网络应用技术1.ppt

1、2020/7/13，1，计算机网络应用技术，第1章计算机网络基础11计算机网络的发展12计算机网络的定义、功能和分类13计算机网络的组成和拓扑结构14数据通信基础15计算机网络体系结构16计算机网络的传输介质17计算机网络传输设备，2020/7/13，2， 第二章局域网21局域网概述22局域网体系结构23以太网24非主流局域网25网络操作系统第三章广域网和互联网31广域网的基本概念32互联网33 TCP/IP协议的基本概念2020年7月13日第四章综合布线系统4.1布线系统设计42结构化布线安装和测试第五章应用实例参考书：计算机网络实用技术王宏贾卓生编著人民邮电出版社。 (25)局域网和广域网

2、的设计与实现，机械工业出版社。数据通信与网络，机械工业出版社。计算机网络(第三版)，清华大学出版社。2020/7/13/4，个人介绍，王，大连理工大学信息学院网络与控制研究室，电子邮箱：电话：4706002或4706003-8211研究方向：计算机网络，(实时)分布式系统，计算机控制与数据处理，数字企业等。2020/7/13，5，第1章，计算机网络基础，11计算机网络的发展，111计算机网络的发展历史计算机网络的发展过程是计算机和通信(c，在传输过程中使用数字信号的传输模式称为数字数据传输(可能需要编码和解码)，2020/7/13，32，数据通信系统(数据通信模式)，数据通信是指数据在信道上传

3、输的方式。通常有三种分类方法：根据数据码传输的顺序分为：串行传输和并行传输。根据数据传输的同步方式，可分为：同步传输和异步传输。根据数据传输的流向和时间关系，可分为：单工、半双工和双工传输。串行通信：数据流以串行方式在信道中传输。这种方法的优点是易于实现和使用。缺点是：需要额外的同步措施来解决接收方和发送方代码组或字符的同步。并行通信：数据在两个以上的并行信道上同时成组传输。并行传输可以实现发送方和接收方之间的字符同步，无需额外的措施。缺点是：很少使用，因为它需要更多的传输通道，复杂的设备和高成本。2020/7/13/33，数据通信系统(串行和并行传输)，并行传输(并行传输)和串行传输(串行传

4、输):局域网是封闭的，至少8位数据同时传输，如图(a)所示。计算机中的数据大多是并行传输的。串行传输：在长距离的情况下，每次只有一位数据从源传输到目的地，如图(b)所示。由于成本的原因，远程通信一般采用串行传输技术。2020/7/13/34，数据通信系统(同步传输)*，同步传输(同步传输)不单独同步每个字符，而是同步由一组字符组成的数据块。同步方法不是添加停止位，而是在数据块前添加特殊的位组合模式(如0111110)或同步字符(SYN)，并通过位填充或字符填充技术确保数据块中的数据不会与同步字符混淆。2020/7/13/35，数据通信系统(异步传输)，异步传输的工作原理是每个字节作为一个单元独

5、立传输，并且字节之间的传输间隔是任意的。为了标记字节的开始和结束，在每个字符的开始处添加一个开始位，在结束处添加一个1、1.5或2位的停止位以形成“字符”。这里，“字符”指的是异步数据单元，它不同于“字节”，通常略大于一个字节。如下图所示：2020/7/13/36，特性：同步传输：以固定的时钟节拍发送数据信号。在数据流中，每个信号符号的相对位置是固定的。到与异步传输相比，同步传输在技术实现上比较复杂，但它不需要在每个字符上添加开始和停止符号作为识别字符的符号，而只是在一串字符前后添加一个符号序列。因此，传输效率高，适用于高速数据通信系统(2.4kb/s以上)。2020/7/13/37，数据通信

