《多媒体技术》第10章多媒体通信和网络.ppt

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1、第10章 多媒体通信和网络1 多媒体通信是通信技术和多媒体技术相结合的产物，具有计算机的交互性、多媒体的复合性、通信的分布性及电视的真实性。2主要内容10.1分布式多媒体应用的通信需求分布式多媒体应用的通信需求10.2多媒体通信的服务质量多媒体通信的服务质量10.3多媒体通信网络环境多媒体通信网络环境10.4多媒体通信协议（了解）多媒体通信协议（了解）310.1 分布式多媒体应用的通信需求多媒体数据流的基本特征1.比特率可变性 恒定比特率(CBR)可变比特率(VBR)2.时间依赖性 传输须实时，端到端等待时间应控制在 一个很短的时间端内。3.信道对称性 上行信道和下行信道 对称和不对称（VOD

2、,对等式视频会议）410.1 分布式多媒体应用的通信需求多媒体通信的性能需求1.吞吐量需求2.可靠性需求3.延迟需求4.多点通信需求5.同步需求510.1 分布式多媒体应用的通信需求多媒体通信的性能需求1.吞吐量需求：网络吞吐量是指有效的网络带宽，通常定义为物理链路传输速率减去各种传输开销(物理传输开销、网络冲突、拥塞和差错等开销)。影响吞吐量的因素：网络故障、网络拥塞、瓶颈、缓冲区容量和流量控制等。多媒体通信要求高传输带宽、大缓冲容量610.1 分布式多媒体应用的通信需求多媒体通信的性能需求2.可靠性需求 网络差错主要由位出错、分组丢失和乱序等原因引起的。多媒体应用允许网络传输中存在一定的错

3、误人类感知能力的限制。视频比音频的可靠性需求要高一些。710.1 分布式多媒体应用的通信需求多媒体通信的性能需求多媒体通信的性能需求3.3.延迟需求延迟需求 端到端延迟是指发送端发送一个分组到接收端到端延迟是指发送端发送一个分组到接收端正确地接收该分组所经历的时间。主要包括：端正确地接收该分组所经历的时间。主要包括：(1)(1)传播传播延迟：传输延迟：传输一个二进制位一个二进制位，为常数；，为常数；(2)(2)传输传输延迟：传输延迟：传输一个数据块一个数据块，与网络传输，与网络传输速率和中间节点处理延迟有关；速率和中间节点处理延迟有关；(3)(3)网络网络延迟：延迟：传播传播延迟和延迟和传输传

4、输延迟延迟之和之和；(4)(4)接口接口延迟：发送端从开始延迟：发送端从开始准备发送准备发送数据块数据块到到实际利用实际利用网络发送需要的时间。网络发送需要的时间。延迟抖动延迟抖动：在一条连接上分组延迟的最大变：在一条连接上分组延迟的最大变化量，即化量，即端到端端到端延迟的延迟的最大值和最小值之差最大值和最小值之差。810.1 分布式多媒体应用的通信需求多媒体通信的性能需求4.多点通信需求通信种类：(1)点到点通信：(2)多播通信(组播)：把相同的数据传送给其它相关站点；(3)广播通信：把相同的数据传送给其它所有站点。910.1 分布式多媒体应用的通信需求多媒体通信的性能需求5.同步需求 多媒

5、体通信的同步有两种：(1)流内同步：保持单个媒体流内部的时间关系，以满足感官上的需求；否则，音频断续，视频不连续 (2)流间同步：不同媒体（音、视频）间的同步。需要在目的地对这些媒体流进行同步。1010.2多媒体通信的服务质量服务质量：用于说明网络“好坏”的程度。多媒体网络系统必须提供QoS参数定义和相应的管理机制。QoS=吞吐量,差错率,端到端延迟,延迟抖动Quality of Service端到端延迟的最大值与最小值之差11分类方法举例参数按性能分端到端延迟，比特率等按格式分视频分辨率，帧率，存储格式，压缩方法等按同步分音频和视频序列起始点之间的实滞按费用分连接和数据传输的费用和版权费按用

6、户可接受性分主观视觉和听觉质量 不同的多媒体应用系统，QoS参数集的定义方法可能是不同的12对于交互式多媒体应用来说，对延迟有严格的限制，不能超过人所能容忍的限度。否则会严重影响对语言和图像的理解和识别。多媒体对象最大延迟/ms最大延迟抖动/ms平均吞吐量Mb/s可接受的比特差错率语音0.25100.06410-1视频（TV）0.251010010-2压缩视频0.25121010-6数据1-11000实时数据0.001-1-100图像1-21010-913用户根据应用的需求来定义所需要的QoS参数，系统根据当前的可用资源容量来判断是否满足应用的QoS需要。经过协商达成一致的QoS参数值在数据传

