《计算机网络与通信》数据通信基础PPT课件
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《计算机网络课程》PPT课件
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第一章 OSI参考模型和TCP/IP协议体系
从物理结构上看，计算机网络又可定义为在协议控制下，由若干计算 机、终端设备、数据传输设备和通信控制处理机等组成的系统集合。 该定义强调计算机网是在协议控制下，通过通信系统实现计算机之间 的连接，网络协议是区别计算网络与一般的计算机互连系统的标志。
综上所述，根据目前流行的观点，可以把计算机网络定义为：按照网 络协议，以共享资源为主要目的，将地理上分散且独立的计算机互相 连接起来形成的集合体。通常根据人们所处环境和研究的着眼点不同， 可采用不同术语。当着重研究网络资源共享问题时，可称作计算机网 络；当着重研究和分析通信方面问题时，常称作计算机通信网络。我 们对这两个术语将不加严格区分，一般都称作计算机网络。
实体与协议： 网络中的通信是指在不同系统中的实体之间的通信。 实体，是指能发送和接收信息的任何东西，包括终端、应用软件、
通信进程等。 协议：跟在人与人之间交流一样，实体之间通信需要一些规则和
约定，例如，传送的信息块采用何种编码和怎样的格式？如何识 别收发者的名称和地址？传送过程中出现错误如何处理？发送和 接收速率不一致怎么办？简单地讲，通信双方在通信时需要遵循 的一组规则和约定就是协议。 协议的构成：协议主要由语义、语法和定时三部分组成，语义规 定通信双方准备“讲什么”，亦即确定协议元素的种类；语法规 定通信双方“如何讲”，确定数据的信息格式、信号电平等；定 时则包括速度匹配和排序等。
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第一章 OSI参考模型和TCP/IP协议体系
提高可靠性表现在网络中各台计算机可以通过网络彼 此互为后备机，一旦某台计算机出现故障，故障机的任务 就可由其它计算机代为处理，避免了单机在无后备使用情 况下，某些计算机故障导致系统瘫痪的现象，大大提高了 可靠性。
第一章 OSI参考模型和TCP/IP协议体系
从物理结构上看，计算机网络又可定义为在协议控制下，由若干计算 机、终端设备、数据传输设备和通信控制处理机等组成的系统集合。 该定义强调计算机网是在协议控制下，通过通信系统实现计算机之间 的连接，网络协议是区别计算网络与一般的计算机互连系统的标志。
综上所述，根据目前流行的观点，可以把计算机网络定义为：按照网 络协议，以共享资源为主要目的，将地理上分散且独立的计算机互相 连接起来形成的集合体。通常根据人们所处环境和研究的着眼点不同， 可采用不同术语。当着重研究网络资源共享问题时，可称作计算机网 络；当着重研究和分析通信方面问题时，常称作计算机通信网络。我 们对这两个术语将不加严格区分，一般都称作计算机网络。
实体与协议： 网络中的通信是指在不同系统中的实体之间的通信。 实体，是指能发送和接收信息的任何东西，包括终端、应用软件、
通信进程等。 协议：跟在人与人之间交流一样，实体之间通信需要一些规则和
约定，例如，传送的信息块采用何种编码和怎样的格式？如何识 别收发者的名称和地址？传送过程中出现错误如何处理？发送和 接收速率不一致怎么办？简单地讲，通信双方在通信时需要遵循 的一组规则和约定就是协议。 协议的构成：协议主要由语义、语法和定时三部分组成，语义规 定通信双方准备“讲什么”，亦即确定协议元素的种类；语法规 定通信双方“如何讲”，确定数据的信息格式、信号电平等；定 时则包括速度匹配和排序等。
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第一章 OSI参考模型和TCP/IP协议体系
提高可靠性表现在网络中各台计算机可以通过网络彼 此互为后备机，一旦某台计算机出现故障，故障机的任务 就可由其它计算机代为处理，避免了单机在无后备使用情 况下，某些计算机故障导致系统瘫痪的现象，大大提高了 可靠性。
计算机网络(第3章)
码元 基本波形
编码
信号
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不同的编码方案
表示不同数字数据的码元的形式不同，产生出 不同的编码方案。 1.单极性遍码 2.双极性编码 3.曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码
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1.单极性编码
所谓单极性编码，是指在每一码元时间间隔内，有电流发出表 示二进制“1”，无电流发出表示二进制“0”。 （1）如果整个码元时间内维持有效电平，则属于全宽码，称 为单极性不归零型编码（NRZ）； （2）如果逻辑“1”只在该码元时间维持一段时间就变成0电 平，称为单极性归零型编码（RZ）。
量、数据通信的基本方式、 多路复用技术、 数据交换 方式和差错校验和控制等技术。
信息 信源
信息 传输媒体与通信技术
信息 信宿
数据通信系统构成与功能示意图
4
3、数据通信系统的模型
数据通信系统的模型 1、一个数据通信系统可以划分为三大部分：源系统、传输系统
和目的系统；
2、源系统一般包括源点和发送器两部分；目的系统一般包括接 收器和终点两部分。
振幅
f1
f2 频率
振幅频谱图
18
10、基带信号和宽带信号
直接来自信源的、没有经过调制（进行频谱搬移和变 换）的原始电信号称为基带信号，即基本频率信号。
调制分为基带调制和带通调制。 1.仅对基带信号的波形进行交换，使它能够与信道特 性相适应，变换后的信号还是基带信号，称为基带调 制； 2.利用载波信号将基带信号搬移到较高频段进行传输， 调制后的信号称为带通信号（也称宽带信号），这类 调制称为带通调制。 3.基本的调制方法有调幅（AM）、调频（FM）和调 相（PM）。
清华大学的《计算机通信与网络教程》：从高到低的跳变是 1 从 低到高的跳变是 0 。
