数据通信与网络技术_CH05 广域网
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计算机网络课件：第2章 数据通信与广域网技术
ASCII: 美国标准信息交换码，American standard code for information interchange--ISO 646, 或国际5号码
2.1.3 数据传输类型
模拟传输: 模拟信号 数字传输: 数字信号
2.1.4 数据传输方式
并行通信：待发送的每个字符的8位二进制编码 同时通过8条并行的通信信道进行发送
2.2.5 光纤 直径为50～100μm 的柔软、能传导光波的介
全双工通信
同步技术：要求通信双方在时间基准上保持 一致。 位同步：要求接收端根据发送端发送数据的起止时 间的时钟频率，来校正自己的时间基准与时钟频率
外同步法：发送端在发送一路数据 信号时，另外发送一路同步时钟信 号，接收端根据接收到的同步时钟 信号来校正时间基准和时钟频率
内同步法：从自 含时钟编码的发 送数据中提取同 步时钟
100M 高速以太 网Ethernet
2.2.4 同轴电缆
传输特性： 基带同轴电缆: 基带信号，也即数字信号，
数字传输，一路信号占用信道的所有带宽，多 路复用时采用TDM技术
宽带同轴电缆: 模拟信号, 模拟传输，每路信 号占用信道带宽的不同频率，多路复用时采用 FDM技术
载带同轴电缆: 模拟信号，一路信号占用所 有带宽，多路复用时采用TDM技术
单工通信 半双工通信 双工通信
发送
发送 接收
发送 接收
单向通道 (a)
双向通道 (b)
双向通道 (c)
接收
接收 发送
接收 发送
发送数字信号时：需要两对双绞线 发送模拟信号时：取决于终端所使用的频率
终端接收和改善数据时使用相同的频率 ----半双式通信
终端接收和改善数据时使用不相同的频率 ----全双式通信
2.1.3 数据传输类型
模拟传输: 模拟信号 数字传输: 数字信号
2.1.4 数据传输方式
并行通信：待发送的每个字符的8位二进制编码 同时通过8条并行的通信信道进行发送
2.2.5 光纤 直径为50～100μm 的柔软、能传导光波的介
全双工通信
同步技术：要求通信双方在时间基准上保持 一致。 位同步：要求接收端根据发送端发送数据的起止时 间的时钟频率，来校正自己的时间基准与时钟频率
外同步法：发送端在发送一路数据 信号时，另外发送一路同步时钟信 号，接收端根据接收到的同步时钟 信号来校正时间基准和时钟频率
内同步法：从自 含时钟编码的发 送数据中提取同 步时钟
100M 高速以太 网Ethernet
2.2.4 同轴电缆
传输特性： 基带同轴电缆: 基带信号，也即数字信号，
数字传输，一路信号占用信道的所有带宽，多 路复用时采用TDM技术
宽带同轴电缆: 模拟信号, 模拟传输，每路信 号占用信道带宽的不同频率，多路复用时采用 FDM技术
载带同轴电缆: 模拟信号，一路信号占用所 有带宽，多路复用时采用TDM技术
单工通信 半双工通信 双工通信
发送
发送 接收
发送 接收
单向通道 (a)
双向通道 (b)
双向通道 (c)
接收
接收 发送
接收 发送
发送数字信号时：需要两对双绞线 发送模拟信号时：取决于终端所使用的频率
终端接收和改善数据时使用相同的频率 ----半双式通信
终端接收和改善数据时使用不相同的频率 ----全双式通信
数据通信与网络技术精品PPT课件
络层协议。配置完成后，通信双方可以发送各自的网络层协议 数据报。 4. 关闭链路：通信链路将一直保持到LCP或NCP帧关闭链路，或者 是发生一些外部事件（如空闲时间超长或用户干预）。
22
PAP和CHAP原理
1. PPP提供了两种可选的身份认证方法：口令验证协议（Password Authentication Protocol，PAP）和质询握手协议（Challenge Handshake Authentication Protocol，CHAP）。
2. 信道服务单元（CSU）/数据服务单元（DSU）类似数据终端设 备到数据通信设备的复用器，可以提供以下几方面的功能：信 号再生，线路调节，误码纠正，信号管理，同步和电路测试等。
12
常用的广域网设备
1. ISDN终端适配器是用来连接ISDN基本速率接口（BRI）到其它 接口，如EIA/TIA-232的设备。从本质上说，ISDN终端适配器 就相当于一台ISDN调制解调器。
2. 下面我们将简单介绍几种常用的PPP、ISDN、ATM、帧中继、 SDH和PPPOE等广域网技术和协议。
15
16
17
18
PPP协议的特点
1. 能够控制数据链路的建立。 2. 能够对IP地址进行分配和使用。 3. 允许同时采用多种网络层协议。 4. 能够配置和测试数据链路。 5. 能够进行错误检测。 6. 有协商选项，能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。
23
PAP和CHAP原理
24
ISDN概述
1. ISDN（Integrated Service Digital Network）是一种由交换机 和数字信道构成，可提供语音、数据、图像等综合业务信息传 输的数字通信网络。
2. 它可以使用户通过一条通信线路获得各种电信服务。ISDN有三 个基本特征： 1) 端到端的数字连接。 2) 综合的业务。 3) 标准的入网接口（两种速率标准—基本速率和基群速率）。
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PAP和CHAP原理
