通信子网
通信子网包括哪三层
通信子网包括哪三层通信子网包括物理层、数据链路层和网络层，提供各种面向网络的服务。
资源子网包括应用层、表示层和话路层，提供各种面向用户的服务。
传输层位于通信子网和资源子网的连接处，主要功能是实现底层协议和高层协议的接口与转换。
在局域网中，资源子网主要由网络的服务器、工作站、共享的打印机和其他设备及相关软件所组成。
通信子网由网卡、线缆、集线器、中继器、网桥、路由器、交换机等设备和相关软件组成。
在广域网中，通信子网由一些专用的通信处理机（即节点交换机）及其运行的软件、集中器等设备和连接这些节点的通信链路组成。
资源子网由上网的所有主机及其外部设备组成。
另外，通信子网又可分为“点—点通信线路通信子网”与“广播信道通信子网”两类。
广域网主要采用点到点通信线路，局域网与城域网一般采用广播信道。
由于技术上存在较大的差异，因此在物理层和数据链路层协议上出现了两个分支：一类基于点—点通信线路，另一类基于广播信道。
基于点—点通信线路的广域物理层和数据链路层技术与协议的研究开展比较早，形成了自己的体系、协议与标准。
而基于广播信道的局域网、城域网的物理层和数据链路层协议研究相对比较晚一些。
通信控制处理机构成的通信子网是网络的内层，或骨架层，是网络的重要组成部分。
网上主机负责数据处理，是计算机网络资源的拥有者，它们组成了网络的资源子网，是网络的外层，通信子网为资源子网提供信息传输服务，资源子网上用户间的通信是建立在通信子网的基础上。
没有通信子网，网络不能工作，而没有资源子网，通信子网的传输也失去了意义，两者合起来组成了统一的资源共享的两层网络。
将通信子络的规模进一步扩大，使之变成社会公有的数据通信网。
第3章-通信子网
• 介质访问控制技术：令牌环硬件在所有计算机中协调来保证许 介质访问控制技术：
可按顺序传送给每一个计算机， 令牌”的特殊的报文。 可按顺序传送给每一个计算机，其中使用一种 “令牌”的特殊的报文。 在任何时刻，环上只有一个令牌。为了发送数据， 在任何时刻，环上只有一个令牌。为了发送数据，计算机必须等待令牌到 然后传输一帧，再向下一台计算机传输令牌。 来，然后传输一帧，再向下一台计算机传输令牌。当没有计算机要发送数 据时，令牌以高速在环上循环。 据时，令牌以高速在环上循环。
比特率 = 波特率 * log 2K
只有当每个信号事件仅代表一个2进位的情况下， 只有当每个信号事件仅代表一个 进位的情况下，波特率才相当于比特 进位的情况下 采用多进制调制体制时，比特率为波特率的倍数。 率；采用多进制调制体制时，比特率为波特率的倍数。
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3-2-2
信道复用
三种信道连接方式： 点到点连接、共享信 道、信道复用。 信道复用的目的：让不同的计算机接到相 同的信道上，共享信道资源。 信道复用技术的基本原则：
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3-3
局域网（LAN）技术
3-3-1 局域网的基本概念
局域网就是一个通信系统， 局域网就是一个通信系统，它在一定的地理区域内可使 多个相互独立的设备在同一共享的介质上以一定的速率进 行通信，以便共享资源和交换信息。 行通信，以便共享资源和交换信息。
这些设备包括网络设备、计算机、终端、外设、传感器、电话机等。 这些设备包括网络设备、计算机、终端、外设、传感器、电话机等。 设备包括网络设备
发送数据之前必须等待许可。一旦它得到许可， 发送数据之前必须等待许可。一旦它得到许可，发送计算机完全控制令牌 许可 当发送计算机传输帧时，比特流从发送计算机向下一个计算机传送， 环。当发送计算机传输帧时，比特流从发送计算机向下一个计算机传送， 再向下一台传送，直至比特流完全在整个环上发送并传回发送计算机。其 再向下一台传送，直至比特流完全在整个环上发送并传回发送计算机。 目的站点转发比特流的同时复制一个副本。 中，目的站点转发比特流的同时复制一个副本。
