数据通信网络基础知识分享
数据通信基础知识
数据通信基础知识数据通信是现代社会中不可或缺的一部分，它依赖于各类不同的网络技术、传输媒介以及各种通信设备来实现信息的传输。
数据通信作为计算机网络的一个分支领域，在信息技术的发展历史中，一直扮演着至关重要的角色。
因此，对于数据通信的基础知识的掌握，对于从事计算机行业的人员来说显得格外重要。
一、数据通信的基本概念数据通信指的是通过各种可以传输数据的设备或网络工具将数据以特定的格式从一处传输到另一处的通信过程。
数据本身是以二进制编码方式来存储和传输，这种编码方式只包括数字0和1。
在数据通信领域，每一个0和1被定义为一个比特，也就是二进制信息位。
数据通信是实现计算机之间连接的基础，我们是通过数据通信技术将计算机与其他设备和网络连接起来。
二、数据通信的主要组成部分1.信源：信源指的是产生和发送信息的物理设备。
比如计算机、手机等都是信源的代表。
信源产生的数据信号可能是按照数字或者模拟信号来产生。
2.编码器：在数据信号经过信源后，信源产生的信号不一定是经过处理的二进制码流，因此需要对信源产生的信号进行编码操作，将原始信号转换为正确的数码形式，这就要用到编码器。
3.信道：信道就是传输信息信号的传输媒介，信道的种类很多，例如：电缆、光纤、无线电波等等。
4.解码器：按照收发双方协议规定，收到的信息信号需要进行解码操作，将数码形式转换为指定的信号形式并还原原始信息。
5.信宿：信宿是指接收信息的物理设备，例如计算机、手机等。
三、数据通信的传输模式在数据通信中有两种主要的传输模式：串行传输和并行传输。
串行传输：串行传输是指每一个二进制数位依次流动地发出，它的传输速度比并行传输要慢很多，但是传输的反差强度高。
串行传输通常应用在一些要求传输距离较远、传输速度较慢但是信号质量要求比较高的场合，如电子标签、传感器等。
并行传输：并行传输就是将多个二进制数同时传输，它的传输速度比串行传输要快，但受到电磁干扰的影响也比串行传输严重。
数据通信与网络基础知识
数据通信与网络基础知识在现代社会中，数据通信和网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的重要组成部分。
无论是通过互联网进行信息传输，还是通过手机进行通话和短信交流，都少不了数据通信和网络的支持。
本文将深入介绍数据通信和网络的基础知识，包括数据通信的基本原理、传输介质、网络结构以及网络管理和安全等方面。
首先，数据通信是指将数据从一个地方传输到另一个地方的过程。
它是通过使用不同的传输介质和协议来实现的。
在数据通信中，数据的传输可以通过有线或无线的方式进行。
有线传输通常使用电缆作为传输介质，如网线、电信线等。
无线传输则通过无线电波进行，如Wi-Fi、蓝牙等。
数据通信过程中使用的协议也非常重要，如TCP/IP协议、HTTP协议等。
这些协议规定了数据的传输方式、格式和处理过程，确保数据能够准确地传输和接收。
传输介质是数据通信中起到桥梁作用的物理媒介。
有线传输中，常用的传输介质包括光纤、铜缆等。
光纤传输具有高速、高带宽和抗干扰能力强的特点，广泛应用于长距离和大容量的数据传输；铜缆传输则便宜、易于安装和维护，适用于短距离和低带宽的数据传输。
无线传输中，常用的传输介质包括电磁波、无线电波等。
电磁波传输适用于广播和电视信号的传输；无线电波传输适用于无线通信和互联网接入等。
数据通信的基本原理是将数据转换成电信号，通过传输介质传输，然后在接收端将电信号还原为数据。
在这个过程中，需要使用调制解调器（Modem）将数据转换成电信号，并使用解调器将电信号还原为数据。
调制解调器是数据通信中重要的设备，它将数字信号转换成模拟信号，以便通过传输介质进行传输，并在接收端将模拟信号还原成数字信号。
调制解调器的速率决定了数据的传输速度，通常以波特率（bps）表示。
数据通信不仅仅是指点对点的数据传输，更多时候是通过网络进行的。
