通信概论讲义-第十章
通信概论讲义-第十二章
移动通信的发展历程
19
移动通信的发展历程
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移动通信系统的分类
按双工方式分:可分为单工、双工、半双工系统, 目前绝大多数移动通信均是双工系统,一般又可 分为时分双工(TDD)和频分双工(FDD)两种。其 中.频分双工的收发频率分开,接收和发送通过 滤波器来完成,能够合理的安排频率资源;时分 双工的收发共用同一个频率,接收和发送通过时 隙划分来完成,收发之间存在时间间隔。 按多址方式分:可分为FDMA、TDMA、CDMA 等几种,实际中使用的移动通信系统常采用以上 几种方式的组合。
第二代数字移动通信:以 TDMA、CDMA技术为基 础,窄带系统,数据提供能力可达115.2kbit/s
GSM 欧洲,全球移动通信系统(GSM)采用增强型数据 速率(EDGE)技术,速率可达384kbit/s。 D-AMPS 美国 PDC 日本 CDMA 码分多址系统 WCDMA 欧洲、日本 cdma2000 北美 TD-SCDMA 欧洲、中国
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蜂窝移动通信的关键技术
移动通信的工作频段 移动通信网络的组成 蜂窝移动通信的关键技术
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移动通信的工作频段
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移动通信的工作频段
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移动通信网络的组成
• 移动通信无线服务区由许 多六边形蜂窝小区覆盖而 成,通过接口与公众通信 网(PSTN、PSDN)互联。
• 移动通信系统是一个完整 的信息传输系统,包括以 下几个部分: • 移动交换子系统(SS) • 操作维护管理子系统 (OMS) • 基站子系统(BSS) • 移动台(MS)
3
移动通信的定义
移动通信技术是一种综合技术,如基地台、移动台的收 发信机设备、移动通信交换局的程控交换机。基站与交 换局之间的联系可用有线或无线(采用微波)线路。由 于近几年来大规模集成电路、微处理器、射频单片硅及 砷化镓集成电路、声表面波(SAW)器件以及数字信号 处理、程控交换技术的进步,使移动通信趋于相当完善 的程度。 移动通信的定义:移动通信涉及的范围很广,凡是固定 点与移动体,或是移动体之间通过无线电波进行实时地 直接的通信联系,都属于移动通信范畴。
通信概论串讲笔记20111210
通信概论串讲笔记第一章:通信基础(一)课程内容第一节:通信的基本概念通信就是信息的传递和交换;消息是信息的物理表现形式,如语音、文字、图片和数据等;信息是消息的内涵;信号是能够反映或表示信息的传输载体。
第二节:通信系统的组成1,通信系统一般模型;信源发送设备信道接收设备信宿|噪声源通信系统基本模型各部分功能:信源是消息的发源地,其作用是通过传感器把消息转换为原始电信号发送设备的功能是将信源和信道匹配起来,其目的是将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号信源可以分为模拟信源和数字信源。
信道是指传输信号的通道,可分为有线和无线两大类。
噪声源是信道中的噪声及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示。
接收设备的功能是放大和反变换,其目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
信宿是传送消息的目的地。
其功能与信源相反,即将复原的原始电信号还原成相信的消息,2,模拟通信系统模型;模拟信源----- 调制器------- 信道------- 解调器---- 信宿I噪声源模拟通信系统典型模型两种转换:(1)消息------原始电信号(系带信号),通过信源和信宿完成。
(2)基带信号---已调信号(带通信号),通过调制器和解调器完成。
3,数字通信系统模型;信源一信源编码一加密一信道编码一数字调制一信道一数字解调一信道译码一解密一信源译码一信宿I噪声源4,数字通信的优缺点。
优点:1、抗干扰能力强,且噪声不积累;2、传输差错可控。
3、便于与各种数字终端接口。
4、易于集成化。
5、易于加密处理,且保密强度高。
缺点:1、比模拟通信占用更宽的信道带宽。
2、数字通信对同步要求高,因而系统设备比较复杂。
第三节:通信系统的分类1、按照通信业务分:电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统、综合业务数字通信网。
2、按照调制方式分:基带系统和调制(带通)系统。
3、按照信号特征分:模拟通信系统、数字通信系统。
通信概论课件
通信系统的基本组成
发送设备
将信息转换为适合传输的信号 ,如调制器、编码器等。
接收设备
将传输中的信号转换为原始信 息,如解调器、解码器等。
信息源
产生需要传输的信息,如声音 、图像、文字等。
信道
07
通信系统安全与保密
通信系统安全威胁
01
窃听
未经授权的第三方通过非法手段获 取通信内容,导致信息泄露。
