我們可以把因特網看成由許多主干網絡組成，而這些主干網絡由一些國際的、國家的和地區的ISP來運營。主干網通過一些連接設備（如路由器或交換機）相互連接在一起。
從概念上講，因特網就是有交換廣域網、局域網、點到點廣域網，以及連接設備或交換設備共同組成的集合。
雖然Tcp/Ip協議簇通常都被表示為一個五層的協議棧，但實際上只定義了上三層，因為Tcp/Ip只關心網絡層、傳輸層和應用層。
目標：
有線局域網中占主導地位的以太網技術，包括傳統以太網，快速以太網，吉比特以太網和10G以太網；
無線局域網技術，包括IEEE802.11和藍牙技術；
點到點廣域網技術，包括56K調制解調器、DSL、電纜調制解調器、T線技術和SONET技術；
交換廣域網技術，包括X.25、幀中繼和ATM（異步傳輸方式）；
對連接設備的要求和用途，如集線器、網橋、路由器。
有線局域網（LAN）
局域網出現過多種技術，如以太網、令牌環網、令牌總線、FDDI和ATM局域網等等，但以太網技術是占有絕對優勢的；
IEEE802號項目標準，它的書記是為了協調不同局域網之間在制造以及互連方面存在的問題。而OSI參考模型是展示兩個不同的系統怎樣才能做到互相通信，而不需要改變底層的硬件或軟件的邏輯。
IEEE標準
1985年，為了建立一些標準是得來自不同生產廠商制造的設備之間能夠互相通信，IEEE計算機協會啟動了一個項目，稱為802項目（project 802）。802項目并不想取代OSI模型或因特網模型中的任何一部分，相反，它是用來指明主要局域網協議中物理層和數據鏈路層功能的一種途徑。
IEEE將數據鏈路層進一步劃分為兩個子層：邏輯鏈路控制（Logical Link Control，LLC）和媒體接入控制（Media Access Control，MAC）。IEEE還為不同的局域網協議建立了多個物理層的標準。
幀格式：
以太網的幀包含7個字段：前同步碼、SFD、DA、SA、數據單元的長度/類型、上層數據以及CRC。
以太網不提供任何機制來確認收到的幀，因此以太網是一種被稱為不可靠的媒體。
前同步碼：802.3的幀的第一個字段包含的是7個字節（56bit）交替出現的0和1，它的作用就是提醒接收系統有幀到來，并且使它與輸入定時同步。前同步碼實際上是在物理層添加上去的，他并不是正式的幀的一部分；
幀首定界符（SFD）：第二個字段（1個字節：10101011）作為幀開始的信號，SFD提醒接收站這是最后一次進行同步的機會。最后兩位是11，就是提醒接收方接下來的字段就是目的地址。SFD也是由物理層添加的；
目的地址：DA，6個字節；
源地址：SA，6個字節；
長度/類型：長度字段或者類型字段；
數據：數據字段攜帶的是被上層協議封裝的數據，它的最小長度46字節，最大長度1500字節；
CRC：差錯檢測信息；
64=18+46；
1518=18+1500；
#1500是MAC頭部加上尾部大小
限制幀的最小長度是為了使CSMA/CD能夠正確操作而要求的，如果上層交給鏈路層的分組小于46字節，那么就需要用填充來彌補差距；
最大長度的出現有兩個歷史原因。首先，在最初設計以太網時，內存是非常昂貴的，而限制最大長度有助于減少緩存的大小。其次最大長度的限制可以防止一個站壟斷了共享媒體，阻止其他需要發送數據的站發送。
編址：
以太網地址為6字節（48位）長，通常寫成十六進制記法，使用冒號分隔。
FF:FF:FF:FF:FF:FF ? #前三部分代表廠商
單播、多播和廣播地址：
地址字段中第一個字節的最低位指明了地址的類型；
如果該比特是0就是單播地址，是1就是多播地址，廣播地址全是1；
這些地址在發送到線路上時的方式與它們寫成十六進制時的表示方法是不同的。在發送時從左到右逐字節地發送。但是對每一個字節來說，最先發送的是最低位，最后發送的是最高位。也就是說指定地址是單播還是多播地址的那一位會最先到達接收方。
47:20:1B:2E:08：EE
0100 0111 ： 0010 0000： ?0001 1011： ?0010 1110： 0000 1000： 1110 1110
以太網的發展歷程：
以太網是由施樂公司Palo Alto研究中心（PARC）與1976年創建的，自此，已發展了四代：標準以太網（10Mbps）、快速以太網（100Mbps）、吉比特以太網（1Gbps）、10G以太網。
標準以太網：
速率：10Mbps
接入方法：CSMA/CD
IEEE802.3標準定義了 ?帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（carrier sense multiple access with collision detection，CSMA/CD）作為傳統以太網的接入方法。
在傳統的以太網中，各站在物理上通過總線拓撲或星型拓撲連接在一起，但是其邏輯上的拓撲結構一定是總線的。這句話的意思是，所有站共享媒體（信道），并且一次只能有一個站使用這個媒體。這也表示由某一站所發送的幀將被所有站接收（廣播方式）。只有真正的目的站才收下這個幀，而其他站都會丟棄。在這種情況下，如何才能保證兩個站不會再同一時間使用媒體（信道）？如果兩個站同時使用媒體，他們發送的幀就會發生碰撞。
為了使發生碰撞的機會減至最小，并以此來提高性能，因而開發了CSMA/CD方法。如果一個站在試圖占用媒體之前先偵聽一下它，發生碰撞的機會就會減小。 載波偵聽多路訪問（carrier sense multiple access，CSMA）要求每個站在發送之前先要對媒體進行偵聽。換句話說，CSMA依據的是原則“發送前先偵聽”。CSMA能夠降低發生碰撞的可能性，但不能消除碰撞。
由于傳播時延的存在，發生碰撞的可能性依然存在。當某站發送一個幀之后，該幀的第一個比特要到達所有站并使每個站都偵聽到它的存在是需要花時間的。換句話說，雖然一個站在偵聽媒體時發現它是空閑的，但很有可能這僅僅是因為另一個站發送的幀的第一個比特還沒有被接收到。