网络是由多个设备和传输介质组成的，它们通过互联网协议（IP）互相连接。
网络按局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网（Internet）划分。
计算机网络数据通信的基础知识
2.1 数据通信的基本概念
4. 通信系统模型
通信的三个要素：信源、信宿和信道
信源：一次通信中产生和发送信息的一端
信宿：一次通信中接收信息的一端 信道：信源和信宿之间传送信息的通道，以通信线路为物质基础
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2.1 数据通信的基本概念
2.1.2 数据通信系统的主要构成
2.1 数据通信的基本概念
1. 数据传输系统（通信子网）的组成：
传输线路：信息的传输路径（包括传输介质和中继设备）
传输介质：有线的（如同轴电缆、光纤，双绞线等），无线 的（微波、无线电、红外线等）
中继设备：信号在传输过程中有衰减，每隔一定距离需要对 传输信号放大、恢复信号幅度和相位后继续传送
调制解调器
表示。 ➢ 当传输的信号速率超过信道的最大信号速率时，就会产生失真。
➢ 信道容量是衡量一个信道传输数字信号能力的重要参数。
“带宽”同“速率”之间关系如何？
由于信道带宽总是有限的，以及信道干扰的存在，信道的数据 传输速率总会有一个上限，并且和带宽有相应关系。
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频带，单位用赫兹（Hz）表示。 信道带宽是由信道的物理特性所决定的，例如，电话线路的频率
范围在300～3400Hz，则它的信道带宽300～3400Hz ；
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2.2 信道及其主要特征
2.信道容量（信道最大数据传输速率 ）：
➢ 单位时间内信道上所能传输的最大比特数，用每秒比特数（bps）
0 100 10 1 A B
码元 信息比特
数据通信基础概念知识专业知识讲座
例如,在四相调制中,可以将待发送的数字信 号按两个比特为一组进行编组, 一共有 四组:00,01,10,11,这样,在调相信号的传 输过程中,相位每发生一次变化,便可以传送 两个比特的数据. 同理,在8相调制中,如果将待发送的数字 信号按每3个比特一组进行编组,那么一共 有8种组合.那么,在调相信号传输的过程中, 相位每发生一次改变,便可以传送3个比特 的数据.(见表1-3)
4.信道容量 是指物理信道能够传输数据的最大能力.当 信道上传输的数据速率大于信道所允许的 数据速率时,信道就不能用来传输数据了. 1948年香农经研究得出了著名的香农公式 该公式指出,信道的带宽和信噪比越高,则信 道的容量就越高. 在网络设计中,一定要注意所用的数据传输 速率一定要低于信道容量所规定的数值.
DEC
起始
空号
停止
1个字符
起始
空号
停止
1个字符
起始
DEC
停止
奇偶位
b7b6b5b4b3b2b1
起始
异步传输方式
工作过程如下:平时在线路上没有信号时,线路上处于空号状态 即高电平状态;一旦接收端检测到传输线路从高电平跳向低电 平,也即接收端收到起始位,说明发送端已经开始传输数据.那么 接收端利用传输线的这种电平跳变,启动内部时钟,使其对准接 收信息的每一位进行采样,以确保正确的接收.当接收端收到停 止位时,标志着传输结束.
相对调相的调制规则 用当前波形的初始相位,相对于前一个波形 的初始相位的偏移值来表示数字”0”和”1”. 例如:用 表示数字信号”0”,用 来表示数字信号”1”.
多相调制 以上讨论的是两相调制的方法,即用两个 不同的相位值来分别表示二进制数值”0” 和”1”.但是在模拟信号的通信系统中,人 们经常用多相调制的方法,来达到提高数 据传输速率的目的.与两相调制类似的是, 在多相调制中也存在绝对调相和相对调相 之分.
