第一篇：豫召開遠(yuǎn)程醫(yī)療信息化發(fā)展座談會(huì)

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豫召開遠(yuǎn)程醫(yī)療信息化發(fā)展座談會(huì)

作者：

來(lái)源：《中國(guó)信息界·e醫(yī)療》2013年第11期

10月19日，由鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院、河南省遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)中心主辦的“2013區(qū)域協(xié)同醫(yī)療發(fā)展高層論壇暨遠(yuǎn)程醫(yī)療信息化發(fā)展座談會(huì)”在鄭州召開。河南省衛(wèi)生廳副廳長(zhǎng)曲杰、鄭州大學(xué)副校長(zhǎng)別榮海、國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委統(tǒng)計(jì)信息中心主任孟群出席了論壇。參加會(huì)議的專家和代表超過(guò)400人。

會(huì)議以“區(qū)域協(xié)同醫(yī)療發(fā)展趨勢(shì)、實(shí)踐、探索”為主題，圍繞推動(dòng)區(qū)域衛(wèi)生信息化建設(shè)、打造科學(xué)醫(yī)療服務(wù)體系、建立有序就醫(yī)格局等深化醫(yī)改精神，邀請(qǐng)專家介紹了全國(guó)區(qū)域衛(wèi)生信息化與遠(yuǎn)程醫(yī)療信息系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和進(jìn)展，報(bào)告了河南省區(qū)域協(xié)同醫(yī)療和遠(yuǎn)程醫(yī)療信息化建設(shè)在發(fā)揮大型綜合醫(yī)院優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源優(yōu)勢(shì)、帶動(dòng)全省基層醫(yī)院發(fā)展、提高全省醫(yī)療服務(wù)水平等方面的做法、成效及經(jīng)驗(yàn)。

第二篇：遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)參考材料（定稿）

遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)

第一章 緒論

1、遠(yuǎn)程醫(yī)療（Telemedicine）：指醫(yī)護(hù)人員利用現(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種醫(yī)學(xué)信息的遠(yuǎn)程采集、存儲(chǔ)、處理、傳輸和查詢等，從而跨越時(shí)空障礙，向更廣泛的人群提供醫(yī)療的一項(xiàng)全新的醫(yī)療服務(wù)。

2、遠(yuǎn)程醫(yī)療的意義

1）使廣大邊遠(yuǎn)地區(qū)的患者獲得平等的醫(yī)療，減少因地區(qū)差異和醫(yī)療資源分配不均帶來(lái)的差異，使邊遠(yuǎn)地區(qū)的患者不必長(zhǎng)途跋涉就能得到專家的診治。

2）遠(yuǎn)程醫(yī)療能為患者提供及時(shí)的診治，特別是在發(fā)生意外傷害時(shí)能夠縮短診治時(shí)間。3）通過(guò)遠(yuǎn)程醫(yī)療可以減少醫(yī)生出診和患者就醫(yī)的時(shí)間和費(fèi)用，從而降低醫(yī)療費(fèi)用。

4）遠(yuǎn)程醫(yī)療能對(duì)高發(fā)病人群，如老年人、殘疾人和慢性病患者實(shí)行遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)，因而提高患者的生活獨(dú)立性和生活質(zhì)量。

5）遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)可以在患者熟悉的環(huán)境中進(jìn)行，減少患者的心理壓力，提高診治的效果，同時(shí)也利于患者的康復(fù)。

6）通過(guò)遠(yuǎn)程教育可以提高醫(yī)護(hù)人員，特別是邊遠(yuǎn)地區(qū)醫(yī)護(hù)人員的醫(yī)療水平，也可向普通人群普及醫(yī)學(xué)知識(shí)。

3、遠(yuǎn)程醫(yī)療的目的

1）增加獲得醫(yī)療服務(wù)和醫(yī)療教育的可能。

2）減少因地區(qū)差異、貧富差別、種族差異等造成的醫(yī)療水平的不平等。3）使患者以負(fù)擔(dān)得起的價(jià)格獲得高水平的醫(yī)療服務(wù)。

4、遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展

5、遠(yuǎn)程醫(yī)療的所提供的服務(wù)

涉及醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，如診斷、治療、監(jiān)護(hù)、家庭醫(yī)療保健、醫(yī)學(xué)信息和圖像的歸檔、傳輸與處理、醫(yī)學(xué)教育和培訓(xùn)、病歷研討、學(xué)術(shù)交流等等。

6、遠(yuǎn)程醫(yī)療的存在的問(wèn)題

7、醫(yī)學(xué)影像及其相關(guān)信息的交換標(biāo)準(zhǔn) 主要有兩大標(biāo)準(zhǔn) 1）醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信標(biāo)準(zhǔn)，即DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine）標(biāo)準(zhǔn)：定義了一套標(biāo)準(zhǔn)化的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)格式及通信協(xié)議，主要用于醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)交換。2）美國(guó)衛(wèi)生信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)，即HL7(Health Level Seven)標(biāo)準(zhǔn)：定義了一套標(biāo)準(zhǔn)化的醫(yī)學(xué)文本數(shù)據(jù)格式及通信協(xié)議，主要用于醫(yī)學(xué)文本數(shù)據(jù)交換。1）醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信標(biāo)準(zhǔn)（1）產(chǎn)生背景

由于醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)廠商的不同，造成與各種設(shè)備有關(guān)的醫(yī)學(xué)圖像存儲(chǔ)格式、傳輸方式千差萬(wàn)別，使得醫(yī)學(xué)影像及其相關(guān)信息在不同系統(tǒng)、不同應(yīng)用之間的交換受到嚴(yán)重阻礙。

為此，每一種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備上都必須有一個(gè)專門的接口。如放射科的影像設(shè)備來(lái)自多個(gè)廠家，它們之間數(shù)據(jù)都不兼容。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)，醫(yī)院必須專門開發(fā)或者購(gòu)買相應(yīng)的接口。

美國(guó)放射學(xué)會(huì)（ACR）和全美電子廠商聯(lián)合會(huì)（NEMA）認(rèn)識(shí)到急需建立一種標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范醫(yī)學(xué)影像及其相關(guān)信息的交換，DICOM標(biāo)準(zhǔn)就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。（2）版本

美國(guó)放射學(xué)會(huì)（ACR）和全美電子廠商聯(lián)合會(huì)（NEMA）聯(lián)合組成委員會(huì)，在參考了其他相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，聯(lián)合推出了醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信標(biāo)準(zhǔn)，即DICOM標(biāo)準(zhǔn)。? DICOM1.0版本：1985年（ACR-NEMA Standards Publications No.300-1985）。? DICOM2.0版本：1988年（ACR-NEMA Standards Publications NO.300-1988）。

? DICOM3.0版本：1993年發(fā)布。以前版本只能應(yīng)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊環(huán)境，而DICOM 3.0支持開放系統(tǒng)互連協(xié)議（OSI）和傳輸控制協(xié)議（TCP）和網(wǎng)標(biāo)協(xié)議（IP）。已發(fā)展成為醫(yī)學(xué)影像信息學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)。（3）應(yīng)用

DICOM 3.0的應(yīng)用范圍幾乎包括所有醫(yī)學(xué)圖像領(lǐng)域：（4）意義

DICOM標(biāo)準(zhǔn)的推出與實(shí)現(xiàn)，大大簡(jiǎn)化了醫(yī)學(xué)影像信息交換的實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)了遠(yuǎn)程放射學(xué)系統(tǒng)、圖像管理與通信系統(tǒng)（PACS）的研究與發(fā)展，并且由于DICOM的開放性與互聯(lián)性，使得與其它醫(yī)學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，如醫(yī)院信息系統(tǒng)(Hospital Information System，HIS)、放射信息系統(tǒng)(Radiology Information System, RIS)等的集成成為可能。2）美國(guó)衛(wèi)生信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)（HL7）

美國(guó)衛(wèi)生信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)Health Level Seven(簡(jiǎn)稱HL7)是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（ANSI）授權(quán)Health Level Seven Inc.標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)機(jī)構(gòu)開發(fā)的醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)及醫(yī)用儀器、設(shè)備文本數(shù)據(jù)信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)。（1）版本（2）意義

采用HL7為標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)院信息系統(tǒng)和醫(yī)療儀器、設(shè)備可以完全做到無(wú)障礙互連和醫(yī)學(xué)文本數(shù)據(jù)的無(wú)障礙交換。這正是醫(yī)療信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展和升級(jí)的前提。2）是不同HIS信息交換的標(biāo)準(zhǔn)，使國(guó)內(nèi)、外醫(yī)院之間交流病人資料，進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診成為可能。

1）使得醫(yī)院內(nèi)部的醫(yī)療信息（病歷資料、臨床檢驗(yàn)結(jié)果、財(cái)務(wù)信息等）整合、利用、交換、共享的前提，即使HIS成為可能。

2）是不同HIS信息交換的標(biāo)準(zhǔn)，使國(guó)內(nèi)、外醫(yī)院之間交流病人資料，進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診成為可能。

3）是各種類型的醫(yī)療信息系統(tǒng)間的信息交換標(biāo)準(zhǔn)，如醫(yī)院、銀行、保險(xiǎn)、管理、行政等。4）是各種醫(yī)療儀器、設(shè)備即插即用的基礎(chǔ)，即使各種醫(yī)療儀器設(shè)備之間、醫(yī)療儀器設(shè)備與HIS之間的信息無(wú)障礙交換。

7、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的組成（三部分）：醫(yī)療服務(wù)的提供者、醫(yī)療服務(wù)的需求者和通信網(wǎng)絡(luò)。

第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)總論

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：利用傳輸介質(zhì)和互聯(lián)設(shè)備，用一定的連接方法將多臺(tái)自主計(jì)算機(jī)互聯(lián)起來(lái)的集合體稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

自主計(jì)算機(jī)；連接方法；互聯(lián)；傳輸介質(zhì)；互聯(lián)設(shè)備 ? 自主：指互聯(lián)的計(jì)算機(jī)之間相互獨(dú)立。

如果互聯(lián)集合體中，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以強(qiáng)制的啟動(dòng)、停止和控制另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它們之間的關(guān)系就是主從關(guān)系，將這些計(jì)算機(jī)連接起來(lái)不能稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

? 自主計(jì)算機(jī)：由硬件和軟件兩部分構(gòu)成，能獨(dú)立地、完整地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的各種功能。? 連接方法：指網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

? 互聯(lián)：2臺(tái)或2臺(tái)以上計(jì)算機(jī)能夠按照一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信稱為互聯(lián)。? 互聯(lián)的物理形式：傳輸介質(zhì)和互聯(lián)設(shè)備。

? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在物理形式上包括：自主計(jì)算機(jī)、傳輸介質(zhì)和互聯(lián)設(shè)備。

2、兩種由多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)，但不能稱之為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)： 1）主從式計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 2）分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)

1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中至少擁有兩臺(tái)及兩臺(tái)以上的自主計(jì)算機(jī)。

2）由傳輸介質(zhì)和互聯(lián)設(shè)備把若干臺(tái)自主計(jì)算機(jī)連接，形成網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信息交換，即通信。3）為了正確地通信，雙方都需要遵守共同的約定（通信協(xié)議）。4）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是所有網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)現(xiàn)的管理者。? 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)上各計(jì)算機(jī)能方便而有效地共享網(wǎng)絡(luò)資源，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供所需的各種服務(wù)的軟件和有關(guān)規(guī)程的集合。? 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與通常的操作系統(tǒng)的區(qū)別

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)除了具有通常操作系統(tǒng)應(yīng)具有的功能外，還應(yīng)具有以下兩大功能：（1）提供高效、可靠的網(wǎng)絡(luò)通信能力。

（2）提供多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能：遠(yuǎn)程作業(yè)錄入服務(wù)功能；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理服務(wù)功能；文件傳輸服務(wù)功能；電子郵件服務(wù)功能；遠(yuǎn)程打印服務(wù)功能等等。

4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在邏輯上可以分為進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的資源子網(wǎng)和完成數(shù)據(jù)通信的通信子網(wǎng)兩部分。

1）通信子網(wǎng)

通信子網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)通信功能，能完成網(wǎng)絡(luò)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸、交換、通信控制和信號(hào)變換等通信處理工作，由傳輸介質(zhì)和互聯(lián)設(shè)備組成。（1）傳輸介質(zhì)（有線的或無(wú)線的）：在機(jī)器之間傳送比特流。

（2）互聯(lián)設(shè)備：通訊子網(wǎng)中各種數(shù)據(jù)處理設(shè)備、數(shù)據(jù)通信控制設(shè)備和數(shù)據(jù)終端設(shè)備。? 分組裝／卸設(shè)備：PAD（Packet Assembler Disassembler）（1）分組（Packet）

在發(fā)送端，有較長(zhǎng)的不便于傳輸?shù)膱?bào)文需要發(fā)送。將較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成較短的、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段。每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部（頭部）構(gòu)成分組。每一個(gè)分組的首部都含有地址等控制信息。分組卸設(shè)備（Packet Disassembler）：將較長(zhǎng)的報(bào)文拆卸成若干個(gè)固定格式的分組的設(shè)備。發(fā)送端以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元進(jìn)行傳送。接收端用分組裝設(shè)備（Packet Assembler）將收到分組后剝?nèi)ナ撞浚⒏鞣纸M還原成報(bào)文。2）資源子網(wǎng)

資源子網(wǎng)為用戶提供了訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的能力，它由主機(jī)、終端系統(tǒng)組成。負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

第二節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類：分類標(biāo)準(zhǔn)有傳輸技術(shù)和規(guī)模。

1、按照傳輸技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)分類：廣播式網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。

1）廣播式網(wǎng)絡(luò)：由一條通信信道連接網(wǎng)絡(luò)上的所有機(jī)器，分組可被任何機(jī)器發(fā)送并被其他所有機(jī)器接收。分組的地址字段指明分組應(yīng)被哪臺(tái)機(jī)器接收。一旦收到分組，各機(jī)器檢查分組的地址字段。如果是發(fā)送給它的則處理之，否則將其丟棄。

2）點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)：由一對(duì)對(duì)機(jī)器之間的多條連接構(gòu)成。為了能從源到目的地，分組要被多臺(tái)機(jī)器進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，并且有多條可選路徑，因此點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的路由算法很重要。

2、按規(guī)模分類：分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。

二、網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)：有線傳輸介質(zhì)和無(wú)線傳輸介質(zhì) ? 有線傳輸介質(zhì)：雙絞線、同軸電纜、光纖。? 無(wú)線傳輸介質(zhì)：紅外、微波。

1、雙絞線（Twisted Pair Cable）

1）概念：將多對(duì)雙絞線（4對(duì)）封裝在一個(gè)絕緣外套中。電纜中的每一對(duì)雙絞線由兩根絕緣銅導(dǎo)線相互螺旋扭繞而成，因此稱為雙絞線。2）特性

（1）銅質(zhì)線芯，直徑大約1mm，傳導(dǎo)性能良好。

（2）由于2條相互扭繞的導(dǎo)線相位相反，信號(hào)傳輸中輻射的電磁波可互相抵消，從而降低信號(hào)的干擾程度。

（3）既可用于傳輸模擬信號(hào)和也可用于傳輸數(shù)字信號(hào)：對(duì)于模擬信號(hào)，約5--6公里需要一個(gè)放大器；對(duì)于數(shù)字信號(hào)，約2--3公里需要一個(gè)中繼器。3）分類：屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線兩類。（1）屏蔽雙絞線(STP，Shielded Twisted Pair)外層由金屬屏蔽層包裹,以減小幅射。抗干擾性好，性能好，成本高。（2）非屏蔽雙絞線(UTP，Unshielded Twisted Pair)雙絞線外沒(méi)有附加金屬屏蔽，只有一層塑料外套。抗干擾能力差，但價(jià)格便宜。由于具有較好的性價(jià)比，而被廣泛使用。常用的是3類線和5類線。4）接口

雙絞線連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（Hub、Switch）的連接器，是類似電話插口的咬接式插頭，稱為RJ-45，俗稱水晶頭。

2、同軸電纜（Coaxial Cable）

1）概念：由同軸的內(nèi)、外兩個(gè)導(dǎo)體、絕緣層和塑料外層組成。內(nèi)導(dǎo)體：是一根金屬線。

外導(dǎo)體：是一根由細(xì)金屬線編織成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的圓柱形的套管，起屏蔽作用。絕緣層：位于內(nèi)、外導(dǎo)體之間，起絕緣作用。塑料外層：最外層，起保護(hù)作用。

2）分類：同軸電纜分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜兩類。

? 基帶同軸電纜：一條電纜只用于一個(gè)信道，僅用于數(shù)字傳輸，阻抗為50Ω，并使用曼徹斯特編碼，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)10Mbps。

? 寬帶同軸電纜：一條電纜同時(shí)傳輸不同頻率的多路信號(hào)（多路復(fù)用），用于模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的傳輸，阻抗為75Ω。

3、光纖（光導(dǎo)纖維）（Optical Fiber）

1）概念：光纖由石英玻璃制成的玻璃內(nèi)芯、玻璃封套和塑料外套組成，以光波為信號(hào)的載體，利用光纖作為光的傳輸介質(zhì)。

2）光傳輸系統(tǒng)：在輸入端電信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，使光源產(chǎn)生光束（電信號(hào)-光信號(hào)），將光信號(hào)導(dǎo)入光纖，在另一端由光檢測(cè)器接收光纖上傳來(lái)的光信號(hào)，并將它轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。

3）分類：?jiǎn)文９饫w和多模光纖（1）單模光纖

纖芯做得極細(xì)，其直徑為8-10μm，接近光波波長(zhǎng)，故僅有一條光通道，單束光線沿直線傳播。

傳輸距離長(zhǎng)，性能很好，在幾十公里內(nèi)以幾千兆bps的速率傳輸數(shù)據(jù)，但成本較高。（2）多模光纖（MMF）

纖芯比單模的粗，直徑是15-50μm，大致與人的頭發(fā)的粗細(xì)相當(dāng)，可有多條光通道，多束光線以不同的反射角傳播。

多模光纖性能比單模光纖差，但成本較低。4）光纖的特點(diǎn)

（1）依靠光波承載信息。

（2）數(shù)據(jù)傳輸速率高，通信容量大。（3）傳輸損耗小，適合長(zhǎng)距離傳輸。

（4）抗干擾性能極好：不受噪聲或電磁影響。（5）保密性好。（6）輕便。

? 無(wú)線傳輸介質(zhì)：微波、紅外線、無(wú)線電。特點(diǎn)

1）使用電磁波攜帶信息。2）無(wú)需物理連接。

3）適用于長(zhǎng)距離或不便布線的場(chǎng)合。

4）容易受到障礙物、天氣和外部環(huán)境的影響。

4、微波通信

頻率在100MHz-10GHz的信號(hào)叫做微波信號(hào)。由于微波是沿直線傳播的，故在地面的傳播距離有限。

5、同步衛(wèi)星：衛(wèi)星繞地球的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等，所以同步衛(wèi)星與地球給定點(diǎn)之間的相對(duì)位置保持不變，也稱為靜止衛(wèi)星。

衛(wèi)星通信是利用地球同步衛(wèi)星作為中繼來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)微波信號(hào)的一種特殊微波通信形式。

距地面22300英里的高度三個(gè)同步衛(wèi)星可以覆蓋地球上全部通信區(qū)域。

6、紅外通信：和微波通信一樣，紅外通信有很強(qiáng)的方向性，都是沿直線傳播的。第三節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（Network Architecture）

1、概念：為完成計(jì)算機(jī)間的通信合作，將每個(gè)計(jì)算機(jī)互聯(lián)的功能劃分成有明確定義的層次，并規(guī)定相鄰層之間的接口服務(wù)以及通信雙方同層次進(jìn)程的通信協(xié)議。將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)模型與各層協(xié)議的集合稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。

2、層次結(jié)構(gòu)

