位二进制码，以一定的规原则（除以一个生成多项式G，取r位余数跟在数据位后），产生一个校验用的监督码（CRC）码r位，加在信息位后，形成一个新的序列（m+r）位发出去，接收受方把收到的序列用来除以同一个G（X），若余数为0则收到的编码正确，否则错误。（除法用模二除法）

例：假设使用生成多项式

G(x)?x5?x4?x?1,对报文10100110进行CRC编码，则编码后的报文是什么？

RR?1G(x)?x?x?.....?x?1换成对应的R+1位二进制： 解：（1）将最高幂为R的生成多项式

G(x)→110011 (R+1=6)

（2）将信息码左移R位，即后补R个0：1010011000000 （3）作异或运算，得R位余数，（2）和（1）：

1010011000000

异或 110011

0110101

110011 000110000

110011 000011000－－R（5位）

（4）将余数放在信息码后

1010011011000

特点：电路设计简单，r位生成多项式可检测出所有双数位错，奇数位错和突发位错≤r的突发错误。

几个常用CRC：

16125G(x)?x?x?x?1广域网协议X．25用 CRC-CCITT

CRC-16

G(x)?x16?x15?x2?1磁盘读写

CRC-32 LAN中 五、海明码

对于给定的m位数据，可加入K位校验位，形成n位码字，n=m+K，有m+K+1≤

要纠正d个错，海明距离至少2d+1。

例：因为m+K+1≤

2k,要检测出d个错，则海明距离至少为d+1，

2k（K=5），至多可检测多少个数据位。

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所以m≤

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25?1?5=26

即可检验26个数据位。

例：求1101001数据传送时，用海明码编码后的码字。 解：（1）确定K值：

因为1101001有7位，则m+K+1≤

2k,所以K+8≤2k

当K=1时，不行， 当K=2时，不行， 当K=3时，不行， 当K=4时，可以。

（2）确定校验位位置

20?1,21?2,22?4,23?8，位于1、2、4、8的位置。

I7I6 I5 r3 I4 I3 I2 r2 I1 r1 r0 （3）确定各校验位校验哪几个数据 A．确定校验规律：

I1:3?21?20I2:5?22?20I3:6?22?21I4:7?22?21?20I5:9?23?20I6:10?23?21I7:11?23?21?20r0?I7?I5?I4?I2?I1r1?I7?I6?I4?I3?I1r2?I4?I3?I2r3?I7?I6?I5B．确定各校验位校验哪几个数据位

R0检验：I1,I2,I4,I5,I7 R1检验：I1,I3,I4,I6,I7 R2检验：I2,I3,I4 R3检验：I5,I6,I7

r0?1?0?1?0?1?1r1?1?1?1?0?1?0 r2?1?0?0?1r3?1?1?0?0（4）决定校验位的值

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