假冒
未经授权的第三方冒充合法用户进 行通信,导致身份欺诈。
03
02
篡改
未经授权的第三方对通信内容进行 修改,导致信息失真。
拒绝服务
通过大量请求或攻击使通信系统无 法正常工作,导致服务瘫痪。
04
数字通信原理
数字通信是通过离散的电信号传输信息的方式,其信号只有0和1 两种状态,可以表示二进制数位。
数字通信的优点
数字通信的优点在于抗干扰能力强、传输质量稳定、保密性好,适 用于传输数据、文本、图像等离散信号。
数字通信的缺点
数字通信的缺点在于实现复杂、成本高,需要高带宽和高速处理能 力。
模拟信号与数字信号的转换
03
信号与噪声
信号的分类与特性
模拟信号
连续变化的物理量表示的信息。
信号的频率
表示信号中周期性变化的次数。
数字信号
离散的二进制数表示的信息。
信号的振幅
表示信号的强度或幅度。
噪声的来源与特性
自然噪声
如雷电、风暴等自然现象产生的噪声 。
人为噪声
如机械、电气等人为活动产生的噪声 。
噪声的频率分布
15次课 专用移动通信系统
信道1
信道可再分配
信道2
信道3
信道可再分配
移动台1 →移动台2 4s
传输集群工作过程 特点:信道利用率高,但可能通信不完整或延迟
移动通信概论
10.1.4 集群方式(信道的分配与使用)
准传输集群
总的传输时间: 18s
信道1
移动台1 →移动台2 4s 0.5s
信道可再分配
移动台2 →移动台1 4s 0.5s
翻译成集群。
移动通信概论
10.1.1 集群通信基本概念
―集群”的概念
早先的无线集群就是一个多信道共用的中继系统,该
系统中的所有用户自动动态地共享系统所有的信道。
移动通信概论
10.1.1 集群通信基本概念
无线集群通信系统(现有含义)
一种向用户提供优质服务的多用途、高效能而又廉价的先进的 无线指挥调度通信系统。 一类在中心控制单元的控制下,能自动地、动态地、最优地将系 统资源指配给系统内全部用户使用,最大限度地利用系统内的频谱
移动通信概论
10.1.5 集群通信的主要功能
移动通信概论
10.1.6 数字集群通信系统 1. 集群通信系统的数字化
典型模拟集群系统(1G)
① NOKIA公司的450MHz ACTIONET; ②美国优利电(UNIDEN)公司的F.A.S.T系统; ③美国摩托罗拉(MOTOROLA)公司的智慧网 (SMARTNET)系统; ④基于英国MPT1327信令标准的集群系统。
移动通信概论
10.1.3 集群系统的分类
单区、单点、单中心(基本结构)
发射机 合路器 手机 PABX 电话交 换机 电话互联 控 制 中 心 发射机 接收机 接收机 分路器 总调度台 车载台
通信原理概论PPT课件
11/2/2024
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个人通信是新的挑战
个人通信(PC):任何人在任何时间与任何地点以 任何形式的通信
“任何时间” 要求支持动中通: 无线通信是前提 “任何人” 要求支持巨大用户量: 频谱资源有限 “任何地点” 要求无缝覆盖: 传输能力有限 “任何形式” 要求多媒体: 处理能力有限
11/2/2024
5000 4500
无线寻呼(万户)
4717
4000 3500
3600 3000
3000
2536
2500 2000
1739
1500
1033
1000
561
500 222
0 1992
1994
1996
1998
11/2/2024
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发展现况---中国大陆蜂窝移动电话
7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000
18 0
1992
1992 1993
7000
1994
1995
1996 1997
4300
1998 1999
23567 316 675
1994
1996
1998
2000
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移动通信的发展过程
1970's
1980's
1990's
2000's
提出方案
第一代
制定标准
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5
一、 通信系统的一般概念
通信:communication,信息交流
Telecommunication,电信号的处理和传 输
信息社会,信息网,通信网
通信概论
通信基础知识基本概念:通信的定义通信按传统理解就是信息的传输与交换,信息可以是语音、文字、符号、音乐、图像等等。
任何一个通信系统,都是从一个称为信息源的时空点向另一个称为信宿的目的点传送信息。
以各种通信技术,如以长途和本地的有线电话网(包括光缆、同轴电缆网)、无线电话网(包括卫星通信、微波中继通信网)、有线电视网和计算机数据网为基础组成的现代通信网,通过多媒体技术,可为家庭、办公室、医院、学校等提供文化、娱乐、教育、卫生、金融等广泛的信息服务。
可见,通信网络已成为支撑现代社会的最重要的基础结构之一。
通信的定义:通信是传递信息的手段,即将信息从发送器传送到接收器相关概念:信息:可被理解为消息中包含的有意义的内容。
②消息:消息是信息的表现形式,消息具有不同的形式,例如符号、文字、话音、音乐、数据、图片、活动图像等。
