计算机网络与通信技术总复习PPT课件
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计算机网络技术PPT课件(共12章)02数据通信技术
➢ 采用粗缆组网的技术参数如下。
• 最大的网段长度：500 m。
• 络的最大长度：2 500 m。
• 每个网ห้องสมุดไป่ตู้支持的最大节点数：100个。
• 收发器之间的最小距离：2.5 m。 • 收发器电缆的最大长度：50 m。
➢ 同轴电缆组网的其他连接设备随细缆与粗 缆的差别而不尽相同，即使名称一样，其 规格、大小也是有差别的。
图2-15 同轴电缆结构示意
2.2.3 同轴电缆
02 细缆连接设备及技术参数
OPTION
➢ 采用细缆组网时，除了需要电缆外，还需要BNC头、T型头、带BNC端口的以太网卡、终端 匹配器等，如图2-16所示。
➢ 在同步传输时，由于发送方和接收方将整个字符组作为一个单位传输，且附加位又非常少， 因此提高了数据传输的效率。
➢ 另外，在同步通信中，收发双方的时钟要严格地同步。
图2-8 同步通信
2.2.1 传输介质的主要类型
常用的网络传输介质可分 为两类：一类是有线的，另 一类是无线的。有线传输介 质 主 要 有 双 绞 线 （ Twisted Pair，包括屏蔽双绞线和非屏 蔽双绞线）、同轴电缆 （ Coaxial Cable ） 及 光 纤 （Fiber Optics），如图2-9 所示；无线传输介质有无线 电波、红外线（Infrared）等。
理论分析证明，信 道的容量与信道带 宽成正比关系，即 信道带宽越宽，信 道容量就越大，所 以人们有时愿意将 “带宽”作为信道 所能传输的“最高 速率”的同义语， 尽管这种叫法不太
严谨。
2.1.5 通信方式
01 单工、半双工与全双工通信
OPTION
（1）单工通信
指通信双方只能由一方将数据传输给另一方，数据信号只能沿一个方向传输，发送端只能 发送不能接收，接收端只能接收而不能发送，任何时候都不能改变信号的传输方向，如图 2-2所示。例如，有线电视广播就是一种单工通信方式，电视台只能发送信息，用户的电视 机只能接收信息。
计算机网络网络通信基础ppt课件
息，因此需要两个独立的通道。
数据的传输方式
单工、半双工与全双工通信
发送
单向通道
接收
(a)
发送 接收
双向通道 (b)
接收 发送
发送 接收
双向通道 (c)
接收 发送
数据的传输方式
按照传输能力数据的 传输方式另外一种分类为 串行通信、并行通信
发送端
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 串行通信信道 (a)
3、双绞线
2） UTP双绞线的特点
结构简单，容易安装，普通UTP较便宜 有一定的传输速率 信号衰减较大，传输距离有限（100m） 有辐射，容易被窃听
3、双绞线
2） UTP双绞线的特点
结构简单，容易安装，普通UTP较便宜 有一定的传输速率 信号衰减较大，传输距离有限（100m） 有辐射，容易被窃听
集线器交换机与集线器交换机通过普通端口进行连接两台计算机间的直接双绞线连接同类交叉3双绞线2utp双绞线的特点结构简单容易安装普通utp较便宜有一定的传输速率信号衰减较大传输距离有限100m有辐射容易被窃听3双绞线2utp双绞线的特点结构简单容易安装普通utp较便宜有一定的传输速率信号衰减较大传输距离有限100m有辐射容易被窃听3光纤1光纤的构造3光纤2光纤的特点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3光纤的分类多模光纤单模光纤传输质量比多模光纤好3光纤只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某一个临界角度就可产生全反射
设备。分为数字信道、模拟信道。 模拟是与连续相对应的。模拟数据取某一区间的连续值，而
模拟信号是一个连续变化的物理量。比如声音信号就是一个 连续变化的物理量。 数字是与离散相对应的。数字数据取某一区间内有限个离散 值，而数字信号是取几个不连续的物理状态来代表。比如计 算机里用高低电平信号来表示信息，就是一个离散的物理量。
数据的传输方式
单工、半双工与全双工通信
发送
单向通道
接收
(a)
发送 接收
双向通道 (b)
接收 发送
发送 接收
双向通道 (c)
接收 发送
数据的传输方式
按照传输能力数据的 传输方式另外一种分类为 串行通信、并行通信
发送端
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 串行通信信道 (a)
3、双绞线
2） UTP双绞线的特点
结构简单，容易安装，普通UTP较便宜 有一定的传输速率 信号衰减较大，传输距离有限（100m） 有辐射，容易被窃听
3、双绞线
2） UTP双绞线的特点
结构简单，容易安装，普通UTP较便宜 有一定的传输速率 信号衰减较大，传输距离有限（100m） 有辐射，容易被窃听
集线器交换机与集线器交换机通过普通端口进行连接两台计算机间的直接双绞线连接同类交叉3双绞线2utp双绞线的特点结构简单容易安装普通utp较便宜有一定的传输速率信号衰减较大传输距离有限100m有辐射容易被窃听3双绞线2utp双绞线的特点结构简单容易安装普通utp较便宜有一定的传输速率信号衰减较大传输距离有限100m有辐射容易被窃听3光纤1光纤的构造3光纤2光纤的特点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3光纤的分类多模光纤单模光纤传输质量比多模光纤好3光纤只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某一个临界角度就可产生全反射