帶碰撞檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）對算法進行了修正以解決碰撞問題。在這種方法下，一個站在發送出去一個幀之后還要繼續偵聽信道，已確定此次傳輸是否成功。如果成功了則結束任務，但是如果出現了碰撞，還要再次發送這個幀。
最小幀長：
要使CSMA/CD正常工作，我們必須要限制幀的長度。
在標準以太網中，如果最大傳播時間是25.6us，那么最小幀是？
T=2t=51.2us（最壞情況）
10Mbps X 51.2us = 512 bit ?= 64 byte
實現：
對于10Base-X這個命名來說，第一個數字指定了數據率（10Mbps），術語Base代表基帶（數字）信號，而X則指定了此纜線以100米位單位的最大約等于長度。
快速以太網：
速率：100Mbps
之所以設計快速以太網是為了與其它局域網協議（如FDDI）進行競爭。IEEE建立的快速以太網命名為802.3u。快速以太網可向下兼容標準以太網。快速以太網目標總結如下：
1，數據率升級到100Mbps；
2，使之與標準以太網兼容；
3，保持相同的48比特地址不變；
4，保持相同的幀格式不變；
5，保持相同的最小幀長和最大幀長不變；
MAC子層：
快速以太網放棄了總線拓撲，而保留星型拓撲。對于星型拓撲有兩個選擇：半雙工和全雙工。對于半雙工方式來說，接入方法保持不變（CSMA/CD），但全雙工快速以太網就不再需要CSMA/CD了。不過，為了向下兼容標準以太網，在實現上仍然保留了CSMA/CD。
自動協商：
快速以太網新增的一個特性稱為自動協商（autonegotiation）。它允許一個站或一個集線器具有更廣泛的性能。自動協商允許兩個設備對操作的模式或數據率進行協商。
允許不兼容的設備互相連接，如10Mbps與100Mbps；
允許一個設備具有多種能力；
允許一個站檢查集線器的能力；
實現：
快速以太網在物理層的實現可劃分為二線和四線兩大類。二線實現可以使用屏蔽雙絞線電纜STP（100Base-TX）或光纜（100Base-FX）。四類實現的設計只能使用非屏蔽雙絞線電纜UTP（100Base-T4）。
吉比特以太網：
速率：1000Mbps
IEEE委員會稱之為802.3z。吉比特以太網的宗旨總結吐下：
1，將數據率升級到1Gbps；
2，使之與標準以太網和快速以太網兼容；
3，使用相同的48比特地址；
4，使用相同的幀格式；
5，保持相同的最小幀長和最大幀長不變；
6，支持快速以太網中定義的自動協商功能；
MAC子層
吉比特以太網有兩種截然不同的媒體介入方式：半雙工和全雙工。幾乎所有的吉比特以太網都是按全雙工方式實現的，但還是需要討論半雙工方式，已說明吉比特網能夠與前兩代以太網兼容。
全雙工模式：在全雙工模式下，有一個中央交換機連接到所有計算機和其他交換機。這種模式的每臺交換機上的每個端口都具有緩存，數據會保存在這里直至被發送出去。在這種模式下不存在碰撞，也就是說CSMA/CD沒有用武之地。沒有碰撞還暗示著電纜的最大長度是由電纜中信號衰減來決定的，而不是由碰撞檢測過程決定的。
全雙工模式下的吉比特以太網不存在碰撞；
電纜的最大長度是由電纜中得信號衰減決定的；
半雙工模式：吉比特以太網也可以使用半雙工模式，雖然很少見。在這種情況下可以使用集線器來代替交換機，它的作用就好像是普通電纜一樣，此時就有可能發生碰撞。半雙工使用CSMA/CD。不過，正如前面所講，這種方式下網絡的最大長度完全取決于幀的最小長度。已定義的解決方案有三種：傳統的、載波擴充和幀突發。
傳統的：在傳統方式下，我們保持幀的最小長度與傳統以太網一直（512比特），但是由于在吉比特以太網中一個比特的長度之用10Mbps以太網中一個比特長度 1／100，因此這種網絡的最大長度就是25米。當所有設備都集中在一個屋子時，這個長度可能是適合的，但就算只連接一個辦公室的所有計算機，它也不夠長。
載波擴充：為了使網絡可以更長，我們就要增加最小幀長的值。載波擴充定義了幀的最小長度為512字節（4096比特），是原來的8倍。這種方法追使各個站為所有小于4096比特的幀附加擴充為（填充）。使用這種方法后，網絡的最大長度可以增加到原來的8倍，達到200米，這就使得從各個站到集線器間距離可以達到100米。
幀突發：如果有一連串的短幀要發送，那么載波擴充就顯得非常低效，因為每個幀都要運載冗余數據。為了提高效率，人們提出了幀突發。這種模式不再為每個幀附加擴充位，而是一次發送多個幀。不過要想使多個幀看起來就像一個幀一樣，那么在幀和幀之間需要加入填充（與載波擴充模式使用的一樣），使得信道不會空閑。換言之，這種方法就是欺騙其它站 ，讓他們相信發過去的是一個非常大的幀。
10G以太網：
IEEE建立了10G以太網并稱之為802.3ae。
設計10G以太網宗旨總結如下：
1，數據率升級到10Gbps；
2，使之與標準以太網和快速以太網和吉比特以太網兼容；
3，使用相同的48位比特地址；
4，使用相同的幀格式；
5，保持相同的最小幀長和最大幀長不變；
6，允許現存的局域網能夠連接到城域網（MAN）或廣域網上；
7，使以太網能夠與 幀中繼和ATM這樣的技術兼容
10G以太網只能以全雙工模式操作，也就是說不再需要競爭，不使用CSMA/CD。
無線局域網（WLAN）
介紹兩種重要的無線局域網技術：IEEE802.11和藍牙，IEEE802.11有時也稱為無線以太網，藍牙則是一種小型無線局域網的技術。
IEEE802.11
IEEE定義了無線局域網的規約，稱為IEEE802.11，它包含了物理層和數據鏈路層。
體系結構：這個標準定義了兩類服務，基本服務集（BSS）和 擴展的服務集（ESS）。
