计算机网络第2章PPT课件
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internet第02章inter接入技术PPT课件
•27
• 移动接入模式：
– 利用移动电话的modem功能 – 直接用手机接入：WAP(Wireless Application Protocol )
•28
• GSM：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通 讯系统，俗称“全球通”，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准， 是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个 移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。
– ADSL能在现有电话线上传输高带宽数据、多媒体和视频 信息，并且允许数据和话音在一根电话线上同时传输， 它是单个计算机高速接入网络的最新技术。
•11
– ADSL技术提供的数据传输速率是不对称的，下行速率： 1.5Mbps-8Mbps，上行速率:16Kbps-640Kbps，ADSL的最大 传输距离为5.5公里。
务数字网)接入技术俗称“一线通”，它采用数字传输 和数字交换技术，将电话、传真、数据、图像等多种业 务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。 • 用户使用ISDN需要专用的终端设备，主要由网络终端 NT1和ISDN适配器组成。网络终端NT1类似与有线电视上 的用户接入盒，它为ISDN适配器提供接口和接入方式。
•
光纤接入网，特别是FTTH接入网，因具有频带宽、容
量大、信号质量好、可靠性高等优点，可以提供多种业务
乃至未来宽带交互型业务，被认为是接入网的发展方向。
但目前光纤接入网成本较贵，普通用户难以承受。尽管
FTTB、FTTC采用若干用户共用ONU以分摊成本、降低平均
成本方式，但却带来供电困难等问题。
•19
主要内容
• INTERNET接入概述 • 有线接入技术 • 无线接入技术 • 局域网技术
• 移动接入模式：
– 利用移动电话的modem功能 – 直接用手机接入：WAP(Wireless Application Protocol )
•28
• GSM：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通 讯系统，俗称“全球通”，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准， 是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个 移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。
– ADSL能在现有电话线上传输高带宽数据、多媒体和视频 信息，并且允许数据和话音在一根电话线上同时传输， 它是单个计算机高速接入网络的最新技术。
•11
– ADSL技术提供的数据传输速率是不对称的，下行速率： 1.5Mbps-8Mbps，上行速率:16Kbps-640Kbps，ADSL的最大 传输距离为5.5公里。
务数字网)接入技术俗称“一线通”，它采用数字传输 和数字交换技术，将电话、传真、数据、图像等多种业 务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。 • 用户使用ISDN需要专用的终端设备，主要由网络终端 NT1和ISDN适配器组成。网络终端NT1类似与有线电视上 的用户接入盒，它为ISDN适配器提供接口和接入方式。
•
光纤接入网，特别是FTTH接入网，因具有频带宽、容
量大、信号质量好、可靠性高等优点，可以提供多种业务
乃至未来宽带交互型业务，被认为是接入网的发展方向。
但目前光纤接入网成本较贵，普通用户难以承受。尽管
FTTB、FTTC采用若干用户共用ONU以分摊成本、降低平均
成本方式，但却带来供电困难等问题。
•19
主要内容
• INTERNET接入概述 • 有线接入技术 • 无线接入技术 • 局域网技术
《计算机网络技术基础》课件第2章
C = 2W lbn 其中，W为信道的带宽(以Hz为单位)，n为一个脉冲信 号代表的有效状态数。
