计算机网络原理复习资料.docx

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1、计算机网络原理复习资料第一章 计算机网络概述1.1 计算机网络的发展1、计算机网络的演变可以概括为面向终端的计算机网络、计算机-计算机网络、开放式标准化网络及因特网广泛应用和高速网络技术发展等四个阶段。起源为20世界70年代。2、以单个计算机为中心的远程连机系统，构成面向终端的计算机网络。由若干个计算机互联的系统称为计算机-计算机网络，其代表是美国国防部投建的ARPANET。1984年国际标准化组织ISO颁布了OSI/RM称为开放系统互联基本参考模型。20世界90年代INTERNET开始飞速发展。3、三大网络分别是电信网、广电网和计算机网络。电话交换网的主流速率为56Kbps，其物理极限为64

2、Kbps。电信网除了电话交换网（PSTN）之外还有数字数据网（DDN）、帧中继网（FR）和异步转移模式ATM网等。帧中继网速率为64kbps2.048Mbps。ATM网的速率为25Mbps4Gbps。计算机网络初期主要为局域网（LAN）和广域网（WAN）。计算机网提供的主要服务是：文件共享、信息浏览、电子邮件、网络电话、视屏点播、FTP文件下载和网上会议等。4、网络的未来发展方向有：宽带网络、全光网络、多媒体网络、移动网络和下一代网络NGN。全光网络以光节点取代现有电接点并以光纤传输介质。其优点是减少了信息传输的拥塞、延迟。提高了网络吞吐量。多媒体网多提点是：高传输带宽要求、不同类型数据传输要

3、求不同、对多媒体传输有连续性和实时性的要求、对多媒体传输有同步的要求及具有多方参与通信的特点。移动网络的技术主要有：蜂窝式数字分组数据通信平台、无线局域网和Ad hoc网络。其中蜂窝数字网主要应用于手机移动网络和通话，Ad hoc主要应用与自主建设局域网。1.2 计算机网络的基本概念1、谓的计算机网络，就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等）实现网络中的资源共享和信息传递的系统。2、计算机网络是由资源子网和通信子网构成的。资源子网负责信息处理，通信子网负责全网中的信息传递。通信子网由下三层构成

4、，资源子网为上四层构成。3、计算机网络的实现，为用户构造分布式的网络计算环境提供基础。起主要功能表现在硬件资源共享、软件资源攻向和用户间信息交换三个方面。 （1）硬件资源共享。可以在全网范围内提供对处理资源、存储资源、输入输出资源等 物理设备共享。硬件设备的共享能够使用户节省投资，便于集中管理和均衡负荷。 （2）软件资源共享。允许互联网上的用户远程访问各类大型数据库，可以的到网络文 件传送服务、远地进程管理服务和远程文件访问服务，从而避免软件研制上的重 复劳动以及数据资源的重复存贮，也便于集中管理。 （3）用户间信息交换。计算机网络为分布在各的用户提供了强有力的通信手段。用户可以通过计算机网络

5、传送电子邮件、发布新闻消息和进行电子商务活动。4、计算机网络的应用有：办公自动化OA、远程教育、电子银行、证券及期货交易、校园网、 企业网络及智能大厦和机构化综合布线系统等。1.3 计算机网络的分类1、按照拓扑类型分类。我们在选择拓扑结构的时候应该考虑的因素有：可靠性、费用及灵活性响应时间和吞吐量。网络拓扑根据通信子网中的通信信道了类型可以分为两类：点到点线路通信子网的拓扑和广播信道通信子网的拓扑。 （1）星型拓扑的优点是：控制简单、故障诊断和隔离容易、方便服务。星型拓扑的缺点是：电缆长度和安装工作量大、中央节点的负担较重、各站点的分布处理能力较低。 （2）总线拓扑的优点是：总线所需要电缆少、

6、总线结构简单又是无缘工作有较高可靠性、易于扩充。总线拓扑的缺点是：总线传输距离有限、故障诊断和隔离较困难、分布式协议不能保证信息的即时传，送不具备实施功能，大业务量降低了网络速度。 （3）环形拓扑的优点是：电缆长度短、可以使用光纤、所有计算机都能公平地访问网络的其他部分，网络性能稳定。 环形拓扑的缺点是：节点的故障会引起全网故障、环节点的加入和撤出的过程较复杂、环形拓扑在轻负载的时候信道利用率很低。 （4）树型拓扑的优点是：易于扩展、故障隔离较容易 树型拓扑的缺点是：各个节点对根依赖大，若根发生故障将导致全网瘫痪。 （5）混合型拓扑的优点是：故障诊断和隔离较方便、易于扩展、安装方便 混合型拓扑