基本服務集：IEEE802.11將基本服務集（basic service set，BSS）定義為無線局域網的構件。基本服務集由固定的或移動的無線站以及可選的中央基站構成，中央基站稱為接入點（access point，AP）。
沒有接入點的BSS是個孤立的網絡，不能向其他的BSS發送數據。這種體系結構稱為自組織體系結構（ad hocarchitecture）。在這種體系結構中，幾個站就可以構成一個網絡，而不需要有接入點。這些站可以互相定位并同意成為一個BSS的一部分。具有接入點的BSS有時被稱為基礎結構（infrastructure）網絡。
擴展服務集：一個擴展服務集（extend service set，ESS）由兩個或多個具有AP的BSS構成。在這種情況下，這些BSS都連接到一個分配系統（distribution system），它通常是一個有線局域網。分配系統把這些BSS中的AP都連接起來。IEEE802.11并沒有對分配系統提出什么限制，它可以是任意的IEEE局域網，譬如以太網。
當BSS互相連接起來后，彼此之間能夠直接聯系得上的站就可以不用經過AP互相通信。但是在兩個不同類型的BSS中的站之間通信，通常就要經過兩個AP。
站的類型：IEEE802.11根據各站在無線局域網中的移動特性定義了三種類型的站：無切換（no-transition），BSS切換（BSS-transition），ESS切換（ESS-transition）。
MAC子層：在這個協議中有兩種不同的MAC子層，不過使用得最多的還是基于CSMA/CA（碰撞避免的載波監聽多路訪問）的MAC子層。
有三個原因使得無線局域網不能直接應用CSMA/CD（碰撞檢測的載波監聽多路訪問）。
1，一個站如果要進行碰撞檢測就必須能夠同時發送數據和接受碰撞信號，意味著昂貴的費用以及對帶寬需求增加；
2，由于隱藏站的問題，可能碰撞是不可檢測；
3，站和站之間的距離可能會很遠，信號衰減會使得在這一端的站無法聽到另一端所發生的的碰撞
幀交換時序：
1，源站在發送幀之前首先要檢測載波頻率上的能量值以檢測媒體是否空閑；
a. 源站使用帶退避的堅持（persistence）策略等待信道空閑；
b. 源站在發現信道空閑之后先等待一段稱為?分布幀間距（distribution interframe space，DIFS） 的時間，然后再發送一個稱為 請求發送（RTS）的控制幀；
2，目的站在接收到這個RTS并等待了一段稱為 短幀間距（short interframe space，SIFS）的時間之后，向源站發送一個稱為的控制幀，這個控制幀表示目的站準備好接收數據；
3，源站在等待一段與SIFS等長的時間之后開始發送數據；
4，目的站在等待了與SIFS等長的時間之后發送確認幀，以表示該幀已接收。在這個協議中，確認幀是很有必要的，因為源站沒有任何其他手段可用于檢查自己的數據是否成功到達了目的站。從另一方面說，在CSMA/CD中沒有檢測到碰撞這件事本身就是再告訴源站數據已到達目的站
網絡分配向量：如果一個站已經獲得了接入權，那么其他站又如何推遲發送自己的數據呢？換言之就是如何實現碰撞避免的？關鍵在于一種被稱為 NAV 的特性。
當某個站在發送 RTS幀時，會在該幀中包含它需要占用信道的時間長度。此次傳輸波及到的所有站都會創建一個定時器，稱為 網絡分配向量（Network Allocation Vector，NAV），它表示網站中的其它站必須等待多長時間才可以檢查信道是否空閑。每當有一個站接入系統并發送RTS幀后，其它站就必須啟動它們的 NAV 。換言之，所有站在偵聽物理媒體以檢查該媒體是否空閑之前，首先需要檢查自己的NAV是否到期。
如果在傳送RTS或CTS控制幀期間，也就是通常稱為握手期（handshaking period），發生了碰撞，會發生什么事？可能會有多個站同時發送RTS幀，這些控制幀可能會碰撞。但是沒有任何碰撞檢測機制，所以如果發送方沒有收到來自接收方的CTS幀，它就認為發生了碰撞，此時發送方應用退避策略并再次嘗試。
分片：無線環境非常嘈雜，被損壞的幀必須重傳，因此，協議推薦使用分片方法，也就是講一個大的幀分割成幾個較小的幀。重新發送一個小的幀要比重新發送一個大的幀效率更高。
幀格式：MAC層的幀包括九個字段。
幀控制（FC）：FC字段為2字節且定義了幀的類型以及一些控制信息。
D：除了一種類型之外在其他所有類型的幀中這個字段定義的都是傳輸持續時間，它由于設置NAV的值。只有在一種控制幀中，這個字段你定義的是該幀的標識號；
地址：共有四個地址字段，都是6字節。每個地址字段的意義都取決于去往DS和來自DS子字段的值；
序號控制（SC）：這個字段定義了在流量控制中使用的幀的序號；
幀主體：所包含信息內容取決于定義在FC字段中的類型和子類型；
FCS：FCS字段有4字節，含有CRC-32差錯檢測序列。
幀類型：由IEEE802.11定義的無線局域網具有三大類型的幀：管理幀、控制幀和數據幀；
管理幀：管理幀用于站和接入點之間的通信初始化時；
數據幀：用于攜帶數據和控制信息；
控制幀：控制幀用于新到的接入和幀的確認；
控制幀的類型字段值為01，而之前曾提到的幀的子類型字段值如下：
編址機制
IEEE 802.11 的編址機制定義了四種情況，由FC字段中的兩個標志?去往DS?和?來自DS 的值決定。每個標志都可能是0或1，其結果得到四種不同的情況。
我們注意到，地址1總是下一個設備的地址，地址2總是上一個設備的地址，地址3總是最后的目的站地址。
隱藏站和暴露站問題
隱藏站問題：站A既在站B的傳輸范圍內，又在站C的傳輸范圍內，因此不管是站B還是站C的信號它都能聽到。
假設站B正在向站A發送數據，而在發送期間，站C也有數據要發送給站A。但是站C不在站B的傳輸范圍，因此它會認為媒體是空閑的。站C于是也想站A發送數據，這就導致在站A發生碰撞。這這種情況下，從站A的角度看，站B和站C是互相隱藏的。隱藏站的問題會降低網絡容量，因為有可能會發生碰撞。