6、系统(单工、双工)，单工数据传输：数据只能在两个站之间的指定方向上传输，反向传输接触信号的半双工数据传输：数据可以在两个站之间的两个方向上传输，但不能同时在两个方向上执行双工数据传输。-终端设备子系统-数据传输子系统-数据处理子系统，2020/7/13/39，数据通信基础，2数据通信过程首先用户通过拨号告诉交换机要通信的对方地址，交换机查询对方的终端线路。如果空闲，交换建立双方的物理信道。第二阶段：建立数据传输链路。数据通信双方建立同步联系，即通信双方处于正确的发送和接收状态，通信双方验证对方的地址。第三阶段：数据传输。通信方传输数据和控制信号。第四阶段：数据传输结束。通信双方通过相关通信控制

7、信息确认该通信即将结束。第五阶段：拆除链接。通信方之一通知交换机通信已经结束，并且可以断开线路并切断双方之间的逻辑链路。2020/7/13，40，数据通信基础*，3数据通信系统的质量标准衡量数据通信系统的性能，主要考虑数据传输的数量和质量。传输速率，即每单位时间传输的信息单元数。位/秒，波特/秒；它们不同，但可以互换。错误率。误码率=接收到的错误比特数/发送的比特总数。可靠性(正常工作时间/总工作时间)*100%，或平均故障间隔时间。适应性。对外部环境变化的适应性。可维护性。维护方便。标准化程度。衡量设计标准，共享和开放。经济。性能价格比。沟通建立的及时性。同步性能指数。2020/7/13，4

8、1，数据通信基础，142数据传输原理在数据通信系统中，在数据传输过程中需要解决以下问题：信息表示，即信息编码；如何保证信息的正确传输，即接收和发送的同步；如何利用通信线路有效地传输信息是复用问题。1信息交换代码数据通信中传输的信息称为消息，可以是数据信息，也可以是监控信息。信息由具有特定含义的字符组成。字符是由一定数量的二进制代码按照一定的规则编译而成的，这些代码在数据传输中被称为信息交换码。在许多信息交换代码中，如ASCII。2020/7/13，42，数据通信基础(数据传输原理)，2数据传输方法有两种数据传输方法：数字信号传输或调制和转换后的模拟信号传输。数字信号以原始二进制数“0”和“1”

9、在信道中传输，这称为基带传输。经过调制后，数字信号被转换成模拟信号并在信道中传输，这就是所谓的频带传输。在计算机网络技术中，数字信号通过数据通道直接传输的传输方式称为基带传输。基带二进制数据信号传输的主要方法有三种：(1)非归零码(NRZ)是一种低电平代表逻辑“0”，高电平代表逻辑“1”的编码方法。不归零编码的缺点是为了保持发射机和接收机之间的时钟同步，需要额外发送同步时钟信号。，2020/7/13，43，数据通信基础(数据传输原理)，(2)曼彻斯特编码在每个比特中间有一个跳跃，它有两个功能：一是内部时钟作为比特同步模式；其次，它用于表示二进制数据信号。“0”可以定义为从高电平到低电平的转换，

10、“1”可以定义为从低电平到高电平的转换。这种编码的优点是：第一，“独立时钟信号”，不需要发送另一个同步时钟信号，第二，没有DC分量。(3)差分曼彻斯特编码在每个比特中间有一个跳变，它只有一个功能，即作为比特同步模式的内带时钟，从高电平到低电平或从低电平到高电平的跳变与数据信号无关。“0”和“1”根据两个位之间是否有跳跃来区分。如果下一个数据是“0”，则两个位之间有一个电平跳变；如果下一个数据为“1”，则两位之间没有电平跳变。曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的缺点是效率低，并且每个比特之间有一个跳跃，因此时钟频率是信号速率的两倍。例如，为了达到10兆位/秒的数据传输速率，要求时钟频率至少为20兆赫

11、兹。2020/7/13，44，数据通信基础(数据传输原理)，从数字数据到数字信号的编码方法，(a)不归零编码，(b)曼彻斯特编码，(c)差分曼彻斯特编码，2020/7/13，45，数据通信基础(数据传输原理)，频带传输：在长距离传输中，由于通过电话线传输的声音的频率范围(300-3400赫兹)不适合数字信号的直接传输，有必要首先将数字信号转换成模拟信号将数字信号转换成模拟信号的过程是调制，将模拟信号恢复成数字信号的过程是解调。有三种基本的调制方法：调幅、调频和调相。调幅：频率和相位不变，不同的振幅代表不同的数字(二进制)。调频：振幅和相位不变，不同的频率代表不同的数字(二进制)。相位调制：振幅