设备。分为数字信道、模拟信道。 模拟是与连续相对应的。模拟数据取某一区间的连续值，而
模拟信号是一个连续变化的物理量。比如声音信号就是一个 连续变化的物理量。 数字是与离散相对应的。数字数据取某一区间内有限个离散 值，而数字信号是取几个不连续的物理状态来代表。比如计 算机里用高低电平信号来表示信息，就是一个离散的物理量。
计算机网络基础(数据通信基础)课件
计算机网络基础(数据通信 基础)课件
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
计算机网络完整ppt课件
应用层
综合了OSI的会话层、表 示层和应用层的功能，提 供各种网链路层相同 ，负责将比特流组合成帧 并进行传输。
网络层
传输层
与TCP/IP的传输层相同， 提供可靠的传输服务。
与TCP/IP的网络层相同， 处理IP地址和路由选择。
Part
03
物理层
物理层的基本概念
物理层的定义
THANKS
感谢您的观看
实现Web应用中的请求/响应模型，支持 Web页面的浏览和数据传输。
HTTP的请求方法
GET、POST、PUT、DELETE等，定义了客 户端对资源的操作方式。
HTTP的状态码
HTTP的消息格式
表示服务器对请求的处理结果，如200表示 成功，404表示资源未找到。
包括请求行、请求头、请求体、响应行、响 应头、响应体等部分，定义了HTTP消息的 格式和内容。
网络层的主要功能
网络层的主要功能包括路 由选择、拥塞控制和网络 互连等。
网络层的协议
网络层的主要协议包括IP 协议、ICMP协议、IGMP 协议等。
路由算法与路由协议
01 02
路由算法的分类
路由算法可以分为静态路由算法和动态路由算法两类。静态路由算法由 管理员手动配置，而动态路由算法则通过路由协议自动学习和更新路由 信息。
常见的路由协议
常见的路由协议包括RIP、OSPF、BGP等。这些协议通过不同的算法和 机制来实现路由信息的交换和更新。
03
路由协议的工作原理
路由协议通过定期发送和接收路由信息报文来交换和更新网络中的路由
信息。当网络拓扑发生变化时，路由协议会自动重新计算最佳路径并更
新路由表。
IPv4与IPv
IPv4的基本概念
综合了OSI的会话层、表 示层和应用层的功能，提 供各种网链路层相同 ，负责将比特流组合成帧 并进行传输。
网络层
传输层
与TCP/IP的传输层相同， 提供可靠的传输服务。
与TCP/IP的网络层相同， 处理IP地址和路由选择。
Part
03
物理层
物理层的基本概念
物理层的定义
THANKS
感谢您的观看
实现Web应用中的请求/响应模型，支持 Web页面的浏览和数据传输。
HTTP的请求方法
GET、POST、PUT、DELETE等，定义了客 户端对资源的操作方式。
HTTP的状态码
HTTP的消息格式
表示服务器对请求的处理结果，如200表示 成功，404表示资源未找到。
包括请求行、请求头、请求体、响应行、响 应头、响应体等部分，定义了HTTP消息的 格式和内容。
网络层的主要功能
网络层的主要功能包括路 由选择、拥塞控制和网络 互连等。
网络层的协议
网络层的主要协议包括IP 协议、ICMP协议、IGMP 协议等。
路由算法与路由协议
01 02
路由算法的分类
路由算法可以分为静态路由算法和动态路由算法两类。静态路由算法由 管理员手动配置，而动态路由算法则通过路由协议自动学习和更新路由 信息。
常见的路由协议
常见的路由协议包括RIP、OSPF、BGP等。这些协议通过不同的算法和 机制来实现路由信息的交换和更新。
03
路由协议的工作原理
路由协议通过定期发送和接收路由信息报文来交换和更新网络中的路由
信息。当网络拓扑发生变化时，路由协议会自动重新计算最佳路径并更
新路由表。
IPv4与IPv
IPv4的基本概念
计算机网络知识课件PPT
进行的传输称为宽带传输。宽带传 输可以在传输介质上使用频分多路复用技术。宽带传输信道 容量大，传输距离远，基带传输速率快，距离近；计算机局 域网中采用的数据传输系统有基带传输和宽带传输两种方式， 它们的主要区别在于传输速率不同。
20、数据交换的方式： 线路交换、报文交换、分组交换 A、电路交换：在两个通信站点之间建立一条物理的固定传输 通路，直到通信完毕后再拆除。通信的三个阶段：建立连接-通信--释放连接。它的特点有效率高、实时性好、线路利用率 低。
B、报文交换：以报文为单位发送信息，报文就是计算机一次 性要发送的数据块，其长度不限且可变。报文包括三部分内 容：报头、报文正文和报尾。报头由源地址、目的地址及控 制信息组成，报尾一般是校验信息。特点是线路利用率高， 但出错后需重发，现已不使用。
C、分组交换也称为包交换，进行分组交换的通信网络称为分 组交换网。具有速度快，转发延时小——适用于交互式通信， 效率高，分组可通过数据报方式或虚电路方式交，有强大的纠 错机制、流量控制和路由选择功能，广域网大都采用分组交换 方式。
D、同步传输是以同定的时钟节拍来发送数据信号的，优点是 不需要对每一个字符单独加起、止码元，因此传输效率较高。 缺点是实现技术较复杂。通常用于速率为2400bit/s及其以上的 数据传输。
异步传输与同步传输的比较 1、异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传 输。 2、异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧。 3、异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会， 而同步传输则是以数据中抽取同步信息。 4、异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的时 钟线路协调时序。 5、异步传输相对于同步传输效率较低。
