Internet技术与应用第3章 数据通信基础PPT课件
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计算机网络数据通信基础课件
• 概述：OSI（Open Systems Interconnection）参考模型是计算机网络体系结构的一种标准模型，它将网络通信过 程划分为七个独立但相互关联的层次，以便更好地理解和设计网络系统。
OSI参考模型
物理层
负责传输比特流，处理机 械、电气以及定时接口的 规范。
数据链路层
负责将比特流组合成帧， 以及帧的发送和接收。
报文交换和信元交换
报文交换是一种存储转发交换方式，它将整个报文先存储在交换机中，然后再根据目的 地址选择合适的输出端口进行转发，而信元交换是一种面向无连接的交换方式，它将数
据分割成多个小段，每个小段称为信元，然后逐个信元进行转发。
层协议
数据链路层协议包括点对点协议（ PPP）、串行线网际协议（SLIP）等 ，它们负责建立和维护网络连接，以 及数据的封装和拆卸。
通过动态分配带宽实现高效的数据传输。
特点
03
传输速率较快，适用于突发性数据传输，能够充分利用带宽资
源。
Part
06
网络互联与接入技术
网络互联设备
路由器
路由器是连接不同网络的设备，能够根据IP地址将数据包从一个 网络转发到另一个网络。
交换机
交换机是一种多端口的网络设备，能够根据MAC地址将数据帧从 一个端口转发到另一个端口。
无线局域网安全性
无线局域网面临的安全 威胁包括窃听、截获和 篡改数据，常见的安全 措施包括WEP、WPA和 WPA2加密技术。
虚拟专用网技术
虚拟专用网概述
虚拟专用网（VPN）是一种可以 在公共网络上建立加密通道的技 术，通过这种通道可以安全地传 输数据。
VPN协议
常见的VPN协议包括PPTP、L2TP 和IPSec等，这些协议可以提供不 同级别的安全性。
OSI参考模型
物理层
负责传输比特流，处理机 械、电气以及定时接口的 规范。
数据链路层
负责将比特流组合成帧， 以及帧的发送和接收。
报文交换和信元交换
报文交换是一种存储转发交换方式，它将整个报文先存储在交换机中，然后再根据目的 地址选择合适的输出端口进行转发，而信元交换是一种面向无连接的交换方式，它将数
据分割成多个小段，每个小段称为信元，然后逐个信元进行转发。
层协议
数据链路层协议包括点对点协议（ PPP）、串行线网际协议（SLIP）等 ，它们负责建立和维护网络连接，以 及数据的封装和拆卸。
通过动态分配带宽实现高效的数据传输。
特点
03
传输速率较快，适用于突发性数据传输，能够充分利用带宽资
源。
Part
06
网络互联与接入技术
网络互联设备
路由器
路由器是连接不同网络的设备，能够根据IP地址将数据包从一个 网络转发到另一个网络。
交换机
交换机是一种多端口的网络设备，能够根据MAC地址将数据帧从 一个端口转发到另一个端口。
无线局域网安全性
无线局域网面临的安全 威胁包括窃听、截获和 篡改数据，常见的安全 措施包括WEP、WPA和 WPA2加密技术。
虚拟专用网技术
虚拟专用网概述
虚拟专用网（VPN）是一种可以 在公共网络上建立加密通道的技 术，通过这种通道可以安全地传 输数据。
VPN协议
常见的VPN协议包括PPTP、L2TP 和IPSec等，这些协议可以提供不 同级别的安全性。
第3章-网络基础和Internet应用PPT课件
根据传输的信号类型不同，物理信道又可划分为模拟信道和数字信道，模 拟信道传输的是调幅和调频波等模拟信号，数字信道直接传输二进制脉冲信号。
带宽与数据传输速率是通信系统的主要技术指标之一。
2021/3/12
4
3.1.1 数据通信基础
2．数据传输技术
如果要在模拟信道上传输数字信号，就必须在信道两端分别安装调制解调 器。在发送端，将数字脉冲信号转换成能在模拟信道上传输的模拟信号，该过 程称为调制；在接收端，再将模拟信号还原成数字脉冲信号，这个反过程称为 解调。脉冲编码调制是将模拟数据数字化的主要方法，一般通过采样、量化和 编码3个步骤将连续变化的模拟数据转换为数字数据。
频分多路复用主要用于宽带模拟线路中。时分多路复用是将信道用于传输 的时间划分为若干的时间片，每个用户占用一个时间片，在其占有的时间内， 用户使用通信信道的全部带宽来传输数据，其更适合于数字信号的传输。在光 纤信道上使用的波分多路复用技术是频分多路复用的一个变种。
2021/3/12
7
3.1.1 数据通信基础
（3）按传输介质分类 根据传输介质的不同，计算机网络分为有线网和无线网两大类。其中，有
线网采用双绞线、同轴电缆和光纤作为传输介质；无线网采用红外线、微波和 光波作为传输载体。
2021/3/12
11
3.1.2 计算机网络概述
4．物理结构
从物理结构上讲，一个完整的计算机网络系统是由网络硬件系统和网络软 件系统组成。
