《计算机网络技术与应用》.ppt

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1、 计算机网络技术与应用 Four short words sum up what has lifted most successful Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. individuals above the crowd: a little bit more. -author -author -date-date 第1章计算机网络技术与应用本课程知识结构本课程知识结构第2章第3章第5章第6章第7章第9章第4章第8章 第

2、第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.1 计算机网络的定义与组成1.1.1 1.1.1 计算机网络的定义计算机网络的定义 将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的多台计算机、将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的多台计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，由网络操作终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，由网络操作系统管理，能相互通信和资源共享的系统。系统管理，能相互通信和资源共享的系统。 第第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.1.2 1.1.2 计算机网络的组成计算机网络的组成1.1.计算机网络的逻辑功能计算机网络的逻辑功能计算机网络具有网络通信和

3、计算机网络具有网络通信和资源共享两种功能，从而可资源共享两种功能，从而可将计算机网络看成一个两级将计算机网络看成一个两级网络，即内层的通信子网和网络，即内层的通信子网和外层的资源子网，如图所示。外层的资源子网，如图所示。 第第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.1.2 1.1.2 计算机网络的组成计算机网络的组成1 1）资源子网）资源子网 资源子网主要由联网的主机、终端、外部设备、网络协议及网资源子网主要由联网的主机、终端、外部设备、网络协议及网络软件等组成，主要任务是为用户提供网络访问和资源共享等服务。络软件等组成，主要任务是为用户提供网络访问和资源共享等服务。2 2）通信子网）通信

4、子网 通信子网主要由通信线路（即传输介质）、网络连接设备（如通信子网主要由通信线路（即传输介质）、网络连接设备（如分组交换设备分组交换设备PSEPSE、分组装配、分组装配/ /拆卸设备拆卸设备PADPAD）、网络协议和通信软）、网络协议和通信软件等组成，主要的任务是连接网络中的各个计算机和外部设备，实件等组成，主要的任务是连接网络中的各个计算机和外部设备，实现网络通信功能，包括数据的加工、变换、传输和交换等通信处理现网络通信功能，包括数据的加工、变换、传输和交换等通信处理工作，即将一台主机的信息传送给另一台主机。工作，即将一台主机的信息传送给另一台主机。 第第1 1章章 计算机网络概述计算机网

5、络概述1.1.2 1.1.2 计算机网络的组成计算机网络的组成2.2.计算机网络的资源结构组成计算机网络的资源结构组成 计算机网络系统是由通信子网和资源子网组成的，而网络硬件系统和计算机网络系统是由通信子网和资源子网组成的，而网络硬件系统和网络软件系统是网络系统赖以存在的基础。网络类型对网络硬件的选择起网络软件系统是网络系统赖以存在的基础。网络类型对网络硬件的选择起决定性作用，而网络软件则是挖掘网络潜力的工具。决定性作用，而网络软件则是挖掘网络潜力的工具。1 1）网络硬件）网络硬件 网络硬件是计算机网络系统的物质基础。要构成一个计算机网络系统，网络硬件是计算机网络系统的物质基础。要构成一个计算

6、机网络系统，首先要将计算机及其外部设备与网络中的其他计算机连接起来。首先要将计算机及其外部设备与网络中的其他计算机连接起来。2 2）网络软件）网络软件 由于网络中的每个用户都可以共享系统中的各种资源，所以网络需要由于网络中的每个用户都可以共享系统中的各种资源，所以网络需要对用户进行控制，否则会造成系统混乱、信息破坏或丢失。为了协调网络对用户进行控制，否则会造成系统混乱、信息破坏或丢失。为了协调网络资源，系统需要对网络资源进行统一的管理、调度和分配，并采取一系列资源，系统需要对网络资源进行统一的管理、调度和分配，并采取一系列的安全保密措施，防止用户非法访问，以防数据和信息的破坏或丢失。的安全保密