E、信道带宽：传送信号的最高频率与最低频率之差。带宽越
20、数据交换的方式： 线路交换、报文交换、分组交换 A、电路交换：在两个通信站点之间建立一条物理的固定传输 通路，直到通信完毕后再拆除。通信的三个阶段：建立连接-通信--释放连接。它的特点有效率高、实时性好、线路利用率 低。
B、报文交换：以报文为单位发送信息，报文就是计算机一次 性要发送的数据块，其长度不限且可变。报文包括三部分内 容：报头、报文正文和报尾。报头由源地址、目的地址及控 制信息组成，报尾一般是校验信息。特点是线路利用率高， 但出错后需重发，现已不使用。
C、分组交换也称为包交换，进行分组交换的通信网络称为分 组交换网。具有速度快，转发延时小——适用于交互式通信， 效率高，分组可通过数据报方式或虚电路方式交，有强大的纠 错机制、流量控制和路由选择功能，广域网大都采用分组交换 方式。
D、同步传输是以同定的时钟节拍来发送数据信号的，优点是 不需要对每一个字符单独加起、止码元，因此传输效率较高。 缺点是实现技术较复杂。通常用于速率为2400bit/s及其以上的 数据传输。
异步传输与同步传输的比较 1、异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传 输。 2、异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧。 3、异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会， 而同步传输则是以数据中抽取同步信息。 4、异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的时 钟线路协调时序。 5、异步传输相对于同步传输效率较低。
E、信道带宽：传送信号的最高频率与最低频率之差。带宽越
《计算机网络与通信》PPT课件
• 建立、维持和释放物理连接； • 在物理链路上透明地传输比特流。
7
DTE与DCE
在物理层，实体间的物理数据单元的传输是在相邻的通信 设备上进行的。通信设备分为DTE 和DCE两类： • 数据终端设备DTE （Data Terminal Equipment）是具有一 定数据处理能力和具有发送、接收数据能力的设备。 • 数据电路端接设备DCE （Data Circuit terminating Equip ment）在DTE与传输介质之间提供信号变换和编码功能，并 负责建立、维护和释放物理连接。
• EIA/TIA为UTP 制定了包括5个类的布线标准：
• 1类线：用于电话传输； • 2类线：含4对双绞线，可用于电话传输和最高为4Mbps
的数据传输； • 3类线：含4对双绞线，可用于最高为10Mbps的数据传输
，适用于10 Base T网络； • 4类线：含4对双绞线，可用于最高为16Mbps的数据传输
。 • 位同步：收发双方的时钟同步。 • 线路配置：点到点连接或多点连接。 • 物理拓扑：物理设备之间的连接形式。 • 通信方式：单工通信、半双工通信和全双工通信。
10
物理层的概念
3.1.2 物理层协议
• 物理层从四个方面对物理设备和传输之间的接口进行 定义。
1. 机械特性： •定义接口部件的形状、尺寸、引脚数目 和排列方式、接插件的锁紧方式等。
3
3.1 物理层基本概念
3.1.1 基本概念
1.物理层定义
• 物理层为建立、维护和释放数据链路实体之间二进制 比特传输的物理链路提供机械的、电气的、功能的和 过程的特性。
• 物理链路的连接可以通过中继系统，允许进行全双工 或半双工的二进制比特流的传输。
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DTE与DCE
在物理层，实体间的物理数据单元的传输是在相邻的通信 设备上进行的。通信设备分为DTE 和DCE两类： • 数据终端设备DTE （Data Terminal Equipment）是具有一 定数据处理能力和具有发送、接收数据能力的设备。 • 数据电路端接设备DCE （Data Circuit terminating Equip ment）在DTE与传输介质之间提供信号变换和编码功能，并 负责建立、维护和释放物理连接。
• EIA/TIA为UTP 制定了包括5个类的布线标准：
• 1类线：用于电话传输； • 2类线：含4对双绞线，可用于电话传输和最高为4Mbps
的数据传输； • 3类线：含4对双绞线，可用于最高为10Mbps的数据传输
，适用于10 Base T网络； • 4类线：含4对双绞线，可用于最高为16Mbps的数据传输
。 • 位同步：收发双方的时钟同步。 • 线路配置：点到点连接或多点连接。 • 物理拓扑：物理设备之间的连接形式。 • 通信方式：单工通信、半双工通信和全双工通信。
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物理层的概念
3.1.2 物理层协议
• 物理层从四个方面对物理设备和传输之间的接口进行 定义。
1. 机械特性： •定义接口部件的形状、尺寸、引脚数目 和排列方式、接插件的锁紧方式等。
3
3.1 物理层基本概念
3.1.1 基本概念
1.物理层定义
• 物理层为建立、维护和释放数据链路实体之间二进制 比特传输的物理链路提供机械的、电气的、功能的和 过程的特性。
