计算机通信网课程介绍

1、电 子 科 技 大 学电子科技大学通信与信息工程学院研研科科4/24实验室实验室科科研研资师资师14人，教授人，教授2人，副人，副教授教授4人，讲师人，讲师8人，人，博士生博士生10人，硕士生人，硕士生70余人余人团队特点：团队特点：l国家级项目研究经验丰富：国家重大专项、国家级项目研究经验丰富：国家重大专项、863、自然基金等、自然基金等l无线网络研究成绩卓著，以下方面技术实力国内领先无线网络研究成绩卓著，以下方面技术实力国内领先l网络体系、协议研究、设计与分析（协议栈设计，链路网络体系、协议研究、设计与分析（协议栈设计，链路/网络网络/传送层）传送层）l协议软件实现技术协议软件实现技术l网

2、络工程与应用技术网络工程与应用技术偏重无线网络：偏重无线网络：网络体系网络体系结构、组网协议、路由协结构、组网协议、路由协议、议、MAC协议，物联网、协议，物联网、网络应用等网络应用等14人，教授人，教授2人，副人，副教授教授4人，讲师人，讲师8人，人，博士生博士生10人，硕士生人，硕士生70余人余人偏重无线网络：偏重无线网络：网络体系网络体系结构、组网协议、路由协结构、组网协议、路由协议、议、MAC协议，物联网、协议，物联网、网络应用等网络应用等国内一流网络专业实验室，国内一流网络专业实验室，耗资超过千万：骨干系统、耗资超过千万：骨干系统、IP网络、网络、SDH、程控系统、程控系统、综合接入

3、网、网络系统工综合接入网、网络系统工程程14人，教授人，教授2人，副人，副教授教授6人，讲师人，讲师6人，人，博士生博士生10余人，硕士余人，硕士生生70余人余人科科研研资师资师科科研研资师资师实验室实验室科科研研资师资师科科研研资师资师实验室实验室科科研研资师资师实验室实验室科科研研师资师资实验室实验室无线网络与泛在计算团队无线网络与泛在计算团队偏重无线网络偏重无线网络，网络体系，网络体系结构、组网协议、路由协结构、组网协议、路由协议、议、MAC协议，物联网、协议，物联网、网络应用等网络应用等移动互联网、宽带无线网移动互联网、宽带无线网的通信体制、组网体系、的通信体制、组网体系、协议架构、互

4、联与路由协议架构、互联与路由Ad Hoc、车联网等动态网、车联网等动态网络信道访问、动态组网路络信道访问、动态组网路由技术由技术国家国家863三项三项国家自然基金一项国家自然基金一项部级项目两项部级项目两项下一代下一代WLAN、 5G网络、网络、蜂窝网与蜂窝网与 WLAN融合、绿融合、绿色通信、色通信、 移动终端应用移动终端应用国家科技重大专项五项国家科技重大专项五项部级项目一项部级项目一项WSN节能通信与组网，信息采集、融节能通信与组网，信息采集、融合、存储与处理，物联网应用系统，合、存储与处理，物联网应用系统，智能交通信息系统，智能交通信息系统， RFID读写读写国家科技支撑计划两项国家科

5、技支撑计划两项国家科技重大专项一项国家科技重大专项一项国家自然基金一项国家自然基金一项移动社会网络、智能电网、认知无线移动社会网络、智能电网、认知无线电与认知网络、网络级综合抗干扰等电与认知网络、网络级综合抗干扰等欧盟合作项目一项欧盟合作项目一项国家国家863两项两项国家自然基金两项国家自然基金两项国家科技重大专项一项国家科技重大专项一项电 子 科 技 大 学6l计算机网络是信息时代的基础工具计算机网络是信息时代的基础工具通信事务：通信事务：Email、IP-Phone、QQ、微信等聊天、微信等聊天信息传播：新浪、网易、信息传播：新浪、网易、IPTV、微博、微博、信息查询：百度、信息查询：百度

