第三次(网络通信基础知识下)

1、 第二章 网络通信基础知识网络通信基础知识网络通信基础知识( (重要概念、技术重要概念、技术) ) v数据通信的基本概念数据通信的基本概念信息、信号；模拟信号、数字信号；周期信号、非周期信号信息、信号；模拟信号、数字信号；周期信号、非周期信号v信息编码技术信息编码技术数字数字/数字、模拟数字、模拟/数字、数字数字、数字/模拟、模拟模拟、模拟/模拟模拟v数据传输控制方式数据传输控制方式单工、半双工、全双工单工、半双工、全双工v数据传输方法数据传输方法并行传输、串行传输（异步、同步）并行传输、串行传输（异步、同步）v多点传输中多点传输中链路复用技术：频分复用、时分复用、波分复用链路复用技术：频分复

2、用、时分复用、波分复用数据交换技术：线路交换、报文交换、分组交换数据交换技术：线路交换、报文交换、分组交换数据传输控制方式（单工、半双工、全双工）数据传输控制方式（单工、半双工、全双工）v通信是单向进行的，就象是单行道。一条链路的两个站通信是单向进行的，就象是单行道。一条链路的两个站点中只有一个可以进行传输，另一个只能接收。点中只有一个可以进行传输，另一个只能接收。v键盘和传统监视器、无线电广播都是单工设备的例子。键盘和传统监视器、无线电广播都是单工设备的例子。键盘只能接受输入，监视器只能接受输出信号。键盘只能接受输入，监视器只能接受输出信号。 单工单工数据传输控制方式（单工、半双工、全双工）

3、数据传输控制方式（单工、半双工、全双工）v每个站点都可以发送和接收，但是不能同时发送和接收。每个站点都可以发送和接收，但是不能同时发送和接收。当其中一个设备在发送时，另一个只能接收，反之亦然。当其中一个设备在发送时，另一个只能接收，反之亦然。v对讲机是半双工系统的例子。对讲机是半双工系统的例子。半双工半双工数据传输控制方式（单工、半双工、全双工）数据传输控制方式（单工、半双工、全双工）v在全双工方式中在全双工方式中( (也叫双工方式也叫双工方式) )，两个站点同时都可以，两个站点同时都可以进行发送和接收。进行发送和接收。v例：电话例：电话v两个方向的信号共享链路带宽：两个方向的信号共享链路带宽

4、： 1）链路具有两条物理上独立的传输线路，或）链路具有两条物理上独立的传输线路，或 2）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输 全双工全双工数据传输方法数据传输方法数据传输应考虑的问题数据传输应考虑的问题v每次发送一个比特，还是将比特成组发送？每次发送一个比特，还是将比特成组发送？v如何将比特成组？如何将比特成组？v采用并行传输还是串行传输？采用并行传输还是串行传输？v发送速度的快慢？发送速度的快慢？v多点传输应该考虑什么问题？多点传输应该考虑什么问题？数据传输方法数据传输方法数据传输数据传输并行并行串行串行同步同步异步异步传输方式传输方式(1)

5、(1)并行传输方式并行传输方式特点特点:传输速率高传输速率高 需要需要n条传输线路条传输线路,成本较高成本较高 通常用于近距离传输，距离限制在通常用于近距离传输，距离限制在25英尺内。英尺内。一组比特同时发送，每个比特都占据一条独立的线路。一组比特同时发送，每个比特都占据一条独立的线路。传输方式传输方式(2)(2)串行传输方式：串行传输方式：特点特点: : 线路数少线路数少, ,利用率高利用率高, ,投资小投资小, ,长距离传输长距离传输需要进行并需要进行并/ /串串, ,串串/ /并转换（计算机内部传输和处并转换（计算机内部传输和处理并行数据）理并行数据）该方式只有一条传输线路，比特依次发送

6、该方式只有一条传输线路，比特依次发送。串行传输：串行传输： 1）异步传输）异步传输 2）同步传输）同步传输传输方式传输方式(3)(3)异步传输异步传输 以字符为单位进行传输，发送方和接收方在发送数据之以字符为单位进行传输，发送方和接收方在发送数据之前无需进行时间上的协调。发送字符时间间隔不确定。前无需进行时间上的协调。发送字符时间间隔不确定。每个字符都有起始位和停止位。每个字符都有起始位和停止位。 不要求数据双方同步，遵循异步通信协议。不要求数据双方同步，遵循异步通信协议。特点特点: :简单、有效。简单、有效。 传输速度较慢，额外开销较大。传输速度较慢，额外开销较大。RS-232RS-232标