1. PPP提供了两种可选的身份认证方法：口令验证协议（Password Authentication Protocol，PAP）和质询握手协议（Challenge Handshake Authentication Protocol，CHAP）。
2. 信道服务单元（CSU）/数据服务单元（DSU）类似数据终端设 备到数据通信设备的复用器，可以提供以下几方面的功能：信 号再生，线路调节，误码纠正，信号管理，同步和电路测试等。
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常用的广域网设备
1. ISDN终端适配器是用来连接ISDN基本速率接口（BRI）到其它 接口，如EIA/TIA-232的设备。从本质上说，ISDN终端适配器 就相当于一台ISDN调制解调器。
2. 下面我们将简单介绍几种常用的PPP、ISDN、ATM、帧中继、 SDH和PPPOE等广域网技术和协议。
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PPP协议的特点
1. 能够控制数据链路的建立。 2. 能够对IP地址进行分配和使用。 3. 允许同时采用多种网络层协议。 4. 能够配置和测试数据链路。 5. 能够进行错误检测。 6. 有协商选项，能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。
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PAP和CHAP原理
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ISDN概述
1. ISDN（Integrated Service Digital Network）是一种由交换机 和数字信道构成，可提供语音、数据、图像等综合业务信息传 输的数字通信网络。
2. 它可以使用户通过一条通信线路获得各种电信服务。ISDN有三 个基本特征： 1) 端到端的数字连接。 2) 综合的业务。 3) 标准的入网接口（两种速率标准—基本速率和基群速率）。
数据通信与计算机网络第6章通信网与广域网
6.1.2公共交换电话网PSTN
1．公共交换电话网的基本组成 公共交换电话网主要由用户终端设备、交换设备和传输系统组 成，基本结构如图6-1所示。
电话机
交换机
中继线
用户线
图6-1公共交换电话网的基本组成
6.1.2公共交换电话网PSTN
2．话音业务的特点
（1）速率恒定且单一 （2）话音对丢失不敏感 （3）话音对实时性要求较高 （4）话音具有连续性
光 源
图6-2光纤通信系统的基本组成
6.1.3光纤通信和SDH/PDH
2．光纤通信具有以下特点： (1)通信容量大； (2)损耗极低； (3) 保密性能好； (4)抗电磁干扰能力强； (5)光纤尺寸小，重量轻，便于铺设和运输； (6)材料来源丰富； (7) 寿命长； (8)质地脆，机械强度差； (9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术； (10)分路、耦合不灵活； (11)光纤、光缆的弯曲半径不能过小； (12)在偏僻地区还存在着供电困难问题。
6.1.3光纤通信和SDH/PDH
1．光纤通信系统的基本组成 光纤通信系统主要由光发送机、光接收机、光缆传输线路、 光中继器和各种无源光器件构成，光纤通信系统的基本组成如图 6-2所示。
光发送机
电 端 机 光纤 调 制 光 检 测
中继器
判 决 光 再 源 生 光纤
光接收机
光 检 测 电 端 机
放 大
图6-4 MSAP的基本组成
6.1.4 MSTP、MSAP与PTN
3．分组传送网PTN PTN是基于分组交换的、面向连接的多业务统一传送技术。 PTN网络架构如图6-5所示，
客户业务层
通 道 通 路
虚通道（VC层） 虚通路（VP层）
数据通信与网络技术 课件 第5章
高层协议
封装在下面的ATM协议中 ATM适配层
（AAL1、AAL2、AAL3/4、AAL5） ATM层
物理层
ATM协议层
13/20
●ATM信元
ATM信元的虚拟通道标识符包括两部分：即虚通道标 识符（VPI：Virtual Path）和虚信道标识符（VCI：Virtual Channel），分别标识ATM的两类逻辑通道：虚通道VP和 虚信道VC。
PPP的认证方式主要有口令验证协议（PAP）和挑战握手验证协议（CHAP）。
6/20
5.4 帧中继协议
帧中继（Frame Relay，FR）是一种数据传 输技术，所以称之为帧中继，是因为在网上信息 的传输或交换都是基于OSI七层网络模型的第二 层，即数据链路层或帧层。
帧中继网提供的基本业务包括永久虚电路 （PVC）业务和交换虚电路（SVC）业务。
12/20
最上面方框中的高层协议是特定的应用。ATM适配 层（AAL）将上层的分组“适配”到下层的ATM层。虽然 每种业务的细节可能不尽相同，但是通过适配层可以为上 层分组附加标头、标尾和填充字节，并将分组分割成为固 定长度的ATM信元。该层下面的一层称为ATM层，ATM层 可认为是链路层协议。最下面一层是物理层。
帧中继网络为每个帧中继用户分配3个带宽控制参数： Bc、Be和CIR
承诺的时间间隔(Tc) 承诺的突发大小(Bc) 承诺的信息速率(CIR) Tc、Bc、CIR之间的关系是：Tc＝Bc/CIR。
10/20
●UNI与NNI 帧中继标准中定义终端用户与帧中继网络之间的接口 为UNI，相邻帧中继网络之间的接口为NNI。
UNI
NNI
NNI
UNI
PVC段
PVC段
PVC段
封装在下面的ATM协议中 ATM适配层
（AAL1、AAL2、AAL3/4、AAL5） ATM层
物理层