奈氏准则描述的是有限带宽、无噪声信道的最大数据 传输速率与信道带宽之间的关系。如考虑信道噪声问题， 可用香农(Shannon)定律来表述，它描述了有限带宽、有随 机热噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽、信号噪声 功率比之间的关系。信道的最大信息传输速率为C：
模拟数据反映的是连续消息，如话音和图像等。话音 的声压是时间的连续函数。数字数据反映的是离散消息， 就是用一系列符号代表的消息，而每个符号只可以取有限 个值。数字数据在传送时，一段时间内传送一个符号，因 此在瞬间内数据是离散的。因此，用来反映取值上离散的 文字或符号的数据是数字数据。
信号(Signal)是数据的电编码或电磁编码。它分为两种： 模拟信号和数字信号。模拟信号是一种连续变化的电信号， 它用电信号模拟原有消息。
在数据通信系统中，传输信息的通路称为“信道”。 信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。在 计算机网络中，有物理信道和逻辑信道之分。根据传输介 质是否有形，物理信道可以分为有线信道和无线信道。如 果按照信道中传输的数据信号的类型来分，物理信道又可 以分为模拟信道和数字信道。模拟信道传输的是模拟信号， 而数字信道直接传输二进制数字脉冲信号。
图2-5 异步方式字符结构
(2) 同步方式。如图2-6所示。发送前，发送端和接收端 应先约定同步字符的个数及每个同步字符的代码，以便实 现接收与发送的同步。
图2-6 同步传输
4．数据传输类型 1) 基带传输 由计算机或数字终端产生的信号是一连串的脉冲信号，它 包含有直流、低频和高频等组成分量。
模拟信道的容量指信道传输信号的可接收频率范围， 其带宽为传输信号的最高频率和最低频率的差值。如话音 电路接收的语音频率为300～3400 Hz，则其带宽为3400 300 = 3100 Hz(一般话音电路带宽取4 kHz)。
计算机网络基础ppt2
•图1-25 双绞线
• 双绞线可分为屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP)两大类。 • 屏蔽双绞线外面被一种金属制成的屏蔽层所包围，内有一根漏电线， 且每对电线绝缘。非屏蔽双绞线没有金属保护膜，对电磁干扰比较敏 感，电气特性较差，但其优点是价格便宜。双绞线是最常用的传输介 质。
2.1 双绞线
• 同轴电缆从用途上分可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆（即网络 同轴电缆从用途上分可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆（ 同轴电缆和视频同轴电缆）。 同轴电缆和视频同轴电缆）。 • 同轴电缆分50 基带电缆和75 宽带电缆两类。 同轴电缆分50 基带电缆和75 宽带电缆两类。 • 基带电缆又分细同轴电缆和粗同轴电缆。基带电缆仅仅用于数字传 基带电缆又分细同轴电缆和粗同轴电缆。 数据率可达10Mbps 10Mbps。 输，数据率可达10Mbps。
•
RJ-45连接口引脚序号和双绞线线序 图1-26 RJ-45连接口引脚序号和双绞线线序
事实上１０Ｍ以太网的网线只使用 １、２、３、６编号的芯线传递数据，即1、 2用于发送，3、6用于接收，按颜色来说：橙白、橙两条用于发送；绿白、绿两 条用于接收；4、5，7、8是双向线。 １００Ｍ和1000Ｍ网卡需要使用四对线，即8根芯线全部用于传递数据。
传输介质
• 传输介质是网络通信中信息传输的物理通道，是网 络通信的物质基础之一。传输介质可根据其物理形态分 为有线介质和无线介质两大类。有线介质常用的有双绞 线、同轴电缆和光纤等；无线介质常用的有微波、红外 线和激光等。
1) 双绞线
双绞线(Twisted)是最常用的一种传输介质，它由两根绝缘的金属导线扭在一起而成， 如图1-25所示。通常把若干对双绞线(2对或4对)组合在一起用护套包裹。两根绝缘的金 属导线扭在一起的目的是减少各线对之间的电磁干扰。双绞线的缠绕率越高，抗噪性就 越好。但是缠绕率高也将导致更大的衰减，因此，生产厂商常取适当的缠绕率。
盛立军《计算机网络技术基础》第二章PPT课件
虽然模拟信号与数字信号有着明显的差别，但它们在一定条件下也是可以相互转化
的。模拟信号可以通过采样、量化、编码等步骤变成数字信号，而数字信号也可以通