• 物理链路的连接可以通过中继系统，允许进行全双工 或半双工的二进制比特流的传输。
6-1 通信和网络技术-PPT课件
单极数字信号
单极数字信号指定“1”为正电压，“0”为零 电压。
电压
0
ห้องสมุดไป่ตู้
T
2T
3T
4T
5T
6T
7T
8T
9T
时间
双极归零信号
• 双极归零信号指定“1”为正电压，“0”为负电 压，当由“1”转“0”或由“0”转为“1”时，信 号会在改变状态之间的极短时间内回归零电压。
电压
0
T
2T
3T
4T
5T
6T
7T
8T
光缆
• 光缆是用超细玻璃纤维制成的能传送光波 的传输介质。 • 光缆的传送速率高可达1000 Mb /s。 • 另外光缆传输频带宽、抗干扰能力强。 • 随着光缆通信的技术日趋完善，光纤通信 已广泛应用于计算机网络通信中。
微波、红外线、激光
• 工作频率为109Hz-- 1010 Hz的电磁波称为微波。微波通 信具有带宽高、容量大的特点，但也存在抗干扰能力差 的特点。 • 红外线是工作频率为 1011Hz-- 1014的电磁波，通过发射 和接收由信号调制的非相干红外线就可形成一条通信链 路。只要收发机都处于视线内，不受其它建筑物遮挡， 就可准确地进行通信。红外光通信可实现每秒兆位的速 率。 • 激光是工作频率为 1014Hz-- 1015的电磁波，激光通信的 原理与红外线通信原理一样，只是调制解调的是相干激 光。 • 红外线和激光通信的距离一般为几公里，比微波通信短。 另外红外线和激光通信受环境影响大。
频带传输
• 对于远程数据通信，因传输线路的质量，不能直 接传送基带信号。为此把基带信号进行变换（调 制），变为可适应远程通信的已调信号，再将已 调信号通过线路进行传输，然后把已调信号进行 反变换（解调），变为原始基带信号。这种利用 变换—反变换（调制—解调）进行数据的传输， 就是频带传输。 • 频带传输不仅解决了线路传送质量问题，而且可 实现多路复用功能，提高了通信线路的利用率。 不过频带传输在接收和发送端都要设置调制解调 器（既包含调制器又包含解调器的设备）。
计算机网络技术全套教学课件pptx
通过检错码和纠错码实现数据传输的 可靠性。
访问控制
协调多个设备对共享信道的访问。
05
04
流量控制
防止发送方数据过快导致接收方来不 及处理。
2024/1/26
17
差错控制方法
检错码
通过增加冗余位来检测数据传输过程中是否出现错误，但不能纠正错误。常见的检错码有 奇偶校验码、循环冗余校验码（CRC）等。
TCP协议特点
TCP协议的主要特点包括面向连接、可靠传输、全双工通信和流量控制。面向连接意味着在数据传输前需要建立 连接；可靠传输通过确认机制、重传机制等来保证；全双工通信允许双方同时发送和接收数据；流量控制则避免 了发送方发送速率过快而导致接收方来不及处理的问题。
2024/1/26
26
UDP协议工作原理及特点
为数据端设备提供传送数据的通 路
完成物理层的一些管理工作
13
数据通信基础知识
数据通信模型
数据传输速率与误码率
包括信源、发送器、信道、接收器、 信宿等组成部分，描述了数据通信的 基本过程。
数据传输速率是指每秒传输的二进制 位数，误码率是指数据传输过程中发 生错误的概率。
数据通信方式
根据信号传输方向和时间关系，数据 通信方式可分为单工、半双工和全双 工三种。
OSPF协议
基于链路状态的路由选择协议，使用Dijkstra算法计算最短路径。OSPF协议具有快速收敛、无路由环路 、支持多区域和层次化网络设计等优点，被广泛应用于大型网络中。
23
06 传输层技术
2024/1/26
24
传输层基本概念与功能
传输层基本概念
传输层是计算机网络体系结构中负责数据通信的关键层次之一，它位于网络层 和应用层之间，为上层应用提供可靠、高效的数据传输服务。
访问控制
协调多个设备对共享信道的访问。
05
04
流量控制
防止发送方数据过快导致接收方来不 及处理。
2024/1/26
17
差错控制方法
检错码
通过增加冗余位来检测数据传输过程中是否出现错误，但不能纠正错误。常见的检错码有 奇偶校验码、循环冗余校验码（CRC）等。
TCP协议特点
TCP协议的主要特点包括面向连接、可靠传输、全双工通信和流量控制。面向连接意味着在数据传输前需要建立 连接；可靠传输通过确认机制、重传机制等来保证；全双工通信允许双方同时发送和接收数据；流量控制则避免 了发送方发送速率过快而导致接收方来不及处理的问题。
2024/1/26
26
UDP协议工作原理及特点
为数据端设备提供传送数据的通 路
完成物理层的一些管理工作
13
数据通信基础知识
数据通信模型
数据传输速率与误码率
包括信源、发送器、信道、接收器、 信宿等组成部分，描述了数据通信的 基本过程。
数据传输速率是指每秒传输的二进制 位数，误码率是指数据传输过程中发 生错误的概率。
数据通信方式
根据信号传输方向和时间关系，数据 通信方式可分为单工、半双工和全双 工三种。
OSPF协议
基于链路状态的路由选择协议，使用Dijkstra算法计算最短路径。OSPF协议具有快速收敛、无路由环路 、支持多区域和层次化网络设计等优点，被广泛应用于大型网络中。
23
06 传输层技术
2024/1/26
24
传输层基本概念与功能
传输层基本概念
传输层是计算机网络体系结构中负责数据通信的关键层次之一，它位于网络层 和应用层之间，为上层应用提供可靠、高效的数据传输服务。
计算机网络与通信技术总复习PPT课件
数据传输速率（比特率） = 2Wlog2V b/s
（V：信号电平的级数，在二进制中，仅为0、1两级）
香农定理