1）層次結(jié)構(gòu)劃分的原因

為了減少計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度，按照結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按照其功能劃分為若干個(gè)層次，使每一層實(shí)現(xiàn)一種相對(duì)獨(dú)立的功能。較高層次接受較低層次所提供的服務(wù)來(lái)完成本層功能，并為其更高層次提供必要的服務(wù)。層次結(jié)構(gòu)有利于交流、理解和標(biāo)準(zhǔn)化。

2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)劃分的原則

1）每層的功能應(yīng)是明確的，并且是相互獨(dú)立的。

2）當(dāng)某一層的具體實(shí)現(xiàn)方法更新時(shí)，只要保持上、下層的接口不變，便不會(huì)對(duì)相鄰層產(chǎn)生

影響。

3）層間接口必須清晰，跨越接口的信息量應(yīng)盡可能少。

4）層數(shù)應(yīng)適中。若層數(shù)太少，則造成每一層的協(xié)議太復(fù)雜；若層數(shù)太多，則體系結(jié)構(gòu)過(guò)于龐大。

3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議(Protocol)1）概念：為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換，規(guī)定雙方進(jìn)行通信的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)或約定。2）協(xié)議的三要素

（1）語(yǔ)法：數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。

（2）語(yǔ)義：需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。（3）同步：傳輸速率的匹配和事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明。3）協(xié)議的內(nèi)容主要

所交換數(shù)據(jù)及控制信息的格式和同步、編碼及信號(hào)電平，通信的速率、傳輸代碼、代碼結(jié)構(gòu)、傳輸控制、差錯(cuò)控制等。

要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)都必須遵守這些事先約定好的協(xié)議。

4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（Network Architecture）1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的3個(gè)主要概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3個(gè)主要概念是服務(wù)，接口和協(xié)議。

（1）服務(wù)：定義第n層做什么，而不管該層如何做，不管上層如何訪問(wèn)這些服務(wù)。

（2）接口：定義第n+1層如何通過(guò)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（Service Access Point，SAP）訪問(wèn)第n層的服務(wù)，不管第n層的服務(wù)是如何實(shí)現(xiàn)的。

（3）協(xié)議：定義層內(nèi)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則，是層的內(nèi)部事務(wù)。但只要該層所提供的服務(wù)不變，改變?cè)搶拥膮f(xié)議對(duì)其它層無(wú)影響。2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（1）以功能作為劃分層次的基礎(chǔ)。

（2）第n層的實(shí)體在實(shí)現(xiàn)自身定義的功能時(shí)，只能使用第n-1層提供的服務(wù)。

（3）第n層在向第n+1層提供的服務(wù)時(shí)，此服務(wù)不僅包含第n層本身的功能，還包含第n層以下的層次提供的功能。

（4）僅在相鄰層間有接口（服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SAP），且所提供服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對(duì)上一層完全屏蔽。

二、OSI基本參考模型

1、基本概念：開放系統(tǒng)互連(Open System Interconnection, OSI)基本參考模型是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)1981年制定的標(biāo)準(zhǔn)化開放式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。第7層：應(yīng)用層(Application Layer)第6層：表示層(Presentation Layer)第5層：會(huì)話層(Session Layer)第4層：傳輸層(Transport Layer)第3層：網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)第2層：數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)第1層：物理層(Physical Layer)資源子網(wǎng)的主機(jī)：包含所有7層的功能。

通信子網(wǎng)中的互聯(lián)設(shè)備：一般只需要最低3層甚至只要最低2層的功能。

2、OSI參考模型中數(shù)據(jù)的實(shí)際傳送過(guò)程 ? OSI參考模型中數(shù)據(jù)的實(shí)際傳送過(guò)程

（1）發(fā)送進(jìn)程給接收進(jìn)程的數(shù)據(jù)，實(shí)際上是經(jīng)過(guò)發(fā)送方各層從上到下傳遞到物理媒體；通

過(guò)物理媒體傳輸?shù)浇邮辗胶?，再?jīng)過(guò)從下到上各層的傳遞，最后到達(dá)接收進(jìn)程。（2）在發(fā)送方從上到下逐層傳遞的過(guò)程中，每層都要加上適當(dāng)?shù)目刂菩畔?，即H7、H6、...、H1，統(tǒng)稱為報(bào)頭。到最底層成為由“0”或“1”組成的數(shù)據(jù)比特流，然后再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)在物理媒體上傳輸至接收方。

（3）接收方在向上傳遞時(shí)過(guò)程正好相反，要逐層剝?nèi)グl(fā)送方相應(yīng)層加上的控制信息。因接收方的某一層不會(huì)收到下面各層的控制信息，而高層的控制信息對(duì)于它來(lái)說(shuō)又只是透明的數(shù)據(jù)，所以它只閱讀和去除本層的控制信息，并進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)議操作。

（4）發(fā)送方和接收方的對(duì)等實(shí)體看到的信息是相同的，就好像這些信息通過(guò)虛通信直接給了對(duì)方一樣。

3、OSI參考模型中各層功能簡(jiǎn)要介紹 1）物理層（Physical Layer）

物理層位于 OSI參考模型的最低層，它直接面向?qū)嶋H承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢砻襟w(信道)。物理層的傳輸單位為比特。物理層在物理媒體之上為數(shù)據(jù)鏈路層提供一個(gè)原始比特流的物理連接。

（1）物理層的主要內(nèi)容

定義了為建立、維護(hù)和釋放物理鏈路所需的機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性。在數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)對(duì)物理信道的建立、保持和拆除功能。數(shù)據(jù)終端設(shè)備（Date Terminal Equipment，DTE）：所有的連網(wǎng)設(shè)備或工作站的統(tǒng)稱，它們是通信的信源或信宿，如計(jì)算機(jī)、終端等。數(shù)據(jù)通信設(shè)備（Date Communications Equipment，DCE）：為用戶提供接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備統(tǒng)稱，如自動(dòng)呼叫應(yīng)答設(shè)備、調(diào)制解調(diào)器等。（1）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、固定裝置形式等。

DTE機(jī)械特性：DTE連接器的插針形式，幾何尺寸等與DCE連接器相配合，插針芯數(shù)和排列方式與DCE連接器成鏡像對(duì)稱。

物理層接口協(xié)議實(shí)際上是DTE和DCE之間的一組約定，主要解決網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)與物理信道如何連接的問(wèn)題。其主要目的是為了便于不同的制造廠家能夠根據(jù)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)制造設(shè)備，使各個(gè)廠家的產(chǎn)品都能夠相互兼容。（2）電氣特性

規(guī)定在物理連接上導(dǎo)線的電氣連接及有關(guān)的電路的特性，一般包括：接收器和發(fā)送器電路特性的說(shuō)明、表示信號(hào)狀態(tài)的電壓/電流的識(shí)別、最大傳輸速率的說(shuō)明、與互連電纜相關(guān)的規(guī)則等。（3）功能特性

規(guī)定接口信號(hào)的來(lái)源、作用以及與其它信號(hào)之間的關(guān)系。（4）規(guī)程特性

規(guī)定使用交換電路進(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>

（2）物理層協(xié)議舉例：EIA RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn) EIA RS-232C是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA（Electronic Industry Association）在1969年頒布的一種目前使用最廣泛的串行物理接口協(xié)議，提供了一個(gè)利用公用電話網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒體，并通過(guò)調(diào)制解調(diào)器將遠(yuǎn)程設(shè)備連接起來(lái)的技術(shù)規(guī)定。

與遠(yuǎn)程電話網(wǎng)相連接時(shí)，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)，以使其能與電話網(wǎng)相容；在通信線路的另一端，另一個(gè)調(diào)制解調(diào)器將模擬信號(hào)逆轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)比特流的傳輸。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口控制DTE與DCE之間的通信。（2）數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型的第二層。在物理層提供的可能出錯(cuò)的比特流服務(wù)的基礎(chǔ)上，建立相鄰結(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)鏈路，通過(guò)差錯(cuò)控制和流量控制，向網(wǎng)絡(luò)層提供無(wú)差錯(cuò)的傳輸。? 數(shù)據(jù)鏈路層的主要內(nèi)容

1）組幀：比特流被組織成數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)單元(幀，frame)，并以幀為單位進(jìn)行傳輸，幀中包含地址、控制、數(shù)據(jù)及校驗(yàn)碼等信息。每幀幾百-幾千字節(jié)。

2）差錯(cuò)控制：通過(guò)校驗(yàn)、確認(rèn)和反饋重發(fā)等手段，將不可靠的物理鏈路改造成對(duì)網(wǎng)絡(luò)層來(lái)說(shuō)無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路。

3）流量控制：數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)調(diào)收發(fā)雙方的數(shù)據(jù)傳輸速率，以防止接收方因來(lái)不及處理發(fā)送方來(lái)的高速數(shù)據(jù)而導(dǎo)致緩沖器溢出及線路阻塞等問(wèn)題。（3）網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）

網(wǎng)絡(luò)層是OSI參考模型的第三層，也是通信子網(wǎng)的最高層。它在數(shù)據(jù)鏈路層提供服務(wù)的基礎(chǔ)上，為傳輸層的數(shù)據(jù)傳輸提供建立、維護(hù)和終止網(wǎng)絡(luò)連接的手段，把上層來(lái)的數(shù)據(jù)組織成分組，將分組設(shè)法從源端經(jīng)過(guò)若干個(gè)中間結(jié)點(diǎn)傳送到目的端，并且負(fù)責(zé)路由控制和擁塞控制。

? 網(wǎng)絡(luò)層的主要內(nèi)容

1）路由選擇：網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)在收到一個(gè)分組后，要確定向下一結(jié)點(diǎn)傳送的路徑，這就是路由選擇。

確定路由選擇的策略稱路由算法。設(shè)計(jì)路由算法時(shí)要考慮諸多因素：路徑的距離；網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)的流量和延遲，傳輸介質(zhì)的傳輸速率等。

（1）靜態(tài)路由選擇策略：按照事先確定的某種固定規(guī)則（路由表）進(jìn)行路由選擇。

（2）動(dòng)態(tài)路由選擇策略：結(jié)點(diǎn)的路由選擇要依靠網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的狀態(tài)信息來(lái)決定的策略。這種策略能較好地適應(yīng)當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)流量、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，有利于改善網(wǎng)絡(luò)的性能。但由于算法復(fù)雜，會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。

2）擁塞控制：為避免通信子網(wǎng)中出現(xiàn)過(guò)多的分組所造成的網(wǎng)絡(luò)阻塞而進(jìn)行路由器之間的流量控制。

3）網(wǎng)際互聯(lián)：當(dāng)分組要跨越多個(gè)通信子網(wǎng)才能到達(dá)目的地時(shí)，還要利用網(wǎng)間連接器消除異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的差異（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，尋址方式，分組長(zhǎng)度，差錯(cuò)控制，路由選擇等）以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際互聯(lián)。

4）記帳功能：網(wǎng)絡(luò)管理者根據(jù)用戶發(fā)送多少分組或字節(jié)或比特，生成帳單，進(jìn)行收費(fèi)。（4）傳輸層（Transport Layer）

傳輸層是OSI參考模型的第四層，是第一個(gè)端--端（主機(jī)-主機(jī)）的層次。傳輸層利用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)向會(huì)話層提供負(fù)責(zé)端到端的、透明的、可靠的傳輸服務(wù)。? 傳輸層的主要內(nèi)容

1）完成資源子網(wǎng)中兩端點(diǎn)間的直接邏輯通信，向會(huì)話層提供端到端的透明數(shù)據(jù)運(yùn)輸服務(wù)：使高層用戶不必關(guān)心通信子網(wǎng)的存在，即不受具體網(wǎng)絡(luò)硬件技術(shù)的影響。用統(tǒng)一的運(yùn)輸原語(yǔ)書寫的高層軟件便可運(yùn)行于任何通信子網(wǎng)上。2）處理端到端的差錯(cuò)控制和流量控制問(wèn)題。3）建立和釋放網(wǎng)絡(luò)連接（包括跨網(wǎng)絡(luò)連接）。

4）端口尋址：2個(gè)主機(jī)之間可能有多個(gè)進(jìn)程進(jìn)行通信，即有多條連接，需要確定某個(gè)報(bào)文是屬于哪條連接的。

（5）會(huì)話層（Session Layer）

會(huì)話層是OSI參考模型的第五層，是第一個(gè)進(jìn)程-進(jìn)程的層次。所謂一次會(huì)話，就是兩

個(gè)用戶進(jìn)程之間為完成一次完整的通信而進(jìn)行的過(guò)程，包括建立、維護(hù)和結(jié)束會(huì)話連接。會(huì)話層是利用傳輸層提供的端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，向表示層提供進(jìn)程到進(jìn)程的會(huì)話管理服務(wù)。

? 會(huì)話層的主要內(nèi)容

1）組織和同步不同的主機(jī)上各種進(jìn)程間的通信（即會(huì)話）。會(huì)話層負(fù)責(zé)在兩個(gè)會(huì)話層實(shí)體之間進(jìn)行會(huì)話連接的建立和拆除。

2）在半雙工情況下，會(huì)話層提供一種數(shù)據(jù)權(quán)標(biāo)來(lái)控制某一方何時(shí)有權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù)。

3）會(huì)話層還提供在數(shù)據(jù)流中插入同步點(diǎn)的機(jī)制，使得數(shù)據(jù)傳輸因網(wǎng)絡(luò)故障而中斷后，可以不必從頭開始而僅重傳最近一個(gè)同步點(diǎn)以后的數(shù)據(jù)。（6）表示層（Presentation Layer）

表示層是OSI參考模型的第六層。表示層以下只關(guān)心可靠地傳輸數(shù)據(jù)流，而表示層關(guān)心的是所傳輸信息的語(yǔ)法和語(yǔ)義。? 表示層的主要內(nèi)容

1）表示層為應(yīng)用層提供各種信息（文字、圖像、聲音）表示方式的服務(wù)，如數(shù)據(jù)格式的變換、文本壓縮、加密等。

2）不同信息表示方式的轉(zhuǎn)換：為了讓采用不同編碼方法的計(jì)算機(jī)在通信中能相互理解數(shù)據(jù)的內(nèi)容，表示層采用抽象的標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并采用標(biāo)準(zhǔn)的編碼表示形式。表示層管理這些抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并在計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示法和網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)表示法之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。（7）應(yīng)用層（Application Layer）

應(yīng)用層是OSI參考模型的最高層。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與最終用戶間的接口。應(yīng)用層在下六層提供的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)表示等各種服務(wù)的基礎(chǔ)上，為網(wǎng)絡(luò)用戶或應(yīng)用程序提供各種應(yīng)用服務(wù)。

三、TCP/IP參考模型

? TCP/IP參考模型是20世紀(jì)70年代中期，美國(guó)國(guó)防部為其ARPANET廣域網(wǎng)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，80年代被確定為因特網(wǎng)的參考模型。TCP/IP雖不是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但它是被全世界廣大用戶和廠商接受的網(wǎng)絡(luò)互連的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

1、TCP/IP：TCP/IP是一組協(xié)議的代名詞，由一系列協(xié)議組成的協(xié)議族，其中它本身的兩個(gè)協(xié)議為：傳輸控制協(xié)議（TCP）和互連網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（IP）。

2、TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn)

1）開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，適用于在各種局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，互連網(wǎng)。2）開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)。3）使用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得在全球范圍內(nèi)每個(gè)使用TCP/IP的設(shè)備都具有唯一的地址。

3、TCP/IP參考模型：分為四個(gè)層次，分別是網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層和應(yīng)用層。? TCP/IP參考模型中，只有在資源子網(wǎng)的主機(jī)中才需要包含所有4層的功能，而通信子網(wǎng)中的互聯(lián)設(shè)備只需要最低2層的功能。

4、TCP/IP參考模型與OSI參考模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系

5、TCP/IP參考模型各層的主要內(nèi)容 1）網(wǎng)絡(luò)接口層

（1）定義物理介質(zhì)的各種特性：機(jī)械特性；電子特性；功能特性；規(guī)程特性。

（2）在發(fā)送方，接收網(wǎng)際層的IP分組，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)發(fā)送之；在接收端，從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽出IP分組，并交給網(wǎng)際層。2）網(wǎng)際層

網(wǎng)際層是TCP/IP參考模型中通信子網(wǎng)的最高層，負(fù)責(zé)相鄰計(jì)算機(jī)之間的通信。其功能

包括：

（1）處理來(lái)自傳輸層的發(fā)送數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)裝入IP分組，填充報(bào)頭，然后將IP分組發(fā)往網(wǎng)絡(luò)接口層。

（2）處理來(lái)著網(wǎng)絡(luò)接口層的接收數(shù)據(jù)，首先檢查其合法性，然后去掉報(bào)頭，將剩下部分的數(shù)據(jù)交給傳輸層。

（3）負(fù)責(zé)處理路徑選擇、流量控制和擁塞等問(wèn)題。? 網(wǎng)際層的協(xié)議

（1）IP協(xié)議（Internet Protocol）：網(wǎng)際協(xié)議

使用IP地址確定收發(fā)雙方的地址，提供點(diǎn)到點(diǎn)的IP分組的傳遞，是TCP/IP協(xié)議族中的一個(gè)核心協(xié)議。

（2）ICMP協(xié)議（Internet Control Message Protocol）：網(wǎng)絡(luò)控制報(bào)文協(xié)議

用于在IP主機(jī)、路由器之間傳遞控制消息?？刂葡⑹侵妇W(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。這些控制消息雖然并不傳輸用戶數(shù)據(jù)，但是對(duì)于用戶數(shù)據(jù)的傳遞起著重要的作用。

（3）ARP協(xié)議（Address Resolution Protocol）：正向地址解析協(xié)議

將網(wǎng)際層的IP地址轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)接口層的MAC（Media Access Control)地址，即主機(jī)的硬件地址。

（4）RARP協(xié)議（Reverse Address Resolution Protocol）：逆向地址解析協(xié)議）

將網(wǎng)絡(luò)接口層的MAC地址轉(zhuǎn)換為網(wǎng)際層的IP地址。3）傳輸層

TCP/IP的傳輸層也被稱為主機(jī)至主機(jī)層，與OSI的傳輸層類似，主要負(fù)責(zé)主機(jī)到主機(jī)之間的端對(duì)端通信，該層使用了兩種協(xié)議來(lái)支持兩種數(shù)據(jù)的傳送方法，即TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。

（1）TCP協(xié)議（Transmission Control Protocol）：

傳輸控制協(xié)議，是可靠的、面向連接的傳輸層通信協(xié)議。（2）UDP協(xié)議（User Datagram Protocol）：

用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，是不可靠的、無(wú)連接的傳輸層通信協(xié)議。? 服務(wù)的類型：有面向連接的服務(wù)和無(wú)連接的服務(wù)兩類。

面向連接的服務(wù)：以電話系統(tǒng)為模式。用戶首先要建立連接、使用連接、然后釋放連接。此服務(wù)適合大量的、持續(xù)的信息傳輸。

無(wú)連接的服務(wù)：以郵政系統(tǒng)為模式。每個(gè)分組必須帶有完整的目的地址，并且獨(dú)立于其它分組，通過(guò)路由一個(gè)站點(diǎn)一個(gè)站點(diǎn)地轉(zhuǎn)發(fā)。此服務(wù)適合小量的、突發(fā)性的信息傳輸。? 服務(wù)的質(zhì)量：有可靠的服務(wù)和不可靠服務(wù)的兩類。

可靠的服務(wù)：由接收方確認(rèn)每一份報(bào)文，使發(fā)送方確信它發(fā)送的報(bào)文已經(jīng)到達(dá)目的地。確認(rèn)增加了額外的開銷和延遲。

不可靠服務(wù)：接收方對(duì)所收到的分組不向發(fā)送方做回復(fù)確認(rèn)。（4）應(yīng)用層

在TCP/IP參考模型中，應(yīng)用層是最高層，提供各種應(yīng)用程序使用的協(xié)議，用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

第三章 數(shù)據(jù)通信技術(shù)

第一節(jié) 術(shù)語(yǔ)的解釋

1、數(shù)據(jù)（Data）：傳遞（攜帶）信息的實(shí)體。

數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)是在某區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化的值；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是在

