计算机网络技术基础课件.ppt

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1、1.1.1 1.1.1 计算机网络的发展计算机网络的发展1面向终端的计算机通信网络1.1.1计算机网络的发展2多台计算机互联的初级计算机网络1.1.1计算机网络的发展3开放式的标准化计算机网络第三阶段的计算机网络可以从20世纪70年代后期算起，它具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议。标准化的目的是使得不同计算机及计算机网络能方便地互联起来。4.新一代的综合性、智能化、宽带高速计算机网络第四阶段的计算机网络要从20世纪90年代开始。计算机网络向全面互连、高速和智能化发展。这个阶段最具有挑战性的话题是Internet、高速通信网络技术、接入网、网络与信息安全技术。1.1.2计算机网络的定义资

2、源共享观点将计算机网络定义为“以能够共享资源的方式互联起来的相互独立的计算机系统的集合”。资源共享观点的定义符合目前计算机网络的基本特征，这主要表现在以下几个方面。(1)计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。(2)互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的计算机。(3)联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。1.1.3计算机网络的功能计算机网络的功能可归纳为资源共享、提供人际通信手段、提高可靠性、节省费用、便于扩充、分组负荷及协同处理等方面。这些方面的功能本身也是相辅相成的。1.2计算机网络的组成与结构1.2.1计算机资源子网1.2.2计算机通信子网1.2.3计算机网络的拓扑结

3、构1.2.1计算机资源子网1.资源子网的组成1)主计算机2)终端3)网络中的共享设备2资源子网的基本功能1.2.2计算机通信子网1通信子网的组成1)通信控制处理机2)通信线路3)信号变换设备2通信子网的基本功能通信子网提供网络通信功能，完成全网主机之间的数据传输、交换、控制和变换等通信任务。负责全网的数据传输、转发及通信处理等工作。1.2.3计算机网络的拓扑结构1计算机网络拓扑的定义1)拓扑结构与计算机网络拓扑2)网络拓扑的定义3)网络拓扑的用途1.2.3计算机网络的拓扑结构2网络拓扑的分类与基本网络拓扑结构的类型1)网络拓扑分类广播式的通信子网点对点式的通信子网1.2.3计算机网络的拓扑结构

4、2)基本网络拓扑结构类型图例1.2.3计算机网络的拓扑结构(2)基本网络拓扑结构类型总线型网络拓扑结构星型拓扑环型拓扑树型拓扑网状型拓扑卫星通信网络的拓扑构型1.3计算机网络的分类1.3.1按网络传输技术进行分类1.3.2按网络分布距离范围进行分类1.3.3按传输介质分类1.3.1按网络传输技术进行分类1广播式网络在广播通信信道中，多个结点共享一个通信信道，一个结点广播信息，其他结点必须接收信息。2点对点式网络点对点通信信道中，一条通信线路只能连接一对结点，如果两个结点之间没有直接连接的线路，那么它们只能通过中间结点转接。1.3.2按网络分布距离范围进行分类1局域网(LocalAreaNetw

5、ork，LAN)2城域网(MetropolitanAreaNetwork，MAN)3广域网(WideAreaNetwork，WAN)1.3.3按传输介质分类根据网络的传输介质，可以将网络分为有线网和无线网。有线网根据线路的不同分为同轴电缆网、双绞线网和光纤网，还有最新的全光网络；无线网有卫星无线网和使用其他无线通信设备的网络。1.4组成网络的设备1.4.1网络接口卡1.4.2中继器1.4.3集线器1.4.4网桥1.4.5交换机1.4.6路由器1.4.7网关1.4.1网络接口卡网络接口卡(NetworkInterfaceCard，NIC)简称网卡，又叫网络适配器。是计算机与传输介质的接口。1.4

6、.2中继器中继器是工作在OSI模型物理层的互联设备，实现两个网络之间的电气连接。因此，中继器只能用于连接两个相同的局域网，其作用是把一个局域网中传输的电信号增强后再传送到另一个局域网上。中继器要求网络是同类型的，而且采用相同的协议和速率，且起到了维持通过局域网的信号电平，从而扩展了局域网段的长度。1.4.3集线器集线器(Hub)一般认为工作在OSI模型的物理层，是将局域网中节点的线缆集中在一起的设备，主要作为网络连接的中心点，通常联网的节点通过非屏蔽双绞线与集线器连接。使用集线器连接网络的特点是：当网络中某条线路或某个节点出现故障时，不会影响网络上其他节点的正常工作。1.4.3集线器1.4.4