6、、Google、生活娱乐：生活娱乐：Game、Video、淘宝网、淘宝网、公共事务：城市黄页、旅游公共事务：城市黄页、旅游行政事务：校园网、政务、办公、告示行政事务：校园网、政务、办公、告示军事事务：联络、情报、指令军事事务：联络、情报、指令7l外在形态外在形态终端设备、服务器、网络设备、通信信道终端设备、服务器、网络设备、通信信道IP地址、子网互联、拓扑结构地址、子网互联、拓扑结构l内在形态内在形态通信体制、网络协议、路由协议通信体制、网络协议、路由协议信息处理、信息系统信息处理、信息系统l计算机间的通信，实现信息交流计算机间的通信，实现信息交流l网络通信网络通信多条传输路径，可提高抗通信故

7、障能力多条传输路径，可提高抗通信故障能力更多的计算机间的通信更多的计算机间的通信通信信道最简计算机网络通信信道如： 电话信道(ADSL) 双绞线信道 WiFi无线信道 。lWiFi(WLAN)网络网络9以太网以太网网络实物图网络网络一般网络一般网络l计算机网络拓扑：无规则的网状结构计算机网络拓扑：无规则的网状结构10网络拓扑图网络节点(网络设备)终端节点(计算机、服务器)通信信道l分组交换通信体制分组交换通信体制数据信息分为若干小块数据信息分为若干小块(称为称为分组分组)进行传输进行传输每个分组长度在数十每个分组长度在数十bits至上万至上万bits之间之间传输一个分组只需极短的时间传输一个分

8、组只需极短的时间( 1ms)l分组交换网分组交换网l计算机通信计算机通信“同时同时”进行多个通信进行多个通信11ABCDEF网络中有三对通信A EB DB F分组通信的主要特性分组通信的主要特性每个信道可同时承载多个通信不同通信的分组依次经信道传输计算机实际上是一个一个分组的发计算机实际上是一个一个分组的发送，宏观上呈现送，宏观上呈现“同时同时”的通信的通信QQ下载e12计算机通信网计算机通信网局域网与城域网局域网与城域网TCP/IP协议协议接入网技术接入网技术网络系网络系统工程统工程网络软件设计网络软件设计系列网络实验系列网络实验 网络特色系列课程网络特色系列课程13l掌握网络的基本原理，跟

9、踪网络发展方向掌握网络的基本原理，跟踪网络发展方向网络如何工作，网络今后的发展网络如何工作，网络今后的发展l成为网络技术的专家成为网络技术的专家(Professional)至少对公众而言至少对公众而言l网络的管理者网络的管理者(Administrator)规划设计、组网建设、运行维护规划设计、组网建设、运行维护l网络的开拓者网络的开拓者(Researcher)探索新思路、新领域、新技术探索新思路、新领域、新技术l网络的制造者网络的制造者(Developer)设计、研发设计、研发1415l授课方式授课方式理论讲授理论讲授: 网络的理论知识网络的理论知识软件设计软件设计: 帮助知识的深入理解、结果

10、验证帮助知识的深入理解、结果验证布置作业、课题设计布置作业、课题设计(C 语言语言 Project)安排实验安排实验l课外课外预习预习/复习：教材和参考书复习：教材和参考书完成完成 ：课外作业、：课外作业、Projectl课件课件登录登录163邮箱后，进入邮箱后，进入文件中心文件中心l希望希望对课程提出你们的想法和建议对课程提出你们的想法和建议对课程的看法和意见及时提出对课程的看法和意见及时提出l不希望不希望迟到、早退迟到、早退手机铃声手机铃声16l授课授课学时数：学时数：64，学分：，学分：4课程时间：课程时间：116周周考试：闭卷考试考试：闭卷考试l成绩组成成绩组成期末考试：期末考试：60

11、分分实验成绩：实验成绩：10分分平时作业：平时作业：15分分中期考试：中期考试：5分分课堂考勤：课堂考勤：10分分注：注： 实验、作业、实验、作业、ProjectProject过程中，若有抄袭行为，各抄袭者分摊成绩过程中，若有抄袭行为，各抄袭者分摊成绩 17l计算机技术计算机技术网络的设备都是由计算机构成网络的设备都是由计算机构成l信息处理信息处理数据表示、存储、传输数据表示、存储、传输l软件技术软件技术通信处理、信息处理依靠软件功能实现通信处理、信息处理依靠软件功能实现l通信技术通信技术数据载体数据载体(信号信号)数据通道数据通道(信道信道)数据收发数据收发(接口接口)网络电话 网络视频 文