某區(qū)間內(nèi)離散的值。

2、信息（Information）：是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。

3、信號(hào)（Signal）：是數(shù)據(jù)的電子或電磁編碼，數(shù)據(jù)以信號(hào)的形式傳播。

信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)是隨時(shí)間連續(xù)變化的電流、電壓或電磁波；數(shù)字信號(hào)是一系列離散的電脈沖。

4、信源：通信過(guò)程中產(chǎn)生和發(fā)送信號(hào)的設(shè)備或計(jì)算機(jī)。

5、信宿：通信過(guò)程中接收和處理信號(hào)的設(shè)備或計(jì)算機(jī)。

6、信道（channel）：信源和信宿之間的通信線路。第二節(jié) 數(shù)據(jù)通信基本概念

1、數(shù)據(jù)的信號(hào)表示

數(shù)據(jù)分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；信號(hào)分為模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。模擬數(shù)據(jù)既可以用模擬信號(hào)來(lái)表示，也可以用數(shù)字信號(hào)來(lái)表示。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)既可以用模擬信號(hào)來(lái)表示，也可以用數(shù)字信號(hào)來(lái)表示。? 信號(hào)在信道上的傳輸

信道分為模擬信道和數(shù)字信道。

模擬信號(hào)要用模擬信道傳輸；數(shù)字信號(hào)要數(shù)字信道來(lái)傳輸。

2、數(shù)據(jù)的信號(hào)表示的4種方式 1）模擬數(shù)據(jù)用模擬信號(hào)來(lái)表示

模擬數(shù)據(jù)是時(shí)間的函數(shù)，并占有一定的頻率范圍（頻帶）。這種數(shù)據(jù)可以直接用占有相同頻帶的模擬電信號(hào)來(lái)表示。模擬電話通信是其應(yīng)用模型。2）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用模擬信號(hào)來(lái)表示

在發(fā)送端把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號(hào)；在接收端把模擬信號(hào)解調(diào)成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。調(diào)制解調(diào)器（Modem）是其應(yīng)用模型。3）模擬數(shù)據(jù)用數(shù)字信號(hào)來(lái)表示

完成模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換功能的設(shè)備是編碼解碼器CODEC。編碼：在線路的一端，將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制流的數(shù)字信號(hào)；

解碼：在線路的另一端，將二進(jìn)制流的數(shù)字信號(hào)碼恢復(fù)成原來(lái)的模擬數(shù)據(jù)。數(shù)字電話通信是它的一個(gè)應(yīng)用模型。4）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用數(shù)字信號(hào)來(lái)表示

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可直接用二進(jìn)制數(shù)字的電脈沖信號(hào)來(lái)表示，但為了改善其傳播特性，對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字編碼處理。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線網(wǎng)（DDN）通信是其應(yīng)用模型。

4、信號(hào)在信道上的通信：模擬通信與數(shù)字通信 1）模擬通信：用模擬信道傳輸模擬信號(hào)的方法。

模擬信號(hào)在模擬信道上在傳輸了一定的距離之后，就會(huì)發(fā)生衰減。為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的傳輸，要使用放大器，使信號(hào)的能量得以增加，但同時(shí)也會(huì)使噪聲分量增加，可引起信號(hào)畸變。2）數(shù)字通信：用數(shù)字信道傳輸數(shù)字信號(hào)的方法。

數(shù)字信號(hào)在數(shù)字信道在傳輸了一定的距離之后，也會(huì)發(fā)生衰減，危及數(shù)據(jù)的完整性。為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的傳輸，就要使用中繼器將衰減了的數(shù)字信號(hào)恢復(fù)為1和0的標(biāo)準(zhǔn)電平，然后繼續(xù)傳輸。

5、數(shù)據(jù)通信中的主要技術(shù)指標(biāo)

? 碼元：在數(shù)據(jù)通信中，攜帶數(shù)據(jù)信息的信號(hào)單元叫碼元。? 編碼級(jí)數(shù)N=2：0和1。低電平代表0（0代表0）；高電平代表1（1代表1）。這種情況下，一個(gè)碼元就是1個(gè)比特。

? 編碼級(jí)數(shù)N=4：0，1，2，3。兩個(gè)低電平代表0（00代表0）；一個(gè)低電平和一個(gè)高電平代表1（01代表1）；一個(gè)高電平和一個(gè)低電平代表2（10代表2）；兩個(gè)高電平代表3（11代表3）。這種情況下，一個(gè)碼元是2個(gè)比特。

1）碼元傳輸速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)信道傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位為波特（Baud）。B=1/T(Baud)T為一個(gè)信號(hào)碼元的寬度，單位為秒。

2）數(shù)據(jù)傳輸速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳輸二進(jìn)制信號(hào)的比特?cái)?shù)，單位為比特率（bps）。S=（1/T）*log2N(bps)T為一個(gè)信號(hào)碼元的寬度，單位為秒。

KN為一個(gè)碼元所取的離散值個(gè)數(shù)：N=2，K為二進(jìn)制信息的位數(shù)。? 數(shù)據(jù)傳輸速率（S）和碼元傳輸速率（B）的關(guān)系： 編碼級(jí)數(shù)N=2，即兩相調(diào)制：S=B 編碼級(jí)數(shù)N=4，即四相調(diào)制：S=2B 編碼級(jí)數(shù)N=8，即八相調(diào)制：S=3B 依次類推。。? 例題

-6采用四相調(diào)制方式，即N=4，且T=833x10秒，-6B=1/T=1/(833x10)=1200(Baud)

-6S=（1/T）*log2N=1/(833x10)*log24=2400(bps)3）信道容量

（1）概念：表示一個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為bps。? 信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別

前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳輸數(shù)據(jù)能力的極限，而后者是實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸速率。（2）計(jì)算

A、理想信道，奈奎斯特(Nyquist)定理

? 無(wú)噪聲下的碼元傳輸速率極限值B與信道帶寬H的關(guān)系： B=2*H(Baud)H為信道帶寬（信道傳輸上、下限頻率的差值，單位為Hz）。? 無(wú)噪聲下信道容量C與信道帶寬H的關(guān)系： C=2*H*log2N(bps)N為碼元的編碼級(jí)數(shù)。

[例]普通電話線路帶寬約3kHz，則最大碼元傳輸速率 B=2*H=2*3k=6k Baud 若碼元的編碼級(jí)數(shù)N=16，則最大數(shù)據(jù)傳輸速率，即信道容量： C=2*3k*log216=24k bps B、帶噪聲的信道，香農(nóng)（Shannel）定理

帶噪聲下信道容量C與信道帶寬H的關(guān)系： C=H*log2(1+S/N)(bps)式中，S為信號(hào)功率，N為噪聲功率，S/N為信噪比，通常把信噪比表示成10lg(S/N)（分貝dB）。

[例]已知信噪比為30dB，帶寬為3kHz，求信道容量：

30/10

∵ 10lg(S/N)=30 ∴ S/N=10=1000

∴ C=3k*log2(1+1000)≈30k bps 4）誤碼率：是二進(jìn)制數(shù)據(jù)位傳輸時(shí)出錯(cuò)的概率。公式：Pe=Ne/N

Ne為其中出錯(cuò)的位數(shù)；N為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總數(shù)。

誤碼率是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在正常工作情況下的傳輸可靠性的指標(biāo)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，一般-6要求誤碼率低于10，若誤碼率達(dá)不到這個(gè)指標(biāo)，可通過(guò)差錯(cuò)控制方法檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。5）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延（Delay）

（1）概念：時(shí)延指一個(gè)報(bào)文或分組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)(或一條鏈路)的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。

（2）組成：由三種時(shí)延組成。

（2.1）傳播時(shí)延：是電磁波在信道中傳播所需要的時(shí)間。

（2.2）發(fā)送時(shí)延：是數(shù)據(jù)從設(shè)備發(fā)送到線路上所需要的時(shí)間。

（2.3）排隊(duì)時(shí)延：是數(shù)據(jù)在交換結(jié)點(diǎn)的緩存區(qū)中排隊(duì)等候發(fā)送所經(jīng)歷的時(shí)間。

數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是以上三種時(shí)延之和：總時(shí)延=傳播時(shí)延+發(fā)送時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延。

6、通信方式：并行通信方式和串行通信方式 1）并行通信方式

? 并行通信方式的原理

并行通信傳輸中有多個(gè)數(shù)據(jù)位，同時(shí)在兩個(gè)設(shè)備之間傳輸。發(fā)送設(shè)備將這些數(shù)據(jù)位通過(guò)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線傳送給接收設(shè)備，還可附加一位數(shù)據(jù)校驗(yàn)位。接收設(shè)備可同時(shí)接收到這些數(shù)據(jù)，不需要做任何變換就可直接使用。? 并行通信方式的特點(diǎn)

（1）不需要對(duì)傳輸代碼進(jìn)行時(shí)序轉(zhuǎn)換。（2）通信線路數(shù)目多。（3）傳輸速率高。

（4）適合于近距離通信。2）串行通信方式

? 串行通信方式的原理

串行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)是一位一位地在通信線上傳輸?shù)?。在發(fā)送端，先將N位并行數(shù)據(jù)經(jīng)并/串轉(zhuǎn)換硬件轉(zhuǎn)換成串行方式，再逐位經(jīng)傳輸線到達(dá)接收站的設(shè)備中；在接收端，經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換硬件將數(shù)據(jù)從串行方式重新轉(zhuǎn)換成并行方式，以供接收方使用。? 串行通信方式的特點(diǎn)

（1）通信線路數(shù)目少，線路利用率高。

（2）發(fā)送端和接收端需要并/串轉(zhuǎn)換和串/并轉(zhuǎn)換，傳輸速度慢。（3）需要實(shí)施同步技術(shù)，將不同的比特、字符和報(bào)文區(qū)分開來(lái)。（4）適合于遠(yuǎn)距離通信。

7、通信的方向性

根據(jù)數(shù)據(jù)傳送方向不同有三種通信方式。1）單工通信方式（無(wú)線電廣播）

只允許數(shù)據(jù)按照一個(gè)固定的方向傳送，即一方只能作為發(fā)送 站，另一方只能作為接收站。2）半雙工通信方式（對(duì)講機(jī)）

數(shù)據(jù)能從A站傳送到B站，也能從B站傳送到A站，但是不能同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送，每次只能有一個(gè)站發(fā)送，另一個(gè)站接收。通信雙方可以輪流地進(jìn)行發(fā)送和接收。3）全雙工通信方式（電話）

允許通信雙方同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收。這時(shí)，A站在發(fā)送的同時(shí)也可以接收，B站亦同。其原理有二：

1）鏈路具有兩條物理上獨(dú)立的傳輸線路。

2）將帶寬一分為二，分別用于不同方向的信號(hào)傳輸。

8、數(shù)據(jù)的傳輸方式

數(shù)據(jù)的傳輸方式分為基帶傳輸和頻帶傳輸。1）基帶傳輸

對(duì)編碼后的數(shù)字脈沖信號(hào)不進(jìn)行調(diào)制，直接在數(shù)字信道上傳送，這種數(shù)據(jù)傳輸方式稱為基帶傳輸。

基帶傳輸用于數(shù)字信號(hào)的傳輸。2）頻帶傳輸

將編碼后的數(shù)字脈沖信號(hào)調(diào)制成模擬信號(hào)后在模擬信道上傳送；接收方需要將模擬信號(hào)解調(diào)為原始的數(shù)字脈沖信號(hào)，這種數(shù)據(jù)傳輸方式成為頻帶傳輸。

頻帶傳輸用于模擬信號(hào)的傳輸。第三節(jié) 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)和時(shí)鐘同步

1、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)調(diào)制

為了利用現(xiàn)有的公共電話交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的遠(yuǎn)程通信，必須將發(fā)送端的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換成能夠在公共電話網(wǎng)上傳輸?shù)哪M信號(hào)，經(jīng)傳輸后再在接收端將模擬信號(hào)逆變換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與模擬信號(hào)互換的設(shè)備稱作調(diào)制解調(diào)器。

模擬信號(hào)傳輸?shù)幕A(chǔ)是載波，載波具有三大要素：幅度、頻率和相位，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以針對(duì)載波的不同要素或它們的組合進(jìn)行調(diào)制。

數(shù)字調(diào)制的三種基本形式：移幅鍵控法ASK、移頻鍵控法FSK、移相鍵控法PSK。1）移幅鍵控法（Amplitude-Shift Keying, ASK）

移幅鍵控法ASK：移幅鍵控法ASK：用數(shù)字信號(hào)控制正弦載波信號(hào)的振幅，將頻率和相位定為常量，而振幅為變量，每一種振幅值代表一種信息元，這種方法叫做移幅鍵控法。2）移頻鍵控法（Frequency-Shift Keying, FSK）

移頻鍵控法FSK：用數(shù)字信號(hào)控制正弦載波信號(hào)的頻率，將振幅和相位定為常量，而頻率為變量，每一種頻率值代表一種信息元，這種方法叫做移頻鍵控法。3）移相鍵控法（Phase-Shift Keying, PSK）

移相鍵控法PSK：用數(shù)字信號(hào)控制正弦載波信號(hào)的相位將振幅和頻率定為常量，而相位為變量，每一種相位值代表一種信息元，這種方法叫做移相鍵控法。

2、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼

基帶傳輸就是在線路中直接傳送數(shù)字信號(hào)的電脈沖，需要解決兩個(gè)方面的問(wèn)題： ? 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)表示問(wèn)題。? 收發(fā)兩端之間的信號(hào)同步問(wèn)題。1）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)表示

對(duì)于傳輸數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)，最常用的方法是用不同的矩形脈沖電壓來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字，表示方式有四種：

（1）單極性不歸零碼（2）雙極性不歸零碼（3）單極性歸零碼（4）雙極性歸零碼（1）單極性不歸零碼

當(dāng)發(fā)“1”碼時(shí)，發(fā)送正電平；當(dāng)發(fā)“0”碼時(shí)，不發(fā)送電平。判決門限為半幅電平。（2）雙極性不歸零碼

當(dāng)發(fā)“1”碼時(shí)，發(fā)送正電平；當(dāng)發(fā)“0”碼時(shí)，發(fā)送負(fù)電平。正電平和負(fù)電平的幅度相等。判決門限為零電平。（3）單極性歸零碼

當(dāng)發(fā)“1”碼時(shí)，發(fā)送正電平，持續(xù)時(shí)間短于一個(gè)碼元的時(shí)間寬度，即發(fā)出一個(gè)正向窄脈沖；當(dāng)發(fā)“0”碼時(shí)，不發(fā)送電平。判決門限為半幅電平。（4）雙極性歸零碼

當(dāng)發(fā)“1”碼時(shí)，發(fā)送正電平，持續(xù)時(shí)間短于一個(gè)碼元的時(shí)間寬度，即發(fā)出一個(gè)正向窄脈沖；當(dāng)發(fā)“0”碼時(shí)，發(fā)送負(fù)電平，持續(xù)時(shí)間短于一個(gè)碼元的時(shí)間寬度，即發(fā)出一個(gè)負(fù)向窄脈沖。判決門限為零電平。

2）同步：使接收端與發(fā)送端在時(shí)間基準(zhǔn)上保持一致，稱為同步。同步包括位同步和群同步。（1）位同步：又稱同步傳輸，使接收端對(duì)每一位數(shù)據(jù)都要和發(fā)送端保持同步，稱為位同步。位同步分為外同步法和自同步法。

（1.1）外同步法：發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先向接收端發(fā)出一串同步時(shí)鐘脈沖，接收端按照這一時(shí)鐘脈沖頻率和時(shí)序鎖定接收端的接收頻率，以便在接收數(shù)據(jù)的過(guò)程中始終與發(fā)送端保持同步。

（1.2）自同步法：某些特殊數(shù)據(jù)編碼信號(hào)中包含了同步信號(hào)，接收端從這些數(shù)據(jù)信號(hào)波形中提取同步信號(hào)來(lái)鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。

典型例子：著名的曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。? 曼徹斯特編碼(Manchester Encode)（1）在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，用電壓的這種變化表示1碼和0碼。（2）1碼：將每一位的持續(xù)時(shí)間分為兩半。在發(fā)送1碼時(shí)，前一半時(shí)間為高電壓，后一半時(shí)間為低電壓，即電壓從高到低的跳變表示1碼。

（3）0碼：將每一位的持續(xù)時(shí)間分為兩半。在發(fā)送0碼時(shí)，前一半時(shí)間為低電壓，而后一半時(shí)間為高電壓，即電壓從低到高的跳變表示0碼。

（4）因?yàn)槊總€(gè)碼元中間都要發(fā)生跳變，接收端可將此變化提取出來(lái)作為同步信號(hào)，使接收端的時(shí)鐘與發(fā)送端的時(shí)鐘保持一致。所以位中間的跳變既作同步信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)。? 差分曼徹斯特編碼(Differential Manchester Encode)（1）在差分曼徹斯特編碼中，利用每位開始時(shí)有無(wú)電壓的跳表示1碼或0碼。（2）1碼：在發(fā)送1碼時(shí)，每一位的開始處，無(wú)電壓的跳變。（3）0碼：在發(fā)送0碼時(shí)，每一位的開始處，有電平的跳變。

（4）在差分曼徹斯特編碼中，每位中間都有電壓的跳變，用每位中間的跳變提供同步信號(hào)。? 自同步法的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：將同步信號(hào)包含在數(shù)據(jù)信號(hào)中，在傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)，同步信號(hào)也一起傳輸?shù)綄?duì)方，無(wú)需外加的同步信號(hào)。

缺點(diǎn)：每個(gè)碼元都被調(diào)成兩個(gè)電平，所以需要雙倍的傳輸帶寬。（2）群同步（異步傳輸）（字符傳輸）

（2.1）定義：在數(shù)據(jù)通信中，字符可順序出現(xiàn)在比特流中，字符間的間隔時(shí)間是任意的，字符間的同步采用確定字符邊界的異步定時(shí)；字符內(nèi)各個(gè)比特采用固定時(shí)鐘頻率的同步定時(shí)，這種方法稱為群同步。（2.2）群同步的字符格式

群同步的字符格式由4部分組成： 1）1位為起始位，以邏輯“0”表示。2）5-8位數(shù)據(jù)位，即要傳輸?shù)淖址麅?nèi)容。3）1位奇偶校驗(yàn)位，用于檢錯(cuò)。

4）1-2位停止位，以邏輯“1”表示。如果沒(méi)有字符可發(fā)送，發(fā)送方持續(xù)發(fā)送“1”，作為空閑位，用作字符間的間隔。（2.3）群同步的主要內(nèi)容

（1）傳輸?shù)男畔⒈环殖扇舾伞叭骸保话阋宰址麨閱挝弧?/p>

（2）在每個(gè)字符前加上起始位、結(jié)束處加上停止位，從而形成一個(gè)字符序列。（3）群同步靠起始位和停止位來(lái)實(shí)現(xiàn)字符定界，即異步定時(shí)。

（4）起始位指示字符的開始，并啟動(dòng)接收端對(duì)字符中比特的位同步，即同步定時(shí)。（5）群同步的特征：字符間是異步定時(shí)；字符內(nèi)各個(gè)比特間是同步定時(shí)。（2.4）群同步的優(yōu)缺點(diǎn)

1）優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)槊總€(gè)字符開始時(shí)都會(huì)重新同步，所以頻率的漂移不會(huì)積累。2）缺點(diǎn)：因?yàn)樵黾恿溯o助位，降低了編碼效率。

例如，1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)效驗(yàn)位、2個(gè)停止位時(shí)，其編碼效率為8/12=67％

3、模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼

方法：脈沖編碼調(diào)制（Pulse Code Modulation，PCM）1）脈沖編碼調(diào)制

以采樣定理為基礎(chǔ)，對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行周期性采樣，利用大于有效信號(hào)最高頻率或其帶寬２倍的采樣頻率，通過(guò)低通濾波器從這些采樣中重新構(gòu)造出原始信號(hào)。2）采樣定理表達(dá)公式:

Fs(=1/Ts)≥2Fmax或Fs≥2Bs 式中 Ts：采樣周期

Fs：采樣頻率

Fmax：原始信號(hào)的最高頻率

Bs(=Fmax-Fmin)：原始信號(hào)的帶寬 3）模擬信號(hào)數(shù)字化步驟

（1）采樣：以采樣頻率Fs將模擬信號(hào)的值采出。（2）量化：使連續(xù)模擬信號(hào)變?yōu)闀r(shí)間軸上的離散值。（3）編碼：將離散值變成一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)碼。第四節(jié) 多路復(fù)用技術(shù)

多路復(fù)用技術(shù)：把多個(gè)單個(gè)信號(hào)在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸?shù)募夹g(shù)。

1、頻分多路復(fù)用FDM（Frequency-Division Multiplexing）

2、時(shí)分多路復(fù)用TDM（Time-division Multiplexing）

3、波分多路復(fù)用WDM（Wave-division Multiplexing）

1、頻分多路復(fù)用 1）舉例

2）頻分多路復(fù)用技術(shù)

在物理信道的可用帶寬超過(guò)單個(gè)原始信號(hào)傳輸所需帶寬情況下，將該物理信道的總帶寬分割成若干個(gè)與傳輸單個(gè)信號(hào)帶寬相同（或略寬）的子信道，每個(gè)子信道傳輸一路信號(hào)，這

就是頻分多路復(fù)用。

多路原始信號(hào)在頻分復(fù)用前，先要通過(guò)頻譜搬移技術(shù)將各路信號(hào)的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同段上，使各信號(hào)的帶寬不相互重疊。然后用不同的頻率調(diào)制每一個(gè)信號(hào)，每個(gè)信號(hào)要在以它的載波頻率為中心的一定帶寬的子信道上傳輸。為了防止各路信號(hào)互相干擾，要使用保護(hù)帶來(lái)隔離每一個(gè)子信道。

頻分多路復(fù)用適用于模擬信號(hào)傳輸。

2、時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)

若物理信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率超過(guò)傳輸單個(gè)數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)，將這條物理信道按時(shí)間分成若干個(gè)時(shí)間片（時(shí)隙），輪流地分配給多個(gè)信號(hào)使用。每一時(shí)間片由復(fù)用的一個(gè)信號(hào)占用，這樣，利用每個(gè)信號(hào)在時(shí)間上的交叉，就可以在一條物理信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號(hào)，這就是時(shí)分多路復(fù)用。時(shí)分多路復(fù)用適用于數(shù)字信號(hào)傳輸。

3、波分多路復(fù)用技術(shù)

1）波分多路復(fù)用技術(shù)主要應(yīng)用在光纖信道上，需要將原始的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)。

2）在一條光纖信道上，按照光波波長(zhǎng)的不同將光纖信道劃分成為若干個(gè)子信道，每個(gè)子信道傳輸一路光信號(hào)，這就是波分多路復(fù)用。

3）波分多路復(fù)用技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種頻分多路復(fù)用技術(shù)。由于在光纖通道上傳輸?shù)氖枪獠ǎ捎诠獠ǖ念l率較高，使用頻率來(lái)表示就不很方便，所以改用波長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行表示。

4）在實(shí)際使用中，不同波長(zhǎng)的光從不同方向通過(guò)棱柱或衍射光柵發(fā)射進(jìn)入光纖之中傳輸，在接收端根據(jù)不同波長(zhǎng)的光的折射角度不同，再通過(guò)棱柱或衍射光柵分解成為不同路的光信號(hào)由各個(gè)接收端分別接收。第五節(jié) 數(shù)據(jù)交換技術(shù)

數(shù)據(jù)經(jīng)編碼后在通信線路上傳輸，按傳送技術(shù)不同，把數(shù)據(jù)交換技術(shù)分為： 電路交換技術(shù)；報(bào)文交換技術(shù)；分組交換技術(shù)。

1、電路交換技術(shù)

1）電路交換技術(shù)的工作原理

（1）電路建立：在傳輸數(shù)據(jù)之前，要先經(jīng)過(guò)呼叫過(guò)程建立一條端到端的電路。若H1站要與H3站連接，H1站向結(jié)點(diǎn)A提出請(qǐng)求，結(jié)點(diǎn)A接受請(qǐng)求后呼叫下一個(gè)結(jié)點(diǎn)B，建立電路AB，結(jié)點(diǎn)B再呼叫結(jié)點(diǎn)C；建立電路BC，最后結(jié)點(diǎn)C完成到H3站的連接，并向H1返回呼叫應(yīng)答。這樣H1與H3之間就有一條專用電路ABC，用于H1站與H3站之間的數(shù)據(jù)傳輸。

（2）數(shù)據(jù)傳輸：電路ABC建立以后，H1的數(shù)據(jù)就可以從H1→A→B→C→H3；H3的數(shù)據(jù)也可經(jīng)H3→C→B→A→H1。在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)且專用。（3）電路拆除：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方發(fā)出拆除請(qǐng)求，然后逐節(jié)拆除到對(duì)方結(jié)點(diǎn)的連接。如H3發(fā)出拆除請(qǐng)求后，按照H3→C、C→B、B→A、A→H1逐節(jié)拆除連接，釋放電路。2）電路交換技術(shù)的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)

（1）特點(diǎn)：在數(shù)據(jù)傳送開始之前必須先設(shè)置一條專用的通路。在線路釋放之前，該通路由一對(duì)用戶獨(dú)占，數(shù)據(jù)傳輸無(wú)需路由。

（2）優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失且保持原來(lái)的順序。

（3）缺點(diǎn)：對(duì)于猝發(fā)式通信，電路交換效率不高，信道的空閑導(dǎo)致浪費(fèi)；對(duì)于短時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，電路建立和拆除所用的時(shí)間得不償失。因此，電路交換技術(shù)適用于長(zhǎng)時(shí)間、高質(zhì)量和大數(shù)據(jù)量的傳輸情況。

2、報(bào)文交換技術(shù) 1）報(bào)文交換技術(shù)原理

報(bào)文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報(bào)文，報(bào)文就是站點(diǎn)一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長(zhǎng)度不限且可變。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送報(bào)文時(shí)，它將目的地址附加到報(bào)文上，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)文上的目 的地址，利用路由信息，把報(bào)文發(fā)送到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)在收到整個(gè)報(bào)文并檢查無(wú)誤后，就暫存這個(gè)報(bào)文，然后按照同樣的過(guò)程轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)逐個(gè)結(jié)點(diǎn)地存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)直至目的結(jié)點(diǎn)。

2）報(bào)文交換技術(shù)的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)（1）特點(diǎn) A、端與端之間無(wú)需先通過(guò)呼叫建立連接，但需要路由選擇。

B、報(bào)文從源點(diǎn)傳送到目的地采用“存儲(chǔ)--轉(zhuǎn)發(fā)”方式，在傳送報(bào)文時(shí)，一個(gè)時(shí)刻僅占用一段通道。（2）優(yōu)點(diǎn)

A、電路利用率高：由于許多報(bào)文可以分時(shí)共享兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的通道，所以對(duì)于同樣的通信量來(lái)說(shuō)，對(duì)電路的傳輸能力要求較低。

B、報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地（組播）。3）缺點(diǎn)

（1）報(bào)文被存儲(chǔ)在交換結(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)中，需要排隊(duì)等待轉(zhuǎn)發(fā)，并且在每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行路由選擇，加大報(bào)文交換的延遲，所以報(bào)文交換不能滿足實(shí)時(shí)通信的要求。

（2）有時(shí)結(jié)點(diǎn)收到過(guò)多的報(bào)文，在緩沖區(qū)中無(wú)空間存儲(chǔ)或不能及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，就不得不丟棄報(bào)文。

（3）發(fā)出的報(bào)文可能不按順序到達(dá)目的地。

（4）由于在報(bào)文中加入附加信息，使得編碼效率下降。

3、分組交換技術(shù)

分組交換是報(bào)文交換的一種改進(jìn)，它將報(bào)文分成若干個(gè)分組，每個(gè)分組的長(zhǎng)度有一個(gè)上限，有限長(zhǎng)度的分組使得數(shù)據(jù)傳輸對(duì)每個(gè)結(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)能力降低，分組可以存儲(chǔ)到內(nèi)存中，提高了交換速度。適用于交互式通信。它是目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。分組交換技術(shù)又分為兩種： 虛電路分組交換技術(shù) 數(shù)據(jù)報(bào)分組交換技術(shù) 1）虛電路分組交換技術(shù) A、虛電路分組交換技術(shù)原理

在虛電路分組交換中，網(wǎng)絡(luò)的源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)之間要先建一條邏輯通路。每個(gè)分組除了包含數(shù)據(jù)之外還包含一個(gè)虛電路標(biāo)識(shí)符。在預(yù)先建好的路徑上的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都知道如何轉(zhuǎn)發(fā)分組，不需要路由選擇。通信結(jié)束后，需要由某一個(gè)站用拆除請(qǐng)求來(lái)釋放這條邏輯通路。之所以是“虛”電路，是因?yàn)檫@條電路不是專用的。B、虛電路分組交換技術(shù)的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)

1）特點(diǎn)：在數(shù)據(jù)傳送之前所建立的通路不是專用的，其他站點(diǎn)也可使用該通路，因此是虛電路。2）優(yōu)點(diǎn)

（1）由于事先建立通路，所以無(wú)需路由選擇。（2）分組按照原來(lái)的順序到達(dá)目的站點(diǎn)。

（2）由于該技術(shù)將大報(bào)文變成小分組，使得“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”的靈活性更強(qiáng)。（3）由于所建立的通路非獨(dú)占的，可提高信道的利用率。

3）缺點(diǎn)：由于所建立的通路非獨(dú)占的，分組在每個(gè)結(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)需要排隊(duì)等待發(fā)送。2）數(shù)據(jù)報(bào)分組交換技術(shù) A、數(shù)據(jù)報(bào)分組交換技術(shù)原理

在數(shù)據(jù)報(bào)分組交換中，每個(gè)分組的傳送是被單獨(dú)處理的。每個(gè)分組稱為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，每

個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身攜帶足夠的地址信息。一個(gè)結(jié)點(diǎn)收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)后，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)中的地址信息和結(jié)點(diǎn)所獲得的路由信息，找出下一個(gè)合適的結(jié)點(diǎn)，并轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報(bào)。按照同樣的過(guò)程，一直逐個(gè)結(jié)點(diǎn)地轉(zhuǎn)發(fā)到目的結(jié)點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：由于該技術(shù)將大報(bào)文變成小分組，使得“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”的靈活性更強(qiáng)。缺點(diǎn)：不能保證分組按照原來(lái)的順序到達(dá)目的站點(diǎn)。第六節(jié) 差錯(cuò)控制方法

1、差錯(cuò)的產(chǎn)生原因

傳輸中的差錯(cuò)都是由噪聲引起的。

1）信號(hào)在物理信道中傳輸時(shí)，線路本身電器特性造成的信號(hào)幅度的衰減、頻率和相位的畸變。

2）信號(hào)在線路上產(chǎn)生反射造成的回音效應(yīng)。3）相鄰線路間的串?dāng)_。

4）各種外界因素（如大氣中的閃電、開關(guān)的跳火、外界強(qiáng)電流磁場(chǎng)的變化、大功率電機(jī)的啟動(dòng)和停止等）。

2、噪聲的分類：熱噪聲和沖擊噪聲。1）熱噪聲

由信道固有的、持續(xù)存在的隨機(jī)熱噪聲引起的差錯(cuò)稱為隨機(jī)差錯(cuò)。

所引起的某位碼元的差錯(cuò)是孤立的，與前后碼元沒(méi)有關(guān)系。它導(dǎo)致的隨機(jī)差錯(cuò)通常較少。2）沖擊噪聲

由外界特定的短暫原因所造成的沖擊噪聲引起的差錯(cuò)稱為突發(fā)差錯(cuò)。

沖擊噪聲幅度可能相當(dāng)大，無(wú)法靠提高信號(hào)的幅度來(lái)避免沖擊噪聲造成的差錯(cuò)，它是傳輸中產(chǎn)生差錯(cuò)的主要原因。沖擊噪聲雖然持續(xù)時(shí)間較短，但在一定的數(shù)據(jù)速率條件下，會(huì)影響到一串碼元。

3、差錯(cuò)：由于各種噪聲的干擾，在數(shù)據(jù)通信中，將會(huì)使接受端收到的二進(jìn)制比特和發(fā)送端實(shí)際發(fā)送的二進(jìn)制比特不一致，從而造成由“0”變成“1”或由“1”變成“0”的現(xiàn)象稱為差錯(cuò)。

4、差錯(cuò)的控制方法

最常用的差錯(cuò)控制方法是差錯(cuò)控制編碼。1）差錯(cuò)控制編碼的過(guò)程

（1）編碼過(guò)程：發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先按照某種關(guān)系附加上一定的冗余位，構(gòu)成一個(gè)碼字后再發(fā)送，這個(gè)過(guò)程稱為差錯(cuò)控制的編碼過(guò)程。

（2）檢驗(yàn)過(guò)程：接收端收到該碼字后，通過(guò)檢查信息位和附加的冗余位之間的關(guān)系，來(lái)獲知傳輸過(guò)程中是否有差錯(cuò)發(fā)生，這個(gè)過(guò)程稱為差錯(cuò)控制的檢驗(yàn)過(guò)程。2）差錯(cuò)控制編碼的分類

（1）按照功能分類：檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼。

① 檢錯(cuò)碼：能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)的編碼。如循環(huán)冗余碼（CRC）。

② 糾錯(cuò)碼：不僅能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)而且能自動(dòng)糾正差錯(cuò)的編碼。如海明碼。（2）按照糾錯(cuò)方式分類：自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)和前向糾錯(cuò)。

① 自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)：當(dāng)接收端發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，就設(shè)法通知發(fā)送端重發(fā)，直到收到正確的碼字為止。自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)方式使用檢錯(cuò)碼。

② 前向糾錯(cuò)：接收端不但能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，而且能確定二進(jìn)制碼元發(fā)生錯(cuò)誤的位置，從而加以糾正。前向糾錯(cuò)方式使用糾錯(cuò)碼。

5、編碼效率R 概念：編碼碼字中信息位所占總碼字位數(shù)的百分比，是衡量編碼性能好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。

計(jì)算公式：

R=k/n=k/(k+r)式中 k為碼字中的信息位位數(shù) r為編碼時(shí)外加冗余位位數(shù) n為編碼后的碼字長(zhǎng)度

6、奇偶校驗(yàn)碼

1）概念：奇偶校驗(yàn)碼是一種通過(guò)增加冗余位使得碼字中“1”的個(gè)數(shù)恒為奇數(shù)或偶數(shù)的編碼方法,它是一種檢錯(cuò)碼。增加的位稱為奇偶校驗(yàn)位。2）偶校驗(yàn)舉例

協(xié)議：收發(fā)雙方共同約定采用偶校驗(yàn)，校驗(yàn)位添加在一個(gè)字節(jié)的最高位。原始數(shù)據(jù)=1100010 發(fā)送方：增加校驗(yàn)位后的數(shù)據(jù)=11100010 接收方：校驗(yàn)接收的數(shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)是否是偶數(shù)。

如果是偶數(shù)，認(rèn)為沒(méi)有差錯(cuò)，將最高位去掉，保留余下比特。如果是奇數(shù)，認(rèn)為發(fā)生差錯(cuò)，要求發(fā)送方重發(fā)數(shù)據(jù)。3）算法分析

奇偶校驗(yàn)只能檢測(cè)出奇數(shù)個(gè)比特位錯(cuò)，對(duì)偶數(shù)個(gè)比特位錯(cuò)則無(wú)能為力。

7、循環(huán)冗余碼（CRC，Cyclic Redundancy Check）

? 基本思想：CRC一種基于多項(xiàng)式除法檢測(cè)差錯(cuò)的方法。在發(fā)送端產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)冗余碼，附加在信息位后面一起發(fā)送到接收端，接收端收到的信息按發(fā)送端形成循環(huán)冗余碼同樣的算法進(jìn)行校驗(yàn)。? CRC舉例

8、海明碼

海明碼是一種可以糾正一位差錯(cuò)的編碼。它是利用在信息位為k位，增加r位冗余位，構(gòu)成一個(gè)n=k+r位的碼字，然后用r個(gè)監(jiān)督關(guān)系式產(chǎn)生的r個(gè)校正因子來(lái)區(qū)分無(wú)錯(cuò)和在碼字中的n個(gè)不同位置的一位錯(cuò)。海明碼必需滿足以下關(guān)系式：

2r>=n+1 或 2r>=k+r+1 海明碼的編碼效率為：R=k/(k+r)式中 k為信息位位數(shù)

r為增加冗余位位數(shù)

第四章 局域網(wǎng)

第一節(jié) 局域網(wǎng)的總論

1、局域網(wǎng)LAN(Local Area Network，LAN)：是一種在有限的地理范圍內(nèi)將多臺(tái)計(jì)算機(jī)及各種設(shè)備互聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

2、局域網(wǎng)的特點(diǎn)

（1）地理分布范較小,一般為數(shù)百米至數(shù)公里。可覆蓋一幢大樓、一所校園或一個(gè)企業(yè)。（2）數(shù)據(jù)傳輸速率高，一般為0.1-100Mbps，目前已出現(xiàn)速率高達(dá)1000Mbps的局域網(wǎng)。

（3）誤碼率低，一般在10-10以下。這是因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)通常采用短距離基帶傳輸，使用高質(zhì)量的傳輸媒體，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。（4）一般包含OSI參考模型中最低二層的功能。

（5）協(xié)議簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)靈活、建網(wǎng)成本低、周期短、便于管理和擴(kuò)充。

3、局域網(wǎng)涉及的主要內(nèi)容 ? 局域網(wǎng)的參考模型 ? 傳輸介質(zhì) ? 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

? 媒體訪問(wèn)控制(Medium Access Control，MAC)

4、局域網(wǎng)的參考模型

局域網(wǎng)是一個(gè)通信網(wǎng)，只涉及到相當(dāng)于OSI參考模型中通信子網(wǎng)的功能。由于局域網(wǎng)大多采用共享信道的技術(shù)，所以局域網(wǎng)通常不單獨(dú)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)層。局域網(wǎng)的高層功能由具體的局域網(wǎng)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)是局域網(wǎng)的參考模型。該模型對(duì)應(yīng)OSI參考模型的最低兩層（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層）。

OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層，在局域網(wǎng)參考模型中被分成邏輯鏈路控制子層（Logical Link Control，LLC）和媒體訪問(wèn)控制子層（Medium Access Control，MAC）。OSI參考模型的物理層對(duì)應(yīng)局域網(wǎng)參考模型的物理層。IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)參考模型與OSI參考模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系 局域網(wǎng)參考模型與OSI參考模型、TCP/IP參考模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系 1）邏輯鏈路控制子層（LLC）

（1）定義幀格式，將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按照幀格式組織成幀。

（2）提供鏈路服務(wù)：IEEE 802規(guī)定兩種類型的鏈路服務(wù)：無(wú)連接LLC 和面向連接LLC。① 無(wú)連接LLC 是一種數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，信息幀在LLC實(shí)體間交換，無(wú)需在同等層實(shí)體間事先建立邏輯鏈路，對(duì)這種LLC幀既不確認(rèn)，也無(wú)任何流量控制或差錯(cuò)控制。支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多點(diǎn)和廣播式通信。② 面向連接LLC 提供服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)之間的虛電路服務(wù)，在任何信息幀交換前，在一對(duì)LLC實(shí)體間必須建立邏輯鏈路，在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，信息幀依次發(fā)送，并提供流量控制和差錯(cuò)控制功能。2）媒體訪問(wèn)控制子層（MAC）