③信号:信号是消息的载体,消息是靠信号来传递的。
信号一般为某种形式的电磁能(电信号、无线电、光)。
通信的目的:通信的目的是为了完成信息的传输和交换一般模型通信系统是以实现通信为目标的硬件,软件以及人的集合。
①信息源:把各种可能消息转换成原始电信号;②发送设备:为了使原始电信号适合在信道中传输,对原始电信号变换成与传输信道相匹配的传输信号;③信道:信号传输的通道;④接收设备:从接收信号中恢复出原始电信号;⑤收信者:将复原的原始电信号转换成相应的消息;通信系统的分类①按消息的物理特征:电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统②按调制方式分:基带传输系统、频带传输系统(调幅、调频、调相、脉幅、脉宽、脉位)③按信号特征分:模拟通信系统、数字通信系统④传输媒质(信道)分:有线通信系统(架空明线、对称电缆、同轴电缆、光纤、波导)、无线通信系统(长波、中波、短波、微波、卫星)⑤按复用方式分:频分复用、时分复用、码分复用⑥按工作频段分类:长波通信,中波通信,短波通信,微波通信通信系统性能指标有效性。
通信概论【原创】
第1章通信基础1.通信系统的一般模型:任何一种通信系统的核心包括信源、发送设备、传输媒质(信道)、接收设备和信宿5部分。
1)信源:作用是通过传感器把消息转换为原始电信号,即完成非电量—电量的转换。
2)发送设备:功能是将信源和信道匹配起来,将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。
3)信道:指传输信号的通道,可分为有线的和无线的两类。
4)接收设备:功能是放大和反变换,目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
5)信宿:是传送消息的目的地。
功能是将复原的原始电信号还原成相应的消息。
2.模拟通信系统主要由模拟信源,调制器、信道、解调器和信宿以及噪声源组成;模拟通信系统包含两种重要的变换:1)消息原始电信号(基带信号),完成这种变换和反变换的是信源和信宿。
2) 基带信号已调信号(带通信号),完成这种变换和反变换的是调制器和解调器。
3.数字通信系统由信源、信源编码、加密、信道编码、数字调制、信道、数字解调、信道译码、解密、信源译码、信宿和噪声源组成。
1)信源编码的主要功能之一是对模拟信号进行模数转换;功能之二是除去冗余信息,提高传输的有效性。
2)加密是为了提供通信的保密性,防止没有授权的用户获得信息或将差错信息加入到系统中。
3)信道编码对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分,组成所谓的“抗干扰编码”。
接收端的信道译码按相应的逆规则进行解码,从中发现错误或纠正错误,从而提高通信系统的可靠性。
4)数字调制把数字基带信号转换成与传输信道匹配的信号波形。
基本的数字调制方式有振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、绝对相移键控(PSK)、相对(差分)相移键控(DPSK)。
数字解调是数字调制的逆过程。
5)除了上述功能单元之外,还有多路复用、扩频和同步技术。
多路复用和多址接入是把不同特性和不同信源的信号进行合成,以便共享通信资源。
扩频技术在实现抗干扰和保密性方面具有重要作用。
同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的提前条件。
现代通信技术概论-完整版
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5
第7章 微波通信和卫星通信 1577.1 微波通信 1577.1.1 微波通信的概念和特点 1597.1.2 数字微波通信系统 1617.1.3 微波站设备 1667.1.4 微波的传播特性与补偿技术 1727.1.5 数字微波通信技术的发展及应用 1737.2 卫星通信 1737.2.1 卫星通信的概念和特点 1747.2.2 卫星通信系统 1777.2.3 通信卫星 1807.2.4 地球站 1837.2.5 卫星通信的多址方式 1857.2.6 卫星通信的主要应用 1907.3 实做项目及教学情境 1907.3.1 数字卫星电视接收 1917.3.2 GPS导航定位 191小结 192思考题与练习题 193第8章 接入网 1948.1 接入网概述 1948.1.1 接入网的概念和特点 1978.1.2 接入网技术综述 2018.2 xDSL技术 2028.2.1 xDSL技术概述 2048.2.2 HDSL技术 2048.2.3 ADSL技术 2058.2.4 VDSL技术 2078.3 光接入网 2078.3.1 光接入网概述 2088.3.2 参考配置和应用类型 2108.3.3 PON技术 2148.4 HFC技术 2148.4.1 HFC网络结构 2168.4.2 双向通信
1456.4 SDH 1456.4.1 SDH的产生 1476.4.2 SDH的帧格式和速率 1486.4.3 SDH的基本网络单元
1496.5 WDM 1496.5.1 光波分复用的基本概念 1516.5.2 光波分复用的特点 1516.5.3 波分复用系统基本结构 1526.6 全光网络 1526.6.1 全光网的基本概念 1536.6.2 全光网的特点 1536.7 实做项目及教学情境 153小结 154思考题与练习题