(2024年)计算机网络基础PPT课件
源地址和目的地址
标识数据报的源主机地址 和目的主机地址。
22
路由算法与路由表生成
01
路由算法概述
路由算法是网络层的核心技术之一，用于确定分组从源主机到目的主机
的最佳路径。
02
静态路由算法
由管理员手动配置路由信息，适用于简单网络环境。
2024/3/26
03
距离矢量路由算法（DVA）
基于Bellman-Ford算法，每个路由器将自己知道的最佳路径信息发送
定性和可靠性。
2024/3/26
17
IP协议原理及报文格式
• IP协议概述：IP协议是TCP/IP协议族中的核心协议之一， 负责在主机和路由器之间传递数据报。
2024/3/26
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IP协议原理及报文格式
2024/3/26
无连接服务
IP协议不建立连接，每个数据报独立 传输，不保证数据报的可靠传输。
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无线局域网技术原理及应用
无线局域网技术原理
基于IEEE 802.11系列标准，通过无线接入点（AP）与客户端设备 （如笔记本电脑、智能手机等）进行通信，实现数据传输和资源共 享。
无线局域网组成
包括无线接入点、客户端设备、传输介质（如空气）和网络管理软 件等。
无线局域网应用
广泛应用于企业、学校、家庭等场景，提供灵活、便捷的网络接入方 式。
组转发到相应的链路上。
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04
传输层与应用层
2024/3/26
25
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一层， 主要任务是为上层应用提供可靠、高效的数据传输服务 。
传输层功能
传输层具有以下主要功能
计算机网络基础ppt课件
• 传输层：提供应用程序间的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供 可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组 丢失，必须重新发送。
• 应用层：向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远 程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的 接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP 协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。
• 网络层：网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时 ，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在 TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫IP数据报 ，或简称为 数据报。网络层的另一个任务就是要选择合适的路由，使源主机运输层所传下 来的分组能够交付到目的主机。
TCP/IP四层模型
• 网络接口层：负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧 ，抽出IP数据报，交给IP层。
• 互联网层：负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传 输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去 往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报： 首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头 ，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数 据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。Байду номын сангаас
PPP协议（Point-to-Point Protocol）：用于点对点链路 的数据链路层协议，提供多协 议封装、链路配置、身份认证
等功能。
HDLC协议（High-Level Data Link Control）：面向比特的同 步数据链路控制协议，具有帧 同步、差错控制、流量控制等 功能。
• 应用层：向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远 程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的 接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP 协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。
• 网络层：网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时 ，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在 TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫IP数据报 ，或简称为 数据报。网络层的另一个任务就是要选择合适的路由，使源主机运输层所传下 来的分组能够交付到目的主机。
TCP/IP四层模型
• 网络接口层：负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧 ，抽出IP数据报，交给IP层。