7、输过程中得到基本保证。14如果采用如果采用帧间和帧内编码帧间和帧内编码，如，如MPEG编码，则可以编码，则可以通过通过建立不同的优先级来发送视频的建立不同的优先级来发送视频的I,P和和B帧帧，达，达到调节到调节QoS的目的。的目的。其中其中I帧包含帧内编码，具有最高的优先级别，以保帧包含帧内编码，具有最高的优先级别，以保证获得良好的证获得良好的QoS服务。服务。还可以利用还可以利用分层压缩法分层压缩法将重要信息，如运动矢量，将重要信息，如运动矢量，DCT的低频分量或基本的信息，用高质量的信道传的低频分量或基本的信息，用高质量的信道传输，标以高优先级别。输，标以高优先级别。当信道拥塞时，扔掉低优

8、先当信道拥塞时，扔掉低优先级的分组级的分组，接受端仍然可以从主要的信息中回复一，接受端仍然可以从主要的信息中回复一定质量的图像。定质量的图像。压缩编码对压缩编码对QoS参数的影响参数的影响对于视频编码，如果只采用对于视频编码，如果只采用帧内压缩编码帧内压缩编码，可以采，可以采取丢帧的方法允许取丢帧的方法允许QoS变化，还可以变化，还可以利用各种显示抖利用各种显示抖动算法动算法，通过降低显示质量来保证原帧率不变通过降低显示质量来保证原帧率不变。15 QoS参数的体系结构在分布式多媒体应用中通常采用层次化的QoS参数体系结构对等层之间表现为对等协商关系，双方按照承诺的QoS参数提供服务；同一方的不

9、同层之间表现为一种映射关系不同的应用系统中，QoS参数集的定义方法不同，通常使用吞吐量，差错率，端到端延迟，延迟抖动等网络性能参数来定义QoS16应用层：面向端用户，采用直观，形象的表达描述不同的QoS,供用户选择传输层：须由支持QoS的传输层协议提供可选择和定义的QoS参数网络层：通过支持QoS的网络层协议提供可选择和定义的QoS参数,如RSVP和ST网络协议数据链路层：实现对物理介质的访问控制能力，与网络类型有关。如ATM网络能构较充分的支持QoS应用层应用层QoSQoS传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层QoS参数体系结构17QoSQoS的管理的管理1.QoS1.QoS服务的分类

10、服务的分类在数据传输过程中，在数据传输过程中，网络应该履行所承诺的网络应该履行所承诺的QoSQoS参数服务参数服务，但是由于网络负载是动态变化的，会，但是由于网络负载是动态变化的，会引起引起QoSQoS的动态波动，结果如何的动态波动，结果如何主要取决于主要取决于QoSQoS类类型型确定型QoS：即必须履行所承诺的QoS参数服务统计型QoS：即对承诺的QoS运行在一定范围内波动，而且不会造成不良后果尽力型QoS：最佳效果传输，网络不提供任何QoS保证，网络性能随负载的增加而明显下降182.QoS管理机制管理机制为了标准化为了标准化QoS参数定义，国际组织提供了参数定义，国际组织提供了一系列相关的

11、协议一系列相关的协议,如如IEEE802.1p,资源保留资源保留协议协议RSVP和区分服务和区分服务DiffServ以及以及ATM等，等，都是从不同网络协议层提供都是从不同网络协议层提供QoS定义，分类定义，分类和保证机制和保证机制QoS管理机制应该提供的管理机制应该提供的QoS管理特性如下：管理特性如下：QoS管理是管理是可配置可配置的的QoS管理是管理是可协商可协商的的QoS管理是管理是动态动态的的QoS管理是管理是端到端端到端的的QoS管理应是管理应是层次化层次化的的19101.3 多媒体通信网络环境多媒体计算机网络现有网络对多媒体通信的支持 2010.3多媒体计算机网络多媒体计算机网络