计算机数据通信基础知识及体系结构
图2-2 通信信道连接类型 (a) 点对点式连接；(b) 点对多点式连接
*
3．数据通信系统的主要技术指标 比特(bit)是二进制(Binary Digit)的缩写，即计算机中常用的术语“位”，在数据通信中用它来度量消息的信息量。 “码元”是对计算机网络中传送的二进制数字中每一位的通称，或称为“码位”。二进制数字1000001是由7个码元组成的序列，通常称为“码字”，在7位ASCII码中，这个码字就是字母A。
*
2.1.2 数据传输 1．数据传输方式 1) 并行传输与串行传输 (1) 并行传输。 如图2-3所示，两数据设备之间一次传输n位并行数据，每条连线对应一条信道，用于传输代码的对应位，n条信道组成了n位并行信号。
*
图2-3 并行传输方式
*
(2) 串行传输。串行传输时，数据一位一位地在一条信道上传输。如图2-4所示，数据发送端向数据接收端发出了“01001101”的串行数据。
*
显然，模拟信号的取值可以有无限多个，图2-1 (a) 表示话音声压随时间连续变化的消息，图2-1(b) 表示与之相应的电流幅度随时间变化的电信号。数字信号是一种离散信号，它的取值是有限个，比如计算机及其外围设备产生和交换的信息都是由二进制代码表示的字母、数字或控制符号。
*
图2-1 模拟信号
*
任何通信信道都不是理想的，由于信道带宽的限制及信道干扰的存在，信道的数据传输速率总会有一个上限。1924年，奈奎斯特(Nyquist)就推导出在具有理想低通矩形特性信道情况下的最高码元传输速率公式：理想低通信道每赫兹带宽的最高码元传输速率是2Baud每秒，我们称为奈氏准则。例如，话音电路的带宽为4kHz，则其最高码元传输速率是8000Baud每秒；假设1Baud携带3 bit的信息，则最高传输速率为24000b/s。对于具有理想带通矩形特性的信道，奈氏准则变为理想低通信道每赫兹带宽的最高码元传输速率是1Baud每秒。
数据通信基础知识
数据通信基础知识在当今数字化的时代，数据通信已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从我们日常使用的手机与朋友聊天、发送电子邮件，到企业之间的大规模数据传输和全球范围内的信息共享，数据通信的身影无处不在。
那么，什么是数据通信？它又是如何工作的呢？让我们一起来探索数据通信的基础知识。
一、数据通信的定义和重要性数据通信，简单来说，就是在不同的地点之间以数字形式传输数据的过程。
这些数据可以是文本、图像、音频、视频或其他任何形式的信息。
数据通信的重要性不言而喻。
它使得人们能够迅速、准确地获取和传递信息，大大提高了工作效率和生活质量。
比如，在医疗领域，医生可以通过数据通信远程诊断病情，为患者提供及时的治疗建议；在教育领域，学生可以在线学习丰富的课程资源，不受时间和空间的限制；在商业领域，企业可以实时监控库存和销售数据，做出更明智的决策。
二、数据通信的基本要素要实现有效的数据通信，需要以下几个基本要素：1、发送方和接收方发送方是产生数据并将其发送出去的设备或个人，而接收方则是接收并处理这些数据的设备或个人。
2、数据数据是通信的内容，可以是各种形式的信息。
3、信号信号是数据的物理表现形式，比如电信号、光信号等。
4、传输介质传输介质是信号传输的通道，常见的有双绞线、同轴电缆、光纤、无线电波等。
5、协议协议是通信双方遵循的规则和标准，确保数据能够正确、有序地传输和理解。
三、数据通信的传输方式数据通信有两种主要的传输方式：串行传输和并行传输。
串行传输是逐位地传输数据，一次只传输一位。
这种方式虽然速度相对较慢，但成本较低，适用于长距离通信。
并行传输则是同时传输多位数据，速度较快，但成本较高，通常用于短距离通信，如计算机内部的数据传输。
四、数据通信的网络类型1、局域网（LAN）局域网通常覆盖一个较小的地理区域，如办公室、学校或家庭。
它具有较高的传输速度和较低的误码率。
2、城域网（MAN）城域网覆盖的范围比局域网大，一般是一个城市。
数据通信基础知识
细缆（便宜的同轴电缆） 细缆（便宜的同轴电缆）
非中继传输距离185米 米 非中继传输距离 Rmax=10 Mbps
铜芯 绝缘层 外导体 屏蔽层
宽带电缆
非中继传输距离<100km 非中继传输距离 Rmax= 900Mbps 传有线电视
保护套
15
3.3 光纤
光纤--由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成的 光纤 由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成的 。