• 互联网层：负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传 输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去 往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报： 首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头 ，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数 据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。Байду номын сангаас
PPP协议（Point-to-Point Protocol）：用于点对点链路 的数据链路层协议，提供多协 议封装、链路配置、身份认证
等功能。
HDLC协议（High-Level Data Link Control）：面向比特的同 步数据链路控制协议，具有帧 同步、差错控制、流量控制等 功能。
《数据通信与计算机网络》电子全套课件
网络协议
NETBEUI网络、IPX/SPX网络、 TCP/IP网络等
拓扑
总线型网络、星型网络、环型网络等
体系结构
以太网、令牌环网、AppleTalk网络等
Hale Waihona Puke 网络和现代通信技术基础——计算机网络的概述
12
1.2计算机网络的分类
LAN MAN WAN的距离标准 ：
网络和现代通信技术基础——计算机网络的概述
1.1.3 计算机网络的定义 定义 ：计算机网络是自主计算机的互联集合。 它是具有独立功能的计算机、终端及其它设备， 用通信线路连接起来，按一定的方式进行通信 并实现资源共享的系统
1. 互联可以通过电缆（电话线、网线或光纤等）来实现，也可以 采用无线连接，使用无线电信号、激光或红外技术、或者卫星 传输。总之，两台计算机如果能互相交换信息即称为互联。
FDDI Dual Ring
网络和现代通信技术基础——计算机网络的概述
8
1.1 计算机网络的发展过程
4.标准化网络
20世纪70年代后期，开始提出发展计算机网络 的国际标准化问题。ISO、CCITT、IEEE等都 成立了专门的研究机构，研究计算机系统的互 连、计算机网络协议标准化等问题。
1984年，ISO正式颁布了一个称为“开放系统互 连基本参考模型”（OSI模型）的国际标准 ISO7498。
网络和现代通信技术基础——计算机网络的概述
2
1.1 计算机网络的发展过程
1.1.1 计算机网络的产生与发展 1．计算机—终端通信网络
50年代中期出现了“具有通信功能的单主机多终端 系统”。在这种系统中，一台计算机通过通信线路与 若干近地终端及远方终端连接，或多个终端共享一条 通信线路和一台主机连接，形成“终端—通信线路— 计算机”简单的通信系统，构成了计算机网络的雏形
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。
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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
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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。
第2章数据通信基础PPT课件
பைடு நூலகம்.数据通信系统
通信的目的是传输信息。为了实现这一目的， 通信必须具备3个必要条件：信源、媒体和信 宿。信源、媒体和信宿也称为通信的三要素。 信源是发出信息的信息源，信息源可以是人， 也可以是机器。
2.1.2数据通信系统的分类
在数据通信系统中，传输模拟信号的系 统称为模拟通信系统，传输数字信号的 系统称为数字通信系统。
(3)比特率与波特率的关系
比特率与波特率都是衡量信息在传输线路上 传输快慢的指标，但两者针对的对象有所不 同，比特率针对的是二进制位数传输，波特 率针对的是信号波形的传输
(4）带宽与数据传输速率 在现代网络技术中，人们总是以“带宽”来 表示信道的数据传输速率。通信信道最大传 输速率与信道带宽之间存在着密切的关系， 所谓带宽指的是频带的宽度，用来描述传输 信道的容量，所以人们可以用“带宽”去取 代“速率”。
第2章数据通信基础
本章要点 数据通信的基本概念 数据传输介质 信息交换技术 数据编码与调制 多路复用技术 数据通信方式 差错控制与校验
2.1.1数据通信的基本概念
1.信息、数据和信号 (1) 信息：不同领域对信息有着不同的定义。 一般认为，信息是人对现实世界事物存在方 式和运行状态的某种认识，是客观事物属性 和相互联系特性的表现，它反映了客观事物 的存在形式和运动状态。
(2) 数据：
把事物的某些属性规范化后的表现形式。它 可以被识别，也可以被描述。狭义的“数据” 通常指具有一定数据特征的信息，如统计数 据、测量数据、气象数据及计算机中区别于 程序的一些计算机数据等。但是在计算机网 络中，数据通常被广义地理解为在网络中存 储、处理和传输的二进制数字编码，即“信 息的数字化形式”或“信息的二进制表示形 式”。
《数据通信基础》课件
超文本传输协议，用于在Web浏览器 和Web服务器之间传输网页内容。
03
数据交换技术
电路交换
电路交换是一种传统的通信交换 方式，通过建立电路连接来实现 数据传输。
电路交换的优点是数据传输稳定 、可靠，但资源利用率相对较低 。
在电路交换中，通信双方在通信 过程中始终占用通信资源，无论 是否传送数据。
数据通信的原理
通过传输信道，利用各种通信设备传输二进制数据，并在终 端设备上对数据进行处理和显示。
数据通信的特点
数据通信具有传输速度快、信息量大、可靠性高、灵活性强 等优点，广泛应用于军事、商业、科研等领域。
数据通信的分类
有线数据通信
通过有线信道传输数据，如光纤、同轴电缆等 。