? 在媒體訪問(wèn)控制子層的主要功能是解決多臺(tái)主機(jī)同時(shí)訪問(wèn)媒體的沖突問(wèn)題，即媒體訪問(wèn)控制功能，并提供多個(gè)可供選擇的媒體訪問(wèn)控制方式。MAC還產(chǎn)生幀檢驗(yàn)序列和完成幀檢驗(yàn)等功能。3）物理層

實(shí)現(xiàn)比特流的傳輸與接收，規(guī)定信號(hào)編碼、傳輸介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸速率、數(shù)據(jù)的同步控制等

5、局域網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)

IEEE在1980年2月成立了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（簡(jiǎn)稱IEEE 802 委員會(huì)），專門從事局域網(wǎng)的協(xié)議制訂，所形成的標(biāo)準(zhǔn)稱為IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)。LAN的類型主要有：以太網(wǎng)（Ethernet）、令牌環(huán)（Token Ring）、令牌總線(Token Bus）和作為骨干網(wǎng)的光纖分布數(shù)據(jù)接口（FDDI）。它們所遵循的標(biāo)準(zhǔn)都以802開頭。第二節(jié) 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)等設(shè)備按照一定的結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行連接，其連接方式稱為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

-11-82、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)種類：星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3、星形拓?fù)?/p>

1）概念：在星型拓?fù)渲?，每個(gè)結(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的線路與中心結(jié)點(diǎn)連接，任何結(jié)點(diǎn)的通信都要通過(guò)中心結(jié)點(diǎn)以廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)。2）優(yōu)點(diǎn)

（1）網(wǎng)絡(luò)管理由中心結(jié)點(diǎn)完成，控制簡(jiǎn)單，無(wú)需路由，無(wú)需媒體訪問(wèn)控制。（2）結(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充和拆除。

（3）單個(gè)結(jié)點(diǎn)的故障只影響一個(gè)設(shè)備，不會(huì)影響全網(wǎng)。（4）容易檢測(cè)和隔離故障,便于維護(hù)。3）缺點(diǎn)

1）每個(gè)結(jié)點(diǎn)都要與中心結(jié)點(diǎn)相連，需要大量電纜，安裝工作量大，建網(wǎng)費(fèi)用較高。2）由于采用集中式網(wǎng)絡(luò)管理，中心結(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)較重，可能成為通信的瓶頸。3）中心結(jié)點(diǎn)的故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓。

4、總線拓?fù)?/p>

1）概念：在總線拓?fù)渲?，所有的結(jié)點(diǎn)都連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上，所有結(jié)點(diǎn)都可以通過(guò)總線發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，但一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)結(jié)點(diǎn)利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)。

總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)屬于廣播式網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)利用總線傳輸介質(zhì)以“廣播”方式發(fā)送幀時(shí)，其他所有結(jié)點(diǎn)用“收聽”方式接收幀。幀的地址字段指明幀應(yīng)被哪臺(tái)機(jī)器接收。一旦收到幀，各機(jī)器檢查幀的地址字段。如果是發(fā)送給它的則處理之，否則將其丟棄。由于總線做為公共傳輸介質(zhì)被所有結(jié)點(diǎn)共享，可能出現(xiàn)有兩個(gè)或兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)同時(shí)利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，因此會(huì)出現(xiàn)“沖突”(collision)，造成傳輸失敗。解決方法是媒體訪問(wèn)控制。2）優(yōu)點(diǎn)

（1）電纜長(zhǎng)度短，易于布線和維護(hù)，建網(wǎng)費(fèi)用低。（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

（3）結(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充和拆除。

（4）單個(gè)結(jié)點(diǎn)的故障只影響一個(gè)設(shè)備，不會(huì)影響全網(wǎng)。3）缺點(diǎn)

（1）由于采用共享信道，故障診斷和隔離困難。

（2）采用分布式網(wǎng)絡(luò)管理，所有結(jié)點(diǎn)必須是智能的，要有媒體訪問(wèn)控制功能，從而增加站點(diǎn)軟件和硬件的開銷，不能保證信息及時(shí)傳送，實(shí)時(shí)性差。（3）總線的故障將導(dǎo)致全網(wǎng)的癱瘓。

5、環(huán)形拓?fù)?/p>

1）概念：在環(huán)型拓?fù)渲校鹘Y(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)連接線路，構(gòu)成閉合的環(huán)型，環(huán)中數(shù)據(jù)沿著一個(gè)方向繞環(huán)逐站傳輸。2）優(yōu)點(diǎn)

（1）電纜長(zhǎng)度短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，建網(wǎng)費(fèi)用低。（2）結(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充和拆除。3）缺點(diǎn)

（1）由于是閉合回路，任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)的故障會(huì)引起全網(wǎng)的故障。（2）故障的診斷和隔離困難。

（3）媒體訪問(wèn)協(xié)議用令牌傳遞方式，信道利用率較低。

7、樹形拓?fù)?/p>

1）概念：像一棵倒置的樹，頂端是樹根，樹根以下帶分支，每個(gè)分支還可帶子分支。樹根接收各結(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后再?gòu)V播式地發(fā)送到全網(wǎng)。2）優(yōu)點(diǎn)

（1）結(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充和拆除。（2）故障診斷和隔離容易。3）缺點(diǎn)

結(jié)點(diǎn)對(duì)根依賴性太大，若根發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作。

8、網(wǎng)形拓?fù)?/p>

1）概念：網(wǎng)絡(luò)中任意兩結(jié)點(diǎn)都有傳輸線相連，形成網(wǎng)絡(luò) 2）優(yōu)點(diǎn)

不受瓶頸問(wèn)題和失效問(wèn)題的影響。3）缺點(diǎn)

1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也復(fù)雜。2）需要路由。3）建網(wǎng)成本高。

第三節(jié) 媒體訪問(wèn)控制方法

環(huán)形或總線拓?fù)渲?，由于只有一條物理傳輸通道連接所有的設(shè)備，可能出現(xiàn)同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)利用傳輸通道發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，出現(xiàn)“沖突”(collision)，因此，連到網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備必須遵循一定的規(guī)則，使同一時(shí)刻只有一個(gè)設(shè)備占用傳輸線路，以確保傳輸媒體的正常訪問(wèn)和使用。常用的媒體訪問(wèn)控制方法有

1、具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）：針對(duì)總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。

2、令牌環(huán)（Token Ring）：針對(duì)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。

3、時(shí)槽環(huán)（Slotted Ring）：針對(duì)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

一、具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn) CSMA/CD 具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)采用隨機(jī)訪問(wèn)和競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)，這種技術(shù)適用于總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

在總線拓?fù)渲?，每個(gè)站點(diǎn)都要獨(dú)立地決定幀是否發(fā)送幀，若兩個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送幀，就會(huì)產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致所發(fā)送的幀都出錯(cuò)。

因此，一個(gè)用戶發(fā)送信息成功與否，在很大程度上取決于監(jiān)測(cè)總線是否空閑的方法，以及當(dāng)兩個(gè)不同結(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送的幀發(fā)生沖突后所使用的中斷傳輸?shù)姆椒ā？偩€競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)可分為兩大類：

1、載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)CSMA。

2、具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)CSMA/CD。

1、載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)CSMA：先聽后說(shuō)LBT(Listen Before Talk)1）概念：要傳輸數(shù)據(jù)的站點(diǎn)首先對(duì)媒體上有無(wú)載波進(jìn)行監(jiān)聽，以確定是否有別的站點(diǎn)在傳輸數(shù)據(jù)。如果媒體空閑，該站點(diǎn)便可傳輸數(shù)據(jù)；否則，該站點(diǎn)將避讓一段時(shí)間后再做嘗試。

避讓的時(shí)間由退避算法決定，常用的退避算法有：非堅(jiān)持退避算法、1－堅(jiān)持退避算法、P－堅(jiān)持退避算法。

2）非堅(jiān)持退避算法的CSMA ? 算法規(guī)則

（1）監(jiān)聽總線，如果媒體是空閑的，則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。

（2）監(jiān)聽總線，如果媒體是忙的，則等待一段隨機(jī)時(shí)間后，再重復(fù)步驟（1）。

? 優(yōu)點(diǎn)：采用隨機(jī)的等待時(shí)間可以減少?zèng)_突發(fā)生的可能性。? 缺點(diǎn)

（1）幾個(gè)站點(diǎn)同時(shí)監(jiān)聽到媒體空閑，則同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，造成沖突。

（2）幾個(gè)站點(diǎn)同時(shí)監(jiān)聽到媒體忙，都采用退避算法來(lái)延遲等待。由于在延遲等待過(guò)程中，媒體有可能處于空閑狀態(tài)，使信道利用率下降。3）1-堅(jiān)持退避算法的CSMA ? 算法規(guī)則

（1）監(jiān)聽總線，如果媒體空閑的，則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。

（2）監(jiān)聽總線，如果媒體是忙的，則繼續(xù)監(jiān)聽，直至檢測(cè)到媒體是空閑，立即發(fā)送。? 優(yōu)點(diǎn)：只要媒體空閑，站點(diǎn)就立即可發(fā)送數(shù)據(jù)，避免了媒體利用率的損失。

? 缺點(diǎn)：假若有兩個(gè)或兩個(gè)以上的站點(diǎn)同時(shí)監(jiān)聽到媒體是空閑的，則同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，沖突仍不可避免。

4）P-堅(jiān)持退避算法的CSMA ? 算法規(guī)則

（1）監(jiān)聽總線，如果媒體是空閑的，則以P的概率發(fā)送，而以(1-P)的概率延遲一個(gè)時(shí)間單位（一個(gè)時(shí)間單位通常等于最大傳播時(shí)延的2倍）。（2）延遲一個(gè)時(shí)間單位后，再重復(fù)步驟（1）。

（3）如果媒體是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽直至媒體空閑并重復(fù)步驟（1）。

? 優(yōu)點(diǎn)：P-堅(jiān)持退避算法是一種既能像非堅(jiān)持退避算法那樣減少?zèng)_突，又能像1-堅(jiān)持退避算法那樣減少媒體空閑時(shí)間的折中方案。

? 缺點(diǎn)：如果多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)都以P概率決定發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，沖突仍然無(wú)法杜絕。5）CSMA的特點(diǎn)

（1）無(wú)論采用哪一種退避算法，CSMA只能使發(fā)生沖突的可能性減小到最低程度，但無(wú)法完全杜絕沖突。

（2）由于CSMA算法沒(méi)有沖突檢測(cè)功能，即使沖突已發(fā)生，站點(diǎn)仍然會(huì)將已破壞的幀發(fā)送完為止，使總線的利用率降低。

2、具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)CSMA/CD CSMA/CD是CSMA的一種改進(jìn)方案。該方法已廣泛應(yīng)用于總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)。1）具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)原理

（1）讓發(fā)送站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中仍繼續(xù)監(jiān)聽媒體，以檢測(cè)是否存在沖突。

（2）如果發(fā)生沖突，在信道上可以檢測(cè)到超過(guò)發(fā)送站點(diǎn)本身發(fā)送的載波信號(hào)的幅度，由此判斷出沖突的存在。

（3）一但檢測(cè)到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)送一串阻塞信號(hào)，用以通知總線上其它各有關(guān)站點(diǎn)。這樣，通道容量就不致因白白傳送已受損的幀而浪費(fèi)，可以提高總線的利用率。

（4）一旦檢測(cè)到?jīng)_突并發(fā)完阻塞信號(hào)后，為了降低再次沖突的概率，利用二進(jìn)制指數(shù)退避算法等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再使用CSMA方法發(fā)送數(shù)據(jù)。2）CSMA/CD算法中二進(jìn)制指數(shù)退避算法規(guī)則

（1）對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)幀，當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時(shí)，設(shè)置一個(gè)參量L=2。

n（2）如果數(shù)據(jù)幀發(fā)生n次沖突，則參量L=2。

（3）退避時(shí)間取1到L個(gè)時(shí)間片中的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，1個(gè)時(shí)間片等于兩站點(diǎn)之間的最大傳播時(shí)延的2倍。

（4）設(shè)置一個(gè)最大重傳次數(shù)，超過(guò)該次數(shù)，則不再重傳，并報(bào)告出錯(cuò)。1個(gè)時(shí)間片=兩站點(diǎn)之間的最大傳播時(shí)延的2倍

信號(hào)傳播時(shí)延=兩站點(diǎn)的距離/信號(hào)傳播速度 最大傳播時(shí)延=總線的長(zhǎng)度/信號(hào)傳播速度 最大傳播時(shí)延是信號(hào)傳播時(shí)延的極端情況，在不知發(fā)生沖突的2個(gè)站點(diǎn)的距離時(shí)，最壞情況是假定這2個(gè)站點(diǎn)分別位于總線的兩端。

二、令牌環(huán)媒體訪問(wèn)控制

1）概念：令牌環(huán)技術(shù)一種適用于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的媒體訪問(wèn)控制方法。它是按照所有站點(diǎn)共同理解和遵守的規(guī)則，從一個(gè)站點(diǎn)到另一個(gè)站點(diǎn)繞環(huán)傳遞令牌，一個(gè)站點(diǎn)只有當(dāng)它占有令牌時(shí)，才能發(fā)送數(shù)據(jù)幀，發(fā)完幀后，把令牌傳遞給下一個(gè)站點(diǎn)。

令牌環(huán)（Token Ring）是由美國(guó)IBM公司于1984年推出的, 后來(lái)由IEEE將其確定為IEEE 802.5國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了令牌環(huán)的媒體訪問(wèn)控制子層和物理層所使用的協(xié)議和協(xié)議數(shù)據(jù)單元格式，規(guī)定了相鄰實(shí)體間的服務(wù)及令牌環(huán)物理媒體的連接方法。2）令牌環(huán)的操作過(guò)程

（1）在環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，只有一個(gè)令牌在環(huán)路上繞行。令牌是一個(gè)特殊的比特模式，其中包含一位令牌標(biāo)志位，標(biāo)志位為“0”表示該令牌為可用的空令牌，標(biāo)志位為“1”表示有站點(diǎn)正占用令牌在發(fā)送數(shù)據(jù)幀。

IEEE802.5的令牌環(huán)的數(shù)據(jù)格式（幀）有兩種：一種是令牌幀，另一種是常規(guī)幀。? 令牌幀：發(fā)送權(quán)的標(biāo)志，占有令牌的站才能發(fā)送。? 常規(guī)幀：用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)或控制信息。

（2）當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，必須等待并獲得一個(gè)空令牌，將令牌的標(biāo)志位置為“1”，隨后便可發(fā)送數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀中帶有目的地址。（數(shù)據(jù)字段的最大值為5000字節(jié)）

（3）環(huán)路中的每個(gè)站點(diǎn)檢查數(shù)據(jù)幀中的目的地址，若不是本站點(diǎn)的地址，則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀；若是本站點(diǎn)的地址：

① 利用幀校驗(yàn)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，如果無(wú)差錯(cuò)，便讀取其中的數(shù)據(jù)字段，并在結(jié)束字段中添加確認(rèn)信息，再將數(shù)據(jù)幀向下一站轉(zhuǎn)發(fā)。

② 如果有差錯(cuò)，直接將數(shù)據(jù)幀向下一站轉(zhuǎn)發(fā)。

（4）數(shù)據(jù)幀繞環(huán)一周返回發(fā)送方，發(fā)送站點(diǎn)將數(shù)據(jù)幀從環(huán)路上撤消，同時(shí)根據(jù)結(jié)束字段中返回的確認(rèn)信息得知所傳數(shù)據(jù)是否成功接收。若無(wú)確認(rèn)信息，則重發(fā)該幀。

（5）發(fā)送站點(diǎn)完成數(shù)據(jù)發(fā)送后，重新產(chǎn)生一個(gè)空令牌傳至下一個(gè)站點(diǎn)，以使其它站點(diǎn)獲得發(fā)送數(shù)據(jù)幀的許可權(quán)。3）令牌環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)

① 由于環(huán)路中只有一個(gè)令牌，因此任何時(shí)刻至多只有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，不會(huì)產(chǎn)生沖突。② 由于令牌是單向繞環(huán)傳遞的，令牌環(huán)上各站點(diǎn)均有相同的機(jī)會(huì)公平地獲取令牌。（2）缺點(diǎn)

① 令牌環(huán)網(wǎng)在輕負(fù)荷時(shí)，由于存在等待令牌的時(shí)間，故信道利用率較低。

② 需要設(shè)置專門站點(diǎn)對(duì)令牌進(jìn)行維護(hù)：令牌本身就是比特串，繞環(huán)傳遞過(guò)程中可能受干擾而導(dǎo)致出錯(cuò)和丟失，以至造成環(huán)路上無(wú)令牌循環(huán)的情況。

三、時(shí)槽環(huán)

1、時(shí)槽：首先由環(huán)中被稱為監(jiān)控站的特定站點(diǎn)啟動(dòng)環(huán)，并產(chǎn)生若干個(gè)固定長(zhǎng)度的比特串，這種比特串稱為時(shí)槽。（40bit）

2、時(shí)槽環(huán)：時(shí)槽環(huán)是適用于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的媒體控制訪問(wèn)方法，這種方法是站點(diǎn)預(yù)先安排若干個(gè)特定的時(shí)間段(時(shí)槽)，每個(gè)時(shí)槽能攜帶一個(gè)固定大小的數(shù)據(jù)位。每個(gè)站點(diǎn)只能在時(shí)槽內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。若數(shù)據(jù)較長(zhǎng)，可用多個(gè)時(shí)槽來(lái)傳輸。且在繞環(huán)一周時(shí)間內(nèi)每個(gè)站點(diǎn)只能占

有一個(gè)時(shí)槽。

3、時(shí)槽環(huán)的操作過(guò)程

1）時(shí)槽環(huán)初始化時(shí)，由監(jiān)控站產(chǎn)生若干個(gè)時(shí)槽，并將每個(gè)時(shí)槽的“滿/空”位置為空狀態(tài)。2）某個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)：（1）等待一個(gè)空時(shí)槽。

（2）將該時(shí)槽的“滿/空”位置為滿狀態(tài)。（3）將數(shù)據(jù)的內(nèi)容插入時(shí)槽的數(shù)據(jù)字段中（4）填入控制信息：幀的頭部填入目的地地址和源地址；將幀尾部的兩個(gè)響應(yīng)位置為11（不理睬）。

（5）發(fā)送該時(shí)槽，使它繞物理環(huán)從一個(gè)站點(diǎn)至另一個(gè)站點(diǎn)傳送。

3）環(huán)中每個(gè)站對(duì)任何置滿的時(shí)槽頭部的目的地址進(jìn)行檢測(cè)，如果檢測(cè)到不是本站的地址，則向下一個(gè)站點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)；如果檢測(cè)到是本站的地址：（1）從時(shí)槽中讀取所攜帶的數(shù)據(jù)內(nèi)容。（2）將時(shí)槽尾部的響應(yīng)位置為01（接收）（3）將該時(shí)槽向下一站轉(zhuǎn)發(fā)。

4）當(dāng)數(shù)據(jù)幀繞環(huán)一周后，返回源站點(diǎn)。源站點(diǎn)閱讀時(shí)槽尾部的響應(yīng)位，以確定目的站點(diǎn)是否成功接收。如果未成功接收，則重發(fā)該幀；如果成功接收，源站點(diǎn)便將該時(shí)槽重新標(biāo)記為空狀態(tài)，并發(fā)送到環(huán)上，供其它站點(diǎn)使用。4）時(shí)槽環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn) ① 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

② 結(jié)點(diǎn)間相互干擾少。③ 可靠性高。（2）缺點(diǎn)

① 需要一個(gè)特定的監(jiān)控站點(diǎn)，增加硬件開銷。

② 由于繞環(huán)一周時(shí)間內(nèi)每個(gè)站點(diǎn)只能占有一個(gè)時(shí)槽環(huán)，若某站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)較長(zhǎng)要占用多個(gè)時(shí)槽，而此時(shí)環(huán)上只有該站點(diǎn)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，則許多時(shí)槽都是空循環(huán)，降低信道利用率。③ 40位的時(shí)槽只能攜帶16位的數(shù)據(jù)，開銷大、效率較低（40%）。第四節(jié) 光纖分布數(shù)據(jù)接口、城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)

