数据通信基础知识
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。
第二章-数据通信基础
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▪ 不同类型的信号在不同类型的信道上传输 有4种情况：
数据：模拟数据 数字数据
信号：模拟信号 数字信号
信道：模拟信道 数字信道
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▪ 模拟传输和数字传输所使用的技术
模拟数据，模拟信号
语音
模拟
移频,调制
模拟数据，数字信号
模拟
数字
PCM编码
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▪ 信息通过数据通信系统进行传输的过程
➢ 把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地
信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输
“A” 01000001
01000001 “A”
信息→数据→信号→在信道信道上传输→信号→数据→信息
信息编码 数据编码 调制
解调 数据解码 信息解码
➢ 编码：数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错 ➢ 调制：数字信号→适合传输的形式——按频率、幅度、相位 ➢ 解调：接收波形→数字信号 ➢ 解码：数字信号→原始数据
➢ 例如：通过电话网络传输数据
▪ 宽带传输：把信号调制成频带为几十MHZ 到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方 需要解调。
➢ 例如：闭路电视的信号传输
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码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
数据通信基础
有线通信 传输线缆 电话、有线电视、计算机网络
无线通信
电磁波
无线广播、无线电视、卫星通信
蜂窝无线通信 基站、PSTN结合 手机、移动通信
• 数据通信按照通信者的移动性分类
• 固定通信 • 移动通信
2、按允许通过的信号类型分类 （1）模拟信道 能够传输模拟信号的信道称为模拟信道。一般 来说，各种传输媒体都可以传输模拟信号。利用模 拟信道进行模拟信号传输的方式称为模拟传输。
数据通信模型
数据通信系统 数字比特流 模拟信号 公用电话网 调制解调器 源系统 传输系统 传输 系统 调制解调器 目的系统 PC 机 模拟信号 数字比特流 正文
正文
PC 机
输 入 信 息
源点
输 入 数 据
发送器
发送 的信号
接收 的信号
接收器 输 出 数 据
终点 输 出 信 息
二、 数据通信方式的分类
数字信号通过实际的信道
• 失真不严重
实际的信道 （带宽受限、有噪声、干扰和失真） 输入信号波形 输出信号波形 (失真不严重)
• 失真严重
实际的信道 （带宽受限、有噪声、干扰和失真）
输入信号波形
输出信号波形 (失真严重)
数据通信模型
• 信息是人类所创造的各种声、像、图、文形式的知识。 数据是信息在计算机中的表现形式。数据传输过程是将 信息从源站传到目标站。首先需要将信息用二进制代码 来表示，其次还要将二进制代码以一定的信号方式（如 电压、电流、脉冲等）来表示。然后将信号由信道进行 传输。到达接受方后，再根据这些信号恢复为数据代码， 从而使目标站得到源站发送端的信息。
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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。
数据通信的基础知识与物理传输媒体
数据通信的基础知识与物理传输媒体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。
在现代社会中，数据通信已经成为人们工作和生活中不可或缺的一部分。
无论是通过互联网、局域网还是广域网，数据通信都是实现信息传递和资源共享的重要手段。
数据通信的基础知识包括以下几个方面：1. 数据传输方式：数据传输可以采用不同的方式，包括串行传输和并行传输。
串行传输是指逐位地发送数据，而并行传输是同时发送多个位的数据。
2. 数据传输速率：数据通信的速率通常以位每秒（bps）为单位。
传输速率越高，数据传输的效率越高。
3. 数据格式：在数据通信过程中，数据通常以特定的格式进行传输。
常见的数据格式包括ASCII码、二进制码等。
