网络工程师讲义

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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第203页 共203页专题一：计算机系统结构 计算机系统结构基础 1计算机系统结构的基本概念：计算机系统结构也称计算机体系统结构，这只是系统结构中的一部分，指的是传统机器级的系统结构，其界面之上包括操作系统、汇编语言级、高级语言级和应用语言级中所有；软件功能，界面之下包括所有硬件和固件的功能。计算机组成是指计算机系统结构的逻辑实现，包括机器级内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等计算机的实现是指计算机组成的物理实现，包括外理机。主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，器件、模块、插件、底板的划分与连接。专用器件的设计，微组装技

2、术，信号传输，电源，冷却及整机装配技术等。组成设计上面决定于结构，下面受限于实现技术。系统设计的任务是：进行软硬件的功能分配，确定传统机器级的软硬件界面！计算机中有关逻辑功能等效的计算附例题： 2指令系统指令系统是计算机所有指令的集合。程序员用各种语言编写的程序都有翻译成以指令形式表示的机器语言后才能运行，所以指令系统反映了计算机的基本功能，是硬件设计人员和程序员都能看到的机器的主要属性。复杂指令系统（CISC）：随着硬件成本的不断下降，软件成本的不断提高，使得人们热衷于在指令系统中增加更多的指令和复杂的指令，来提高操作系统的效率，并尽量缩短指令系统与高级语言的语义差别，以便高级语言的编译和降

3、低软件成本，同时为了保证程序兼容，新的计算机的指令系统只能增加而不能减少，所以就使得指令系统越来越来复杂！精简指令系统（RISC）：通过简化指令使计算机的结构更加简单合理，从而提高运算速度，特点：1、优先选取使用频率最高的一些简单指令2、指令长度固定，指令格式种类少3只有取/存数访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行！4CPU中通用寄存器数量相当多。5. 以硬布线控制逻辑为主好处：1、简化指令系统设计2、提高机器的执行速度和效率3、降低设计成本！提高系统可靠性4、可直接支持高级语言的实现，简化编译程序的设计不足：1、指令少，占用存储空间多，加大了指令的信息流量2、对浮点和虚拟存储器的支持

4、有待加强3、机器编译程序比CISC难写3总线输入输出系统总线是从两个或两个以上源部件传送信息到一个或多个部件的一组传输线,如果一根传输线仅用于连接一个源部件(输出)和一个或多个目的部件(输入)则不称为总线.常用的总线有:ISA EISA PCI等计算机的外部设备,如磁盘驱动器,键盘和显示器等,都是独立的设备,这些独立设备与主机相连时,必须按照规定的物理互连特性,电气特性等进行连接,这些特性的技术规范称为外设接口.常用的外设接口有:IDE 接口 SCSI接口 USB接口 RS232接口 和PCMCIA接口等! 输入输出系统包括输入输出没备、设备控制器及输入输出操作有关的软硬件输入输出系统的发展经

5、历了3个阶段：1、 1、 程序控制I/O2、 2、 直接存储器访问3、 3、 I/O处理机通道的分类及计算通道处理机是IBM公司首先提出来的一种I/O处理机方式。根据通道数据传送方式的不同，可分为字节多路、选择和数组多路三类通道。n n 字节多路通道：适用于连接大量低速设备，传送一个字的时间短，但等待的时间长，可以多台设备同时时行工作n n 数组通道：连接多台高速设备，开始寻址辅助时间长，但传送速成率高，采用成组交叉方式工作，传送定长块，可以多台设备进行工作n n 选对通道：优先级高的磁盘等高速设备，独占通道，传送不定长块！最大流量的计算： 字节多路通道的最大流量为各个设备的流量之和 数组和选

6、择通道的最大流量为其中所挂载设备的最大流量4、存储体系统41概述存储器主要用于存放计算机的程序和数据，存储器系统指的是存储器硬件设备以及管理该存储器的软、硬件设备。对存储器的基本要求是增大容量、提高速度、降低价格。单一的存储器硬件（主存储器）难以满足要求。所以就提出了多层次的存储体系结构（即：寄存器-Cache-主存外存）主存储器在计算机中存放当前正在执行的程序以及被程序所使用的数据（包括运算结果）原存储器称为主存储器。主存储器的技术指标1 1 存储器的容量存储器容量是指存放信息的总量，通常以字节为单位。其最大容量受计算机字长所限制，如现在32位的微机，最大的内存极限为：2 32 =4G2 2