12、计算机网络：计算机通信网，指分布在不同地点的计算机网络：计算机通信网，指分布在不同地点的多台独立运行的计算机利用通信线路互联起来，多台独立运行的计算机利用通信线路互联起来，实现实现信息交换及资源共享信息交换及资源共享。主机主机终端控制器终端控制器终端终端网络节点网络节点终端控制器终端控制器终端终端通信子网通信子网用户子网用户子网21计算机网络的计算机网络的拓朴结构拓朴结构总线结构总线结构环形结构环形结构星形结构星形结构树形结构树形结构网状结构网状结构22l总线结构总线结构所有节点都连到一条主干电缆上，信号沿总所有节点都连到一条主干电缆上，信号沿总线传输线传输优点优点：单一的节点故障互不影响。：

13、单一的节点故障互不影响。缺点缺点：总线任务重，易产生瓶颈问题，且总线：总线任务重，易产生瓶颈问题，且总线本身的故障对系统将是毁灭性的。本身的故障对系统将是毁灭性的。23l环型结构环型结构将总线结构的两端相连，形成一个闭合的环，将总线结构的两端相连，形成一个闭合的环，信息在环中作单向流动。信息在环中作单向流动。优点：优点：电缆长度短、成本低。电缆长度短、成本低。缺点：缺点：环中任意一处的故障都会造成网络瘫痪，环中任意一处的故障都会造成网络瘫痪，而且增减节点时需要断开环路，灵活性较差而且增减节点时需要断开环路，灵活性较差。24l星型结构星型结构以一台设备作为中央节点，外围节点都单独连接到以一台设备

14、作为中央节点，外围节点都单独连接到中央节点上，必须通过中央节点才能通信中央节点上，必须通过中央节点才能通信。优点：优点：通信协议简单，建网容易；故障诊断比较简通信协议简单，建网容易；故障诊断比较简便便缺点缺点：中心系统必须具有极高的可靠性，因为中心中心系统必须具有极高的可靠性，因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。中心中心处理机处理机25l树型结构树型结构树型结构又称为树型结构又称为改进型星型结构改进型星型结构（星型（星型星星型），也可以看成是星型拓扑的扩展，适用型），也可以看成是星型拓扑的扩展，适用于连入众多计算机的场合并具有星型拓扑的于连入众多计算机的

15、场合并具有星型拓扑的特点。特点。26l网状结构网状结构 各个网络节点之间网状连接。优点：容错能力最强 缺点：代价最高。终端终端节点节点27层次化的网络结构定义层次化的网络结构定义分布层分布层核心层核心层访问层访问层28终端接入设备到网络的接入点终端接入设备到网络的接入点访问层访问层访问层特性29访问层的汇接点访问层的汇接点路由数据路由数据分割广播域分割广播域 介质转换介质转换安全性安全性远程访问的接入点远程访问的接入点分布层分布层分布层特性30核心层特性核心层特性高速传送数据高速传送数据对数据不作任何处理对数据不作任何处理核心层核心层31网络分层的优点分层的优点：各层间相互独立，把网络操作分成

16、低复杂性单元灵活性好。某一层变化不会影响到别层，设计者可专心设计和开发模块功能。促进标准化工作定义了用于即插即用兼容性的标准接口，使网络易于维护和实现32OSI参考模型参考模型OSI RM：开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model）网络世界的法律网络世界的法律!33网络协议网络协议网络协议是网络设备之间是网络设备之间通信规则的通信规则的正式描述正式描述。5432154321TCP/IP协议栈Source Host ADestination Host B“宝塔镇河宝塔镇河妖妖”“天王盖天王盖地虎地虎”TCP/IP协议栈34OSI

17、OSI参考模型参考模型数据流层数据流层传输层传输层数据链路层数据链路层网络层网络层物理层物理层应用层应用层(高高)会话层会话层表示层表示层应用层应用层35TCP/IP协议和OSI参考模型TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应 用 层传输层网络层71154321物理层数据链路层OSI参考模型TCP/IP36OSI参考模型应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层12345117提供应用程序间通信提供应用程序间通信处理数据格式、数据加密等处理数据格式、数据加密等建立、

18、维护和管理会话建立、维护和管理会话建立主机端到端连接建立主机端到端连接寻址和路由选择寻址和路由选择提供介质访问、链路管理等提供介质访问、链路管理等比特流传输比特流传输37TCP/IP体系结构38应用层作用应用层作用Telnet SMTPHTTP FTP用户接口用户接口例子例子应用层应用层应用层与提供网络服务相关，这些服务包括文件传送、打印服务、数据库服务、电子邮件等。应用层提供了一个应用网络通信的接口 39Telnet SMTPHTTP FTP ASCIIEBCDICJPEG用户接口用户接口数据表示数据表示加密等特殊处理过程加密等特殊处理过程例子例子表示层表示层应用层应用层应用层作用应用层作用

