第1章 计算机网络概述 《计算机网络及应用》电子教案

息在传输链
5.通信方式 按照数据信息在传输链路上的传送方向： （1）单工通信：信号只能向一个方向传送。如广播。 （2）半双工通信：信息的传递可以是双向的。如对讲机。 （3）全双工通信：通信的双方可以同时发送和接收信息。
6.数据通信的主要技术指标 (1) 波特率
波特率又称为码元速率，是指单位时间内所传送的信号“波形”的个数， 单位为：波特（Baud），计算公式为：
一、数据通信的基本概念 1.数据通信的定义：依照一定的协议，利用数据传输技术在两个终端之间传
递数据信息的一种通信方式和通信业务。 数字通信：是指自然形态的模拟信号经过数字化处理后进行传输的通信。 数据通信：是指自然形态是数字的信息的传输。 模拟信号：是指随时间连续变化的信号。 数字信号：是指其值用离散状态（即所谓的“二进制信号”）表示的信号。
B=1/T（baud） 式中，T为波形周期。 (2) 比特率
比特率又称位速率，是指单位时间内所传送的二进制位数。单位为：位/ 秒（bps）。计算公式为：
S=Blog2N 式中：B为波特率，N为一个波形的有效状态数。
(3) 带宽
带宽是指介质能传输的最高频率和最低频率之间的差值，带宽通常用
“Hz”表示。
二.按通信介质分类 1.有线网络
有线网络是指网络中的通信介质全部为有线介质的网络，常见的介质有 同轴电缆、双绞线、光缆、电话线等。
特点： (1) 技术成熟 (2) 产品较多 (3) 实施方便。 (4) 成本较低 (5) 受气候环境的影响较小。
2.无线网络 无线网络是采用无线电波、卫星、微波、红外线、激光等无线形式来
2.时分多路复用（Time-Division Multiplexing, TDM） 定义：时分多路复用是把要传输的信号从时间上进行分割，给 每个用户分配一个或几个时间片，使不同信号在不同时 间段内传送
3.波分多路复用（Wave-Division Multiplexing, WDM） 波分多路复用是不同的信号使用不同波长的光波来传送数据
与第一个节点连接，构成一个闭合的环路(如图1-13)。
特点：
图1-13 (1) 网络结构简单 (2)路径选择的控制的到简化 (3) 扩充不方便 (4) 环上节点过多时，传输效率严重下降。 (5) 当环中某一节点出现故障时整个网络将瘫痪，查找故障点
不易。
4 树型结构 树形结构是由星型结构演变而来的。其实质是星型结构的层次堆叠（如图1-
(4) 信道容量
信道容量指信道传送信息的最大能力。
(5) 误码率
误码率是指二进制数字信号在传送过程中被传错的概率。计算公式为：
⑹ 信道延迟
Pe=传错的比特数/传送的总比特数
信道延迟是指信号在信道中传播时，从信源端到信宿端的时间差。
二、 数据编码技术 数据编码是指二进制数字信息在传输过程中所采用的编码方式，即如
传输数据的网络，即网络中的结点之间没有线缆的连接。 优点： （1）高移动性 （2）保密性强 （3）抗干扰性好 （4）架设与维护容易 （5）支持移动计算机 缺点： （1）技术发展较慢 （2）费用较高 （3）易受环境因素的影响、 （4）安装实施要求的技术高。
3. 其他分类方法
1.按使用网络的对象来分 公用网络它是为全社会所有的人提供服务的网络。
网、分组交换网、ATM交换网等。
三、计算机网络的拓扑结构 根据由点和线组成的几何图形抽象出的具体结构称为计算机网络的拓扑结
构”。 1.星型结构 星型拓扑结构即任何两节点之间的通信都要通过中心节点进行转发，中 心节点通常是集线器。
图1-12 星型拓扑结构
特点：(1)结构简单、便于集中控制和管理 (2)网络易于扩展 (3)故障检测和隔离方便 (4)延迟时间小 (5)传输误码率低 ⑹中心节点负担重 ⑺网络脆弱 ⑻通信线路利用率较
在同一介质上，同时传输多个有限带宽信号的方法，被称为 多路复用（ Multiplexing）。 多路复用的方法主要有以下几种： 1.频分多路复用（Frequency-Division Multiplexing, FDM）
定义：频分多路复用就是发送端把被传送的各路信号的频率分 割开来，使不同的信号分配到不同的频率。
15所示）。
图1-15 树型拓扑结构 特点： (1) 扩展方便。
(2) 故障隔离容易。 (3) 高层节点性能要求高。
5 网状结构 网状结构是由星型、总线型、环型演变而来的，是前三种基本拓扑混合应用
的结果。 网状结构的拓扑图如图1-16所示。
图1-16 网状拓扑示意图
第三讲 数据通信（一）
学习目标： 了解数据通信基础知识 学习重点： 数据编码 学习难点： 数据编码
专用网络它只为拥有者提供服务，一般不向本系统以外的人提供服务。
2.按网络的连接方式来分 (1) 全连通型网络
全连通型网络是指所有结点之间的相互通信均可通过相邻的结点实现 ，可靠性最好。 (2) 交换型网络
交换型网络两个端结点之间可以通过中间结点（即转接结点）实现连 接。 （3）广播型网络。