7、措施，防止用户非法访问，以防数据和信息的破坏或丢失。 第第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.2 计算机网络的功能和应用1.2.1 1.2.1 计算机网络的功能计算机网络的功能1.1.资源共享资源共享2.2.数据传输数据传输3.3.集中管理集中管理4.4.分布处理分布处理5.5.负载平衡负载平衡6.6.提高安全与可靠性提高安全与可靠性 第第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.2.2 1.2.2 计算机网络的应用计算机网络的应用1.1.网络在科研和教育中的应用网络在科研和教育中的应用2.2.网络在企事业单位中的应用网络在企事业单位中的应用3.3.网络在商业领域的应用网络在商业领域

8、的应用4.4.网络在家庭生活中的应用网络在家庭生活中的应用 第第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.3.1 1.3.1 按网络的工作方式分类按网络的工作方式分类1.3 计算机网络的分类1.1.集中式网络集中式网络 集中式网络的处理控制功能高度集中在一个或少数几个结点上，集中式网络的处理控制功能高度集中在一个或少数几个结点上，所有的信息流都必须经过这些结点。这种网络常用在小型局域网或内所有的信息流都必须经过这些结点。这种网络常用在小型局域网或内部专用网，如部专用网，如NovellNovell网络。网络。2.2.分布式网络分布式网络 分布式网络中的任一结点都至少和另外两个结点相连接，信息从

9、分布式网络中的任一结点都至少和另外两个结点相连接，信息从一个结点到达另一结点可能有多条路径，如一个结点到达另一结点可能有多条路径，如InternetInternet就是全球最大的就是全球最大的分布式计算机网络。分布式计算机网络。 第第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.3.2 1.3.2 按网络的覆盖范围分类按网络的覆盖范围分类1.1.广域网广域网 广域网（广域网（wide area networkwide area network，WANWAN）也称远程网，它所覆盖的地）也称远程网，它所覆盖的地理范围从几十千米到几千千米，可以跨越辽阔的地理区域进行长距离理范围从几十千米到几千千米，可

10、以跨越辽阔的地理区域进行长距离的信息传输，所覆盖的地理范围可以是一个城市、一个国家，甚至是的信息传输，所覆盖的地理范围可以是一个城市、一个国家，甚至是全球。全球。2.2.城域网城域网 城域网（城域网（metropolitan area networkmetropolitan area network，MANMAN）的覆盖范围介于广）的覆盖范围介于广域网和局域网之间，是一个城市或地区组建的网络，作用范围一般为域网和局域网之间，是一个城市或地区组建的网络，作用范围一般为几十千米。几十千米。3.3.局域网局域网 局域网（局域网（local area networklocal area network

11、，LANLAN）是由单位或部门组建的小）是由单位或部门组建的小型网络，一般局限在一座建筑物或一片园区内，其覆盖范围通常为几型网络，一般局限在一座建筑物或一片园区内，其覆盖范围通常为几十米至几千米。十米至几千米。 第第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.3.3 1.3.3 按网络的传输技术分类按网络的传输技术分类1.1.广播式网络广播式网络 所谓广播式网络（所谓广播式网络（broadcast networkbroadcast network）是指网络中的所有计）是指网络中的所有计算机共享一条通信信道。广播式网络在通信时具备两个特点：一是算机共享一条通信信道。广播式网络在通信时具备两个特点

12、：一是任何一台计算机发出的消息都能够被其他连接到这条总线上的计算任何一台计算机发出的消息都能够被其他连接到这条总线上的计算机收到，二是任何时间内只允许一个结点使用信道。机收到，二是任何时间内只允许一个结点使用信道。2.2.点到点网络点到点网络 点到点网络（点到点网络（pointpointtotopoint networkpoint network）是由一对对计算机）是由一对对计算机之间的多条连接所构成的。为了能使信息从源地到达目的地，这种之间的多条连接所构成的。为了能使信息从源地到达目的地，这种网络上的分组可能通过一台或多台中间设备，通常是多条路径，并网络上的分组可能通过一台或多台中间设备，通