7、网桥网桥(Bridge)是工作在OSI模型数据链路层的互联设备。数据链路层包括MAC子层及LLC子层，因此网桥也分为MAC子层网桥和LLC子层网桥。网桥的每个端口连接一个局域网网段，监听与它连接的每个网段上传输的数据，当传输的数据帧的目的地址和源地址是在同一个网段中，则网桥丢弃该数据帧；如果目的地址和源地址在两个不同的网段，网桥将该帧转发到与目标网段相连的端口上。1.4.5交换机交换机(Switch)是交换式局域网的核心设备，属于OSI模型中的数据链路层设备。用交换机互联可以带来下列好处(1)交换机允许各个网段之间的通信，同时每个网段是独立的广播域。(2)可以互联不同速度和类型的网段，且对网络

8、的大小没有限制。(3)交换机各端口独享交换机的带宽，可实现全双工通信，例如，l台100Mb/s的24口交换机，其每个端口理论上均可同时达到lOOMb/s的速率。1.4.5交换机1交换机性能指标主要是MPPS和背板带宽。MPPS是MillionPacketPerSecond的缩写，即每秒可转发多少个百万数据包。其值越大，交换机的交换处理速度也就越快。2交换机分类从外观形态和功能上可分为模块式交换机和固定端口交换机。从应用规模上可分为企业级交换机、部门级交换机、工作组级交换机等。从实用角度上可分为低端固定交换机、低端可变端口交换机、中型交换机和高端交换机等。1.4.5交换机3交换机工作方式交换机的

9、工作方式是存储转发，它将某个端口发送的数据帧先存储在该端口的缓冲区，通过解析数据帧，获得目的MAC地址，然后在交换机的MAC地址与端口对应地址表中，检索该目的主机所连接到的交换机端口，找到后就将数据帧从源端口直接复制到目的端口缓冲区中，转发到该网段或主机。1.4.6路由器路由器(Router)是一种能连通不同的网络或网段的互联设备，工作在OSI模型的网络层，是目前用来构建Internet骨干网的核心互联设备。路由器有多个端口，路由器的每个端口可以连接不同的网络或子网，或者连接另一台路由器。路由器作为不同网络之间互相连接的枢纽，构成了Internet的骨架。1.4.6路由器1路由器的结构从体系结

10、构上看，路由器可以分为：第一代单总线单CPU结构路由器；第二代单总线主从CPU结构路由器；第三代单总线对称式多CPU结构路由器；第四代多总线多CPU结构路由器；第五代共享内存式结构路由器；第六代交叉开关体系结构路由器和基于机群系统的路由器。1.4.6路由器2路由器的组成一个通用的路由器由4部分组成：输入端口、交换结构、选路处理器和输出端口。1.4.6路由器3路由器的特点(1)寻址能力(2)路由选择(3)分段和重组(4)存储-转发(5)数据包过滤1.4.6路由器4路由器的功能(1)网络互联路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互联局域网和广域网，实现不同类型网络互相通信。(2)数据处理提供数

11、据包的过滤、数据包的寻址和转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能。(3)网络管理路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。1.4.6路由器5路由器的工作原理1.4.7网关网关实现不同网络协议之间的转换是通过使用适当的硬件与软件。硬件提供不同网络的端口，软件实现不同互联网协议之间的转换。网关实现协议转换的方法主要有两种。1.直接将输入网络信息包的格式转换成输出网络信息包的格式2.将输入网络信息包的格式转换成一种统一的标准网问信息包的格式1.5计算机网络应用问题计算机网络的广泛应用已经对经济、文化、教育、科学的发展及人类生活质量的提高产生了重要影响，同时也不可避免地带来一些

12、新的社会、道德、政治与法律问题。Intemet可以为科学研究人员、学生、企事业工作人员提供很多宝贵的信息，可以使得人与人的交流不受时间、地域的限制。1.6小结本章主要讲述了以下一些内容。(1)计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合的产物，网络技术对信息产业的发展有着深远的影响。(2)计算机网络发展的四个阶段分别是：面向终端的计算机通信网络，初级计算机网络，开放式的标准化计算机网络，新一代的计算机综合性、智能化、宽带高速网络。(3)资源共享观点将计算机网络定义为“以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合”。(4)计算机网络的功能可归纳为资源共享、提供人际通信手段、提高可靠性、节省

