网络工程数据库系统应用基础

计算机基础（下）——网络工程与数据库系统应用基础网络工程数据库系统应用基础第1页

计算机网络工程

网络概念与基本原理 互联网实用技术 静态网页制作（学习一个网页制作工具） 网站建设概论数据库系统应用基础

数据库系统概念与基本原理 关系数据库 数据库系统设计与实践(学习一个编程工具）软件设计技术基础本课程内容网络工程数据库系统应用基础第2页

意在使同学们在上学期知识基础上，深入掌握计算机技术领域内更专业性、最流行理论、概念、方法及工具本课程目标网络工程数据库系统应用基础第3页计算机网络工程第一部分：网络工程概论网络工程数据库系统应用基础第4页第1章网络基本概念网络工程数据库系统应用基础第5页1.1定义网络概念

用通信线路和通信设备将分布在不一样地点含有独立功效多个计算机系统相互连接起来，在网络软件支持下实现彼此之间数据通信和资源共享系统 四个要素： 通信线路和通信设备 有独立功效计算机 网络软件支持 实现数据通信与资源共享网络工程数据库系统应用基础第6页1.2发展与分类计算机网络发展

远程终端联机阶段 计算机网络阶段（局域网） 计算机网络互联阶段（广域网、Internet） 信息高速公路阶段（高速，多业务，大数据量）

20世纪60年代早期面向终端计算机网络：主机是网络中心和控制者，终端（键盘和显示器）分布在各处并与主机相连，用户经过当地终端使用远程主机只提供终端和主机之间通信，子网之间无法通信

20世纪60年代中期多个主机互联，实现计算机和计算机之间通信。包含：通信子网、用户资源子网终端用户能够访问当地主机和通信子网上全部主机软硬件资源。20世纪70年代:ARPANET20世纪70年代:ARPANET1977年国际标准化组织(ISO)制订：开放体系互联基本参考模型（OSI）TCP/IP协议诞生：RFC宽带综合业务数字网：信息高速公路ATM技术、ISDN、千兆以太网交互性：网上电视点播、电视会议、可视电话、网上购物、网上银行、网络图书馆等高速、可视化网络工程数据库系统应用基础第7页1.2发展与分类分类

按物理结构分：点对点、广播

按覆盖范围分：局域网、广域网、城域网

按使用范围分：公用网（如ChinaNet)、专用网(如CERNET)

按传输介质分：有线网、无线网

点对点：星型、环型、树型、完全互联型、相交环型、不规则型广播：总线型、环形、卫星网

局域网：数公里，大于10M甚至1Gbps;城域网：100Km，主干速度可到达数百Mbps;广域网：几十到几千公里，带宽从1.2kbps到上百Mbps网络工程数据库系统应用基础第8页1.3协议

通信协议——概念

为进行网络中数据交换而建立规则、标准或约定，就称为网络通信协议网络工程数据库系统应用基础第9页1.3协议通信协议——假如没有协议例子：计算机A向计算机B发出信号——“你好”情况1：假如：没有应用程序（如电子邮件，QQ等） 结果：则极难实用与推广情况2：假如：没有中间点控制结果：传输无法完成你好你好网络工程数据库系统应用基础第10页1.3协议情况3：假如：没有正确路径选择 结果：则无法确保传给指定对象情况4：假如：没有差错与流量控制结果：无法确保传输正确信息，或发生延迟你好你好你好你好泥好泥号网络工程数据库系统应用基础第11页1.3协议其它情况：假如：没有信息转换（加密、压缩、转换等）结果：无法确保正常传输（安全、格式等）你好你好堵塞网络工程数据库系统应用基础第12页1.3协议通信协议——协议分层

分层目标：将要处理问题分解成含有以下特点多个部分，然后分别处理，从而处理整个问题。(1)相对独立(2)相互链接(3)无内部耦合注；协议分层思想是处理其它复杂问题普遍思绪

