网络数据通信

1、一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念n数据：信息可以用数字的形式来表示，数字化的信息称为数据。数据可以分为两类：模拟数据和数字数据。n模拟数据：在时间和幅度取值上是连续的，如声音的强弱、温度的高低等；n数字数据：在时间上是离散的，在幅度上是经过量化的，如计算机内部传输的二进制数序列。2、信道、信道n是传送信号的一条通道，可以分为物理信道和逻辑信道。n信道容量：指信道传输信息的最大能力，通常用数据传输率来表示。即单位时间内传送的比特数越大，则信息的传输能力也越强，表示信道容量大。3、带宽、带宽n是指信道多能传送的信号频率宽度，它的值为信道上可传送信号的最高频率减去最低频率之差。带宽越大，

2、所能达到的传输速率就越大，因此，信道的带宽是衡量传输系统的一个重要指标。4、数据传输率、数据传输率n指单位时间内信道传输的信息量，单位是bps。n一般来说，数据传输速率的高低由传输每一位数据所占用的时间决定的，如果每一位所占时间越小，则数据传输率越高。1、比特率、比特率n是指数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位有效位（bit）数，单位用bps表示。 n是衡量传输有效性的指标。2、波特率n是一种调制速率，也成波形速率。在数据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率，其单位为波特（Baud）。3、误码率n指信息传输的错误率，是数据通信系统在正常工作下衡量传输可靠性

3、的指标。4、吞吐量、吞吐量n是单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是Bps（字节每秒）或bps（位每秒）。在单信道总线型网络中，吞吐量=信道容量传输速率。三、数据的传输方式三、数据的传输方式n根据数据信息在传输介质上的传送方向，数据通信方式可分为单工通信、半双工通信和双工通信；n依数据在传输上原样不变的传输还是调制变样后再传输，数据传输方式可分为基带传输、频带传输和宽带传输方式1、数据通信方式、数据通信方式n单工通信：数据只能沿一个固定方向传输，即传输是单向的，如广播电视；n半双工通信：允许数据沿两个方向传输，但在每一时刻信息只能在一个方向传输，它实质是可切换方向的单工通信，如对讲机；n

4、全双工通信：允许信息同时沿两个方向传输，这是计算机通信常用的方式。2、数据传输方式、数据传输方式n基带传输：是指在在信道上原封不动地传输由计算机或终端产生的0或1数字脉冲信号；具有速率高和误码率低等优点。局域网大多采用基带传输。n已调信号：经过调制的信号称为已调信号。n频带传输：是指已调信号通过线路传输到接收端，然后经过解调恢复为原始基带脉冲；其优点是可以利用现有的大量模拟信道（如模拟电话交换网）通信，价格便宜，容易实现；远距离通信采用。n宽带传输采用频带传输技术，它将不同频率的多种调制信号在同一传输线路中传输，因此，宽带传输能将声音、图像和数字数据等综合到一个物理信道上。四、数据复用技术四、

5、数据复用技术n复用技术：是实现在同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰的技术，可用来提高通信线路的利用率。n常用的复用技术有：频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用等。1、频分复用（、频分复用（FDMA）n将具有一定带宽的信道分割成若干个由较小频带的子信道，每个子信道供一个用户使用。n数据在各个子信道上是并行传输的，各个子信道独占频段，共享时间。2、时分多路复用（、时分多路复用（TDMA）n把时间分为若干个时间槽，每个用户分得一个时间槽，在其占用的时间槽内，该用户可以独享信道的全部带宽。n时间槽的划分有交替性和周期性。3、统计时分多路复用（、统计时分多路复用（STDMA）n动态的分配

6、时间槽，只把确实要发送数据的终端接入链路，这样，只有工作的终端才能够分到带宽，充分提高了总带宽的利用率。4、波分多路复用（、波分多路复用（WDMA）n指在一根光纤上不只是传送一路光载波，而是同时传送多个波长不同的光载波，每个波长信道的速率高达2.5-10Gbps。五、数据交换技术五、数据交换技术n电路交换n报文交换n分组交换n信元交换1、电路交换、电路交换n指通过网络节点（交换设备）在工作站之间建立专用的通信通道，即在两个工作站之间建立实际的物理连接。一旦通信线路建立，这对端点就独占该条物理通道，直至通信线路被取消。n优点：实时性好，由于信道专用，通信速率较高；n缺点：线路利用率低，不能连接不

7、同类型的线路组成链路，通信双方必须同时工作。2、报文交换、报文交换n报文是一个带有目的端信息和控制信息的数据包。n报文交换采取的是“存储转发”方式，不需要再通信的两个结点之间建立专用的物理线路。n优点：不需要预先建立电路和事后拆除电路，在中间结点可以进行差错校验和代码转换。n缺点：网络的延时较长且变化较大，因而不宜用于实时通信或交互的应用场合。3、分组交换、分组交换n是报文交换的一种改进，也属于存储转发交换方式，但它不是以报文为单位，而是以长度受到限制的报文分组（Packet）为单位进行传输交换的。n分组也叫做包，分组交换有时也称为包交换。n分组在网络中传输，还可以分为数据报和虚电路两种不同的

8、方式。n分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输延时小，交互性好。n缺点：每个分组都带有源地址和目的地址。六、差错检验与校正六、差错检验与校正n奇偶校验n循环冗余校验4、信元交换、信元交换n是一种面向连接的交换技术，它采用小的固定长度的信息交换单位（53B），语音、视频和数据都可由信元的信息域传输。n信元交换技术用于ATM网络n综合了分组交换高效率和电路交换高速率的优点。六、差错检验与校正六、差错检验与校正n奇偶校验：是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制码的数位“1”的个数是奇数或偶数来进行校验，采用奇数称为“奇校验”，反之，称为偶校验。n循环冗余校验（CRC）：是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法以保证数据传输的正确性和完整性。七、并行与串行传输七、并行与串行传输n并行通信用于距离较近的情况，在并行传输中，至少有8位数据同时从一个设备传到另一个设备，需要专门的并行电路实现。n串行通信用于距离较远的情况，每次由源地址传到目的地的数据只有一位。八、异步传输和同步传输八、异步传输和同步传输n异步传输：传送的数据每次为一个字符，每个字符的长度为58位，字符之间的传输间隔任意。 异步传输的时序同步仅在每个字符的范围内是必须的，接收器可以在每个字符开始时获得再同步的机会。特点：速率较低，适用于误码率及