12、和频率不变，不同的相位代表不同的数字(二进制)。2020/7/13，46，数据通信基础(数据传输原理)*，3复用技术复用是指在一条通信线路上同时传输来自不同来源的多种信息，从而提高线路利用率，降低成本。这被称为多路复用。复用可以分为两类：频分复用(FDM)和时分复用(时分复用)。a .频分复用(FDM)在介质上同时传输多个信号，每个信号用不同的载波频率调制，每个载波频率完全独立，即载波形成的信号互不重叠，因此每个信号可以在介质上成功传输。(a)原始信道(b)频率增强(c)复用信道，2020/7/13，47，数据通信基础(数据传输原理)，b .时分复用(时分复用)时分复用将时间分成若干时隙，每个

13、用户分配一个时隙。时隙的划分具有交替性和周期性。交替性意味着不会有连续的时隙被单个用户连续占用，而是每个人轮流占用每个时隙；周期性意味着时隙的分配应该周期性地重复。让我们来看看T1信道是如何复用多个语音信号的，T1信道是PCM传输标准之一。T1是北美和日本广泛使用的标准。T1载波由24个通道组成，如图所示。每帧数据有193位，传输一帧数据的时间位传输125微秒。每帧的第一位是帧起始位，用于帧同步。此外，还有24个8位通道，每个通道有7个数据位和1个校验位。2020/7/13，48，数据通信基础(时分复用)*，2020/7/13，49，142错误控制技术*，人们总是希望在通信线路中正确传输数据。

14、然而，信道内外的干扰和噪声是不可避免的。传输错误：外部干扰。随机误差(前后信号无关)、突发误差(误差位相关)。纠正措施：电气性能、误差控制。错误控制：检测、纠正和处理。控制方法：时间冗余、设备冗余和数据冗余。差错控制技术：奇偶校验、汉明校验、循环码冗余校验等。奇偶校验(VRC)奇偶校验基于字符。一个字符由8位组成，低7位是信息字符的ASCII码，最高位是“奇偶校验位”。B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0原则：接收端和发送端“字符”中的数字“1”；“奇数”或“偶数”。2020/7/13，50，块校验(水平和垂直冗余校验LRC) *，在垂直冗余校验VRC的基础上，在传输一批字符后，添加

15、另一个称为“块校验字符”的校验位字符。奇偶校验位(VRC)字符1 1 0 0 1 0 1 0 0 0字符21000101字符31010000字符41001001字符51010001字符61000011块校验字符(LRC)1 1 1 0 1 0 1上面的例子是奇数校验。用这种方法，如果二进制传输是错误的，它不仅可以从VRC的水平线反映出来，还可以从LRC的垂直线反映出来。它不仅能找到一个、两个或三个位错，还能自动纠正它们，从而将误码率降低2-4个数量级。2020/7/13，51，15计算机网络体系结构，151网络体系结构和计算机网络协议计算机网络体系结构：计算机网络的层次结构，网络拓扑，每一层的

16、功能划分，以及每一层协议和接口的一般名称。网络协议：为完全不同的系统提供一个通用的通信环境。局域网协议使简单的电子信号在网络通信电缆上传输变得有意义。没有协议，网络通信是不可能的。为了使两个工作站能够充分通信，它们必须使用相同的协议，就像两个人使用相同的语言可以更好地通信一样。2020/7/13/52，计算机网络体系结构是指网络的基本设计思想和方案，以及各个组件的功能定义。分层结构是描述系统的基本方法，其特点是每一层都基于前一层，下层为上层提供服务。层级结构的优点：1 .抽象。每一层的内部结构对上层和下层都是不可见的。2.便于系统化和标准化。3.层间接口清晰，减少了层间传输的信息量，方便了层模块的划分和开发。4.与实现无关，允许在不影响相邻层模块的情况下，用等效功能模块灵活替换一层模块。2