需要具有两条物理上独立的传输线路； 需要具有两条物理上独立的传输线路； 或者需要具有一条物理线路上的两个信道，分别用于不同方向 或者需要具有一条物理线路上的两个信道， 的信号传输。 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） 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 红外线（毫米波） 激光
13
双绞线的连接标准
色彩标记和连接方法： 色彩标记和连接方法： 线对 色彩码 白蓝， 白蓝，蓝 1 白橙，橙 2 白绿，绿 3 4
白棕，棕
1 2 3 4 5 6 7 8
直连线 EIA-568A
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
交叉线 EIA-568B
1 2 3 4 5 6 7 8
......⑶
2
比特率
或 B = R / log2 N
= 波特率 * log
(Baud)
N
......⑷
[例1]采用四相调制方式，即N=4，且一个数字脉冲信号 例 采用四相调制方式， ， 采用四相调制方式 的宽度T=833x10-6秒,则： 的宽度 （1） f = 1/（833*10-6 ）= 1200 Hz （2）R=1/T*log2N=1/(833x10-6)*log24=2400 (bps) （3）B=1/T=1/(833x10-6)=1200 (Baud)
数据通信基础知识
数据通信基础知识数据通信是指通过传输介质将数据从一个地点传输到另一个地点的过程。
在现代社会中，数据通信已经成为了人们生活和工作中不可或者缺的一部份。
本文将详细介绍数据通信的基础知识，包括数据通信的定义、传输介质、数据传输方式、数据通信的协议以及常见的数据通信技术。
一、数据通信的定义数据通信是指将数据从一个地点传输到另一个地点的过程。
在数据通信中，数据被转换成电信号或者光信号，并通过传输介质进行传输。
数据通信可以是在同一地点内的设备之间进行，也可以是在不同地点之间进行。
二、传输介质传输介质是指用于传输数据的物理媒介。
常见的传输介质包括有线传输介质和无线传输介质。
1. 有线传输介质有线传输介质是指通过物理线缆进行数据传输的介质。
常见的有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光纤。
- 双绞线：双绞线是一种由两根绝缘导线以一定的规则缠绕在一起的传输介质。
双绞线通常用于传输较短距离的数据信号，适合于局域网和电话路线等。
- 同轴电缆：同轴电缆是一种由内导体、绝缘层、外导体和外护层组成的传输介质。
同轴电缆适合于传输较长距离的高频信号，常用于电视信号和宽带网络等。
- 光纤：光纤是一种由光导纤维组成的传输介质。
光纤通过光的全内反射来传输数据信号，具有高带宽和抗干扰能力强的特点，常用于长距离的高速数据传输。
2. 无线传输介质无线传输介质是指通过无线电波或者红外线等无线信号进行数据传输的介质。
常见的无线传输介质包括无线局域网（WLAN）、蓝牙和挪移通信网络。
- 无线局域网（WLAN）：无线局域网是一种通过无线电波进行数据传输的局域网。
无线局域网适合于在有线网络无法覆盖的区域提供无线网络连接，常用于家庭、办公室和公共场所等。
- 蓝牙：蓝牙是一种短距离无线通信技术，适合于在个人设备之间进行数据传输。
蓝牙常用于手机、耳机、键盘和鼠标等设备之间的无线连接。
- 挪移通信网络：挪移通信网络是一种通过无线电波进行挪移通信的网络。
挪移通信网络包括2G、3G、4G和5G等不同的技术标准，适合于挪移电话和挪移互联网等。
数据通信技术基础的知识点整理
数据通信技术基础的知识点整理数据通信技术基础是计算机科学与技术中的重要领域，主要研究计算机之间的数据传输，包括信号传输、数字编码、调制解调、传输介质、网络传输协议等方面。
以下是对数据通信技术基础的知识点整理。
一、数字信号传输数字信号传输是指将数据转换成数值信号后，以数字模式传输。
在数字信号传输过程中，需要选择合适的传输介质、信号调制方式，以及正确的信号编码方式等。
数字信号传输的主要知识点有：1.二进制编码二进制编码是将数据转换为二进制形式的编码方式。
二进制编码有 ASCII码、BCD码、格雷码等形式。
2.信号调制信号调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，主要有模拟调制和数字调制两种方式。
在数字调制中，常用的调制方式有ASK、FSK和PSK等。
3.传输介质传输介质是数字信号传输的物理媒介，包括电缆、光纤、无线电波、卫星、载波等。
不同的传输介质具有不同的传输速度、误码率等特性。
4.差错控制差错控制是数据传输过程中一种重要的技术，它主要是指如何在传输过程中检测和纠错错误，以保证数据的可靠传输。
常用的差错控制方式有循环冗余检验（CRC）和海明码等。
二、模拟信号传输模拟信号传输是指将连续的信号以模拟的方式传输。