一、光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI(Fiber Distributed Data Interface)

1、概念：IEEE802.8描述FDDI的體系結(jié)構(gòu)。FDDI網(wǎng)絡(luò)是以光纖作為傳輸媒體，將許多站點(diǎn)連接成環(huán)行拓?fù)涞母咝阅芫钟蚓W(wǎng)。與令牌環(huán)類似，也是把信息發(fā)送至環(huán)上，從一個(gè)站到下一個(gè)站依次傳遞，當(dāng)信息經(jīng)過(guò)指定的目的站時(shí)就被接收、復(fù)制，最后由發(fā)送信息的站點(diǎn)再將信息從環(huán)上撤消。

2、FDDI的特點(diǎn)

1）以光纖作為傳輸介質(zhì)的高速主干網(wǎng)。

2）基于令牌控制的共享傳輸介質(zhì)，是令牌環(huán)體系結(jié)構(gòu)的拓展。3）采用逆向雙環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可增加網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)能力，提高了可靠性。4）高性能：數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps，可支持1000個(gè)物理連接，兩結(jié)點(diǎn)之間距離可超過(guò)20km。5）抗干擾能力強(qiáng)：由于傳輸?shù)男盘?hào)為光波，對(duì)電磁和射頻干擾具有較強(qiáng)的抑制能力。6）信息傳輸安全：光纖可防止傳輸過(guò)程中被分接偷聽，也杜絕了電磁波的竊聽，因而是最安全的傳輸媒體。

7）采用光纖作為傳輸介質(zhì)，建網(wǎng)費(fèi)用昂貴。

3、FDDI的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其功能

1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：FDDI是環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為了提高可靠性采用逆向雙環(huán)結(jié)構(gòu)。一個(gè)環(huán)為主環(huán)，另一個(gè)環(huán)為次環(huán)，雙環(huán)的數(shù)據(jù)流方向相反。

2）正常情況下，僅主環(huán)工作，次環(huán)作為備用環(huán)。當(dāng)主環(huán)上的設(shè)備失效或光纜發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)從主環(huán)向次環(huán)的切換可繼續(xù)維持FDDI的正常工作。這種結(jié)構(gòu)使FDDI具有較高的故障容錯(cuò)能力。

3、FDDI的幀格式

4、FDDI的工作過(guò)程

5、FDDI的工作原理

1）傳遞令牌：在沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送時(shí)，令牌一直在環(huán)路中繞行。每個(gè)站點(diǎn)如果沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送，就轉(zhuǎn)發(fā)令牌。

2）發(fā)送數(shù)據(jù)：如果某站點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)，該站點(diǎn)要等待令牌到來(lái)并將其吸收，隨后發(fā)送數(shù)據(jù)幀。當(dāng)數(shù)據(jù)幀發(fā)送完畢，立即釋放令牌。

3）轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀：每個(gè)站點(diǎn)監(jiān)聽經(jīng)過(guò)的數(shù)據(jù)幀，如果數(shù)據(jù)幀的目的地址與本站點(diǎn)不符，則轉(zhuǎn)發(fā)該幀。

4）接收數(shù)據(jù)幀：如果站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀目的地址與自己的地址一致，就復(fù)制該幀，然后再轉(zhuǎn)發(fā)該幀。

5）清除數(shù)據(jù)幀：數(shù)據(jù)幀繞環(huán)一周回到原發(fā)送站點(diǎn)，由發(fā)送站點(diǎn)將其從網(wǎng)上撤銷。

二、城域網(wǎng)MAN（Metropolitan Area Network，MAN）

1）概念：城域網(wǎng)是城市范圍內(nèi)的大型局域網(wǎng)，采用與LAN相似的技術(shù)。MAN的標(biāo)準(zhǔn)是分布式隊(duì)列雙總線（Distributed Queue Dual Bus, DQDB），在IEEE802.6中描述該標(biāo)準(zhǔn)。2）分布式隊(duì)列雙總線標(biāo)準(zhǔn)

DQDB采用兩條數(shù)據(jù)流方向相反的單向總線（A和B），這兩條平行的單向總線貫穿于整個(gè)城市，每個(gè)站點(diǎn)都同時(shí)與這兩條總線相連。每個(gè)站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須知道目的站點(diǎn)是位于其左方還是右方。如果目的站點(diǎn)位于它的右方，發(fā)送站點(diǎn)使用總線A，否則使用總線B。

三、廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）

1、概念：廣域網(wǎng)又稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，通常是指覆蓋范圍很廣(遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一個(gè)城市的范圍)的長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)，常利用公用通信網(wǎng)絡(luò)的信道進(jìn)行

2、廣域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別

1）廣域網(wǎng)是單個(gè)的網(wǎng)絡(luò)，即使是覆蓋范圍很廣的互聯(lián)網(wǎng)，也不是廣域網(wǎng)。因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)最主要的特征是將不同網(wǎng)絡(luò)的“互連”。

2）廣域網(wǎng)使用結(jié)點(diǎn)交換機(jī)連接各主機(jī)；而互聯(lián)網(wǎng)是用路由器連接各網(wǎng)絡(luò)。

3）結(jié)點(diǎn)交換機(jī)在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)分組，而路由器在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)中轉(zhuǎn)發(fā)分組。

3、公用通信網(wǎng)絡(luò)

廣域網(wǎng)的重要組成部分就是其通信子網(wǎng)，一般有公用通信網(wǎng)絡(luò)充當(dāng)通信子網(wǎng)：

第五章 網(wǎng)際互聯(lián)與Internet

第一節(jié) 網(wǎng)際互連

1、互聯(lián)網(wǎng)（internet）：將各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的集合稱為互聯(lián)網(wǎng)。

2、網(wǎng)際互聯(lián)：能夠使各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信的方法就是網(wǎng)際互聯(lián)。

3、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)：當(dāng)今世界上有大量的網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行，有公用網(wǎng)、研究性網(wǎng)絡(luò)、用戶聯(lián)營(yíng)的網(wǎng)絡(luò)、商業(yè)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)等等。各種網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史、網(wǎng)絡(luò)管理、所提供的服務(wù)、技術(shù)設(shè)計(jì)和用戶群體等方面都不盡相同。這些差異，使得不同網(wǎng)絡(luò)之間無(wú)法進(jìn)行通信和信息共享。

4、網(wǎng)絡(luò)差異

1）表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在體系結(jié)構(gòu)、層次協(xié)議及所提供的服務(wù)等方面存在的差異。2）表現(xiàn)在具體技術(shù)方面

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在尋址方式、路由選擇算法、分組最大長(zhǎng)度、網(wǎng)絡(luò)接入機(jī)制、用戶接入控制、超時(shí)控制、差錯(cuò)控制方法、網(wǎng)絡(luò)管理方式等諸方面存在的差異。

5、網(wǎng)絡(luò)差異形成的原因

1）從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史來(lái)看，在網(wǎng)絡(luò)起步的初級(jí)階段，沒(méi)有個(gè)人或機(jī)構(gòu)能夠認(rèn)清網(wǎng)絡(luò)將發(fā)展成為一個(gè)什么樣的定式，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展實(shí)際上是一個(gè)逐步探索的過(guò)程，造成網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)晚于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)。

2）即使先有標(biāo)準(zhǔn)，由于建網(wǎng)的需求不同，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能、造價(jià)、服務(wù)也不同，所以不可能確定出一個(gè)讓全球網(wǎng)絡(luò)都必須遵守的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

3）隨著各種學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，各種已有的標(biāo)準(zhǔn)要不斷完善，新的標(biāo)準(zhǔn)將不斷出現(xiàn)。

6、網(wǎng)際互連的目的

兩個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的差異可以表現(xiàn)在OSI參考模型中的任一層上。要實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)，就必須消除這些差異，使一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的用戶能訪問(wèn)其它異構(gòu)網(wǎng)上的資源，使不同網(wǎng)絡(luò)上的用戶互相通信和交換信息。這不僅有利于更大范圍的資源共享，也可以從整體上提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

7、網(wǎng)際互連的形式 1）局域網(wǎng)一局域網(wǎng) 2）廣域網(wǎng)一廣域網(wǎng) 3）局域網(wǎng)一廣域網(wǎng)

4）局域網(wǎng)一廣域網(wǎng)一局域網(wǎng)

8、中繼(relay)系統(tǒng)：將網(wǎng)絡(luò)互相連接起來(lái)要使用一些中間設(shè)備(或中間系統(tǒng))，ISO的術(shù)語(yǔ)稱之為中繼(relay)系統(tǒng)。根據(jù)中繼系統(tǒng)所在的層次，可以有以下的中繼系統(tǒng)： 1）物理層：轉(zhuǎn)發(fā)器（Repeater）。2）數(shù)據(jù)鏈路層：網(wǎng)橋（Bridge）。3）網(wǎng)絡(luò)層：路由器（Router）。4）在網(wǎng)絡(luò)層以上：網(wǎng)關(guān)（Gateway）。1）轉(zhuǎn)發(fā)器（Repeater）：工作在物理層，在物理層間實(shí)現(xiàn)透明的二進(jìn)制比特復(fù)制，以補(bǔ)償信號(hào)衰減。

2）網(wǎng)橋(Bridge)：工作在數(shù)據(jù)鏈路層，提供數(shù)據(jù)鏈路層間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。主要用于在不同局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，并消除差異。

網(wǎng)橋的工作過(guò)程：網(wǎng)橋從物理層接收幀并送到數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，然后再送到物理層再經(jīng)物理傳輸媒體送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

3）路由器(Router)：工作在網(wǎng)絡(luò)層，在不同的網(wǎng)絡(luò)之間存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)IP分組，并且提供網(wǎng)絡(luò)層間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。路由器用以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的地址翻譯、協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功能，一般用于廣域網(wǎng)之間的連接或廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的連接。

4）網(wǎng)關(guān)(Gateway)：提供運(yùn)輸層及運(yùn)輸層以上各層間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。內(nèi)容包括數(shù)據(jù)格式的重新裝配、長(zhǎng)數(shù)據(jù)的分段、地址格式的轉(zhuǎn)換及操作規(guī)程的適配等。在高層協(xié)議轉(zhuǎn)換的實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，并不一定要分層進(jìn)行，從運(yùn)輸層到應(yīng)用層的協(xié)議轉(zhuǎn)換可以一起進(jìn)行。第二節(jié) 因特網(wǎng)（Internet）

因特網(wǎng)（Internet）是一個(gè)建立在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)基礎(chǔ)上的開放的全球性網(wǎng)絡(luò)。凡是使用TCP/IP協(xié)議，能與Internet的任意主機(jī)進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)，無(wú)論是何種類型、采用何種操作系統(tǒng)，均可看成是Internet的一部分。

如果一臺(tái)機(jī)器運(yùn)行TCP/IP協(xié)議族，有一個(gè)IP地址，并且可以向因特網(wǎng)上的所有機(jī)器發(fā)送IP分組，則稱該機(jī)器在因特網(wǎng)上。internet和Internet的區(qū)別 ? internet（互聯(lián)網(wǎng)）：泛指有多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。? Internet（因特網(wǎng)）：特指當(dāng)前采用TCP/IP協(xié)議的覆蓋全球的因特網(wǎng)。

1、Internet的標(biāo)識(shí)枝術(shù)

1）主機(jī)的IP地址：為了確保通信時(shí)能相互識(shí)別，在Internet上的每臺(tái)主機(jī)都必須有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)，即主機(jī)的IP地址。IP協(xié)議就是根據(jù)IP地址實(shí)現(xiàn)信息傳遞。2）IP地址的兩種表示方法：二進(jìn)制表示法和十進(jìn)制表示法

（1）二進(jìn)制表示法：IP地址由32位（4個(gè)字節(jié)）二進(jìn)制數(shù)組成。32位二進(jìn)制數(shù)碼：11001010 0111000 00000000 00100100（2）十進(jìn)制表示法：為書寫方便，將每個(gè)字節(jié)作為一段，并以十進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，每段間用“.”分隔。

4個(gè)用圓點(diǎn)隔開的十進(jìn)制數(shù)：202.112.0.36 3）IP地址的分類：IP地址分為A、B、C、D和E五大類。4）IP地址的組成

由網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)（netid）和主機(jī)標(biāo)識(shí)（hostid）兩部分組成。5）五類IP地址的格式（1）A類IP地址 ? 第1位為“0”，用以標(biāo)識(shí)該IP地址是A類。

? 用7位來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，全球共有A類網(wǎng)絡(luò)128個(gè)。

24? 24位標(biāo)識(shí)主機(jī)號(hào)，每個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)最多可以連接2-2臺(tái)主機(jī)。? A類IP地址適用于大型網(wǎng)絡(luò)。（2）B類IP地址 ? 前兩位是“10”，用以標(biāo)識(shí)該IP地址是B類。

14? 用14位來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，全球共有B類網(wǎng)絡(luò)2個(gè)。

16? 16位標(biāo)識(shí)主機(jī)號(hào)，每個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)最多可以連接2-2臺(tái)主機(jī)。? B類IP地址適用于中型網(wǎng)絡(luò)。（3）C類IP地址 ? 前三位為“110”，用以標(biāo)識(shí)該IP地址是C類。

21? 用21位來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，全球共有C類網(wǎng)絡(luò)2個(gè)。

8? 8位標(biāo)識(shí)主機(jī)號(hào)，每個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)最多可以連接2-2臺(tái)主機(jī)。? C類IP地址適用于小型網(wǎng)絡(luò)。（4）D類IP地址 ? 前四位為“l(fā)ll0”，用以標(biāo)識(shí)該IP地址是D類。? 后28位用于區(qū)分不同組播的組。? D類IP地址用于組播（Multicast）。（5）E類IP地址 ? 前五位為“l(fā)lll0”，用以標(biāo)識(shí)該IP地址是E類。? E類IP地址保留為將來(lái)使用。

2、域名系統(tǒng)

1）問(wèn)題的提出：32位二進(jìn)制數(shù)的IP地址對(duì)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)十分有效，但用戶使用和記憶都很不方便。即使使用十進(jìn)制表示法，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)依然很不方便。為此，Internet引入字符形式的IP地址，即域名（Domain Name）。2）域名系統(tǒng)（Domain Name System，DNS）：是因特網(wǎng)的一項(xiàng)核心服務(wù)，它作為可以將域名和IP地址相互映射的一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠使人更方便的訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，而不用去記住能夠被機(jī)器直接讀取的IP比特串。同樣，IP地址也可通過(guò)DNS轉(zhuǎn)換成域名。3）域名系統(tǒng)的任務(wù)（1）域名的管理。

（2）域名-IP地址的映射。4）域名系統(tǒng)的命名機(jī)制

（1）采用層次型的樹狀結(jié)構(gòu)命名機(jī)制。（2）樹中每層被稱為域。

（3）域中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都有相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符。（4）各域之間用“.”分隔。

（5）域名就是從樹葉到樹根路徑上各結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符的有序序列。（6）右邊的域總是在左邊域的上一層。

（7）在Internet域名系統(tǒng)中，根為空，沒(méi)有名字。（8）除根以外的最高域名被稱為頂層域名。

? Internet的授權(quán)機(jī)構(gòu)定義了兩套完全不同的頂層域名

1、按機(jī)構(gòu)劃分：共有七種

國(guó)際公認(rèn)的有五種：COM EDU NET ORG INT 僅在美國(guó)適用的兩種：GOV MIL ? COM：商業(yè)機(jī)構(gòu)

INT：國(guó)際組織 ? EDU：教育機(jī)構(gòu)

MIL：軍事部門 ? GOV：政府機(jī)構(gòu)

NET：網(wǎng)絡(luò)中心 ? ORG：社會(huì)組織、專業(yè)協(xié)會(huì)

2、按地理劃分的頂層域名 cn 中國(guó)

tw 臺(tái)灣

jp 日本

ca 加拿大 fr 法國(guó)

uk 英國(guó)

ru 俄羅斯

sg 新加坡 au 澳大利亞

hk 香港 5）域名解析：域名-IP地址的映射（1）為什么要進(jìn)行域名解析？

? 用戶希望使用記憶和書寫都方便的域名。

? 主機(jī)之間的通信需要通過(guò)二進(jìn)制IP地址進(jìn)行。? 因此必須通過(guò)一種機(jī)制完成域名與IP地址的映射。6）域名服務(wù)器與域名解析器

（1）域名服務(wù)器：在域名服務(wù)器中保存著它所管轄區(qū)域的域名與IP地址的對(duì)照表。運(yùn)行域名服務(wù)器軟件，可進(jìn)行域名-IP地址的映射。

（2）域名解析器：駐留在客戶端的軟件中，代用戶完成域名解析的程序。在進(jìn)行域名解析時(shí), 由解析器程序向域名服務(wù)器發(fā)出域名解析請(qǐng)求, 并將回答報(bào)告給用戶。7）域名解析過(guò)程

（1）客戶機(jī)提出域名解析請(qǐng)求，并將該請(qǐng)求發(fā)個(gè)本地的域名服務(wù)器。

（2）本地域名服務(wù)器收到請(qǐng)求后，先查詢本地的緩存，如果有該記錄項(xiàng)，則將查詢結(jié)果返回客戶。

（3）如果本地的緩存沒(méi)有該記錄，則本地域名服務(wù)器將請(qǐng)求發(fā)給根域名服務(wù)器。根域名服務(wù)器返回一個(gè)所查詢域（根的子域）的域名服務(wù)器地址。

（4）本地域名服務(wù)器向這個(gè)返回的域名服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求。該域名服務(wù)器接受請(qǐng)求后查詢自己的緩存，如果沒(méi)有該記錄，則返回相關(guān)的下級(jí)域名服務(wù)器地址。（5）重復(fù)步驟（4），直到找到正確記錄。

（6）本地域名服務(wù)器將返回的結(jié)果保存到緩存，以備下次使用，同時(shí)將結(jié)果返回給客戶。

第六章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全

第一節(jié) 總論

1、定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全是指計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)資源和信息資源不受自然和人為有害因素的威脅和危害。

2、研究?jī)?nèi)容：凡是涉及到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上信息的保密性、完整性、可用性和可審查性的相關(guān)技術(shù)和理論都是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的研究領(lǐng)域。? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的研究?jī)?nèi)容

1）數(shù)據(jù)保密性（Confidentiality）：數(shù)據(jù)不泄露給非授權(quán)的用戶、實(shí)體、過(guò)程的特性；使信息對(duì)非授權(quán)的用戶、實(shí)體、過(guò)程有不可利用的特性。2）數(shù)據(jù)完整性（Integrity）：數(shù)據(jù)未經(jīng)授權(quán)不能進(jìn)行改變的特性，即信息在存儲(chǔ)或傳輸過(guò)程中保持不被修改、破壞和丟失的特性。3）數(shù)據(jù)可用性（Variability）：可被授權(quán)實(shí)體訪問(wèn)并按需求使用數(shù)據(jù)的特性，即當(dāng)需要時(shí)能存取所需的信息。

4）數(shù)據(jù)可審查性（Accountability）：對(duì)信息的傳播及內(nèi)容具有控制能力。第二節(jié) 防火墻技術(shù)

1、防火墻：防火墻是設(shè)置在被保護(hù)網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的一道屏障，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù)，以防止發(fā)生不可預(yù)測(cè)的、潛在破壞性的侵入。防火墻本身具有較強(qiáng)的抗攻擊能力，是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和信息安全的基礎(chǔ)設(shè)施。

2、技術(shù)分類 1）包過(guò)濾防火墻 2）代理防火墻

一、包過(guò)濾防火墻

1、包過(guò)濾防火墻工作原理

在Internet中，所有信息都是以IP包的形式傳輸?shù)?。IP包中包含源地址、目標(biāo)地址、協(xié)議等控制信息。包過(guò)濾防火墻的安全性是基于對(duì)IP包的頭信息的分析和校驗(yàn)。