3.按照通信子网的交换方式 按照通信子网的交换方式不同，网络可分为公用电路交换网、报文交换
高电平到低电平的转换边表示0，低电平到高电平的转换边表示1。 特点：方案实现简单。 (4) 差分曼彻斯特码 不管是0还是1，码元的中间都必须进行电平的转换，区分0和1是在相 邻码元的边界，用码元开始处的跳变表示0，无跳变表示1。其主要的应用 领域为令牌环网。
2.频带传输中的数据编码
模拟信号通常由某一个频率或几个频率组成，它占用一个固有的频带，所 以称为频带传输。
在接收端利用相同的设备将各路光波分开。
第四讲 数据通信（二）
学习目标：解数据交换技术和流量控制 学习重点：数据差错换(Circuit Switching)
电路交换是在两个站点之间通过通信子网的结点建立一条专用的通信线路 电路交换实现数据通信需经过建立连接，数据传送，拆除连接三个步骤。 电路交换的特点： 优点：实时性好 缺点：呼叫时间大大长于数据传送时间；通信带宽不能充分利用，效率低 2.报文交换(Message Switching) 报文交换是采用存储转发的方式来传输数据，它不需要在两个站点之间建 立一条专用的通信线路。 优点：线路利用率较高；一个报文送到多个目的站点。 缺点：传输延迟较长， 3.分组交换(Packet Switching) 分组交换类似于报文交换，但每次只能发送其中一个分组。 分组交换的特点 优点：传输时间短，传输延迟小，可靠性；开销小，用低；活性高。 4.高速分组交换技术(High Speed Packet Switching Technology) (1) 帧中继(Frame Relay) (2) ATM异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode)
ARPANET实验网开始的。 ARPANET的主要特点是： (1) 资源共享； (2) 分散控制； (3) 分组交换； (4) 采用专门的通信控制处理机； (5) 分层的网络协议。 这些特点往往被认为是现代计算机网络的一般特征。 这一时期的网络被称为第二代网络，以远程大规模互连为其主要特点。
三、 计算机网络的应用 计算机提供的服务主要有： 1.WWW服务 WWW即World Wide Web，又称“万维网”它是互联网上集文本、声音、图像、 视频等多种媒体信息于一身的信息服务系统。 2.电子邮件服务 即E-mail，以电子方式传递。只要通信双方都有电子邮件地址，便可以交互往 返邮件。 3.DNS服务 DNS服务用来解析域名与IP地址之间的转换工作 4.FTP服务 文件传输协议FTP（File Transfer Protocol）把客户的请求告诉服务器，并 将服务器发回的结果显示出来。 5. 数据库服务 传统的数据库分为集中式数据库和分布式数据库两种。 （1）集中式数据库 集中式数据库是以系统共享主存储器为特征。 （２）分布式数据库 分布式数据库主要用于网络系统，特别适合于网络管理信息系统
学习重点： 计算机网络的定义和组成 学习难点：计算机网络的组成
一、计算机网络的发展
1.早期的计算机网络 计算机技术与通信技术的结合是计算机网络的基础。 早期的“计算机网络”称为单计算机系统，其功能仅限于远程终端与中心主
机的通信。 计算机的主要任务是进行批处理。
2. 计算机网络的大发展时期 现代意义上的计算机网络是从1969年美国国防部高级研究计划局建成的
何表示0，如何表示1。 1.基带传输中的数据编码
(1) 归零码（Return to Zero） 一个码元中，正电平到零电平的转换边表示0，而从负电平到零电平的
转换边表示1。 特点：噪声抑制特性比较好。 (2) 不归零码（Non-Return to Zero）
在不归零码中，电平在两个码元间翻转表示1，不翻转表示0。 特点：实现简单，费用低。 (3) 曼彻斯特码
第1章 计算机网络概述
本章学习目标
本章对计算机网络进行了简要的介绍，通过本章的学习，读者 应掌握以下基本内容：
➢ 计算机网络的概念、功能与分类 ➢ 计算机网络可提供的服务主要有哪些方面 ➢ 认识计算机网络的常见拓扑结构 ➢ 了解与计算机网络相关的一些基本通信常识
第一讲 计算机网络的产生与发展
学习目标：（1）对计算机网络的产生和发展有所了解 （2）掌握计算机的组成
2.城域网（Metropolitan Area Network 一般不超过几十公里） 特点：(1) 采用的传输介质相对要复杂。 (2) 数据传输速率次于局域网。 (3) 数据传输距离相对局域网要长，信号容易受到干扰。 (4) 组网比较复杂，成本较高。
3. 广域网（Wide Area Network 即Internet） 特点：(1)传输介质复杂 (2) 数据传输速率较低 (3) 采用的技术比较复杂 (4) 是一个公共的网络，即不属于一个机构或国家。
(2)总线型结构
总线型网络是将若干个节点平等地连接到一条高速公用总线上的网络。