ATM协议层
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●ATM信元
ATM信元的虚拟通道标识符包括两部分：即虚通道标 识符（VPI：Virtual Path）和虚信道标识符（VCI：Virtual Channel），分别标识ATM的两类逻辑通道：虚通道VP和 虚信道VC。
PPP的认证方式主要有口令验证协议（PAP）和挑战握手验证协议（CHAP）。
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5.4 帧中继协议
帧中继（Frame Relay，FR）是一种数据传 输技术，所以称之为帧中继，是因为在网上信息 的传输或交换都是基于OSI七层网络模型的第二 层，即数据链路层或帧层。
帧中继网提供的基本业务包括永久虚电路 （PVC）业务和交换虚电路（SVC）业务。
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最上面方框中的高层协议是特定的应用。ATM适配 层（AAL）将上层的分组“适配”到下层的ATM层。虽然 每种业务的细节可能不尽相同，但是通过适配层可以为上 层分组附加标头、标尾和填充字节，并将分组分割成为固 定长度的ATM信元。该层下面的一层称为ATM层，ATM层 可认为是链路层协议。最下面一层是物理层。
帧中继网络为每个帧中继用户分配3个带宽控制参数： Bc、Be和CIR
承诺的时间间隔(Tc) 承诺的突发大小(Bc) 承诺的信息速率(CIR) Tc、Bc、CIR之间的关系是：Tc＝Bc/CIR。
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●UNI与NNI 帧中继标准中定义终端用户与帧中继网络之间的接口 为UNI，相邻帧中继网络之间的接口为NNI。
UNI
NNI
NNI
UNI
PVC段
PVC段
PVC段
数据通信与网络技术广域网
路由选择协议：负责搜索分组从某个结点到目的结 点的最佳传输路由，目的是构造路由表，从路由表 再构造转发分组的转发表。 路由算法：用于产生路由表的算法。 广域网的层次地址结构：（广域网中主机数越多， 查找转发表就越费时间，为减少查找转发表所花费 的时间，广域网中一般都采用层次地址结构）
结点交换机的交换方式采用报文分组的存贮 转发方式，而且为了提高网络的可靠性，结 点交换机同时与多个结点交换机相连，目的 是给某两个结点交换机之间提供多条冗余的 链路，这样当某个结点交换机或线路出现问 题时不至于影响整个网络运行。
在广域网内，这些结点交换机和它们之间的 链路一般由电信部门提供，网络由多个部门 或多个国家联合组建而成，并且网络的规模 很大，能实现整个网络范围内的资源共享。 另外，从体系结构上看，局域网与广域网的 差别也很大，局域网的体系结构其主要层次 有物理层和数据链路层两层，而广域网目前 主要采用是TCP/IP体系结构，所以它的主要 层次是网络层。 路由选择问题是广域网首先要解决的问题。
数据通信与网络技术 Data Communication and Network Technology
第5章 广域网
本章主要内容
1.
2.
3.
广域网的基本概念； 分组转发； 三种广域网：X.25网、帧中继网和 采用ATM技术的广域网。
5.1 广域网的基本概念
广域网是作用的地理范围从数十公里 到数千公里，可以连接若干个城市、 地区甚至跨越国界、遍及全球的一种 计算机网络。有时也称为远程网。 距离：几十公里——几千公里 速率：56kbps -> 155bps -> 622Mbps -> 2.4Gbps … 结构：交换机组成，交换机之间点点 连接
《数据通信与网络技术》广域网基础
第24页
在AR1上的配置
• [AR1]interface Serial 2/0/0
• [AR1-Serial2/0/0]link-protocol ? --查看串行接口支持的数据链路层协议
• fr Select FR as line protocol
• hdlc Enable HDLC protocol
接入的数据链路层协议。 • PPP提供安全认证协议PAP（Password Authentication Protocol，密码验证协议）和CHAP（Challenge
Handshake Authentication Protocol，挑战握手认证协议） • 提供LCP （Link Control Protocol，链路控制协议），用于各种链路层参数协商，如最大接收单元、
第11页
PPP工作流程
• PPP基本工作流程总共包含了5阶段。
▫ 链路关闭阶段（Link Dead）。 ▫ 链路建立阶段（Link Establishment）。 ▫ 认证阶段（Authentication）。 ▫ 网络层协议阶段（Network Layer Protocol）。 ▫ 链路终结阶段（Link Termination）。
第5页
本节小结
• 广域网通常覆盖很大的地理范围，从几十公里到几千公里不等，它能提供远距离通信， 连接多个城市或国家。
• 广域网通常用来连接不同的局域网，租用ISP的线路。 • 针对广域网链路有相应的协议，比如PPP、HDLC、帧中继。 • 局域网使用的协议是CSMA/CD协议。
第6页
PPP原理与配置
• （2）被认证方RB收到此Challenge报文之后，进行一次加密算，运算公式为MD5（ID+随 机数+密码），意思是将ID、随机数和密码三部分连成一个字符串，然后对此字符串做 MD5运算，得到一个16Byte长的摘要信息，然后将此摘要信息和端口上配置的CHAP用户 名一起封装在Response报文中发回认证方RA。