在模拟信号传输过程中，需要选择合适的传输介质、信号调制方式，以及正确的信号编码方式等。
模拟信号传输的主要知识点有：1.模拟调制模拟调制是将模拟信号经过调制器调制为可以传输的信号形式。
在模拟调制中，常用的调制方式有调幅、调频和调相等。
2.传输介质传输介质也是模拟信号传输的物理媒介，常用的传输介质包括电缆、无线电波等。
3.信噪比信噪比是指传输信号和噪声信号之间的比例。
在模拟信号传输中，信号的质量主要是通过信噪比来衡量的。
4.线路衰减线路衰减是指随着传输距离的增加，信号的功率逐渐减弱的现象。
在模拟信号传输中，最容易受到线路衰减影响的是高频信号。
三、计算机网络计算机网络是连接两台或多台计算机的互联网络，主要分为局域网、广域网和互联网三大类。
数据通信与网络重点总结
《数据通信与计算机网络》复习要点第1章概述1．以数字信号来传送消息的通信方式称为数字通信，而传输数字信号的通信方式称为数字通信系统。
2．数据通信包括数据传输、数据交换和数据处理。
3．数据通信网络按照覆盖的物理范围可分为广域网、局域网和城域网。
4．计算机网络是通信技术与计算机技术密切结合的产物。
5．计算机网络已经历了由单一网络向互联网发展的过程。
6．计算机网络具有三个主要的组成部分(三大组成要素)，即①能向用户提供服务的若干主机；②由一些专用的通信处理机（即通信子网中的结点交换机）和连接这些结点的通信链路所组成的一个或数个通信子网；③为主机与主机、主机与通信子网，或者通信子网中各个结点之间通信而建立的一系列协议。
7．计算机网络按通信方式分为广播网络和点到点网络。
8．计算机网络主要性能指标，包括速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积和利用率。
9．OSI模型有七个层次，分别是：(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10．因特网使用的TCP/IP参考模型的四个层次是：应用层、传输层、互联网层、网络接入层。
11．协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
协议的语法定义了所交换信息的结构或格式；协议的语义定义了源端和目的端所要完成的操作。
12．服务指同一开放系统中某一层向它的上一层提供的操作，但不涉及这些操作的具体实现。
13．面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放三个阶段。
14．标准是由标准化组织、论坛以及政府管理机构共同合作制订的。
标准可分为两大类：法定标准和事实标准。
一．数据通信网络由哪些部分组成？答：从系统设备级的构成出发，可以认为数据通信系统由下面三个子系统组成：（1）终端设备子系统，由数据终端设备及有关的传输控制设备组成。
（2）数据传输子系统，由传输信道和两端的数据电路终接设备组成。
（3）数据处理子系统，指包括通信控制器在内的电子计算机。
数据通信的基础知识
并行通信信道
9
串行通信与并行通信的比较
1、在相同的发送时钟下，并行通信的数据传输速 率将大于串行通信。
2、并行通信需要多个并行信道，实现昂贵。 3、并行通信方式适合于近距离通信（如计算机中）
而在远程通信中一般采用串行通信方式。
10
二、数据通信的系统模型
信号（signal）是数据在传输过程中的电磁波 表示形式。
3
模拟信号与数据信号
模拟信号是指信号 数字信号是指信号的因
的因变量随时间连
变量不随时间连续变化的
续变化的信号，又
信号，通常表现为离散的
被称为连续信号。
脉冲形式，因此也被称作
离散信号。
4
模拟的和数字的数据、信号
模拟数据 模拟数据 数字数据
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三、数据通信系统的性能指标
速率（数据传输速率） 数据传输速率是指单位时间内信道上所能传输 的数据量，其基本单位是比特每秒（bit per second，简写为bps）。
信道的最大传输速率又被称为信道容量，它是指单 位时间内在信道上所能传输的最大比特数。
信道带宽是指信道的频率宽度，即信道所能传输信 号的频率范围，其单位为Hz。
数据通信系统
数字比特流 模拟信号
模拟信号 数字比特流
PC 机 调制解调器 源系统
公用电话网 传输系统
调制解调器 PC 机 目的系统
输 源点 输 发送器
发送
传输 系统
入
入
的信号
信
数
息
据
接收器
终点
接收
输
输
的信号
出
出
数
数据通信的基础知识
数据通信的基础知识数据通信是一个广泛的领域，它涵盖了很多与数据传输和通信相关的知识和技术。
数据通信的基础知识包括以下几个方面：1.数据通信的定义和作用数据通信通常是指通过某种通信媒介（如电缆、光纤、无线电波）传输数字数据的过程。