13、费用、便于扩充、分组负荷及协同处理等方面。1.6小结(5)按网络传输技术进行分类，可将网络分为：广播式网络和点对点式网络；按网络覆盖范围进行分类，可将网络分为：局域网、城域网、广域网；按网络应用管理范围进行分类，可将网络分为：Internet、Intranet和Extranet。(6)从计算机网络组成的角度看，典型的计算机网络按其逻辑功能可以分为“资源子网”和“通信子网”两部分；它们分别完成数据通信与数据处理两大功能。(7)采用广播信道通信子网的基本拓扑构型主要有4种：总线型、树型、环型、无线通信与卫星通信型。采用点对点线路的通信子网的基本拓扑构型有4类：星型、环型、树型与网状型。1.7本章实

14、训实训题目：利用Visio绘制网络拓扑结构图一、实训目的通过本次实训，让学生学会使用Visio绘图软件绘制网络拓扑结构图。二、知识要点Visio系列软件是微软公司开发的高级绘图软件，可以绘制流程图、网络拓扑结构图等，功能强大，易于使用。三、实训任务(1)学会Visio软件的使用。(2)用Visio绘制网络拓扑结构图。(3)分析网络拓扑结构图，确定拓扑类型、网络类型。1.7本章实训四、实训环境准备安装了Visio2007版本软件的计算机机房。熟悉Visio软件界面的基本操作。五、实训内容1学会Visio2007软件的使用步骤l单击“开始”，选择“程序，单击“MicrosoftVisio”，启动V

15、isio软件。步骤2熟悉Visio软件界面的操作。2用Visio软件绘制网络拓扑结构图步骤l启动Visio，选择“网络”子菜单下的“基本网络图”样板，进入网络拓扑图编辑状态，按图1-8所示绘制。1.7本章实训1.7本章实训1.7本章实训3分析网络拓扑结构图，确定拓扑类型、网络类型根据所学的知识，分析上述两个网络拓扑结构图，确定拓扑类型、网络类型(客户硼艮务器或者对等网络类型)，将结果记录在表1-1中。第一课第一课 计算机网络基础（一）计算机网络基础（一）本课介绍如下知识：本课介绍如下知识：1.1计算机网络概述1.1.1计算机网络的发展和定义1.1.2计算机网络的应用1.1.3计算机网络的组成1

16、.2计算机网络的类型1.2.1对等网络和基于服务器的网络1.2.2局域网和广域网1.2.3Internet和Intranet第一章 计算机网络基础 知识点：计算机网络概述：计算机网络的发展和定义、计算机网络的应用、计算机网络的组成。计算机网络的类型：对等网络和基于服务器的网络、局域网和广域网。Internet和Intranet的概念。数据通信的基本概念：数据通信的定义、数据通信的特点、数据通信的的质量指标。数据信号的传输：基带传输、频带传输。信息的传输方式：通信方式、传输方式、同步方式、复用方式。差错控制：差错控制的产生、常用的检纠错码。数据交换方式：线路交换、报文交换、分组交换 1.1计算机

17、网络概述1.1.1计算机网络的发展和定义 起源：Internet开始于1980年，是ARPA（Advanced Research Projects Agency，远景规划局）投资的结果，最初是用于军事目的。在网络环境下，使得几个计算机文件在网络上得以共享。计算机之间的文件可以在网络上相互调用，不用再用软盘复制来达到共享的目的，大大提高了效率。除了共享文件外，网络中还可以共享设备。计算机网络其实和现实生活中的邮递系统很相似。比如：传递的是什么信息呢？对网络系统来说其中传递的是电信号，而邮递系统传递得是信件；传递过程中应遵守的标准呢？对网络系统来说是各种网络协议，而邮递系统是制订的各种邮递规则；最

18、后这些信息送到那里呢？对网络系统是到达不同得计算机，对邮递系统是到达不同的邮箱、办公室或收信人手中。1.1.2计算机网络的应用在多维化发展的趋势下，许多网络应用的形式不断涌现，如：1.网页浏览这是网络应用最多地地方。任何人只要能连到Internet网上就能浏览网页，看到社会新闻，企业信息等。2.电子邮件这应该是普遍地一种网络交流方式之一。和传统地邮递系统相比，大大提高了效率，节省了成本。3.网上交易就是通过网络做生意。其中有一些是要通过网络直接结算，运用电子货币。这就要求网络的安全性要比较高。4.视频点播这是一项新兴的娱乐或学习项目，在智能小区、酒店或学校应用较多。它的形式跟电视选台有些相似，