无线数据通信
通过无线信道传输数据，如无线局域网、移动 通信等。
5G技术的发展趋势
随着技术的不断进步和应用需求的增加，5G技术将不断演 进和完善，未来将与人工智能、云计算等技术深度融合， 推动各行业的数字化转型。
物联网技术
物联网技术概述
物联网技术是指通过各种信息传 感器设备，实时采集物理世界的 信息，与互联网结合形成的一个 庞大的网络。
物联网技术的应用
场景
物联网技术在智能家居、智能交 通、智能工业等领域具有广泛的 应用前景，能够实现设备的远程 监控和管理，提高生产效率和生 活的便利性。
流。
02
数据传输技术
有线传输技术
光纤传输
利用光信号在光纤中传输数据，具有传输距离远、传输速度快、抗干扰能力强等优点。
铜线传输
利用双绞线或同轴电缆等传输数据，适用于短距离传输，成本较低。
专线传输
通过专用线路直接连接两个地点，传输质量较高，但成本也较高。
《计算机网络基础 》课件
传输层协议比较
TCP与UDP的比较
TCP提供可靠的数据传输服务，而 UDP提供不可靠的数据传输服务； TCP适用于需要可靠传输的应用，而 UDP适用于实时或高速应用。
其他传输层协议
除了TCP和UDP之外，还有一些其他 的传输层协议，如SPX、ATP等，但它 们的应用范围较窄。
06
应用层协议与网络安全
DNS协议用于将域名转换为IP地址。
详细描述
DNS协议运行在应用层，通过查询DNS 服务器来将域名解析为相应的IP地址。 DNS协议采用分布式数据库系统，将域 名和IP地址进行映射，使得用户可以通 过域名来访问互联网上的资源。
SMTP/POP协议
总结词
SMTP和POP协议用于电子邮件的传输和接 收。
ATM技术概述
ATM是异步传输模式的简称，是一种面向单元的数据传输 协议。
ATM技术的特点
ATM技术采用固定长度的数据单元和信元交换方式，具有 高速、高效的特点。同时，ATM技术还支持多种服务质量 等级，能够满足不同类型数据传输的需求。
ATM技术的应用场景
ATM技术适用于需要高速、高质量数据传输的场景，如广 域网、企业网等。
帧中继技术
帧中继技术概述
帧中继是一种数据链路层协议，用于实现快速、高效的数据传输 。
帧中继技术的特点
帧中继技术采用统计复用和流量控制机制，能够在一条物理链路上 同时支持多个逻辑连接，提高了带宽利用率。
帧中继技术的应用场景
帧中继技术适用于需要高速数据传输和多逻辑连接的场景，如企业 网、数据中心等。
ATM技术
感谢您的观看
THANKS
TCP/IP模型
总结词
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）模型是目前互联网广泛采用的网络体系结构，它 简化了通信过程，并突出了传输控制和网络互联的核心作用 。
《通信与计算机网络》课件
传输层
1
TCP协议
学习TCP协议的特点和可靠性传输机制，以及拥塞控制算法。
2
UDP协议
了ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱUDP协议的快速传输性能和无连接特点，适用于实时应用。
应用层
H TTP
研究HTTP协议，了解Web页面的传输和请求过程。
FTP
了解FTP协议的文件传输和管理功能，实现可靠的文件传输。
DN S
理解DNS协议及其在域名解析中的作用，保证网络的可靠性。
《通信与计算机网络》 PPT课件
通过引人入胜的内容和生动的图像，此课件将帮助您更好地理解通信与计算 机网络的重要性和基本原理。
课程概述
本节课程将介绍《通信与计算机网络》课程的目标、重要性以及主要内容， 旨在帮助您全面理解网络通信领域的知识。
通信基础
通信原理
深入了解通信原理，并掌握常见的通信技术和协议。
总结
通过回顾所学内容，提供有用的学习建议，帮助您更好地巩固通信与计算机网络的知识，并应用 于实际工作中。
信号与噪声
了解不同类型的信号和噪声，以及它们对通信质量的影响。
计算机网络
网络原理
探索计算机网络的基本原理，如拓扑结构、协 议堆栈等。
协议和体系结构
学习常见的网络协议和体系结构，如TCP/IP协 议栈。
网络层
1
IP协议
深入研究IP协议，了解地址分配、路由和数据报文的传输。
2
路由和转发
掌握路由和转发的基本原理，包括路由器的工作原理。
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网络管理基本概念和方法
网络管理概念
对网络进行规划、设计、实施、维护 和监控的过程。
网络管理方法
网络管理工具
常用的网络管理工具有网络管理系统 （NMS）、简单网络管理协议 （SNMP）等。
包括故障管理、配置管理、性能管理、 安全管理和计费管理等。
THANK YOU
星型、树型、环型、总线型等，根 据实际需求选择合适的拓扑结构。
常见局域网技术介绍与比较
以太网技术
应用广泛，支持多种传 输介质和速率，具有良 好的可扩展性和兼容性。
令牌环网技术
传输效率高，适用于实 时性要求较高的场合， 但组网成本和维护难度
较高。
无线局域网技术
技术比较
无需布线，灵活方便， 适用于移动办公和临时
计算机网络分类
按照覆盖的地理范围进行分类，计算机网络可以分为局 域网、城域网和广域网三类。局域网是一种在小范围内 实现的计算机网络，一般在一个建筑物内，或一个工厂、 一个事业单位内部，为单位独有。城域网是在一个城市 内部组建的计算机信息网络，提供全市的信息服务。广 域网又称远程网，它覆盖的地理范围从几十公里到几千 公里，可以覆盖一个国家、地区或横跨几个洲，形成国 际性的远程网络。
计算机网络拓扑结构
拓扑结构是指网络中各个站点相互连接的形式，在局域 网中明确一点讲就是文件服务器、工作站和电缆等的连 接形式。现在最主要的拓扑结构有总线型拓扑、星型拓 扑、环形拓扑、树形拓扑以及它们的混合型。
计算机网络发展历程及趋势
