MIS讲义(第六章通信网络技术及在管理中的作用)[详细]

1、,Management Information Systems 管理信息系统,内蒙古大学经济管理学院,E-mail: ,Zhang Qifeng,张 启 锋,The School of Economic 业余无线电 短波通信: 如 短波广播通信 军用通信 微波通信: 如 移动通信 雷达 空间通信,第一节 通信技术概述,一、通信的基本概念,2、通信的分类,4） 按调制方式分 基带传输:基带传输是指信号没有经过调制而直接送到信道中去传输 的一种方式 频带传输:频带传输是指信号经过调制后再送到信道中传输，收端有相应解调措施的通信系统。,第一节 通信技术概述,一、通信的基本概念,3、通信的方式,1）按

2、消息传送的方向 和时间划分的通信方式 单工方式 (b) 半双工方式 (c) 全双工方式,第一节 通信技术概述,一、通信的基本概念,3、通信的方式,2）按数字信号排序分 串序传输方式; (b) 并序传输方式,3） 按通信网络形式分 两点间直通方式 (b) 分支方式 (c) 交换方式,第一节 通信技术概述,一、通信的基本概念,3、通信的方式,第一节 通信技术概述,二、通信系统的组成,1、通信系统基本模型 通信的任务是完成消息的传递和交换要实现这一过程必须具有以下三个部分: 发送端-接收端-信道,信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统与基本模型相比增加了调制与解调.目的是将基带信号转换其频带适合在

3、信道传输的信号也就是调制.,第一节 通信技术概述,二、通信系统的组成,2、模拟通信系统,第一节 通信技术概述,二、通信系统的组成,3、数字通信系统,信道中传输数字信号的系统称为数字通信系统 数字通信系统主要的三种通信模式: 1）数字频带传输通信系统 2）数字基带传输通信系统 3）模拟信号数字化传输通信系统,1） 数字频带传输通信系统,加密器-为了实现保密通信对基带信号的扰乱 编码器-信道的噪声对数字信号的传输造成的差错 通过编码器/解码器来控制 同步 -该环节因为其位置往往不是固定未画出,但 在该系统中是不可缺少的.,第一节 通信技术概述,第一节 通信技术概述,2） 数字基带传输通信系统,没有

4、调制器和解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统,3） 模拟信号数字化传输通信系统,在日常生活中大部分信号为模拟信号,实现模拟信号在数字系统 中的传输 则必须 发端 进行 A/D 收端进行D/A,第一节 通信技术概述,二、通信系统的组成,3、数字通信系统,第一节 通信技术概述,二、通信系统的组成,4、数字通信系统的主要优缺点,1）数字通信的主要优点 抗噪声性能好:信号的取值只有两个,容易判别和处理. (2) 差错可控: 通信中出现的差错可通过纠错编码技术来控制 (3) 保密性好: 与模拟信号相比更容易加密和解密 (4) 易于与现代技术相结合。目前的终端接口均是数字信号,第一节 通信技术概述

5、,二、通信系统的组成,4、数字通信系统的主要优缺点,2） 数字通信的缺点,(1) 频带利用率不高。数字信号占用的频带宽 以电话为例，一路数字电话一般要占据约20-60kHz的带宽， 而一路模拟电话仅占用约4 kHz带宽。 (2) 需要严格的同步系统。 故设备复杂、成本高、体积较大。,第一节 通信技术概述,三、通信技术发展概况,1 通信发展简史 1）通信的萌芽 古代战场的“点烽火为号”可能是最原始的数字通信， 此外古代航海中使用的旗语也可以认为是数字通信的萌芽。 2）通信发展的三个阶段 借助电信号实现从一地向另一地进行消息传递的通信（电信）的历史可追溯到17世纪初期，从16001750年研究电磁

6、现象开始到19世纪40年代，为通信理论基础准备阶段。 从19世纪40年代开始通信才进入实用阶段。 实用阶段大致可划分为三个阶段。 （1） 通信的初级阶段。 从1838年摩尔斯发明有线电报到1948年香农提出信息论共110年，主要是有线通信、无线通信、广播电视、雷达和微波通信等方面的发展，此阶段以模拟通信为主。,（2）近代通信阶段。从1948年到20世纪80年代光纤通信系统等投入使用共30多年，主要是通信统计理论、数字传输理论及技术、彩色电视、卫星通信等方面的发展,此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高端产品。 （3）现代通信阶段。20世纪80年代商用通信卫星、程控数字交换机、光纤通信系统等