【通用】通信原理讲义.doc
通信原理讲义第一章 绪论1.1 通信系统的组成 1.1.1 通信一般系统模型点对点通信模型:反映了通信系统的共性。
1.1.2 模拟通信与数字通信● 消息可以分成两类 离散消息:消息的状态是可数的或离散型的(如符号、文字等),也称为数字消息。
连续消息:状态连续变化的消息(如语音、图像),也称为模拟消息。
● 消息与电信号之间必须建立单一的对应关系。
通常,消息被载荷在电信号的某以参量上。
数字信号:电信号的参量携带离散消息,该参量离散取值。
模拟信号:电信号的参量携带连续消息,参量连续取值。
● 相应的通信系统分成两类 数字通信系统模拟通信系统● 模拟信号与数字信号之间可以相互转换在信息源中使用模-数(数-模)转换器,接受端使用数-模(模-数)转换器。
● 数字通信比模拟通信更能适应对通信技术越来越高的要求 (1) 数字传输的抗干扰能力强,中继时可以消除噪声的积累; (2) 传输差错可以控制;(3) 便于使用现代数字信号处理技术对信息进行处理;(4) 易于加密处理;(5) 可以综合传递各种消息,增强系统功能。
● 模拟通信系统模型(点对点)基带信号:携带信息,但具有频率很低的频谱分量,不适宜传输的原始电信号。
已调信号:基带信号经过调之后转换成其频带适合信道传输的信号,也称频带信号。
调制器:将基带信号转变为频带信号的设备。
解调器:将频带信号转变为基带信号的设备。
模拟通信强调变换的线性特性,既已调参量与基带信号成比例。
● 数字通信系统模型(点对点) 强调已调参量与基带信号之间的一一对应。
数字通信需要解决的问题:(2) 编码与解码:通过差错控制编码消除噪声或干扰造成的差错; (3) 加密和解密:对基带信号进行人为“搅乱”;(4) 同步:发送和接收节拍一致,包括:位同步(码元同步)和群同步、帧同步、句同步或码组同步。
数字通信模型:同步环节的位置不固定,图中没有出现。
消息消息数字基带传输模型:●数字通信的缺点 比模拟通信占据更宽的频带。
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27第3章 电话通信 283.1 电话通信过程 333.2 多路复用技术 333.2.1 频分多路复用
49第4章 数据通信 504.1 数据通信概述 504.1.1 数据、信号与信息 514.1.2 系统组成 534.1.3 数据通信网络互连
343.2.2 时分多路复用 343.2.3 码分多路复用 353.2.4 波分多路复用
1456.4 SDH 1456.4.1 SDH的产生 1476.4.2 SDH的帧格式和速率 1486.4.3 SDH的基本网络单元
1496.5 WDM 1496.5.1 光波分复用的基本概念 1516.5.2 光波分复用的特点 1516.5.3 波分复用系统基本结构 1526.6 全光网络 1526.6.1 全光网的基本概念 1536.6.2 全光网的特点 1536.7 实做项目及教学情境 153小结 154思考题与练习题
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第7章 微波通信和卫星通信 1577.1 微波通信 1577.1.1 微波通信的概念和特点 1597.1.2 数字微波通信系统 1617.1.3 微波站设备 1667.1.4 微波的传播特性与补偿技术 1727.1.5 数字微波通信技术的发展及应用 1737.2 卫星通信 1737.2.1 卫星通信的概念和特点 1747.2.2 卫星通信系统 1777.2.3 通信卫星 1807.2.4 地球站 1837.2.5 卫星通信的多址方式 1857.2.6 卫星通信的主要应用 1907.3 实做项目及教学情境 1907.3.1 数字卫星电视接收 1917.3.2 GPS导航定位 191小结 192思考题与练习题 193第8章 接入网 1948.1 接入网概述 1948.1.1 接入网的概念和特点 1978.1.2 接入网技术综述 2018.2 xDSL技术 2028.2.1 xDSL技术概述 2048.2.2 HDSL技术 2048.2.3 ADSL技术 2058.2.4 VDSL技术 2078.3 光接入网 2078.3.1 光接入网概述 2088.3.2 参考配置和应用类型 2108.3.3 PON技术 2148.4 HFC技术 2148.4.1 HFC网络结构 2168.4.2 双向通信
通信原理精简讲义提钢
通信原理精简纲要
第一部分 通信原理要点提纲 .....................................................................................1 第一章 绪论 .................................................................................................................1
第二章 随机信号分析 .................................................................................................2