通信网络中的子网划分算法
通信网络中的子网划分算法随着物联网的发展，通信网络的规模越来越大，管理和维护通信网络的难度也越来越大。
通信网络中的子网划分算法起到了重要的作用，可以将大型通信网络分解为若干个子网，便于管理和维护。
本文将介绍通信网络中的子网划分算法。
一、简介子网划分算法是指将一个大型网络划分为若干个子网的一种技术方法。
通常来说，子网划分算法的目的是为了降低网络中数据报文的广播域和碰撞域的大小，减少网络的拥塞和冗杂，提高网络的可靠性和性能。
子网划分算法通常被应用于局域网（LAN）和广域网（WAN）。
二、子网划分算法1、子网划分算法基本原理子网划分算法的基本原理是通过对网络进行适当的划分，将网络中的主机分组，每组主机形成一个子网。
这个划分过程不但考虑网络的拓扑结构，还考虑网络中数据流量的情况。
划分子网的原则是：在同一子网内的主机之间通信速度应该尽可能快，而不同子网之间的通信速度却并不太重要，因为这种情况下通常采用路由来解决。
2、静态子网划分算法静态子网划分算法是指在建立网络时就确定子网划分的算法。
静态子网划分算法通常采用层次地址和掩码的方法进行划分。
层次地址的划分是指将网络地址和主机地址进行分离，每个子网的网络地址和主机地址各自有一段，这种方法的好处是可以保证子网之间的安全性和隔离性。
掩码的划分是指将网络地址和子网掩码结合，设计出特定的子网大小，这种方法的好处是可以减少网络的拥塞和冗杂。
3、动态子网划分算法动态子网划分算法是指在网络运行过程中动态地根据当前网络情况，重新对网络进行划分的算法。
动态子网划分算法采用了自动分类和地址重用等技术，可以灵活地调整网络的结构，便于网络的管理和维护。
4、其他子网划分算法除了上述基本的静态子网划分算法和动态子网划分算法外，还有一些其他的子网划分算法，如基于VLAN的子网划分算法、基于随机划分的子网划分算法、基于模拟退火的子网划分算法等。
这些算法采用了不同的技术和方法，在特定的应用领域中取得了较好的效果。
通信子网主要包括
通信子网主要包括通信子网是现代通信网络系统中的核心组成部分，它为信息传输提供了关键的基础设施。
通信子网通过传输介质、协议和设备实现信息的传输和交换，并支持不同终端设备之间的通信。
本文将从通信子网的定义、功能、组成和技术特点等方面进行详细介绍。
一、通信子网的定义及功能：通信子网（Communication Subsystem）是指支持信息传输的基础设施，它由一系列互连的网络设备和传输介质组成，可以实现信息的传输、交换和处理。
通信子网的主要功能包括传输数据、建立连接、路由选择、差错控制和流量控制等，它为上层应用提供可靠、高效的通信服务。
二、通信子网的组成：通信子网由多个网络设备和传输介质组成，主要包括以下几个组成要素：1. 网络设备：通信子网的网络设备包括路由器、交换机、网关等。
路由器负责实现不同网络之间的联系和信息的转发，它根据路由选择算法将数据包从一个网络传输到另一个网络；交换机负责实现内部网络之间的数据交换，它通过端口之间的连接实现数据包的接收和转发；网关是不同网络之间的桥梁，可以将不同网络的数据进行转换和传输。
2. 传输介质：传输介质是信息传输的物理通道，主要包括有线传输介质（如光纤、双绞线等）和无线传输介质（如无线电波、红外线等）。
不同的传输介质具有不同的传输带宽、传输距离和传输速率等特点，可以根据具体需求选择合适的传输介质。
3. 协议：通信子网的协议是保证数据传输的规范和约定，它定义了数据的格式、传输方式和控制机制等。
常见的通信协议包括TCP/IP协议、UDP协议、HTTP协议和DNS协议等，不同的协议有不同的适用场景和特点，可以根据需求选择合适的协议。
三、通信子网的技术特点：通信子网具有以下几个技术特点：1. 高效可靠：通信子网通过优化传输算法、提高网络带宽和增加冗余机制等手段，实现了高效的数据传输和可靠的信息交换。
它能够在复杂的网络环境下保证数据的及时传输和正确接收，提供高质量的通信服务。
计算机网络的通信子网.