7、准（标准（电子工业协会提出的异步通信标准电子工业协会提出的异步通信标准）逻辑逻辑“1”1”：负电平，：负电平，-3V-3V -15V-15V； “ “0”0”：正电平，：正电平，+3V+3V +15V+15V；每次传输一个字符，数据位每次传输一个字符，数据位7 7位或位或8 8位；每位电压持续时间相同；位；每位电压持续时间相同；每个字符前加一起始位（每个字符前加一起始位（0 0），表示传输开始；），表示传输开始；传送完后加一停止位（传送完后加一停止位（1 1），表示传输结束；），表示传输结束；异步传输异步传输异步传输异步传输vRS-232特点特点双极性编码，克服了直流分量问题；双极性编码，克服

8、了直流分量问题；连接距离短（最大连接距离不超过连接距离短（最大连接距离不超过1515米）；米）；多用于计算机与多用于计算机与ModemModem、键盘或终端之类的设备之间近、键盘或终端之类的设备之间近距离传输字符。距离传输字符。v为提供更大的传输距离和传输速率为提供更大的传输距离和传输速率RS-422RS-423例：传送例：传送8位数据位数据10100010B，1个停止位，要个停止位，要 求绘制信号线上的波形。求绘制信号线上的波形。8300b/s,实际每字符传送实际每字符传送10位，则每秒传送位，则每秒传送830个字符。个字符。串行传输方式串行传输方式(4)(4)同步传输同步传输 将多个字符组

9、成数据块（报文或分组），以数据块为单位将多个字符组成数据块（报文或分组），以数据块为单位传输数据。传输过程中有专门的时钟脉冲使发送方、接收传输数据。传输过程中有专门的时钟脉冲使发送方、接收方保持同步，使两者以同一频率工作。方保持同步，使两者以同一频率工作。特点特点: :传输速度快，效率较高。传输速度快，效率较高。 实现较复杂。实现较复杂。 位同步：位同步： 目的：使接收端接收的每一位信息都与发送端目的：使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步保持同步 1）外同步外同步发送端发送同步时钟信号，发送端发送同步时钟信号，接收方用它来锁定自己的时钟脉冲频率。接收方用它来锁定自己的时钟脉冲频率。 缺点

10、：附加一条专用的传输时钟脉冲的通信线路。缺点：附加一条专用的传输时钟脉冲的通信线路。 2）自同步自同步通过特殊编码（如曼彻斯特通过特殊编码（如曼彻斯特编码），这些数据编码信号包含了同步脉冲，编码），这些数据编码信号包含了同步脉冲，接收方提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频接收方提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。率。 多路复用技术多路复用技术复用是指将多个信号同时通过一条数据链路传输。复用是指将多个信号同时通过一条数据链路传输。为何要复用？线路成本为何要复用？线路成本 ： 1 1）频分复用）频分复用 2 2）时分复用）时分复用 3 3）波分复用）波分复用 (1)(1)频分多路复用频分多路复用每

11、个发送设备产生的信号被调制到不同频率的载波上，每个发送设备产生的信号被调制到不同频率的载波上，调制后的信号合成一个新的信号通过链路发送出去。调制后的信号合成一个新的信号通过链路发送出去。(1)(1)频分多路复用频分多路复用在信道带宽大于要传输的所有信号带宽之和时采用，在信道带宽大于要传输的所有信号带宽之和时采用，适用于模拟信号传输。适用于模拟信号传输。 (2) (2)时分多路复用时分多路复用将整个传输时间，分为多个相同的时间片，每个时间片将整个传输时间，分为多个相同的时间片，每个时间片内由一个设备独占链路发送一部分数据。使用完该时间片内由一个设备独占链路发送一部分数据。使用完该时间片后，退出链