7、的缺点是：需要选用带智能的集中器、集中器到各站点电缆长度增加 （6）网形拓扑的优点是：不受瓶颈问题和失效问题的影响、节点有多路径、可靠性高 网形拓扑的缺点是：结构复杂、成本高、网络协议比较复杂2、按照网络的交换方式分类。可以分为电路交换、报文交换和分组交换三类。3、按照网络的覆盖范围分类。可以分为广域网和局域网。4、按照网络的传输技术来分类。可以分为广播式网络和点对点式网络。 （1）广播式网络中所有联网计算机都共享一个公共信道。当一台计算机利用共享信道发送报文分组时，所有的其他计算机都会“收听”到这个分组。由于发送的分组中带有目的地址和源地址，如果接收到该分组的计算机的地址与该分组的目的地址相

8、同，则接收该分组，否则丢弃该分组。因此在广播网络中，发送的报文分组的目的地址可以有三类：单播地址、多播地址和广播地址。 （2）在点对点式网络中，每条屋里线路连接一对计算机。如果源节点与目的节点之间没有直接连接的线路，那么源节点发送的分组就要通过中间爱你节点的接受、存储与转发，直至传输到目的节点。因此从源节点到目的节点可能存在路径，决定分组从通信子网和源节点到达目的节点的路由需要有路由选择算法。采用分组存储转发和路由选择极致是点对点式网络与广播式网络的重要区别之一。1.4 计算机网路的标准化1、 国际化标准组织（ISO）2、 其他标准化机构。（1）国际电信联盟（ITU），原为国际电话电报咨询委员

9、会（CCITT）。（2）美国国家标准局（NBS）。（3）美国国家标准学会（ANSI），其重要成员有：电子工业协会（EIA）和电器和电子工程师协会（IEEE）。3、Internet的组织机构： （1）因特网体系结构局（IAB），IAB下设特别任务组（Task F orce），其中最著名的是因特网工程特别任务组（IETF）。因特网工程知道小组（IESG） （2）IETF又分为若干工作组，其中最著名的是“请求评注”（RFC）。因特网的标准都有一个RFC的编号。第二章 计算机网络体系结构2.1 网络的分层体系结构1、 协议的要素：通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的计算机系统，要使其能协同工

10、作以实现信息交换和资源共享，他们之间必须具有共同的语言。交流什么、怎样交流及何时交流，都不许遵循某种互相都能接受的规则。这些为计算机网络中进行数据交换而简历的规则、标准或约定的集合就称为网络协议（Protocol）。网络协议主要由下列三个要素组成：（1）语义（Semantics）。设计用于协调与差错处理的控制信息。（2）语法（Syntax）。设计数据及控制信息的格式、编码及电平等。（3）定时（Timing）。设计速度匹配和排序等。2、分层体系结构。计算机网络系统十一个十分复杂的系统。将一个复杂的系统分解为若干容易处理的子系统，然后“分而治之”逐个加以解决。N层是N-1层的用于，优势N+1层服务

11、的提供者。3、计算机网络各层次结构模型极其协议的集合，成为网络的体系机构。体系结构是一个抽象的概念，它精确定义了网络及其部件所应实现的功能。4、计算机网络都采用层次化的体系结构。由于计算机网络设计多个实体间的通信，其成层次结构一般以垂直分层模型来表示。这种层次结构的要点可归纳如下： （1）除了在物理介质上进行的是实通信外，其余个对的呢个实体间进行的都是虚通信。 （2）对等层的虚通信不许遵循该层的协议。 （3）N层的虚通信是通过N/N-1层间接口处N-1层提供的服务以及N-1层的通信（通信也是虚通信）来实现的。 层次结构的划分，一般要遵循一下的原则： （1）每层的功能应该是明确的，并且是相互独立

12、的。当某一层的具体实现方法更新时，只要保持上、下层的接口不变，便不会对邻层产生影响。 （2）层间接口必须清晰，跨越接口的信息量应尽可能少。 （3）成次数应适中。若层数太少，则多种功能混杂在一层中，会造成每一层的协议太复杂；若层数太多，则体系结构过于复杂，使描述和实现各层功能变得困难。 这样有利于促进标准化。这主要是因为每一层的功能和所提供的服务都已经有了精确说明。2.2 OSI/RM开放系统互联参考模型1、开放系统互连基本参考模型是由国际化标准组织（ISO）定制的标准化开放式计算机网络层次结构模型。OSI包括了体系结构、服务定义和协议规范三级抽象。2、OSI/RM协议的结构。OSI将参考模型将