3.2.1 信道容量和信道复用
一、信道容量： 信道容量是指物理信道能够传送的最大数据 率。
带宽：指物理信道的频带宽度，即允许的最高 频率和最低频率之差 数据传输率：在有效的带宽上单位时间内可靠 传输的二进制位数
实际应用中数据传输率要小于信道容量。
信道容量
带宽和数据传输率的关系
1924年，奈魁斯特（H. Nyquist）推导出无噪声 有限带宽信道的最大数据传输率公式：
数据
A B
监视信号
二、信道的带宽
• 带宽：信道两端的发送接收设备能够改变比 特信号的最大速率。用Hz（赫兹）表示。 • 例如，某信道的带宽是3000Hz，则表示该 信道最多可以以每秒3000次的速率发送信号。
比特率和波特率
(1)比特率：即数据传输率，指每秒传输多少二进制代 码位数，故又称数据率，单位用：位 / 秒或记作 b/s 或 bps。 (2)波特率：又称调制速率或波形速率。 是指线路上每秒传送的波形个数。 通常用于表示调制解调器之间传输信号的速率。 波特率与比特率的关系取决于信号值与比特位的关系。 S=Blog2N 例：每个信号值可表示３位，则比特率是波特率的３倍； 每个信号值可表示１位，则比特率和波特率相同。
1、异步传输方式
• 异步传输方式的特点
– 各个位以串行方式发送，并附有起止位识别 符 – 字符之间通过“空号”来间隔，效率低、速 度慢
1 0 1 1 0 1 1
字符编码 起始位 终止位
奇偶校验
6、同步传输方式
• 同步传输方式的特点：
– 在同步方式中，信息不是以字符而是以数据块方式传 输 – 在位流中采用同步字符来保证定时 – 同步信号的位数较异步方式少，效率较高
此式是利用信息论得出的，具有普遍意义； 与信号电平级数、采样速度无关； 此式仅是上限，难以达到。
广域网通常由什么组成
广域网组成
广域网一般由主机(资源子网)和通信子网组成。
广域网也称远程网。
通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。
覆盖的范围比局域网和城域网都广。
广域网的通信子网主要使用分组交换技术。
广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。
如因特网是世界范围内最大的广域网。
广域网是由许多交换机组成的，交换机之间采用点到点线路连接，几乎所有的点到点通信方式都可以用来建立广域网，包括租用线路、光纤、微波、卫星信道。
而广域网交换机实际上就是一台计算机，有处理器和输入/输出设备进行数据包的收发处理。
通信子网知识点总结
通信子网知识点总结一、通信子网的基本概念1. 通信子网的定义通信子网是指在通信网络中负责路由选择、数据转发和传输、资源管理等关键功能的一种网络子系统。
它承载了整个通信网络的数据传输和控制，是通信网络中最核心的一部分。
通信子网的运行状态对整个通信网络的性能和稳定性具有直接影响。
2. 通信子网的目标和要求通信子网的主要目标是提高通信网络的整体性能和可靠性，实现信息的快速传递和交换。
为达到这一目标，通信子网需要具备高速、高可靠性、高安全性和高性能的特点，能够满足通信网络中各种服务的需求。
3. 通信子网的基本特点通信子网具有分布式、灵活性、可靠性和高性能等特点。
它由多个互相连接的节点和链路组成，有着复杂的拓扑结构。
通信子网能够根据用户的需求对通信资源进行分配和管理，能够实现数据的快速传输和控制。
二、通信子网的结构和功能1. 通信子网的结构通信子网的结构包括网络拓扑、节点和链路、交换和路由等组成部分。
通信子网的网络拓扑一般采用星型、环形、树型、网状等结构，节点和链路负责数据的传输和交换，交换和路由则是通信子网的核心功能。
2. 通信子网的功能通信子网的主要功能包括数据传输和控制、路由选择、资源管理、故障处理等。
其中，数据传输和控制是通信子网最基本的功能，路由选择是根据网络拓扑和用户需求选择合适的路径进行数据传输，资源管理则是对通信资源进行分配和管理，故障处理是及时检测和修复通信子网中的故障，保证通信网络的稳定性。
三、通信子网的技术发展趋势1. 通信子网的技术发展历程通信子网的发展经历了分组交换、电路交换、ATM等技术阶段，目前正处于IP网络、光网络等新一代通信技术的发展阶段。
通信子网的技术发展呈现出数字化、数据化、智能化和软件化等特点，旨在提高通信网络的性能和服务质量。
2. 通信子网的技术发展趋势通信子网的技术发展趋势主要包括光网络、云计算、大数据、物联网等新兴技术的应用。
光网络能够提供更高速的数据传输和更大的带宽，云计算能够提供更高效的计算和存储服务，大数据能够实现对海量数据的分析和处理，物联网能够实现各种终端设备的互联互通。