在数据通信技术中，将利用数字信道原封不动地传输由计算机或终端产生 的数字脉冲信号的方法称为基带传输，其优点是安装简单、成本低；缺点是传 输距离较短，信道利用率低。将利用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传 输或宽带传输，这样不仅使数字信号可用电话线路传输，还可以实现多路复用， 提高信道利用率。
带宽与数据传输速率是通信系统的主要技术指标之一。
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3.1.1 数据通信基础
2．数据传输技术
如果要在模拟信道上传输数字信号，就必须在信道两端分别安装调制解调 器。在发送端，将数字脉冲信号转换成能在模拟信道上传输的模拟信号，该过 程称为调制；在接收端，再将模拟信号还原成数字脉冲信号，这个反过程称为 解调。脉冲编码调制是将模拟数据数字化的主要方法，一般通过采样、量化和 编码3个步骤将连续变化的模拟数据转换为数字数据。
频分多路复用主要用于宽带模拟线路中。时分多路复用是将信道用于传输 的时间划分为若干的时间片，每个用户占用一个时间片，在其占有的时间内， 用户使用通信信道的全部带宽来传输数据，其更适合于数字信号的传输。在光 纤信道上使用的波分多路复用技术是频分多路复用的一个变种。
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3.1.1 数据通信基础
（3）按传输介质分类 根据传输介质的不同，计算机网络分为有线网和无线网两大类。其中，有
线网采用双绞线、同轴电缆和光纤作为传输介质；无线网采用红外线、微波和 光波作为传输载体。
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3.1.2 计算机网络概述
4．物理结构
从物理结构上讲，一个完整的计算机网络系统是由网络硬件系统和网络软 件系统组成。
在数据通信技术中，将利用数字信道原封不动地传输由计算机或终端产生 的数字脉冲信号的方法称为基带传输，其优点是安装简单、成本低；缺点是传 输距离较短，信道利用率低。将利用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传 输或宽带传输，这样不仅使数字信号可用电话线路传输，还可以实现多路复用， 提高信道利用率。
第3章数据通信技术基础1优秀课件
010 1101001 0
信源
010 1101001 0
信源
信道 A.理想状态
信道
信宿
010 1101001 0
信宿
出错 0 101 001 011 0
噪声（干扰）
B.实际环境下
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河北科技师范学院计算机系
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(1)模拟通信系统
模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、 信宿以及噪声源组成。信源所产生的原始模拟信号一 般都要经过调制再通过信道传输。到达信宿后，通过 解调器将信号解调出来。
2021/3/15
河北科技师范学院计算机系
11
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河北科技师范学院计算机系
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3.1.2 数据的信源编码
1.文字信息编码
形成代码的过程，叫做编码。
将各种媒体的原始信息（如文本、语音、图形、
图象、视频、声、光、电、温度、压力等等） 转换成用代码表示数据的过程，称作信源编码。
ASCⅡ码
模拟数据的基带信号具有比较低的频率， 不宜直接在信道中传输，需要对信号进行 调制，将信号搬移到适合信道传输的频率 范围内，接收端将接收的已调信号再搬回 到原来信号的频率范围内，恢复成原来的 消息，比如无线电广播。
2021/3/15
河北科技师范学院计算机系
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（1）模拟数据的编码 ——PCM编码
脉冲编码调制PCM（Pulse Code Modulation）是 模拟数据数字化的主要方法。由于数字信号传输失真 小、误码率低、数据传输速率高，因此在网络中除计 算机直接产生的数字信号外，语音、图像信息必须数 字化才能经计算机处理。
2021/3/15
河北科技师范学院计算机系
Internet技术与应用 第三章
Internet及其应用
• 微波通信传输速率高，可达 64Kbps~2Mbps，目前已有速率为 10Mbps的微波技术；微波传输的距离一般 是10~50km，如果是点到点连接可达50km， 如果是点到多点连接一般只有10km；微波 技术多用于局域网之间的远程互联。