19、不同的是节目内容是通过网络传递的。5.联机会议也称视频会议，顾名思义就是通过网络开会，实现了异地会议。它与视频点播的不同在于所有参与者都需主动向外发送本地图像。实现数据、图像、声音地实时传送，对网络的处理速度提出了较高的要求。1.1.3计算机网络的组成计算机网络的基本功能可分为数据处理和数据通信。因此，对应的结构也可以分为两部分，为通信子网和资源子网。1通信子网包括负责数据通信的通信控制设备和通信线路，如路由器、交换机及各类网线。主要完成网络中主机之间的数据传输、交换、控制等任务。2资源子网负责处理数据的计算机和终端设备，如PC机、服务器。主要向网络客户提供各种网络资源和网络服务。网络资源包括

20、文件资源、数据资源、硬件资源等；网络服务包括DNS服务、代理服务等。1.2计算机网络的类型1.2.1对等网络和基于服务器的网络 1对等网络最简单的网络类型就是对等网。在对等网中，每台主机既充当客户机同时又是服务器。软、硬件资源和数据都分布存储在网络中的各自独立的主机之中。每个用户都负责本地主机的数据和资源，并且有各自独立的权限和安全设置。如图1.1所示，为一个对等网。对等网可以使用目前所流行的所有操作系统，这些操作系统都支持网络功能，如：Windows 98、Windows NT、Windows 2000、Linux或OS/2等。对等网络优点：简单的；低成本的；对等网络缺点：适合小型网络环境，

21、当计算机数量较多时，不利于管理；安全级别低，不利于数据的共享和管理；客户机客户机客户机客户机共享打印机客户机数据共享数据共享图1.1 一个对等网络2基于服务器的网络 在基于服务器的网络中，通常有一台或一台以上的服务器专门用来做软、硬件资源的共享服务。服务器应该选用稳定可靠、有好的性能和大的硬盘空间的计算机。服务器的性能包括：CPU、内存、网卡和硬盘等的性能。打印服务器客户机客户机文件服务器共享打印机客户机图1.2 基于服务器的网络 如果网络中有多于十个用户，那么就应该考虑使用基于服务器的网络。基于服务器的网络中的客户机可以使用目前所流行的所有操作系统，如：Windows 98、Windows

22、NT、Windows 2000、Linux或OS/2等。基于服务器网络的优点 便于服务器对信息进行维护。易于保证文件的同步一致。通过复制工具，有效地将信息存储备份到其它服务器上，防止了单点故障。使用基于服务器的网络，安全管理也很容易得到控制。通过登录名的不同，对服务器上的文件的权限也将有所不同，基于服务器网络的缺点 与普通的工作站比，通常服务器要昂贵的多。由于数据和安全设置是在服务器上单独维护，必须有一个网络管理员来单独维护。1.2.2局域网和广域网根据网络分布规模来划分的网络，可分为：局域网、城域网和广域网。1局域网（LAN）局域网（LANLocal area network）是局部区域的计

23、算机网络，通常只用来连接一座或几座楼中的计算机。因为局域网覆盖了较短的距离，所以局域网的特点是：数据速率高、距离短、延迟小、传输可靠。目前常见的局域网类型包括：以太网（Ethernet）、令牌环网（Token Ring）、光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（ATM）等，它们在拓扑结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网是目前发展最迅速、最经济的局域网。2广域网（WAN）广域网（WANWide area network）是连接地理范围的较大的计算机网络，地理范围通常是一个国家或一个洲。随着局域网的发展，越来越多的企业建立了自己的局域网，但各个局

24、域网之间却无法进行交流。而广域网就是用来连接多个局域网的，这样只要是局域网内的计算机就都可以互享资源。大型的广域网可以由各大洲的许多局域网组成。最广为人知的广域网就是Internet，它由全球成千上万的局域网和广域网组成。3城域网（MAN）城域网是介于局域网和广域网之间的一种大范围的高速网络。因为，随着局域网的广泛使用，逐渐要求扩大局域网的使用区域范围，或是要求将局域网互连起来，从而形成城市范围内的网络。设计目标是要满足几十公里范围的大量局域网的互连要求。由于种种原因，城域网的技术没有在世界范围内广泛推广使用，而是在实践中使用广域网的技术来构建城域网的目标范围、大小相当的网络。因此，本书将不对

25、城域网做更多的介绍。4局域网和广域网的区别 有时局域网和广域网间的边界非常不明显，很难确定局域网在何处终止，或是广域网在何处开始。识别局域网和广域网方法是确定私有网络和公共网络的起始点和终止点。例如，有一个具有3个私有网络的组织，在3个子机构间建立了一个局域网，该局域网由地区的电话系统连接。私有的局域网和公共广域网间的边界就是局域网与电话网络相连接的位置。现代的网络设备和软件使得定位分界线越来越困难。看待网络的另一种方式，是从系统和用户的多样性出发的，连接着一个组织内部或多个组织之间各种各样的用户，并为这些用户提供了大量的资源，则称为企业网。大型的局域网可以是企业网，但是一个企业网更有可能是由