13、常是多条路径，并且可能长度不一样。简单地说，点对点网络就是通过中间设备将信且可能长度不一样。简单地说，点对点网络就是通过中间设备将信息直接发送到需要接收的计算机，其他计算机却收不到这个消息。息直接发送到需要接收的计算机，其他计算机却收不到这个消息。 第第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.3.4 1.3.4 按网络的拓扑结构分类按网络的拓扑结构分类1.1.总线型拓扑结构总线型拓扑结构 总线型拓扑结构是将网络中的所有设备都通过一根公共总线连接，总线型拓扑结构是将网络中的所有设备都通过一根公共总线连接，通信时信息沿总线进行广播式传送，如图所示。通信时信息沿总线进行广播式传送，如图所示。 第

14、第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.3.4 1.3.4 按网络的拓扑结构分类按网络的拓扑结构分类2.2.环型拓扑结构环型拓扑结构 在环型拓扑结构中，所有在环型拓扑结构中，所有设备连接成环，信息是沿着环设备连接成环，信息是沿着环采用广播方式传送的，如图所采用广播方式传送的，如图所示。在环型拓扑结构中每一台示。在环型拓扑结构中每一台设备只能和相邻结点直接通信。设备只能和相邻结点直接通信。与其他结点通信时，信息必须与其他结点通信时，信息必须依次经过两者间的每一个结点。依次经过两者间的每一个结点。 第第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.3.4 1.3.4 按网络的拓扑结构分类按网络

15、的拓扑结构分类3.3.星型拓扑结构星型拓扑结构 星型拓扑结构是由星型拓扑结构是由一个中央结点和若干从一个中央结点和若干从结点组成，如图所示。结点组成，如图所示。中央结点可以与从结点中央结点可以与从结点直接通信，而从结点之直接通信，而从结点之间的通信必须经过中央间的通信必须经过中央结点转发。结点转发。 第第1 1章章 计算机网络概述计算机网络概述1.3.4 1.3.4 按网络的拓扑结构分类按网络的拓扑结构分类4.4.网状拓扑结构网状拓扑结构 网状拓扑结构分为一般网状拓扑结构（如下左图所示）和全连接网网状拓扑结构分为一般网状拓扑结构（如下左图所示）和全连接网状拓扑结构（如下右图所示）两种。一般网状

16、拓扑结构中每个结点至少状拓扑结构（如下右图所示）两种。一般网状拓扑结构中每个结点至少与其他两个结点直接相连。全连接网状拓扑结构中的每个结点都与其他与其他两个结点直接相连。全连接网状拓扑结构中的每个结点都与其他所有结点由通信线路连接。所有结点由通信线路连接。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.1 2.1.1 数据通信基本概念数据通信基本概念2.1 数据通信基础知识1.1.数据通信中的常用专业术语数据通信中的常用专业术语（1 1）信息（）信息（informationinformation）：信息是对客观事物的属性和相互联系特性的）：信息是对客观事物的属性和相互联系特性的表现，它反映了

17、客观事物的存在形式或运动状态。表现，它反映了客观事物的存在形式或运动状态。（2 2）数据（）数据（datadata）：数据是一组有意义的实体，它是信息的载体，是信息）：数据是一组有意义的实体，它是信息的载体，是信息的表现形式。的表现形式。（3 3）信号（）信号（signalsignal）：信号是数据的物理量编码（通常为电磁编码），数）：信号是数据的物理量编码（通常为电磁编码），数据以电磁信号的形式在通信介质上传播。据以电磁信号的形式在通信介质上传播。（4 4）信源（）信源（information sourceinformation source）：通信过程中产生和发送信息的设备。）：通信过程中

18、产生和发送信息的设备。（5 5）信宿（）信宿（information sinkinformation sink）：通信过程中接收和处理信息的设备。）：通信过程中接收和处理信息的设备。（6 6）信道（）信道（channelchannel）：信源和信宿之间的通信线路。）：信源和信宿之间的通信线路。（7 7）码元（）码元（code cellcode cell）：在数据通信中常常用时间间隔相同的符号来表）：在数据通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为二进制码元，而这个间示一位二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为二进制码元，而这个间隔被称为码元长度。隔被称为码元