4. 错误检测和纠正：在数据通信中，由于传输信道的噪声和其他干扰因素的存在，可能会导致数据丢失或损坏。
为了保证传输的准确性，需要在数据中嵌入错误检测和纠正的机制，如校验码、循环冗余校验等。
5. 数据压缩：数据压缩是指将数据进行压缩以减小传输带宽的需求。
数据压缩可以通过各种算法实现，如Huffman编码、LZW编码等。
在数据通信中，物理传输媒体是指数据通过的介质。
常见的物理传输媒体包括以下几种：1. 双绞线：双绞线是一种常见的电缆传输媒体，用于局域网和广域网等场景。
双绞线由一对绝缘铜线绞合而成，可以传输高速数据信号。
2. 同轴电缆：同轴电缆是一种常用的传输媒体，用于电视信号、有线网络和卫星电视等。
同轴电缆由一个内导体、一个绝缘层和一个外导体组成。
3. 光纤：光纤是一种高速传输媒体，用于长距离传输和高带宽需求的网络。
光纤利用光的折射原理将数据信号从发送端传输到接收端。
4. 无线电波：无线电波是一种无线传输媒体，适用于无线通信和移动通信等。
通过调制和解调技术，数据可以通过无线电波在空中传输。
5. 卫星：卫星通信是一种通过人造卫星进行数据传输的方式。
数据可以通过地面站向卫星发送，再由卫星转发到指定地点。
综上所述，数据通信的基础知识包括数据传输方式、数据传输速率、数据格式、错误检测和纠正、数据压缩等。
数据通信的基础知识
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●通信系统模型
通信的三个要素：信源、信宿和信道 任何一个通信系统都可以抽象为以下模型：
信源 编码 调制 信道 解调 解码 信宿
噪声
编码器：数据适合传输的信号——便于识别、纠错 调制器：信号适合传输的形式——按频率、幅度、相位 解码器：传输信号原始数据 解调器：接收波形数字信号序列
第二章 数据通信的基础知识
本章重点 基本概念 信道 传输媒体 编码
多路复用 ●数据交换技术 ●差错控制
●
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2.1 基本概念
●一些术语
数据(Data)：传递（携带）信息的实体（描述物体的数字 、字母或符号），信息(Information)则是数据的内容或解 释。 --模拟(Analog)数据是指在某个区间内连续变化的值。
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比特率(Bit Rate)：数据传输速率 (bps，b/s)是 单位时间内所传送的二进制位的个数，单位为bps 或b/s 。
码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元
码字: 码元的有意义的序列称为码字。
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
如用modem通过拨号线路传输数字信号。
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2.3传输模式(通信方式)
按照通信中字节使用的信道数，数据通信方式可 分为串行通信和并行通信。 1．并行传输方式 采用并行传输方式，可以一次传输多位数据。相应 地，从发送端到接收端的信道需要若干根传输线。 例如，计算机的并行口常用于连接打印机，每次并 行输出8位数据，如图所示。 2．串行传输方式 串行传输是一位一位地传送的，从发送端到接收端 只要一根传输线即可如图所示。 2013/7/22 page 26
数据通信基础
数据有两种类型：数字数据和模拟数据，前者的值是离散，如电 话号码、邮政编码等；而后者的值则是连续变化的量，如身高、体重 等。
3、信号
信号简单地说就是携带信息的传输介质。数据通信中信号是 数据在传输过程中的电磁波的表示形式。根据信号参量取值不同， 信号有两种表示形式：模拟信号(Analog Signal)与数字信号 (Digital Signal)
(2)调制速率 调制速率又称为码元速率，所谓码元是承载信息的基本
信号单位。码元速率是指单位时间内信号波形的变换次数， 即通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T，则码元 速率B=1/T。码元速率也叫波特率，通常用来表示调制解调 器之间传输信号的速率。
R=Blog2n (bps)
其中：R表示信号速率，B表示调制率，n为一个码元所携带的 信息量。当在二元调制方式中，码元所携带的信息量n =2， 即只有0和1两个离散值时，信号速率和调制速率相等( R=B)。
2.2 数据传输 介质
一般的，物理介质可大致分为有线介质（铜 线和光纤）和无线介质（电波和光波）。