在AR1上的配置
• [AR1]interface Serial 2/0/0
• [AR1-Serial2/0/0]link-protocol ? --查看串行接口支持的数据链路层协议
• fr Select FR as line protocol
• hdlc Enable HDLC protocol
接入的数据链路层协议。 • PPP提供安全认证协议PAP（Password Authentication Protocol，密码验证协议）和CHAP（Challenge
Handshake Authentication Protocol，挑战握手认证协议） • 提供LCP （Link Control Protocol，链路控制协议），用于各种链路层参数协商，如最大接收单元、
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PPP工作流程
• PPP基本工作流程总共包含了5阶段。
▫ 链路关闭阶段（Link Dead）。 ▫ 链路建立阶段（Link Establishment）。 ▫ 认证阶段（Authentication）。 ▫ 网络层协议阶段（Network Layer Protocol）。 ▫ 链路终结阶段（Link Termination）。
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本节小结
• 广域网通常覆盖很大的地理范围，从几十公里到几千公里不等，它能提供远距离通信， 连接多个城市或国家。
• 广域网通常用来连接不同的局域网，租用ISP的线路。 • 针对广域网链路有相应的协议，比如PPP、HDLC、帧中继。 • 局域网使用的协议是CSMA/CD协议。
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PPP原理与配置
• （2）被认证方RB收到此Challenge报文之后，进行一次加密算，运算公式为MD5（ID+随 机数+密码），意思是将ID、随机数和密码三部分连成一个字符串，然后对此字符串做 MD5运算，得到一个16Byte长的摘要信息，然后将此摘要信息和端口上配置的CHAP用户 名一起封装在Response报文中发回认证方RA。
数据通信与广域网技术整
软件定义网络（SDN）
SDN技术通过将网络控制与基础设施分离，实现网络的灵活性和可 编程性，为广域网带来新的发展机遇。
人工智能与广域网
人工智能技术在广域网中的应用，如流量优化、故障诊断等，将提 升广域网的智能化水平。
网络安全与隐私保护
加密技术与网络安全
采用先进的加密技术，确保广域网中数据传输的安全 性和完整性。
DDN通过数字通信链路，提供稳定、 低延迟的数据传输服务，适用于对数 据传输质量要求较高的应用场景，如 金融交易、远程医疗等。
详细描述
在DDN中，数据传输采用数字信号， 因此抗干扰能力强，传输质量高。此 外，DDN还支持多种通信协议和接口 标准，方便用户接入和使用。
帧中继（Frame Relay）
总结词
ATM具有高带宽、低 延迟、高可靠性的特点 ，可提供面向连接的虚 电路服务和基于内容的
路由服务。
详细描述
在ATM中，信元传输 速度快且抗干扰能力强 ，保证了数据传输的质
量和稳定性。此外， ATM还支持多种通信 协议和接口标准，方便
用户接入和使用。
MPLS网络
总结词
MPLS网络是一种基于标签交换的广域网技术，提供高效 、可靠的数据传输和多播服务。
物理层协议
调制解调器（Modem）、同步 数字体系（SDH）、波分复用技
术（WDM）。
广域网拓扑结构
星型拓扑
以一个中心节点与其他多个终端节点连 接，结构简单、易于管理和维护。
网状拓扑
节点之间有多条路径连接，可实现数 据的灵活传输和冗余备份，但结构复
杂、管理和维护成本较高。
环型拓扑
节点以环状方式连接，可实现数据的 双向传输，但单点故障可能导致整个 网络的瘫痪。
SDN技术通过将网络控制与基础设施分离，实现网络的灵活性和可 编程性，为广域网带来新的发展机遇。
人工智能与广域网
人工智能技术在广域网中的应用，如流量优化、故障诊断等，将提 升广域网的智能化水平。
网络安全与隐私保护
加密技术与网络安全
采用先进的加密技术，确保广域网中数据传输的安全 性和完整性。
DDN通过数字通信链路，提供稳定、 低延迟的数据传输服务，适用于对数 据传输质量要求较高的应用场景，如 金融交易、远程医疗等。
详细描述
在DDN中，数据传输采用数字信号， 因此抗干扰能力强，传输质量高。此 外，DDN还支持多种通信协议和接口 标准，方便用户接入和使用。
帧中继（Frame Relay）
总结词
ATM具有高带宽、低 延迟、高可靠性的特点 ，可提供面向连接的虚 电路服务和基于内容的
路由服务。
详细描述
在ATM中，信元传输 速度快且抗干扰能力强 ，保证了数据传输的质
量和稳定性。此外， ATM还支持多种通信 协议和接口标准，方便
用户接入和使用。
MPLS网络
总结词
MPLS网络是一种基于标签交换的广域网技术，提供高效 、可靠的数据传输和多播服务。
物理层协议
调制解调器（Modem）、同步 数字体系（SDH）、波分复用技
术（WDM）。
广域网拓扑结构
星型拓扑
以一个中心节点与其他多个终端节点连 接，结构简单、易于管理和维护。
网状拓扑
节点之间有多条路径连接，可实现数 据的灵活传输和冗余备份，但结构复
杂、管理和维护成本较高。
环型拓扑
节点以环状方式连接，可实现数据的 双向传输，但单点故障可能导致整个 网络的瘫痪。
数据通信及计算机网络技术
数据通信及计算机网络技术数据通信是指在计算机网络中，通过各种媒介进行信息传递的过程。