Internet及其应用
9、卫星通信网
Internet及其应用
选择接入方式应考虑的因素
• • • • 一、单用户还是多用户 二、采用拨号还是专线通信方式 三、通信网的选择 四、ISP的选择
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Internet及其应用
3.2 计算机通信网简介
• 计算机网络需要借助电信部门的公用通信网络系 统作为它的通信链路，进行网络通信。 • 通信网的基础是电信技术和计算机技术的结合， 而完成计算机之间、计算机与终端以及终端与终 端之间的信息传递的通信方式和通信业务就是数 据通信。 • 通信网提供数据通信服务，它是由电信部门或公 司向大众提供的公用服务，一般是有偿性的。 • 数据通信服务目前最主要的用途之一就是计算机 联网。
返回
Internet及其应用
3.3 接入Internet的基本原理
• 3.3.1 拨号上网 • 利用电话线连接Internet，终端拥有自己的 独立IP地址。 • 拨号上网又分为普通电话拨号上网和ISDN 拨号上网：
Internet及其应用
采用普通电话以PPP方式连接Internet
Internet及其应用
上网卡
电话号码为911， 用户名和密码在所 购上网卡背后涂层 下
8∶00～23∶00（3元/小时） 23∶00～8∶00（2元/小时）
包月方 式
电话号码、用户名、 针对电话号码包月，流量不限，上多少 密码都是2911 小时都是200元/月 拨962631 无需用户名、密码（只在北京 地区开通） 上网费：3.9元/小时 对于自付用户(个人付费的私人住宅电话 )，上网费封顶金额定为75元/月。无论 电话号码为95963， 上网时间长短，每月最多只要75元，少 于75元的按实际费用结算 用户名和密码为 263。 拨96600无需用户名、密码（只在北京 电话号码为96600 地区开通） 、962631，无需用 上网费：1.5元/小时 拨95963，用户名和密码为263 户名和密码 上网费：2.4元/小时（0.04元/分钟） 95963主叫计费上网，目前已经在北京 、上海、广州、武汉、西安5个城市开 通，以后将会在全国其他各主要城市逐 步开通
数据通信基础知识PPT课件
的信号传输。
.
11
3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
.
12
3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
.
8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
.
6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
.
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3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
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3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
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8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
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6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
计算机网络与Internet应用基础教程 第3章 数据通信与通信网基础
图3-7同步传输方式 内同步指某些编码技术内含时钟信号。外同步指由 通信线路设备提供同步时钟信号，该同步信号与数 据编码一同传输，以保证线路两端数据传输同步。 总之，同步传输方式由字符同步和位同步共同构成。 它的优点是开销少、效率高，适合以较高的速率传 输数据；缺点是整个数据块一旦有一位错传，就必 须重传整个数据块的内容。
3.2 数据通信方式
3.2.1 并行传输方式与串行传输方式
数据传输有并行与串行两种方式。在计算机中，通 常是用8位的二进制代码来表示一个字符。在数据 通信中，人们可以按图3-5（a）所示的方式，将待 传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺 序依次发送，这种工作方式称为“串行传输”。在 数据通信中，人们也可以按图3-5（b）所示的方式， 将表示一个字符的8位二进制代码通过8条并行的通 信信道同时发送出去，每次发送一个字符代码，这 种工作方式称为“并行传输”。