网络的分类
广域网、城域网、接入网以及局域网的关系 广域网、城域网、
广域网
城域网 接入网 接入网 接入网 城域网 接入网 接入网 接入网
…
局域网 校园网 企业网
…
局域网
接入网 AN (Access etwork)：
又称为本地接入网或居民接入网， 又称为本地接入网或居民接入网，它是局域网校 或园网）和城域网之间的桥接区， （或园网）和城域网之间的桥接区，接入网提供多 种高速接入技术， 种高速接入技术，使用户接入到因特网的瓶颈得到 某种程度上的解决。 某种程度上的解决。
城域网（ 城域网（续）
城域网标准之一有 IEEE 802.6 定义的 QDB(Distributed Queue Dual Bus)，即分布式队列双总线，使用两条单向总 Bus)，即分布式队列双总线，使用两条单向总 电缆）连接所有的节点，没有交换单元。 线（电缆）连接所有的节点，没有交换单元。每条总线都 有一个头端机，这是一个启动传输活动的设备， 有一个头端机，这是一个启动传输活动的设备，它产生一 个信元流，信元从头端沿总线往下传， 个信元流，信元从头端沿总线往下传，到达终点时就会从 总线中消失。目的计算机在发送者右方时使用上方的总线。 总线中消失。目的计算机在发送者右方时使用上方的总线。 反之使用下方的总线。 反之使用下方的总线。
DQDB (Distributed Queue Dual Bus)
上图给出了 DQDB 的基本构架。两条平行的单向总线穿 的基本构架。 绕于整个城市，站点同时连接于两条总线之上。 绕于整个城市，站点同时连接于两条总线之上。 一个典型的 MAN是由一些互连的 MAN是由一些互连的 DQDB 子网组成，这些子网通过多端口 子网组成， 或双端口的网桥、路由器和网关互连成一个MAN。DQDB的工 或双端口的网桥、路由器和网关互连成一个MAN。DQDB的工 作范围是160 km， 作范围是160 km，传输速率为 44 ~ 155 Mbps。 Mbps。
通信子网的基本技术
CHlo2g(1N)(bp)s
这里，S表示信号功率，N为噪声功率，S / N则为信噪比。
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码元速率指的是每秒信号状态变化的次数，以波特（Baud） 作为单位。由于某给定时刻信号可能取的离散 值的个数 （奈奎斯特公式中的L）对各个系统可以不一样，码元速率 B和数据速率C在数值上是不一定相等的。但是，它们间有 如下关系：
按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以相 应地把信道分为两类：模拟信道和数字信道。
数据通信，简单地说，就是数字计算机或其它数字终
端装置之间的通信。 可编辑版
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通过模拟信道进行数据通信
因为任何实际的模拟信道所能通过的信号的频率都有 一定的范围，称之为该信道通频带的宽度或称为带宽 （bandwidth）。信道的带宽是由传输媒体和有关的附 加设备与电路的频率特性综合决定的。
光纤：是一根很细的可传导光线的纤维媒体， 其半径仅几微米至一、二百微米。制造光纤的 材料可以是超纯硅、合成玻璃或塑料。
用光纤传输电信号时，在发送端先要将其转 换成光信号，而在接收端又要由光检测器还 原成电信号，如下图所示。
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光纤相对于如双绞线和同轴电缆等这类金属传导媒体来 说有若干优点如下：
第2章 通信子网的基本技术 （第一讲）
2.1 物理传输媒体
有线媒体 ：双绞线、同轴电缆和光纤
无线媒体 ：卫星、无线电通信、红外通信、激光通 信以及微波通信
2.1.1 双绞线
双绞线：因由两根绝缘的铜线互绞在一起构成而得名， 如下图所示。
通信子网名词解释
通信子网名词解释通信子网是指在计算机网络中，用于实现数据传输和通信的子系统。
它由多个网络设备和通信线路组成，可实现不同计算机和网络之间的数据传输和通信连接。
以下是一些与通信子网相关的术语和解释：1. 路由器（Router）：是通信子网中的一种设备，用于将数据包从源节点转发到目标节点。
它能够根据网络中的路由表，寻找最佳路径来进行数据传输。
2. 交换机（Switch）：是一种用于在通信子网中连接多个设备的设备。
它会根据目标设备的MAC地址来转发数据包，将数据包仅发送到目标设备，从而提高网络传输的效率。
3. 协议（Protocol）：是通信子网中用于规定数据传输和通信规则的约定。