19、长度。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.1 2.1.1 数据通信基本概念数据通信基本概念2.2.信号的类型及表示方式信号的类型及表示方式1 1）模拟信号和数字信号）模拟信号和数字信号按编码机制的不同，信号可以分为模拟信号和数字信号。按编码机制的不同，信号可以分为模拟信号和数字信号。（1 1）模拟信号（）模拟信号（analog signalanalog signal）：模拟信号是连续变化的电磁波，）：模拟信号是连续变化的电磁波，其取值可以有无限多个，是某种物理量的测量结果，这种信号可以以其取值可以有无限多个，是某种物理量的测量结果，这种信号可以以不同频率在各种通信介质上传输。不同

20、频率在各种通信介质上传输。（2 2）数字信号（）数字信号（digital signaldigital signal）：数字信号是一系列离散的电磁）：数字信号是一系列离散的电磁脉冲，可以使用恒定的正负电压值表示二进制数脉冲，可以使用恒定的正负电压值表示二进制数1 1和和0 0，这种电磁脉冲，这种电磁脉冲可以按不同的数据传输速率（可以按不同的数据传输速率（b/sb/s）在通信介质上传输。）在通信介质上传输。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.1 2.1.1 数据通信基本概念数据通信基本概念2 2）模拟信号和数字信号的表示）模拟信号和数字信号的表示模拟信号和数字信号可通过参量（幅度）来

21、表示，如图模拟信号和数字信号可通过参量（幅度）来表示，如图2 2所示。所示。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.1 2.1.1 数据通信基本概念数据通信基本概念3.3.数据的类型及表示方式数据的类型及表示方式数据可以分为模拟数据和数字数据两种。数据可以分为模拟数据和数字数据两种。1 1）模拟数据和数字数据）模拟数据和数字数据（1 1）模拟数据：指在某个区间内连续变化的数据，如声音、温度和）模拟数据：指在某个区间内连续变化的数据，如声音、温度和压力都是模拟数据。压力都是模拟数据。（2 2）数字数据：指离散的数据。它使用一系列符号表示信息，而每）数字数据：指离散的数据。它使用一系列符

22、号表示信息，而每个符号只能取有限的特定值，如文本和整数。个符号只能取有限的特定值，如文本和整数。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.1 2.1.1 数据通信基本概念数据通信基本概念2 2）模拟数据和数字数据的表示）模拟数据和数字数据的表示 模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示，因而模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示，因而无论信源产生的是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都可以使用无论信源产生的是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都可以使用适合于其信道传输的某种信号形式进行传输，如图所示。适合于其信道传输的某种信号形式进行传输，如图所示。 第第2 2章

23、章 数据通信基础数据通信基础2.1.2 2.1.2 数据通信系统模型数据通信系统模型 数据通信系统是通过数据电路设备（数据通信系统是通过数据电路设备（DCEDCE）将远端的数据终端设）将远端的数据终端设备（备（DTEDTE）与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处）与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。比较典型的数据通信系统主要由数据终端设备、数据电路理的系统。比较典型的数据通信系统主要由数据终端设备、数据电路设备、计算机系统三部分组成，如图所示。设备、计算机系统三部分组成，如图所示。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.2 2.1.2 数据通信系统

24、模型数据通信系统模型 一个理想的数据通信系统模型要具备三要素，即信源、信道和一个理想的数据通信系统模型要具备三要素，即信源、信道和信宿，如下（信宿，如下（a a）图所示。而一个现实的通信系统通常由信源、信道、）图所示。而一个现实的通信系统通常由信源、信道、信宿以及噪声组成，如下（信宿以及噪声组成，如下（b b）图所示。）图所示。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.3 2.1.3 数据通信系统的性能指标数据通信系统的性能指标1.1.传输速率传输速率 传输速率是指在单位时间内传输的信息量。传输速率分为两种：数传输速率是指在单位时间内传输的信息量。传输速率分为两种：数据传输速率和码元传