26、多个局域网组成，形成广域网。企业网的关键特点在于用户可以利用其中存在的广泛资源从事商务、完成科研和教学任务。例如，一所大学的计算机系统通过局域网上一系列计算机和打印机融合了学术、会计、学生服务、人力资源、薪水名册和校友会开发资源等，这个系统就是企业网。1.2.3Internet和Intranet 互联网通常可分为Internet和Intranet两种。1Internet Internet即国际互连网，通常称为因特网，是各种网络互联的一个大系统。Internet是用TCP/IP协议将不同结构的网络连接起来的计算机信息网络。在Internet中任何一个用户都可以使用网络上的资源。2Intranet

27、 Intranet即企业内部互连网，是使用了TCP/IP技术的和信息技术的局域网。该网具有与Internet连接的功能，是随着Internet的发展而建立起来的。Internet和Intranet的最主要的区别是：Intranet是属于某个企业事业单位自己组建的内部计算机信息网络，而Internet不属于任何一个部门所独有的计算机信息网络。Intranet上的企业内部私有的资源信息，需要严格的保护；企业内部的公开信息，则希望社会上的用户尽可能多地访问。在Internet中任何一个用户都可以使用网络上的资源，比如访问网页资源。这一讲的重点知识是：这一讲的重点知识是：计算机网络的定义；计算机网络的

28、类型；Internet与Intranet；难点知识是：难点知识是：计算机网络的定义；对等网络；基于服务器的网络；小结小结:第二课第二课 计算机网络基础（二）计算机网络基础（二）本次课介绍如下知识：本次课介绍如下知识：1.3数据通信基础 1.3.1数据通信的基本概念 1.3.2数据信号的传输 1.3数据通信基础1.3.1数据通信的基本概念 计算机之间互传数据是通信的一个方面。很多家庭选用有线电视服务，通过光纤和同轴电缆将电视信号带进家里。通信技术的其他应用还有局域网和广域网，分别允许近距离（LAN）或远距离（WAN）的不同计算机进行通信。一旦连接完毕，用户就可以收发数据文件，进行远程登录，发送邮

29、件。数据通信与传统的电话通信相比，它们之间的在技术和原理上都有很大的不同。1数据通信的定义 数据通信是依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息。而数据传输是传播处理信号的数据通信，将源站的数据编码成信号，沿传输介质传播至目的站。数据传输的品质取决于被传输信号的品质和传输介质的特性。2数据通信的特点 与传统的电报和电话通信相比，数据通信的特点如下：数据通信是实现的人与机器或是机器与机器之间的通信。而电话机仅仅能完成人与人之间的通信。由于计算机不具备人脑的思维能力，因此要实现与人或与其它计算机之间的交流就一定要靠人预先编制的程序来完成。这远比电话系统要复杂。数据传输的准确性和可

30、靠性要求高。在数据通信中，通常是用二进制的“1”和“0”表示信息的。任何错误都可能造成严重的后果。因此需要较低的误码率，并且传递系统应有自动纠正错误的能力。传输速率高，响应时间快。数据信号的传输速率依照所使用的带宽不同而不同。通常比电话线传输要迅速快捷。通信的持续时间差异较大。数据通信的平均信息长度和平均时延随着应用的不同而不同。数据通信具有灵活的接口，能满足各种设备之间的相互通信。从以上可以看出，数据通信与传统的电话通信有很大不同，面临的问题也更为杂。3数据通信的质量指标 数据通信的目的就是为了及时有效地传递信息。传递衡量数据传输的质量标准是从有效性和可靠性两方面来考虑的。有效性 有效性是指

31、在给定的信道内所能传输的信息量大小。有效性越高的系统性能越好。通常衡量有效性的指标是信息传输速率。在计算机数据通信中，用比特每秒（bit/s）来表示传输速率。可靠性 是指在给定的信道内接收信息的可靠程度。通常衡量可靠性的指标是误码率。在计算机二进制系统中，误码率的定义为：出现错误的比特数传输的总比特数。1.3.2数据信号的传输 在数据通信系统中，信号的传输方式有两种，分别为：基带传输和频带传输。1基带传输 基带传输是将基带信号直接在信道中传输。基带传输是一种简单基本的通信方式。基带传输设备简单，费用便宜，适用于传输距离不长的场合，如用在一个企业网的内部或校园网内部的数据传输。2频带传输 也称为