13、网络划分七层。OSI七层模型从下到上分别为物理层（Physical Layer, PH）、数据链路层（Data Link Layer, DL）、网络层（Network Layer, N）、传输层（也称运输层）（Transport Layer, T）、会话层（Session Layer, S）、表示层（Presentation Layer, p）和应用层（Application Layer, A）。整个开放系统环境由做为信源和信宿的端开放系统及若干中继开放系统通过物理介质连接构成。3、层次结构模型中数据实际上是经过发送方各层从上到下传递到物理介质；通过物理介质传输到接收方后再经过从下到上各层的传

14、递，最后i到达接受进程。4、OSI参考模型各层的功能简介： （1）物理层定义了为建立、维护和拆除物理链路所需要的机械的、电气的、功能的和规程的特性，其作用是使原始的数据比特流能在物理介质上传输。具体设计接插件的规格，0、1信号的电平便是，首发双方的协调等内容。 （2）在数据链路层中，比特流被组织成数据链路协议数据单元（通常称为帧），并以其为单位进行传输，帧中包含地址、控制、数据及校验码等信息。数据链路层的主要作用是通过校验、确认、和反馈重发等手段，将不可靠的物理链路改造成对网络层来说是无差错的数据链路。数据链路层还要协调收发双方的数据传输速率，即进行流量控制，以防止接收方因来不及处理发送放来的

15、高速数据而导致缓冲期一出及线路阻塞。 （3）在网络层中，数据以网络协议数据单元（通常称为分组）为单位进行传输。网络层关心的是通信子网的运行控制，主要解决如何使数据分组跨越通信子网从源传接送到目的地的问题，这就需要在通信子网中进行路由选择。另外，为避免通信子网中出现过多的分组而造成网络阻塞，需要对流入的分组数量进行控制。当分组要跨越多个通信子网才能到达目的地时，还要解决网际互连的问题。（4）传输层是第一个端端，也即主机主机的层次。传输层提供的端到端的透明数据传输服务，使高层用户不必关心通信子网的存在，由此用统一的传输原语书写的高层软件便可运行于任何通信子网上。传输层还是处理端到端的差错控制和流量

16、控制问题。（5）会话层是进程进程的层次，其主要功能是组织和同步不同主机上各种进程间的通信（也称为对话）。会话层负责在两个会话层实体之间进行对话连接的简历和拆除。在半双工情况下，会话层提供一种数据权标来控制某一方何时有权发送数据。会话层还提供在数据流张总插入同步点的机制，是的数据传输因网络故障而中断后，可以不必从头开始而仅重传最近一个同步点以后的数据。（6）表示层为上层用户提供共同的数据火信息语法表示变换。为了让不同编码方法的计算机在通信中能相互理解数据的内容，可以采用抽象的标准的方法来定义数据结构，并采用标准的编码表示形式。表示层管理这些抽象的数据结构，并将计算机内部的表示形式转换成网络通信中

17、采用的标准形式。数据压缩/恢复和加密/解密也是表示层可提供的表示变换功能。（7）应用层是开放系统环链环境的最高层。不同的应用层为特定类型的网络应用提供访问OSI环境的手段。网络环境下不同主机间的文件传送访问和管理（FTAM）、传送标准电子邮件的文电处理系统（MHS）、使不同类型的终端和主机通过网络交互访问的虚拟终端（VT）协议等都属于应用层的范畴。5、通信服务可以分为两大类：面向连接服务和无连接服务。面向连接服务和电话系统的工作模式相类似。其特点是：数据传输过程钱必须经过建立连接、维护连接和释放连接的3个过程。面向连接服务的可靠性好，但需通信开始前的连接开销，协议复杂，通信效率不高。无连接服务

18、与邮政系统的信件投递过程相似。其特点是：每个分组都要携带完整的目的节点的地址，各分组在通信子网中是独立传送的。无连接服务的可靠性不是很好，但因其省去了建立连接的开销和许多保证机制，因此通信协议相对简单，效率较高。2.3 TCP/IP简介1、传输控制协议/互连网协（TCP/IP）是一个使用非常普遍的网络互连标准协议。TCP/IP协议具体有一下几个特点： （1）开放的协议标准，可以免费使用。并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。 （2）独立于忒多难过的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网中。 （3）同意的网络地址分配方案，是的整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址。 （4）标准化