隱藏站問題的解決方法是使用握手幀（RTS和CTS）。
站B的RTS報文抵達了站A，沒有抵達站C。不過由于站B和站C都處于站A的傳輸范圍內，所以CTS報文會抵達站C，但這個信息不是給站C的，所以它知道了隱藏站正在使用信道，從而抑制傳輸直至超過改時間。
CSMA/CA握手時的CTS幀可以用來防止因隱藏站而帶來的碰撞
暴露站問題：一個站可能會在信道實際上可用時卻抑制了發送。
站A正在向站B發送數據，而站C有一些數據要發送給站D，這些數據本來可以在不打斷站A到站B的傳輸情況下正常發送，但是因為站C暴露在站A的傳輸中，也就是說它能聽到站A發送的數據，因為抑制了發送。換言之，站C因為太過保守而浪費了信道容量。
也許我們希望握手過程中的報文RTS和ＣＴＳ報文會對此有所幫助，遺憾的是它們也無能為力。
站Ｃ聽到了來自站Ａ的ＲＴＳ，但是聽不到來自站Ｂ的ＲＴＳ。站Ｃ在聽到站Ａ的ＲＴＳ后會等待一段時間，在此期間來自站Ｂ的ＣＴＳ到達了站Ａ，然后站Ｃ向站Ｄ發送一個ＲＴＳ表示自己需要與站Ｄ通信。站Ｄ和站Ａ都有可能聽到這個ＲＴＳ，但是站Ａ正在發送狀態但是站Ａ正在發送狀態，而非接收狀態。站Ｄ會用一個ＣＴＳ來響應。問題就在這里，如果站Ａ已經開始發送數據了，站Ｃ就會因為碰撞而聽不到來自站Ｄ的ＣＴＳ，于是它就無法將數據發送給站Ｄ。站Ｃ始終處于暴露狀態，直至站Ａ發送完數據為止。
藍牙
藍牙（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）是設計用于連接具有不同功能的設備（如電話、筆記本打印機、照相機等）的無線局域網技術。
藍牙局域網是一種自組織網絡，也就是說這個網絡是自發組成的，這些設備互相找到對方并形成一個微微網的網絡。藍牙局域網甚至能連接到因特網上，只有其中某個小設備由此能力。藍牙局域網天生就不可能很大。
藍牙技術有一些典型的應用。像無線鍵鼠通過此技術與計算機進行通信、監控設備與傳感器互相通信、手機游戲機PC醫療設備等。
現在，藍牙技術是指由802.15標準定義的協議實現。這個標準定義了一個無線個人局域網（PAN），它可以在一個房間或廳堂大小的空間內工作。
體系結構：藍牙定義了兩種類型的網絡：微微網?和 分散網
微微網：有一種藍牙網絡稱為微微網（piconet）。一個微微網最多可以定義8個站，其中一個站稱為主站（primary），其它站稱為從站（secondary）。所有從站的時鐘及跳頻都要與主站進行同步。一個微微網中只能有一個主站，主站和從站之間的通信可以是一對多，也可以是多對多。
分散網：多個微微網可以組合起來形成一個分散網（scatternet）。一個微微網的從站可能是另一個微微網的主站，它可以接收由第一個微微網的主站發送的報文（作為那個微微網的從站），然后以主的身份將這些報文傳遞給另一個微微網的從站。
藍牙設備：一個藍牙設備可以是一個內置的短距離無線電波發射器。目前數據率是1Mbps，無線電頻率為2.4GHz。這也就意味著IEEE 802.11無線局域網和藍牙局域網之間有可能會互相干擾。
幀格式：基帶層的幀可能是以下三種類型：1個時隙，3個時隙，5個時隙。一個時隙是625μs（微秒）。不過1個時隙的幀在交換過程中需要有259μs用于跳頻和控制機制，也就意味著1個時隙的幀只能有366μs（625-259），加之1MHz帶寬以及1bit/Hz的條件，1個時隙的幀的大小就是366位。
3個時隙的幀 625 ?x 3 - 259 = 1616，5個時隙的幀 625 x 5 - 259 = 2866。
每個字段的描述：
接入碼： 這個72位的字段一般情況下包含的是同步位和主站的標識符，以此來區分不同微微網中的幀；
首部： 在這個54位的字段中反復出現這一個18位的固定樣式，這個樣式由以下字段組成
? ? a. 地址： 這個3位地址子字段可以定義最多七個從站（1-7）。如果這個地址為0，就說明是主站向所有站發出的廣播通信
? ? b.類型： 這個四位的類型子字段定義了上層數據的類型
? ? ?c.F： 這個1位的子字段用于流控制，置1時表示這個設備無法接收更多的幀
? ? d.A： 這個1位子字段用于確認，藍牙使用的停止等待ARQ，只需1位就足夠用于確認
? ? e.S： 這個1位的子字段包含一個序列號
? ? f.HEC 這個8位的首部糾錯子字段是一個序列號，用于檢測首部中18位為一節的差錯
數據： 這個子字段的長度從0位到2740位都可以，它包含來自上層的數據或控制消息
? ? a. 發送站在檢測到媒體空閑后會發送一個稱為請求發送（RTS）的特殊幀，在這個報文中，發送方定義了它需要使用媒體的總時間
? ? b. 接收站通過發送一個稱為允許發送（CTS）的幀來確認此請求（向所有廣播）
? ? c. 發送站發送數據幀
? ? d. 接收站對接收到的數據進行確認
首部中有三個完全相同的18位長的段，接收方會逐位比較這三段，如果三次重復完全一致，該位就被就收。如有不同，則少數服從多數。這是一種前向糾錯的方法。之所以需要這種雙差錯控制機制是因為此種通信是通過空氣來傳輸的，本身就非常嘈雜。請注意，此子層 沒有重傳機制。
點到點廣域網
點到點廣域網從公共網中獲取一條線路來連接兩個遠程設備。我們要討論的是傳統的調制解調器技術、DSL線、電纜調制解調器、T線和SONET。
調制解調器（Modem）： 進行數字信號（digital signal）和?模擬信號（analog signal）之間的轉換。
56K調制解調器
上傳（uploading）時，模擬信號必須要在交換站采樣，這表示上傳的數據率被限制位33.6kbps；但下載（downloading）時卻沒有采樣問題，信號不受量化噪聲的影響，因而不會受到香農定理的容量限制。上傳最高數據率33.6kbps，下載最高可達56kbps。
香農定理：