有线介质是最常用也最简便的通信介质，一 直有大量的铜线和光纤应用于电话系统中。在广 域网领域，利用现成的电话系统线路进行通信传 输几乎是最实际也最简便的方式，而在局域网领 域，利用改进的专用线缆进行通信传输也简便易 行。常见的有线介质有双绞线、同轴电缆、光纤 等。
光纤和同轴电缆外形相似只是没有网状屏蔽层，光 纤由纤芯、封套及外套组成。纤芯由一玻璃或塑料组成， 封套是玻璃的，使光信号可以反射回去，沿着光纤进行 传输，外套则由塑料组成，用于防止外界的伤害和干扰。
根据传输点模数的不同，光纤分为单模 光纤（single-mode fiber）和多模光纤 （multi-mode fiber）两种(“模”是指以 一定角速度进入光纤的一束光)。单模光 纤采用激光二极管LD作为光源，而多模光 纤采用发光二极管LED为光源。
数据通信基础知识PPT课件
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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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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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(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：
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。
数据通信技术的基础知识
数据通信技术的基础知识数据通信技术是现代社会中极其重要的一种技术手段，它使得人们能够在远距离之间传递信息、分享资源。
在当今信息化社会中，数据通信技术得到了广泛的应用，成为了信息交流的基础。
本文将讨论一些数据通信技术的基础知识，包括通信的方式、信号传输、调制与解调、信道编码与纠错等。
一、通信的方式数据通信通常是通过电信、无线电、光纤等传输介质实现的。
通信方式可以分为有线通信和无线通信两种方式。
有线通信是指利用电缆等有线传输介质传输数据。
有线通信的优点是速率高，可靠性强，但需要铺设电缆，一旦故障难以修复。
无线通信是指利用无线电波或红外线等无线传输介质传输数据。
无线通信的优点是建设成本低，可灵活移动，但受到信号质量影响较大。
二、信号传输在数据通信中，信号传输是指将信息转换成电磁信号通过传输介质进行的过程。
信号可以是模拟信号或数字信号。
模拟信号是一种连续的信号，通常表示为正弦波形式。
在传输过程中，由于传输介质和信道的干扰，会导致信号的失真和噪声增加，降低了传输质量。
数字信号是一种离散的信号，由一系列的数字组成。
数字信号能够更好地抵御干扰和噪声，同时能够实现更高效率的传输。
三、调制与解调调制是将数字信号转换成模拟信号的过程，利用调制可以将数字信号发送到更远的地方。
调制的方式很多，如频率调制、振幅调制、相位调制等。
在调制的过程中，需要确定调制的频谱、速率和波形等参数。
解调是从调制信号中恢复原始数字信号的过程。
解调的方式通常与调制的方式相对应，如频率解调、振幅解调、相位解调等。
解调的关键是确定解调参数，如带宽、采样速率等参数。
四、信道编码与纠错信道编码是一种将数据加以处理、并对其进行纠错的方法。
在传输过程中，受到干扰和噪声等因素的影响，会导致数据失真或丢失。
利用信道编码可以使传输的数据更加可靠，同时也能够提高传输速率。
常见的信道编码方法包括海明码、环码、卷积码等。
这些编码方法能够通过增加冗余信息来提高传输的可靠性。
数据通信的基础知识
并行通信信道
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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。
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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。
数据通信基础知识
数据传输速率
1.4
信道容量
1.5
数据通信系统的主要性能指标
1.6 1.7
数据信号的传输方式 数字数据信号的编码
1.8
多路复用技术
目录
1.9
数据传输介质
1.10 数据通信网
1.1.1 数据通信的基本概念
4