数据传输是数据通信系统的基础，其系统模型如图 3-4所示。数据通信系统除了数据传输之外还包括 数据链路和规程控制、数据在传输前后的处理等。 数据通信中的链路控制等功能牵涉到了OSI物理层 以上的协议。
图3-4 数据传输系统模型
3.1.2 信道带宽与信道最大传输速率
信道在通信系统中具有非常重要的地位，其中信道 带宽与信道最大传输速率是影响信道质量的两个主 要因素。 在数据通信系统中，信道是传送电信号的通路。广 域网包含了通信子网和资源子网，而通信子网又包 括传送线路和交换设备两部分。这里，我们将在机 器之间传输比特流的传送线路叫做信道。提到信道 的概念，首先要说明它的应用范围。本章我们要讨 论的信道，主要是指数据通信中广义的信道概念。
第3章 数据通信与通信网基础
3.1 数据通信的基本概念 3.2 数据通信方式 3.3 传输介质 3.4 通信网简介 习题3
Internet技术与应用基础课件unit3
3.2 单机接入INTERNET
3.2.1 通过局域网接入
• 网卡的安装与连接 • TCP/IP协议的配置
网关 (路由器)
第3章 Internet接入技术； 清华大学出版社；
尚晓航 主编 安继芳 郭正昊 副主编； 2014年9月30日
3.2.2 通过ADSL Modem接入
• ADSL是非对称数字用户线路（Asymmetric Digital Subscriber Line）的缩写。ADSL是一种通过现有普通电 话线为家庭、办公室提供宽带数据传输服务的技术。 ADSL即非对称数字信号传送，它能够在现有的铜双绞线 、即普通电话线上提供最高为8MBps的高速下行速率， 而上行接入速率为512KBps。
第3章 Internet接入技术； 清华大学出版社；
尚晓航 主编 安继芳 郭正昊 副主编； 2014年9月30日
3.1.2 接入技术的概念
• 网络接入技术：通常是指一个PC机或局域网与Internet相 互连接的技术，或者是两个远程局域网之间的相互连接技 术。
第3章 Internet接入技术； 清华大学出版社；
第3章 Internet接入技术； 清华大学出版社；
尚晓航 主编 安继芳 郭正昊 副主编； 2014年9月30日
3.1.1 了解ISP
中国大陆三大基础运营商： •中国电信：提供拨号上网、ADSL、1X、CDMA1X,EVDO r ev.A、FTTx服务。 •中国移动：提供GPRS及EDGE无线上网、TD-SCDMA无线 上网，一少部分FTTx服务。 •中国联通：提供GPRS,W-CDMA无线上网、 拨号上网、 ADSL、FTTx服务。
第3章 Internet接入技术； 清华大学出版社；
尚晓航 主编 安继芳 郭正昊 副主编； 2014年9月30日
3.2.1 通过局域网接入
• 网卡的安装与连接 • TCP/IP协议的配置
网关 (路由器)
第3章 Internet接入技术； 清华大学出版社；
尚晓航 主编 安继芳 郭正昊 副主编； 2014年9月30日
3.2.2 通过ADSL Modem接入
• ADSL是非对称数字用户线路（Asymmetric Digital Subscriber Line）的缩写。ADSL是一种通过现有普通电 话线为家庭、办公室提供宽带数据传输服务的技术。 ADSL即非对称数字信号传送，它能够在现有的铜双绞线 、即普通电话线上提供最高为8MBps的高速下行速率， 而上行接入速率为512KBps。
第3章 Internet接入技术； 清华大学出版社；
尚晓航 主编 安继芳 郭正昊 副主编； 2014年9月30日
3.1.2 接入技术的概念
• 网络接入技术：通常是指一个PC机或局域网与Internet相 互连接的技术，或者是两个远程局域网之间的相互连接技 术。
第3章 Internet接入技术； 清华大学出版社；
第3章 Internet接入技术； 清华大学出版社；
尚晓航 主编 安继芳 郭正昊 副主编； 2014年9月30日
3.1.1 了解ISP
中国大陆三大基础运营商： •中国电信：提供拨号上网、ADSL、1X、CDMA1X,EVDO r ev.A、FTTx服务。 •中国移动：提供GPRS及EDGE无线上网、TD-SCDMA无线 上网，一少部分FTTx服务。 •中国联通：提供GPRS,W-CDMA无线上网、 拨号上网、 ADSL、FTTx服务。
第3章 Internet接入技术； 清华大学出版社；
尚晓航 主编 安继芳 郭正昊 副主编； 2014年9月30日
计算机网络基础(数据通信基础)课件
用程序之间的通信。
应用层协议定义了应用程序之间 的数据交换格式、数据传输方式 以及应用程序之间的控制流程。
常见的应用层协议
HTTP协议