香農定理給出了信道信息傳送速率的上限（bps）和信道信噪比及帶寬的關系。香農定理可以解釋現代各種無線制式由于帶寬不同，所支持的單載波最大吞吐量的不同。
在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數據信號時，信道容量Cmax 與 信道帶寬B，信噪比S/N 關系為： Cmax = B* log2（1+S/N）
為什么是56Kbps？
電話公司對語音信號的采樣速率是每秒8000個采樣，每個采樣用8位編碼。但每個采樣中需要1位用于控制。因此數據率就是 800 x 7 = 56000bps=56kbps
DSL技術
當傳統的調制解調器到達其最高數據率后，電話公司又開發出了另一種技術，即DSL。它可以提供到因特網的高速接入。數字用戶線（Digital Subscriber Line, DSL）技術使用現有的本地用戶線（電話線）來支持告訴數字通信的一種最有前途的技術。
DSL技術是一組技術的統稱（ADSL、VDSL、HDSL、SDSL）。
ADSL
非對稱數字用戶線（Asymmetric DSL，ADSL）。像56K調制解調器一樣，ADSL在下行方向可提供比上行更高的數率，這就是它稱為非對稱的原因。與56K調制解調器的非對稱不同的是ADSL的設計者特意不平均地分割了本地環路中居民用戶的可用帶寬。這種服務不適用于企業用戶，因為他們在兩個方向上都需要大的帶寬。
ADSL是一種為居民用戶設計的非對稱的通信技術，它不適用于企業
語音： 信道0為話音通信保留；
空閑： 信道1-5未使用，一邊在語音和數據通信之間留有間隙；
上行數據和控制： 信道6-30用于上行數據的傳送和控制。1個信道用于控制，24個信道用于數據傳送；
下行數據和控制： 信道31-255用于下行數據的傳送和控制，1個信道用于控制，224個信道用于數據傳送。
由于信噪比較高，實際比特數率如下：
上行：64Kbps - 1Mbps ； ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?下行： 500Kbps - 8Mbps
用戶端
過濾器： 把語音通話和數據通信分開；
ADSL調制解調器： 對數據進行調制并建立下行和上行信道；
電話公司端： 使用 數字用戶線接入復用器（DSL Access Multiplexer，DSLAM），其功能與ADSL調制解調器是相似的，除此之外，它還要把即將發送到因特網的數據打包。
其他DSL技術
對稱數字用戶線（Symmetric DSL，SDSL）?把可用帶寬平均分配到下行和上行兩個方向上；
高數據率數字用戶線（High bit rate DSL，HDSL）是設計來取代 T-1線（1.544Mbps）的技術。T-1線使用了傳號交替反序（AMI）編碼，這是得它在高頻端對衰減很敏感，因此 T-1線的長度限制在1公里內。
甚高數據率數字用戶線（Very high bit rate DSL，VDSL）是類似于ADSL的另一種技術，它使用同軸電纜、光纜以及雙絞線電纜，用于短距離傳輸（300-1800m）。其調制技術為離散多音技術（DMT）。
電纜調制解調器
DSL使用的是現存的無屏蔽雙絞線（UTP），它很容易受到干擾，這就限制了數據率的上限。另一解決辦法是使用有線電視網。
傳統的有線電視網
最初的有線電視（Cable TV）是為了向接收條件較差或無法接收信號的地區分發廣播視頻信號，曾稱為?共用天線電視（Community Antenna TV，CATV）。因為它使用安裝在山丘或建筑物頂上的天線接收來自電視臺的信號，然后通過同軸電纜把信號分發到用戶區。
稱為頭端（head end）的有線電視機房接收來自廣播電視臺的視頻信號，然后把信號送入同軸電纜。傳統的有線電視網端對端地使用同軸電纜，由于信號衰減必須使用大量的放大器，并且通信是單向的，視屏信號下行傳送，從頭端到達用戶住宅。
HFC網絡
第二代有線電視網稱為混合光纖同軸（Hybrid Fiber-Coaxial，HFC）網絡。從有線電視機房到光纖結點（fiber node）使用光纖傳輸，從光纖結點通過居民區到用戶住宅使用同軸電纜。把有線電視網變成了雙向的。
帶寬
同軸電纜的帶寬大約是 5-750MHz，有線電視網公司把這個帶寬劃分為3個頻帶： 視頻、下行數據和上行數據。
視頻頻帶： 下行傳輸的視頻頻帶（video band）范圍是 54-550MHz，由于每個電視頻帶占據6MHz的帶寬，因此可容納超過80個頻道；
下行數據頻帶： 下行數據占據較高的 550-750MHz的頻帶。這個頻帶也被劃分成一些 6MHz的信道，下行數據能夠以30Mbps的速率接收，標準規定只有27Mbps。但是，電纜調制解調器是通過10Base-T電纜連接計算機，所以速率就被限制在了10Mbps。
上行數據頻帶： 上行占據較低的 5-42MHz的頻帶，使用了較低的頻率，更加容易受到噪聲和干擾。理論上數據率可達 12Mbps（2bit/Hz x 6MHz）。
共享
上下行頻帶都是由用戶們共享的，上行帶寬如果是37MHz，這就表示，在上行方向上只有6個6MHz的信道可用。一個用戶就需要使用一個信道在上行方向發送數據。問題是，這6個6MHz的信道是怎么在擁有1000或幾千個用戶的區域內共享的呢？---- 解決方法是分時共享！
頻帶被劃分成一些信道，信道必須由在同一個居民區的用戶共享。有線電視網提供者靜態地或動態地將一個信道分配給一組用戶。如果某個用戶想發送數據，她或他就要和其他也想接入網絡的用戶競爭，用戶必須等到信道可用時才能發送數據，這種情況類似以太局域網中的CSMA。
設備
電纜調制解調器（Cable Modem，CM）安裝在用戶端，與ADSL調制解調器相似；
電纜調制解調器傳輸系統（Cable Modem Transmission System，CMTS）由有線電視網安裝在分配集線器里，它接收/發送來自因特網的數據，并把數據傳遞給組合器，再有組合器傳送/接收到用戶。