12、路，等待下一次时间片的到来。后，退出链路，等待下一次时间片的到来。当传输媒介的数据传输速率大于发送和接收设备所需要当传输媒介的数据传输速率大于发送和接收设备所需要的数据速率时采用。的数据速率时采用。适用于数字信号传输，模拟信号适用于数字信号传输，模拟信号 数字信号数字信号（3）波分多路复用）波分多路复用 原理：整个波长频带被划分为若干个原理：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每个用户占用一个波长范波长范围，每个用户占用一个波长范围来进行传输围来进行传输v为降低通信线路造价，大型网络主要采用为降低通信线路造价，大型网络主要采用部部分连接分连接的拓扑结构。的拓扑结构。 v两个端节点之间的通信连接

13、一般都要通过两个端节点之间的通信连接一般都要通过中中间节点间节点的转接，中间节点要在它所连接几条的转接，中间节点要在它所连接几条线路中线路中选择一条选择一条进行接续。进行接续。 v 就像电话交换机为通话双方接续线路一样，就像电话交换机为通话双方接续线路一样，这个过程被称为这个过程被称为交换交换。数据交换技术数据交换技术数据交换技术数据交换技术数据交换技术：通过交换机等中介硬件或软件，在通信设数据交换技术：通过交换机等中介硬件或软件，在通信设 备之间创建临时连接。备之间创建临时连接。交换网络交换网络数据交换技术数据交换技术交换技术交换技术线路交换线路交换报文交换报文交换分组交换分组交换数据报方法

14、数据报方法虚电路方法虚电路方法 数据交换方法数据交换方法数据交换技术的分类：数据交换技术的分类： 通信双方需要建立一条实际的的物理连接，并独占该连接。通信双方需要建立一条实际的的物理连接，并独占该连接。 (最早由电话接线员通过插塞建立的，现在由计算机化的程控交换机实现最早由电话接线员通过插塞建立的，现在由计算机化的程控交换机实现) 通信过程分为三个阶段：线路建立、数据传输和拆除连接。通信过程分为三个阶段：线路建立、数据传输和拆除连接。优点：优点：线路一旦接通，不会发生冲突；可靠性、实时性好线路一旦接通，不会发生冲突；可靠性、实时性好, ,传输传输 延迟小。延迟小。 缺点：缺点：建立线路所需时间

15、长，双方独占线路，造成信道浪费。建立线路所需时间长，双方独占线路，造成信道浪费。1.线路交换（线路交换（circuit switching）2.2.报文交换报文交换(Message switching)(Message switching) 两个站点之间两个站点之间无需无需建立专用通道；建立专用通道； 发送方将要发送的数据作为一个发送方将要发送的数据作为一个整体数据块整体数据块(称为称为报文报文, message)进行传输；进行传输； 在交换过程中，交换设备将接收在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直再转发出去，一级一级

16、中转，直到目的地。到目的地。（存储（存储-转发）转发）。 传输过程中可能经过多次传输过程中可能经过多次路由路由。 优点：优点：线路利用率高，信道可为多个报文共线路利用率高，信道可为多个报文共享。享。缺点：缺点：1）每个报文数据量较大，在给定的）每个报文数据量较大，在给定的时间内可能无法传完；时间内可能无法传完； 2）报文大小不一，造成缓冲区管理）报文大小不一，造成缓冲区管理复杂；复杂； 3）出错后整个报文全部重发，效率）出错后整个报文全部重发，效率低。低。2.2.报文交换报文交换 将用户的整个数据块报文分成更小的分组将用户的整个数据块报文分成更小的分组(Packet)(Packet)，以，以分

17、组为单位在网络中传输。分组为单位在网络中传输。 接收方收到所有分组后，将分组重新组装成报文。接收方收到所有分组后，将分组重新组装成报文。 分组交换分组交换数据报方法数据报方法虚电路方法虚电路方法3.3.分组交换分组交换(packet Switching)(packet Switching)数据报与虚电路数据报与虚电路固定传输路径，无需中间路由固定传输路径，无需中间路由分组中不用携带目的地址信息，分组中不用携带目的地址信息，传输的额外开销较小。传输的额外开销较小。同一报文的不同分组可以独立选路同一报文的不同分组可以独立选路传输路线可以根据线路状态，灵活传输路线可以根据线路状态，灵活选择。选择。出错重传效率高。出错重传效率高。 （图）（图）3.3.分组交换分组交换 虚电路：面向连接的分组交换技术虚电路：面向连接的分组交换技术数据报：无连接的分组交换技术数据报：无连接的分组交换技术优点：优点： 1）存储量