数据是信息的表示形式，是信息的物理表现。所有信息都要用某种形式的数据表 示和传播。例如，“汽车”可以使用文字、声音、图画等数据形式表示。信息是 数据表示的含义，是数据的逻辑抽象。信息不会因数据的表示形式不同而改变。 但在一般情况下并不严格地区分信息与数据，比如把数据帧也叫信息帧，传递数 据也叫传递信息。
代码在顺序传输过程中一般以b1为第一位，b7为最后一位。 为了提高可靠性，常在b7之后附加一位b8用于奇偶校验。
ASCII是当前在数据通信中使用最普遍的一种代码，我国在 1980年颁布的国家标准GBl988-80“信息处理交换用的七位编 码字符集”也是根据ASCII制定的，它与ASCII的差别只在于2/4 位置上，将国际通用货币符号“¤”改为“￥”，在国内通用。
数据通信与计算机网
第1章 数据通信基础知识
1 掌握数据通信的基本概念、数据通信系统的构成。
2
掌握数据通信的数据传输速率、传输方式、信道容量 和性能指标。
学习目标
3 掌握数据通信的传输方式、复用技术和数字编码。 4 了解数据传输介质、数据通信网的构成和分类。
1.1
数据通信概述
1.2
数据传输代码
1.3
2．国际电报2号码
17
国际电报2号码（ITA2）是一种5单位代码，又称波多码，是 起止式电传电报通信中的标准代码。目前在采用普通电传机作为 终端的低速数据通信系统中，仍使用这种代码。
数据通信的基础知识
❖ 一种称为模拟数据和信号(xìnhào)
❖ 另一种称为数字数据和信号(xìnhào)
❖ “模拟的”(analogous)：代表信号(xìnhào)参数取 值是连续的。
❖ “数字的”(digital)：代表信号(xìnhào)参数取值 是离散的。
❖ 两种数据、两种信号(xìnhào)有四种类型的编码组 合:
输入 汉字数字比特流 模拟信号源自主机A 调制解调器公用电话网
模拟信号 数字比特流
输出 汉字
调制解调器
主机B
第十页，共29页。
3.1.4 计算机网络中的速率(sùlǜ)
❖ 计算机网络中信号的速率涉及三种： ❖ 传播(chuánbō)速率；调制速率；数据传输率 ❖ 信号的传播(chuánbō)速率是常量 ❖ 传播(chuánbō)速率，是一个常量，与光速联系 ❖ 调制速率也称为码元速率、波形速率或信号速率 ❖ 指的是每秒种发送信号的数目，单位为波特(baud) ❖ 数据传输率为每秒种发送的二进制位数，单位为
❖ A、6kbit/s ❖ B、6.66kbit/s ❖ C、19.8kbit/s ❖ D、20kbit/s
第二十五页，共29页。
3.1.7 通信双方信息(xìnxī)交互的方式
❖ 依据通信的方向讨论，通信双方信息交互的方式有三 种基本方式
❖ 单向通信，只能有一个方向上的通信，即A只能传给B ❖ 双向交替通信，通信的双方都可以(kěyǐ)发送信息，
第十四页，共29页。
数字信号通过实际(shíjì)的信道
❖ 有失真(shī zhēn)，但可识别
实际的信道(xìn dào) （带宽受限、有噪声、干扰和失真）
发送信号波形
接收信号波形
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路由器及RIP协议一、路由器基本原理及功能路由器是连接不同网络的设备，实现在不同网络中转发数据单元。
1.路由表中包含了下列关键项：目的地址（Destination）：用来标识IP包的目的地址或目的网络。
网络掩码（Mask）：与目的地址一起来标识目的主机或路由器所在的网段的地址。
将目的地址和网络掩码“逻辑与”后可得到目的主机或路由器所在网段的地址输出接口（Interface）：说明IP包将从该路由器哪个接口转发。
下一跳IP地址（Nexthop）：说明IP包所经由的下一个路由器的接口地址。
路由优先级(Priority):也叫距离管理，决定了来自不同路由来源的路由信息的优先权2.路由信息的来源(Protocol/Owner)在路由表中有一个Protocol字段：指明了路由的来源，即路由是如何生成的。
路由的来源主要有3 种：链路层协议发现的路由（Direct）：开销小，配置简单，无需人工维护，只能发现本接口所属网段拓扑的路由。
链路层一定要ＵＰ手工配置的静态路由（Static）：静态路由是一种特殊的路由，它由管理员手工配置而成。
通过静态路由的配置可建立一个互通的网络。
静态路由无开销，配置简单，适合简单拓扑结构的网络。
动态路由协议发现的路由（RIP、OSPF等）：当网络拓扑结构十分复杂时，手工配置静态路由工作量大而且容易出现错误，这时就可用动态路由协议，让其自动发现和修改路由，无需人工维护，但动态路由协议开销大，配置复杂。
3.路由的花费（metric）标识出了到达这条路由所指的目的地址的代价，通常路由的花费值会受到线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单元等因素的影响，不同的动态路由协议会选择其中的一种或几种因素来计算花费值（如RIP用跳数来计算花费值）。