19、表示层表示层主要处理应用实体间交换数据的语法，其目的主要处理应用实体间交换数据的语法，其目的是是解决格式和数据表示的差别解决格式和数据表示的差别，从而为应用层提供一，从而为应用层提供一个一致的数据格式，如文本压缩、数据加密、字符编个一致的数据格式，如文本压缩、数据加密、字符编码的转换，从而使字符、格式等有差异的设备之间相码的转换，从而使字符、格式等有差异的设备之间相互通信。互通信。40TelnetHTTPASCIIEBCDICJPEG保证不同应用间的数据区保证不同应用间的数据区分分用户接口用户接口数据表示数据表示加密等特殊处理过程加密等特殊处理过程Operating System/Applic

20、ation Access Scheduling例子例子会话层会话层表示层表示层应用层应用层应用层作用应用层作用会话层会话层的主要功能：在建立会活时核实双方身份是否的主要功能：在建立会活时核实双方身份是否有权参加会活；确定何方支付通信费用；双方在各种有权参加会活；确定何方支付通信费用；双方在各种选择功能方面取得一致；在会话建立以后，需要对进选择功能方面取得一致；在会话建立以后，需要对进程间的对话进行管理与控制，例如对话过程中某个环程间的对话进行管理与控制，例如对话过程中某个环节出了故障。节出了故障。41保证不同应用间的数据区保证不同应用间的数据区分分用户接口用户接口数据表示数据表示加密等特殊处理

21、过程加密等特殊处理过程TelnetHTTPASCIIEBCDICJPEGOperating System/Application Access Scheduling传输层传输层数据链路层数据链路层网络层网络层物理层物理层例子例子会话层会话层表示层表示层应用层应用层应用层作用应用层作用应用层作用应用层作用42应用层文件传输FTP、TFTP邮件服务SMTP、POP3网络管理SNMP、Telnet、Ping、Tracert网络服务HTTP、DNS、WINS43数据流层的作用数据流层的作用EIA/TIA-232V.35物理层物理层 设备间接收或发送比特流设备间接收或发送比特流说明电压、线速和线缆等说明

22、电压、线速和线缆等物理层主要讨论在通信线路上比特流的传输问题。物理层主要讨论在通信线路上比特流的传输问题。这一层协议描述传输媒质的电气、机械、功能和过程的特性。其典型的设计问题有：信号的发送电平、码元宽度、线路码型、物理连接器插脚的数量、插脚的功能、物理拓扑结构、物理连接的建立和终止、传输方式等。44定义定义介质类型介质类型连接器类型连接器类型 信号类型信号类型Ethernet802.3V.35物理层物理层EIA/TIA-232物理层功能45物理层设备集线器 中继器 编码解码器 传输介质连接器46物理层物理层:Ethernet/802.3:Ethernet/802.3集线器集线器多个主机多个主

23、机主机主机10Base2细缆以太网细缆以太网10Base5粗缆以太网粗缆以太网10BaseT双绞线双绞线47ABCD物理层物理层 所有设备在同一冲突域所有设备在同一冲突域所有设备在同一广播域所有设备在同一广播域所有设备共享相同的带宽所有设备共享相同的带宽集线器运行在物理层48冲突域冲突域广播域广播域 冲突冲突（collision）：在以太网中，当两个节点）：在以太网中，当两个节点同时传输数据时，从两个设备发出的帧将会碰同时传输数据时，从两个设备发出的帧将会碰撞，在物理介质上相遇，彼此数据都会被破坏撞，在物理介质上相遇，彼此数据都会被破坏冲突域（冲突域（collisiondomain）一个支持共

24、享介质）一个支持共享介质的网段的网段广播域广播域(broadcastdomain)：广播帧传输的网：广播帧传输的网络范围，一般是路由器来设定边界（因为络范围，一般是路由器来设定边界（因为router不转发广播）。不转发广播）。49集线器：同一个冲突域集线器：同一个冲突域接入设备越多冲突机率越大接入设备越多冲突机率越大用用CSMA/CD技术（载波侦技术（载波侦听多路访问听多路访问/冲突检测冲突检测)50802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232V.35数据流层的作用数据流层的作用数据流层的作用数据流层的作用数据链路层数据链路层物理层物理层 将比特组合成字节进而组合成帧将比特组合成字节进

