7.串行通信軟件及編程方法
（1）用戶級的PC串行通信 所謂用戶級的PC串行通信，是指在兩臺微機硬件間用串行接口和連線接通的基礎上，運行相應的應用通信程序，在某種界面環(huán)境中完成機器間的通信。常用PC通信軟件有:PCTALK|CROSS TALK，PROCOMM，QMODEM，SMARTCOM等。雖然這些軟件的功能和程序規(guī)模不一樣，但是從用戶的用途來看，歸納起來，不外乎兩種:終端仿真（又稱為終端模擬）和文件傳輸。
（2）DOS級的PC串行通信 PC機一般常有兩個異步串行端口。分別稱作COM1和COM2，它們都符合RS232C標準。DOS可通過對COM1、COM2操作實現異步串行通信。
（三）OSI參考模型
1.OSI的7層模型
1977年，國際標準化組織ISO提供了一種不基于特定機型、操作系統(tǒng)或公司的網絡體系結構，即開放系統(tǒng)互連參考模型OSI（Open System Interconnection）。OSI定義了異種機連網的標準框架，為連接分散的“開放”系統(tǒng)提供了基礎。OSI參考模型采用分層結構化技術，將整個網絡的通信功能分為7層，由低層至高層分別是:物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。OSI給出的僅是一個概念上和功能上的標準框架，是將異構系統(tǒng)互連的標準分層結構。它定義的僅是一種抽象結構，而并非是具體實現的描述，模型本身不是一組有形的可操作的協(xié)議集合，既不包括任何具體的協(xié)議定義，也不包括強制的實現一致性。網絡體系結構與實現無關。
2.OSI模型各層的基本功能
（1）物理層 提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性;提供有關在傳輸介質上傳輸非結構的位流及物理鏈路故障檢測指示。
（2）數據鏈路層 為網絡層實體提供點到點無差錯幀傳輸功能，并進行流控制。
（3）網絡層 為傳輸層實體提供端到端的交換網絡數據傳送功能，并進行路由選擇和擁擠控制等。
（4）傳輸層 為會話層實體提供透明的、可靠的數據傳輸服務，保證端到端的數據完整性;選擇網絡層能提供的最適宜的服務;提供建立、維護和拆除傳輸連接功能。
（5）會話層 為彼此合作的表示層實體提供建立、維護和結束會話連接的功能，提供會話管理服務。
（6）表示層 為應用層進程提供能解釋所交換信息含義的一組服務，如代碼轉換、格式轉換、文本壓縮、文本加密與解密等。
（7）應用層 為OSI應用進程提供服務，如文件傳送、電子郵件、EDI等。
3.信息的流動過程
從用戶來看，通信是在用戶A和用戶B之間進行的，雙方遵守應用層協(xié)議，通信為水平方向。但實際上，信息并不是從A站應用層直接傳送至B站的應用層。而是每一層都把數據和控制信息傳給它的下一層，直到最低層。物理層下面是傳輸介質，在物理介質上傳送的是實際電信號。信息傳到B站后，信息流動則像A站的逆過程。對收發(fā)雙方的同等層，從概念上說，它們之間的通信是水平方向的，每一方都好象有一個“發(fā)送到對方去”和“從另一方接收”的過程，而實際上，這個數據傳送過程是垂直方向的，而不是直接在水平方向上同另一方通信。
4.物理層基本特性
物理層提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械、電氣、功能和規(guī)程特性。機械特性規(guī)定了物理連接時接插件的規(guī)格尺寸、引腳數量和排列情況等。電氣特性規(guī)定了在物理連接上傳輸二進制位流時線路上信號電壓高低、阻抗匹配、傳輸速率和距離限制等。功能特性是指對各個信號線分配確切的信號含義，即定義DTE/DCE間各個線路的功能。規(guī)程特性定義了利用信號線進行二進制位流傳輸的一組操作規(guī)程，是指在物理連接的建立、維持、交換信息時，DTE/DCE雙方在各電路上的動作序列。
5.面向字符控制規(guī)程的基本特點