该花费值只在同一种路由协议内有比较意义，不同的路由协议之间的路由花费值没有可比性，也不存在换算关系。
静态路由的花费值为0。
二、路由匹配原则1.最长匹配原则－使用路由表中达到同一目的地的子网掩码最长的路由。
2.Cost/metric值越小的路由越优先？不同的路由协议发现的路由Cost没有比较意义3.在Router A上被优选的路由，Router B上也一定优选？路由选优完全是“单机行为”三、路由协议原理1.静态路由在组网结构比较简单的网络中，只需配置静态路由就可以使路由器正常工作。
接口静态路由优先级是0，这意味着它是直接连接网络的路由。
2.动态路由协议使用的底层协议不同。
1)OSPF将协议报文直接封装在IP 报文中，协议号89，由于IP协议本身是不可靠传输协议，所以OSPF传输的可靠性需要协议本身来保证2)GP使用TCP作为传输协议，提高了协议的可靠性，TCP的端口号是1793)RIP使用UDP作为传输协议，端口号520距离矢量协议包括 RIP 和 BGP，链路状态协议包括 OSPF、IS-IS。
四、距离矢量及RIP协议距离矢量说明1.实现方法：距离矢量协议直接传送各自的路由表信息。
网络中的路由器从自己的邻居路由器得到路由信息，并将这些路由信息连同自己的本地路由信息发送给其他邻居，这样一级级的传递下去以达到全网同步。
每个路由器都不了解整个网络拓扑，它们只知道与自己直接相连的网络情况，并根据从邻居得到的路由信息更新自己的路由表。
2.优缺点:距离矢量协议无论是实现还是管理都比较简单，但是它的收敛速度慢，报文量大，占用较多网络开销，并且为避免路由环路需要做各种特殊处理。
RIP协议1.概述RIP是Routing Information Protocol （路由信息协议）的简称。
它是一种相对简单的动态路由协议，但在实际使用中有着广泛的应用。
RIP是一种基于D-V 算法的路由协议，它通过UDP交换路由信息，每隔30秒向外发送一次更新报文。
如果路由器经过180秒没有收到来自对端的路由更新报文，则将所有来自此路由器的路由信息标志为不可达，若在其后120 秒内仍未收到更新报文，就将该条路由从路由表中删除。
2.距离矢量RIP 使用跳数（Hop Count）来衡量到达目的网络的距离，称为路由权（Routing Metric）。
在RIP中，路由器到与它直接相连网络的跳数为0，通过一个路由器可达的网络的跳数为1，其余依此类推。
为限制收敛时间，RIP规定metric取值0~15之间的整数，大于或等于16的跳数被定义为无穷大，即目的网络或主机不可达。
3.为提高性能，防止产生路由环路。
RIP支持水平分割（Split Horizon）{收到的端口不往回发}与路由中毒（Poison Reverse）{快速通告路由不可达}，并在路由中毒时采用触发更新（Triggered Update）。
4.路由聚合（找网络）同一自然网段内的不同子网的路由在向外（其它网段）发送时聚合成一条自然掩码的路由发送。
路由聚合减少了路由表中的路由信息量，也减少了路由交换的信息量。
端口聚合和端口镜像一、端口聚合定义端口聚合就是把同一台交换机上多个特性相同的物理端口捆绑在一起，形成一个逻辑端口，聚合端口(Aggregate Port)端口汇聚是将多个端口汇聚在一起形成1个汇聚组，以实现出/入负荷在各成员端口中的分担，同时也提供了更高的连接可靠性。
二、限制条件1.聚合链路两端的物理参数必须保持一致2.进行聚合的链路的数目（一般是8个端口）3.进行聚合的链路的速率4.进行聚合的链路的双工方式聚合链路两端的逻辑参数必须保持一致同一个汇聚组中端口的基本配置必须保持一致，基本配置主要包括STP、QoS、VLAN、端口等相关配置三、LACP动态协议(Link Aggregate Control Protocol)系统通过交换协议报文实现自协商，报文中包含本系统的配置和当前状态协议报文分事件触发和周期发送两种发送方式：1.事件触发－本端状态或配置变化等事件引发新协议报文的产生和发送2.周期发送－聚合链路稳定工作时，系统间定时发送当前状态以维护聚合协议报文不带编号，因此双方不采用检测和重发丢失的协议报文，而是用定时器和周期发送机制来避免信息丢失四、以太网端口镜像1.基于端口的镜像是把被镜像端口的进出数据报文完全拷贝一份到镜像端口，这样来进行流量观测或者故障定位以太网交换机支持多对一的镜像，即将多个端口的报文复制到一个监控端口上2.基于流镜像的交换机针对某些流进行镜像，每个连接都有两个方向的数据流，对于交换机来说这两个数据流可以分开镜像一台交换机只支持配置一个监控端口VLAN虚拟局域网一、VLAN原理(Virtual Local Area Network)从物理网络上划分出来的逻辑网络(VLAN间通信要经过一个三层设备)二、VLAN具有如下优势：1.隔离广播域，抑制广播报文.2.减少移动和改变的代价3.创建虚拟工作组，超越传统网络的工作方式4.增强通讯的安全性5.增强网络的健壮性三、VLAN的划分VLAN的划分方法主要有1.基于端口，2.基于MAC地址，3.基于三层协议，4.基于Subnet(子网)的划分方法。