25、而组合成帧用用MAC地址访问介质地址访问介质错误发现但不能纠正错误发现但不能纠正设备间接收或发送比特流设备间接收或发送比特流说明电压、线速和线缆等说明电压、线速和线缆等主要讨论在数据链路上帧流的传输问题。这一层协议的主要讨论在数据链路上帧流的传输问题。这一层协议的内容包括：帧的格式，帧的类型，比特填充技术，数据内容包括：帧的格式，帧的类型，比特填充技术，数据链路的建立和终止，信息流量控制，差错控制，等。这链路的建立和终止，信息流量控制，差错控制，等。这一层协议的一层协议的目的是保障在相邻的站与节点或节点与节点目的是保障在相邻的站与节点或节点与节点之间正确地、有次序、有节奏地传输数据帧。之间正确

26、地、有次序、有节奏地传输数据帧。51定义定义源和目标的物理地址源和目标的物理地址与帧关联的高层协议与帧关联的高层协议(Service Access Point)网络拓扑网络拓扑 帧顺序帧顺序数据流控制数据流控制有向或无向连接有向或无向连接数据链路层数据链路层物理层物理层EIA/TIA-232v.35EthernetFrame RelayHDLC802.2802.3数据链路层功能数据链路层功能52每段有自己的冲突域每段有自己的冲突域所有的段都在同一广播域所有的段都在同一广播域数据链路层数据链路层或或123124交换机和桥运行在链路层交换机和桥运行在链路层53交换机交换机每段有自己的冲突域每段有自

27、己的冲突域广播信息向所有段转发广播信息向所有段转发缓冲区缓冲区交换交换54802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX数据流层的作用数据流层的作用数据流层的作用数据流层的作用网络层网络层 数据链路层数据链路层物理层物理层将比特组合成字节进而组合成帧将比特组合成字节进而组合成帧用用MAC地址访问介质地址访问介质错误发现但不能纠正错误发现但不能纠正设备间接收或发送比特流设备间接收或发送比特流说明电压、线速和线缆等说明电压、线速和线缆等提供路由器用来决定路径的逻辑寻址提供路由器用来决定路径的逻辑寻址网络层网络层主要处理分组在网络中的传输。这一层协议的主要处理分组在网络中的传

28、输。这一层协议的功能是：功能是：路由选择、数据交换，网络连接的建立和终路由选择、数据交换，网络连接的建立和终止止，一个给定的数据链路上网络连接的复用，根据从，一个给定的数据链路上网络连接的复用，根据从数据链路层来的错误报告而进行的错误检测和恢复，数据链路层来的错误报告而进行的错误检测和恢复，分组的排序，信息流的控制等。分组的排序，信息流的控制等。55什么是路由什么是路由路由是指导路由是指导IP报文发送的路径信息报文发送的路径信息目的网络N其他网络（N，R1）R156定义与指定协议相定义与指定协议相关联的源和目标逻关联的源和目标逻辑地址辑地址定义通过网络的路定义通过网络的路径径多链路连接多链路连

29、接网络层网络层IP,IPX数据链路层数据链路层物理层物理层EIA/TIA-232v.35Ethernet帧中继帧中继HDLC802.2802.3网络层功能57IP报文格式版本版本报文长度报文长度服务类型服务类型总总长长度度标标识识符符标志标志片片偏偏移移生存时间生存时间协协议议报报头头校校验验和和源源IP地地址址目目的的IP地地址址IP选选项项58数据数据源地址源地址目标地址目标地址IP 头头主机号主机号网络号网络号逻辑地址逻辑地址网络层端接设备的数据包网络层端接设备的数据包网络层功能(续)59网络层功能网络层功能(续续)11111111 11111111 00000000 00000000

30、10101100 00010000 01111010 11001100二进制二进制掩码掩码二进制二进制地址地址172111122204255地址地址掩码掩码25500网络部分网络部分主机部分主机部分路由表路由表目标网络目标网络 端口端口距离距离124S0S0E01001.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2路由表路由表目标网络目标网络 端口端口距离距离124E0S0S0001逻辑地址提供分层结构的网络逻辑地址提供分层结构的网络需要的配置需要的配置利用配置信息来识别到达目标网络的路径利用配置信息来识别到达目标网络的路径网络层功能(续)61路由器：运行在网络层路