包過(guò)濾防火墻工作在網(wǎng)絡(luò)層，通過(guò)截取流經(jīng)防火墻的IP包，讀取這些IP包的頭信息，并按照預(yù)先設(shè)定的過(guò)濾規(guī)則對(duì)IP包進(jìn)行過(guò)濾。不符合規(guī)則的IP包會(huì)被防火墻濾掉，以保證網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)的安全。

2、包過(guò)濾防火墻的工作步驟

1）包過(guò)濾規(guī)則事先存儲(chǔ)在包過(guò)濾防火墻設(shè)備的端口中。

2）當(dāng)IP包到達(dá)端口時(shí)，防火墻對(duì)IP包的頭信息進(jìn)行語(yǔ)法分析，并與包過(guò)濾規(guī)則逐一進(jìn)行匹配。

3）如果一條規(guī)則阻止該IP包傳輸或接收，則阻止該IP包通過(guò)。4）如果一條規(guī)則允許該IP包傳輸或接收，則允許該IP包通過(guò)。5）如果該IP包不能匹配任何一條規(guī)則，則應(yīng)用缺省規(guī)則。

缺省規(guī)則有2種：“沒(méi)有明確允許的，一律禁止”和“沒(méi)有明確禁止的，一律允許”。

3、包過(guò)濾防火墻的工作流程圖

4、包過(guò)濾防火墻的優(yōu)缺點(diǎn) 1）優(yōu)點(diǎn)

（1）具有包過(guò)濾功能的路由器能協(xié)助保護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)

（2）包過(guò)濾防火墻工作在網(wǎng)絡(luò)層，因此對(duì)用戶是透明的，即無(wú)須用戶干預(yù)。（3）包過(guò)濾防火墻速度快、效率高。2）缺點(diǎn)

（1）由于包過(guò)濾防火墻工作在網(wǎng)絡(luò)層，無(wú)法為網(wǎng)絡(luò)層之上的高層提供安全服務(wù)。

（惡意的Java小程序；電子郵件中附帶的病毒）（2）包過(guò)濾防火墻的安全性比代理防火墻的安全性差。

二、代理防火墻

1、概念：代理防火墻也叫應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)防火墻，位于客戶機(jī)與服務(wù)器之間，完全阻擋了兩者間的數(shù)據(jù)交流。網(wǎng)絡(luò)所提供的各種服務(wù)完全由防火墻進(jìn)行代理，可對(duì)每一種服務(wù)分別進(jìn)行安全隔離，使內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)不直接與外部網(wǎng)絡(luò)連接。這種類型的防火墻被網(wǎng)絡(luò)安全專家和媒體公認(rèn)為是最安全的防火墻。它的核心技術(shù)就是代理服務(wù)器技術(shù)。

2、代理防火墻的工作原理

代理防火墻工作在應(yīng)用層，只允許有代理的服務(wù)通過(guò)，而其它所有服務(wù)都完全被封鎖住，從而保證了系統(tǒng)的安全。

1）當(dāng)客戶程序要訪問(wèn)應(yīng)用服務(wù)器時(shí)，它必須先連接到代理防火墻。2）代理防火墻接收客戶請(qǐng)求后會(huì)檢驗(yàn)其請(qǐng)求服務(wù)的合法性。（1）如果不合法，該請(qǐng)求被拒絕。

（2）如果合法，代理防火墻象一臺(tái)客戶機(jī)一樣從應(yīng)用服務(wù)器那里取回所需的信息再轉(zhuǎn)發(fā)給客戶，此時(shí)代理防火墻提供代理服務(wù)。

代理防火墻將內(nèi)部系統(tǒng)與外界隔離開來(lái)，從外面只能看到代理服務(wù)器而看不到任何內(nèi)部資源。優(yōu)點(diǎn)是安全性好，缺點(diǎn)是速度相對(duì)比較慢。第三節(jié) 密碼技術(shù)

一、密碼學(xué)總論

1、密碼學(xué)：密碼學(xué)是一門秘密書寫（密碼編碼學(xué)）、非授權(quán)解密（密碼分析）以及使得非授權(quán)解密更加困難（加密安全性）的規(guī)則的科學(xué)。

2、密碼學(xué)的發(fā)展：歷經(jīng)三個(gè)階段

3、密碼學(xué)在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用

在Internet上傳輸信息的一個(gè)潛在的危險(xiǎn)是信息的非法或未授權(quán)的接收。正常的發(fā)送方、接收方和非法截獲信息的第三方。最糟糕的是正常發(fā)送方和接收方都不能意識(shí)到未授權(quán)接收者的存在。所以，如果想通過(guò)某站點(diǎn)發(fā)送敏感信息，需要利用加密技術(shù)以使得未授權(quán)接收者即使截獲信息也不可讀。

4、密碼系統(tǒng)的組成

1）明文(Plaintext)：原信息稱為明文（P）。

2）密文(Ciphertext)：加密后的信息稱為密文（C）。3）加密(Encryption)：將明文變成密文的過(guò)程稱為加密。4）解密(Decryption)：將密文還原成明文的過(guò)程稱為解密。

5）加密密鑰：控制加密所使用的一組密碼信息（K）。6）解密密鑰：控制解密所使用的一組密碼信息（K’）。

7）加密算法：利用加密密鑰，對(duì)明文進(jìn)行加密所采用的一組規(guī)則稱為加密算法（EK）。8）解密算法：利用解密密鑰，對(duì)密文進(jìn)行解密所采用的一組規(guī)則稱為解密算法（DK’）。

5、加密和解密的過(guò)程

1）加密過(guò)程：發(fā)送方使用加密算法和加密密鑰將明文(P)加密成密文(C)。用符號(hào)表示為：C=Ek(P)，其中，E為加密算法，K為加密密鑰。未授權(quán)者獲得C，它的不可讀形式使得它毫無(wú)用處。

2）解密過(guò)程：接收方收到C，使用解密算法和解密密鑰將密文(C)解密成明文(P)。用符號(hào)表示為：P=DK’(C)，其中，D為解密算法，K’為解秘密鑰。3）加密和解密全過(guò)程用符號(hào)表示為：P=DK’(EK(P))。

6、密碼分析

1）概念：在不知密鑰的情況下，根據(jù)已知信息利用各種方法推測(cè)出明文或者密鑰的過(guò)程稱為密碼分析 2）方法

（1）窮舉攻擊（蠻力攻擊）：密碼分析者用遍歷所有密鑰的方法來(lái)破譯密碼。

（2）統(tǒng)計(jì)分析攻擊：密碼分析者通過(guò)分析密文和明文之間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)破譯密碼。

（3）數(shù)學(xué)分析攻擊：密碼分析者針對(duì)加密算法的數(shù)學(xué)依據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)求解的方法來(lái)破譯密碼。

7、防止密碼破譯的措施

（1）強(qiáng)壯的加密（解密）算法

加密算法和解密算法是互逆的。

加密算法和解密算法是公開的。（2）密鑰的長(zhǎng)度：決定加密強(qiáng)度。

（3）密鑰的安全性（配制，保管，傳送）。

8、密碼體制

1）一個(gè)加密系統(tǒng)實(shí)際上是某種加密算法在密鑰控制下實(shí)現(xiàn)的從明文到密文的映射。2）現(xiàn)代密碼系統(tǒng)一般由5部分組成：（1）明文空間P：可能的明文的有限集。（2）密文空間C：可能的密文的有限集。

（3）密鑰空間K：一切可能的密鑰構(gòu)成的有限集。（4）加密算法E（5）解密算法D 五元組（P，C，K，E，D）稱為一個(gè)密鑰體制。

3）密碼體制分為對(duì)稱密鑰密碼體制和非對(duì)稱密鑰密碼體制。

9、密碼體制的安全性

由一種密碼體制所加密的密文，密碼分析者為了破譯密碼，窮盡其時(shí)間、耗盡其資源仍不可得出明文；或者是破譯所耗成本超出因破譯出明文而獲得的收益，稱該密碼體制是安全的。

10、密碼學(xué)的作用

（1）保密：加密信息，防止非授權(quán)者獲得信息內(nèi)容。

（2）認(rèn)證：信息的接受者應(yīng)該能夠確認(rèn)信息的來(lái)源，使得非授權(quán)者不可能偽裝他人發(fā)送信息。

（3）完整性：消息的接受者應(yīng)該能夠驗(yàn)證在傳送過(guò)程中消息有沒(méi)有被修改，使得非授權(quán)者

不可能用假消息代替合法消息。

（4）抗抵賴：發(fā)送方事后不可能否認(rèn)他發(fā)送的消息；接收方不可能否認(rèn)他所接受的信息。

二、對(duì)稱密鑰密碼體制

1、概念：對(duì)稱密鑰密碼體制又稱單鑰密碼體制，對(duì)稱密鑰也稱為私有密鑰，秘密密鑰或單鑰，即同一密鑰既用于加密算法又用于解密算法（K=K’）。

2、分類

1）序列密碼：每次加密一個(gè)比特或一個(gè)字節(jié)。

2）分組密碼：把明文分成若干等長(zhǎng)的分組，一次加密一個(gè)分組。

3、數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(Data Encryption Standard, DES)。（1）對(duì)稱密鑰加密體制中，著名的是IBM發(fā)明的DES。（2）數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)屬于分組密碼，分組長(zhǎng)度為64比特。

56（3）密鑰長(zhǎng)度是56比特，DES的加密強(qiáng)度為2。

（4）加密算法利用密鑰經(jīng)過(guò)一系列步驟把64比特的明文變換成64比特的密文。（5）解密過(guò)程使用同樣的步驟和同樣的密鑰，但過(guò)程相反。

4、DES加密算法步驟

DES加密算法大致可以分成四個(gè)部分：（1）子密鑰生成（2）初始置換（3）循環(huán)過(guò)程（4）逆置換

5、簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程

6、幾個(gè)典型的對(duì)稱密鑰密碼體制簡(jiǎn)介

7、對(duì)稱密鑰密碼體制的優(yōu)缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)

? 具有加解密速度快、適用于大量數(shù)據(jù)的加密。

? 可用于保護(hù)機(jī)密信息、認(rèn)證發(fā)信方身法、確保信息完整性。（2）缺點(diǎn)

? 密鑰分配困難。

? 密鑰量大，難于管理，n個(gè)用戶有n*(n-1)/2個(gè)密鑰。? 不能解決簽名驗(yàn)證和抗抵賴問(wèn)題。

三、非對(duì)稱密鑰密碼體制

1、概念

非對(duì)稱密鑰密碼體制又稱公開密鑰密碼體制。

（1）加密密鑰（公開密鑰）和解密密鑰（秘密密鑰）不同。（2）要求每個(gè)使用者擁有兩個(gè)密鑰：公開密鑰K和秘密密鑰K’。

（3）發(fā)送方用接收方的公開密鑰加密自己的敏感信息，并將密文發(fā)送給接收方。（4）接收方用自己的秘密密鑰將密文變成明文。

（5）其理論基礎(chǔ)是解密密鑰不能從加密密鑰中推導(dǎo)出來(lái)。

2、非對(duì)稱密鑰密碼體制的加解密過(guò)程

1）甲生成自己的公開密鑰e1，任何人都可知道；甲根據(jù)公開密鑰e1按照一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系產(chǎn)生秘密密鑰d1，只有自己知道。

2）乙生成自己的公開密鑰e2，任何人都可知道；乙根據(jù)公開密鑰e2按照一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系產(chǎn)生秘密密鑰d2，只有自己知道。

3）甲-乙進(jìn)行通信：甲用乙的公開密鑰e2來(lái)加密自己要發(fā)送的敏感信息，C=Ee2(P)，然后將

C發(fā)送給乙，乙用只有自己知道的d2來(lái)解密，P=Dd2(C)。

乙用甲的公開密鑰e1來(lái)加密自己要發(fā)送的敏感信息，C=Ee1(P)，然后發(fā)送給甲，甲用只有自己知道的d1來(lái)解密，P=Dd1(C)。

4）非對(duì)稱密鑰密碼體制的理論基礎(chǔ)：丙想要用通過(guò)公開密鑰ei來(lái)推導(dǎo)出秘密密鑰di是極度困難的。

3、RSA算法

在非對(duì)稱密鑰密碼體制中，最著名的是MIT的一個(gè)研究小組提出的著名的RSA算法。算法的名字以發(fā)明者的名字命名：Rivest、Shamir和Adleman。? RSA算法過(guò)程

1）密鑰配制過(guò)程。2）加密過(guò)程。3）解密過(guò)程。

1）密鑰配制過(guò)程：生成自己的公開密鑰e和私有密鑰d。（1）隨機(jī)選取兩個(gè)大素?cái)?shù)p、q。計(jì)算：n=p*q，z=(p-1)×(q-1)其中，n成為算法的模數(shù)。（2）產(chǎn)生公開密鑰e 要求e與z互素（最大公因子=1），且1

（3）產(chǎn)生秘密密鑰d：通過(guò)模逆求解由公開密鑰e產(chǎn)生秘密密鑰d。d滿足：（e*d）mod z=1（4）密鑰配制的結(jié)果

? 公開密鑰是e和n（13,77），可以讓任何人知道。? 秘密密鑰是d和n（37,77），只能自己知道。? 兩個(gè)素?cái)?shù)p、q不再需要，應(yīng)及時(shí)銷毀不可泄露。2）加密算法

eC=EK(P)=P mod n 3）解密算法

dP=Dk’(C)=C mod n

4、RSA算法的安全性

1）對(duì)于一個(gè)大數(shù)的素?cái)?shù)因子分解是幾百年數(shù)學(xué)界的難題，但卻成為RSA算法的理論基礎(chǔ)。2）第三方可知的信息：（e,n）

d? 解密：P=Dk’(C)=C mod n，即必須知道私有密鑰。? 私有密鑰的產(chǎn)生：（e*d）mod z=1，必須知道z。

? z的由來(lái)：z=(p-1)×(q-1)，必須知道p和q（已經(jīng)銷毀）。? 唯一的希望：通過(guò)n=p*q，分解出p和q（數(shù)學(xué)難題）。

3）RSA實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為，就目前的計(jì)算機(jī)水平，512比特的n已不夠安全，應(yīng)停止使用。用1024比特（約340位十進(jìn)制數(shù)）的n是安全的，極其重要的場(chǎng)合應(yīng)該用2048比特的大數(shù)。

5、RSA算法的優(yōu)缺點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)：用戶可將公開密鑰分發(fā)給任何人，避免了對(duì)稱密鑰加密體制中的密鑰分配問(wèn)題，極大地簡(jiǎn)化了密鑰管理。

2、缺點(diǎn)

1）RSA算法面對(duì)的是幾百上千位的十進(jìn)制大數(shù)，而且算法中涉及大量的大數(shù)的模運(yùn)算和指數(shù)運(yùn)算，為減少算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，需要運(yùn)用數(shù)學(xué)上的技巧。2）計(jì)算機(jī)只能處理0-65535或-32767-32768之內(nèi)的運(yùn)算，對(duì)于大數(shù)的運(yùn)算計(jì)算機(jī)無(wú)法處理。在RSA算法的實(shí)現(xiàn)中，是將大數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)組處理的，極度增加了運(yùn)算時(shí)間，這也是RSA算法速度慢的原因。

? DES和RSA算法的比較

1、DES算法速度快，適合大量數(shù)據(jù)的加密。但無(wú)法解決密鑰分配問(wèn)題。

2、RSA算法速度慢，適合少量數(shù)據(jù)的加密。但巧妙解決了密鑰分配問(wèn)題。

四、密鑰分配的方法

1、對(duì)稱與非對(duì)稱密鑰密碼體制相結(jié)合的思路

用非對(duì)稱密鑰密碼體制在通信雙方之間傳送對(duì)稱密鑰密碼體制的密鑰，而用對(duì)稱密鑰密碼體制的密鑰來(lái)對(duì)實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加解密。

2、DES與RSA相結(jié)合的加解密過(guò)程

假設(shè)甲有敏感信息傳送給乙。

（1）甲為了使用DES加密數(shù)據(jù)，要產(chǎn)生DES的密鑰K。

（2）為了讓乙獲得密鑰K，甲采用RSA算法加密K，即甲用乙的公開密鑰e2來(lái)加密K，然后發(fā)送給乙。

（3）乙用只有自己知道的秘密密鑰d2來(lái)解密而獲得K，至此解決了DES密鑰分配問(wèn)題。（4）甲利用DES加密數(shù)據(jù)：C=EK(P)，并將密文C發(fā)送給乙。（5）獲得K的乙利用DES解密數(shù)據(jù)：P=DK(C)，最終獲得明文。? Diffie-Hellman密鑰交換算法： 甲方和乙方需交換密鑰。

任何人都可知道的2個(gè)公開的大質(zhì)數(shù)n，g，且(n-1)/2和(g-1)/2也是質(zhì)數(shù)。如n=47, g=3。甲選擇秘密大數(shù)為x=8，乙選擇秘密大數(shù)為y=10。

x8x甲：計(jì)算g mod n=3 mod 47=6561 mod 47=28，然后將(n, g, g mod n)，即(47, 3, 28)發(fā)送給乙。

y10y乙：計(jì)算g mod n=3 mod 47=59049 mod 47=17，然后將(g mod n)，即(17)發(fā)送給甲。

yxxy8甲：計(jì)算(g mod n)=g mod n=17 mod 47=4 xyxy10乙：計(jì)算(g mod n)= g mod n=28 mod 47=4 此時(shí)甲乙雙方的密鑰為4，即完成密鑰分配。甲乙雙方可用密鑰4進(jìn)行對(duì)稱密鑰密碼體制的加解密。

xy丙：知道n, g, 并截獲g mod n=28或g mod n=17，基于計(jì)算對(duì)數(shù)對(duì)大質(zhì)數(shù)取模的難度性，無(wú)法反求x。同理無(wú)法反求y。該算法的有效性依賴于計(jì)算對(duì)數(shù)對(duì)大質(zhì)數(shù)取模的難度。

五、網(wǎng)絡(luò)安全的鑒別應(yīng)用：身份確認(rèn) 目前比較流行的方法有2種：

1、基于密鑰分發(fā)中心的鑒別

1）密鑰分發(fā)中心（Key Distribution Center, KDC）：是一個(gè)公認(rèn)的負(fù)責(zé)密鑰分配的可信賴機(jī)構(gòu)。

2）基于密鑰分發(fā)中心的鑒別過(guò)程

假如有企業(yè)家A和銀行家B，需要相互鑒別。

（1）企業(yè)家A和銀行家B要向密鑰分發(fā)中心（KDC）注冊(cè)，以獲得企業(yè)家A與KDC之間的共享密鑰Ka；銀行家B與KDC之間的共享密鑰Kb。

（2）企業(yè)家A選擇會(huì)話密鑰Kab，想以此密鑰與銀行家B進(jìn)行鑒別。

（3）企業(yè)家A把信息[A，Ka(B, Kab)]發(fā)送給KDC。告訴KDC：我是A，我想用Kab與B建立會(huì)話。

（4）KDC利用Ka解密此信息后，將信息[Kb(A, Kab)]發(fā)送給銀行家B。告訴B：有A想用密鑰Kab和你進(jìn)行鑒別。

（5）銀行家B利用Kb解密此信息后，得知A想用Kab與我建立會(huì)話。

（1）-（5）是著名的大嘴蛙協(xié)議（Wide-mouth Frog）

（6）A把信息[A]發(fā)送給B。告訴B：我是A。（7）B選擇一個(gè)查問(wèn)（大數(shù)Rb），并將此信息[Rb]發(fā)送給A。

（8）A利用Kab，將Rb加密，并將信息[Kab(Rb)]發(fā)送給B作為應(yīng)答，B利用Kab將此信息解密，發(fā)現(xiàn)是自己產(chǎn)生的Rb，B認(rèn)可A。（9）A選擇一個(gè)查問(wèn)（大數(shù)Ra），并將此信息[Ra]發(fā)送給B。

（10）B利用Kab，將Ra加密，并將信息[Kab(Ra)]發(fā)送給A作為應(yīng)答，A利用Kab將此信息解密，發(fā)現(xiàn)是自己產(chǎn)生的Ra，A認(rèn)可B。