19、的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。2、TCP/IP参考模型可以分为4个层次：应用层、传输层、互连层和主机网络层。其中应用层与OSI应用层相对应，传输层与OSI传输层想对应，互连层与OSI网络层相对应，主机网络层与OSI数据链路层及物理层相对应。3、TCP/IP是一族协议的代名词，它还包括许多别的协议，组成了TCP/IP协议簇。在互连层中IP为互连网协议、ICMP为互连网控制报文协议、ARP为地址转换协议、RARP为反向地址转换协议。互连层的主要功能由IP来提供。在传输层中，TCP为传输控制协议、UDP为用户数据报协议。这一层主要负责应用进程间的端到端通信。TCP提供可靠的字节流通信，UD

20、P提供不可靠的数据报传送通信。在应用层中，SMTP为简单邮件传送协议、DNS为域名服务、FTP为文件传输协议、TRLNET为远程终端访问协议。第三章 物理层3.1 物理层接口1、物理层上的协议有时也称为接口。物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道有管的特性，这些特性包括机械的、电气的、功能性的和规程性的四个方面。物理层仅单传关心比特流信息的传输，而不设计比特流中各比特之间的关系，对传输差错也不作任何控制。2、ISO对OSI模型的物理层所作的定义为：在物理信道实体之间合理的通过中间系统，为比特传输所系的物理连接的激活、保持和驱除提供机械的、电气的、功能性和规程性的手段。比特流传输可以采用异步

21、传输，也可以采用同步传输完成。3、ITU在X.25建议书第一级中也做了类似定义：利用物理的、电气的、功能的和规程的特性在DTE和DCE直接按实现对物理信道的简历、保持和拆除功能。这里的DTE指的是数据终端设备，是对属于用户所有的联网设备或工作站的同城。DCE指的是数据电路终接设备或者数据通信设备，是对为用户提供入网连接点的网络设备的统称。4、DTE和DCE接口的各根导线（也称电路）的电气连接方式有非平衡方式、采用差动接收器的非平衡方式和平衡方式三种。 （1）非平衡方式。采用分离元件技术设计的非平衡接口，每个电路使用一根导线，收发两个方向共用一根信号地线，先好速率20Kbps。传输距离15米。由

22、于使用共用信号底线，所以会产生比较大对串扰。ITU V.28建议采用这种电气连接方式。EIA RS-232C标准基本与之兼容。 （2）采用差动接收器的非平衡方式。这类采用集成电路技术设计的非平衡接口，与前一种方式相比，发送器任使用非平衡式，但接收器使用差动接收器。每个电路使用一根导线，但每个方向都使用独立的信号地线，使串扰信号较小。这种方式的信号速率可达300Kbps，传输距离为10M1000米。ITU V.10/x.26建议采用这种电气连接方式，EIA RS-423标准与之兼容。 （3）平衡方式。采用集成电路技术设计的平衡接口，使用平衡式发送器和差动式接收器，每个电路采用两根导线，构成各自完

23、全独立的信号回路，使的串扰信号减至最小。这种方式的信号速率10Mbps，传输距离为10米1000米。ITU V.11/X.27建议采用这种电气连接方式，EIA RS-422标准雨之兼容。物理层的电气特性还规定了DTE-DCE连接口线的信号电平、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗等电气参数。3.2传输介质1、传输节诶只是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路，计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线两大类。双绞线、同轴电缆和光纤是厂用电三种有线传输介质。无线点通信、微波通信、红外通信以及激光通信的信息载体都属于无线传输介质。传输戒指的特性对网络数据通信质量有很大影响，这些特性是： （1）物理特

24、性。说明传输介质的特征。 （2）传输特性。包括信号形式、调制技术、传输速率及频带宽度等内容。 （3）连通性。采用点到点连接还是多点连接。 （4）地理范围。网上个点间的最大距离。 （5）抗干扰性。防止噪音、电磁干扰对数据传输影响的能力。 （6）相对价格。以元件、安装和维护的价格为基础。2、常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆和光纤。3、无线传输介质通过空间传输，不需要建设火铺埋电缆或者光纤。目前常用的技术按照平率由低向高排列有：无线电波、微波、红外线和可见光。3.3数据通信技术1、数据通信的任务是传输数据信息，希望达到传输速度快、出错率低、信息量大、可靠性高，并且即经济有便于使用维护。这些要求可以