它可以使得不同的设备（如计算机、路由器、交换机）之间进行数据交换，并使得人们能够访问远程网络。
数据通信的作用在于促进信息的传输和共享，提高工作效率和信息化程度。
2.数字信号与模拟信号在数据通信中，数字信号和模拟信号是两个基本概念。
数字信号是由一系列离散的数字来表示的信号，它在传输和处理过程中具有较强的抗干扰能力和可靠性。
而模拟信号则是由连续的模拟波形来表示的信号，容易受到噪声和干扰的影响。
3.编码和解码技术在数据通信中，编码和解码技术是非常重要的技术手段。
编码技术是将数字信息转换为某种信号格式的过程，常见的编码技术有曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。
解码技术则是将接收到的信号解析成原来的数字信息的过程，常见的解码技术有线性解码、非线性解码等。
4.数据传输的基本方式数据传输的基本方式主要包括点对点传输、广播传输和多播传输三种方式。
点对点传输是指数据只能在两个设备之间进行传输，所需的网络带宽和传输速度较高。
广播传输则是指数据可以在网络中的所有设备之间进行传输，但会占用大量的网络资源。
多播传输则是指数据可以在网络中的一个组中的所有设备之间进行传输，而不影响其他设备。
总的来说，了解数据通信的基础知识对于我们理解和应用网络技术以及保障信息安全都具有重要的意义。
在日常生活和工作中，我们需要更多地学习和掌握有关数据通信的知识，以不断提高自己的技能水平和工作效率。
数据通信原理与网络基础知识解析
数据通信原理与网络基础知识解析数据通信原理和网络基础知识是当今信息时代非常重要的基础知识，它涉及到计算机网络、通信协议、数据传输等方面的内容。
本文将从数据通信原理开始，逐步解析网络基础知识，并介绍其在实际应用中的一些常见应用。
数据通信原理是计算机网络和通信领域的核心基础。
在计算机网络中，数据通信是指通过网络将数据从一台计算机传输到另一台计算机的过程。
为了实现数据的传输，我们需要使用一些基本的数据通信原理。
首先，数据通信原理中的一个重要概念是传输介质。
传输介质是指数据在发送和接收之间传输的媒介，常见的传输介质包括铜缆、光纤和无线信道。
不同的传输介质具有不同的特性，包括传输速率、传输距离和传输可靠性等。
其次，数据通信原理中的另一个重要概念是数据传输方式。
数据传输方式是指数据在传输过程中的工作方式，常见的数据传输方式包括串行传输和并行传输。
串行传输是指将数据位逐位地传输，而并行传输是指将数据位同时传输。
每种传输方式都有其特点和应用场景。
另外，数据通信原理中还有一个关键概念是数据编码。
数据编码是将数据转换为特定格式的过程，以便在传输过程中能够正确地解码。
常见的数据编码方法有ASCII码、二进制码和压缩编码等。
数据编码的选择取决于数据传输的需求和传输介质的特性。
在理解了数据通信原理之后，我们可以进一步了解网络基础知识。
网络基础知识包括计算机网络的组成和网络协议的原理。
首先，计算机网络由一组相互连接的计算机组成，其目的是为了实现计算机之间的数据交换和共享资源。
计算机网络的组成包括计算机节点、通信线路、交换设备和通信协议等。
其次，网络协议是计算机网络中用于控制和管理数据通信的规则和约定。
常见的网络协议包括TCP/IP协议、HTTP协议和SMTP协议等。
每个网络协议都有其特定的功能和应用场景，通过网络协议，我们可以实现计算机之间的数据传输和通信。
在实际应用中，数据通信原理和网络基础知识有着广泛的应用。
其中，互联网是最典型的应用之一。
第1章 数据通信基础知识
1.4.3 数据通信的主要技术指标
误码率是二进制数据位传输时出错的概率。
Ne Pe N
出错位数
传输二进制总位数
在计算机网络中，一般要求误码率低于10-6， 一般通过差错控制方法进行检错和纠错来保证低 误码率。
1.4.3 数据通信的主要技术指标
传输延迟是信息在系统中传输过程中存在 着延迟。 传输延迟=发送和接收处理时间+电信号响应 时间+中间转发时间+信道传输延迟 响应时间越小，延迟就越小。
1.4.3 数据通信的主要技术指标
实际网络通信中的信道总要受到各种噪声 的干扰，香农（Shannon） 给出受随机噪声干 扰的信道容量计算公式： 信号功率
S C Wlog 2 (1 ) N
S/N 信噪比
噪声功率
1.4.3 数据通信的主要技术指标
实际使用的信道的信噪比都要足够大，故 常表示成10lg（S/N），单位是分贝（dB）。 例：信噪比为 30dB，带宽为3kHZ的信道，求 最大数据传输速率。 ∵ 10lg(S/N)=30 ∴ S/N=1030/10=1000 C=3000×log2(1+1000)=3000×9.9672 =29901.6≈30k bps
第1章 数据通信基础知识
第2章 网络数据通信