25、输速率。据传输速率和码元传输速率。1 1）数据传输速率）数据传输速率 数据传输速率（数据传输速率（R Rb b）简称传输率，又称数据速率、比特率，它表）简称传输率，又称数据速率、比特率，它表示单位时间（每秒）内传输实际信息的比特数，单位为比特秒，记示单位时间（每秒）内传输实际信息的比特数，单位为比特秒，记为为bit/sbit/s、b/sb/s、bpsbps。比特在信息理论中作为信息量的度量单位。一般。比特在信息理论中作为信息量的度量单位。一般在数据通信中，如果使用在数据通信中，如果使用1 1和和0 0的概率是相同的，则每个的概率是相同的，则每个1 1和和0 0就是一个就是一个比特的信息量。如果

26、一个数据通信系统每秒传输比特的信息量。如果一个数据通信系统每秒传输9 600 bit9 600 bit，则它的传，则它的传输率输率R Rb b9 600 b/s9 600 b/s。2 2）码元传输速率）码元传输速率 码元传输速率（码元传输速率（R RB B）简称传码率，又称符号速率、码元速率、波）简称传码率，又称符号速率、码元速率、波特率、调制速率，它表示单位时间内（每秒）信道上实际传输码元的特率、调制速率，它表示单位时间内（每秒）信道上实际传输码元的个数，单位是波特（个数，单位是波特（BaudBaud），常用符号），常用符号B B来表示。来表示。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.

27、1.3 2.1.3 数据通信系统的性能指标数据通信系统的性能指标3 3）码元传输速率与数据传输速率之间的关系）码元传输速率与数据传输速率之间的关系 码元传输速率仅仅表示单位时间内传送的码元数目，码元传输速码元传输速率仅仅表示单位时间内传送的码元数目，码元传输速率没有限定这段时间内的码元应具有的信号状态数。而码元信号状态率没有限定这段时间内的码元应具有的信号状态数。而码元信号状态数决定了一个码元所携带的二进制数据量，如码元状态数为数决定了一个码元所携带的二进制数据量，如码元状态数为2 2，则它携，则它携带带1 1位二进制数据；码元状态数为位二进制数据；码元状态数为4 4，则它携带，则它携带2 2

28、位二进制数据。所以计位二进制数据。所以计算数据传输速率时，必须要考虑一个码元所携带的二进制信息量。算数据传输速率时，必须要考虑一个码元所携带的二进制信息量。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.3 2.1.3 数据通信系统的性能指标数据通信系统的性能指标2.2.信道带宽信道带宽 带宽（带宽（band widthband width）通常指信道中传输的信号在不失真的情况下）通常指信道中传输的信号在不失真的情况下所占用的频带宽度，通常称为信道的通频带。对于模拟信号而言，带所占用的频带宽度，通常称为信道的通频带。对于模拟信号而言，带宽又称为频宽。带宽的单位是赫兹（宽又称为频宽。带宽的单位

29、是赫兹（HzHz）。信道带宽是由信道的物理）。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为特性所决定的，例如，电话线路的频率范围为3003003 400 Hz3 400 Hz，则它，则它的带宽为的带宽为3003003 400 Hz3 400 Hz。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.3 2.1.3 数据通信系统的性能指标数据通信系统的性能指标3.3.信噪比信噪比 信号在传输过程中不可避免地要受到噪声的影响，信噪比是用来信号在传输过程中不可避免地要受到噪声的影响，信噪比是用来描述在此过程中信号受噪声影响程度的量，它是衡量传输系统性能的描述在此过程中信号受噪声影响程

30、度的量，它是衡量传输系统性能的重要指标之一。信噪比通常是指某一点上的信号功率与噪声功率之比，重要指标之一。信噪比通常是指某一点上的信号功率与噪声功率之比，可用下面的公式表示信噪比。可用下面的公式表示信噪比。nPPNSS 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.3 2.1.3 数据通信系统的性能指标数据通信系统的性能指标 误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标，它定义为二进制数据传输时出错的概率。假设传输的二进制数据标，它定义为二进制数据传输时出错的概率。假设传输的二进制数据总数为总数为N N位，其中出错的位数为