7、陆续投入使用至今共20多年,主要是卫星通信、光纤通信、移动通信、多媒体通信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。,第一节 通信技术概述,三、通信技术发展概况,第一节 通信技术概述,三、通信技术发展概况,2、通信技术的现状和发展趋势,1） 光纤通信 光纤通信具有容量大、成本低等优点，且不怕电磁干扰，与同轴电缆相比可以大量节约有色金属和能源。因此，自1977年世界上第一个光纤通信系统在芝加哥投入运行以来，光纤通信发展极为迅速，新器件、新工艺、新技术不断涌现，性能日臻完善。由于长波长激光器和单模光纤的出现 ，使每芯光纤通话路数可高达百万路，中继距离将达到100 km，市话中继光纤成本也连续大幅度下

8、降。 我国近几年来光纤通信已得到了快速发展，目前光缆长度累计近几十万km。我国已不再敷设同轴电缆，新的工程将全部采用光纤通信新技术。,第一节 通信技术概述,三、通信技术发展概况,2、通信技术的现状和发展趋势,2） 卫星通信 卫星通信的特点是通信距离远， 覆盖面积广， 不受地理条件限制，可以大容量传输，建设周期短，可靠性高等。自1960年第一颗卫星发射成功以来，卫星通信发展特别迅猛。 目前， 卫星通信的使用范围已遍及全球，仅国际卫星通信组织就拥有数十万条话路。卫星通信的广泛应用，使国际间重大活动能及时得以实况转播， 它使全世界人与人之间的“距离”缩短。,3） 移动通信 移动通信是现代通信中发展最

9、为迅速的一种通信手段，它是随着汽车、飞机、轮船、火车等交通工具的发展而同步发展起来的。 近10年来， 在微电子技术和计算机技术的推动下，移动通信从过去简单的无线对讲或广播方式发展成为一个把有线、 无线融为一体，固定、移动相互连通的全国规模，甚至全球范围的通信系统。 移动通信的发展方向是数字化、微型化和标准化。20世纪90年代将是蜂窝电话迅速普及的年代。但目前世界上存在八种不同的技术体制，互不兼容，因此标准化成为当务之急。数字化的关键是调制、纠错编码和话音编码方式的确定。微型化的目标是研制重量非常轻的个人携带的手机。,第一节 通信技术概述,三、通信技术发展概况,2、通信技术的现状和发展趋势,4）

10、 微波中继通信 微波中继通信始于20世纪60年代，它较一般电缆通信具有易架设，建设周期短等优点。它是目前通信的主要手段之一，主要用来传输长途电话和电视节目，其调制主要采用SSB/FM/FDM等方式。 微波中继通信的主要发展方向是数字微波，同时要不断增加系统容量，增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用的调制方式有16QAM和64QAM，并已出现256QAM、1024QAM等超多电平调制的方式。采用多电平调制，在40 MHz的标准频道间隔内，可传送1920至7680路PCM数字电话。,第一节 通信技术概述,三、通信技术发展概况,2、通信技术的现状和发展趋势,第二节 计算机通信网络,一、计算

11、机网络的基本概念,1.计算机网络的定义：利用通信线路将具有独立功能的计算机连接起来而形成的计算机集合，计算机间可以借助通信线路传递信息，共享软件、硬件和数据等资源,一、计算机网络的基本概念,2.计算机网络的特点 (1)计算机网络建立在通信网络的基础之上 (2)建立计算机网络的目的 资源共享 在线通信,第二节 计算机通信网络,第二节 计算机通信网络,计算机网络应用举例（1）,1.共享打印机等各种硬件设备,计算机网络应用举例（2）,2.共享数据资源,第二节 计算机通信网络,计算机网络应用举例（3）,3.共享应用程序,第二节 计算机通信网络,第二节 计算机通信网络,计算机网络分类,1.广域网（WAN