7、 读写时间从主存储器读出一个字或写入一个字所需的时间称为读写时间。通常读一次存储器取出一个字，当字长为32位时，一次可读出四个字节！42主存储器的种类是否需要定期刷新：静态：不停电情况下能长时间保留不变，速度快，但容量小，成本高动态：不停电的情况下也要定期刷新，容量大，成本高，常用在计算机系统中，常见的有：EDO，SDRAM、 DDR等按读写功能来分：可读写（RAM）可擦写只读：EPROM（可擦写，用紫外线擦写）、EEROM（可用电擦写）、FLASH（电读写，但只能以块为单位，速度快，成本低，现在最常用）可编程：EROM（通过编程一次性写入）只读：ROM（制造时）43存储器容量的扩展位扩展:位

8、扩展是对存储器的位数进行扩充！字扩展：是对存储器的容量进行扩展位、字扩展：对位数和容量都进行扩展44存储器的校验（硬件实现）奇偶：海明码：45多体交叉存储：为了协调存储器与CPU速度的，其工作原理是：将存储器分成几个独立的个体，这样每次就能进行多个字的数据读写！影响多体交叉效率的因素：n n 多体存储的模值Mn n 数据的分布情况n n 较移指令46存储管理：段式：一个程序可以由几个基本独立的程序模块和数据块组成。每个模块是一个段，第个段是连续的地址空间。页式：把主存分成固定大小的页面，每页内的地址是连续！一个程序可以占用多个页面段页式：是段式和页式管理的结合，每道程序有一个段表和一组页表，程

9、序按模块分段，每个段含若干个页面。47 Cache在多级存储体系中，Cache处于CPU与存储器之间，其目的是使程序员能使作一个速度与CACHE相当而容量与主存相当的存储器。工作原理为：数据的局部性原理。工作方式：当存储器接收到读命令后，先在CACHE中查找此信息，若在（又叫命中），则从CACHE中取出，不中才从主存中取出！当要写数据时，为了保证CACHE的内容与主存内容的一致性，经常采用以下方法中的一种：1 1 写通：同时写入CACHE和主存。2 2 数据只写入存储器中，并将CACHE中有关数据位清零。3 3 数据只入CACHE ，只有当CACHE要失效时，才将数据写回主存，又叫“写回”！4

10、 4 假如命中，则两个都要写，如果不命中，则只写入主存！ CACHE速度的计算：实际速度=cache的速度*命中率+（1-命中率）*主存的速度！多层次CACHE 当芯片的集成度提高后,可以将更多的电路集成在一个微处理器芯片中,于是近年来新设计的高速微处理器芯片都将CACHE集成在片内,片内CACHE的读取速度要比片外CACHE快得多,但片内CACHE的容量受芯片集成度的限制,其命中率比大容量的CACHE低,于是推出了二级CACHE方案,其中第一级CACHE(L1)设置成处理器芯片内,第二级设置成片外,(也有在片内的)二级CACHE容量可以从几百K到几M字节,有的系统还用了三级CACHE方案.4

11、8 虚拟存储器：虚拟存储器通过增设地址映象表机构来实现程序在主存中的定位，将程序分割成若干段或页，用相应的映象表指明该程序的某段或某页是否已装入主存。若已装入，同时指明其要主存中的起始地址；若未装入，就去辅存中调段或调页，装入主存后在映象表中建立好程序空间和实存空间的地址映象关系。虚拟存储依主存的存储管理而有三种不同方式：1 1 段式管理2 2 页式管理3 3 段页式管理页面失效替换算法：1 1 随机算法：2 2 先进先出：3 3 近期最少使用算法：49外存储设备计算机的内存是动态RAM，当停机后其数据将丢失，而且RAM的大小有限，所以计算机系统需要一种能长久保存数据，且容量大的存储设备，一般