31、位，其中出错的位数为N Ne e，则误码率表示为，则误码率表示为NNPee 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.4 2.1.4 数据传输方式数据传输方式1.1.并行通信方式并行通信方式 并行通信传输中有多个数并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传据位，同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通输。发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设过对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位。备，还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直据，不需要做任何变换就可直接使用。并行通信方式的示意接使用。并行通信

32、方式的示意图如图所示。图如图所示。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.4 2.1.4 数据传输方式数据传输方式2.2.串行通信方式串行通信方式 采用串行通信方式传输数据时，采用串行通信方式传输数据时，数据是一位一位地在通信线路上传数据是一位一位地在通信线路上传输的，先由具有几位总线的计算机输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经内的发送设备，将几位并行数据经并并串转换设备转换成串行方式，串转换设备转换成串行方式，再逐位经传输线路到达接收站的设再逐位经传输线路到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收

33、式重新转换成并行方式，以供接收方使用。串行通信方式的示意图如方使用。串行通信方式的示意图如图所示。图所示。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.1.4 2.1.4 数据传输方式数据传输方式3.3.串行通信的方向性串行通信的方向性结构结构串行数据通信的方向串行数据通信的方向性结构有性结构有3 3种，即单工种，即单工（simplex modesimplex mode）、）、半双工（半双工（halfhalfduplex modeduplex mode）和全双）和全双工（工（fullfullduplex duplex modemode），如图所示。），如图所示。 第第2 2章章 数据通信基础数

34、据通信基础2.2.1 2.2.1 电路交换电路交换2.2 数据交换技术1.1.电路交换的电路交换的3 3个过程个过程 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.2.1 2.2.1 电路交换电路交换2.2.电路交换技术的优缺点电路交换技术的优缺点1 1）优点）优点电路交换技术的优点是：数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持电路交换技术的优点是：数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。原来的序列。2 2）缺点）缺点 电路交换技术的缺点是：在数据传送之前必须先建立一条专用通电路交换技术的缺点是：在数据传送之前必须先建立一条专用通道，在通道拆除之前，一直由一对用户完全占用；对于猝发式的通信

35、，道，在通道拆除之前，一直由一对用户完全占用；对于猝发式的通信，交换效率不高。因此，该技术适用于系统间要求高质量传输大量数据交换效率不高。因此，该技术适用于系统间要求高质量传输大量数据的情况。的情况。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.2.2 2.2.2 报文交换报文交换 每个结点在收到整个报每个结点在收到整个报文并检查无误后，就暂存该文并检查无误后，就暂存该报文，然后利用路由信息找报文，然后利用路由信息找出下一个结点的地址，再把出下一个结点的地址，再把整个报文传送给下一个结点。整个报文传送给下一个结点。因此，端与端之间无须预先因此，端与端之间无须预先通过呼叫建立连接。通过呼叫建立连

36、接。 一个报文在每个结点的一个报文在每个结点的延迟时间等于接收报文所需延迟时间等于接收报文所需的时间与向下一个结点转发的时间与向下一个结点转发所需的排队延迟时间之和。所需的排队延迟时间之和。报文交换时序图如图所示。报文交换时序图如图所示。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.2.2 2.2.2 报文交换报文交换2.2.报文交换的优点报文交换的优点（1 1）报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不）报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立延时，用户可随时发送报文。存在连接建立延时，用户可随时发送报文。（2 2）由于报文交换技术采用）由于报文交换技术

37、采用“存储存储转发转发”的传输方式，在报文交的传输方式，在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择功能，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径择功能，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；在存储转发中容易实现代码转换和传输数据，提高了传输的可靠性；在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态，这样就便于类型、速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态，这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；提供多目标服务，