31、由器：运行在网络层广播信息控制广播信息控制多点发送信息控制多点发送信息控制路径优化路径优化流量管制流量管制逻辑寻址逻辑寻址提供提供WAN连接连接62路由和交换路由与交换的区别交换机交换机在二层处理数据包，速度快，在二层处理数据包，速度快，但容易造成广播风暴但容易造成广播风暴路由器路由器是第三层设备，很早就作为网是第三层设备，很早就作为网络连接的设备出现了。路由器处理包络连接的设备出现了。路由器处理包速度慢，但在隔阻广播风暴方面相当速度慢，但在隔阻广播风暴方面相当有效有效63TCPUDPSPX802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX例子例子数据流层的作用数据流层的作

32、用传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层 可靠或不可靠的数据传输可靠或不可靠的数据传输数据重传前的错误纠正数据重传前的错误纠正将比特组合成字节进而组合成帧将比特组合成字节进而组合成帧用用MAC地址访问介质地址访问介质错误发现但不能纠正错误发现但不能纠正设备间接收或发送比特流设备间接收或发送比特流说明电压、线速和线缆等说明电压、线速和线缆等网络层网络层提供路由器用来决定路径的逻辑寻址提供路由器用来决定路径的逻辑寻址传输层是一个端到端的层次，也就是计算机-计算机的层次 64区分不同的上层应用区分不同的上层应用（分段）（分段）建立应用间的端到端连建立应用间的端到端连接接定义流量控制（缓存技定

33、义流量控制（缓存技术、源抑制报文、窗口术、源抑制报文、窗口机制）机制）为数据传输提供可靠或为数据传输提供可靠或不可靠的连接服务不可靠的连接服务网络层网络层IPXIP传输层传输层SPXTCPUDP传输层功能65同步请求同步请求回应同步请求回应同步请求,同步请求同步请求回应同步请求回应同步请求数据传输数据传输(传输数据段传输数据段)发送方发送方接收方接收方连接建立连接建立连接建立连接建立可靠的传输层功能66TCP/UDP报文格式08111243116位源端口16位目的端口32位序列号32位确认号URGACKPSHRSTSYNFIN首部长度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校验和16位紧急指针选

34、项数据08111243116位源端口16位目的端口111位UDP校验和数据UDP报文格式报文格式TCP报文格式报文格式16位UDP长度67端口号传输层协议传输层协议用用端口号端口号来标识和区分各种上层应用来标识和区分各种上层应用程序程序。HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP 数 据 包套 接 字8020/2123255311911668TCPUDPSPX802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX表示层表示层应用层应用层会话层会话层例子例子数据流层的作用数据流层的作用可靠或不可靠的数据传输可靠或不可靠的数据传输数据重传前的错误纠正数

35、据重传前的错误纠正将比特组合成字节进而组合成帧将比特组合成字节进而组合成帧用用MAC地址访问介质地址访问介质错误发现但不能纠正错误发现但不能纠正设备间接收或发送比特流设备间接收或发送比特流说明电压、线速和线缆等说明电压、线速和线缆等传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层提供路由器用来决定路径的逻辑寻址提供路由器用来决定路径的逻辑寻址69PDUPDU（protocol data unit):每一层使用自己层的协议和别的系统的对应层相互通信，协议层的协议在对等层之间交换的信息叫协议数据单元。上层 :MessageTransport layer:SegmentNetwork la

36、yer :PacketData-link layer:FramePhysical layer :bit70对等层通信每一层利用下一层提供的服务与对等层通信；每一层使用自己的协议。Host AHost BAPDUPPDUSPDUSegmentPacketFrameBit应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层71封装封装（encapsulate/encapsulation）：数据要通过网络进行传输，要从高层一层一层的向下传送，如果一个主机要传送数据到别的

37、主机，先把数据包装到一个特殊协议报头中，这个过程叫 封装72数据封装数据封装和解封装过程。DataDataHDataHH主机主机服务器服务器交换机交换机路由器路由器应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层DataDataHDataHH73上层数据上层数据LLC 头头+IP+TCP+上层数据上层数据MAC 头头IP+TCP+上层数据上层数据LLC 头头TCP+上层数据上层数据IP 头头上层数据上层数据TCP 头头传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物

38、理层 网络层网络层 表示层表示层应用层应用层会话层会话层解封装数据74计算机网络的硬件组成服务器（网络操作系统，提供共享服务）工作站网卡连接介质：无线、有线（双绞线、同轴电缆、光纤、电话线）连接设备：集线器（HUB）、交换机（Switch)、路由器（Router）、网桥（Bridge)、中继器（Repeater）、网关、调制解调器（Modem)等75冲突域冲突域1 4 4 4 广播域广播域1 1 1 4 集线器集线器桥桥交换机交换机路由器路由器网络设备的域76IP 地址192.1118.1.100IP地址地址Host IDNetwork ID77w wx xy yz zA 类类0 0nnnnn