面向字符型控制規(guī)程的最基本特征是規(guī)定了10個控制字符用于傳輸控制，采用停止等待發(fā)送控制方式，以字符作為傳輸信息的基本單位。由于采用了控制字符，使得傳輸正文時產生了代碼相關問題。這樣用戶發(fā)送的數據就受到一些限制，即通常所謂的代碼透明性問題。為克服這一缺點，BSC定義了代碼透明型控制規(guī)程，用以解決代碼相關問題。
6.面向比特型控制規(guī)程
面和比特型控制規(guī)程，不論是信息報文或監(jiān)控報文均以幀為單位進行傳輸，且具有通一的幀格式，具有良好的透明性。在鏈路上傳輸信息時采用連續(xù)發(fā)送方式，具有較高的傳輸效率。面向比特型的典型代表是HDLC控制規(guī)程，它具有統(tǒng)一的幀格式。該幀的標志序列F不允許在數據中出現，故HDLC使用了位填充技術（又稱“0比特插入、刪除技術”）。從而保證了HDLC控制規(guī)程具有良好的代碼透明性。
7.停止等待協(xié)議的基本特征
停止等待協(xié)議是數據鏈路層中最基本最簡單的協(xié)議。其基本意義是:發(fā)送站的數據鏈路層從其高層獲得數據后，將其裝配成幀并發(fā)送一幀信息給接收站，然后處于等待狀態(tài)。當發(fā)送站收到對方回送的確認信息幀（ACK）后，再發(fā)下一幀。如果發(fā)送站等到的是來自對方的否定幀（NAK），則應重發(fā)剛剛發(fā)送的那一幀。為了避免由于發(fā)送幀丟失或接收站回答的應答幀丟失，而使發(fā)送站無限期等待，造成死鎖現象，發(fā)送站在發(fā)送幀時就設置定時器，若在超過限定時間內得不到應答，就重發(fā)剛剛發(fā)送過的幀。
8.窗口流量控制法
窗口流量控制方法的引入，主要是為了進行流量控制，既要處理好發(fā)送方的發(fā)送能力比接收能力大的問題。同時也是為了解決發(fā)送幀的順序編號問題。即對于連續(xù)發(fā)送的協(xié)議，希望能夠循環(huán)重復使用已收到確認那些幀編號。假設幀編號位數為n，發(fā)送窗口的尺寸為2 n-1 ，接收窗口的尺雨為2 n-1 。發(fā)送窗口與接收窗口的大小可以不同，但接收窗口的尺寸不能大于發(fā)送窗口。
9.虛電路服務和數據報服務
虛電路服務為面向連接服務，即兩站點之間的通信有3個過程:虛電路呼叫，數據傳送、虛電路拆除。虛呼叫即建立虛電路過程，發(fā)送方需給出有關的全稱地址。虛電路一經建立就要賦予虛電路號，幀按序傳送，每個幀不再稱地址而只標稱虛電路號。數據傳送完畢則拆除虛電路。數據報服務為無連接服務，它勿需事先建立鏈路連接，各報文分組需標明全稱地址且獨立選擇路由，其發(fā)送順序與到達順序無關。
10.路由選擇
路由選擇是廣域網、網際網和網絡互連中非常重要的問題。路由選擇的好壞在很大程度上決定了網絡的性能，如網絡吞吐量、平均延遲時間、資源有效利用率等。所謂路由選擇，就是根據一定的原則和算法在傳輸通路中選出一條通向目的結點的路由。路由選擇算法很多，包括全路、多路和單路向外發(fā)送。在單路發(fā)送中，又包括固定式、自適應式和分布適應式算法。一般說來，愈是追求算法的，其網絡開銷就越大。通常是依據具體情況有所側重，進行合理的折衷。
11.流量控制和擁塞控制
流量控制是指對一條通路上的通信量進行控制，主要解決一條通路上各接收結點接收能力不足的問題。流量控制不僅在數據鏈路層需要，在網絡層和數據傳輸層都需要，傳輸層負責解決源主機和目主機之間的流控問題。網絡層負責解決通決信結點機和目通信結點機之間的流控問題。而相鄰結點間的流控主要由數據鏈路層實現。流量控制的常用方法是采用滑動窗口協(xié)議，也有的采用預約緩沖區(qū)法和分組丟棄法。擁塞控制與流量控制的概念是有區(qū)別的，流量控制是基于平均值的控制，擁塞多是由于某處峰值流量過高而發(fā)生，它與通信子網內傳送的分組總量有關。常用的擁塞控制法有許可證法和分組丟棄法。擁塞制與流量控制的關系又是很密切的，若各條通路上的流控問題解決得好，網絡發(fā)生擁塞的概率就小。反之，網絡擁塞的概率就增大。