12、我们常说外存设备主要是指：磁盘、磁带和光盘！工作原理：对于磁盘之类的磁表面计录方式是利用磁性材料的磁滞回归线特征将数据记录在磁性物体的表面。而对于光盘之类的设备是将数据以光学特征的形式存储在盘片的表面。技术指标：存储密度：是指单位长度或面积磁层表面所存储的二进制数据量存储容量：是指设备能存储的信息的总量平均访问时间：是指磁盘从发出读写命令到读出或写入信息所花的时间计算：容量的计算：访问时间的计算：5、重叠和流水重叠（流水）是指通过控制机构同进解释两条（多条以至整个段）程序的方式，从而加快整个机器语言程序的解释！流水线的吞吐率：流水线的最大吞吐率为流水线中最慢子过程经过的时间。提高吞吐率的手段：

13、1。细分瓶颈子过程2。重复设置多套瓶颈段并联影响流水的主要因素: 1.局部相关性:u u 先读后写u u 写-写u u 先写后读先读后写、写-写是异步流动可能发生的、先写后读两种都有! 2.程序转移:处理方法: 1)猜测法2)加快和提前形成条件码3)采用延迟转移4)加快短循环程序处理 流水线中断处理:n n 不精确断点法: 不论指令I在流水线的那一段发生中断,未进入流水线的后续指令不再进入,已在流水线的指令仍继续流完,然后才转入中断处理程序. 实现简单,但不利于编程和程序的排错.n n 精确断点法:6、阵列处理机定义：阵列处理机也称并行处理机，它将大量重复设置的处理单元，按一定方式互连成陈列，

14、在单一控制部件控制下对各自所分配的不同数据并行执行同一指令规定的操作，是操作级并行的SIMD计算机，处理单元是不带指令控制部件的算术逻辑部件。特点是：利用资源重复，而不是时间的重叠，利用并行中的同时性，而不是并发性！7、多处理机：定义：是具有两台以上的处理机，在操作系统控制下通过共享的主存或输入/出子系统或高速通讯网络进行通讯。多处理机是属于多控制流多数据流系统。目的是：1。用多台处理机进行多任务处理协同求解一个大而复杂的问题来提高速度2、依靠冗余的处理机及重组来提高系统的可靠性，适应性和可用性处理机有紧耦合和松耦合两种紧耦合多处理机：是通过共享主存来实现处理机间通讯的，其通讯速率受限于主存频

15、宽，各处理机与主存经互连网络连接，处理数受限于互连网络带宽及各处理机访主存冲突的概率。松耦合多处理机：每台处理机都有一个容量较大的局部存储器，用于存储经常用的指令和数据，以减少紧耦合系统中存在的访主存冲突。不同处理机间或通过通道互连实现通讯，以共享某些外部设备；或都通过消息传送系统来交换信息。8、计算机系统的可靠性、可用性、可维护性技术和容错技术计算机系统的可靠性、可用性、可维护性（RAS）技术和容错技术是研究、设计、生产、评价计算机系统的重要内容，特别是由于超大规模集成电路的发展和计算机应用的普及，人们对RAS的要求越来越高！ 计算机系统的可靠性定义：计算机系统的可靠性是指在规定的条件下和规

16、定的时间内计算机系统能正确运行的概率。搞高系统的可靠性一般两种方法：避错法和容错法硬件的避错技术的作用是减少系统失效的可能性容错法有：硬件冗余、软年冗余、信息冗余和时间冗余！计算机系统的可用性计算机系统的可用性是指该系统在某一时刻提供有效使用的程度，以可用度A来表示，可用度是在任意指定时刻系统能正确运行的概率A=MTBF/（MTBF+MTTR） MTBF 为平均无故障时间MTTR为平均修复时间计算机系统的可维护性计算机系统的可维护性是指该系统失效后在规定时间内可修复到规定功能的能力，反映系统可维护性高低的参数是修复率秒平均修复时间MTTR。修复率表示在单位时间内完成修复的概率。容错技术容错是指