39、nn 主机主机 IDXXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXXB 类类1010nnnnnn nnnnnnnn主机主机 IDXXXXXXXX XXXXXXXXC 类类110110nnnnn nnnnnnnn nnnnnnnn主机主机 IDXXXXXXXX网络网络网络网络 IDID网络网络网络网络 IDID网络网络网络网络 IDIDD 类类11101110mmmm mmmmmmmm mmmmmmmm mmmmmmmm组播地址组播地址组播地址组播地址E 类类11111111pppp pppppppp pppppppp pppppppp预留地址预留地址预留地址预留地址IP 地址分类0-0-1

40、2111211128-128-191191192-192-223223224-224-239239240-240-255255预留私网地址预留私网地址预留私网地址预留私网地址RFC1918RFC1918定义定义定义定义192.1118.0.xx-192.1118.0.xx-78特殊IP地址网络部分主机部分地址类型用 途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”网络地址代表一个网段广播地址特定网段的所有节点环回地址环回测试广播地址本网段所有节点所有网络华为Quidway路由器用于指定默认路由79FDDI浙大校园网信息学院路由器网关校网中心光纤其它校区Internet防火墙80某网站

41、的网络拓朴图某网站的网络拓朴图$1113/Internet/PSTNWWW服务器应用服务器主交换机分交换机分交换机防火墙路由器支付网关用户企业用户移动用户OracleDDNMail服务器网管工作站81现有网络对多媒体通信的支持11.3.2.1 局域网局域网是在一个较小的区域内的网络，通常是指一幢楼内或一个单位内。11.3.2.2 广域网广域网又称远程网，它的作用范围通常为几十到几千公里，甚至整个世界。11.3.2.3 ATM网络ATM网络是一种面向连接的交换式网络。8211.3.2.1局域网络局域网络1.100BASET网络网络（IEEE802.3u）100BASET是由快速以太网联盟开发的是

42、由快速以太网联盟开发的100Mb/s以太网。以太网。MAC层仍沿用层仍沿用CSMA/CD这种随机性介质访问这种随机性介质访问协议。协议。数据传送的时间不确定，站点对网络带宽无调数据传送的时间不确定，站点对网络带宽无调控能力；控能力；冲突将会产生传送延迟，延迟时间随机。冲突将会产生传送延迟，延迟时间随机。8311.3.2.1局域网络局域网络2.千兆位以太网千兆位以太网（IEEE802.3z，IEEE802.3ab）IEEE802.3z定定义义的的传传输输介介质质为为光光纤纤和和宽宽带带同同轴轴电缆，链路操作模式为全双工操作。电缆，链路操作模式为全双工操作。IEEE802.3ab定定义义的的传传输

43、输介介质质为为5类类UTP电电缆缆，传输距离为传输距离为100m，链路操作模式为半双工。，链路操作模式为半双工。MAC层仍采用层仍采用CSMA/CD协议。协议。显著地提高了网络带宽；显著地提高了网络带宽；仍没有提供对仍没有提供对QoS的支持。的支持。8411.3.2.1局域网络局域网络3.100VG-AnyLAN网络网络（IEEE802.12）100VG-AnyLAN是是由由100VG-AnyLAN论论坛坛开开发的一种发的一种100Mb/s高速网络。高速网络。100VG-AnyLAN的的涵涵义义是是指指在在语语音音级级的的UTP电电缆缆上上进进行行100Mb/s速速率率传传输输且且支支持持IE

44、EE802.3和和802.5两种帧格式（不是同时支持）。两种帧格式（不是同时支持）。100VG-AnyLAN的的MAC层层采采用用需需求求优优先先权权访问方法。访问方法。采采用用轮轮流流访访问问方方式式，避避免免了了冲冲突突的的发生；发生；与以太网不兼容。与以太网不兼容。8511.3.2.1局域网络局域网络4.FDDI网络网络（IEEE802.8）FDDI（光光纤纤分分布布式式数数据据接接口口）是是由由美美国国国国家家标标准准化化协协会会（ANSI）制制定定的的一一种种以以光光纤纤为为传传输输介介质、传输速率为质、传输速率为100Mb/s的网络标准。的网络标准。FDDI采采用用双双环环结结构构