1.引言........................................................................................................................................2 2.随机过程................................................................................................................................2 1)随机变量到随机过程的推广 .....................................................................................2 2)随机过程的数学刻画 .................................................................................................2 3)三个常用的统计量:均值、方差、自相关 .............................................................3 3.平稳的随机过程和各态历经性 ............................................................................................3 1)狭义平稳.....................................................................................................................3 2)广义平稳(宽平稳、二阶平稳) .............................................................................3 3)时间平均及其引入的统计量 .....................................................................................3 4)各态历经性就是可以用时间平均统计量代替概率平均统计量的随机过程 .........3 4.平稳随机过程的自相关和功率谱 ........................................................................................3 5.高斯随机过程(高斯噪声) ................................................................................................4 1)窄带高斯噪声 .............................................................................................................4 2)理想低通高斯噪声 .....................................................................................................4 3)理想宽带(无线宽)高斯噪声 .................................................................................4 6.平稳过程通过确知的线性时不变系统 ................................................................................4
《通信工程概论》PPT课件
传 输 的 电 话 路 数 ( 电 视 频 道 数 )
A n alo g
占 用 的 频 带 宽 度
digital
传输的比特数 所需要的频带宽度
传输的比特数 R 所需要的时间
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12
可靠性:接收端恢复信息的正确程度。
模拟通信用接收信号的信噪比SNR(Signal to Noise ratio)表示
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43
第6章 第3代移动通信概述
精选ppt
44
6.1 移动通信的时代变迁
80年代
90年代
黎明期
成长期
量变扩展期
21世纪
质变扩展期
第一代
以语言为中心
第二代
第三代
第四代
语言,低速数据~64kbit/s
语言,高速数据 ~384kbit/s (~2Mbit/s)
宽频带(大于100Mbps) 所有信息
移动网
PSTN
移动交换中心 MSC
BS BS
BS
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5.4 移动通信频率分配和抗干扰技术
1. 频率分配
2. GSM: MS BS 890MHz-915MHz
3.