香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽 受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差 错的信息传输速率。
信道的极限信息传输速率(比特率) C 可表达为
C= W log 2(1+S/N) b/s
n =1
00 01 10 10 00 11 01 10 00 00 00 11 10 11 00 10
n =2
波特率的周期是图中一个小格时间
第01章 计算机网络概论
主要性能指标
时延
总时延 = 发送时延+传输时延+处理时延+排队时延
时延带宽积
时延带宽积
带宽
（传播）时延
链路
Байду номын сангаас时延带宽积 = 传播时延 带宽
应用层 HTTP, FTP,
SMTP, DNS 等
运输层
网际层
网络 接口层
TCP UDP IP
TCP: 传输控制协议 (Transmission Control
Protocol)
IP: 网际协议
沙IEPv漏eorvy计etrhiE时nvge器oryvte形hrinIPg状的 IP 可IP为可各应式T用各C到样P各的/式IP应各协用样程议的序网族提络供上服务
七层模型
应用层协议 表示层协议 会话层协议 运输层协议 网络层协议 链路层协议 物理层协议
主机B
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
应用层(application layer)
第01章 计算机网络概论
（V：信号电平的级数，在二进制中，仅为0、1两级）
香农定理
香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽 受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差 错的信息传输速率。
信道的极限信息传输速率(比特率) C 可表达为
C= W log 2(1+S/N) b/s
n =1
00 01 10 10 00 11 01 10 00 00 00 11 10 11 00 10
n =2
波特率的周期是图中一个小格时间
第01章 计算机网络概论
主要性能指标
时延
总时延 = 发送时延+传输时延+处理时延+排队时延
时延带宽积
时延带宽积
带宽
（传播）时延
链路
Байду номын сангаас时延带宽积 = 传播时延 带宽
应用层 HTTP, FTP,
SMTP, DNS 等
运输层
网际层
网络 接口层
TCP UDP IP
TCP: 传输控制协议 (Transmission Control
Protocol)
IP: 网际协议
沙IEPv漏eorvy计etrhiE时nvge器oryvte形hrinIPg状的 IP 可IP为可各应式T用各C到样P各的/式IP应各协用样程议的序网族提络供上服务
七层模型
应用层协议 表示层协议 会话层协议 运输层协议 网络层协议 链路层协议 物理层协议
主机B
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
应用层(application layer)
第01章 计算机网络概论
计算机网络与通信 2(ppt版)
PCM基于以下的采样定理： 如果(rúguǒ)在规定的时间间隔内，以有效信号f〔t〕最高频率的两倍或两倍以上的速率 对该信号进行采样的话，那么这些采样值包含了无混叠而又便于别离的全部原始信号信息。利 用低通滤波器可不失真地从这些采样值中重新构造出f〔t〕。
第二十三页，共七十六页。
信号数字化的转换过程 信号数字化的转换过程可包括(bāokuò)采样、量化和编码三个步骤。
第一页，共七十六页。
2.1 Concept of Data Communication
2.1.1 Data , Signal & Information
通信的目的是传输信息如语言、文字、数码和图像。
〔1〕 数据〔Data〕 数据是一种承载信息的实体，它涉及到事物的具体形式。数据
可分为模拟数据和数字数据两种形式。 模拟数据：是在某个区间内连续的值。例如，声音(shēngyīn)和视 频就是频率和振幅连续改变的波形。大多数用传感器收集的数据，
第九页，共七十六页。
〔1〕 信道带宽 信号是用特定的电磁波表示的，而电磁波都有一定的频谱 范围(fànwéi)，所以任何实际的信道所能传输的信号频率有一定 的范围(fànwéi)，这一范围(fànwéi)称作该信道频带的宽度，即带宽。
〔2〕 信道容量 信道容量或数据速率〔Data Rate〕是指信道能传输信息的 最大能力。以信道每秒所能传输比特为单位，常记作比“比特/ 秒〞或“位/秒〞简记为“bps〞。
〔3〕信息〔Information〕
是对数据的解释，是数据的具体内容和含义
第三页，共七十六页。
2.1.2 Modes of Data Transmission
数据传输是指用电信号把数据从发送端传送到接 收端的过程。
第二十三页，共七十六页。
信号数字化的转换过程 信号数字化的转换过程可包括(bāokuò)采样、量化和编码三个步骤。
第一页，共七十六页。
2.1 Concept of Data Communication
2.1.1 Data , Signal & Information
通信的目的是传输信息如语言、文字、数码和图像。
〔1〕 数据〔Data〕 数据是一种承载信息的实体，它涉及到事物的具体形式。数据
可分为模拟数据和数字数据两种形式。 模拟数据：是在某个区间内连续的值。例如，声音(shēngyīn)和视 频就是频率和振幅连续改变的波形。大多数用传感器收集的数据，
第九页，共七十六页。