DNS协议
SMTP协议
POP协议
用于Web浏览器和Web 服务器之间的通信，实
现网页浏览功能。
用于将域名转换为IP地 址，实现域名解析功能
。
用于发送电子邮件，实 现邮件传输功能。
网络层协议
如IP协议，负责数据包的 寻址和路由。
路由选择协议
路由选择协议类型
静态路由和动态路由。
路由选择协议作用
动态路由协议可以自动学习最佳路径，而静态路 由需要手动配置。
路由选择协议特点
动态路由协议可以适应网络变化，但配置复杂； 静态路由配置简单，但灵活性差。
IP协议及地址分配
IP地址的概念
IP地址的分配
码分多路复用
利用不同的编码方式作为信号 通道，实现多路信号在同一物
理通道上的传输。
03
数据交换技术
电路交换
总结词
电路交换是一种传统的通信方式，通过建立专用的通信线路来实现数据传输。
详细描述
在电路交换中，通信双方在通信过程中共享一条通信线路，并在整个通信过程 中保持线路连接状态。这种方式的优点是数据传输可靠、实时性强，适用于需 要连续、稳定传输的应用，如电话通信。
带宽
带宽是指数据通信系统的传输 容量，通常以频带宽度或数据
传输速率表示。
延迟
延迟是指数据从发送端传输到 接收端所需的时间，包括传输
延迟和传播延迟。
02
数据传输方式
基带传输和频带传
基带传输
指将数字信号直接传输到通信线 路中，不进行任何调制解调，主 要用于短距离的数据传输。
应用层协议定义了应用程序之间 的数据交换格式、数据传输方式 以及应用程序之间的控制流程。
常见的应用层协议
HTTP协议
DNS协议
SMTP协议
POP协议
用于Web浏览器和Web 服务器之间的通信，实
现网页浏览功能。
用于将域名转换为IP地 址，实现域名解析功能
。
用于发送电子邮件，实 现邮件传输功能。
网络层协议
如IP协议，负责数据包的 寻址和路由。
路由选择协议
路由选择协议类型
静态路由和动态路由。
路由选择协议作用
动态路由协议可以自动学习最佳路径，而静态路 由需要手动配置。
路由选择协议特点
动态路由协议可以适应网络变化，但配置复杂； 静态路由配置简单，但灵活性差。
IP协议及地址分配
IP地址的概念
IP地址的分配
码分多路复用
利用不同的编码方式作为信号 通道，实现多路信号在同一物
理通道上的传输。
03
数据交换技术
电路交换
总结词
电路交换是一种传统的通信方式，通过建立专用的通信线路来实现数据传输。
详细描述
在电路交换中，通信双方在通信过程中共享一条通信线路，并在整个通信过程 中保持线路连接状态。这种方式的优点是数据传输可靠、实时性强，适用于需 要连续、稳定传输的应用，如电话通信。
带宽
带宽是指数据通信系统的传输 容量，通常以频带宽度或数据
传输速率表示。
延迟
延迟是指数据从发送端传输到 接收端所需的时间，包括传输
延迟和传播延迟。
02
数据传输方式
基带传输和频带传
基带传输
指将数字信号直接传输到通信线 路中，不进行任何调制解调，主 要用于短距离的数据传输。
计算机网络技术与应用课件_第3章_OSI-RM及网络互联设备
续
2、网桥工作原理 3、桥接表的生成
3.2.5 交换机
1、交换机工作层面及功能 交换机工作于OSI参考模型的数据链路层。 主要功能：
• 1）快速交换功能：发送结点与接收结点通过交换机 连接，数据帧可直接由源MAC地址快速交换到达目的 MAC地址。 • 2）存储转发功能：在数据帧转发前先送入交换机的 内部缓冲。这种具有存储转发类型的交换机可对数据 帧进行差错检查，可过滤掉有问题的数据帧。
1、OSI的分层思想
分层思想： 1）每一层要有明确的功能界限并严格建立在其下层之上； 2）每一层除实现本层功能外，还要为上层提供一定服务； 3）下层为上层提供服务的细节或实现方式要与上层无关； 4）同层之间要有相互兼容的通信规则或约定。 根据OSI的分层思想，一个完整的计算机网络体系结构应由 两部分组成，即“网络层次模型”和各层拥有的“网络通信 协议”集合。 网络层次模型：它明确定义了各层功能的界限，以及相 邻层次间的接口及服务方法。 网络通信协议：规定了同层次之间通信时建立的规则或 约定。
3、OSI-RM综述
1）ISO-RM的最高层为应用层，面向用户提供应 用级的服务；最低层为物理层，负责连接通信媒体 实现数据传输。低三层可看作是面向数据传输的控 制层（属于通信子网），主要负责解决有关通信控 制和通信寻址等问题；高三层可看作是面向数据处 理的应用层（属于资源子网），主要负责解决应用 进程间的数据通信和数据处理等问题；传输层在 OSI/RM中起到承上启下的作用，作为通信子网和 资源子网的接口，负责总体的数据传输和数据控制， 确保两端通信系统实现端到端的数据传送。由此可 见，传输层是整个网络体系结构的关键层。
第二层 数据链路层（Data Link Layer）
chap3数据通信PPT课件
2021/2/10
3
3.1 数据通信的概念