12、） 覆盖的地理范围：几十千米到几千千米 通常利用公用网络进行组建 2.城域网（MAN） 覆盖的地理范围：几十千米之内 3.局域网（LAN） 覆盖的地理范围：有限范围（如实验室内、大楼内、校园内） 分为共享式局域网与交换式局域网,包交换：互联网采用包交换技术在两点之间传输数据。在包交换网络中，文件和信息被分解成包，在这些包上用表示信息源和目的地的代码打上电子标签。这些包在网络中从一台计算机传输到另一台计算机，直至到达目的地。目的计算机把这些包集中起来，并把每包中的信息重新集合成原先的数据。 路由器：每个包从源到目的地的最佳路径是由途经的各个计算机决定的。决定包的路径的计算机通常叫做路由器，确定最

13、佳路径的程序叫做路由算法。,计算机网络是如何工作的,第二节 计算机通信网络,第二节 计算机通信网络,包交换优点： 1、长数据流可分解成易于管理的小数据包，小的数据包可沿着大量不同的路径进行传输，避免了网络中的交通拥挤。 2、在数据包到达目的地后，更换受损数据包的成本较低，因为如果一个数据包在传输途中被改变了，只要重新传输这个数据包就可以了。 最早的包交换网叫做ARPANET。 协议是一组规则的集合，它规定网络传输数据的格式和顺序，并检查这些数据中的错误。协议确定了数据的发送设备如何表示已经完成信息的发送，以及接收设备如何表示已经收到（或没收到）信息。,第二节 计算机通信网络,第二节 计算机通信

14、网络,协议的基本概念（1）,1.协议（protocol）是通信双方为了实现通信所进行的约定或所作的对话规则 2.网络协议的优劣直接影响网络的性能 3.网络协议的组成 语义：做什么（what to do） 语法：怎么做（how to do） 定时关系：何时做（when to do）,协议的基本概念（2）,4.计算机网络中存在有多种协议 5.协议之间的相互作用 为避免重复工作，每个协议应该处理没有被其他协议处理过的通信问题 协议之间可以共享数据和信息,第二节 计算机通信网络,OSI参考模型的基本思想,第二节 计算机通信网络,第二节 计算机通信网络,网络中数据的封装与解封,生活中信件的封装、传递与解

15、封,第二节 计算机通信网络,第二节 计算机通信网络,TCP/IP分层体系结构,第二节 计算机通信网络,TCP/IP体系结构与OSI参考模型的对应关系,第二节 计算机通信网络,1、局域网的主要特点 2、总线型、环形、星形网的数据传输方式 3、局域网使用的主要传输介质及其特性,二、局域网的基本知识,局域网的主要特点,1.覆盖有限的地理范围 2.传输速率高（通常在10Mb/s1000Mb/s之间） 3.误码率低（通常低于10-8） 4.单位自己建设和拥有，易于维护和管理 5.主要技术要素 拓扑结构 传输介质 介质访问控制方法,局域网的拓扑结构,总线型拓扑结构 环形拓扑结构 星形拓扑结构,总线型拓扑结

16、构,所有节点都连接到一条作为公共传输介质的总线上 信息的传输以“共享介质”方式进行,总线型的优越性,一个节点失效不影响其他节点的工作 节点的增删不影响全网的运行 结构简单 接入灵活 扩展容易 可靠性高,环形拓扑结构,特点： 以共享介质方式进行数据传输 每个节点都与两个相邻的节点相连 节点之间采用点到点的链路 网络中的所有节点构成一个闭合的环 环中的数据沿着一个方向绕环逐站传输,环形的主要问题,环中某一位置的断开将导致整个网络瘫痪,星形拓扑结构,特点 存在一个中心节点 每个节点通过点到点的链路与中心节点连接 所有通信都通过中心节点进行 交换局域网是一种典型的星形拓扑结构,局域网传输介质,1.传输