〔1〕 信道带宽 信号是用特定的电磁波表示的，而电磁波都有一定的频谱 范围(fànwéi)，所以任何实际的信道所能传输的信号频率有一定 的范围(fànwéi)，这一范围(fànwéi)称作该信道频带的宽度，即带宽。
〔2〕 信道容量 信道容量或数据速率〔Data Rate〕是指信道能传输信息的 最大能力。以信道每秒所能传输比特为单位，常记作比“比特/ 秒〞或“位/秒〞简记为“bps〞。
〔3〕信息〔Information〕
是对数据的解释，是数据的具体内容和含义
第三页，共七十六页。
2.1.2 Modes of Data Transmission
数据传输是指用电信号把数据从发送端传送到接 收端的过程。
计算机网络与通信基础 课件
二、数据通信中的主要技术指标
Shannon公式：用于有噪声干扰信道
C: 传输率，单位b/s
C = B log2 （1+S/N）
B: 带宽，单位Hz
S: 信道中信号功率 N：信道中电磁噪声
功率
例：信道带宽W=3.1kHz，S/N=2000，则 C = 3100×log2（1+2000）≈ 34kb/s 即该信道上的最大数据传输率不会大于34kb/s。
非理想信道
实际的信道上存在损耗、延迟、噪声。
信号：
传输数据：
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。 延迟会使接收端的信号产生畸变。 噪声会破坏信号，产生误码。
噪声：
例如：数据传输速率为56kb/s时，持续时间0.01s的干扰会破坏约 560个比特。
第1章 计算机网络与通信基础
一、数据通信的基本概念
二、数据通信中的主要技术指标
三、通信方式
预习:要理解的问题
1、数据传输率、信道容量的概念 2、并行通信、串行通信（单，双，半双）
一、数据通信的基本概念
数据：对客观事实进行描述与记载的物理符 号，如数值、文字、声音、图形、图像和动 画等。
模拟数据：连续变化，如温度、压力。
一、数据通信的基本概念
比特率：
在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的 二进制代码的有效位(bit)数来表示，
其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps) 来表示(此处K和M分别为1000和1000000，而不是涉及计算机存储器容量时 的1024和1048576)。
计算机网络与通信技术总复习96页PPT
16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。 17、童孺纵行歌，斑白欢游诣。 18、福不虚至，祸不易来。 19、久在樊笼里，复得返自然。 20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。
计算机网络与通信技术总复习
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不
计算机网络与通信技术总复习
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不
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计算机网络与通信技术
总复习
第01章 计算机网络概论
重点内容： 三种交换方式的概念和比较 带宽、时延、时延带宽积和往返时延的概念 网络协议的概念及其要素 原理体系结构的层次划分（概念、数据传递过程） TCP/IP体系结构的基本组成
第01章 计算机网络概论
三种交换方式的概念和比较 电路交换 报文交换 分组交换
（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式； （2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种
动作以及做出何种响应； （3）同步，即事件实现顺序的详细说明。
第01章 计算机网络概论
原理体系结构的层次划分（概念、数据传递过 程）
OSI/RM 网络体系结构
主机A
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
连接建立
三种交换的比较
电路交换
报文交换
报 文
分组交换
报
数据传送
报文
文
连接释放
报 文 t
A B CD
比特流直达终点 数据传送 的特点
ABCD
报文 报文 报文
存储 存储 转发 转发
ABCD
分组 分组 分组
存储 存储 转发 转发
第01章 计算机网络概论
主要性能指标
速率 带宽 吞吐量 时延 时延带宽积 往返时延 信号电平的级数，在二进制中，仅为0、1两级）
香农定理
香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽 受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差 错的信息传输速率。
信道的极限信息传输速率(比特率) C 可表达为
C= W log 2(1+S/N) b/s
五层协议的体系结构
第02章 物理层
物理层的主要任务 信道的有关概念 奈奎斯特公式和香农公式 传输介质的分类和特点 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码 频分复用、时分复用、统计时分复用、码分复用的概念 宽带接入技术基本概念（xDSL、HFC、FFTx）
第02章 物理层
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的 一些特性，即：
第01章 计算机网络概论
主要性能指标
速率