25、用下列技术指标加以描述。 （1）数据传输速率 所谓数据传输速率，是指每秒能传输的二进制信息位数，单位为位/秒，记作bps或b/s，它可以由下式确定:R=1/T *log2N （bps） 式中T为一个数字脉冲信号的宽度（全宽码情况）或重复周期（归零码情况），单位为秒。一个数字脉冲也称为一个码元，N为一个码元所取的有效离散值个数，也称调制电平数，N一般取2的整数次方值。若一个码元仅可取0和1两种离散值个数，则改码元只能携带一位二进制信息；若一个码元可取00、01、10和11四种离散值，则改码元能携带两位二进制信息。以此类推，若一个码元可取N中离散值，则改码元便能携带log2N为二进制信息。 当一个

26、码元仅取两种离散值时，R=（1/T），表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。由此，可以引出另一个技术指标信号传输速率，也成码元速率、调制速率火波特率，单位为波特（Baud）。信号传输速率表示单位时间内通过信道差un数的码元个数，也就是信号经调制后的传输速率。若信号码元的宽度为T秒，则码元速率定义为：B=1/T （Baud）在有些调幅和调频的调制解调方式中，一个码元对应于一位二进制信息，即一个码元有两种有效离散值，此时调制速率和数据传输速率相等。但在调相的四相信号方式中，一个码元对应于两位二进制信息，即一个码元有四种有效离散值，此时调制速率只是数据传输速率的一半。由以上两式合并可以的到调制速率

27、和数据传输速率的对应关系式：R=B* log2N （bps）或B=R/ log2N（Baud）一般在二元调制方式中，R和B都取同一值，习惯上二者是通用的。但在多元调制的情况下，必须将它们去呗开来。例如采用四相调制方式，即N=4，且T=833*10(6)秒，这可求出数据传输率为：R=1/T* log2N=1/833x10-6*log24=2400 （bps）而调制速率为：B=1/T=1/833x10-6=1200（Baud）（2）信道容量 信道融来那个表征一个信道传输数据的能力，单位也用位/秒（bps）。信道容量与数据传输速率的区别在于，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，

28、而后者则表示实际的数据传输速率。它们虽然采用相同单位但表征的是不同含意。奈奎斯特首先给出了无噪声情况下码元速率的极限值B与信道带宽H的关系：B=2*H （Baud）其中H是信道的带宽也称频率范围，即信道能传输的上、下限频率的差值，单位为Hz。由此可退出表征信道数据传输能力的奈奎斯特公式：C=2*H*log2N （bps）此处，N任然表示携带数据的码元可能取的离散值的个数，C即是该信道最大的数据传输速率。由此可见，对于特定的信道，其码元速率不可能超过信道带宽的两倍。实际的信道总要受到各种噪声的干扰，香农则进一步研究了受随机噪声干扰的信道的情况，给出了计算信道容量的香农公式：C=H*log2（1+

29、S/N） （bps）其中S表示信号功率，N为噪声功率，S/N则为信噪比。由于实际使用的信道的信噪比都要足够大，故常常表示成10 log10（S/N），以分贝（dB）为单位计量：dB=10 log10（S/N）（3）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位传输时出错的概率。设传输的二进制数据总数为N位，其中出错的位数为Ne，则误码率表示为：Pe=N2/N计算机网络中，一般要求误码率低于10-9，即平局每传输10-9位数据仅允许错一位。若误码率达不到这个指标，可以通过差错控制方法进行检错和纠错。（4）在计算及内部各部件之间、计算机与各种外部设备之间及计算机与

30、就按季之间都是以通信的方式传递交换数据信息的。通信有两会总基本方式，即串行方式和不并行方式。通常情况下，并行方式用于近距离通信，串行方式用于距离较远的通信。在计算机网络中串行方式更具有普遍意义。并行通信方式。在并行数据传输中有多个数据位，发送设备将8个数据位通过8条数据线传输给接收设备，还可附加一位数据校验位。并行传输时，需要一根至少有8条数据线的电缆将两个通信设备连接起来。串行通信方式。用电话线进行通信，就必须使用串行数据传输技术。串行数据传输时，数据位是以为以为地在通信线上传输的。串行通信的方向性结构。串行数据通信的方向性结构有三种，即单工、半双工和全双工。单工数据传输只支持数据在一个方向