T線
T線（T line）就是標準的數字電話線路，最初用來復用話音信道，現在可把數據從用戶傳送到因特網。T線還可以在交換廣域網的結點之間提供物理鏈路。
T-1線： 24個話路被采樣，每個樣本數字化后變為8位，再加上一位來同步，這樣就使一個幀的長度為193位。每秒發送8000幀，所以數據率位1.554Mbps。
T-3線： 它等效于28個T-1線。很多用戶可能并不需要T線的全部容量，為了適應這些用戶，電話公司開發了部分T線業務，允許若干個用戶通過對傳輸的復用來共享一個T線。
SONET
光纖的高帶寬不僅適用于目前數據率最高的技術（如視屏會議），還可以同時承受大量較低速率的技術。ANSI建立了一組標準，稱為同步光纖網（Synchronous Optical Network，SONET），用來有效使用光纖。它定義了一種高速數據承載方式。
SONET首先定義了一些電信號，稱為 同步運輸信號（Synchronous Transport Signals，STS），然后將這些信號轉換為相應的 光信號，稱為 光載波（Optical Carriers，OC）。光信號以每秒8000幀的速率傳輸。
同步光纖網的最低速率也是大于 T-3線速率！
PPP
雖然電話公司或有線電視網公司提供了物理鏈路，但還需要專門的協議來控制和管理數據的傳送。點到點協議（Point-to-Point Protocol，PPP）就是為此而設計。
PPP分層
PPP只有物理層和數據鏈路層。PPP沒有為物理層定義特定的協議，相反，PPP讓實施者自行選擇可用的協議。PPP支持ANSI認可的所有協議。在數據鏈路層，PPP定義了幀的格式，以及用來控制鏈路和傳送用戶數據的協議。
1，標志字段： 用來標志PPP幀的邊界，它的值是 0111 1110；
2，地址字段： 因為PPP用于點到點連接，所以它使用了絕大多數局域網中使用的廣播地址 1111 1111，這樣在協議中可以避免數據鏈路層地址；
3，控制字段： 表示這個幀不適用序號，每個幀都是獨立的。它的值是 1100 0000；
4，協議字段： 用來定義在數據字段中攜帶的數據類型：用戶數據或其他信息；
5，數據字段： 用來攜帶用戶數據或其他信息；
6，FCS： 檢驗序列字段是簡單的2字節或4字節的CRC，用來進行差錯檢測；
鏈路控制協議（LCP）
鏈路控制協議（Link Control Protocol，LCP）負責建立、維護和終止鏈路。當一個幀的數據字段攜帶的是與這個協議有關的數據時，就表示PPP正在處理鏈路。它不攜帶數據。
網絡控制協議（NCP）
網絡控制協議（Network control Protocol，NCP）是為了使PPP協議具有靈活性。PPP可以攜帶來自不同網絡協議（包括IP）的數據。當鏈路建立后，PPP就能在它的數據字段中攜帶IP分組。
PPPoE
PPP本來是為單個用戶通過傳統的調制解調技術和電話線連接到因特網而設計。但在今天，DSL、電纜調制解調器和無線技術允許以太局域網上的一組用戶通過一條物理線路接入到因特網。換言之，連接在以太網上的多個主機能夠共享一條物理線路接入到因特網。以太網的PPP（PPP over Ethernet，PPPoE）是一個新協議，它使用一種發現技術來找出需要連接因特網的主機的以太網地址。在這個地址被發現后，就可以使用正常的PPP會話提供連接。
交換廣域網
交換廣域網是覆蓋大面積（一個省或國家）的廣域網，并能向用戶提供多個接入點。在網絡內部用網狀的點到點網絡來連接各交換機。這些交換機都有多端口連接器，可連接多個輸入和輸出。
局域網被認為是一種無連接技術，也就是說發送方向接收方發送的各個分組之間沒有直接關系；但交換廣域網則不然，它使用面向連接的技術。在發送方發送分組之前，發送方和接收方之間必須要建立一條連接。當連接建立后就被指派了一個標識符，在傳輸期間都要使用這個標識符。當傳輸結束后，連接還必須正式地終止。這種連接標識符替代了局域網技術中的源地址和目的地址。
X.25
在20世紀70年代問世的X.25協議曾經很流行的第一種交換廣域網，主要用作連接單個計算機或局域網的公用網絡。X.25提供端到端的服務。
在因特網出現前就已設計的X.25幀是一個三層協議，它有自己的網絡層，IP分組必須封裝在X.25的網絡層分組中，才能從網絡的一端傳送到另一端。這就有點多余了！
X.25的另一個問題是設計它的時候傳輸媒體還不怎么可靠，因此X.25使用了過多的差錯控制。這會使傳輸非常慢。
幀中繼
幀中繼（Frame Relay）協議是一種提供了底層（物理層和鏈路層）服務的交換技術，設計它是用來代替X.25的。幀中繼相較于X.25有如下優點：
高數據率：?相當于 T-3線；
突發數據： 廣域網提供者所提供的某些業務是假定用戶需要使用固定的數據率。例如T-1線為始終如一地1.544Mbps的速率。突發數據要求的是按需貸款（bandwidth on demand），用戶在不同時候需要不懂得帶寬，幀中繼能夠接受數據。用戶可以保證獲得某個平均數據率，并在需要時也可超過這個平均數據率。
因傳輸媒體的改善而減小了開銷： X.25提供了過多的差錯檢查和流量控制。幀中繼不再提供差錯檢查，并在數據鏈路層也不需要確認。相反，幀中繼把所有的差錯檢查留給使用幀中繼服務的網絡層和運輸層協議。
ATM
異步傳遞方式（Asynchronous Transfer Mode，ATM）是由ATM論壇設計，并被ITU-T采納的信元中繼協議。
設計目標
1，需要有一種傳輸系統能夠最優化地使用高數據率的傳輸媒體（特別是光纖）；
2，需要有一種系統能夠與現有的各種系統（如不同的分組交換網）接口，并能在現有系統之間提供廣域互連，但不會降低它們的性能，也不需要重新更換他們；
3，需要一種實現起來很便宜的設計，從而使得價格不會成為被采用的障礙；
4，新的系統必須能夠與現有的電信體系一起工作并提供支持；