常见的网络协议有TCP/IP协议、HTTP协议和SMTP协议等。
4. IP地址（Internet Protocol Address）：是通信子网中用于唯一标识网络设备的地址。
每个设备在网络中都会分配一个独特的IP地址，以便进行数据传输和通信。
5. 子网掩码（Subnet Mask）：是通信子网中用于划分IP地址段的参数。
它与IP地址进行逻辑与运算，以确定该IP地址所属的子网。
6. 网关（Gateway）：是通信子网中用于连接不同网络的设备。
它起到了数据包在不同网络之间进行转发和传输的作用。
7. NAT（Network Address Translation）：是一种通信子网中的技术，用于将内部网络的IP地址转换为外部网络可识别的IP地址。
这样就可以在一个公共IP地址下连接多个内部网络设备。
8. VLAN（Virtual Local Area Network）：是通信子网中的一种虚拟局域网技术，可以通过交换机将不同的设备划分到不同的虚拟局域网中，以实现数据隔离和管理。
9. 路由表（Routing Table）：是路由器在通信子网中用于存储网络路由信息的表格。
它记录了不同目标网络和下一跳的关系，路由器根据这个表格来选择最佳的路径进行数据传输。
通信子网的规划与选型
通信子网的规划与选型通信子网的规划与选型是一个复杂的过程，涉及到多个方面的考量，包括技术标准、性能需求、成本效益以及未来扩展性等。
以下是对通信子网规划与选型的一些关键点。
首先，通信子网的规划需要基于现有的网络需求和预期的业务增长。
这包括对数据流量、用户数量、服务类型等进行预测和分析。
了解这些信息有助于确定子网的规模和结构。
其次，技术选型是规划过程中的核心。
选择合适的通信技术，如以太网、Wi-Fi、4G/5G等，将直接影响到子网的性能和可靠性。
同时，还需要考虑技术标准和协议的兼容性，确保不同设备和系统之间的无缝连接。
性能需求是另一个重要的考量因素。
通信子网必须能够满足高速数据传输、低延迟和高可靠性的要求。
这通常涉及到对网络设备的选型，如路由器、交换机和无线接入点等，以及对网络架构的设计。
成本效益分析也是不可忽视的。
在满足性能需求的同时，还需要考虑建设成本、运营成本以及维护成本。
合理的成本控制可以提高项目的可行性和投资回报率。
未来扩展性是规划通信子网时必须考虑的另一个方面。
随着业务的发展和技术的进步，子网可能需要进行升级或扩展。
因此，在规划阶段就需要考虑到这些潜在的需求，选择具有良好扩展性的技术和设备。
最后，安全性也是通信子网规划中的一个重要方面。
确保数据传输的安全性和网络的防护措施是必不可少的。
这包括对网络安全策略的制定、防火墙的部署以及对数据加密技术的应用。
综上所述，通信子网的规划与选型是一个多维度的决策过程，需要综合考虑技术、性能、成本和安全等多个因素，以确保构建一个高效、可靠且具有良好扩展性的通信网络。
计算机网络 网络通信子网规划设计
计算机网络 网络通信子网规划设计计算机网络首先是一个通信网络，计算机之间通过各种介质、通信设备来达到数字通信的目的。
按照计算机网络的系统功能，可以将一个网络划分为通信子网和资源子网两大部分。
通信子网主要负责网络数据通信，为网络用户提供数据传输、转接、加工和转换等通信处理工作。
它主要包括通信线路（传输介质）、网络连接设备（如网络接口设备、通信控制处理机、路由器、交换机、网关、调制解调器和卫星地面接收站等）、网络通信协议和通信控制软件等。
资源子网主要包括网络中的计算机、I/O 设备和终端，各种网络协议、网络软件和数据库等。
它主要负责网络的信息处理，为网络用户提供网络服务和资源共享等功能。
下面我们对网络通信子网的规划与设计进行讲解。
1．网络整体设计网络整体设计首先需要明确采用何种拓扑结构，要明白拓扑结构是规划网络的基础，也是网络稳定可靠运行的基础。
它在很大程度上决定了网络传输的数据类型，数据传输速度与通信速率。
在选择采用何种拓扑结构时，往往要从地理环境分布、传输介质、介质访问控制方法及网络设备选型等方面来考虑。
一般选择拓扑结构时应该从以下几点加以考虑： ● 经济性 要考虑到不同网络拓扑结构所使用的网络连接设备及传输介质各不相同，同时安装施工费用也相同。
因此，在选择使用哪种网络拓扑结构时，要从不同的花费当中选择合适的拓扑结构。
● 可靠性 在设计时要避免或减少某节点损坏而影响整个网络出现故障的情形。
● 灵活性 在设计拓扑结构时，需要考虑未来几年网络可能出现的变化，如用户增多，新技术出现等变化因素，使用的拓扑结构不仅要能够满足用户现在需求，还要在将来需要改动时便于调整和升级。