32、载波传输。频带传输是借助于正弦波，将基带信号的频谱搬移（即调制），然后再传输。对于要将数字信号传播到较远距离时，可以将数字信号转化成能在长距离传输的模拟信号。其中调制就是利用调制信号去改变高频震荡载波的某一个或几个参量的波形变换过程。解调即将线路上传输的模拟信号转换为可被计算机所识别的数字信号的过程。调制信号是数字信号，通常只有“0”和“1”两种状态，将其转换成能在网络上传输的模拟信号的方法有：幅移键控、频移键控和相移键控三种调制方式。1011010011数字信息 幅移键控频移键控相移键控这一讲的重点知识是：这一讲的重点知识是：数据通信的定义、特点及质量指标；数据信号的传输：基带传输，频带传输

33、；难点知识是：难点知识是：频带传输的三种调制方式；小结小结:第三课第三课 计算机网络基础（三）计算机网络基础（三）本次课介绍如下知识：本次课介绍如下知识：1.3数据通信基础 1.3.3信息的传输方式 1.3.4差错控制 1.3.5数据交换方式 1.3.3信息的传输方式 1通信方式 全双工通信 全双工通信是指在两个通信设备之间，可同时进行双向传递。通常全双通信之间的设备连线可以采用二线或是四线电路连接。较高级的局域网就是实现全双工通信的例子。半双工通信 半双工通信是指在两个通信设备之间，信息交换是双向传递的，但信息的双相交换不能同时进行。就是说，在相同时间内仅能有一个设备在一个方向上传递信息给另

34、一个设备。这种通信要求双方的通信设备既有发信号的功能，同时还应有接收信号的功能。如对讲机系统就是半双工的例子。单工通信 单工通信是指在两个通信设备之间，信息只沿着一个方向传递。就是说，在通信的两个设备之间，一方是的作用是发送信息，另一方的作用是接收信息。如有线电视广播系统、寻呼系统和信息采集系统等都属于单工通信的例子。2传输方式 串行传输 串行传输就是将比特逐位在一条信道上传输。由于数据是串行的，必须解决收发双方如何保持字符的同步问题，否则对于接收端无法正确区分每一个字符。并行传输 并行传输是指数字信号以成组的方式在多条并行的线路上传输。通常是将构成一个字符代码的几位（如8位）在同时刻和同一时

35、钟频率上发送出去，因此需要更多的传输介质。3同步方法 模拟或是数字信号通信的基本要求是接收端应知道发送端发送数据的开始时间和结束时间。对于串行线路为了有效地传输数据，必须使字符码同步传输。目前的两种同步方式有：异步传输方式和同步传输方式，下面分别介绍。异步传输方式 异步传输方式又称为起止同步传输方式。这是最早使用和最简单的一种同步方式。这种方式是以字符为单位进行同步的。在通信过程中，发送端会给一个字符加上开始和结尾信息，即在字符前设置“起”信号和在结尾处设置“止”信号。异步传输方式的优点是每一个字符本身就包括了字符的同步信息，不需要在线路两段专门设置同步设备。其缺点是每发一个信息就要添加起止信

36、号，造成了附加数据开销。异步传输方式目前仍被广泛使用。同步传输方式 同步传输方式是以固定的时钟频率来发送串行信号的。同步传输方式有被称为比特同步传输方式。同步传输方式避免了异步传输方式中每个字符都需要附加信息的缺点，因此效率较高。但实现起来有点复杂，所以通常用于需要高速传输的网络。实现同步传输方式的同步时钟有两种方法:一种是外部同步法，该方法是在传输线路中加一条时钟信号线，以连接到接收设备的时钟上。另一种是自同步法，该方法是让接收端的调制解调器从接收数据信息中直接提取同步信号，并以此获得同步的时钟频率。自同步法通常用于远距离的传输。4复用方式 用一对传输线路传输多路信息的方法称为复用，即通过在

37、一条线路上同时传输多个信号。多路复用的目的在于提高通信线路的利用率，充分利用现有资源。同时也能有效提高通信的能力。并且通过共享线路达到分摊成本，降低通信费用的目的。多路复用的三种技术为：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和波分多路复用（WDM）。下面分别做以介绍。频分多路复用 频分多路复用（FDM）应用于模拟信号传输中。频分多路复用器是把传输介质的可用带宽分割成一个个频段，每个输入装置都有一个频段。时分多路复用 时分多路复用（TDM）是为数字信号的传输而开发的。时分多路复用器采用时分技术，把传输线路的可用时间进行分配。即将时间分成若干小时间片，每个用户占用一个指定的时间片。这样就可