过解码、平滑等步骤变换为模拟信号。
信息、数据和信号三者的关系是：信息一般用数据来表示，而数据通常需要转变为
信号进行传输。
-
9
2.1 数据通信系统
10
2.1.2 数据通信系统模型
-
提示
7
2.1 数据通信系统
8
3 信号
信号是携带信息的介质，是数据的一种电磁编码。信号一般以时间为自变量， 以表示信息（或数据）的某个参量（振幅、频率或相位）为因变量。信号按其因变 量的取值是否连续可分为模拟信号和数字信号。
模拟信号是指信号的因变量完全随连 续消息的变化而变化的信号，其因变量一 定是连续的，如图2-1（a）所示。例如， 电视图像信号、语音信号、温度压力传感 器的输出信号以及许多遥感遥测信号等都 是模拟信号。
-
（a）模拟信号 图2-1 模拟信号和数字信号
8
2.1 数据通信系统
9
数字信号是指表示消息的因变量是离 散的，其自变量时间的取值也是离散的信 号，如图2-1（b）所示。数字信号的因变 量的状态是有限的，例如计算机数据信号、 数字电话信号和数字电视信号等都是数字 信号。
（b）数字信号 图2-1 模拟信号和数字信号
2）通信信道
通信信道是传送信号的一条通路，由传输线路和传输设备组成。 同一个传输介质上可以同时存在多条信号通路，即一条传输线路上可 以有多个通信信道。信道类型是由所传输的信号决定的，用来传输模 拟信号的信道称为模拟信道，用来传输数字信号的信道称为数字信道。
-
11
2.1 数据通信系统
计算机网络基础第2章精品PPT课件
第三阶段：1995年以后，是开始商业应用阶段。 1995年1月邮电部开通ChinaNet，通过电话网、 DDN专线以及X.25等方式正式向社会提供接入 Internet服务。
1996年9月第二个商业网ChinaGBN开通。
各地ISP纷纷开办。
3.中国互联网的主干网
1、中国科学技术网络(CSTNet)—由中科院主管 2、中国公用计算机互联网(ChinaNet)—由中国电信主管 3、中国教育和科研计算机网(CERNet)—由国家教育委员
国际出口带宽8M256K
2.2、对互联网基本认识
2.2.1 进一步认识Internet Internet上的资源 Internet的工作方式
2.2.1 认识TCP/IP协议及IP地址 2.2.3 认识WWW
Internet上的资源
1. 信息资源——包含了人类知识的方方面面
2. 服务资源——可主要归纳如下：
电子邮件(E-mail) 远程登录(Telnet) 文件传输(FTP) 新闻(Usenet) 电子公告栏(BBS) 信息查找（Brows）
万维网WWW 菜单式信息查询服务(Gopher) 档案查询 服务(Archie) 广域信息服务系统(WAIS)
Internet的工作方式
采用客户机/服务器系统（Client/Server System）。提供资源的计算机叫作服务器，使用资源 的计算机叫作客户机。
国际出口带宽4M。
(2) 中国公用计算机互联网(ChinaNet)
中国邮电部组建，包括8个地区网络中心和31省 市网络分中心，是主干线覆盖全国的商业网之 一。目前在北京、上海分别有两条专线作为国 际出口。
国际出口带宽123M（99年）
(3) 中国教育和科研计算机网(CERNet)
第2章 计算机网络的硬件基础ppt课件
源集线器、主动有源集线器、智能集线器和交换集线器四种。 ① 被动无源集线器(passive HUB) 被动集线器只把多段网络介质连接在一起，允许信号通过，
不对信号做任何处理，它不能提高网络性能，也不能帮助检测硬件 错误或性能瓶颈，只是简单地从一个端口接收数据并通过所有端口 分发，这是集线器可以做的最简单的事情。一般的总线带宽是10M。
图6 标准的24口集线器
ppt精选版
24
集线器的应用特点 （1） 优点 集线器可扩充网络的规模，即延伸网络的距离和
增加网络的节点数目。 集线器安装极为简单，几乎不需要配置。 集线器可以连接多个物理层不同；但高层（2～7
层）协议相同或兼容的网络。
ppt精选版
25
（2） 缺点
集线器限制了介质的极限距离，例如：10BASET 中的100m。
⑵ 以带宽为选择依据 集线器带宽的选择，主要决定于三个因素。 ① 上连设备带宽：如果上连设备允许100M带宽，可购买 100M集线器；否则10M集线器是理想的选择。 ② 站点数：由于连在集线器上的所有工作站均争用同一个上 行总线，处于同一冲突域内，所以站点数目太多，会形成广播风暴。 通常，10M冲突域内的站点不宜超过25个，100M冲突域内的站点 不宜超过35个，如果有超出的趋势或已经超出，这种情况下应使用 交换机来代替集线器。