12、件传递电子邮件信息浏览搜索通信软件硬件信息处信息处理软件理软件通信软件硬件18l计算机系统结构计算机系统结构CPU、内、内/外存、总线、各种外设外存、总线、各种外设l计算机工作原理计算机工作原理操作系统、功能软件、设备驱动软件操作系统、功能软件、设备驱动软件l硬件、软件、操作系统硬件、软件、操作系统硬件平台是躯体硬件平台是躯体操作系统是血肉操作系统是血肉功能软件是灵魂功能软件是灵魂操作系统操作系统功能软件通信信道游戏机网络设备网络主机游戏软件网络软件上网软件19l操作系统：软件工作的基本环境操作系统：软件工作的基本环境独立、并发多任务独立、并发多任务进程、线程间通信进程、线程间通信顺序、事件驱

13、动顺序、事件驱动l典型操作系统典型操作系统WindowsLinux/AndriodUnixiOSVxWorks(嵌入式、网络设备嵌入式、网络设备)uC-OS(开放源码的小开放源码的小OS)硬件数据收发任务数据分发任务文件处理信息显示动画显示操作系统操作系统20l信息表示信息表示l信息存储信息存储l信息传输信息传输21l数据表示：数据表示：任何数据表示都与当前的上下文有关任何数据表示都与当前的上下文有关例如有四字节：例如有四字节：表示为：表示为：十六进制：为十六进制：为 CD F8 C2 E7单字节整数：带符号：单字节整数：带符号：-51,-8,-62,-25,无符号无符号205,248,194

14、,231双字节整数：带符号：双字节整数：带符号：-1843，-6206,无符号无符号52728,49895四字节整数：带符号：四字节整数：带符号：-839335191无符号无符号3455632103ASCII：四个非法字符：四个非法字符(ASCII 只定义在只定义在1127)Unicode字符字符(简体中文字符集简体中文字符集)：“网络网络”l作为对比：作为对比：ASCII字符串字符串CDF8C2E7对应的二进制为对应的二进制为01000011 01000100 01000110 00111000 01000011 00110010 01000101 00110111l任何数据，只有确定了它的

15、表达形式才有实际意义任何数据，只有确定了它的表达形式才有实际意义11001101111110001100001011100111Byte 0Byte 1Byte 2Byte 322l数据存储数据存储 数据按字节顺序编号数据按字节顺序编号0123456789101112131415struct EtherFrame BYTE DA6; BYTE SA6; U16 Type； BYTE Data1500；061214以数据结构角度看字节顺序以数据结构角度看字节顺序Send (EtherFrame)Byte0Byte1Byte2Byte n数据传输数据传输按字节存储位置顺序传输按字节存储位置顺序传输

16、DASAtypeData6字节6字节双字节整数N字节分组格式23l数据结构：数据描述数据结构：数据描述结构、数组、指针、链表结构、数组、指针、链表l软件开发环境：软件开发环境：C或或C+Visual C+ (windows)gcc (Linux)Turbo C+pFDASATypeData指针指针结构结构链表链表数组数组1np(null)typedef struct char DA6; char SA6; Frame;Frame *pF;Frame FArry50;typedef struct PDU *pNext; PDU;pNextpNextpNextpNext=024l算法流程：功能描述

17、算法流程：功能描述struct EtherFrame BYTE DA6; BYTE SA6; U16 Type； BYTE Data1500；算法：算法：接收到一个数据帧，若目的地址与自己的地址相符，接受该帧，否则丢弃该帧软件代码：软件代码：OnRecv(EtherFrame* pFm) if ( AddrCmp(pFmDA, MyA) = 0) Accept(pFm); else Destroy(pFm);接收FF.DA？接受F丢弃F返回接收流程图接收流程图相符DASAtypeData6字节6字节双字节整数N字节分组格式数据结构数据结构不符25l模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号l数字逻辑