BS MS 935MHz-960MHz
载频间隔: 200kHz, 25MHz带宽分为124个载频
频道间隔:25kHz.
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电话通信、电报通信、电视通信、 数据通信、图像通信、多媒体通信 ·····················
1.2.2 按传输信号的特征分类
模拟通信:传输的信号是模拟信号 数字通信:传输的信号是数字信号
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4
1.2.3 按传输媒介和系统组成的特点分类
2010621广外通信概论复习提纲.
机动作的信号和语言。
【指导通信设备接续话路和维持其自身
及整个网络正常运行所需的控制信号。】
10
8.信令系统的种类
我国(欧洲)目前在程控交换机使用:
R2信令
N.o7信令 9.信令的分类 10.随路信令(CAS)
中国1号信令
中国7号信令
信令与话音在同一条通路中传送。 11.共路信令(CCS) 用一条专用的信令数据链路传送各话路 的信令。 11
END
16
T接线器
TS30 TS2
0
SM
a
b W R 对 应 输 出 时 隙 序 号
17
b
对 应 输 入 时 隙 序 号
a
1 2
30 31
TS30 TS2
a
b
时钟
CM
30 2
0 1 2 30 31 R
SM的读出地址 W
CPU控制
时钟
SM:暂存数字语音信息, 每单元8bit,单元数(容量)等于输入复
输出
PCM1 PCM2 PCM3 PCM4
CM
入线号
2
0
7
对 应 时 隙 号
31 CM4 CM3 CM2 CM1
出线号
19
① 每条输出线对应一个CM 如 CM1对应输出线PCM1;
CM2对应输出线PCM2
② CM中的数据为输入线号码,决定该输入线
在相应TS期间的输出。
20
3.典型的卫星移动通信系统
4.卫星通信系统的发展趋势
5.蜂窝移动通信基本特点
6.移动通信网络的组成
7.蜂窝移动通信系统的分类
8.GSM的技术特点
15
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域名
域名采用层次结构.每一层构成一个子域名, 子域名之间用圆点隔开,自左至右分别为计算 机名、网络名、机构名、最高域名。
XXX.三级域名.二级域名.顶级域名
例如:www. ,该域名表示中国(cn) 教育科研单位(edu)北京邮电大学(bupt)的一台 web服务器(www)。
23
域名
因特网地址中的第一级域名和第二级域名由网 络信息中心(NIC)管理。因特网目前有三个网络 信息中心,TERNIC负责北美地区,APNIC负责 亚太地区,还有一个NIC负责欧洲地区。 由于因特网起源于美国,所以美国通常不使用 国家代码作为第一级域名,其他国家一般采用 国家代码作为第一级域名。 第三级以下的域名由各个子网的NIC或具有NIC 功能的节点自己负责管理。 我国国家域名的国家代码是cn。
接个人用户)而局域网络个数较少的大型网络。
18
IP地址
2. B类地址 B类地址的表示范围为: 128.0.0.1~191.255.255.255,默认网络屏蔽为 :255.255.0.0;B类地址分配给一般的中型网 络。B类网络用第一、二组数字表示网络的地 址,后面两组数字代表网络上的主机地址。
议可以通过网络接口层连接到任何网络上,
例如X.25交换网或IEEE802局域网。
11
网络接口层
互联网的体系结构
TCP/IP结构对应OSI结构 TCP/IP 应用层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 OSI
主机到主机层(TCP)(又称传输层) 网络层(IP) 网络接口层(又称链路层)
数据链路层
第十章 互联网技术
互联网概述
互联网的基本原理
互联网的关键技术 因特网
1
互联网概述
互联网的引入
常见的互联网结构
互联网的相关术语和概念
2018/8/3
2
互联网的引入
单个网络内的资源经常无法满足所有用户的需求, 在一个网络上的用户经常需要与另一个网络上的用 户通信。 为了使连接在不同网络上的任意两台计算机之间能 够进行通信,可以采用多种方法:
一台计算机可以有多个域名(一般用于不同的目的), 但只能有一个IP地址。 一台主机从一个地方移到另一个地方,当它属于不同 的网络时,其IP地址必须更换,但是可以保留原来的 域名;