（6）-（10）是查問(wèn)-應(yīng)答協(xié)議（Challenge-Response）。

2、數(shù)字簽名

1）數(shù)字簽名的目的

（1）接收方B能夠驗(yàn)證發(fā)送方A在報(bào)文中所宣稱的身份，即鑒別功能。（2）發(fā)送方A以后不能否認(rèn)此報(bào)文是他發(fā)送的，即反拒認(rèn)功能。（3）接收方B不能偽造此報(bào)文，即數(shù)據(jù)完整性。

2、數(shù)字簽名的過(guò)程

A（公開密鑰Ea，秘密密鑰Da）B（公開密鑰Eb，秘密密鑰Db）；

1）A利用自己秘密密鑰Da加密報(bào)文P，再利用B的公開密鑰Eb再次加密，得到C=(Eb(Da(P)))。并將C發(fā)送給B。

2）B利用自己秘密密鑰Db解密C，得到Da(P)，再利用A的公開密鑰Ea再次解密，得到報(bào)文P=(Ea(Db(C)))。

3）因?yàn)锽能用Ea解密，而擁有與Ea相對(duì)應(yīng)Da的只能是A，故B確認(rèn)發(fā)送方是A，完成鑒別功能。此時(shí)B擁有P和Da(P)。

4）如果A以后不承認(rèn)此報(bào)文P是他發(fā)送的： ? B可向法庭出示P和Da(P)。

? 法官只要使用任何人都有的公開密鑰Ea去解密Da(P)，即可得待確認(rèn)的P。? 如果待確認(rèn)的P=P，說(shuō)明：

能夠用Ea解密的明文，必是由Da加密的，擁有Da者必是A，A無(wú)法抵賴，完成反拒認(rèn)功能。

5）如果B偽造報(bào)文（P→P1）：

? B無(wú)法向法庭出示P1和Da(P1)，因?yàn)锽沒(méi)有Da。? B只能向法庭出示P1和Da(P)。

? 法官只要使用任何人都有的公開密鑰Ea去解密Da(P)，即可得待確認(rèn)的P。? 如果發(fā)現(xiàn)待確認(rèn)的P≠P1，而是待確認(rèn)的P=P（P可由A提供），說(shuō)明：

A的報(bào)文為P，而不是P1。B偽造報(bào)文，無(wú)法抵賴，從而完成數(shù)據(jù)完整性功能

第三篇：遠(yuǎn)程醫(yī)療實(shí)施方案

縣人民醫(yī)院

遠(yuǎn)程醫(yī)療實(shí)施方案

為通過(guò)信息技術(shù)得到異地專家的診療指導(dǎo)，更好地救治患者，提高我院醫(yī)療服務(wù)水平，貫徹落實(shí)省遠(yuǎn)程醫(yī)療政策試點(diǎn)工作推進(jìn)會(huì)的精神，根據(jù)《貴州省醫(yī)療機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)實(shí)施管理辦法（試行）》要求，結(jié)合我院實(shí)際，制定此方案。

一、目標(biāo)

建設(shè)以省衛(wèi)計(jì)委指定的三級(jí)醫(yī)院為中心，連接我院的遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)，逐步擴(kuò)大覆蓋面，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程會(huì)診、監(jiān)護(hù)、預(yù)約、手術(shù)指導(dǎo)、教育等遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)活動(dòng)，提高我院醫(yī)療服務(wù)能力和水平。

二、實(shí)施內(nèi)容與具體措施

1、建立領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)

加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，成立組織機(jī)構(gòu)，制定措施，抓好落實(shí)。成立以院長(zhǎng)為組長(zhǎng)，副院長(zhǎng)為副組長(zhǎng)、醫(yī)務(wù)科、信息科、各臨床、醫(yī)技科室負(fù)責(zé)人為成員的領(lǐng)導(dǎo)小組，院長(zhǎng)為一把手，親自抓此項(xiàng)工作。明確各成員職責(zé)，各司其職，積極做好遠(yuǎn)程醫(yī)療工作。成立技術(shù)指導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)對(duì)此工作的指導(dǎo)和業(yè)務(wù)培訓(xùn)。成立遠(yuǎn)程醫(yī)療中心，負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程醫(yī)療具體工作的實(shí)施。

2.制定遠(yuǎn)程醫(yī)療的工作制度

制定出有利于遠(yuǎn)程醫(yī)療工作開展實(shí)施的制度和流程。有關(guān)規(guī)章制度應(yīng)包括：遠(yuǎn)程醫(yī)療信息保密制度、遠(yuǎn)程醫(yī)療病案安全管理制度、遠(yuǎn)程醫(yī)療質(zhì)量管理制度、遠(yuǎn)程醫(yī)療損害風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任分擔(dān)制度、遠(yuǎn)程醫(yī)療獎(jiǎng)懲制度等。

3.制定符合本院實(shí)際的遠(yuǎn)程會(huì)診流程。

遠(yuǎn)程會(huì)診流程

患者知情同意：主管醫(yī)生征得患者、近親屬或者監(jiān)護(hù)人同意，并簽定“遠(yuǎn)程會(huì)診知情同意書”

申請(qǐng)：管床醫(yī)生申請(qǐng)，科主任同意，醫(yī)務(wù)科批準(zhǔn)后，向遠(yuǎn)程會(huì)診中心提出申請(qǐng)

預(yù)審：院遠(yuǎn)程會(huì)診中心對(duì)資料進(jìn)行預(yù)審后提出增補(bǔ)資料意見，并將患者病史,檢查數(shù)據(jù)、心電圖、醫(yī)學(xué)圖像資料通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給選定的專家,專家對(duì)病例資料進(jìn)行預(yù)先的了解，確定會(huì)診時(shí)間，通知申請(qǐng)醫(yī)生

網(wǎng)絡(luò)連接演示：在確定的會(huì)診時(shí)間前，雙方操作人員將網(wǎng)絡(luò)接通，調(diào)節(jié)好音頻、視頻至最佳效果

意見反饋：專家以文字形式填寫會(huì)診意見并傳輸給我院遠(yuǎn)程會(huì)診中心，并由遠(yuǎn)程會(huì)診中心轉(zhuǎn)交給各申請(qǐng)醫(yī)生

實(shí)施會(huì)診：申請(qǐng)醫(yī)生與會(huì)診專家利用已開通的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行面對(duì)面的討論與交流，并做好記錄

4.建立遠(yuǎn)程醫(yī)療專家?guī)?/p>

建立遠(yuǎn)程醫(yī)療專家?guī)欤蓡T均具有副主任醫(yī)師及以上專業(yè)技術(shù)職稱，也是我院各領(lǐng)域帶頭人，業(yè)務(wù)精湛的資深專家，專業(yè)涵蓋了內(nèi)科、普外科、骨科、婦產(chǎn)科及兒科。

5.遠(yuǎn)程會(huì)診室建設(shè)

設(shè)置遠(yuǎn)程會(huì)診室，完善硬件建設(shè)和軟件建設(shè)，確保遠(yuǎn)程醫(yī)療工作順利實(shí)施。硬件指房屋、設(shè)備和人員等，軟件指制度規(guī)范和遠(yuǎn)程醫(yī)療操作系統(tǒng)等。

三、工作要求

醫(yī)院必須建立健全遠(yuǎn)程醫(yī)療的各項(xiàng)管理制度，嚴(yán)格遵守遠(yuǎn)程醫(yī)療的規(guī)定，規(guī)范醫(yī)院遠(yuǎn)程醫(yī)療管理，推行遠(yuǎn)程醫(yī)療業(yè)務(wù)，以此減輕群眾負(fù)擔(dān)，惠及患者，全面提高我院醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。

第四篇：召開信訪工作座談會(huì)

第十二期

2012年3月26日

關(guān)于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)獸醫(yī)防疫員要求享受鄉(xiāng)村醫(yī)生

待遇的情況通報(bào)

近期，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)從事農(nóng)村畜牧防疫的鄉(xiāng)村獸醫(yī)多次來(lái)市上訪，要求享受鄉(xiāng)村醫(yī)生的相關(guān)待遇。

鄉(xiāng)村獸醫(yī)代表反映，1960年左右，他們?cè)谵r(nóng)村條件極差，醫(yī)療器械緊缺、中西草藥貧乏的情況下，與鄉(xiāng)村醫(yī)生一樣，為集體的牲畜、農(nóng)戶的家畜家禽治病防病；在防非典、防禽流感、防口蹄疫等危害人畜健康的惡性傳染病工作中做出了貢獻(xiàn)，為廣大農(nóng)村提供基本醫(yī)療和公共衛(wèi)生服務(wù)做了大量的工作?，F(xiàn)鄉(xiāng)村醫(yī)生行醫(yī)十年以上，具有行醫(yī)資格證、年滿60周歲就可享受每月300元的養(yǎng)老保險(xiǎn)待遇。他們認(rèn)為，自己也應(yīng)享受與鄉(xiāng)村人醫(yī)同等待遇。

各鄉(xiāng)鎮(zhèn)獸醫(yī)防疫員要求享受鄉(xiāng)村醫(yī)生同等待遇問(wèn)題，國(guó)家尚無(wú)政策。目前，這類人員已成為了我市不安定因素，要求各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、辦事處，相關(guān)職能部門做好穩(wěn)控工作，嚴(yán)防集訪事件的發(fā)生。

報(bào)：黃真?zhèn)?、孫鴻俊、孫長(zhǎng)嶺、崔世嶺、程若光等市委

市政府領(lǐng)導(dǎo)

發(fā)：畜牧局各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、辦事處

（共印30份）

第五篇：遠(yuǎn)程教育工作座談會(huì)發(fā)言材料

遠(yuǎn)程教育工作座談會(huì)發(fā)言材料

尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各兄弟鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道：

今天能和市、區(qū)等領(lǐng)導(dǎo)在一起座談，我感到很榮幸。首先感謝組織上為我們提供了這次學(xué)習(xí)和交流的機(jī)會(huì)，前面聽了幾位兄弟單位的發(fā)言，我深受啟發(fā)，在此我對(duì)文匯街道黨工委近幾年的遠(yuǎn)程教育工作情況做如下簡(jiǎn)要匯報(bào)：

幾年來(lái)，街道黨工委始終把遠(yuǎn)程教育作為組織工作的重中之重來(lái)抓，以創(chuàng)建群眾滿意工程為目標(biāo)，堅(jiān)持“讓黨員干部經(jīng)常受教育，使農(nóng)民群眾長(zhǎng)期得實(shí)惠”的原則，認(rèn)真貫徹落實(shí)上級(jí)工作精神，結(jié)合本街道實(shí)際，積極探索，大膽實(shí)踐，務(wù)求實(shí)效，不斷創(chuàng)新，使遠(yuǎn)程教育工作不斷邁上新臺(tái)階。我們主要開展了以下四方面的工作：

一、明確工作重點(diǎn)，著力搞好“五星級(jí)”站點(diǎn)創(chuàng)建。

“五星級(jí)”站點(diǎn)創(chuàng)建重點(diǎn)是通過(guò)推進(jìn)遠(yuǎn)程教育站點(diǎn)的規(guī)范化管理，提升站點(diǎn)服務(wù)功能和綜合效能，推進(jìn)站點(diǎn)學(xué)用工作。在創(chuàng)建過(guò)程中，街道黨工委深入學(xué)習(xí)研究市委組織部下發(fā)的《關(guān)于在全市開展黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育“五星級(jí)站點(diǎn)”創(chuàng)建活動(dòng)的實(shí)施方案》和區(qū)委組織部出臺(tái)的《關(guān)于開展黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育“四規(guī)范一爭(zhēng)創(chuàng)”活動(dòng)的實(shí)施意見》，多措并舉，努力在以下四個(gè)方面下功夫：一是提高硬件設(shè)施條件。根據(jù)“五星級(jí)”站點(diǎn)場(chǎng)所設(shè)施配套要求及站點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)情況進(jìn)行一次全面清查，對(duì)不達(dá)標(biāo)的場(chǎng)所設(shè)施及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)設(shè)備及互聯(lián)網(wǎng)情況進(jìn)行檢修，保證各個(gè)站點(diǎn)場(chǎng)所達(dá)標(biāo)、設(shè)備運(yùn)行正常。二是強(qiáng)化站點(diǎn)管理員隊(duì)伍建設(shè)。加強(qiáng)對(duì)管理員的教育培訓(xùn)，不斷提高實(shí)際操作能力和綜合素質(zhì)，使其能夠 1

熟練掌握遠(yuǎn)程教育基本知識(shí)和相關(guān)設(shè)備操作技能。三是提升教學(xué)組織管理水平。嚴(yán)格按照要求組織好播放收看活動(dòng)，嚴(yán)格落實(shí)每月三次的集中收看和每月最少一次的行業(yè)群眾協(xié)會(huì)收看制度，實(shí)施遠(yuǎn)程教育“三步教學(xué)法”等行之有效的教學(xué)模式，開展形式多樣的學(xué)用活動(dòng)，提高站點(diǎn)利用率和學(xué)用效果。四是完善規(guī)章制度建設(shè)。加強(qiáng)設(shè)備管理維護(hù)、節(jié)目播放授課、信息反饋及設(shè)備運(yùn)行管理維護(hù)等制度建設(shè)，及時(shí)把“三簿一冊(cè)”內(nèi)容記錄齊全完整。建立健全督促檢查制度，采取實(shí)地檢查、定期調(diào)閱等形式，對(duì)基層開展教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行督促檢查，確保集中收看制度真正落到實(shí)處。

二、深入開展“三聯(lián)三幫”活動(dòng)，創(chuàng)新遠(yuǎn)教活動(dòng)載體?！叭?lián)三幫”活動(dòng)是我街道基層黨建工作的創(chuàng)新之舉，即“領(lǐng)導(dǎo)干部聯(lián)系基層黨組織并幫扶困難群眾、機(jī)關(guān)在職黨員聯(lián)系幫扶困難群眾、村（社區(qū)）黨員聯(lián)合幫扶困難群眾；幫思想、幫生活、幫增收”為主要內(nèi)容的惠民活動(dòng)。為確保此項(xiàng)活動(dòng)真正落到實(shí)處，街道成立了“三聯(lián)三幫”活動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)小組，并出臺(tái)了《關(guān)于在街道領(lǐng)導(dǎo)班子和共產(chǎn)黨員中開展“三聯(lián)三幫”活動(dòng)的意見》，制定了黨員干部聯(lián)系困難群眾制度，建立了“兩冊(cè)一簿”管理等級(jí)制度及季通報(bào)制度。

自開展“三聯(lián)三幫”活動(dòng)以來(lái)，廣大黨員干部堅(jiān)持走出機(jī)關(guān)，深入基層，深入細(xì)致的了解幫扶戶在生活中遇到的困難，切切實(shí)實(shí)幫助群眾做好事、辦實(shí)事，贏得了社會(huì)各界的廣泛認(rèn)可和廣大群眾的普遍歡迎，街道上下形成了互幫互助、困難幫扶的良好風(fēng)尚。截至目前，共走訪困難戶1100余人次，救助7000余元，為困難戶協(xié)調(diào)資金2800元，并為

其送去價(jià)值約8萬(wàn)元的生活用品和學(xué)習(xí)用品，共幫扶3人實(shí)現(xiàn)就業(yè)，街道領(lǐng)導(dǎo)班子成員、黨員干部幫助群眾解決實(shí)際困難和問(wèn)題170個(gè)。

三、完善配套措施，建立健全終端站點(diǎn)設(shè)備集中排查維護(hù)長(zhǎng)效機(jī)制。

一是從人入手，加強(qiáng)站點(diǎn)管理。把站點(diǎn)技術(shù)管理人員、實(shí)際操作人員的管理納入日常工作管理范圍，加大管理力度，明確目標(biāo)責(zé)任，客觀評(píng)定工作成績(jī)。對(duì)站點(diǎn)管理員加強(qiáng)培訓(xùn)，提高操作人員的水平，進(jìn)一步健全和完善遠(yuǎn)程教育管理員管理激勵(lì)機(jī)制，充分調(diào)動(dòng)管理員的工作積極性，著力打造一支業(yè)務(wù)素質(zhì)過(guò)硬、服務(wù)優(yōu)良、成績(jī)顯著的管理員隊(duì)伍。二是定期對(duì)轄區(qū)全部站點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行摸排，對(duì)存在問(wèn)題的站點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行維修，相關(guān)軟件進(jìn)行更新，保障設(shè)備正常運(yùn)行。近期，街道對(duì)12個(gè)基層終端站點(diǎn)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況進(jìn)行了全面排查檢修，針對(duì)存在的突出問(wèn)題，協(xié)調(diào)專業(yè)技術(shù)人員，加大檢修力度，解決網(wǎng)絡(luò)傳輸故障30個(gè)，保證了站點(diǎn)設(shè)備在“創(chuàng)先爭(zhēng)優(yōu)”活動(dòng)中正常運(yùn)行。

四、發(fā)揮遠(yuǎn)教網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，助推“創(chuàng)先爭(zhēng)優(yōu)”活動(dòng)深入開展。

一是充分發(fā)揮黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源優(yōu)勢(shì)，精心

制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容，要把遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為黨員干部身邊的“網(wǎng)絡(luò)黨?！?，積極為“創(chuàng)先爭(zhēng)優(yōu)”活動(dòng)營(yíng)造良好氛圍。通過(guò)全街道12個(gè)遠(yuǎn)程教育終端接收站點(diǎn)，大力宣傳開展“創(chuàng)先爭(zhēng)優(yōu)”活動(dòng)的重大意義、總體要求、主要內(nèi)容、活動(dòng)載體、推進(jìn)方式等，促使廣大黨員干部了解、關(guān)

注、參與“創(chuàng)先爭(zhēng)優(yōu)”活動(dòng)。同時(shí)，大力宣傳“創(chuàng)先爭(zhēng)優(yōu)”活動(dòng)中涌現(xiàn)的先進(jìn)黨組織和優(yōu)秀共產(chǎn)黨員，突出介紹先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、典型做法和取得的成效，確?；顒?dòng)內(nèi)容常看常新。二是充分發(fā)揮現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育終端站點(diǎn)的教育培訓(xùn)主陣地作用, 使遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)真正成為農(nóng)民群眾門口的“免費(fèi)課堂”。堅(jiān)持把理論政策學(xué)習(xí)與農(nóng)村實(shí)用技術(shù)的學(xué)習(xí)相結(jié)合，在培訓(xùn)內(nèi)容選擇上，突出實(shí)用性和針對(duì)性，收集《蔬菜標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)》、《禽肉標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)》等系列課件，組織群眾學(xué)習(xí)，指導(dǎo)生產(chǎn)，使廣大農(nóng)村黨員轉(zhuǎn)變思想、更新觀念，提升黨員的“爭(zhēng)優(yōu)”能力和致富本領(lǐng)。街道所轄北王屋村從湖北引進(jìn)“鄂蓮二號(hào)”蓮藕新品種，充分利用遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖技術(shù)，積極發(fā)展蓮藕規(guī)模種植，帶動(dòng)全村30多戶居民群眾發(fā)展蓮藕種植和水產(chǎn)養(yǎng)殖，走上了致富路。

在充分肯定成績(jī)的同時(shí)，我們也清醒地認(rèn)識(shí)到工作中的不足和問(wèn)題，制度建設(shè)亟待完善，遠(yuǎn)程教育教學(xué)資源還比較匱乏，活動(dòng)形式不夠多元化，在今后的工作中我們一定會(huì)明確目標(biāo)、突出特色，精心組織、狠抓落實(shí)，認(rèn)真貫徹落實(shí)上級(jí)部門遠(yuǎn)程教育工作部署，積極學(xué)習(xí)借鑒兄弟單位先進(jìn)工作經(jīng)驗(yàn)，努力推動(dòng)我市遠(yuǎn)程教育工作在創(chuàng)先爭(zhēng)優(yōu)大局中實(shí)現(xiàn)新跨越！