18、与数字电路数字逻辑与数字电路l编码与调制编码与调制l数字通信原理数字通信原理26l数字传输数字传输信道编码01011010并/串信道解码串/并5AH 1 1 1 10 0 0 0bits = b(i)信道signal=s(t)010110105AHbits = b(i)s(t)=V0 if bit=0V1 if bit=1V1V0调制01011010并/串解调串/并5AHbits = b(i)信道signal=s(t)010110105AHbits = b(i) W0 if bit=0W1 if bit=10 1 0 1 1 0 1 0频带传输频带传输基带传输基带传输 27l网络网络 vs 城

19、市城市28l网络应用网络应用不仅仅是计算机间传递信息传输不仅仅是计算机间传递信息传输WWW，Email，文件传递、信息查询、，文件传递、信息查询、广告、购物、商务、银行业务、广告、购物、商务、银行业务、商业模式：B2B、B2C、O2O、游戏、电影等休闲娱乐游戏、电影等休闲娱乐一些颇具新意的应用一些颇具新意的应用语音语音/视频聊天、网络电话等通信视频聊天、网络电话等通信网络电台、网络电视等广播网络电台、网络电视等广播BT、skype、emule，QQ 、微信、微信Google Earth(前所未有的全球视点前所未有的全球视点)打车打车APP、微信红包、微信红包从网络上，你可以看到世界的许多方面，

20、今后还将会出现更多从网络上，你可以看到世界的许多方面，今后还将会出现更多的新东西的新东西29l网络技术网络技术目前的目前的Internet是主要的网络形态是主要的网络形态IP (Internet Protocol Ver 4, IPv4，1981)新一代新一代IP为为IPv6下一代网络到底应该是如何的呢？下一代网络到底应该是如何的呢？满足人们花样越来越多的需求满足人们花样越来越多的需求适应计算机越来越快的处理能力适应计算机越来越快的处理能力越来越安全可靠越来越安全可靠我们需要重新审视和整理网络的技术发展方向我们需要重新审视和整理网络的技术发展方向30l通信通信(传输传输)技术技术近年来，通信技

21、术的发展步伐越来越快近年来，通信技术的发展步伐越来越快固定电话、移动电话固定电话、移动电话有线通信、无线通信、光纤通信、卫星通信、有线通信、无线通信、光纤通信、卫星通信、主流通信速率主流通信速率90年代：几十年代：几十 kbps 几几 Mbps现在：上百现在：上百 Mbps 几十几十 Gbps不断提升的通信能力不断提升的通信能力推动网络技术发展推动网络技术发展促进网络应用的全面开花结果促进网络应用的全面开花结果通信技术仍在高速发展通信技术仍在高速发展硬件技术、软件技术、信号处理技术高速发展硬件技术、软件技术、信号处理技术高速发展网络的强大需求促进网络的强大需求促进31lOverview (Ch

22、-1)Network concept and architectureKey items: layering, protocol, servicelTransmission (Ch2, Ch3)Transmission medium (Ch2)Data link control (Ch3)lLAN (Local area network) (Ch4)Medium access control, CSMA/CDLAN technology: Ethernet, WLAN, LAN BridgelNetwork protocol and service Network protocol and s

23、ervicesRouting principlelTransport protocol Protocol and servicesCongestion controlConnection and connectionless modelApplication Elements of network applicationsSpecific applications: http, ftp, smtp, 网络概念模型传输层面网络层面应用层面32lUnit 1. Overview 网络应用模型网络应用模型 信道与网络连接信道与网络连接网络通信模式网络通信模式服务、协议、层次结构模型服务、协议、层次结

24、构模型Internet 网络网络网络中的某次通信活动网络建模Bit传输分组链路路径选择端端通信网络应用信道传输功能模型路径选择功能模型端端通信功能模型网络应用功能模型计算机计算机路由器路由器33lUnit 2. TransmissionElements of Physical layerTransmission mediaMedia encoding Transmission systemPSTNSONET信道(传输介质)传输硬件传输硬件数字信号传输(课程：通信原理)本章要点：掌握bit序列传输的基本原理了解网络常用的传输介质了解数字信号传输方法Bit序列Bit序列34lUnit 3. Data Link controlOverview of data link controlFraming Flow controlError controlError detection CRCError recovery Data Link protocol HDLCSLIPPPP链路层链路层用数字通信实现分组传输传输中出现的bit错误，造成分组错误。本章内容本章内容： 分组是如何转变