计算机网络技术是指在计算机网络中使用的各种技术和协议，以实现数据的传输和通信。
数据通信是计算机网络中最基本的过程之一、在计算机网络中，数据通信主要是指数据的传输和交换。
数据通信的目的是实现信息的传递和共享，使得在不同的设备和系统之间可以进行数据的交换和传输。
数据通信主要涉及到数据的编码与解码、数据的传输和接收、数据的传输速率控制等技术和方法。
计算机网络技术是指在计算机网络中使用的各种技术和协议，以实现数据的传输和通信。
计算机网络技术包括了物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等多个层次。
在每个层次上，都有相应的技术和协议来实现数据的传输和通信。
物理层是计算机网络技术中最底层的一层，主要是负责通信媒介的选择和数据的传输。
物理层的主要技术包括了传输媒介的选择和控制、数据传输的时钟同步、信号的传输和衰减控制等。
数据链路层是在物理层之上的一层，主要负责数据的传输和帧的传递。
数据链路层的主要技术包括了帧的创建和传递、数据的校验和纠错、流量控制和链路管理等。
网络层是在数据链路层之上的一层，主要负责路由和地址的选择。
网络层的主要技术包括了路由协议的选择和实现、地址的分配和管理、数据分组和转发等。
传输层是在网络层之上的一层，主要负责数据传输和可靠性的保证。
传输层的主要技术包括了传输协议的选择和实现、数据的分段和重组、数据的校验和纠错等。
应用层是在传输层之上的一层，主要负责应用程序的开发和实现。
应用层的主要技术包括了应用程序的协议和接口、数据的编码和解码、数据的传输和交互等。
除了上述的各个层次之外，还有一些辅助的技术和方法，如网络安全技术、网络管理技术等。
这些技术和方法都是为了更好地实现数据的传输和通信，以及保护数据的安全和稳定。
总结起来，数据通信和计算机网络技术是计算机网络中非常重要的两个方面。
数据通信主要是指数据的传输和交流，而计算机网络技术则是为了实现数据通信而设计的各种技术和协议。
数据通信与计算机网络
数据通信与计算机网络数据通信与计算机网络是现代信息社会的基础设施之一，它们为人们提供了高效、稳定、安全的数据传输和互联网连接。
在日常生活中，我们几乎无时无刻不在使用计算机网络，如通过手机上网，发送电子邮件，观看在线视频等。
本文将重点介绍数据通信和计算机网络的基本原理及其关键技术。
数据通信是指在计算机网络中传输数据的过程。
它包括数据的产生、传输和接收三个主要部分。
首先是数据的产生，数据可以由人们直接创建，如文件、图片等；也可以由计算机系统产生，如传感器采集到的数据、计算结果等。
数据的产生常常需要经过编码处理，以便在网络中传输和存储。
其次是数据的传输，数据可以通过有线或无线传输介质进行传送。
常见的有线传输介质有电缆、光纤等，而无线传输介质则包括无线电波、红外线等。
数据的传输需要根据特定的通信协议进行，如TCP/IP协议。
最后是数据的接收，接收端需要对传输的数据进行解码处理，以还原出原始数据。
计算机网络是指将多台计算机连接在一起，通过数据通信来实现信息共享的系统。
计算机网络可以根据网络拓扑结构的不同进行分类。
常见的网络拓扑结构有总线型、星型、环型、网状等。
在计算机网络中，通信设备起着关键的作用，它们负责数据的转发和路由选择，确保数据能够准确地传输到目标设备。
网络设备包括交换机、路由器、网关等。
此外，还需要有一些协议来规范和管理网络中的数据通信，如TCP/IP协议、HTTP协议等。
在数据通信和计算机网络中，安全性是一个重要的问题。
随着网络规模和用户数量的增加，网络安全面临着更为严峻的挑战。
恶意攻击者可能通过网络入侵、数据篡改等手段获取非法利益。
因此，数据通信和计算机网络中的安全技术显得尤为重要。
常见的安全技术有加密、防火墙、入侵检测等。
加密技术可以对数据进行加密和解密，以确保数据只能由合法的接收方解密。
防火墙可以监控网络流量，防止未经授权的访问和恶意攻击。
入侵检测系统可以实时检测并响应网络中的异常行为，确保网络的安全性。
数据通信与广域网
抗强电干扰 较差
安装难易度 易 布局多样性 好
保密性 一般
经济性
低
时延
小
高 中 较好 好 较低 小
同轴缆 宽带 <300M
<100
高 中 较好 好 较低 小
整理ppt
光纤
<300G 100 极高 较难 中 极好 较高 小
地面微波 卫星
0.3~300G 500M
40~50 不受限
差
差
易
易
好
好
差
差
中
较高
整理ppt
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计算机网络教程
2.2 传输介质及其主要特性
2.2.1 传输介质的主要类型
• 双绞线 • 同轴电缆 • 光纤电缆 • 无线电磁波与卫星通信信道
整理pptLeabharlann 16计算机网络教程
2.2 传输介质及其主要特性
传输介质的特性：
• 物理特性：物理结构的描述；
• 传输特性：允许传送数字或模拟信号，以及调制
第2章 数据通信与 广域网技术
计算机网络教程
2.1 数据通信的基本概念
2.1.1 信息、数据与信号 • 通信目的：交换信息。信息载体可以是数字、文字、语音、
图形或图像，计算机产生的信息是上述媒体组合； • 信息(Information)：表达事物的内容或解释 • 数据(data)：信息的编码，二进制代码 • 信号(signal)：数据的物理量编码，包括模拟或数字 • 数据通信是指在不同计算机之间传送表示各种媒体内容的
二进制代码 • 传送的实体是由模拟或数字信号表示的0、1比特序列。
整理ppt
2
计算机网络教程
2.1 数据通信的基本概念
数据通信与广域网技术.