问题 原由 数据通信技术完成数据的编码、传输和处理，为计 算机网络的应用提供必要的技术支持和可靠的通信 环境。那么，它是如何实现这些功能的呢？这就是 本章所要讨论的问题。 本章重点讨论数据通信系统和常用通信信道类型、 数据调制与编码技术、数据传输技术、多路复用技 术、数据交换技术和差错控制等技术。 掌握: 数据通信的基本概念,数据传输与编码技术. 了解：数据传输技术的发展趋势。 熟悉: 多路复用技术、数据交换技术、差错控制技 术等。
第二章 网络与通信基础知识
第二章网络与通信基础知识一．数据通信系统简介数据通信系统是传递信息所需的一切技术设备的总合。
图2-1为单向数据通信系统的结构图。
从图可以看出，数据通信系统一般由信息员、信息接收者、发送设备、接收设备和传输介质几个部分组成。
1．信息源和信息接收者信息源和信息接收者是信息的产生者和使用者。
在数字通信系统中传输的信息是数据，是数字化了的信息。
这些信息可能是原始数据，也可能是经计算处理过的结果，还可能是某些指令和标志。
信息源可根据输出信号的性质不同而分为模拟信息源和数字信息源（或称离散信息源）。
模拟信息源输出的是幅度连续变化的信号，如电话机；数字信息源输出的是离散的符号序列或文字。
模拟信息源和数字信息源可以互相转换。
现场总线所传输的信号为数字信号，模拟信息源可以通过臭氧和量化变化为数字信息源。
随着计算机和数字通信系统的发展，数字信息员的种类和数量越来越多。
2．发送设备发送设备的基本功能是将信息源和传输介质匹配起来，即将信息源产生的信息信号结果编码，变换为便于传送的信号形式，送往传输介质。
对于数字通信系统来说，发送设备的编码常常又可分为信道编码和信源编码两部分。
信源编码是把连续消息变换为数字信号；而信道编码则是使数字信号和传输介质匹配，提高传输的可靠性或有效性。
信号的变换方式很多，最常见的变换方式是调制。
发送设备还要包括未达到某些特殊要求进行各种处理，如多路复用、保密处理、救出编码处理等。
3．传输介质传输介质指发送设备到接收设备之间信号传递所经过的媒介，它可以是无线的，如电磁波、红外线等，也可以是有线的，如电缆、双绞线、光缆等。
4．接受设备接收设备的基本功能是完成发送设备的翻变换，即进行解调、译码、解密等。
信息在传输介质传输过程中会引入某些干扰，如热噪声、脉冲干扰、信号衰减等。
因此接收设备的任务是从带有干扰的信号中正确恢复出原始信息来。
对于多路信号，还包括解除多路复用，实现正确分路。
通常，信息源也是信息接收者，通信的双方需要随时交流信息，因此要求系统进行双向通信。
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01
网络基础知识
02
交换机知识介绍
03
路由器知识介绍
04
访问控制列表介绍
▪ 网络定义 ▪ LAN 和WAN ▪ 网络拓扑 ▪ 标准化组织
SOHO Server
IP Hotel
Intranet 移动
TCP/IP TCP/IP
5
协
4
议
栈
3
2
5
4
协
议
3
栈
2
1
Source Host A
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
编址和路由
19
A
Router A 网络层 数据链路层 物理层
D C
B Router B 网络层 数据链路层 物理层
E Router C 网络层
数据链路层 物理层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
首先思考以下几个问题： 1.在OSI参考模型中物理层、数据链路层、网络层它们功能是什么？ 2.在OSI参考模型中物理层、数据链路层、网络层它们分别定义了什么？
Bit
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
Host B
▪ 每一层利用下一层提供的服务与对等层通信；每一层使用自己的协议。
Data H Data H H Data
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
主机
交换机 路由器
▪ 数据封装和解封装过程
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
▪ 公用电话网：PSTN ▪ 综合业务数字网：ISDN ▪ 数字数据网：DDN ▪ X.25共用分组交换网 ▪ 帧中继：Frame Relay ▪ 异步传输模式：ATM
▪ WAN的设计目标： ▪ 运行在广阔的地理区域； ▪ 网络控制服从公共服务的规则； ▪ 提供全时的或部分时间的连接； ▪ 连接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备。
目录/Contents
01
网络基础知识
02
交换机知识介绍
03
路由器知识介绍
04