17、计算机系统在运行过程中发生一定的硬件或软件故障错误时仍能保持正常工作而不影响正确结果的一种性能或措施。容错技术主要是为了提高计算机系统的可靠性和可用性，常用冗余技术来抵消由于故障而引起的影响。一般分为：硬件冗余：以检测或屏蔽故障为目的而增加一定硬件设备的方法。软件冗余：为了检测或屏蔽软件中的差错而啬一些在正常运行时所不需要的软件的方法信息冗余：在实现正常功能所需要的信息外，再添加一些信息，以保证运行结果正确性的方法，纠错码就是信息冗余的例子时间冗余：使用附加一定时间的方法来完成系统的功能。这些附加的时间主要用在故障检测、复执或故障屏蔽上。故障的分类：永久性故障：表现为稳定性及持续性，可重复出现

18、间隙故障：不稳定性和对系统的依赖性，表现为时好时坏，或在某些机器能正常运行，而在其他情况下又不能运行！瞬时故障：由偶然原因引起的短暂故障，不用修复，用复执来消除故障。计算机性能评测评估：是基于一些原始数据进行推算测试：是用基准测试程序来度量计算机的性能性能评估1 1 MIPS 和MFLOPS9（每秒百万次指令和每秒百万次浮点运算）2 2 吉普森混合法3 3 RDR法： PDR=L/R （L为指令操作数平均长度，R为平均指令执行时间）4 4 综全理论性能基准测试程序：1 1 Whetstone 基准测试程序2 2 Dhrystone基准测试程序3 3 LINPACK基准测试程序4 4 SPEC基

19、准测试程序5 5 TPC基准测试程序专题二：计算机操作系统基础1、概述：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，这是这样一些程序模块的集合它们能有效地组纪念品和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行操作系统有两个重要的作用1、 1、 管理系统中的各种资源操作系统是资源的管理者仲裁者，由它负责资源在各个程序之间的调度和分配，保证系统中各种资源得以有效地利用。2、 2、 为用户提供良好的界面操作系统的特征1、 1、 并发性。所谓程序并发性是指在计算机系统中同时存在多个

20、程序，宏观上看，这些程序是同时向前推进的，程序的并发性具体体现在如下两个方面：用哀悼程序与用户程序之间并发执行；用户程序与操作系统程序之间并发执行。2、 2、 共享性。所谓资源共享性是指操作系统程序与多个用户程序共享系统中的各种资源3、 3、 随机性。操作系统的运行是在一个随机的环境中，一个设备可能在任何时假向处理机发出中断请求，系统也无法知道运行着的程序会在什么时假做什么事情操作系统的地位现实应用中的计算机系统是经过若干层软件改造的计算机，而操作系统位于各种软件的最底层，操作系统是与计算机硬件关系最为密切的系统软件，这是硬件的第一层软件扩充。操作系统的功能1、 1、 进程管理进程管理主要是对

21、处理机进行管理，为了提高CPU的利用率，采用了多道程序技术，为了描述多道程序的并发执行，就要引入进程的概念，通过进程管理协调多道程序之间的关系，解决对处理机分配调度策略、分配实施和回收等问题，以使CPU资源得到最充分的利用。2、 2、 存储管理存储管理主要管理内存资源，由于内存整体价格贵、而且受CPU寻址能力的限制，内存的容量也有限，因此，当多个程序共享有限的内存资源时，要解决的问题是：如何为它们分配内存空间。同时，使用户存放在内存中的程序和数据彼此隔离、互不侵扰！3、 3、 文件管理文件管理的任务是有效进支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共享，保密和保护问题，以使用户方便，安全地访

22、问文件。4、 4、 设备管理设备管理是指计算机系统中除了CPU和内存以外的所有输入输出设备的管理，为了提高设备的使用效率和整个系统的运行速度，可采用中断技术，通道技术，虚拟设备和缓冲技术，尽可能发挥设备和主机的并行工作能力。此外还应提供一个良好的界面！5、 5、 作业管理操作系统是用户与计算机系统之间的接口，因此作业管理的任务是为用户提供一个使用系统的良好环境，使用户能有效地组织自己的工作流程，并使整个系统能高效地运行操作系统的类型1、 1、 批处理操作系统用户一般不直接操纵计算机，而是将作业提交给系统操作员。操作员将作业成批地装入计算机，操作系统将作业按规定的格式磁盘的某个区域，然后按照某种