38、以每个用户轮流使用同一信道。波分多路复用 波分复用（WDM）是用于光信号的复用技术。是在一根光纤中同时传输多个波长的光信号。基本原理是在发送端将不同的光信号组合起来，再将组合起来的光信号通过一条光缆进行传输，在接收端在将组合的光信号区分开来，在经过处理即可恢复原信号后送入不同的终端。1.3.4差错控制1差错控制的产生在实际的数据通信中，不可避免地要产生错误。内部原因如信号衰减、延迟等；外部原因如电磁干扰、工业噪音等。都会对传输产生不可预料的影响。差错控制有两层含义，分别是检错和纠错。当传输信息改变时将它探测出来的能力叫做检错。当错误被检测到时能被完全纠正而无须重发，这就是纠错。差错控制方法是使

39、构成传输数据的编码或是编码组具有一定的逻辑性，接收端根据接收编码所发生的逻辑错误来识别和纠正错误。2常用的检纠错码 奇偶码 奇偶码是将所需要传输的数据码分组，然后再每个分组的后面加上一位校验位。等重码 等重码也称恒比码。在等重码中每个码组中“1”和“0”的个数保持一定比例。如果接收到的码不符合一个恒定的比例，那么就判断为数据出错。方阵检验码 方阵检验码也称行列监督码，其码字种的每一个码元进行行和列的两次校验。即把要发的码组排成矩阵，在矩阵的每列和行上进行奇数或偶数校验。循环冗余检验码 循环冗余检验码是典型而重要的线性分组码。它易于实现、方法简单，同时还有很强的检错能力。在计算机网络中得到了广泛

40、的应用。卷积码 卷积码也称为连环码，在没有循环冗余检验码时得到了广泛应用，实现起来也比较简单，但在计算机网络中没有得到广泛应用。1.3.5数据交换方式 交换技术是采用交换机或节点机等交换系统，通过路由选择技术在想进行通信的双方之间建立物理的逻辑的连接，形成一条通信电路，实现通信双方的信息传输和交换的一种技术。有两种类型的通信方式，分别为：线路交换和分组交换。1线路交换 线路交换（Circuit Switching），也被称为面向连接的交换。线路交换时通过网络中的节点在发送端和接收端之间建立一条专用的通信线路。线路建立 数据传送 线路拆除 线路交换的优点是可充分保证通信容量，一旦建立一条线路，没

41、有任何活动能减少线路的容量。线路交换的延时也较小。线路交换的缺点是线路资源耗费较大，线路的资源耗费是固定的，与通信量的大小无关。线路交换要建立一条连接，这个线路的建立时间较长。2报文交换 在报文交换中，报文被每个节点暂时存储。在电路交换中，节点象一个交换设备一样，只负责转发数据。例如，你的电话通话不会被中间节点所存储。因为报文交换会导致传输延迟，所以这种连接方式并不适用于电话网络。在电路交换中，两节点间的所有信息交换都使用同一条路径。而在报文交换中，不同的报文可能经过不同的路由。由于路由的选择因时而异，同时不同的报文可以分时共享同一公共线路，这样，网络的利用率就提高了。电路交换在发送数据时，要

42、求收发双方共同参与。而报文交换则不需要。报文被发送到目的地，然后存储起来等待取用。3.分组交换 第三种连接方式是分组交换（Packet Switching），也被称为面向非连接的交换。分组交换网络需要将较大的数据分成较小的数据段，并依次发出。这样可能存在的情况是发送端发送的数据段经过一定的路径到达接收端。但选择的网络路径有可能出现前后不一致的情况。在数据报的方法中，每个分组都可以被单独地处理。如果此时需传输大数据文件，那么该文件将被分成几片，即分成几个分组。每个分组都被独立地传输。但每个分组内都会有一个“片偏移”标志位，用来区别该数据文件各个分组的前后顺序。通过“片偏移”标志位，使不同的分组到

43、达目的端后，目的端可以对其进行重组。这一讲的重点知识是：这一讲的重点知识是：通信方式：单工通信，半双工通信，全双工通信；传输方式：并行，串行；同步方法：异步传输方式，同步传输方式；复用方式：频分多路方式，时分多路方式，波分多路方式；常用的检纠错码；数据交换方式：线路交换，报文交换，分组交换；难点知识是：难点知识是：频分多路复用；波分多路复用；报文交换；分组交换；小结小结:第四课第四课 OSIOSI参考模型（一）参考模型（一）本次课介绍如下知识：本次课介绍如下知识：2.1OSI参考模型概述 2.1.1标准的建立2.1.2制订标准的机构 2.1.3OSI参考模型的结构 第二章 OSI参考模型 知识