• 计算机网络发展历程：计算机网络的发展大致经历了四个阶段，即面向终端的计算机网络、计算机-计算机网 络、开放式标准化网络、因特网与高速计算机网络。在面向终端的计算机网络阶段，计算机网络是以单个计算 机为中心的远程联机系统，典型应用是由一台计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机定票系统。在计算 机-计算机网络阶段，网络将多个主机通过通信线路互连起来，为用户提供服务，兴起于60年代后期的美国 ARPANET网络就是典型代表。在开放式标准化网络阶段，由于计算机硬件和软件的不断更新换代，计算机网 络技术也进入了快速发展时期。因特网与高速计算机网络阶段则是计算机网络发展的最新阶段，因特网是计算 机网络的典型代表。
计算机网络技术基础ppt课件完整版
防火墙技术原理及应用
防火墙技术原理
通过设置规则，允许或阻止特定类型的数据包通过பைடு நூலகம்从而达 到保护网络安全的目的。
防火墙技术应用
在企业网络中，通常将防火墙部署在网络出口处，用于过滤 进出网络的数据包，防止未经授权的访问和攻击。
网络管理策略制定与实施
网络管理策略制定
根据企业的业务需求和网络环境，制定相应的网络管理策略，包括网络访问控制、数据 备份与恢复、网络安全审计等。
包括Wi-Fi、4G/5G等，为用户提供灵活、便捷的网络接入方式 。
家庭宽带接入方式介绍
ADSL接入
利用普通电话线提供宽带接入服务，速度较 慢，但价格相对较低。
小区宽带
由运营商在小区内建设宽带网络，为用户提 供宽带接入服务。
光纤到户（FTTH）
将光纤直接接入用户家中，提供高速、稳定 的宽带服务。
电力线通信（PLC）
根据网络覆盖范围的不同，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN ）、广域网（WAN）等；根据网络拓扑结构的不同，可分为星型、环型、总线 型、树型、网状等；根据传输介质的不同，可分为有线网和无线网。
计算机网络的功能与应用
功能
计算机网络具有数据通信、资源共享、分布式处理等功能，可以大大提高计算机系统的效能和方便性 。
计算机网络技术基础ppt课件 完整版
目录
• 计算机网络概述 • 网络体系结构及协议 • 局域网技术 • 广域网技术 • 网络互联与接入技术 • 网络安全与管理策略
01
计算机网络概述
计算机网络的定义与发展
定义
计算机网络是指将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统通过通信设备和 线路连接起来，以功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式及网络操作 系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。
《数据通信与计算机网络(第三版)》(1-3章)课件
2.2.2模拟数据的数字传输
模拟信号数字化过程主要包括三个步骤：抽样、量化、编码，如图212所示。
图2-12模拟信号的数字传输
2.2 数据编码与数据传输
【例2-3】一路电话信号的频带为300～3400Hz，则抽样频率应该 是什么样的范围？
解：由题意得fH=3400Hz，因为电话信号属于低通信号，故用低通 抽样定理满足要求，即fS≥2fH= 2×3400=6800Hz，所以按照6800Hz的 抽样频率对300～3400Hz的电话信号抽样，则可以不失真地还原成原来 的话音信号。
2．数据通信系统模型 数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计 算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。从计 算机网络的角度看，数据通信系统是把数据源计算机所产生的数据迅 速、可靠、准确地传输到数据宿（目的）计算机或专用外设。
图2-2数据通信系统模型
2.1.2数据通信方式
1．按照数字信号排列顺序分类 数据在信道上传输有两种基本的通信方式一种是串行通信， 另一种是并行通信，如图2-3所示。
图2-3串行、并行通信方式
2.1.2数据通信方式
2．按照消息传递的方向与时间的关系分类
发端
发端
收端 发端
（a）全双工通信 数据
收端 发端
收端 发端
（b）半双工通信 数据
（c）单工通信
收端 收端
图2-4 全双工、半双工、单工通信方式
2.1.3数据通信系统的主要技术指标
1．数据传输速率
(1)波特率RB也称调制速率，以波形每秒的振荡数来衡量。如
果数据不压缩，波特率等于每秒钟传输的数据位数，如果数据进行 了压缩，那么每秒钟传输的数据位数通常大于调制速率。在信息传 输通道中，携带数据信息的信号单元叫码元，单位时间内通过信道 传输的码元数目称为码元传输速率，简称波特率。单位是“波特 ”(Baud)，记为B。波特率与码元长度有关：
《数据通信与计算机网络课件》(王磊) 第2章
循环冗余校验是一种通过多项式除法运算检测错误的方法， 因此首先需要了解多项式和二进制数之间的联系。
数据通信与计算机网络
【注】关于多项式和二进制数
从数学的角度来讲，所有的数都可以用多项式来表示。例如， 123可以表示为：
123=1×102+2×101+3×100 这里的1、2、3分别是多项式的系数。扩展开来，对于二进制数 10111，可以表示为以x为基数的多项式： x4+x2+x+1 当然，反过来用一串二进制数来表示一个多项式也是可以的。
带限信号的频率上限为fH，用fS≥2fH的频率对其进行抽样，那
么在接收端就可以通过低通滤波器将该信号完整的恢复出来。
PCM的编码过程包括采样、电平量化和编码三个步骤。
数据通信与计算机网络
脉冲编码调制（PCM）
数据通信与计算机网络 差错控制编码
差错控制编码概述
差错控制编码的实质就是通过增加冗余信息来保证数据传输 的完整性和准确性。
奇偶校验的主要优点是简单，缺点是当出现偶数个错误的时 候检测不能显示出错，因此奇偶校验只能检测出部分传输差错。
数据通信与计算机网络
为了增强奇偶校验的检错能力，人们在奇偶校验的基础上 又开发出了二维奇偶校验的方法（又称水平垂直奇偶校验）， 其方法是对数据块进行水平和垂直两个方向进行校验，其在传 输时按列顺序进行传输。
0
1
0
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数据通信与计算机网络