23、调度策略选择一个或几个搭配得当的作业调入内存加以处理；内存中多个作业交替执行，处理步骤事先由用户设定，作业的结果由操作系统按作业统一加以输出，由操作员将作业运行结果交给用户！特点：多道 成批2、 2、 分时系统分时系统允许多个用户同时联机地使用计算机，一台分时计算机系统连有若干台终端，多个用户可以在各自的终端上向系统发出服务请求，等待计算机的处理结果并决定下一步的处理。操作系统接收每个用户的命令，采用时间片轮转的方式处理用户的服务请求！特点： 多路性： 交互性：独立性及时性3、 3、 实时系统是指系统能够及时响应随机发生的外部事件，并在严格的时间范围内完成对该事件的处理，常用在特定的应用中作为

24、一种控制设备来使用。特点：实时性专用性4、 4、 网络操作系统网络操作系统是通过通讯设施将地理上分散的具有自治功能的多个计算机系统互联起来，实现信息交换，资源共享，互操作和协操作处理的系统。特点：计算机自治 资源共享5、 5、 分布式操作系统与网络操作系统类似，但分布系统要求一个统一的操作系统，实现系统操作的统一性，分布式操作系统管理系统中所有资源，它负责全系统的资源分配和调度，任务划分，信息传输控制协调工作，并为用户提供一个统一的界面。特点： 统一界面资源对用户透明2、进程管理定义：进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。从操

25、作系统角度来看，可将进程分为系统进程和用户进程两类系统进程执行操作系统程序，完成操作系统的某些功能。用户进程运行用户程序，直接为用户服务。系统进程的优先级通常高于一般用户进程的优先级进程的特性1、 1、 进程与程序的联系和区别程序是构成进程的组成部分之一，一个进程的运行目标是执行它所对应的程序。如果没有程序，进程就失去了其存在的意义，从静态的角度看，进程是由程序、数据和进程控制块（PCB）三部分组成。区别：程序是静态的 进程是动态的2、 2、 进程的特性1） 1） 并发性2） 2） 动态性3） 3） 独立性4） 4） 交往性5） 5） 异步性3、 3、 进程的状态 1 进程调度被选中 2 时间

26、片用完 3 等待某个事件 4 等待的事件已获得进程间的通讯1、 1、 程的同步与互斥同步：进程的同步是指进程之间一种直接的协同工作关系，这些进程相互合作，共同完成一项任务，进程间的直接相互作用构成进程的同步。互斥：在系统中许多进程常常需要共享资源，而这些资源往往要求排他地使用（即独占设备），即一次只能为一个进程服务。临界区：系统中一些资源一次只允许一个进程使用，这个资源称为临界资源。而在程序中访问临界资源的那一段程序称为临界区，要求进入临界区的进程之间就构成了互斥关系。为了保证系统中各并发进程顺利运行，对两个以上欲进入临界区的进程，必须实行互斥，为此系统采取了一些调度协调措施。2、 2、 信号

27、量的P，V操作P操作P（S）S：=S-1若S0,则该进程进入S信号量的队列中等待V(S)S:=S+1若S模拟信号b b 模拟数据数字信号c c 数字数据模拟信号d d 数字数据数字信号6、多路复用为了有效地利用传输系统，人们希望通过同时携带多个信号来高效率地使用传输介质，这就是所谓的多路复用。常用的复用技术如下：频分多路复用（FDM）频分多路复用就是把传输介的可用带宽分割成一个个频段，每一个频段就是一个子信道，每一个子信道可以独立地进行数据的传输！FDM用于模似信号的传输时分多路（TDM）和统计时分多路（STDM）：用于数字信号，就是采用时分技术把时间分片，然后分配给每个用户，对于TDM如果分