31、上传输；半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，因而半双工通信世界上是一种可切换方向的单工通信。全双工数据通信允许数据同时坐在两个方向上传输。2、 模拟数据通信和数字数据通信（1）数据。数据可定义为有意义的实体，他涉及实物的存在形式。数据可分为模拟数据和数字数据两大类。模拟数据是在某个区间内连续变化的值。数字数据是离散的值。（2）信号。信号是数据的电子火电磁编码。对应于模拟数据和数字数据，信号也可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续边缘化 的电流、电压火电磁波，可以利用其某个参量（如幅度、频率火相位等）来表示要传输的数据；数字信号则是一系列离

32、散的电脉冲，可以利用某一瞬间的状态来表示要传输的数据。（3）信息。信息是数据的内容和解释。（4）信源。心愿即通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。（5）信宿。信宿即通信过程中接受和处理信息的设备或计算机。（6）信道。信道是信源和信宿之间的通信线路。无论信源产生的是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都要转换成适合与信道传输的某种信号形式。模拟数据和数字数据i都可以用模拟信号货数字信号来表示，因而也可以通过这些信号形式来传输。模拟数据是时间的函数，并占有一定的平率范围，即频带。则会中水果湖居可以直接用占有相同频带的电信号，即对应的模拟信号来表示。数字数据也可以用模拟信号来表示，此时要利用调制解调

33、器MODEN将数字数据调至转换为模拟信号，使之能在适合于此后总模拟信号的戒指上传输。在线路的另一端，MODEN再把是模拟信号解调还原成原来的数字数据。模拟数据也可以用可以用是刮胡子信号来表。其用到的是编码解码器CODEC。模拟信号和数字信号都可以在合适的传输介质上进行传输，即模拟传输和数字传输。数字传输无论在价格方面还是在质量方面，都比模拟传输优越。因此，数字传输是今后数据通信的发展方向。3、 在数据通信系统或计算机网络系统中，传输介质的带宽火融来那个往往超过传输单一信号的需求，为了有效的利用通信线路，希望一个信道同时传输多路信号，这就是所谓的多路复用技术。采用多路复用技术能把多个信号组合起来

34、在一条物理信道上进行传输，在远距离传输时可大大节省带男篮的安培和维护费费用。频分多路复用FDM和时分多路复用TDM是两种最常用的多路复用技术。对于光钎信道来说还使用频分多路复用的一个变种称为波分多路复用WDM。（1）频分多路复用FDM在物理信道的可用带宽超过耽搁原始信号多需要带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输耽搁信号带宽相同（或略宽）的子信道，每个子信道传输一路信号，就是频分多路复用。（2）时分多路复用TDM若戒指能达到的传输速率超过传输数据所需要的数据传输速率，就可采用失分多路服用TDM技术，也即将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流的分配给多个信号使用。Bell系统的T

35、1（美日标准）系统的数据传输速率为1.544Mbps。ITU建议了一种2.048Mbps速率的PCM载波标准，称为E1载波（欧洲标准）。（3）波分多路复用WDM发送端坚定有4条广信回合到一个组合器中，每条光纤的能量为与不同的波长处。四束光被组合到一条共享的光纤上，传输到远处的目的端。在远端有被分离器分离到与发送端一样多的四条光纤上。当信道的树木很大，并且波长范围直接爱你的剑阁非常近的时候，这样的系统常称为DEDM即密集波分多路复用。4、 通信过程中收、发双方必须在时间爱你伤保持同步，一方面码元之间要保持同步，另一方面由码元组成的字符或数据块之间在起止时间上也要保持同步。实现字符火数据块之间的起

36、止时间上同步的常用方法有异步传输和同步传输。（1）异步传输即群同步传输。异步传输方式中，一次只传输一个字符（由58位数据组成）。每个自负用一位起始位引导、一位停止位结束。起始位为“0”，占一位时间；停止位为“1”，占1到2位的持续时间。在没有数据发送时，发送方可发送连续的停止符（称空闲位）。接受方分居“1”至“0”的跳变来判别一个新自负的开始，然后接受字符中的所有位。这种通信方式简单便宜，但每个这字符有23位的额外开销。（2）同步传输时，为使接收方能判定数据块开始和结束，还须在每个数据块的开始出和结束处各加一个帧头和一个帧尾，家有帧头、帧尾的数据成为一帧，帧头和帧尾的特性取决于数据块是面向字符