45、，主主环环进进行行正正常常的的数数据据传传输输，次次环环为为冗冗余余的的备备用用环环，一一旦旦主主环环链链路路发发生生故故障障，则则备备用用环环的的相相应应链链路路就就代代行行其其工工作作，使使FDDI具具备备较强的容错能力。较强的容错能力。高带宽，高造价；高带宽，高造价；MAC层层主主要要定定义义了了一一种种定定时时令令牌牌循循环环协协议议，是是一一种种分分布布式式确确定定型型访访问问控控制制协协议议，在在介介质质利利用用和带宽分配等方面具有更高的性能。和带宽分配等方面具有更高的性能。86FDDI浙大校园网信息学院路由器网关校网中心光纤其它校区Internet防火墙8711.3.2.2广域网

46、络广域网络局域网通过高速交换式网络技术较容易地解决网局域网通过高速交换式网络技术较容易地解决网络带宽和延迟问题，对多媒体通信的支持比较充络带宽和延迟问题，对多媒体通信的支持比较充分；分；多媒体通信的重点是解决广域网支持多媒体流的多媒体通信的重点是解决广域网支持多媒体流的综合传输和综合传输和QoS问题；问题；近几年，相继推出了一些以光纤为传输介质的广近几年，相继推出了一些以光纤为传输介质的广域网，如同步光纤网（域网，如同步光纤网（SONET）、同步数字序列）、同步数字序列（SDH）和密集波分复用（）和密集波分复用（DWDM）等，其传输）等，其传输速率已达速率已达10Gbs，大大改善了广域网的拥挤

47、状况。，大大改善了广域网的拥挤状况。8811.3.2.2广域网络广域网络1、公共电话交换网（、公共电话交换网（PSTN）（Public Switched Telephone Network）组成：传输线路、交换机、用户终端 本地网长途网国际国际局一级交换中心C1二级交换中心C2三级交换中心C3四级交换中心C4端局C5汇接局Tm8911.3.2.2广域网络广域网络2.X.25网络网络ITU的的X.25建建议议就就是是针针对对分分组组交交换换网网而而制制定定的的国国际际标标准准。它它所所提提供供的的网网络络功功能能相相当当于于ISO/OSI参参考考模模型型的的低低三三层层，即即物物理理层层、数数据

48、据链链路路层层和和网网络络层层功能。因此，分组交换网有时也称为功能。因此，分组交换网有时也称为X.25网。网。分组交换网主要由分组交换机、传输线路和用户分组交换网主要由分组交换机、传输线路和用户接入设备组成。分组交换机是分组交换网的核心，接入设备组成。分组交换机是分组交换网的核心，分组交换机之间以全互连方式连接。分组交换机之间以全互连方式连接。9011.3.2.2广域网络广域网络传统的传统的X.25分组交换网存在着传输速率低、网络延时分组交换网存在着传输速率低、网络延时大、吞吐量小以及通信费用高等缺陷，已难以满足今大、吞吐量小以及通信费用高等缺陷，已难以满足今后通信业务质量的要求；后通信业务质

49、量的要求；这促使人们研究新的分组交换技术，于是，帧中继、这促使人们研究新的分组交换技术，于是，帧中继、ATM等快速分组交换技术便应运而生。等快速分组交换技术便应运而生。9111.3.2.2广域网络广域网络3.帧中继网络帧中继网络在在90年年代代初初推推出出了了一一种种新新型型的的WAN技技术术：帧帧中中继继（FrameRelay）；）；支支持持HDLC规规程程的的宽宽带带数数据据业业务务标标准准，并并已已获获得得ANSI和和ITU的批准。的批准。继承了继承了X.25的优点，如提供统计复用功能、永久的优点，如提供统计复用功能、永久虚电路、交换虚电路等虚电路、交换虚电路等改进了改进了X.25的性能

50、。的性能。9211.3.2.2广域网络广域网络X.25的改进主要表现在两个方面：的改进主要表现在两个方面：一一是是提提高高了了网网络络传传输输速速率率，用用户户接接入入速速率率可可在在511/114kb/s到到1.544/2.048Mb/s的的范范围围内内，而而上上限限速速率实际可达率实际可达50Mb/s；二二是是简简化化了了大大量量的的网网络络功功能能，网网络络不不再再提提供供流流量量控控制制、纠纠错错和和确确认认等等功功能能，由由用用户户终终端端根根据据需需要要自自行行解解决决。这这样样，就就可可以以减减少少网网络络时时延延，降降低低通信费用。通信费用。帧中继网由三个部分组成：帧中继接入设