循环冗余校验（CRC）
循环冗余校验（Cyclic Redundancy Code，CRC）是普兰奇 （Prange）在1957年提出的。在其后的20多年里，随着循环码的 代数结构、性能和编译方法的不断提高，极大的推动了循环冗余 校验在实际差错控制系统中的应用。目前，循环冗余校验过程已 由集成电路产品实现，由于其运算速度较快，因此在多种通信和 网络设备中广泛应用。
数据通信与计算机网络
【注】关于多项式和二进制数
从数学的角度来讲，所有的数都可以用多项式来表示。例如， 123可以表示为：
123=1×102+2×101+3×100 这里的1、2、3分别是多项式的系数。扩展开来，对于二进制数 10111，可以表示为以x为基数的多项式： x4+x2+x+1 当然，反过来用一串二进制数来表示一个多项式也是可以的。
带限信号的频率上限为fH，用fS≥2fH的频率对其进行抽样，那
么在接收端就可以通过低通滤波器将该信号完整的恢复出来。
PCM的编码过程包括采样、电平量化和编码三个步骤。
数据通信与计算机网络
脉冲编码调制（PCM）
数据通信与计算机网络 差错控制编码
差错控制编码概述
差错控制编码的实质就是通过增加冗余信息来保证数据传输 的完整性和准确性。
奇偶校验的主要优点是简单，缺点是当出现偶数个错误的时 候检测不能显示出错，因此奇偶校验只能检测出部分传输差错。
数据通信与计算机网络
为了增强奇偶校验的检错能力，人们在奇偶校验的基础上 又开发出了二维奇偶校验的方法（又称水平垂直奇偶校验）， 其方法是对数据块进行水平和垂直两个方向进行校验，其在传 输时按列顺序进行传输。
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数据通信与计算机网络
循环冗余校验（CRC）
循环冗余校验（Cyclic Redundancy Code，CRC）是普兰奇 （Prange）在1957年提出的。在其后的20多年里，随着循环码的 代数结构、性能和编译方法的不断提高，极大的推动了循环冗余 校验在实际差错控制系统中的应用。目前，循环冗余校验过程已 由集成电路产品实现，由于其运算速度较快，因此在多种通信和 网络设备中广泛应用。
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2.2信息及主要特点
1、数据信道和模拟信道
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12
数据信道和模拟信道
1、模拟信道传送
13
数字信道传送
数字通信系统的任务是传输数字信息，数 字信息可能来自数据终端设备的原始数据信号， 也可能来自模拟信号经数字化处理后的脉冲编码 信号。 频带信号：指音频模拟信号，即带宽为300Hz3400Hz的普通电话信号。 基带信号：在计算机数据通信中，主要指数字 信号，它是一种矩形波，其分量的频率范围相差 很大。
21
字节级同步
两端每次以字节为单位传输数据，并在字 节两端加特殊记号，作为开始与结束。 优点： 接收方按字节来接收，虽然会出现时钟差 异，但由于字节短，差错较少。 异步机制与同步机制。
22
同步传输与异步传输
同步传输：接收端与发送端具有共同时钟。
方式
位级同步与帧级同步采用同步控制
异步传输：接收端与发送端不需要严格的时间
24
基本概念 信息及其主要特性 传输介质 数据编码 多路复用技术 数据交换技术 差错控制及检错
3
本章学习目标
➢记忆数据通信的基本概念 ➢了解数据通信的主要构成与信息主要特性 ➢记忆主要传输介质的特性 ➢理解数据编码 ➢了解多路复用技术、交换技术 ➢理解差错控制
4
2.1基本概念
通信系统模型
5
(1)信息（Information）是客观事物属性和相互联系特 性的表征，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。
(2)数据（Data）一般可以理解为“信息的数字化形式” 或“数字化的信息形式”。狭义的“数据”通常是指具 有一定数字特性的信息，如统计数据、气象数据、测量 数据及计算机中区别于程序的计算数据等。但在计算机 网络系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、 处理和传输的二进制数字编码。
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25
2.2.3 编码技术的评价
信号频谱 信号的自同步 信号的检测和纠错。 设备的复杂性和成本
《计算机网络与通信》-韩毅刚
26
2.3 模拟传输
2.3.1 幅移键控 2.3.2 频移键控 2.3.3 相移键控 2.3.4 正交幅度调制
《计算机网络与通信》-韩毅刚
《计算机网络与通信》-韩毅刚
《计算机网络与通信》-韩毅刚
2.1.1 并行通信和串行通信
并行传输
渐被淘汰
串行传输
SATA PCI Express
3
2.1.2 单工、半双工、全双工通信
单工通信 半双工通信 全双工通信
《计算机网络技术》-韩毅刚
4
单工通信
只允许数据向一个方向传输
发送设备
数据流
27
2.3.1 幅移键控
载波信号不同幅值代表二进制的两个数值 通常，其中一个载波的振幅值为0
即， 用载波的存在与否来表示1或0
Acos(2fct ) s(t)
0
二进制1 二进制0
数字序列{bk} 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 s(t)
ASK
t
t
28
2.3.2 频移键控
20
伪三进制码
1用无信号表示 0用正负交替表示 与双极性AMI码的优缺点相同
21
曼彻斯特码
每位的中间跳变
跳变用作时钟和数据
从低到高表示1（正跳为1） 从高到低表示0（负跳为0） 用于IEEE 802.3
22
曼彻斯特码的优缺点
缺点
每位至少有一次跳变，也可能是2次跳变 最大调制速率是NRZ的2倍 需要更大的带宽
17
NRZ码的优缺点
优点
易于设计 带宽利用率高
缺点
含直流成分 缺少同步能力
用于磁记录 信号传输不常用
18