在快速交换以太网和千兆以太网占主导地位的今天，在计算机局域网和城域网中，一般采用星型、星型和树形相混合的拓扑结构。
广域网中则常常采用不完全连接的网状拓扑结构。
2．选择拓扑结构 网络拓扑结构的规划设计与网络的规模密切相关，规模较小的局域网设计比较简单，但较大型的局域网在设计时还需要考虑网络的主干、内网及外网等因素，设计起来较为复杂，其拓扑结构一般采用倒立树状分层的结构，如图14-1所示。
20161124资源子网与通信子网结构
资源子网与通信子网结构
计算机网络通信中，将应用与通信功能从逻辑上分离，应产生了通信子网与资源子网的概念。
网络逻辑划分：资源子网与通信子网
资源子网
提供用户访问网络和处理数据的能力。
包括加入网络的所有的计算机、终端外设及各种软件和数据资源
通信子网
提供网络的通信功能（数据的传输与转发）
1、网络接口功能：实现资源子网和通信子网的接口功能
2、存储/转发功能：对进入网络传输的数据信息提供转发功能
3、网络控制功能：为数据提供路径选择、流量控制等功能
包括通信处理机通信设备与通信线路。
计算机：计算机网络原理
通信子网
信号的传输方式——宽带传输
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宽带传输 – 宽带传输采用75Ω的CATV电视同轴电缆或光纤作 为传输媒体，带宽为300MHz。使用时通常将整个 带宽划分为若干个子频带，分别用这些子频带来 传送音频信号、视频信号以及数字信号。宽带同 轴电缆原是用来传输电视信号的，当用它来传输 数字信号时，需要利用电缆调制解调器（Cable Modem）把数字信号变换成频率为几十兆赫兹到 几百兆赫兹的模拟信号。 – 可利用宽带传输系统来实现声音、文字和图像的 一体化传输，这也是通常所说的“三网合一”， 即语音网、数据网和电视网合一。另外，使用 Cable Modem上网就是基于宽带传输系统实现的。
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目 录
信号的传输方式 ——频带传输
频带传输
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目 录
– 所谓频带传输是指将数字信号调制成音频信号后再发 送和传输，到达接收端时再把音频信号解调成原来的 数字信号。可见，在采用频带传输方式时，要求发送 端和接收端都要安装调制器和解调器。 – 在实现远距离通信时，经常借助于电话线路，此时就 需要利用频带传输方式。利用频带传输，不仅解决了 利用电话系统传输数字信号的问题，而且可以实现多 路复用，以提高传输信道的利用率。
两种信号：模拟信号、数字信号
数据通信的技术指标
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数据通信速率（传输速率）：传输率是指数据在信道中传输的速 度。数据通信速率分为两种：码元速率和信息速率。 – 码元速率RB： • 每秒中传送的码元数，单位为波特/秒（Baud/s），又称 为波特率； – 信息速率Rb： • 每秒中传送的信息量，单位为比特/秒（bit/s），又称为比 特率； – 对于一个用二进制表示的信号（两级电平），每个码元包含1 个比特信息，其信息速率与码元速率相等；对于一个用四进 制表示的信号（四级电平），每个码元包含了2个比特信息， 因此，它的信息速率应该是码元速率的2倍。
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3.1.1 数据通信的基本概念
通信信道按使用方式 使用方式可以分为专用信道 公共交换信道 专用信道和公共交换信道 使用方式 专用信道 公共交换信道两类： (1)专用信道 专用信道：专用信道是一种连接用户设备之间的固定电路，它可以由 专用信道 用户自己架设或向电信部门租用。采用专用电路时有两种连接方式，一 种是点对点连接 点对点连接，另一种是多点连接 多点连接。专用电路一般用于短距离与数据 点对点连接 多点连接 短距离与数据 传输量比较大的网络需求情况。 传输量比较大的网络需求情况 (2)公共交换信道 公共交换信道：公共交换信道是一种通过交换机转接、为大量用户提 公共交换信道 供服务的信道。采用公共交换信道时，用户到用户之间的通信需要通过 交换机到交换机之间的电路转接，其路径不是固定的。例如，公共电话 交换网就是属于一种公共交换信道。 对于不同信道，其特性和使用方法有所不同。 数据传送，从本质上说都属于两台计算机通过一条通信信道相互通信 两台计算机通过一条通信信道相互通信 的问题。 的问题。数据在计算机中是以离散的二进制数字信号表示，但在数据通 信过程中，以数字信号方式表示还是以模拟信号方式表示 以数字信号方式表示还是以模拟信号方式表示，则主要取决 以数字信号方式表示还是以模拟信号方式表示 于选用的通信信道所允许的传输信号类型 选用的通信信道所允许的传输信号类型。 选用的通信信道所允许的传输信号类型