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地址解析
IP地址不能直接用来通信,这是因为IP地址只是 主机在抽象的网络层中的地址,不能直接在链路 层寻址,若要将网络层中传送的IP数据报交给目 的主机,还需要将IP数据报传送到链路层转换为 帧后才能发送到实际的网络上,因此需要做IP地 址和物理地址之间的转换,这个过程称为地址解 析。 地址解析采用的具体方法因底层网络的不同而不 同。
瑟夫(Vinton G.Cerf): “互联网之父”。
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互联网的基本原理
IP地址 域名 地址解析 域名解析 IP网络的基本工作原理
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IP地址的引入
为了在网络环境下实现计算机之间的通信,网络 中任何一台计算机必须有一个地址,而且该地址 在网络上是唯一的,用这个地址可以在这个网络 中唯一地标识出这台计算机; 在进行数据传输时,通信协议必须在所传输的数 据中增加发送信息的计算机地址(源地址)和接收 信息的计算机地址(目的地址); 互联网中为每个计算机分配了一个唯一识别的地 址,该地址称为1P地址,IP地址是互联网主机的 一种数字型标识,它由网络标识Net ID和主机标 识(Host ID)组成。
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IP网络的基本工作原理
IP服务的特点
1P数据报的封装与传输
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IP服务的特点
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互联网的相关术语和概念
TCP/IP协议:传输控制协议/因特网互联协 议,是Internet最基本的协议、Internet国际 互联网络的基础,由网络层的IP协议和传输 层的TCP协议组成。 TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网,以 及数据如何在它们之间传输的标准。 协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫 它的下一层所提供的网
IPv4 地址长度为 32bit,包括网络号(网络前缀)和主机号; 不同的地址类型定义了地址中网络前缀和主机号所占的位数; 利用地址类型,可以快速区分出地址中的网络前缀和主机号。
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01234 56 7 8
A类 0
网络前缀
主机号
B类 1 0
C类 1 1 0
应用 TCP/UDP
IP 数据链路
TCP/UDP (传输层)
TCP 提供面向连接的、可靠的传输服务。 UDP 提供无连接的、不可靠的传输服务。 利用底层的TCP/IP网络服务设计的应用程序。 Telnet、Web、FTP、e-Mail ……
应用层
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互联网的体系结构
由于ARPNET的设计者注重的是网络互联, 允许通信子网(网络接口层)采用已有的 或是将来有的各种协议,所以这个层次中 没有提供专门的协议。实际上,TCP/IP协
将IP地址转换为物理地址(或MAC地址)的过程称为地 址解析(采用ARP协议)。 将物理地址(MAC地址)转换为IP地址的过程成为逆 向地址解析(采用RARP协议)。
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域名解析
用户不愿意使用难于记忆的主机号,愿意使用易于记忆 的主机名字(域名),因此需要在主机域名和IP地址之间 进行转换。域名到IP地址的转换过程称为域名解析。 把域名翻译成IP地址的软件称为域名系统 。(DNS: Domain Name System); 域名解析的功能相当于一本电话号码薄。已知一个姓名 就可以查到一个电话号码。号码的查找是自动完成的, 完整的域名系统可以双向查找,即可以完成域名和IP地 址的双向映射。装有域名系统的主机叫做域名服务器。 从理论上讲,可以只使用一个域名服务器,但是,随着 互联网规模的扩大,服务器的负载会过大,因此将域名 系统设计成为一个联机分布式数据库,即使单个DNS出 现故障,也不会影响整个系统的正常运行。