38、即一个报规格和速度不同的计算机之间进行通信；提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；允文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先交换。许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先交换。（3 3）通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段）通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.2.2 2.2.2 报文交

39、换报文交换3.3.报文交换的缺点报文交换的缺点（1 1）数据进入交换结点后要经历）数据进入交换结点后要经历“存储存储转发转发”这一过程，从而引这一过程，从而引起转发延时（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而起转发延时（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量越大，造成的延时就越大，因此，报文交换的实时性且网络的通信量越大，造成的延时就越大，因此，报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。差，不适合传送实时或交互式业务的数据。（2 2）报文交换只适用于数字信号。）报文交换只适用于数字信号。（3 3）由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传

40、来）由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.2.3 2.2.3 分组交换分组交换 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.2.3 2.2.3 分组交换分组交换1.1.虚电路分组交换虚电路分组交换 在虚电路分组交换（在虚电路分组交换（virtual circuit packet switchingvirtual circuit pack

41、et switching）中，）中，为了进行数据传输，网络的源结点和目的结点之间要先建一条逻辑为了进行数据传输，网络的源结点和目的结点之间要先建一条逻辑通路。每个分组除了包含数据外，还包含一个虚电路标识符，用于通路。每个分组除了包含数据外，还包含一个虚电路标识符，用于标识这个虚电路。标识这个虚电路。 在虚电路分组交换方式中，数据传输过程与电路交换方式类似，在虚电路分组交换方式中，数据传输过程与电路交换方式类似，也是分成也是分成3 3个阶段：建立连接、数据传输和拆除连接。个阶段：建立连接、数据传输和拆除连接。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.2.3 2.2.3 分组交换分组交换2.2

42、.数据报分组交换数据报分组交换 数据报分组交换与报文交换类似，只不过是把报文分成若干组，数据报分组交换与报文交换类似，只不过是把报文分成若干组，分组的长度由网络决定。在数据报分组交换中，每个分组的传送是分组的长度由网络决定。在数据报分组交换中，每个分组的传送是单独进行处理的。每个分组称为一个数据报，每个数据报自身携带单独进行处理的。每个分组称为一个数据报，每个数据报自身携带足够的地址信息。一个结点收到一个数据报后，根据数据报中的地足够的地址信息。一个结点收到一个数据报后，根据数据报中的地址信息和结点所储存的路由信息，找出一个合适的路由，把数据报址信息和结点所储存的路由信息，找出一个合适的路由，

43、把数据报直接发送到下一结点。直接发送到下一结点。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.2.4 2.2.4 三种交换技术的比较三种交换技术的比较不同的交换技术应用于不同的场合，总结如下：不同的交换技术应用于不同的场合，总结如下：（1 1）数据报分组交换适用于短报文交换，虚电路分组交换适用于）数据报分组交换适用于短报文交换，虚电路分组交换适用于长报文交换。长报文交换。（2 2）两结点间的负载较重且持续时间较长时，租用线路、采取线）两结点间的负载较重且持续时间较长时，租用线路、采取线路交换的方式是很合算的。路交换的方式是很合算的。（3 3）在交互性要求较高的场合下，报文交换是不合适的。）在交

44、互性要求较高的场合下，报文交换是不合适的。（4 4）分组交换技术在局域网和公用数据网中都有很多应用。）分组交换技术在局域网和公用数据网中都有很多应用。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.2.4 2.2.4 三种交换技术的比较三种交换技术的比较三种数据交换技术总结如下：三种数据交换技术总结如下：（1 1）电路交换：在数据传送之前需建立一条物理通路，在线路被释）电路交换：在数据传送之前需建立一条物理通路，在线路被释放之前，该通路将一直被一对用户完全占有。放之前，该通路将一直被一对用户完全占有。（2 2）报文交换：报文从发送方传送到接收方采用存储转发的方式。）报文交换：报文从发送方传送到接