3.1.1 数据通信的基本概念
信道按所使用的传输介质 使用的传输介质分类，可以分为有线信道与无线信道： 使用的传输介质 (1)有线信道 有线信道：有形的电路作为传输介质的信道称之为有线信道。有线信道 有线信道 包括电话线、双绞线、同轴电缆和光缆等； 双绞线、 双绞线 (2)无线信道 无线信道：以电磁波在空间传播方式传送信息的信道称之为无线信道。 无线信道 无线信道包括无线电、微波、红外线和卫星通信信道等。 无线电、微波、 信道按传输信号 传输信号的类型分类，可以分为模拟信道 数字信道 模拟信道与数字信道 传输信号 模拟信道 数字信道： (1)模拟信道 模拟信道：能传输模拟信号的信道称为模拟信道。模拟信号的电平随时 模拟信道 间连续变化，。如果利用模拟信道传送数字信号，则必需经过数字与模拟 信号之间的变换(A/D变换器)。通过调制解调器来完成这种变换的。语音信 号是典型的模拟信号. (2)数字信道 数字信道：能传输离散数字信号 离散数字信号的信道称为数字信道。离散的数字信号 数字信道 离散数字信号 在计算机中指由“0”和“1”的二进制代码组成的数字序列。当利用数字 当利用数字 信道传输数字信号时不需要进行变换。数字信道适宜于数字信号的传输， 信道传输数字信号时不需要进行变换 只需解决数字信道与计算机之间的转换问题。
3.1.1 数据通信的基本概念
1.信息、 1.信息、数据和信号 信息 通信的目的是交换信息 信息的载体 交换信息，信息的载体 交换信息 信息的载体可以是多媒体，包含语音、音乐、 图形图像、文字和数据等。计算机的终端产生的信息一般是字母、数字 和符号的组合。为了传送这些信息，首先要将每一个字母、数字符号用 二进制代码表示。目前常用的二进制代码 国际5号码 常用的二进制代码有国际 BCD码与国 常用的二进制代码 国际5号码(IA5)、BCD BCD 国 际电报2号码(ITAZ)等。 际电报2号码 美国信息交换标准代码(ASCII)目前已被ISO与CCITT采纳并发展为国际 美国信息交换标准代码(ASCII) 通用的信息交换标准代码。ASCII码用7位二进制 7位二进制来表示一个字母、数字 或符号。例如：字母A的ASCII码是1000001，数字1的ASCII码是0110001， 通信控制字符SYN的ASCII码是0010110。任何文字，都可以用一串二进制 ASCII码表示。对于数据通信过程，只需要保证被传输的二进制码在传输 过程中不出现错误，而不需要理解被传输的二进制代码所表示的信息内 不需要理解被传输的二进制代码所表示的信息内 数据( 容。被传输的二进制代码被称为数据(data) 数据 data)。数据是传递信息的载体。 数据与信息的主要区别在于：数据涉及的是事物的表示形式，信息涉及 数据涉及的是事物的表示形式， 数据涉及的是事物的表示形式 的是这些数据的内容和解释。 的是这些数据的内容和解释。 信道是信号传输的通道，包括通信设备 传输媒体 通信设备和传输媒体 信道 通信设备 传输媒体。这些媒体可以是 有形媒体(如：电缆、光纤)或无形媒体 无形媒体(如：传输电磁波的空间) 有形媒体 无形媒体
3.1.1 数据通信的基本概念
2.数据通信系统基本结构 2.数据通信系统基本结构 数据通信系统基本结构可以用数据通信模型 数据通信模型表示。数据通信的基本目 数据通信模型 的是在 接收方与发送方 之间交换信息。 发送方 输入设备和发送系统 传输媒体 接收方 接收系统和输出设备
干扰源
如图所示：接收方和发送方可以是一个用户 一个进程 一个用户或一个进程 一个用户 一个进程。要交换的信息一般以 时变信号形式送到发送设备。通常需要经过数据编码转换 数据编码转换，将输入数据轮换为能 时变信号形式 数据编码转换 传输的信号的过程。送到传输媒体上的信号在到达接收设备之前会面临一系列干 扰。最后，输出设备将信息提交给接收方。接收的内容与发送的内容相比较之后， 总会发现发送的内容在传输过程中发生了畸变，畸变的程度主要取决于所用的传 畸变的程度主要取决于所用的传 输媒体的性质。为避免或减少这种现象的发生，就要采用差错控制 差错控制等技术。 输媒体的性质 差错控制 在数据通信模型中，数据必须经编码后才能传输 数据必须经编码后才能传输（编码技术应仔细考虑信道的特 数据必须经编码后才能传输 点）.