典型归零码(RZ)
编码规则：1正0负，中途归零。 RZ码可鉴别是否丢了信号
典型归零码 RZ
101 1001
19
传号极性反转码AMI
0用无信号表示 1用正或负脉冲表示 脉冲极性交替改变 长1不会丢失同步（长0有问题） 没有净直流成分 带宽低 易于检错
不归零电平 (NRZ-L) 不归零1制 (NRZI)
典型归零码 传号交替反转码AMI
伪三进制码
曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码
《计算机网络与通信》-韩毅刚
14
典型不归零码(NRZ)
两个不同的电平来表示0和1 比特周期内电平恒定
没有变化,不会回到零电平
例如. 没有电压代表二进制0, 恒定的正电压代表 二进制1（单极性：1正0零）
双极性：1正0负
数据 NRZ
0
1
0
0
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0
1
1
15
不归零电平(NRZ-L)
0正1负
16
不归零1制（NRZI）
NonReturn to zero inverted on ones（NRZ-1 ）
是差分编码 按1翻转
跳变(由低到高或者由高到低) 代表二进制1 没有跳变代表二进制0
第2章 数据通信基础
2.1 数据通信方式的分类 2.2 数字传输 2.3 模拟传输 2.4 传输损耗和传输速率 2.5 传输媒介 2.6 多路复用
《计算机网络与通信》-韩毅刚
1
2.1 数据通信方式的分类
2.1.1 并行通信和串行通信 2.1.2 单工、半双工和全双工通信 2.1.3 异步通信和同步通信 2.1.4 数字通信和模拟通信
《计算机网络技术》-韩毅刚
7
2.1.3 异步通信和同步通信
位同步
《计算机网络技术》-韩毅刚
8
异步通信
异步通信
线路空闲
线路空闲
1位 起始位
5～8位数据
1位 1、1.5、2位 校验位 停止位
《计算机网络技术》-韩毅刚
9
同步通信
位同步
时钟专线 数据信号编码
帧同步
《计算机网络技术》-韩毅刚
12
2.2.1 数字信号的波形
单极性码和双极性码 不归零码和归零码 绝对码和差分码
差分编码 数据采用跳变而不是电平来表示 检测信号的跳变更为可靠 在复杂的传输结构中 ，信号的正负极很容易失去意 义 如引脚接反
《计算机网络与通信》-韩毅刚
13
2.2.2 数字信号编码方案
典型不归零码
《计算机网络与通信》-韩毅刚
30
2.3.4 正交幅度调制
调相调幅 星座图
011 100
010 001 000
101
111
110
8QAM
16QAM
8PSK
《计算机网络与通信》-韩毅刚
31
2.4 传输损耗和传输速率
2.4.1 衰减 2.4.2 噪声 2.4.3 传输速率 2.4.4 信道容量
FSK最通常的形式是双值 FSK (BFSK) 两个不同频率来表示二进制数的两个值 (
载波频率附近)
s(t) Acos(2f1t) 二进制1 Acos(2f2t ) 二进制0
数字序列{bk} 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
BFSK
t
29
2.3.3 相移键控
用载波信号的相位偏移来表示数据 双值相移键控（BPSK） 差分相移键控（DPSK） 正交相移键控（QPSK）
优点
每位中间的跳变用于同步（自同步） 无直流分量 可进行差错检测
当预期的跳变不存在时
23
SUCCESS
THANK YOU
2019/8/22
差分曼彻斯特码
中间的跳变只用于时钟 位开始时跳变表示0 （有跳为0方案 用于IEEE 802.5
10
2.1.4 数字通信和模拟通信
传输特性
信号
发端
放大 器
收端
噪声 (a)模拟通信
信号
发端
中继 器
收端
噪声 (b)数字通信
《计算机网络技术》-韩毅刚
11
2.2 数字传输
2.2.1 数字信号的波形 2.2.2 数字信号编码方案 2.2.3 编码技术的评价
《计算机网络与通信》-韩毅刚
《计算机网络与通信》-韩毅刚
通信连接 (a) 单工
接收设备
《计算机网络技术》-韩毅刚
5
半双工通信
双方不能同时发送信号
发送设备 接收设备
数据流
通信连接 (b) 半双工
《计算机网络技术》-韩毅刚
发送设备 接收设备
6
全双工通信
双方可同时发送信号，同时接收信号
发送设备 接收设备
数据流
通信连接 (c) 全双工
发送设备 接收设备
2.2.3 编码技术的评价
信号频谱 信号的自同步 信号的检测和纠错。 设备的复杂性和成本
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2.3 模拟传输
2.3.1 幅移键控 2.3.2 频移键控 2.3.3 相移键控 2.3.4 正交幅度调制
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2.1.1 并行通信和串行通信
并行传输
渐被淘汰
串行传输
SATA PCI Express
3
2.1.2 单工、半双工、全双工通信
单工通信 半双工通信 全双工通信
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4
单工通信
只允许数据向一个方向传输
发送设备
数据流
27
2.3.1 幅移键控
载波信号不同幅值代表二进制的两个数值 通常，其中一个载波的振幅值为0
即， 用载波的存在与否来表示1或0
Acos(2fct ) s(t)
0
二进制1 二进制0
数字序列{bk} 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 s(t)
ASK
t
t
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2.3.2 频移键控
20
伪三进制码
1用无信号表示 0用正负交替表示 与双极性AMI码的优缺点相同
21
曼彻斯特码
每位的中间跳变
跳变用作时钟和数据
从低到高表示1（正跳为1） 从高到低表示0（负跳为0） 用于IEEE 802.3
22
曼彻斯特码的优缺点
缺点