12.OSI模型傳輸層的分類
傳輸層位于OSI模型的高層和低層中間，起承上啟下的作用，是負責數據傳送的一層，也是整個7層模型中最重要和最復雜的一層，主要保證端到端的正確數據傳送。網絡層向傳輸層提供的服務有可靠與不可靠之分。如果通信子網功能很完善，那么傳輸層的任務就比較簡單。如果通信子網服務質量很差，那么傳輸層就必須填補用戶中所要求的服務質量和網絡層所能提供的服務質量之間的差異。根據通信子網提供給傳輸層的3種不同類型（A、B、C）服務質量。OSI模型將傳輸層協(xié)議分為5類:0、1、2、3、4。其中0類協(xié)議最簡單，4類協(xié)議最復雜。對4類協(xié)議，能檢測由于網絡的不可靠服務所引起的差錯，包括TPDU的丟失、錯序、重復和出錯等，同時具有多路復用功能。它面向C型網絡服務。
13.傳輸層協(xié)議流量控制的特點
傳輸層需要解決的是端到端流量控制問題，很多方面與數據鏈路層相似，都是基于滑動窗口協(xié)議。與數據鏈路層不同的是，在通信子網中各相鄰DCE之間有相對少的邊線而兩端的主機間可能有大量的連接，從而要求主機備有大量的緩沖區(qū)，這使得在傳輸層中采用數據鏈緩沖變得不現實。在傳輸層，一般是采用動態(tài)窗口管理和動態(tài)緩沖分配的策略。
14.會話層的管理與控制
會話層要管理會話雙方的對話活動，主要包括管理會話服務用戶之間連接的建立與釋放以及數據傳送和同步管理。用戶間的會話是由對話單位作為基本交換單位，每個對話單位都是單向和連續(xù)的，但不同的對話單位可以不是一個方向。為了在連續(xù)的數據流中分出對話單位，會話層設立了主同步點。一個主同步點表示一個對話單位的結束和下一個對話單位的開始。為了有利于在一個對話單位內組織數組交換，還設立了次同步點。會話控制方式，指用戶進程間的數據通信方式，共分為3種:單工、半雙工、全雙工。對交互式半雙工數據通信，會話層提供數據令牌（Token）控制常規(guī)數據傳送，持有數據令牌的會話服務用戶才可發(fā)送數據，另一方只能接收數據。當數據發(fā)完之后，就將數據令牌轉讓給對方，對方也可請求令牌。在會話層中共使用了4種不同的令牌:數據令牌、釋放令牌、次同步令牌、主同步令牌。
15.表示層
表示層所要處理的是通信雙方之間的數據表示問題。表示層的任務是把發(fā)送方具有的內部格式結構編碼為適合于傳輸的位流，然后在目的端將其解碼為所需的表示。從所傳送數據屬性看，它具有語義和語法兩方面的問題。對OSI表示，有關語義的處理由應用層負責。語法是數據表示形式的有關方面，有關語法的處理由表示層負責，例如文字、圖形、聲音的表示，數據格式轉換、數據壓縮、數據加密等。目前，應用層也要負責部分語法表示問題。
16.抽象語法表示法1（ASN.1）
到目前為止，還沒有一種足夠嚴格可供使用的表示方法，使得應用層只需精確說明所要傳送數據的語義，而將確定傳送語法的所有工作都交給表示層去做?，F在應用層在精確說明所要傳送數據的語義時，還必須部分地確定這些數據的表示方法，即抽象語法（Abstract Syntax）。OSI給出的第一種抽象語法表示方法是ISO/DIS8824ANS.1（Abstract Syntax Notation One），它的主要任務是:定義各種復雜的類型和精確說明這些類型的值，因為類型（type）與值（value）是任何數據所具有的重要屬性。抽象語法可用一組數據類型或巴科斯諾爾范式BNF來描述。
17.應用層
應用層是OSI模型的層，是直接面向用戶的一層，是計算機網絡與最終用戶的界面，它為應用進程訪問OSI環(huán)境提供手段，同時為應用進程提供服務。從功能的劃分看，OSI的下面6層協(xié)議解決了支持網絡服務功能所需的通信和表示問題，而應用層則提供完成特定網絡服務功能所需的各種應用協(xié)議。常用的能滿足特定應用需求的協(xié)議有文件傳送、訪問和管理，遠程數據庫訪問，虛擬終端，電子郵件等。