3.1 通信基本原理 3.2 计算机网络互联的硬件设备 3.3 网络拓扑结构与分类 3.4 网络的传输介质 3.5 网络互联设备产品
3.1 通信基本原理
数据通信是一门独立的学科，它涉及的范围很广。它的任务 利用通信媒 任务是利用通信媒 任务 体传输信息。信息就是知识，数据是信息的表达方式，信息是数据的内容 数据是信息的表达方式， 体传输信息 数据是信息的表达方式 信息是数据的内容。 数据通信就是来研究用什么媒体，什么技术来使信息数据化以及传输它。 计算机网络要完成数据处理 数据通信 数据处理和数据通信 数据处理 数据通信两大基本功能。计算机网络可以理 解为由资源子网 通信子网 资源子网和通信子网 资源子网 通信子网两个子网组成。数据传输是通过通信子网实现 数据传输是通过通信子网实现 的。对于数据通信系统，它关心的是数据如何表示和怎样传输。在数据通 信系统中，数据可以用数字信号 模拟信号 数字信号和模拟信号 数字信号 模拟信号两种方式表示。数字信号是一 种离散信号 离散信号，模拟信号是一种连续信号 连续信号。信号是数据在传输过程中的“电 离散信号 连续信号 磁波”表示形式。
第3章 通信子网
学习要求 : (1)了解计算机网络中数据通信的基本原理和方式 数据通信的基本原理和方式； 数据通信的基本原理和方式 (2)计算机网络中常用的通信介质 计算机网络中常用的通信介质； 计算机网络中常用的通信介质 (3)数据传输时涉及的各种接口 标准 控制机制 方法 接口、标准 控制机制和方法 接口 标准、控制机制 方法。
3.1.2 数据信号的表示方式
1.数据编码技术 1.数据编码技术 在计算机中数据是以离散的二进制“0”、“1”的序列方式表示 的。计算机数据在传输过程中数据编码类型取决于它采用的通信信 取决于它采用的通信信 道所支持的数据通信类型。根据数据通信类型，网络中常用的通信 道所支持的数据通信类型 信道分为两类：模拟通信信道 数字通信信道 模拟通信信道与数字通信信道 模拟通信信道 数字通信信道。相应的，用于数据 通信的数据编码方式也分为两类：模拟数据编码 数字数据编码 模拟数据编码与数字数据编码 模拟数据编码 数字数据编码。 网络中常用的数据编码方式可以归纳为： 模拟数据编码：振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)； 模拟数据编码 数字数据编码：不归零制(NRZ)、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。 数字数据编码
通信子网 端点系统
端点系统
… …
端点系统
… …
端点系统
… 资源子网 …
3.1 通信基本原理
网络上的计算机称为主机 主机(host)，又名端系统 端系统(end system)。 主机 端系统 主机通过通信子网(communication subnet)连接。通信子网的功能是把 消息从一台主机传输到另一台主机。因此网络的结构又分为两部分：通信 通信 子网和资源子网 资源子网。通信子网负责整个网络的纯粹通信部分，资源子网是各 子网 资源子网 种网络资源(主机上的打印机、软件资源等)的集合。 在大多数广域网中，通信子网由两个不同的部件组成，即传输线 交换 传输线和交换 传输线 单元。传输介质也称为电路 信道 信道 介质 电路、信道 信道与介质 单元 电路 信道。信道 介质在网络技术中是有区别的， 信道是通信中传递信息的通道，包含发送信息 接收信息 转发信息 发送信息、接收信息 转发信息的设 发送信息 接收信息和转发信息 备。传输介质是指用于连接2个或多个网络节点的物理传输线路。例如， 电话线、同轴电缆、光缆等。通信信道应包括传输介质 通信设备 传输介质和通信设备 传输介质 通信设备，它是 建立在传输介质之上的。采用多路复用技术 多路复用技术时，一条物理传输介质上可以 多路复用技术 建立多条通信信道。 交换单元是一种特殊的计算机， 交换单元是一种特殊的计算机，用于连接两条甚至更多传输线。当数据 从传输线到达时，交换单元必需为它选择一条输出线以传递它们。交换单 元又常被称为：分组交换节点 中介系统 路由器 分组交换节点、中介系统 路由器等。每个主机都被连接 分组交换节点 中介系统、路由器 到一个带有路由器的LAN上，也可以直接连接到路由器上。
3.1.1 数据通信的基本概念
信道带宽与信道容量。 信道带宽与信道容量。 信道的发送和接收两端传输位信号的最大速率称为该信道的带宽， 信道的发送和接收两端传输位信号的最大速率称为该信道的带宽 用赫兹(Hz)表示。例如：某信道的带宽是4KHz，表示该信道最大可以 4000次每秒的速率发送信号。 信道容量是指单位时间内在信道上所能传输的最大位数，用每秒位 信道容量是指单位时间内在信道上所能传输的最大位数 数b/s表示。理论上，增加信道带宽是可以增加信道容量的，但在实际 上，信道带宽的无限增加并不能使信道容量无限增加：原因是在一些 实际情况下，信道中存在噪声或干扰 存在噪声或干扰，并且收发双方产生响应高低电 存在噪声或干扰 平形成的波形也不是理想的方波 不是理想的方波，这就制约了事宽的增加 制约了事宽的增加。这个问题 不是理想的方波 制约了事宽的增加 可以在理论上由“仙农定理”论证。