OSI开放系统互联模型：一个协议分层规范模式

物理层：传输介质（比特）——指传输介质 数据链路层：差错、流量控制——情况4 网络层：路径选择——情况3 传输层：端到端传输——情况2 会话层：会话管理，传输同时 表示层：信息转换——其它情况 应用层：应用程序——情况1网络工程数据库系统应用基础第13页1.3协议协议分析发送方接收方应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层数据数据AP0数据数据数据数据数据AP0AP1AP0AP0AP1AP2AP1AP2AP3AP0AP1AP2AP3AP4AP0AP1AP2AP3AP4AP5AP0AP1AP2AP3AP4AP5网络工程数据库系统应用基础第14页1.3协议协议分层优点

1。各层相对独立，各层无须关心其它层详细实现，只需知道上下层接口 2。任何一层发生修改，只要接口关系不变，其它层均不受影响 3。结构分层，各层都可独立实现 4。各层向下单向依赖，易于实现和维护网络工程数据库系统应用基础第15页1.4网络软件网络软件

操作系统：Unix，Netware，WindowsNT，Linux应用支撑软件：网络数据库，网络开发工具，中间件等

应用软件：电子邮件，IE，QQ，网络游戏网络工程数据库系统应用基础第16页第2章通信领域常见概念网络工程数据库系统应用基础第17页首先让我们先来看一个利用电话系统来通信模型：问题：一个n比特信号是被同时传输出去，还是一个比特一个比特传输呢？一条线路上能够同时传输几路信号呢？从信源到信宿现有模拟通信又有数字通信，信号有时怎样转换呢？等等。一个电话通信系统集成了很多通信技术，我们分以下一步一步阐述网络工程数据库系统应用基础第18页2.1数据通信系统概述当代数据通信系统实际上是一个计算机网络，由数据传输系统和数据处理系统两部分组成。通信系统模型：数据通信基本概念：信息数据信号：分连续信号与离散信号；随机信号与确定信号噪声信道：如电话线、光纤等信号带宽与信道带宽信息源发信机传输介质收信机受信者噪声源信息源发信机传输介质收信机受信者噪声源网络工程数据库系统应用基础第19页信号（Signal）信号是数据电子或电磁编码。模拟（Analog）数据

模拟数据以某个区间内连续值形式出现。数字（Digital）数据数字数据以离散值形式出现模拟信号模拟信号是连续改变电磁波，它能够在各种媒体上传输与频率相关。数字信号

数字信号是一串相继电压脉冲，它能在导线上传输。速率：单位时间信息量带宽：最大传输能力单位：波特（模拟信号），比特（数字信号）网络工程数据库系统应用基础第20页模拟数据通信与数字数据通信在传输介质上传输信号有两种形式：模拟信号与数字信号信息源数据也有两种形式：模拟数据与数字数据传输形式有四种：模拟数据到模拟信号；模拟数据到数字信号；数字数据到模拟信号；数字数据到数字信号；思索题：有两台计算机需要经过电话线进行互连，请画出其通信模型。计算机计算机MODEMMODEM电话线模拟信号：连续改变（如声音），由电流与电压改变传输数字信号：离散信号，借助电信号状态来表示网络工程数据库系统应用基础第21页通信方式一）串行传输与并行传输串行传输:数据在一个信道上一位一位依次传输。数据线数目与与传输数据无关特点：通信线路数小，线路利用率高适合于远距离传输。在发送端和接收端需要并/串转换和串/并转换。需要实施同时办法，以确保不产生错字。网络工程数据库系统应用基础第22页通信方式（2）串行传输与并行传输并行传输:数据在多个信道上同时传输。数据线数目与与传输数据相同并可能多一校验线特点：不需要对传输代码进行时序转换需要数据线数目多。传输速率高。网络工程数据库系统应用基础第23页通信方式（3）通信操作方式依据信号传输方向与时间关系，能够分为：方式