（2） 数据 数字、文字、语音、图形或图像等信息 在计算机表示的方式就是数据。
从计算机到计算机的数据传输实际上就 是传输二进制比特序列。
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（2）信号
信号是数据在传输过程中电信号的表示形式； 模拟信号（analog signal）的信号电平是连续变化的； 数字信号（digital signal）是用两种不同的电平去表 示0、1比特序列的电压脉冲信号表示；
调制解调器的作用是： 在数据的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。
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调制解调器的基本工作原理
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3. 模拟数据编码方法
为了利用模拟语音通信的电话交换网实现计算 机的数字数据信号的传输，必须首先将数字信号 转换成模拟信号。
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3.数据通信方式
通信双方信息的交互方式： 单向通信、半双工或全双工通信
发送
单向通道
接收
(a)
发送 接收
双向通道
接收 发送
(b)
发送 接收
双向通道
接收 发送
(c)
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4. 同步技术
所谓同步，就是要求通信的收发双方 在时间基准上保持一致。
数据通信的同步可分为：位同步、字 符同步。
2021/2/10
Ⅰ. 同步式
同步通信
发送端连续发送一串字符（或数据块），一个 字符紧接在另一个字符之后，字符间没有间隙。
每一个数据块用一个同步字符SYN开始。
2021/2/10
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3.1 基本概念
1．数据（Data） 数据是对客观事物的符号描述，可以有不同的形式，如
数字、文字、图形、图像、视频、声音等都是数据。可以说， 凡是能被计算机处理的对象都可以称为数据。
数据从形式上可以分为模拟数据和数字数据。模拟数据 是指在某个区间内连续取值的数据，例如，声音、温度和大 气压强等都是随时间连续变化的量。数字数据的取值在其定 义区间是离散的，例如自然数，英文字母、汉字、电子表显 示的时间等都是离散的数据。
在面向字符的同步传输中，每个数据块的头部用一个或 多个同步字符SYN来标记数据块的开始，用ETX标记数据块 的结束。IBM公司的BISYNC就是一个典型的实例。
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2．面向比特的同步传输
面向比特的同步传输是把数据块作为比特流而不是作为 字符流来处理。在面向比特的同步传输中，由于数据块中可 以有任意的比特模式，因此规定帧头和帧尾都使用位模式 “01111110”作为定界标志，同时为了避免在数据块中也出 现这种模式，发送方在所发送的数据中每当出现5个连续的1 之后就插入一个附加的0。当接收方检测到5个连续的1的序 列时，就检查后续的一位数据，若该比特是0，接收方就删 除掉这个附加的0，否则就表示数据的开始或结束。这种就 是位填充技术。
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3.4 数据调制与编码技术
3.4.1 数字数据的数字信号编码 3.4.2 模拟数据的数字信号编码 3.4.3 数字数据的模拟信号调制 3.4.4 模拟数据的模拟信号调制
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3.4.1 数字数据的数字信号编码
3.4.1.1 单极性编码 3.4.1.2 极化编码 3.4.1.3 双极性编码
发送
单向通道
接收
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3.3.2 半双工模式
在半双工模式（half-duplex mode）下，每台设备均能 发送和接收，但不能同时进行。半双工如同两人相向过独木 桥，当一人从一边过桥时，另一人必须在另一边等待。对讲 机就是半双工系统的典型设备。
发送 接收
双向通道
接收 发送
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4．信道（Channel）
信道是信息从发送端到接收端所经过的传输介质。按通 信的信号形式可将信道分为数字信道和模拟信道；按传输介 质的类型分类可将信道分为有线信道和无线信道。