二、局域網
（一）計算機局域網
1.局域網簡介
（1）局域網特點①局域網拓撲結構規(guī)則;②局域網協(xié)議簡單;③局域網的可用傳輸介質較多;④范圍有限，用戶個數有限;⑤較高的數據傳輸速率;⑥低誤碼率。
（2）局域網分類①共享介質的LAN;這是最普通的一種，如以太網（即總線網）、環(huán)型網等;②線路交換的LAN;采用CBX。
（3）決定局域網特性的三個主要技術
①運輸介質;
②拓撲結構;
③介質訪問控制方法。其中，最為重要的是介質訪問控制方法，它對網絡特性起著十分重要的作用。
（4）局域網常用的介質訪問控制方法;將傳輸介質的頻帶有效地分配給網上各站點的方法，稱為介質訪問控制方法。常用的局域網介質訪問控制技術有:
①載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）技術;
②令牌控制技術;
③令牌總線控制技術;
④光纖分布數據接口（FDDI）技術;
⑤分布式隊列雙總線（DQDB）控制技術。
（5）局域網常用拓撲結構①總線型拓撲;②環(huán)型拓撲;③星型拓撲。
2.IEEE802系列標準及局域網的協(xié)議結構
IEEE在1980年2月成立了LAN標準化委員會（簡稱為IEEE802委員會），專門從事LAN的協(xié)議制訂，形成了一系列的標準，稱為IEEE802系列標準，它已被國際標準化組織（ISO）采納，作為LAN的國際標準系列，稱為ISO802系列標準。ISO802.3是載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測訪問方法和物理層協(xié)議，ISO802.4是令牌總線訪問方法和物理層協(xié)議，ISO820.5是令牌環(huán)訪問方法和物理層協(xié)議，ISO802.6是關于城市區(qū)域網的標準，ISO802.7是時隙環(huán)訪問方法和物理層協(xié)議。局域網和城市區(qū)域網絡的參考模型（LAN&MAN/RM）與OSI/RM相比，OSI物理層和數據鏈路層功能在LAN和MAN模型中分為物理層、介質訪問控制（MAC）子層和邏輯鏈路控制（LLC）子層等三層。LAN的多個設備共享公共傳輸介質，在設備之間傳輸數據之前，首先要解決由哪個設備占有介質的問題，所以數據鏈路層必須有介質訪問控制功能。為了使數據幀的傳送獨立于所采用的物理介質和介質訪問控制方法。IEEE802標準特意把LLC獨立出來形成一個單獨子層，使LLC子層與介質無關，MAC子層則依賴于依賴介質和拓撲結構。由于穿越局域網的鏈路只有一條，不需要設立路由選擇和流量控制功能，因此，局域網中可以不單獨設置網絡層。*限于一個局域網時，物理層和鏈路層功能完成報文分組轉接的功能。而涉及網絡互連時，報文分組就必須經過多條鏈路才能到達目的地，此時就必須專門設置一個層次來完成網絡層的功能，這就是IEEE802標準中的網際層。
3.邏輯鏈路控制（LLC）子層
（1）服務訪問點（SAP） 在參靠模型中，每個實體和另一系統(tǒng)的同等實體按協(xié)議進行通信。在一個系統(tǒng)中，上下層之間則通過接口進行通信，用服務訪問點來定義接口。
（2）鏈路服務的類型 IEEE802規(guī)定兩種類型的鏈路服務:①無連接LLC（類型1）;②面向連接LLC（類型2）。
（3）邏輯鏈路控制協(xié)議 IEEE802.2是在IEEE802系列協(xié)議中描述邏輯鏈路控制（LLC）子層的功能、特性和協(xié)議，描述LLC子層與網絡層、MAC子層及LLC子層管理功能的界面服務規(guī)范。LLC協(xié)議與具體的局域網所采用的介質訪問控制方法類型無關。IEEE802.2對LLC子層規(guī)定了三個界面的服務規(guī)范:
①網絡層與LLC子層界面服務規(guī)范 兩種服務方式———無連接的方式和面向連接的方式。兩種操作———Ⅰ型操作和Ⅱ型操作