分组交换的原理（四）
• 接收端收到分组后剥去首部还原成报文。
分组 1
首部 数 据
分组 2
首部 数 据
分组 3
首部 数 据
收到的数据
分组交换的原理（五）
• 最后，在接收端把收到的数据恢复成为 原来的报文。
报文 1101数00011据010101011数01010据111000100数11010据010
– 采样 – 量化 – 编码
A 1.5
1.52≈1.5
1.28≈1.3 1.0
0.62≈0.6 0.5
1.26≈1.3
0.73≈0.7 0.41≈0.4
0.27≈0.3
0.12≈0.1
0
D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
t
(a)
样本
量化级
二进制编码
编码信号
D1
1
D2
4
D3
7
D4
13
D5
使用交换机
• 当电话机的数量增多时，就要使用交换 机来完成全网的交换任务。
交换机
“交换”的含义
• 在这里，“交换”(switching)的含义是：
– 转接——把一条电话线转接到另一条电话线， 使它们连通起来。
• 从通信资源的分配角度来看，“交换” 就是按照某种方式动态地分配传输线路 的资源。
• 差错控制是检查是否出现差错以及如何纠正差错； • 通信信道的噪声分为两类：热噪声和冲击噪声； • 由热噪声引起的差错是随机差错，或随机错； • 冲击噪声引起的差错是突发差错（Burst Error），或
报文和报文分组结构
± ¨ ÎÄ
± ¨ÎÄ ºÅ Ä¿ µÄ µØ Ö· Ô´ µØ Ö·
数据通信与广域网新
21世纪计算机基础教育系列教材
2.5.3 数据传输速率的定义与信道速率的极限
数据传输速率的定义 数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标； 数据传输速率在数值上，等于每秒钟传输构成数据代 码的二进制比特数，单位为比特/秒，记做bps； 常用的数据传输速率单位有：Kbps、Mbps、Gbps与 Tb/s，其中： 1Kbps = 1×103 bps 1Mbps = 1×106 bps 1Gbps = 1×109 bps 1Tbps = 1×1012 bps
吴功宜 吴英 编著
32
电子工业出版社
21世纪计算机基础教育系列教材
2.6 频带传输技术
2.6.1 频带传输的定义
利用模拟信道传输数据信号的方法称为频带传输； 调制解调器（modem）是频带传输中最典型的通信设 备。
吴功宜 吴英 编著
33
电子工业出版社
21世纪计算机基础教育系列教材
2.6.2 调制解调器的基本工作原理
在发送端将计算机中的数字信号转换成能在电话线上 传输的模拟信号；
在接收端将从电话线路上接收到的模拟信号还原成数 字信号。
电话机
电话机
计算机
电话线 电话交换网 Modem
电话线 Modem
计算机
吴功宜 吴英 编著
34
电子工业出版社
FSK方式Modem的工作原理
电话机
21世纪计算机基础教育系列教材
电话机
振幅键控ASK 移频键控FSK 移相键控PSK 非归零码NRZ 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码
吴功宜 吴英 编著
24
电子工业出版社
2.4.2 模拟数据编码方法
21世纪计算机基础教育系列教材
0 数据
数据通信ch05.
传播距离取决于信号能量。 37
Propagation Types
对流层传播：有两种方式 信号以直线形式从一根天线发送到另一根天线了； 要求接收方和发送方在视线所及的范围内。 信号以一定角度向对流层的较高层次广播，然后反 射回地面。 可以覆盖更远的距离。
电离层传播：更高 频的无线电波向上 发射到电离层并由 该层反射回地面。
39
Note:
Radio waves are used for multicast communications, such as radio and
television, and paging systems.
Terrestrial Microwave
微波需要视线传播的发送和接收设备，信号传输的覆 盖范围主要依赖于天线的高度(将塔建在山上)。 微波一次只能沿一个方向传输，因此需要两种频率来 支持双向传输，每种频率都有自己的发送和接收器。 转发器：将天线接收的信息重新转化成可以发送的形 式(使用新频率或老频率)，并转发到下一个天线。
Chapter 5
Transmission Media
Guided Media Unguided Media
Transmission medium and physical layer
计算机以及其他通信设备用来表示数据的信号可以以 电磁能量的形式从一台设备传输到另一台通信设备。 电磁能量是一种电场和磁场震荡的组合形式，包括： 能量、语音、无线电波、红外线、可见光、紫外线以 及X射线、伽玛射线和宇宙射线，每种形式都对应电 磁频谱的一部分。 但并非所有的频谱都可以在当前的远程通信技术中使 用！
22
Optical fiber
光纤利用全反射将光线在信道内定向传输。 光纤的中心是玻璃或塑料的芯材，外面填充着密度相 对较小的玻璃或塑料材料。 两种材料的密度差异必须达到能够使芯材中的光线只 能反射回来而不能折射入填充材料的程度。 信息被编码成一束以一系列开关状态来代表0和1的光 线形式。
Propagation Types
对流层传播：有两种方式 信号以直线形式从一根天线发送到另一根天线了； 要求接收方和发送方在视线所及的范围内。 信号以一定角度向对流层的较高层次广播，然后反 射回地面。 可以覆盖更远的距离。
电离层传播：更高 频的无线电波向上 发射到电离层并由 该层反射回地面。
39
Note:
Radio waves are used for multicast communications, such as radio and
television, and paging systems.