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3.2 数字数据传输
3.2.1 并行传输 3.2.2 串行传输
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3.2.1 并行传输
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3.3 传输模式
3.3.1 单工模式 3.3.2 半双工模式 3.3.3 全双工模式
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3.3.1 单工模式
在单工模式（simplex mode）下，通信是单方向的，如 同看电视一样，电视台只管播放，用户则只能收看。键盘和 传统的显示器分别用来输入和输出，都是典型的单工通信设 备。
在并行传输中，在两个通信设备之间传输数据时有n条 通信信道，因此一次可发送一个由n个比特组成的位组。显 然，这种传输方式的速度很快，但使用的线路较多，成本较 高，因此一般只用于近距离的通信。
0
1
发 送
0 1 0
接 收
方
1
方
1
0
并行传输
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3.2.2 串行传输
在串行传输中，两个通信设备之间只有一条通信信道， 比特是一个一个依次发送的，因此，串行传输的速度只是并 行传输的1/n，但成本较低，只有并行传输的1/n。
第3章 数据通信基础
3.1 基本概念 3.2 数字数据传输 3.3 传输模式 3.4 数据调制与编码技术 3.5 多路复用技术 3.6 数据交换技术 3.7 错误检测与纠正技术
整体概况
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2．信息（Information）
信息通常意义上被认为是有一定含义的、经过加工处理 的、有价值的数据。数据经过处理仍然是数据，只有经过解 释后才有意义，才成为信息。
3．信号（Signal）
信号是指通信中承载信息的电、磁编码，它是随时间变 化的电压、电流或电磁场。相应于数据的分类，信号也可以 分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的信 号；数字信号是指离散变化的信号。
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3.2.2 串行传输
3.2.2.1 异步传输 3.2.2.2 同步传输
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3.2.2.1 异步传输
在异步传输模式中，信号的时序并不重要，但要求信息 必须以一种约定的模式来被接收和解释，只有遵照约定的模 式，接收设备才能正确地获取信息。
异步传输以字符为单位，其数据格式如图3-1所示。每
个字符都要附加1位起始位和1位、1.5位或2位停止位，以标
记字符的开始和结束。此外，要附加1位奇偶校验位，一个
字符占用5-8位，具体位数与字符集有关。
传号
1 0 0 0 0 0 1 0 传号
起 始
字 符
校 验
停 止
位
码
位位
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3.2.2.2 同步传输
在同步传输中，比特流被组装成更长的“帧”或数据块， 一个数据块包含有许多个字符，传输时以数据块为单位，每 个数据块的头部或尾部用特殊字符或比特序列作为开始和结 束的标记。由于同步的标记方式不同，所以有两种不同的同 步传输方式，即面向字符的同步传输和面向比特的同步传输。 1．面向字符的同步传输
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3.3.3 全双工模式
在全双工模式（full-duplex mode）下，双方主机都能 同时发送和接收。全双工就像双车道的公路，允许车辆在两 个方面同时行进。常见的全双工例子是电话网络，通话的双 方都能同时说和听。一条传输通路用于发送，另一条用于接 收。
发送 接收
双向通道
接收 发送
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在一个设备内发部的0 传1 0输1通0常1 是1 并0 行接的，而两个设备之间 的通信又是串行的送，因此，在发送端和收线路之间以及接收端 和线路之间的接口方处，都需要有转换器方（前者为并/串转换，
后者是串/并转换）。
发送并行数据只有一种方法，而串行传输有异步传输和
同步传输两种方法。
串行传输
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