2015计算机网络技术基础（科学版）课件计算机网络基础（三）

第三课 计算机网络基础（三）,本次课介绍如下知识： 1.3 数据通信基础 1.3.3 信息的传输方式 1.3.4 差错控制 1.3.5 数据交换方式,1.3.3 信息的传输方式,1通信方式, 全双工通信 全双工通信是指在两个通信设备之间，可同时进行双向传递。通常全双通信之间的设备连线可以采用二线或是四线电路连接。较高级的局域网就是实现全双工通信的例子。, 半双工通信 半双工通信是指在两个通信设备之间，信息交换是双向传递的，但信息的双相交换不能同时进行。就是说，在相同时间内仅能有一个设备在一个方向上传递信息给另一个设备。这种通信要求双方的通信设备既有发信号的功能，同时还应有接收信号的功能。如对讲机系统就是半双工的例子。, 单工通信 单工通信是指在两个通信设备之间，信息只沿着一个方向传递。就是说，在通信的两个设备之间，一方是的作用是发送信息，另一方的作用是接收信息。如有线电视广播系统、寻呼系统和信息采集系统等都属于单工通信的例子。,2传输方式, 串行传输 串行传输就是将比特逐位在一条信道上传输。由于数据是串行的，必须解决收发双方如何保持字符的同步问题，否则对于接收端无法正确区分每一个字符。, 并行传输 并行传输是指数字信号以成组的方式在多条并行的线路上传输。通常是将构成一个字符代码的几位（如8位）在同时刻和同一时钟频率上发送出去，因此需要更多的传输介质。,3同步方法 模拟或是数字信号通信的基本要求是接收端应知道发送端发送数据的开始时间和结束时间。,对于串行线路为了有效地传输数据，必须使字符码同步传输。目前的两种同步方式有：异步传输方式和同步传输方式，下面分别介绍。, 异步传输方式 异步传输方式又称为起止同步传输方式。这是最早使用和最简单的一种同步方式。 这种方式是以字符为单位进行同步的。在通信过程中，发送端会给一个字符加上开始和结尾信息，即在字符前设置“起”信号和在结尾处设置“止”信号。 异步传输方式的优点是每一个字符本身就包括了字符的同步信息，不需要在线路两段专门设置同步设备。其缺点是每发一个信息就要添加起止信号，造成了附加数据开销。异步传输方式目前仍被广泛使用。, 同步传输方式 同步传输方式是以固定的时钟频率来发送串行信号的。同步传输方式有被称为比特同步传输方式。,同步传输方式避免了异步传输方式中每个字符都需要附加信息的缺点，因此效率较高。但实现起来有点复杂，所以通常用于需要高速传输的网络。,实现同步传输方式的同步时钟有两种方法: 一种是外部同步法，该方法是在传输线路中加一条时钟信号线，以连接到接收设备的时钟上。 另一种是自同步法，该方法是让接收端的调制解调器从接收数据信息中直接提取同步信号，并以此获得同步的时钟频率。自同步法通常用于远距离的传输。,4复用方式 用一对传输线路传输多路信息的方法称为复用，即通过在一条线路上同时传输多个信号。多路复用的目的在于提高通信线路的利用率，充分利用现有资源。同时也能有效提高通信的能力。并且通过共享线路达到分摊成本，降低通信费用的目的。 多路复用的三种技术为：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和波分多路复用（WDM）。下面分别做以介绍。, 频分多路复用 频分多路复用（FDM）应用于模拟信号传输中。频分多路复用器是把传输介质的可用带宽分割成一个个频段，每个输入装置都有一个频段。, 时分多路复用 时分多路复用（TDM）是为数字信号的传输而开发的。时分多路复用器采用时分技术，把传输线路的可用时间进行分配。即将时间分成若干小时间片，每个用户占用一个指定的时间片。这样就可以每个用户轮流使用同一信道。