37、的还是面向位的。如果采用面向字符的方案，那么每个数据块以一个火多个同步字符做开始。面向位的方案是把数据块做为位流而不是做为字符流来处理。除了帧头和帧尾的花园里有一点差别外，其余基本相同。在此模式下帧头和帧尾都使用（称为标志），而为了避免在数据块中出现这种模式，发送方在所发送的数据中每当出现五个1后就插入一个附加的0.当接收方监测到五个1的序列时，就检查后续的一位数据，若该位是0，接收方就产出到这个附加的0，这种规程就是所谓的位插入。3.4 数据编码1、除了模拟数据的模拟信号直接传输外，数字数据的模拟信号传输、数字数据和模拟数据的数字信号传输都需要进行某种形式的数据表示或者称数据编码。2、数字数

38、据的数字信号编码。数字信号可以直接采用基带传输，所谓基带就是指表示二进制比特序列的矩形脉冲信号随哦战斗固有频带，称为基本频带。 （1）单极性不归零码，无电压（也就是无电流）用来表示“0”，而恒定的正电压用来表示“1”。每一个码元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅度电平（即0.5）。每秒钟发送的二进制码元数成为“码速”。 （2）双极性不归零码，“1”码和“0”码都有电流，但是“1”码是正电流，“0”码是负电流，正和负的幅度相等，故称为双极性码。此时的判决门限为零电平。以上两种编码，多事在一个码元的全部时间内发出或不发出电流（单极性），和发出正电流或负电流（双极性）。每一位编码占用了全部马原的

39、宽度，故这两种不ianma都属于全宽码，也称作不归零码NRZ。（3）单极性归零码，当发“1”码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发“0”码时，任然完全不发送电流，所以称这种码为单极性归零码。（4）双极性归零码，其中“1”码发正的窄脉冲，“0”码发负的窄脉冲，两个码元的剑阁时间爱你可以大雨每一个占脉冲的宽度，取样时间是对准脉冲的中心。不归零码在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始，需要用某种方法使发送器和急售期之间进行定时或同步；归零码的脉冲较窄，根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系，因而归零码在信道上占用的频带较宽。3、在计算机通信与网络中，广泛采用的同

40、步方法有位同步发和群同步发两种。 （1）位同步。位同步使接收端对每一位数据都要和发送端保持同步。在数据通信中，习惯于把未同步称为“同步传输”。实现位同步的方法可分为外同步法和自同步法两种。在外同步法中，接收端的同步信号实现由发送端送过来，而不是自己产生也不是从信号中提取出来。即在发送数据之前，发送端先向接收端发出一串同步时钟脉冲，接受端按照这一时钟脉冲频率和时序锁定接收端的接受频率，一边在接受数据的过程中始终与发送端保持同步。自同步法是指能从数据信号波形中提取同步信号的方法。典型例子就是著名的曼彻斯特编码，这种编码通常用与局域网传输。（2）群同步。在全同步的通信系统中，传输的信息被分成若干“群

41、”。所谓的“群”一般是以字符为单位，在每个字符的前面冠以起始位、结束处加上终止位，从而组成一个字符序列。数据传输过程中。字符可顺序出现哈在比特流中，字符与字符间的剑阁时间是人意的，即字符间采用一不定时，但字符中的各个比特用固定的时钟频率传输。在数据通信中，习惯于把群同步成为“异步传输”。字符间的异步定时和字符中比特之间的同步定时，是群同步即异步传输的特征。这种传输方式中，每个字符以起始位和停止位加以分割，故也称“起-止”式传输。4、群同步传输规程中的每个字符可由下列四部分组成： （1）1位起始位，以逻辑“0”表示； （2）58位位数据位，即要传输的字符内容； （3）1位奇/偶校验位，用于检错，

42、该部分可以不选； （4）12位停止位，以逻辑“1”表示，用作字符间的间隔。 群同步法只需保持每个字符的起始点同步，在群内测按约定的频率进行位的接受就可以了。这种方法实现简单，但需要添加注入起始位、校验位和停止位等附加位，相对于同步传输来说，编码效率和信道利用率较低，一般用于低俗数据传输的场合。5、对模拟数据进行数字信号编码的最常用方法是脉冲调制PCM，它常用于对声音信号进行编码。脉码调制是以采样定力为基础的，该定理从数学上证明：若对连续变化的模拟信号进行周期性的采样，只要采样平率大于等于有效信号最高频率或其带宽的两倍，则采样值便可包含原始信号的全部信息，利用低通滤波器可以从这些采样中重新构造原