44、点：OSI参考模型的基本概念：OSI参考模型的建立、OSI参考模型的的结构、OSI参考模型的各层之间的通讯、TCPIP协议。物理层的功能及其组成。数据链路层的功能及其组成。网络层的功能、IP地址、子网掩码及寻址。传输层、会话层、表示层和应用层的功能。2.1.1标准的建立 在计算机之间建立通信，就是怎样确保数据由一台计算机流向另一台计算机的问题。但由于各种计算机总是不尽相同，所以它们之间的数据传输要比想象中的复杂得多。目前有两种类型的标准。一种标准因其被广泛使用而产生发展的标准称为事实标准。另一种标准是由那些得到国家或国际公认的机构正式认证并采纳的标准。2.1OSI参考模型概述2.1.2制订标准

45、的机构 制订标准的机构作用在于在飞速发展的计算机通信领域中确立行业规范。下面列出的标准组织在计算机网络和数据通信领域有重要的地位。美国国家标准协会（AmericanNationalStandardsInstitute,ANSI）国际电子技术委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）国际电信联盟（InternationalTelecommunicatonsUnion,ITU）电子工业协会（ElectronicIndustriesAssociation,EIA）因特网工程特别任务组（InternetEngineeringTaskForce,IE

46、TF）电气和电子工程师协会（InstituteofElectricalandElectronicEngineers,IEEE）国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization,ISO）国家标准和技术协会（NationalInstituteofStandardsandTechnology,NIST）国际商用机器公司（InternationalBusinessMachine,IBM）2.1.3OSI参考模型的结构 OSI参考模型是一个描述网络层次结构的模型。描述了网络传输介质信息是如何从一台计算机的应用程序到达另一台计算机的应用程序。OSI参考

47、模型来说该模型共分七层：物理层：物理层定义了通信线路的一些规范。数据链路层：数据链路层规定了物理地址、网络拓扑结构、错误警告机制、所传数据帧 的排序和流量控制等。网络层：网络层为处在不同位置的两个设备之间，提供连接和选择一条最佳路径。传输层：传输层保证数据的可靠传输。会话层：会话层建立、管理和终止应用程序间的会话。表示层：表示层提供多种数据格式之间的转换。应用层：应用层为用户提供相关的服务，如：e-mail服务，ftp服务、www服务等。这一讲的重点知识是：这一讲的重点知识是：OSI参考模型的结构；模型每一层完成的功能；难点知识是：难点知识是：各层的功能描述；小结小结:第五课第五课 OSIOS

48、I参考模型（二）参考模型（二）本次课介绍如下知识：本次课介绍如下知识：2.1OSI参考模型概述 2.1.4层间通信2.1.5TCP/IP参考模型 2.2物理层 2.2.1传输介质2.2.2同轴电缆2.2.3双绞线2.2.4光缆2.2.5无线传输介质2.1OSI参考模型概述2.1.4层间通信 分层的目的就是要达到发送端的计算机（源主机）第N层所发送的数据，就是接收端的计算机（目的主机）第N层所接收到的数据，即每一层只和相同的层之间进行交流。每一层的数据都可叫做协议数据单元（PDUProtocolDataUnit），但通常每层的数据也有自己专有的名字。发送端的计算机（源主机）要向接收端的计算机（目

49、的主机）发送信息，数据首先必须打包。在计算机网络中，这个打包的过程就叫封装。而相对应，当目的主机收到信息后，必须将包打开，得到所需信息，这个过程叫拆封。源主机目的主机应用层数据应用层表示层数据表示层会话层数据会话层传输层数据段传输层网络层数据包网络层数据链路层数据帧数据链路层物理层比特物理层如下图所示，从上到下依次为数据（Data）、数据段（Segments）、数据包（Packets）、数据帧（Frames）、比特（Bits）。各层的数据名称数据的封装过程：生成数据；分段数据；加入网络头；加入帧头和帧尾；转换成数字信号；2.1.5TCP/IP参考模型 TCP/IP协议（Transmission

50、 Control Protocol/Internet Protocol）是目前世界上应用最为广泛的协议。TCP/IP协议是由美国国防部高级高级研究规划署（Defense Advanced Research Projects Agency）研究开发的。TCP/IP协议只有四个层，分别为：网络接口层、网际层、传输层和应用层。TCP/IP参考模型和与OSI参考模型功能上的对应关系如图所示。OSI参考模型TCP/IP参考模型应用层应用层表示层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层网络接口层物理层2.2物理层2.2.1传输介质 传输介质的基本功能是携带数据信息。传输介质有许多类型的，典型的有：同轴电缆