②LLC與MAC子層管理功能的界面服務規(guī)范 這一個界面服務規(guī)范說明了邏輯鏈路控制（LLC）子層對介質訪問控制（MAC）子層的服務要求。LLC子層與LLC子層管理功能的界面服務規(guī)范有待進一步研究解決。
③LLC協(xié)議數據單元（PDU）的結構 LLC層采用單獨格式的幀，然后嵌入相應的MAC幀中。DSAP地址字段包含一個字節(jié)，其中7位實際地址，1位為地址類型標志，用來標識DSAP地址為單個地址或組地址。SSAP地址字段也包含一個字節(jié)，其中7位實際地址，1位為命令/響應標志位，用來識別LLC PDU是命令或響應。定義DSAP字段中全“1”是全局地址。地址在LLC和MAC幀中是分開的。LLC PDU中的控制字段是效仿HDLC平衡模式制定的，具有相似的格式和功能。帶編號的信息傳輸幀以捎帶的方式作回答響應，P/F置1，用以指示控制和發(fā)送終止。監(jiān)視幀用來作響應和流控，SS域用以指示三個命令:接收準備好（RR）、接收未準備好（RNR）和拒收（REJ）。RR幀在N（R）中指示希望下一次接收的幀的編號，用在捎帶響應的場合。RNR與RR一樣作為響應，同時還要求發(fā)送站立即終止發(fā)送。REJ用以指示編號為N（R）幀被拒收，必須重新發(fā)送。無編號幀（U-格式PDU）用于無編號信息傳輸和控制信息傳輸。
4.總線網的介質訪問控制策略
總線網是一種多點共享式網絡。這種結構將所有的設備都直接連到同一條物理信道上，該信道負責任何兩個設備之間的全部數據傳送。因此稱信道是以多路訪問方式進行操作的。站點以幀的形式發(fā)送數據，幀的頭部含有目的地址和源點的地址，幀通過信道的傳輸是廣播式的。用這種操作方法，在信道上可能有兩個或更多的設備在同一瞬間都發(fā)送幀，從而在信道上造成幀的重疊而出現差錯，這種現象稱為沖突。
（1）隨機訪問型協(xié)議 總線網最常用的介質訪問控制層協(xié)議是帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議（CSMA/CD）。這種協(xié)議屬于隨機訪問型，或者稱爭用型協(xié)議。也就是說，為了在一個多點共享的通信媒體上進行數據交換，不是采取有控制的方式解決發(fā)信次序問題，而是讓各個站以隨機的方式發(fā)送信息，爭用通信介質。
（2）載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA） 純ALOHA策略及其改進策略中，的問題是發(fā)送時的盲目性。載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA）的技術，也叫做先聽后說（LBT）。希望傳輸的站首先對介質進行監(jiān)聽，以確定是否有別的站在傳輸。如果介質空閑，該站可以傳輸，否則，該站將避讓一段時間后再嘗試。需要有一種退避算法來決定退讓時間。常用的有3種算法。
①非堅持CSMA
②堅持型CSMA又稱為1堅持型CSMA。
③P堅持型CSMA
（3）載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測（CSMA/CD） 在CSMA中，由于通道的傳播延遲，當兩個站點監(jiān)聽到總線上沒有存在信號而發(fā)送幀時，仍會發(fā)生沖突。即使沖突已發(fā)生，仍在將已破壞的幀發(fā)送完，使總線的利用率降低。一種CSMA的改進方案是站點在傳輸時間繼續(xù)監(jiān)聽介質，一旦檢測到沖突，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)一串阻塞信號，通知總線上各站沖突已發(fā)生。這樣通道容量不致因白白傳送已受損的幀而浪費，從而提高總線的利用率。這就稱作載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測協(xié)議，簡寫為CSMA/CD，這種協(xié)議已廣泛應用于局域網中。