单工方式

半双工方式

全双工方式

描述

只支持数据单向流动。

支持数据双向分时流动，线路只有一条，两个方向须分时使用信道。

支持数据双向同时流动，线路有两条或四条。

网络工程数据库系统应用基础第24页2.2数据传输技术2.2.1数据编码技术模拟数据到模拟信号无须编码，其它几个形式编码技术：1)数字数据数字信号编码为何要编码？数字数据为二进制数(0或1)，数字信号为高电平或低电平进行传输，所以需要将二进制数转换为高电平或低电平。全宽单极码脉冲（最简单，轻易了解）全宽单极码脉冲不归零翻转编码：以是否翻转表明0或者1曼彻斯特编码：差分曼彻斯特编码：网络工程数据库系统应用基础第25页数据编码技术2)数字数据模拟信号编码幅移键控（ASK）频移键控（FSK）相移键控（PSK）网络工程数据库系统应用基础第26页2.2.2异步传输与同时传输串行通信分为异步传输与同时传输两种。1)异步传输：以字符为单位数据传输方法：每字符都要加起始位与停顿位发送端与接收端必须采取相同速率、相同设置网络工程数据库系统应用基础第27页2)同时传输：以数据块为单位数据传输方法：每数据块都要加同时字符或比特序列面向字符同时传输面向位流同时传输网络工程数据库系统应用基础第28页2.2.3多路复用技术多路复用定义:多路复用是指把若干个彼此无关信号合并为一个复合信号，并在一条共用信道上进行传输。网络工程数据库系统应用基础第29页（1）频分多路复用多路复用器连接许多低速线路，在一条速度较高线路上传输。在频率上把要传输几路信息合在一起，形成一个合成信号后进行传输。信道可用频率带宽被分成几个互不交叠频段，每路信号占据一个频段。频分复用主要问题是各路信号之间轻易产生相互干扰（称为串扰）。引取串扰主要原因是信号频谱间相互交叉和信号被调制后因为调制系统非线性而带来已调信号频谱展宽。这种已调信号频谱展宽之后也易发生相互交叉而令信号失真和无法解调接收。所以，使用频分复用技术一是要求复用频谱之间有足够大保护间隔，二是要求调制系统含有很高线性滤波功效，这就带来设备造价问题。普通应用于模拟信号如语音信号，计算机网络系统普通不使用频分复用。应用：

广播电视、电缆电视、数字数据传输（需要将数字信号转换为模拟信号）网络工程数据库系统应用基础第30页（2）时分多路复用适合用于数字技术采取分时技术，每路分配一个时隙。假如某路终端装置无字符发送，则多路复用器发送一个空字符，以保持序列次序。较早Internet网大多使用T1/E1（1.544Mbps/2.048Mbps)或T3/E3(45Mbps/34Mbps)速率传输信道,广大计算机用户经过对应连接设备共享这些信道.网络工程数据库系统应用基础第31页分类

电路交换

报文交换

分组交换原理当你或你计算机发出一个电话呼叫时，电话系统中交换设备在你电话与接收者电话之间找出一条实际“铜线”（包含光纤和无线）通路。这种技术叫做电路交换。电话交换分电路建立、通话、拆除电路这么几个过程。信息以报文为单位，在交换装置控制下先存入缓冲存放器中并进行一些必要处理，当指定输出线空闲时，再将数据转发出去。分组交换与报文交换类似，并不在发送方和接收方之间提前建立实际铜线连接，而是采取存放转发方式。只是这里交换单位为报文分组，即是将长报文分成若干个报文组。报文分组要进行编号，但并不一定按次序抵达。网络工程数据库系统应用基础第32页网络工程数据库系统应用基础第33页网络工程数据库系统应用基础第34页分类电路交换

报文交换

分组交换优缺点优点：信息延时短，而且固定不变；适合用于连续、大批量数据传输。缺点：有呼损；不一样速率和不一样电码之间用户不能进行交换；效率低。优点：信道能够进行复用且需要时才分配信道，效率高；不一样速率和电码之间能够联接；无呼损。缺点：延时长；对中继结点存放容量要求较高

优点：转发延时短；数据传输灵活（每个分组可按不同路径不同顺序到达）；转发差错少；缺点：在目结点要对分组进行重组，增加了复杂性。实例

电话系统

电报因特网网络工程数据库系统应用基础第35页上机作业(1)