ppt精选版
3
2.1网络适配器
根据接口类型划分： ISA、PCI和USB
根据传输介质划分： AUI接口、BNC接口和RJ45接口
ppt精选版
4
网卡的硬件地址
1、MAC 2、12位的16进制数
ppt精选版
5
无线上网卡
1、PCMIA和USB 2、SIM卡
ppt精选版
不对信号做任何处理，它不能提高网络性能，也不能帮助检测硬件 错误或性能瓶颈，只是简单地从一个端口接收数据并通过所有端口 分发，这是集线器可以做的最简单的事情。一般的总线带宽是10M。
图6 标准的24口集线器
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集线器的应用特点 （1） 优点 集线器可扩充网络的规模，即延伸网络的距离和
增加网络的节点数目。 集线器安装极为简单，几乎不需要配置。 集线器可以连接多个物理层不同；但高层（2～7
层）协议相同或兼容的网络。
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25
（2） 缺点
集线器限制了介质的极限距离，例如：10BASET 中的100m。
⑵ 以带宽为选择依据 集线器带宽的选择，主要决定于三个因素。 ① 上连设备带宽：如果上连设备允许100M带宽，可购买 100M集线器；否则10M集线器是理想的选择。 ② 站点数：由于连在集线器上的所有工作站均争用同一个上 行总线，处于同一冲突域内，所以站点数目太多，会形成广播风暴。 通常，10M冲突域内的站点不宜超过25个，100M冲突域内的站点 不宜超过35个，如果有超出的趋势或已经超出，这种情况下应使用 交换机来代替集线器。
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3
2.1网络适配器
根据接口类型划分： ISA、PCI和USB
根据传输介质划分： AUI接口、BNC接口和RJ45接口
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4
网卡的硬件地址
1、MAC 2、12位的16进制数
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5
无线上网卡
1、PCMIA和USB 2、SIM卡
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第二章计算机网络ppt课件
23
1 计算机网络的分类
24
1 计算机网络的分类
在图1-1中，虚线框外的部分称为资源子网。资源子网中包括 拥有资源的用户主机和请求资源的用户终端，它们都是端节点。 虚线框内的部分叫作通信子网，其任务是在端节点之间传送由信 息组成的报文，主要由转发节点和通信链路组成。
25
1 计算机网络的分类
在图1-1中，按照ARPA网络的术语 把转发节点统称为接口信 息处理机（Interface Message Processor, IMP）0 IMP是一种专 用于通 信的计算机，有些IMP之间直接相连，有些IMP之间必须 经过其他IMP才能相连。当IMP收到一个报文后要根据报文的目 标地址决定把该报文提交给与它相连的主机还是转发到下一个 IMP,这种通信方式叫作存储-转发通信。在广域网中的通信一般都 采用这种方式。
22
1 计算机网络的分类
计算机网络的组成元素可以分为两大类，即网络节点和通信 链路。网络节点又分为端节点和转发节点。端节点指信源和信宿 节点，例如用户主机和用户终端；转发节点指网络通信过程 中控 制和转发信息的节点，例如交换机、集线器、接口信息处理机等 。通信链路是指传输信息的信道，可以是电话线、同轴电缆、无 线电线路、卫星线路、微波中继线路和光纤缆线等。网络节点通 过通信链路连接成的计算机网络如图1-1所示。
规则结构：总线型 规则结构：总线型、
、星型 和环型 星型和 环型
分布式数据处理办 LAN互联，综合声音
公自动化
、视频 和数据业务
不规则的网状结构 远程数据传输
1 计算机网络的分类