而目前最为常用的就是基于端口的方法。
四、IEEE 802.1Q 虚拟局域网协议1.在干道链路(trunk口)上传递要加上属于不同VLAN的TAG帧，在接入链路(Access口)上传递要除去TAG帧。
2.三种端口Access端口：一般用于接用户计算机的端口，access端口只能属于1个VLAN，Access端口收发的数据帧都是标准的以太网数据帧。
Trunk端口：一般用于交换机之间连接的端口，trunk端口可以属于多个VLAN，可以接收和发送多个VLAN的报文。
Hybrid端口：可以用于交换机之间连接，也可以用于接用户的计算机，hybrid 端口可以属于多个VLAN，可以接收和发送多个VLAN的报文。
Hybrid端口和Trunk端口属于多个VLAN，所以需要设置缺省VLAN ID，缺省情况下为VLAN 1。
3. 当Trunk端口收到一个没有打标签的数据帧时会怎么办？答：如果收到不包含802.1q标签的数据帧，将打上802.1q标签，并且VID为Trunk的PVID。
(这里有一个新术语叫PVID，全称叫Port VLAN ID，表示端口所属的VLAN，在Access端口里PVID的数值就代表该端口所属的VLAN，如：PVID＝100，即该端口被划分到VLAN100。
)五、GVRP主要解决了什么问题？答：在大型交换网络里提供自动注册VLAN信息的机制来完成配置，大大减少人工配置默认类型是NORMAL(动态创建)六、VLAN间通信缺点:VLAN隔离了二层广播域，也就严格地隔离了各个VLAN之间的任何流量，分属于不同VLAN的用户不能互相通信。
解决方法:1.独臂路由器，用于实现VLAN间通信的三层网络设备路由器，它只需要一个以太网接口，通过创建子接口可以承担所有VLAN的网关，而在不同的VLAN间转发数据。
而在该接口下提供子接口分别作为VLAN用户的缺省网关，当VLAN的用户需要与其它VLAN的用户进行通信时，该用户只需将数据包发送给缺省网关，缺省网关修改数据帧的VLAN标签后再发送至目的主机所在VLAN，即完成了VLAN 间的通信。
2.三层交换机，它是将路由器和交换机合成的一种设备，融合了路由器和交换机各自的优势。
可以通过配置三层VLAN接口实现VLAN间的通信。
STP生成树协议问题:(以太网)采用环形拓扑或链路冗余可避免单点故障，但会引起广播风暴。
一、STP作用:1.生成树协议能发现以太网中环路的存在，逻辑堵塞冗余端口2.在保持物理冗余的同时，逻辑打破环路，防止了广播风暴3.始终监视着网络拓扑，若主链路失效，则启用被阻塞的端口，恢复网络的联通性，保证了可靠性二、工作原理:生成树协议是一种二层以太网协议，交换机的二层端口相互传递BPDU，比较BPDU 中的参数，完成各项配置1.选举一个网桥ID最小的交换机作为根网桥(Root Bridge)，网络中其他交换机唯一的参考点2.每个非根网桥选举一个根端口(RootPort)，即本交换机据根网桥最近的端口，用于转发数据(每个非根网桥有且只有一个根端口)3.每个交换网段选择一个指定端口(Designated Port，DP)在俩台或以上交换机互联的网段中只能由一个交换机负责转发数据，这个交换机叫指定网桥，指定网桥上连接这个网段的接口就是指定端口(根端口交换机自己选，指定端口通过交换配置BPDU选举得出)4.阻塞其他端口-即非根非指定端口三、配置BPDU生成树协议有俩种协议报文:配置BPDU(configuration BPDU)；拓扑变更(change notification BPDU)BPDU是二层组播报文，包括4个基本参数和3个计时器基本参数用于生成树的选举(根网桥ID，根路径开销，发送网桥ID，发送端口ID)计时器与生成树收敛有关(最大存活时间Max age，BPDU发送间隔Hello time，转发延迟Forward Delay)1.根网桥ID标识唯一一台交换机(网桥优先级2字节和MAC地址6字节)，用于选举根网桥(网桥优先级一般给根网桥4096倍数，备用网桥8192)2.发送网桥ID根网桥ID是本交换机认可的根交换机的标识，发送网桥ID是本交换机(发送这个BPDU的交换机的标识)3.端口ID端口ID共有2个字节(端口优先级1，端口编号1)端口优先级取值是0~255，缺省值是128(16的倍数)4.路径开销(Path Cost)也叫端口开销，描述连接网络的端口的优劣。