5，新的系統必須是面向連接的，以保證準確和可預期的交付；
6，要把盡可能多的功能轉移到硬件上，同時盡可能地減少其軟件功能，都是為了提高速度。
信元網絡
ATM是一種信元網絡。一個信元（cell）就是一個很小且長度固定的數據單元，它是信元網絡中數據交換的基本單位。在這種類型的網絡中，所有的數據都被裝載到相同的信元中，而這些信元的傳遞是完全可預計的和統一的。在信元網絡中，一個信元可以與其他信元一起被復用和轉發。由于信元長度都一樣，而且都很短，因此不會出現不同長度的分組再在復用時遇到的問題。
異步TDM
ATM使用異步時分復用（asynchronous time-division multiplexing）技術把不同信道上的信元進行復用。它使用和信元長度相同的定長時隙。ATM復用器把有信元的信道中的信元裝入時隙。如果所有信道都沒有信元，則這個時隙就處于空閑狀態。
在時鐘的第一個滴答，信道2沒有信元（輸入時隙是空的），因此復用器把第三個信道的信元填入時隙。當所有信道的信元都進入復用器后，輸出時隙就變成空閑狀態。
ATM的體系結構
ATM是一種交換網絡。稱作端點的用戶接入設備與網絡內部的交換機相連。交換機和交換機之間使用高速通信信道互相連接。
虛連接： 兩個端點之間的連接是通過傳輸路徑（TP）、虛通道（VP）以及?虛電路（VC）完成的。
傳輸路徑（Transmission Path，TP）是端點和交換機之間或兩個交換機之間的物理連接（電纜、衛星等）。可以把傳輸路徑視為直接連接兩座城市的所有高速公路的集合。
虛通道（Virtual Path，VP）提供了兩個交換機之間的一條或一組連接。一條傳輸路徑可劃分為多個虛通道。可以把虛通道視為連接兩個城市的一條高速公路。
信元網絡都是基于虛電路（virtual Circuits，VC）。屬于一個報文的所有新元都會沿著一條相同的虛電路傳輸，并保持它們原有的發送順序，直至到達終點位置。可以把虛電路視為高速公路上的車道。
在虛電路網絡中，要將數據從一個端點傳送到另一個端點，就必須對虛連接進行標識。為此，ATM的設計者創造了一種分成兩級的標識符：虛通道標識符（Virtual Path Identifier，VPI）和虛電路標識符（Virtual Circuit Identifier，VCI）。
一條虛連接是用一對數值來指明的：VPI和VCI。
ATM分層
ATM標準定義了三層，從上到下分別是：應用適配層，ATM和物理層。
物理層和ATM層用于網絡內部的交換機，也用于應用了ATM業務的端點（如路由器）。應用適配層（AAL）僅用于端點。
AAL層
應用適配層（Application Adaptation Layer，AAL）允許現有的網絡（如分組交換網）與ATM設施連接。AAL協議接收來自上層的傳輸，并把它映射為固定長度的ATM信元。在接收端這些信元被重裝成原來的格式，并傳遞給正在接收的上層服務。
雖然已經定義了四種AAL層，但重要的是AAL5，它用于運載因特網中的IP分組。
AAL5有時也被稱為 簡單有效適配器層（Simple and Efficient Adaptation Layer，SEAL），它假設屬于一個報文的所有信元都是按序傳送的，并且所有控制功能都包括在上層的發送應用程序中。AAL5是為無連接的分組協議而設計的，這種協議用數據報方式進行路由選擇。
IP協議用的是AAL5子層。
AAL5接受不超過65535字節的IP分組，并為其添加一個8字節的尾部，同時還有一些填充，這些填充用于保證其尾部正好處在接收設備所預期的位置上（也就是最后一個信元的最后8個字節）。一旦填充及尾部準備好，AAL5就以48字節的報文段將報文傳遞給ATM層。
ATM層
ATM層提供路由選擇、通信量管理、交換和復用等服務。它這樣處理要發送的通信量：從AAL子層接受48字節的報文段，再加上5個字節的首部后把它轉換為53字節的信元。
一個信元的長度是53字節，其中5字節分配給首部，其他48字節運載負荷（用戶數據報可能少于48字節）。首部中的把部分被VPI和VCI占據。
VPI和VCI的組合可視為一個標記，用于指明某條特定的虛連接。
物理層
物理層定義了傳輸媒體、比特傳輸、編碼方式以及電信號和光信號的轉換。它提供與物理傳送協議（如SONET和T-3）的融合，同時也提供將信元流轉換成比特流的機制。
連接設備
為了連接局域網和廣域網，我們要使用連接設備。連接設備可以在因特網模型中的不同模式上工作。
討論三種不同的連接設備（connecting device）：轉發器（集線器）、網橋（兩層交換機）、路由器（三層交換機）。
轉發器和集線器工作在因特網模型中的第一層；
網橋和兩層交換機工作在前兩層；
路由器和三層交換機工作在前三層。
轉發器
轉發器（repeater）是一種僅在物理層工作的設備。攜帶信息的信號在網絡中只能傳播有限的距離，否則衰減會破壞信號的完整性。轉發器在信號變得太弱或者受到損傷之前接收這個信號，然后再生或重演原來的比特模式，轉發器再把刷新后的信號發送出去。
在過去，當以太網局域網還使用總線拓結構時，轉發器的作用是連接一個局域網的兩個網段從而克服同軸電纜的長度限制。不過現在以太局域網使用星型拓撲。在星型拓撲結構中，一個轉發器就是一個多端口設備，通常稱為集線器。它用作一個連接點，同時又具有轉發器的功能。（集線器廣播這個幀，但只有目的地址保留這個幀）
轉發器轉發每一個比特，它沒有過濾功能。它不夠聰明無法了解應當發送哪個端口的幀；
集線器或轉發器是一種物理層設備，它們本身不具備數據鏈路地址，同時也不會檢查接收到的幀的數據鏈路地址。
網橋
網橋（bridge）工作在物理層或數據鏈路層。作為一個物理層設備，它再生接收到的信號；作為一個數據鏈路層的設備，網橋可以檢查包含在幀中的MAC地址。
網橋有一張表，可用于判決過濾，然后決定從哪個出端口將這個幀發送出去，因此沒有必要向其他端口轉發這個幀。