按照使用方式可以把计算机网络分为校园网(Campus Network)和企业网(Enterprise Network),前者用于学校内部的教 学科研信息的交换和共享，后者用于企业管理和办公自动化。 — 个校园网或企业网可以由内联网(Intranet)和外联网(Extranet)组 成。内联网是采用Internet 技术(TCP/IP协议和B/S结构)建立的校 园网或企业网，用防火墙限制与外部的信息交换，以确保内部的 信息安全。外联网是校园网或企业网的一部分，通过Internet±的 安全通道与内部网进行通信。
1 计算机网络的分类
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1 计算机网络的分类
在图1-1中，虚线框外的部分称为资源子网。资源子网中包括 拥有资源的用户主机和请求资源的用户终端，它们都是端节点。 虚线框内的部分叫作通信子网，其任务是在端节点之间传送由信 息组成的报文，主要由转发节点和通信链路组成。
25
1 计算机网络的分类
在图1-1中，按照ARPA网络的术语 把转发节点统称为接口信 息处理机（Interface Message Processor, IMP）0 IMP是一种专 用于通 信的计算机，有些IMP之间直接相连，有些IMP之间必须 经过其他IMP才能相连。当IMP收到一个报文后要根据报文的目 标地址决定把该报文提交给与它相连的主机还是转发到下一个 IMP,这种通信方式叫作存储-转发通信。在广域网中的通信一般都 采用这种方式。
22
1 计算机网络的分类
计算机网络的组成元素可以分为两大类，即网络节点和通信 链路。网络节点又分为端节点和转发节点。端节点指信源和信宿 节点，例如用户主机和用户终端；转发节点指网络通信过程 中控 制和转发信息的节点，例如交换机、集线器、接口信息处理机等 。通信链路是指传输信息的信道，可以是电话线、同轴电缆、无 线电线路、卫星线路、微波中继线路和光纤缆线等。网络节点通 过通信链路连接成的计算机网络如图1-1所示。
规则结构：总线型 规则结构：总线型、
、星型 和环型 星型和 环型
分布式数据处理办 LAN互联，综合声音
公自动化
、视频 和数据业务
不规则的网状结构 远程数据传输
1 计算机网络的分类
按照使用方式可以把计算机网络分为校园网(Campus Network)和企业网(Enterprise Network),前者用于学校内部的教 学科研信息的交换和共享，后者用于企业管理和办公自动化。 — 个校园网或企业网可以由内联网(Intranet)和外联网(Extranet)组 成。内联网是采用Internet 技术(TCP/IP协议和B/S结构)建立的校 园网或企业网，用防火墙限制与外部的信息交换，以确保内部的 信息安全。外联网是校园网或企业网的一部分，通过Internet±的 安全通道与内部网进行通信。
第二章计算机网络安全体系结构PPT课件
系
结
的共同规则、标准或约定
构
2021/5/21
3
第二章 计算机网络安全体系结构
网络体系结构
一、 网
在网络的实际应用中，计算机系统与
络
计算机系统之间许多的互连、互通、互操
体 作过程，一般都不能只依靠一种协议，而
系 需要执行许多种协议才能完成。全部网络
结 协议以层次化的结构形式所构成的集合，
构
就称为网络体系结构。
第二章
计算机网络安全体系结构
2021/5/21
1
第二章 计算机网络安全体系结构
第一节 网络安全体系结构的概念 第二节 网络安全体系结构的内容 第三节 网络安全的协议与标准 第四节 网络安全的评估
2021/5/21
2
第二章 计算机网络安全体系结构
一、 网
网络协议（protocol）
络
体
为进行网络中的信息交换而建立
表2.2 OSI安全体系结构中安全服务按网络层次的配置
2021/5/21
16
第二章 计算机网络安全体系结构
一、
开
放
2．OSI安全体系结构的安全机制
系
按照OSI安全体系结构，为了提供以上所列６大类安全
统 互
服务，采用下列 8大类安全机制来实现：
连
安 全
加密机制、
数据签名机制、 公证机制、
体
数据完整性机制、交换鉴别机制、 业务流填充机制、
安
大类安全机制和相应的OSI安全管理，并
全 体
且尽可能地将上述安全服务配置于开放系
系
统互连/参考模型（OSI/RM）7层结构的
结
构
相应层之中。
《计算机网络管理》课件第二章 管理信息库MIB-2
由四个文件来定义
RFC1155 Structure of Management Information (SMI)
RFC1213
SNMP 网络管理框架
RFC1212
Management Information Base(MIB-2) RFC1157 SNMP v1