45、收方采用存储转发的方式。在传送报文时，只占用一段通路（在交换结点中需要缓冲存储，报文在传送报文时，只占用一段通路（在交换结点中需要缓冲存储，报文需要排队），因此，这种方式不满足实时通信的要求。需要排队），因此，这种方式不满足实时通信的要求。（3 3）分组交换：此方式与报文交换类似，但报文被分成组传送，并）分组交换：此方式与报文交换类似，但报文被分成组传送，并规定了分组的最大长度，到达目的地后需重新将分组组装成报文。规定了分组的最大长度，到达目的地后需重新将分组组装成报文。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.2.4 2.2.4 三种交换技术的比较三种交换技术的比较三种交换方式的比较如图

46、所示。三种交换方式的比较如图所示。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.3.1 2.3.1 数字数据的模拟信号编码数字数据的模拟信号编码2.3 数据编码与同步 为了利用廉价的公共电话交换网实现计算机之间的远程通信，必须为了利用廉价的公共电话交换网实现计算机之间的远程通信，必须将发送端的数字信号转换成能够在公共电话网上传输的音频信号，经传将发送端的数字信号转换成能够在公共电话网上传输的音频信号，经传输后再在接收端将音频信号逆转换成对应的数字信号。实现数字信号与输后再在接收端将音频信号逆转换成对应的数字信号。实现数字信号与模拟信号相互转换的设备称做调制解调器（模拟信号相互转换的设备称做调制

47、解调器（modemmodem）。调制解调器在远）。调制解调器在远程通信系统中的应用如图所示。程通信系统中的应用如图所示。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.3.1 2.3.1 数字数据的模拟信号编码数字数据的模拟信号编码1.1.数字调制的基本形式数字调制的基本形式 数字调制的数字调制的3 3种基本形式为移幅键控法（种基本形式为移幅键控法（ASKASK）、移频键控法）、移频键控法（FSKFSK）、移相键控法（）、移相键控法（PSKPSK）。采用这）。采用这3 3种方法对二进制数串种方法对二进制数串1011001010110010调制的波形时序图如图所示。调制的波形时序图如图所示。 第第

48、2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.3.1 2.3.1 数字数据的模拟信号编码数字数据的模拟信号编码2.2.公共电话交换网中使用调制解调器的必要性公共电话交换网中使用调制解调器的必要性 公共电话交换网是一种频带模拟信道，音频信号频带为公共电话交换网是一种频带模拟信道，音频信号频带为3003003 3 400 Hz400 Hz，而数字信号带宽为零至几千兆赫兹。若不加任何措施，利，而数字信号带宽为零至几千兆赫兹。若不加任何措施，利用模拟信道来传输数字信号，必定出现极大的失真和差错。所以要用模拟信道来传输数字信号，必定出现极大的失真和差错。所以要想在公共电话网上传输数字数据，必须将数字信号频带变

49、换成电话想在公共电话网上传输数字数据，必须将数字信号频带变换成电话网所允许的音频频带范围网所允许的音频频带范围3003003 400 Hz3 400 Hz。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.3.2 2.3.2 数字数据的数字信号编码数字数据的数字信号编码1.1.不归零码不归零码 不归零（不归零（nonnonreturn to zeroreturn to zero，NRZNRZ）码的特点是在一个码元周码的特点是在一个码元周期内电平保持不变，电脉期内电平保持不变，电脉冲之间无间隔。不归零码冲之间无间隔。不归零码可分为单极性不归零码和可分为单极性不归零码和双极性不归零码两种。双极性不归零

50、码两种。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.3.2 2.3.2 数字数据的数字信号编码数字数据的数字信号编码2.2.归零码归零码 归零（归零（return to zeroreturn to zero，RZRZ）码的特点是只在码元周）码的特点是只在码元周期内持续一段时间的高低电期内持续一段时间的高低电平，其余时间则为零电平，平，其余时间则为零电平，相邻脉冲之间必定留有零电相邻脉冲之间必定留有零电平的间隔。归零码可分为单平的间隔。归零码可分为单极性归零码和双极性归零码极性归零码和双极性归零码两种。两种。 第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础2.3.2 2.3.2 数字数据的数字信号编