28、配的时间片内没有数据发送，也要发送空字符，所以终端的数据速率之和就是线路的最大带宽，而STDM的速率之和则要大于线路带宽！几个典型的数字信号传输系统DS0DS1STS-3/0C-3 （STM-1）7、检错和纠错了解奇偶校验法和纵向冗余校验（LRC）的原理，检错的特点。重点时CRC的原理，会算。有四个版本被采用：CRC-12： =X12+X11+X3+X2+X+1CRC-16： =X16+X15+X2+1CRC-CCITT： =X16+X12+X5+1CRC-32： =X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1汉明码：两个等长码之间对应位

29、不同的数目称为这两个码组的汉明距离，简称码距。任一（n，k）分组码，若要在码组内：1）检测e个随机错误，则要求码的最小距离为：d0e + 12）纠正t个随机错误，则要求码的最小距离为：d02t + 13）纠正t个、同时检测e（et）个随机错误，则要求码的最小距离为：d0t + e + 18、数据通信物理层接口的特性及标准数据传输的模型：DTEDCEDCEDTE物理层的特性RS232接口与子集同步数据通讯异步数据通讯零调制解调的接线DTEDCEDCEDTE专题四：分组交换 1线路交换 A：什么是线路交换：指通信的两站点在相互通信时，使用一条实际的物理链路，在通信中一直使用该条链路进行信息传输，并

30、且不允许其他站点同时共享该链路的通信方式。 B：线路交换的特点：1、 1、 通信路径采用物理连接，数据终端用户好像使用一条专线一样，2、 2、 一旦建立线路，网络对用户是“透明”的。3、 3、 用固定的数据传输率传输数据，因此不能动态利用网络带宽。4、 4、 传输延迟小，常用于实时通信。5、 5、 线路建立时间较长。6、 6、 在通信之前，必须建立一条从源端到目标端的路径。7、 7、 一旦建立线路，将独占信道；信道利用率低，浪费大。8、 8、 连续传送数据，不存储报文，无数据转换。9、 9、 呼叫建立后没有开销位。10、 10、 负载重时可能阻塞呼叫的建立；但已建立的连接不发生延迟。11、 1

31、1、 无差错和流量控制。 C：线路交换的过程：线路建立、数据传输和线路拆除。 D：线路交换的例子：电话系统。2分组交换 A：报文分组交换的原理：存储转发实现报文交换的过程是这样的：交换机中的通信控制器询问各条输入用户线路，若某条用户线路有报文输入，则向中央处理机发送中断请求，并逐字把报文送入内存器。中央处理机对报文进行处理，如分析报文头，判别和确定路由等，然后将报文转存到外部大容量存储器，等待一条空闲的输出线路，一旦线路空闲，就再把报文从外存储器调入内存储器，经通信控制器向线路发送出去。分组交换与报文交换的不同在于：报文交换以报文为单位交换；分组交换是把报文裁成若干比较短的、规格化了的“分组”

32、（或称包）进行交换和传输。 B：分组交换的实现方法：数据报（每个分组独立地处理，就像在报文交换网络中每个报文独立的处理那样。在目的站点重新把分组按顺序排列。）和虚电路（在发送任何分组之前，需要建立一条逻辑连接。每个分组除了包含数据之外还得包含一个虚电路标识符）。 C：分组交换的特点（与线路交换相比）：1、 1、 多个分组可共享结点间的链路，因此线路利用率高。2、 2、 可变数据率交换传输，动态利用带宽。3、 3、 网络传输请求不被拒绝。因为分组总是被接收，只不过在负载重时要增加延迟。4、 4、 可使用优先权。5、 5、 为每个分组建立路径；传输可靠，因节点失效可找到其它路径（数据报分组交换）；

33、分组中有开销位。6、 6、 有代码转换（模拟数字）。7、 7、 可面向连接（虚电路）；也可面向无连接服务（数据报）。 D：分组交换的操作过程：内部和外部过程。所谓内部与外部是这样划分的：内部即是我们通常谈论的分组交换网，而外部即是指终端到分组交换网的第一个交换机（边界）。在内部即分组交换网内我们可以采用数据报和虚电路两种方法，内部与外部的设计不一定要一致，所以在外部也同样有两种方法之分，于是有下列四种组合： (1) 外部虚电路，内部虚电路； (2) 外部虚电路，内部数据报； (3) 外部数据报，内部虚电路； (4) 外部数据报，内部数据报；3帧中继交换 A：帧中继交换的原理：数字传输系统的广泛