網橋不改變幀中的物理地址（MAC）。
透明網橋
透明網橋（transparent bridge）是可以令所有站都完全不知道它存在的一種網橋。如果一個網橋加入到系統中或從系統中刪除，所有站都不需要重新配置。
根據 IEEE 802.1d 規約，安裝了透明網橋的系統必須符合以下三個準則：
1，幀必須能夠從一個站轉發到另一個站；
2，轉發表是通過學習網絡中幀的移動規律而自動生成的；
3，系統中必須防止形成環路。
學習，在最早的網橋中，轉發表是靜態的，必須手工添加每一個表項。后來采用動態轉發表，它能夠自動地把地址映射為端口。
兩層交換機
當我們使用交換機這個術語時必須很小心，因為可以指兩種不同的東西。有兩層交換機和三層交換機。兩層交換機（two-layer switch）工作在物理層和數據鏈路層，它是一種具有快速轉發能力的復雜網橋。
路由器
路由器（router）是一個三層設備，它工作在物理層、數據鏈路層和網絡層。
作為物理層設備，它把接收到的信號進行再生；
作為數據鏈路層設備，路由器檢查包含在分組中的物理地址；
作為網絡設備，路由器則要檢查網絡層地址；
網橋改變了碰撞的范圍，而路由器則限制了廣播的范圍。
路由器可以把多個局域網連接起來，也可以把多個廣域網連接起來，還可以把多個局域網與多個廣域網連接起來。換言之，路由器就是網際互聯設備，它把一些獨立的網絡連接起來構成一個互聯網。
轉發器或網橋連接的是一個局域網的各個網段；
路由器把幾個獨立的局域網或廣域網連接起來，構成了互聯網絡。
路由器與網橋的主要區別：
路由器的每一個接口都以一個物理地址和邏輯（IP）地址；
路由器只在如下的分組到達時才發揮作用，即分組中的物理地址與分組抵達時的接口的物理地址相匹配；
路由器在轉發分組時要改變分組的物理地址（源地址和目的地址）。
三層交換機
三冊交換機（three-layer switch）就是路由器，它是一種在設計上有所改進并獲得了更好性能的路由器。三層交換機可以比傳統路由器快得多地接收、處理和發送分組，雖然功能都是一樣的。
重要術語
AAL5；? ? ? ? BSS切換移動性；? ? ? ? 接入點（AP）；? ? 應用適配層（AAL）；
電纜調制解調器（CM）； ? ? ? 電纜調制解調器傳輸系統（CMTS）；
非對稱數字用戶線（ADSL）； ? ? 有線電視； ? ? ?異步時分復用；
載波擴充； ? ? ?異步傳遞方式（ATM）； ? ? ?載波偵聽多點接入（CSMA）；
自動協商； ? ? ?按需帶寬； ? ? ?基本服務集（BSS）；
具有碰撞避免的載波偵聽多點接入（CSMA/CA）；
具有碰撞檢測的載波偵聽多點接入（CSMA/CD）；
藍牙； ? ?網橋； ? ?信元； ? ?主站； ? ?連接設備； ? ?從站；
公用天線電視（CATV）； ? ?以太網上的PPP（PPPoE）;
數字用戶線（DSL）； ? ? ?數字用戶線接入復用器（DSLAM）；
802項目； ? ? ?轉發器； ? ? ?路由器； ? ?分散網； ? ? ?下載； ? ?下行數據頻帶；
分布的幀間距（DIFS）； ? ?短幀間距（SIFS）； ? ?ESS切換移動性；
以太網； ? ?簡單有效適配器； ? ?擴展服務器（ESS）；?
標準以太網； ? ?快速以太網； ? ?吉比特以太網； ? ?光纖結點； ? ?過濾器； ? ?幀突發；
對稱數字用戶線（SDSL）； ? ?同步數字系列（SDH）； ? ?同步光纖網（SONET）；
同步傳送信號（STS）； ? ?幀中繼； ? ?握手期；
T線； ? ?T-1線； ? ?T-3線； ? ?10G以太網；
十六進制記法； ? ?三層交換機； ? ?高數據率數字用戶線（HDSL）；
傳輸路徑（TP）； ? ?集線器； ? ?透明網橋； ? ?兩層交換機；
混合光纖同軸（HFC）網絡； ? ?IEEE 802.11； ? ?干擾信號；
上行數據頻帶； ? ?視頻頻帶； ? ?甚高數據率數字用戶線（VDSL）；
鏈路控制協議（LCP）； ? ?邏輯鏈路控制（LLC）； ? ?媒體接入控制（MAC）；
網絡分配向量（NAV）； ? ?網絡控制協議（NCP）； ? ?網絡接口卡（NIC）；
虛電路（VC）； ? ?虛電路標識符（VCI）； ? ?虛通道（VP）； ? ?虛通道標識符（VPI）；
無切換移動性； ? ?光載波（OC）； ? ?微微網； ? ?無線局域網；
點協調功能（PCF）； ? ?點到點協議（PPP）； ? ?X.25；
小結
局域網就是設計在有限地理范圍內使用的計算機網絡。在局域網的市場上出現過多種技術，如以太網、令牌環網、令牌總線、FDDI和ATM局域網等。但以太網才是占有絕對優勢的技術，目前絕大多數以太網版本是G比特以太網和10G以太網；
無線局域網的另一個最重要的標準是 IEEE 802.11定義的標準，有時也被稱為無線以太網。另一種比較流行的技術是藍牙，它是一種設計用于鏈接具有不同功能的設備的無線局域網技術；
點到點廣域網技術提供了通過常規電話線路和傳統調制解調器、DSL線路、電纜調制解調器、T線或SONET網絡對因特網的直接連接。點到點協議（PPP）是為需要用可靠的點到點接入因特網的用戶而設計的。PPP工作在OSI模型的物理層和數據鏈路層；
交換廣域網技術提供因特網中的主干連接。異步傳輸方式（ATM）是信元中繼的協議，用來支持數據、話音和視像在高速率傳輸媒體（如光纖）上的傳輸；
連接設備可以把網絡的幾個網段互相連接起來，也可以把幾個網絡連接起來形成一個互聯網。共有三種類型的連接設備：轉發器（集線器）、網橋（二層交換機）、路由器（三層交換機）。轉發器在物理層對信號進行再生；集線器是多端口轉發器；網橋可以訪問站的地址，并在網絡中轉發或過濾分組；二層交換機是一種復雜的網橋；路由器判斷一個分組應當沿什么路徑傳送，三層交換機是一種復雜的路由器。