, 波分多路复用 波分复用（WDM）是用于光信号的复用技术。是在一根光纤中同时传输多个波长的光信号。基本原理是在发送端将不同的光信号组合起来，再将组合起来的光信号通过一条光缆进行传输，在接收端在将组合的光信号区分开来，在经过处理即可恢复原信号后送入不同的终端。,1.3.4 差错控制,1差错控制的产生 在实际的数据通信中，不可避免地要产生错误。内部原因如信号衰减、延迟等；外部原因如电磁干扰、工业噪音等。都会对传输产生不可预料的影响。 差错控制有两层含义，分别是检错和纠错。 当传输信息改变时将它探测出来的能力叫做检错。 当错误被检测到时能被完全纠正而无须重发，这就是纠错。 差错控制方法是使构成传输数据的编码或是编码组具有一定的逻辑性，接收端根据接收编码所发生的逻辑错误来识别和纠正错误。,2常用的检纠错码 奇偶码 奇偶码是将所需要传输的数据码分组，然后再每个分组的后面加上一位校验位。 等重码 等重码也称恒比码。在等重码中每个码组中“1”和“0”的个数保持一定比例。如果接收到的码不符合一个恒定的比例，那么就判断为数据出错。 方阵检验码 方阵检验码也称行列监督码，其码字种的每一个码元进行行和列的两次校验。即把要发的码组排成矩阵，在矩阵的每列和行上进行奇数或偶数校验。 循环冗余检验码 循环冗余检验码是典型而重要的线性分组码。它易于实现、方法简单，同时还有很强的检错能力。在计算机网络中得到了广泛的应用。 卷积码 卷积码也称为连环码，在没有循环冗余检验码时得到了广泛应用，实现起来也比较简单，但在计算机网络中没有得到广泛应用。,1.3.5 数据交换方式 交换技术是采用交换机或节点机等交换系统，通过路由选择技术在想进行通信的双方之间建立物理的逻辑的连接，形成一条通信电路，实现通信双方的信息传输和交换的一种技术。有两种类型的通信方式，分别为：线路交换和分组交换。,1线路交换 线路交换（Circuit Switching），也被称为面向连接的交换。线路交换时通过网络中的节点在发送端和接收端之间建立一条专用的通信线路。, 线路建立 数据传送 线路拆除,线路交换的优点是可充分保证通信容量，一旦建立一条线路，没有任何活动能减少线路的容量。线路交换的延时也较小。线路交换的缺点是线路资源耗费较大，线路的资源耗费是固定的，与通信量的大小无关。线路交换要建立一条连接，这个线路的建立时间较长。,2报文交换, 在报文交换中，报文被每个节点暂时存储。在电路交换中，节点象一个交换设备一样，只负责转发数据。例如，你的电话通话不会被中间节点所存储。因为报文交换会导致传输延迟，所以这种连接方式并不适用于电话网络。 在电路交换中，两节点间的所有信息交换都使用同一条路径。而在报文交换中，不同的报文可能经过不同的路由。由于路由的选择因时而异，同时不同的报文可以分时共享同一公共线路，这样，网络的利用率就提高了。 电路交换在发送数据时，要求收发双方共同参与。而报文交换则不需要。报文被发送到目的地，然后存储起来等待取用。,3.分组交换 第三种连接方式是分组交换（Packet Switching），也被称为面向非连接的交换。, 分组交换网络需要将较大的数据分成较小的数据段，并依次发出。 这样可能存在的情况是发送端发送的数据段经过一定的路径到达接收端。但选择的网络路径有可能出现前后不一致的情况。, 在数据报的方法中，每个分组都可以被单独地处理。 如果此时需传输大数据文件，那么该文件将被分成几片，即分成几个分组。每个分组都被独立地传输。但每个分组内都会有一个“片偏移”标志位，用来区别该数据文件各个分组的前后顺序。通过“片偏移”标志位，使不同的分组到达目的端后，目的端可以对其进行重组。,这一讲的重