访问控制列表介绍
➢ MAC地址学习 ➢ 帧的转发 ➢ 环路防止
交换机学习主机地址
MAC表
A
0260.8c01.1111
E0
C
E2
0260.8c01.2222
B
E1
0260.8c01.3333
E3
D
0260.8c01.4444
物理层主要定义：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。
数据链路层的功能：物理地址定义、网络拓扑结构、链路参数、差错验证、 物理介质访问。 网络层:通过路由协议进行三层IP地址寻址进行数据包的交换。 故在发生网络故障时： 1.首先检查所有设备物理层特性是否有故障，如设备是否供电、设备或者 接口是否有损坏、光纤、光缆等是否正常。 2.所有物理层故障排除后再进行数据链路层的检查，即可登录设备上依次 查看在端口上是否学到对端设备的MAC地址，如学到MAC地址即是二层数 据链路层正常。 3.数据链路层都排查完毕，再进行第三层路由协议的查看，查看路由器或 者三层交换机的路由表，来进行故障判断。
开机时MAC（内容可寻址存储器）表是空的
交换机学习主机地址
MAC表
E0: 0260.8c01.1111
A
B
0260.8c01.1111
E0
E1
0260.8c01.3333
C
E2
0260.8c01.2222
D
E3
0260.8c01.4444
• 主机A发送数据帧给主机C • 交换机记录下主机A的MAC地址 对应端口E0 • 帧被转发到除端口E0以外的其它所有端口
服务器
Data H Data H H Data
16
▪ 物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。
▪ 物理层线缆：
▪ 同轴电缆（coaxial cable）：细缆和粗缆 ▪ 双绞线（twisted pair）：UTP、STP ▪ 光纤（fiber） ▪ 无线电波（wireless radio）：无线局域网WLAN
▪ 局域网数据链路层分为2个子层：LLC子层和MAC子层。
识M别A，C子帧层的：接M收A与C子发层送的，的链主路要的功管能理为，数帧据的帧差的错封控装制/。卸装，帧的寻址和
段L与LC重子组层，：数LL据C子包层的的顺主序要传功输能。为传输可靠性保障和控制，数据包的分
▪ 数据链路层的功能： ▪ 物理地址定义 ▪ 网络拓扑结构 ▪ 链路参数 ▪ 差错验证 ▪ 物理介质访问 ▪ 流控制（可选）
的性能集。
▪ LAN的设计目标： ▪ 运行在有限的地理区域 ▪ 允许网络设备同时访问高带宽的介质； ▪ 通过局部管理控制网络的权限； ▪ 提供全时的局部服务； ▪ 连接物理上相邻的设备。
HUB
交换机
路由器
ATM 交换机
▪ WAN定义：在大范围区域内提供数据通信服务，主要用于互 连局域网。
▪ WAN分类：
光猫
广域网核心路由器 广域网核心交换机
服务器
▪ 拓扑结构： ▪ 总线型、星型、树型
▪ 环型、网型
▪ 物理层 ▪ 数据链路层 ▪ 网络层 ▪ 传输层 ▪ 会话层、表示层和应用层
▪ OSI RM：开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model）
▪ OSI RM 定义了网络中设备所遵守的层次结构。
▪ 分层结构的优点：
▪ 简化网络的操作 ▪ 提供设备间兼容性和标准接口 ▪ 促进标准化工作 ▪ 结构上可以分隔 ▪ 易于实现和维护
7
高层:负责主机之间的数据传输
6
5
4
3
底层:负责网络数据传输
2
1
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
请问可以用 TCP/IP和你通信
吗?
1
好啊,我也懂TCP/IP。
Destination Host B
▪ 网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。
▪ LAN定义：通常指几公里以内的，可以通过某种介质 互联的计算机、打印机、modem或其它设备的集合。
▪ 特点：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。 ▪ 标准（standard）：描述了协议的规定，设定了最简
提供应用程序间通信
7
处理数据格式、数据加密等 6
建立、维护和管理会话
5
建立主机端到端连接
4
寻址和路由选择
3
提供介质访问、链路管理等
2
比特流传输
1
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
Host A
应用层
APDU
表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
PPDU SPDU Segment Packet Frame