17、介质 传输信号经过的各种物理环境 物理上将计算机相互连接起来的介质 2.传输介质的种类 同轴电缆 非屏蔽双绞线（UTP） 屏蔽双绞线（STP） 光缆,传输介质的种类,同轴电缆,同轴电缆的特点,1.优点 传输距离较远，覆盖的地域范围较大 技术非常成熟 2.缺点 电缆硬，折曲困难，重量重 3.局域网常用同轴电缆 粗同轴电缆：特征阻抗50 ，直径1cm 细同轴电缆：特征阻抗50，直径0.5cm 4.同轴电缆不适合用于楼宇内的结构化布线,非屏蔽双绞线和RJ-45连接器,非屏蔽双绞线,1.优点 尺寸小、重量轻、容易弯曲 价格便宜 容易安装和维护 RJ-45连接器牢固、可靠 2.缺点 抗干扰能力较弱 传输

18、距离比较短 UTP分为：3类线、4类线、5类线和超5类线 UTP非常适合于楼宇内部的结构化布线,屏蔽双绞线,1.优点 传输质量较高 电缆尺寸和重量与UTP相当 2.缺点 安装不合适有可能引入外界干扰,光缆,1.光缆的特点 (1)优点 传输速率高 传输距离远 传输损耗低 抗干扰能力强 (2)缺点 价格相对较高 安装比较困难 2.光纤的分类 多模光纤 单模光纤（传输质量比多模光纤好） 3.光缆适合于楼宇内部的结构化布线,光缆,介质访问控制方法（1）,1.问题的提出 传统的局域网是“共享”式局域网 共享式局域网的传输介质是共享的 数据传输应该按照“半双工”方式进行 两个或多个节点同时发送将产生“冲突

19、”,介质访问控制方法（2）,2.主要任务 尽量避免“冲突”的发生 解决“冲突”发生时产生的问题 3.对传输介质进行控制通常采用分散方式 网络中的所有节点都参与对共享介质的访问控制 4.常用的介质存取方法 带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）方法 令牌总线（Token Bus）方法 令牌环（Token Ring）方法,以太网（Ethernet）,采用总线型拓扑结构 物理拓扑结构可以是星形的 介质访问控制方法为CSMA/CD,以太网的发送,先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发,以太网的接收,MAC地址,作用：局域网上的计算机利用MAC地址表示自己和他人的身份 MAC地址通常存储在网络

20、接口卡NIC中 MAC地址位于OSI参考模型的数据链路层,以太网中的MAC地址,以太网的MAC地址长度为48b 以太网的MAC地址表示方式：十六进制表示 例如：52-54-ab-31-ac-c6 惟一性保证 以太网的MAC地址由专门的组织负责分配,Internet网络 1. Internet物理结构 Internet连接了不同国家与地区无数不同类型的电脑,可能是某个校园网的大型主机，也可能是某个办公室的个人电脑。硬件千差万别，使用的操作系统与软件也各不相同，要保证这些电脑之间能够畅通无阻地交换信息，必须有相通的语言，即统一的通信协议。 Internet是一个计算机网络的网络或叫做网间网(把全世

21、界各种各样的网络都联接到一起所形成的网络)，那么Internet是怎么把这些网络连接到一起的呢? Internet是用一种称为路由器的专用计算机将网络互联在一起的。当然，单纯将计算机硬件互联在一起并不能形成Internet，互联的计算机还需要在软件的指挥下才能正常地工作。,Internet网络,1.x.y.z126.x.y.z格式的IP地址，属于A类地址,128.x.y.z191.x.y.z格式的IP地址，属于B类地址,192.x.y.z223.x.y.z格式的IP地址，属于C类地址,224.x.y.z239.x.y.z格式的IP地址，用于特殊用途，如多目广播,240.x.y.z255.x.y.z格式的IP地址，暂时保留，用于某些实验和将来使用,IP地址,Internet发展迅猛，其提供的服务在不断增加，应用领域也迅速扩大，而且日益渗透到人们的生活和工作之中，成为日常交流中不可缺少的组成部分。这里所列出的只是一些基本服务与应用的概括。Internet所提供的服务都采用客户机/服务器的模式。 (1) 电子邮件 E-mail(电子邮件)是Internet提供的一项最基本服务，它基于客户机/服务器的模式，是用户使用最为广泛的Internet服务之一。电子邮件的最大特点