比特率和波特率
波特率：M Baud （Baud即波特，是波特率的单位，每 秒中发生信号变化的次数 ，也可也说是码元变化的次
数）
如果：一个码元携带n比特的信息量，其中n = 这里N指的是码元可以取多少个离散值。则
log2N，
比特率：n M bit/s
0 11 0 0 0 1 0 111 0 0 0 1 0
模拟信号 数字比特流
正文 PC 机 调制解调器
公用电话网
调制解调器
正文 PC 机
源系统
传输系统
目的系统
源点
输 发送器 入 数 据
发送 的信号
传输 系统
接收器
终点
接收
输
输
的信号
出
出
数
信
据
息
第02章 物理层
信道的有关概念
课本P40
奈奎斯特定理
在无噪声 理想低通信道中，当带宽为W Hz， 信号电平为V级，则：
n =1
00 01 10 10 00 11 01 10 00 00 00 11 10 11 00 10
n =2
波特率的周期是图中一个小格时间
第01章 计算机网络概论
主要性能指标
时延
总时延 = 发送时延+传输时延+处理时延+排队时延
时延带宽积
时延带宽积
带宽
（传播）时延
链路
时延带宽积 = 传播时延 带宽
W 为信道的带宽（以 Hz 为单位）；
S 为信道内所传信号的平均功率；
N 为信道内部的高斯噪声功率。
很多情况下信噪比用分贝（dB） 表示
信噪比（dB）= 10log10S/N 如： 信噪比为30dB，则S/N=1000
第02章 物理层
传输介质的分类和特点
导向媒体 非导向媒体
曼切斯特和差分曼切斯特编码
机械特性 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数 目和排列、固定和锁定装置等等。
电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范 围。
功能特性 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何 种意义。
过程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺 序。
第02章 物理层
通信系统模型
数据通信系统
数字比特流 模拟信号
七层模型
应用层协议 表示层协议 会话层协议 运输层协议 网络层协议 链路层协议 物理层协议
主机B
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
应用层(application layer)
第01章 计算机网络概论
TCP/IP体系结构的基本组成
各种应用层协议
链路的时延带宽积又称为以比特为单位 的链路长度。
第01章 计算机网络概论
主要性能指标
RTT 往返时间
发送方发送数据开始，到发送方接收到接收方的确认 为止，总共经历的时间。 包括中间结点的处理时延，排队时延以及转发数据时 的时延。
第01章 计算机网络概论
网络协议的概念及其要素 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或 约定即称为网络协议。一个网络协议主要由以下 三个要素组成：
应用层
HTTP … SMTP DNS … RTP
运输层
TCP
UDP
网际层
IP
网络接口层
网络接口 1 网络接口 2 … 网络接口 3
第01章 计算机网络概论
TCP/IP体系结构的基本组成
5 应用层 4 运输层 3 网络层 2 数数据据链链路路层层 1 物理层
应用层(application layer) 运输层(transport layer) 网络层(network layer) 数据链路层(data link layer) 物理层(physical layer)
应用层 HTTP, FTP,
SMTP, DNS 等
运输层
网际层
网络 接口层
TCP UDP IP
TCP: 传输控制协议 (Transmission Control
Protocol)
IP: 网际协议
沙IEPv漏eorvy计etrhiE时nvge器oryvte形hrinIPg状的 IP 可IP为可各应式T用各C到样P各的/式IP应各协用样程议的序网族提络供上服务
编码规则
(M)每个码元中间都有一个电平跳变（同步时钟），分为 前后两个半位，负跳变为“0”，正跳变为“1”。
(DM)每位数据中间电位跳变只作发方时钟信号，数字信 号取值由位开始时有无电位跳变决定。 “0”，电位求反， “1”，保持电位不变。
总复习
第01章 计算机网络概论
重点内容： 三种交换方式的概念和比较 带宽、时延、时延带宽积和往返时延的概念 网络协议的概念及其要素 原理体系结构的层次划分（概念、数据传递过程） TCP/IP体系结构的基本组成
第01章 计算机网络概论
三种交换方式的概念和比较 电路交换 报文交换 分组交换
（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式； （2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种
动作以及做出何种响应； （3）同步，即事件实现顺序的详细说明。
第01章 计算机网络概论
原理体系结构的层次划分（概念、数据传递过 程）
OSI/RM 网络体系结构
主机A
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
连接建立
三种交换的比较
电路交换
报文交换
报 文
分组交换
报
数据传送
报文
文
连接释放
报 文 t
A B CD
比特流直达终点 数据传送 的特点
ABCD
报文 报文 报文
存储 存储 转发 转发
ABCD
分组 分组 分组