Format for MIB Modules
Format for MIB Modules
网络管理不是手工的管理，而是自动化的管理。这 就需要“被管对象的数据化表示”。
网络管理的过程是由程序来实现的，程序将操作被 管对象数据来实现具体的管理功能。
网络管理中有用的管理信息有三类：静态信息、 动态信息和统计信息。信息多种多样，如：
◦ 设备制造商、设备接口数、CPU类型(只读)；接口IP、 接口运行状态(可读写)；
网络管理应用
管理站 TCP
UDP
IP
SNMP报文 Internet
管理对象 代理 UDP IP
SNMP定义了管理进程（manager）和管理代理 （agent）之间的关系，该关系成为共同体/团体 （community）。
共同体是一个在代理中定义的本地概念。每个共 同体被赋予一个在代理内部唯一的名称。
什么是标准化？为什么要进行标准化？
◦ 生活实例：灯泡接口、耳机接口等。 ◦ 因特网实例：
HP RedHat
因特网
Lenovo Win7
什么是标准化？为什么要进行标准化？ 什么是网络协议？
◦ 网络协议是通信计算机双方必须共同遵从的一组约定。如 怎样建立连接、怎样互相识别等。只有遵守这个约定，计 算机之间才能相互通信交流。
由四个文件来定义
RFC1155 Structure of Management Information (SMI)
计算机网络课件完整版
2. Internet是从ARPANET逐步发展而来的，是世界上最 大的互联网络，称为“国际互联网”或“因特网”，它使 用的是TCP/IP协议。
1.2.4 计算机网络的发展历程
我国互联网发展的历程，我们可以将其划分为以下几个重要节点：
1．铁道部在1980年即开始进行计算机联网实验。然后，从1987年9月20 日钱天白教授发出第一封E-mail开始，到1994年4月20日NCFG正式连入 Internet这段时间里，中国的互联网在艰苦地孕育着。
资源子网 资源子网由各类主机、终端、其他外围设备及各种软件资源等组成，负责全网的数据处理 和向网络用户提供网络资源以及网络
服务。它是计算机网络的外层。 （１）主机 （２）终端 终端（Terminal）是用户访问网络的界面装置。 2．通信子网 通信子网是由网络结点和通信线路组成的独立的数据通信系统，承担全网的数据传输、转 接、加工和变换等通信处理工作，实
1.3.5按传播技术分类
根据所使用的传输技术，可以将网络分为：广播式网络和点到点网 络。
1.3.6按网络操作系统分类
根据使用的网络操作系统，可以将网络分为：Novell Netware 网、 UNIX网、Linux网、Windows NT网等。
1.4计算机网络的性能
1.4.1计算机网络的性能指标
性能指标从不同的方面来度量计算机网络的性能。 1．速率
比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位
2．带宽
“带宽”（bandwidth）有以下两种不同的意义： （1）带宽本来是指某个信号具有的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各种不 同频率成份所占据的频率范围 （2）在计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，因此网络 带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。
1.2.4 计算机网络的发展历程
我国互联网发展的历程，我们可以将其划分为以下几个重要节点：
1．铁道部在1980年即开始进行计算机联网实验。然后，从1987年9月20 日钱天白教授发出第一封E-mail开始，到1994年4月20日NCFG正式连入 Internet这段时间里，中国的互联网在艰苦地孕育着。
资源子网 资源子网由各类主机、终端、其他外围设备及各种软件资源等组成，负责全网的数据处理 和向网络用户提供网络资源以及网络
服务。它是计算机网络的外层。 （１）主机 （２）终端 终端（Terminal）是用户访问网络的界面装置。 2．通信子网 通信子网是由网络结点和通信线路组成的独立的数据通信系统，承担全网的数据传输、转 接、加工和变换等通信处理工作，实
1.3.5按传播技术分类
根据所使用的传输技术，可以将网络分为：广播式网络和点到点网 络。
1.3.6按网络操作系统分类