Terrestrial Microwave
微波需要视线传播的发送和接收设备，信号传输的覆 盖范围主要依赖于天线的高度(将塔建在山上)。 微波一次只能沿一个方向传输，因此需要两种频率来 支持双向传输，每种频率都有自己的发送和接收器。 转发器：将天线接收的信息重新转化成可以发送的形 式(使用新频率或老频率)，并转发到下一个天线。
Chapter 5
Transmission Media
Guided Media Unguided Media
Transmission medium and physical layer
计算机以及其他通信设备用来表示数据的信号可以以 电磁能量的形式从一台设备传输到另一台通信设备。 电磁能量是一种电场和磁场震荡的组合形式，包括： 能量、语音、无线电波、红外线、可见光、紫外线以 及X射线、伽玛射线和宇宙射线，每种形式都对应电 磁频谱的一部分。 但并非所有的频谱都可以在当前的远程通信技术中使 用！
22
Optical fiber
光纤利用全反射将光线在信道内定向传输。 光纤的中心是玻璃或塑料的芯材，外面填充着密度相 对较小的玻璃或塑料材料。 两种材料的密度差异必须达到能够使芯材中的光线只 能反射回来而不能折射入填充材料的程度。 信息被编码成一束以一系列开关状态来代表0和1的光 线形式。
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5.2 广域网中的分组转发机制
分组交换网的分组转发是通过查找转发表进 分组交换网的分组转发是通过查找转发表进 行转发的。 转发：就是当交换结点收到分组后，根据其 转发：就是当交换结点收到分组后，根据其 目的地址查找转发表（forwarding table），并 目的地址查找转发表（forwarding table），并 找出应从结点的哪一个接口将该分组发送出 去。 路由选择：是构造路由表（routing table）的 路由选择：是构造路由表（routing table）的 过程。 路由表：是根据一定的路由选择算法得到的， 路由表：是根据一定的路由选择算法得到的， 而转发表又是根据路由表构造出的。
广域网的基本组成
广域网是由一些结点交换机以及连接这些 交换机的链路组成，这些链路一般采用光纤 交换机的链路组成， 线路或点对点的卫星链路等高速链路， 线路或点对点的卫星链路等高速链路，其距 离没有限制。 离没有限制。 结点交换机的交换方式采用报文分组的存贮 转发方式，而且为了提高网络的可靠性， 转发方式，而且为了提高网络的可靠性，结 点交换机同时与多个结点交换机相连， 点交换机同时与多个结点交换机相连，目的 是给某两个结点交换机之间提供多条冗余的 链路，这样当某个结点交换机或线路出现问 链路， 题时不至于影响整个网络运行。 题时不至于影响整个网络运行。
数据通信与网络技术 Data Communication and Network Technology
第5章 广域网
本章主要内容
1. 2. 3.
广域网的基本概念； 分组转发； 三种广域网：X.25网、帧中继网和 三种广域网：X.25网、帧中继网和 采用ATM技术的广域网。 采用ATM技术的广域网。
1. 2.
数据报服务
无连接的网络服务： 无连接的网络服务：数据报服务 为每个分组选择独立路由 尽最大努力交付， 尽最大努力交付，没有质量保证的服务
H2 B A H1 D
H4 H6 E C H3 H5
虚电路服务
面向连接的网络服务： 面向连接的网络服务：虚电路服务 存储转发 服务质量有较好保证 H4 B A H1 D E C H3 H5 H6
什么是blog？ 什么是blog？
blog 可以是个人日记、每日道坛、合 可以是个人日记、每日道坛、 作空间、政治讲坛、特发新闻集散地、 作空间、政治讲坛、特发新闻集散地、 各种链接的汇集地、您的个人想法、 各种链接的汇集地、您的个人想法、 世界大事备忘录等。 世界大事备忘录等。 自从BLOGGER 出现以来， 自从BLOGGER 出现以来，BLOG 已 WEB、影响了政治、 经改造了 WEB、影响了政治、动摇了 新闻业并使数百万人有了发言权和与 他人交流的机会。 他人交流的机会。
使用了默认路由的简化路由表
1 2
3
4
结点1 结点2 结点3 结点4 结点1的路由表 结点2的路由表 结点3的路由表 结点4的路由表 目的站 下一跳 目的站 下一跳 目的站 下一跳 目的站 下一跳 1 直接 2 直接 1 1 2 2 3 * 4 4 2 2 4 直接 3 * 3 直接 * 3 4 4
用图表示一个广域网
1
2
1
2
3
4 3 4
各结点的路由表
1 2
3
4
结点1 结点2 结点3 结点4 结点1的路由表 结点2的路由表 结点3的路由表 结点4的路由表 目的站 下一跳 目的站 下一跳 目的站 下一跳 目的站 下一跳 1 直接 1 3 1 1 1 3 2 3 2 直接 2 2 2 2 3 3 3 3 3 直接 3 3 3 4 4 4 4 4 4 直接
默认路由
在较小的网络中，转发表中的重复的项目不多，但很 大的广域网的转发表中就有可能出现很多的重复项目， 这会导致搜索转发表时花费较长的时间。 为了减少转发表中的重复项目，可以用默认路由 (default route)代替所有的具有相同“下一跳”的项目。 route)代替所有的具有相同“下一跳”的项目。 默认路由比其他项目的优先级低，若转发分组找不到 明确的项目对应，才使用默认路由。 只有超过一个以上的目的站有相同的下一跳时，使用 默认路由才会使转发表更加简洁，才能减少查找转发 表的时间。