每位至少有一次跳变，也可能是2次跳变 最大调制速率是NRZ的2倍 需要更大的带宽
17
NRZ码的优缺点
优点
易于设计 带宽利用率高
缺点
含直流成分 缺少同步能力
用于磁记录 信号传输不常用
18
典型归零码(RZ)
编码规则：1正0负，中途归零。 RZ码可鉴别是否丢了信号
典型归零码 RZ
101 1001
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传号极性反转码AMI
0用无信号表示 1用正或负脉冲表示 脉冲极性交替改变 长1不会丢失同步（长0有问题） 没有净直流成分 带宽低 易于检错
不归零电平 (NRZ-L) 不归零1制 (NRZI)
典型归零码 传号交替反转码AMI
伪三进制码
曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码
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典型不归零码(NRZ)
两个不同的电平来表示0和1 比特周期内电平恒定
没有变化,不会回到零电平
例如. 没有电压代表二进制0, 恒定的正电压代表 二进制1（单极性：1正0零）
双极性：1正0负
数据 NRZ
0
1
0
0
1
0
1
1
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不归零电平(NRZ-L)
0正1负
16
不归零1制（NRZI）
NonReturn to zero inverted on ones（NRZ-1 ）
是差分编码 按1翻转
跳变(由低到高或者由高到低) 代表二进制1 没有跳变代表二进制0
第2章 数据通信基础
2.1 数据通信方式的分类 2.2 数字传输 2.3 模拟传输 2.4 传输损耗和传输速率 2.5 传输媒介 2.6 多路复用
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1
2.1 数据通信方式的分类
2.1.1 并行通信和串行通信 2.1.2 单工、半双工和全双工通信 2.1.3 异步通信和同步通信 2.1.4 数字通信和模拟通信
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7
2.1.3 异步通信和同步通信
位同步
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异步通信
异步通信
线路空闲
线路空闲
1位 起始位
5～8位数据
1位 1、1.5、2位 校验位 停止位
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同步通信
位同步
时钟专线 数据信号编码
帧同步
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2.2.1 数字信号的波形
单极性码和双极性码 不归零码和归零码 绝对码和差分码
差分编码 数据采用跳变而不是电平来表示 检测信号的跳变更为可靠 在复杂的传输结构中 ，信号的正负极很容易失去意 义 如引脚接反
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2.2.2 数字信号编码方案
典型不归零码
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30
2.3.4 正交幅度调制
调相调幅 星座图
011 100
010 001 000
101
111
110
8QAM
16QAM
8PSK
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2.4 传输损耗和传输速率
2.4.1 衰减 2.4.2 噪声 2.4.3 传输速率 2.4.4 信道容量
FSK最通常的形式是双值 FSK (BFSK) 两个不同频率来表示二进制数的两个值 (
载波频率附近)
s(t) Acos(2f1t) 二进制1 Acos(2f2t ) 二进制0
数字序列{bk} 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
BFSK
t
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2.3.3 相移键控
用载波信号的相位偏移来表示数据 双值相移键控（BPSK） 差分相移键控（DPSK） 正交相移键控（QPSK）
优点
每位中间的跳变用于同步（自同步） 无直流分量 可进行差错检测
当预期的跳变不存在时
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差分曼彻斯特码
中间的跳变只用于时钟 位开始时跳变表示0 （有跳为0方案 用于IEEE 802.5
10
2.1.4 数字通信和模拟通信
传输特性
信号
发端
放大 器
收端
噪声 (a)模拟通信
信号
发端
中继 器
收端
噪声 (b)数字通信
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2.2 数字传输
2.2.1 数字信号的波形 2.2.2 数字信号编码方案 2.2.3 编码技术的评价
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通信连接 (a) 单工
接收设备
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半双工通信
双方不能同时发送信号
发送设备 接收设备
数据流
通信连接 (b) 半双工
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发送设备 接收设备
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全双工通信
双方可同时发送信号，同时接收信号
发送设备 接收设备
数据流
通信连接 (c) 全双工
发送设备 接收设备