34、应用，如光纤或数字微波等先进传输手段，使比特差错率大大下降；这样在网段中就没有必要进行差错检测与恢复，而将这些工作在终端实现一次即可。帧中继就是在这样的前提下发展起来的，由于它不采用一步一步的流控制和差错控制，而且它严格对应OSI模型的第二层，不像X.25还包括第三层的某些功能，所以可以节省X.25的许多开销。帧中继提供一种面向连接的、虚电路分组交换。 B：帧中继交换的特点（与传统分组交换相比）：1、 1、 呼叫控制信号与用户数据采用分开的逻辑连接。2、 2、 在OSI模型的第二层进行多路复用（传统分组交换在第三层）。3、 3、 不采用一步一步的流量和差错控制。4、 4、 源于ISDN，但可不

35、依赖ISDN。5、通信过程流线化。它减少了用户与网络接口的协议功能以及网络内部的处理需求，从而降低了延迟，提高了吞吐率。 C：帧中继交换的应用：数据块交互、文件传输、低速率的复用、字符交互通信。4信元交换技术 A：ATM（异步传输模式）的基本原理：异步传输模式（ATM）有时也称为信元中继，它是线路交换和分组交换领域近25年来各方面发展的结晶。它采用了分组交换的原理，以固定长度的信元传送信息，以信元头所包含的地址信息采用硬件自选路由从而提高工作速度。它与帧中继最大的区别是帧中继使用帧，即长度可变的分组；而ATM使用的是信元，即长度固定的分组。ATM的信元结构长53个字节，其中48个字节为信息域，

36、5个字节为信息头（主要功能为网络路由）。信元的格式与业务类型无关，能适应任意的业务和速率。 B： ATM性能参数 1、信元丢失率：丢失信元数与传送信元总数之比。 2、信元错误率：出错信元数与传送成功信元数之比。 3、信元插入率：在指定时间间隔内插入的信元数。 4、信元传输时延：在网络中两点之间传输一个信元的时间间隔。 5、平均信元传输延时：指定数量的信元传输延时的算术平均值。 6、信元延时变化：在同一连接上，单个信元的传输延时与平均信元传输延时之差。C： ATM的交换方式：信元交换。D：ATM通信控制方式： 1、连接管理控制。 2、使用参数控制。 3、优先权控制。4、拥挤控制。E: ATM的主

37、要特点 1、信元长度固定。 2、信元格式与所传输的业务类型无关。3、工作方式为面向连接的，连接在请求时建立和删除。4、数据传输率高，延迟小，因此不采用反馈重发机制。5、信元是ATM独有的特征。6、使用了线路交换方法，也继承了高速分组交换对任意速率的适应性。7、对协议的处理与转换采用硬件线路来进行，提高了处理速度。8、采用的复用方式为ATDM（异步时分多路复用）F: ATM交换和控制ATM网络结构：u u 虚拟通道（VC）：用于描述ATM信元单向传送的一个概念，信元都与一个惟一的标识值（VC）相联系，同一VC的信元群，拥有相同的虚拟通道标识（VCI）u u 虚拟通路（VP）：用于描述属于虚拟通路的ATM信元的单向传输的一个概念，一个VP可以用复用的方式容纳65535个VC！属于同一VP的不同的虚拟通道的信元群，拥有相同的虚拟通路标识（VPI）， VC和VP都属于ATM层！u u 传输通路：它是网络部件的延伸和扩展，它汇集和分解传输系统的有效负载，属于物理层，在一条传输通路上可以容纳多虚拟通路。ATM的交换：传输通路交换：这是属于物理层的交换，就象线路交换，信元的VPI 和VCI都不变，虚拟通路交换：对整个通路交换，即只改变信元的VPI值，但VCI值不变！虚拟通道/虚拟通路交换：有两种