路由选择协议：负责搜索分组从某个结点到目的结 路由选择协议：负责搜索分组从某个结点到目的结 点的最佳传输路由，目的是构造路由表，从路由表 再构造转发分组的转发表。 路由算法：用于产生路由表的算法。 路由算法：用于产生路由表的算法。 广域网的层次地址结构：（广域网中主机数越多， 广域网的层次地址结构：（广域网中主机数越多， 查找转发表就越费时间，为减少查找转发表所花费 的时间，广域网中一般都采用层次地址结构）
什么是IPTV 什么是IPTV
IPTV即交互式网络电视， IPTV即交互式网络电视，是一种利用 即交互式网络电视 宽带有线电视网，集互联网、多媒体、 宽带有线电视网，集互联网、多媒体、 通讯等多种技术于一体， 通讯等多种技术于一体，向家庭用户 提供包括数字电视在内的多种交互式 服务的崭新技术。 服务的崭新技术。用户在家中可以有 两种方式享受IPTV服务 服务： 两种方式享受IPTV服务： (1)计算机 (1)计算机 (2)网络机顶盒 (2)网络机顶盒+普通电视机 网络机顶盒+
广域网的构成
结点交换机
广域网
结点交换机：点到点连接， 结点交换机：点到点连接，分组存储转发
互连网的构成
局域网 结点交换机
路由器 广域网
互连网
结点交换机是在单个网络中转发分组的， 结点交换机是在单个网络中转发分组的，路由器是在多个网络构成的互连网中转发分组的
数据报服务和虚电路服务
从层次上看，广域网中的最高层就是 网络层。网络层为接在网络上的主机 所提供的服务有两大类： 无连接的网络服务：数据报服务 面向连接的网络服务：虚电路服务
对比方面 思路 连接的建立 目的站地址
数据报服务 可靠通信由用户主机来保证 不要 每个分组都有目的站全地址 每个分组独立选择路由 出故障的路由器可能会丢失分 组,一些路由可能会发生变化 到达目的站时不一定按发送顺序 由用户主机负责
思考题
请列出三种以上的广域网？ 请列出三种以上的广域网？ 试画出网络负载与吞吐量在实际拥塞 控制和无拥塞控制的曲线图？ 控制和无拥塞控制的曲线图？
协议：包含OSI模型下三层，采用存储— 协议：包含OSI模型下三层，采用存储—转发 方式 重要问题：路由选择、分组转发 重要问题：路由选择、分组转发 交换：报文交换或报文分组交换 交换：报文交换或报文分组交换 服务：面向连接的服务和无连接的服务 服务：面向连接的服务和无连接的服务 服务的具体实现：虚电路、数据报 服务的具体实现：虚电路、数据报 权衡因素：交换机的内存空间、虚电路建立 权衡因素：交换机的内存空间、虚电路建立 时间、路由选择时间、线路带宽
5.1 广域网的基本概念
广域网是作用的地理范围从数十公里 到数千公里，可以连接若干个城市、 地区甚至跨越国界、遍及全球的一种 计算机网络。有时也称为远程网。 计算机网络。有时也称为远程网。 距离：几十公里——几千公里 距离：几十公里——几千公里 速率： 速率：56kbps -> 155bps -> 622Mbps -> 2.4Gbps … 结构：交换机组成，交换机之间点点 结构：交换机组成，交换机之间点点 连接
5.3 拥塞控制
拥塞：在计算机网络中的链路容量（带宽）、 拥塞：在计算机网络中的链路容量（带宽）、 交换结点的缓存和处理机等，都是网络资源。 交换结点的缓存和处理机等，都是网络资源。 在某段时间，若对网络中某一资源的要求超 过了该资源所能提供的可用部分，网络的性 能就变坏，这种情况叫拥塞。即 ∑对资源的需求 > 可用资源 网络拥塞由许多因素引起； 拥塞常常使问题趋于恶化； 拥塞控制与流量控制密切相关。
在广域网内，这些结点交换机和它们之间的 链路一般由电信部门提供，网络由多个部门 或多个国家联合组建而成，并且网络的规模 很大，能实现整个网络范围内的资源共享。 另外，从体系结构上看，局域网与广域网的 差别也很大，局域网的体系结构其主要层次 有物理层和数据链路层两层，而广域网目前 主要采用是TCP/IP体系结构，所以它的主要 主要采用是TCP/IP体系结构，所以它的主要 层次是网络层。 路由选择问题是广域网首先要解决的问题。
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马特· 马特·德吉拉：最著名的博客、支持个人 博客网站“德吉拉报道” 一个人网站“德吉拉报道”跻身全美网站 访问量前20名，一举超过《今日美国》 访问量前20名，一举超过《今日美国》和 《华盛顿邮报》等网站。德吉拉开启了互 华盛顿邮报》 联网博客浪潮，成为最成功的博客代表， 为互联网和媒体传播点燃了新的革命。法 新社将他列为“20世纪最具推动力和影响 新社将他列为“20世纪最具推动力和影响 力的十大人物之一”，忠实读者称他为 “公民的记者”
思考题
什么是X.25协议？它以什么方式工作？ 什么是X.25协议？它以什么方式工作？ 协议 帧中继是有连接服务还是无连接服务？ 帧中继是有连接服务还是无连接服务？ ATM是什么意思？主要特点有哪些？ ATM是什么意思？主要特点有哪些？ 是什么意思
IT 快讯
P2P P2P是peer-toP2P是peer-to-peer P2P就是人可以直接连接到其他用户的 P2P就是人可以直接连接到其他用户的 计算机、交换文件，而不是像过去那样 连接到服务器去浏览与下载。 网络上现有的许多服务可以归入P2P的 网络上现有的许多服务可以归入P2P的 行列。即时讯息系统譬如ICQ、 行列。即时讯息系统譬如ICQ、MSN Messenger、OICQ是最流行的P2P应用。 Messenger、OICQ是最流行的P2P应用。
H2
数据报服务与虚电路服务的主要区别
虚电路服务 可靠通信由网络来保证 必须有 仅在连接建立阶段使用 每个分组使用短的虚电路号 路由选择 在虚电路建立时进行 所有分组均按同一路由 当路由器出 所有通过出故障的路由器的 故障时 虚电路均不能工作 分组的顺序 总是按发送顺序到达目的站 端到端差错处 由通信子网负责 理和流量控制