9.2 广域网通信基础

本节的知识点主要包括广域网通信的基本概念、线缆接口标准（物理层，典型代表是RS-232C和CCITTX.21）、数据链路层的流量与差错控制技术、信令系统4个方面。它们是广域通信的基础设施。

1.DTE与DCE

知识点说明：

难度系数：☆　考查频度：☆　考查权重：☆

本知识点是广域网通信的重要基础知识，虽然历年考题中直接相关的题目并没有出现过，但掌握该知识点是学习后面内容的基础。

知识点详解：

最早的广域通信是基于PSTN（公共交换电话网）实现的，通常用户只需将数据终端或计算机连接到电话网上就可以进行通信。按照CCITT（国际电话电报联盟）的术语，用户的数据终端或计算机叫作 DTE （数据终端设备）；而将DTE与通信网络连接的设备称为 DCE （数据电路设备），典型的DCE包括调制解调器、数传机、基带传输器、信号变换器、自动呼叫和应答设备等。

为了实现网络通信，需要借助 传输线路 来连接DTE和DCE设备。在正式进行数据传输前，DTE和DCE之间首先要交换一些控制信号以建立数据通路（通常是逻辑连接）；而在数据传输完成后，也要交换控制信号断开数据通路。这个交换的过程通常称为“握手”，这个过程与DTE和DCE之间的 接插方式 、 引线分配 、 电气特性 和 应答信号 相关。因此，CCITT、IEEE、EIA等组织所定义的传输线路都规定了以上的内容。

2.RS-232C与CCITT X.21

知识点说明：

难度系数：☆☆☆　考查频度：☆☆　考查权重：☆☆☆

本知识点要求考生了解RS-232C和CCITTX.21在机械、电气、功能、过程4个方面的特性，要掌握3种电气标准，以及RS-232C的引脚分配、名称、信号设置和空Modem应用等。

知识点详解：

正如前面所提到的，许多标准化组织都定义了一些DTE和DCE之间传输线路的接口标准。其中最常见的就是EIARS-232C和CCITTX.21两种。表9-1就从机械特性（即连接器的几何形状、尺寸、引线数、引线排列方式及锁定装置等）、电气特性（规定信号的连接方式，以及驱动器和接收器的电气参数）、功能特性（即接口连线的功能定义）和过程特性（即使用接口连线实现数据传输的操作过程）4个方面对这两个标准作了比较。

对于RS-232C和X.21中所使用的3种常见的电气特性标准，还需要进一步了解表9-2所示的内容。

注：信号“1”对于数据线来说是1，对于控制线来说就是OFF；信号“0”则对数据线来说是“0”，对于控制线来说就是ON。

除以上的基础内容外，对于本知识点还需要掌握如下方面。

· RS-232C使用的引脚名词缩写与功能的对应关系：TD（发送数据）、RD（接收数据）RTS（请求发送）、CTS（允许发送）、DSR（数传机就绪）、DTR（数据终端就绪）、DCD（数据载波检测）、RI（振铃显示）。

· 使用RS-232C进行通信时，通常需要使用 XON/XOFF协议来 完成速率匹配功能。

· 了解以下几种主要场景中，各引脚信号的变化过程。

计算机（DTE）通过Modem（DCE）发送数据：DTE就绪→DCE（Modem）就绪→请求发送→允许发送→发送数据→清请求发送→清允许发送→清DTE就绪→清Modem就绪。

Modem接收到呼叫信号：振铃显示→DCE就绪→DTE就绪→载波监听→接收数据→清除载波监听→清DCE就绪→清DTE就绪。

· 空（零）Modem应用：所谓空Modem，就是指没有Modem，通常用于两台计算机（DTE）之间的直接通信，这时无须借助Modem，只需要将两个机器的串行口用电缆连接起来即可。这可以使用双端DB9、双端DB25、一端DB9一端DB25三种连接方式。信号引脚交互连接如图9-2所示。

3.流量与差错控制技术

知识点说明：

难度系数：☆☆☆　考查频度：☆☆　考查权重：☆☆

本知识点的重点在于理解流量控制技术的意义，了解停等协议常用于单工通信，滑动窗口协议常用于双工通信，掌握两种基本的流控技术、3种自动重发技术的概念，知道它们结合使用所产生的5种协议，并能够分别计算出各种协议的最佳链路利用率。

知识点详解：

流量控制（简称流控）是协调发送站和接收站工作步调的技术，主要目的是避免发送速度过快导致接收站来不及处理而丢失数据。它是工作在数据链路层上的技术，通常会结合一些差错控制技术来提高流控效果。常见的流控技术包括 停等协议 、 滑动窗口协议 两种。

流控通常结合的差错控制技术包括 肯定应答 （收到正确数据后发送肯定应答 ACK ）、 否定应答重发 （检测到所接收的帧是错误的数据时发送否定应答 NAK ）和 超时重发 （在一定的时间间隔内没有收到）3种办法，通常会采用差错检测技术自动地对丢失帧、错误帧进行重发（这也称为 ARQ——自动重发技术 ）。将ARQ与停等协议结合就产生了 停等ARQ协议 ，将滑动窗口协议与ARQ技术结合产生了 选择重发ARQ协议 、 后退 N帧ARQ协议 。

表9-3总结了上述5种流量与差错控制技术的特点和计算链路利用率方法等知识点。

注1：其中帧计算长度 a 的计算方法有：（传播延迟/发送一帧的时间）、（数据速率×线路长度/传播速度/帧长）、（数据速率×传播延迟/帧长）3种，最后一种最常用。

注2：在后退 N 帧ARP协议中的链路利用率计算公式中的 N 是重发的帧数，当窗口值>2 a +1时， N 近似于2 a +1；当窗口值≤2 a +1时， N = W 。

此外，还有一个需要注意的知识点是：在全双工通信中，应答信号可以由反方向传送的数据帧“捎带”送回，即不是单独的帧。

4.信令系统

知识点说明：

难度系数：☆☆　考查频度：☆　考查权重：☆

本知识点的重点在于了解信令系统的作用、主要分类和7号信令的基本常识。

知识点详解：

电路交换网中（PSTN就是典型代表）是通过控制信令进行管理的，它在用户设备与交换机之间、交换机与交换局之间传递控制信息，用于建立、维持和终止呼叫，维持网络的正常运行。在日常生活中常见的“遇忙转移”、“三方通话”的功能实现都与信令系统息息相关。

· 信令的分类：根据 作用域 可以分为 用户信令 （在用户与交换机之间）和 局间信令 （在交换机和交换局之间）；根据功能可以分为监视信令（提供建立呼叫的机制）、地址信令（携带被呼叫用户的电话号码）、呼叫信令（提供与呼叫状态相关的信息）和网络管理信令（用于网络的操作、维护和故障诊断）4种；根据 传送方式 划分，可以分为 随路信令 （将控制信令与用户信息在同一物理线路上传送，又可再分为使用同一频带的 带内信令 ，和使用不同频带的 带外信令 ）和 共路信令 （独立于话音通道之外的通路传输信息技术，又可再分为并联方式和非并联方式）两种。

· 我国电话网络是使用自行研制的1 号随路信令系统 和 7号共路信令系统 。

· 7号信令（SS7）是ITU-T定义的支持综合业务数字网的共路信令系统，也是目前使用最广泛的信令系统。 2KxaXpL3oO7p09IkRggtCzHFTpqibC3/kW7EnnHRuWs+ODmsL/7H0hQXI2AVMMdd