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IP地址
D类地址不分网络地址和主机地址,它的第1个字节 的前四位固定为1110。D类地址范围:224.0.0.1到 239.255.255.254。D类地址用于多点播送。D类地址 称为广播地址,供特殊协议向选定的节点发送信息时 用。
E类地址保留给将来使用。
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IP地址
目前出现了IP地址不够用的现象,一方面
物理层
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互联网的体系结构
OSI中的层 应用层 表示层 功能 TCP/IP协议族 TFTP,HTTP,SNMP, 文件传输,电子邮件,文件服务, FTP,SMTP,DNS,RIP 虚拟终端 ,Telnet 数据格式化,代码转换,数据加密 没有协议
会话层 传输层
没有协议 TCP,UDP IP,ICMP,OSPF,BGP, 网络层 为数据包选择路由 IGMP,ARP,RARP SLIP,CSLIP,PPP,MTU 数据链路层 传输有地址的帧以及错误检测功能 ,ARP,RARP 以二进制数据形式在物理媒体上传 ISO2110,IEEE802, 物理层 输数据 IEEE802.2 13
互联网:通过网桥或路由器相互连接的通信网络的 集合; Intranet:指的是一个相互合作的网络,在一个组 织内运作,满足内部需求,存在方式可以是一个独 立的自包容的互联网,也可以具有连接到Internet 的链路; Internet:一个起源于美国,其覆盖范围遍布全球 的互联网; 端系统(主机):与互联网中的某个网络相连的设 备,用于支持端用户的应用或服务;
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IP地址
3. C类地址 C类地址的表示范围为: 192.0.0.1~223.255.255.255,默认网络屏蔽 为:255.255.255.0;C类地址分配给小型网络 ,如一般的局域网,它可连接的主机数量是最 少的,采用把所属的用户分为若干的网段进行 管理。C类网络用前三组数字表示网络的地址 ,最后一组数字作为网络上的主机地址。
网络前缀
网络前缀
主机号
主机号
D类 1 1 1 0
E类 1 1 1 1 0
组播(Multicast)地址
保留使用
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IP地址
一般将IP地址按节点计算机所在网络规模的大小分为A,B,C 三类,默认的网络屏蔽是根据IP地址中的第一个字段确定的。 1. A类地址 A类地址的表示范围为:1.0.0.1~126.255.255.255,默认 网络屏蔽为:255.0.0.0;A类地址分配给规模特别大的网络使 用。A类网络用第一组数字表示网络本身的地址,后面三组数 字作为连接于网络上的主机的地址。分配给具有大量主机(直
解除或建立与别的接点的联系 提供端对端的接口
TCP/IP协议的产生背景
在阿帕网(ARPA)产生运作之初,大部分电脑相互之间不 兼容,在一台电脑上完成的工作,很难拿到另一台电脑上去
用,想让硬件和软件都不一样的电脑联网,也有很多困难。
当时美国的状况是,陆军用的电脑是DEC系列产品,海军用 的电脑是Honeywell中标机器,空军用的是IBM公司电脑,每 一个军种的电脑在各自的系里都运行良好,但却有一个大弊 病:不能共享资源。
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主机名字、主机物理地址和IP地址的转换
网卡 目的主机名 lion
DNS
目的主机 IP地址 209.0.0.6 源主机名 IP=209.0.0.5 tiger
08002B00EE0A
目的主机名 lion
IP=209.0.0.6
ARP
目的主机 物理地址 08002B00EE0A