存储 存储 转发 转发
第01章 计算机网络概论
主要性能指标
速率 带宽 吞吐量 时延 时延带宽积 往返时延 信号电平的级数，在二进制中，仅为0、1两级）
香农定理
香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽 受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差 错的信息传输速率。
信道的极限信息传输速率(比特率) C 可表达为
C= W log 2(1+S/N) b/s
五层协议的体系结构
第02章 物理层
物理层的主要任务 信道的有关概念 奈奎斯特公式和香农公式 传输介质的分类和特点 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码 频分复用、时分复用、统计时分复用、码分复用的概念 宽带接入技术基本概念（xDSL、HFC、FFTx）
第02章 物理层
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的 一些特性，即：
第01章 计算机网络概论
主要性能指标
速率
比特率和波特率
波特率：M Baud （Baud即波特，是波特率的单位，每 秒中发生信号变化的次数 ，也可也说是码元变化的次
数）
如果：一个码元携带n比特的信息量，其中n = 这里N指的是码元可以取多少个离散值。则
log2N，
比特率：n M bit/s
0 11 0 0 0 1 0 111 0 0 0 1 0
模拟信号 数字比特流
正文 PC 机 调制解调器
公用电话网
调制解调器
正文 PC 机
源系统
传输系统
目的系统
源点
输 发送器 入 数 据
发送 的信号
传输 系统
接收器
终点
接收
输
输
的信号
出
出
数
信
据
息
第02章 物理层
信道的有关概念
课本P40
奈奎斯特定理
在无噪声 理想低通信道中，当带宽为W Hz， 信号电平为V级，则：
n =1
00 01 10 10 00 11 01 10 00 00 00 11 10 11 00 10
n =2
波特率的周期是图中一个小格时间
第01章 计算机网络概论
主要性能指标
时延
总时延 = 发送时延+传输时延+处理时延+排队时延
时延带宽积
时延带宽积
带宽
（传播）时延
链路
时延带宽积 = 传播时延 带宽
W 为信道的带宽（以 Hz 为单位）；
S 为信道内所传信号的平均功率；
N 为信道内部的高斯噪声功率。
很多情况下信噪比用分贝（dB） 表示
信噪比（dB）= 10log10S/N 如： 信噪比为30dB，则S/N=1000
第02章 物理层
传输介质的分类和特点
导向媒体 非导向媒体
曼切斯特和差分曼切斯特编码
机械特性 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数 目和排列、固定和锁定装置等等。
电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范 围。
功能特性 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何 种意义。
过程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺 序。
第02章 物理层
通信系统模型
数据通信系统
数字比特流 模拟信号
七层模型
应用层协议 表示层协议 会话层协议 运输层协议 网络层协议 链路层协议 物理层协议
主机B
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
应用层(application layer)
第01章 计算机网络概论
TCP/IP体系结构的基本组成
各种应用层协议
链路的时延带宽积又称为以比特为单位 的链路长度。
第01章 计算机网络概论
主要性能指标
RTT 往返时间
发送方发送数据开始，到发送方接收到接收方的确认 为止，总共经历的时间。 包括中间结点的处理时延，排队时延以及转发数据时 的时延。
第01章 计算机网络概论
网络协议的概念及其要素 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或 约定即称为网络协议。一个网络协议主要由以下 三个要素组成：
应用层
HTTP … SMTP DNS … RTP
运输层
TCP
UDP
网际层
IP
网络接口层
网络接口 1 网络接口 2 … 网络接口 3
第01章 计算机网络概论
TCP/IP体系结构的基本组成
5 应用层 4 运输层 3 网络层 2 数数据据链链路路层层 1 物理层
应用层(application layer) 运输层(transport layer) 网络层(network layer) 数据链路层(data link layer) 物理层(physical layer)
应用层 HTTP, FTP,
SMTP, DNS 等
运输层
网际层
网络 接口层
TCP UDP IP
TCP: 传输控制协议 (Transmission Control
Protocol)
IP: 网际协议
沙IEPv漏eorvy计etrhiE时nvge器oryvte形hrinIPg状的 IP 可IP为可各应式T用各C到样P各的/式IP应各协用样程议的序网族提络供上服务
编码规则
(M)每个码元中间都有一个电平跳变（同步时钟），分为 前后两个半位，负跳变为“0”，正跳变为“1”。
(DM)每位数据中间电位跳变只作发方时钟信号，数字信 号取值由位开始时有无电位跳变决定。 “0”，电位求反， “1”，保持电位不变。