43、始信号。设原始信号的最高频率为FMAX，采样频率为F，则采样定力可以表示为：FS（=1/TS）2FMAX 或 FS=2BS 式中TS为采样周期，BS（=FMAX-FMIN）为原始信号的带宽。6、信号数字化的转化过程可包括采样、量化和编码三个步骤。 （1）采样，以采样频率FS把模拟信号的值采出； （2）量化，使连续模拟信号变为时间轴上的离散值，也就是分级的过程，把采样的值按量级“取整”的到的是一个不连续的值；第三部是编码，将离散值编成一定位数的二进制数码。7、模拟新数据经过PCM编码转换成数字信号后，就可以和计算机中的数字数数据同意采用数字传输方式进行传输。即对于数字传输的数字电话、数字传真、数

44、字电视等数字通信体统而言，他具有下列两个显著有点： （1）抗干扰性强。通过数字信号可以有效的避免外界干扰。 （2）保密性好。信息被数字化后，可以通过数字密码及产生的二进制密码序列C（t）进行“模2加”运算。之后便更难破解原密码。这样使通信系统的保密性大大提高。8、当一台计算机希望通过模拟拨号线路发送数字数据的时候，这些数据首先必须转换成模拟的形式，才能通过本地回路进行传输。这个转换过程是通过一种称为调制解调器（MODEN）的设备来完成的。9、传输线路存在的三个主要的问题：衰减、延迟畸变和噪声。衰减是指信号传播的过程中能量的损失。不同的傅立叶分量在线路上的传播速度也不同。这种速度的诧异会导致接收

45、端信号的畸变。热噪声是有线路中电子的随机运动而引起的，也是补课避免的。串音杂事由于两根相距太紧的线路的感应耦合而引起的。最后，还有脉冲噪声，这时由于尖峰干扰或其他原因引起的。对与数字数据，脉冲噪声可能会淹没掉一位或者多为数据。10、带宽、波特、码元和位传输率的概念通常很容易混淆。一种戒指的带宽是指在最小衰减的情况下能够通过这种介质的频率范围。他是戒指的一种物理特性，度量单位为Hz（赫兹）。波特率是指每秒钟的采样次数。每个采样发送一份信息，这份信息称为码元。因此，波特率和码元率是相同的。调制技术决定了每个采样的位数。3.5数据交换技术1、交换网络可分为电路交换网、报文交换网和分组交换网。2、电路

46、交换 采用电路交换技术进行数据传输期间，在源节点与目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理连接线路，知道数据传输结束。如果两个相邻节点之间的信道容量很大时，这两个相邻节点之间可以服用多条电路。用电路交换技术完成数据传输要经历以下电路简历、数据传输、电路拆除三个过程。 电路交换方式的有点是数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持晚来的序列。缺点是在某些情况下，电路空闲时的信道容量被浪费；另外，当数据传输阶段的持续时间不长时，电路简历和超出所用的时间就得不偿失了。因此，他适用于系统间要求高质量的大量数据传输的情况。电路交换已被淘汰。3、报文交换 报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是站点一次

47、性要求发送的数据块，其擦汗高难度不限且可变。报文交换传送方式采用“存储-转发”方式。与电路交换相比较报文交换有如下优点： （1）电路利用效率高。由于许多报文可以分时共享两节点之间的通道，所以对于同样的通信量来说，对电路的传输能力要求较低。 （2）在电路交换网络上，当通信量变得很大时，就不能接受新的呼叫。而在报文交换网络上，通信量大时仍然可以接收报文，不过传送延迟会增加。 （3）报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地。而电路交换网络很难做到这一点。 （4）报文交换网络可以进行速率和代码的转换。因为每个站点可以用它特有的数据传输速率连接到其他节点，所以两个不同传输速率的战也可以相互连接；报恩叫魂网络还能转换数据格式，这些特点在电路交换系统中往往很难做到。报文交换的主要缺点是，他不能满足实时或交互式的通信要求。报文交换不能用于语音连接。也不适合交互式终端到计算机的连接。有时节点受到过多的数据而五空间储存或不能及时转发时，就不得不丢弃报文，而且发出的报文不按顺序到底目的地。报文交换也已不再使用。4、分组交换 为了更好的利用信道容量，并降低节点中数据量的突发性，可以将报文交换改进为分组交换，即将一个报文分成若干个分组，每一个分组的长度有一个上限，典型的最大长度是数千位。分组交换相对于报文交换的优势是：有限长