根据使用的网络操作系统，可以将网络分为：Novell Netware 网、 UNIX网、Linux网、Windows NT网等。
1.4计算机网络的性能
1.4.1计算机网络的性能指标
性能指标从不同的方面来度量计算机网络的性能。 1．速率
比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位
2．带宽
“带宽”（bandwidth）有以下两种不同的意义： （1）带宽本来是指某个信号具有的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各种不 同频率成份所占据的频率范围 （2）在计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，因此网络 带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。
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▪ 一般情况下，如果码元状态数为M（M为2的整数次幂）， 则C=B× log2M（b/s）
▪ 一个码元中可以传送多个比特。
• 例如：当波特率为9600时
▪ 若M=2，数据传输率为9600b/s
▪ 若M=16，数据传输率为38.4kb/s
▪ 吞吐量：单位时间发送的比特数、字节数或帧数
*
7
29.09.2020
4
12400 b/s
8
18600 b/s
16
24800 b/s
32
31000 b/s
*
8
29.09.2020
▪ 非理想信道
• 实际的信道上存在损耗、延迟、噪声。
▪ 损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。 ▪ 延迟会使接收端的信号产生畸变。 ▪ 噪声会破坏信号，产生误码。
• 例如：数据传输速率为56kb/s时，持续时间0.01s
的干扰会破坏约560个比特。
*
9
29.09.2020
▪ 非理想信道
传输数据：
0 1 0 1 1 00 1 1 0 0 1 0 1 0
信号：
噪：
信号与 噪声叠加：
采样时序： 接收数据： 原始数据：
01 0 1 1 01 0 1 1
01 00
11 00 11 00
1000 1010
29.09.2020
带宽
管道体积=时延带宽乘积
信道
传播时延
• 例如，某信道的时延带宽乘积为100万比特，这 意味着第一个比特到达目的端时，源端已发送了 100万比特。
*
5
29.09.2020
误码率与误比特率
▪ 误码率：Pc是指传输的码元被传错的概率 Pc ＝ 传错的码元数 ⁄ 传输的码元总数
▪ 误比特率：Pb是指传输的比特被传错的概率 Pb ＝ 传错的比特数 ⁄ 传输的比特总数
信噪比的单位也可用分贝(dB)表示： S/NdB=10log10 S/N
所以，若S/NdB=30dB ，则S/N=1000。
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29.09.2020
Nyquist公式和Shannon公式的比较
▪ C = 2W log2M
• 用于理想信道（这样的信道存在吗？）
• 数据传输率随信号编码级数增加而增加。
• 在计算机网络中，用每秒允许传输的二进制位数 作为带宽的计量单位。主要单位： b/s 、Kb/s、 Mb/s、Gb/s。
▪ 例如：传统以太网理论上每秒可以传输一千万比特， 它的带宽为10Mb/s。
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29.09.2020
▪ 时延带宽乘积：某一信道所能容纳的比特数。
• 时延带宽乘积=带宽×传播时延
▪ C = W log2（1+S/N）
• 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！）
• 无论信号编码级数增加到多少，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：噪声的存在将使编码级数不可能无限增加。
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29.09.2020
并行通信
▪ 在并行数据传输中有多个数据位，如8个数据位同时在两 个设备之间传输。
1. 机械特性:
机械特性规定了物理连接时的接插件的规格尺寸，引 脚数量和排列情况。
如：RS-232C规定的25针插座，X.21所用的15针插座 ，RS-449规定的37针插座及9针插座。
误码位
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▪ Shannon公式：用于有噪声干扰信道
C = W log2 （1+S/N）
C——传输率，单位b/s W—— 带宽，单位Hz S/N——信噪比
▪ 例：信道带宽W=3.1kHz，S/N=2000，则
C = 3100×log2（1+2000）≈ 34kb/s
即该信道上的最大数据传输率不会大于34kb/s。
数据通信设备，是对为用户提供接入点的网络设备的统
称，如自动呼叫应答设备、调制解调器等。
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29.09.2020
物理层特性
▪ 物理层的接口标准定义了物理层与物理传输 介质之间的边界与接口，反映在物理层协议 中的接口特性包括：
• 机械特性 • 电气特性 • 功能特性 • 规程特性
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29.09.2020
DTE与DCE接口
DTE与DCE接口示意图
DTE（Data Terminal Equipment）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统称，它
们是通信的信源或信宿，如计算机、终端等；
DCE（Data Communications Equipment）指的是或
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29.09.2020
信息传输速率与码元传输速率
▪ 信息传输速率C
• 比特（bit）：即一个二进制位。比特率为每秒传输的比特数（即数 据传送速率）。
• 信息传输速率：是指每秒传输的编码前的数字数据的二进制比特数
▪ 码元传输速率B
• 码元（Code Cell）：时间轴上的一个信号编码单元。
• 码元传输速率：是指每秒传输的码元数
▪ 优点：传输速度快，处理简单 ▪ 缺点：不适合远距离数据传输，线路费用贵
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串行通信方式
▪ 远距离使用现成的电话线可以完成数据传输。
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2.2 物理层特性及接口
功能：在物理媒体(介质)上正确地、透明地传送 比特流。
▪ 物理层特性 ▪ 典型的物理层接口标准
▪ 总时延＝发送时延 + 传播时延 + 转发时延
• 发送时延
发送时间＝数据块长度/信息传输速率
• 传播时延
传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速率
• 转发时延
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▪ 带宽（Band Width，BW）：信道传输能力的度量。 • 在传统的通信工程中：
▪ BW ≈ fmax－ fmin 单位：赫兹（Hz）
信道的最大数据传输率
▪ Nyquist公式：用于无噪声理想低通信道
C = 2W log2 M
C ——数据传输率，单位b/s W ——带宽，单位Hz M ——信号编码级数
▪ Nyquist公式为估算已知带宽信道的最高数
据传输速率提供了依据。
• 例如，话音级线路的带
M 2
最大数据率 6200 b/s
宽约为3.1kHz，根据上 式计算的信道最大数据 传输率如右表所示
第2章 物理层
▪ 本章内容
• 数据通信的理论基础 • 物理层特性及接口 • 传输介质 • 物理层的主要设备
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2.1数据通信的理论基础
▪ 时延与时延带宽积 ▪ 误码率与误比特率 ▪ 信息传输速率与码元传输速率 ▪ 信道的最大传输速率
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时延
▪ 时延：一个数据块（帧、分组、报文段等） 从链路或网络的一端传送到另一端所需要的 时间。