计算机网络原理
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计算机网络的原理计算机网络是现代信息技术的基础之一,它通过各种传输媒介和通信协议将分布在不同地点的计算机和设备连接在一起,实现数据的传输和共享。
计算机网络的实现依赖于以下原理和技术。
1. 分组交换:在计算机网络中,数据被分割成小的数据包进行传输,称为分组。
分组交换是指将这些分组通过网络传输,每个分组可以选择不同的路由路径到达目的地,然后重新组装恢复原始数据。
2. 网络协议:网络协议定义了数据在网络中传输的格式和规则,确保数据可以正确地发送和接收。
常见的网络协议包括IP (Internet Protocol)、TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)等。
3. IP地址和端口号:IP地址是用于标识和定位计算机或设备在网络中的唯一标识符,类似于一个房子的地址。
端口号则用于标识计算机或设备上特定的应用程序或服务,类似于房子的门牌号。
4. 路由器和交换机:路由器和交换机是计算机网络中常用的网络设备。
路由器负责将数据包从一个网络发送到另一个网络,通过查找目的地的IP地址进行转发。
交换机则用于连接多台计算机或设备,并根据MAC地址来转发数据。
5. 媒介访问控制:由于计算机网络中可能有多个计算机或设备同时发送数据,为了避免冲突,需要一种媒介访问控制机制。
常见的方法包括CSMA/CD(载波监听多路访问/碰撞检测)和CSMA/CA(载波监听多路访问/碰撞避免)等。
6. 网络拓扑:网络拓扑指的是计算机网络中节点的布局和连接方式。
常见的网络拓扑结构包括星型、总线型、环形和网状等,不同的拓扑结构适用于不同的场景和需求。
7. 网络安全:网络安全是计算机网络中非常重要的一个方面,它涉及到保护网络和数据免受未经授权的访问、攻击和破坏。
常见的网络安全技术包括防火墙、加密通信、访问控制和入侵检测系统等。
总之,计算机网络的实现基于分组交换、网络协议、IP地址和端口号、路由器和交换机、媒介访问控制、网络拓扑和网络安全等原理和技术。
计算机网络的基本原理与应用计算机网络是现代信息社会的基石,它连接了全球各地的计算机和设备,使得人们可以实现远程通信、资源共享和信息传输。
计算机网络的基本原理与应用是我们理解和运用计算机网络的核心。
一、计算机网络的基本原理1. 数据传输方式计算机网络的数据传输方式有两种:电路交换和分组交换。
电路交换是建立一条独占的通信线路,数据直接通过该线路传输。
分组交换是将数据分割成多个小块(分组),每个分组独立传输,通过网络中的路由器到达目的地后再重新组合成完整的数据。
2. 网络拓扑结构计算机网络的拓扑结构决定了网络中各节点之间的连接方式。
常见的网络拓扑结构有星形、总线、环形和树形等。
其中,星形拓扑结构是最常见的,它由一个中心节点连接多个外围节点,外围节点之间没有直接连接。
3. 传输介质传输介质是计算机网络中用于传输数据的物理媒介,包括有线介质和无线介质。
有线介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤等,它们能够提供更稳定和高速的数据传输。
无线介质主要有无线局域网(Wi-Fi)和蓝牙等,它们便于移动设备的联网和数据传输。
4. 网络协议网络协议是计算机网络中的规则和标准,用于管理和控制数据的传输。
常见的网络协议有TCP/IP协议和HTTP协议等。
TCP/IP协议是互联网的基础协议,它将数据分割成数据包,并通过IP地址和端口号实现数据的传输和路由。
HTTP协议是超文本传输协议,用于在Web浏览器和服务器之间传输超文本。
二、计算机网络的应用1. 远程通信计算机网络使人们可以远程通信,不受地理位置的限制。
通过互联网,我们可以使用电子邮件、即时通信和视频通话等工具与远在他乡的人交流。
远程通信的应用包括在线会议、远程教育和远程医疗等,将传统的面对面交流延伸到了全球范围。
2. 资源共享计算机网络可以实现资源的共享和访问,提高了工作效率和资源利用率。
通过共享文件服务器,员工可以在不同的设备上访问和编辑同一个文件,便于协同办公和团队合作。
计算机网络的基本原理与应用计算机网络是指将多台独立的计算机通过网络设备(如路由器、交换机)进行连接,实现彼此之间的信息交流和资源共享的系统。
计算机网络的基本原理和应用十分重要,对于现代社会的发展具有重要意义。
本文将详细介绍计算机网络的基本原理与应用,并按照以下几个方面进行分点列出。
一、计算机网络的基本原理1. 数据传输原理:计算机网络中的数据传输是指将信息从发送方传输到接收方的过程。
主要包括分组传输和流传输两种方式。
2. 网络协议:计算机网络通信依赖于网络协议。
常见的网络协议包括TCP/IP 协议、UDP协议、HTTP协议等。
每种协议都有不同的功能和使用场景。
3. 网络拓扑结构:计算机网络的拓扑结构是指计算机和网络设备之间的连接关系。
常见的拓扑结构有总线型、星型、环形、网状等。
4. 网络设备:计算机网络中的网络设备包括路由器、交换机、集线器等。
它们起到了连接多台计算机和传输数据的作用。
二、计算机网络的应用1. 文件传输:通过计算机网络可以快速、方便地进行文件传输。
例如,通过FTP协议可以在不同计算机之间传输文件。
2. 远程登录:计算机网络可实现远程登录,即从一台计算机远程登录到另一台计算机,实现资源共享和远程操作。
3. 电子邮件:通过计算机网络可以进行电子邮件的发送和接收。
电子邮件已经成为现代人们日常生活和工作中不可或缺的通信方式之一。
4. 网络游戏:计算机网络为游戏提供了多人在线的平台,使得用户可以与世界各地的玩家进行互动和竞技。
5. 视频会议:通过计算机网络可以实现远程的视频会议,方便不同地点的人们进行面对面的交流。
6. 在线购物:计算机网络为人们提供了便捷的在线购物平台,使得用户可以通过网络浏览商品并进行购买。
7. 搜索引擎:计算机网络的搜索引擎使得用户能够快速地获取所需的信息,提高了信息检索的效率。
三、计算机网络的应用步骤1. 确定需求:根据具体的使用需求,确定要使用计算机网络的目的和功能。
计算机网络的工作原理计算机网络是现代信息技术的基础,它使得人与人之间、人与计算机之间能够进行迅速、准确的信息交流。
计算机网络的工作原理是基于一系列协议和技术实现的,接下来将详细介绍计算机网络的工作原理。
一、物理层物理层是计算机网络的最基本的层次,它负责将数据从一个地方传输到另一个地方。
物理层使用不同的电子、光学和无线传输介质来传输数据。
其中,最常见的物理层设备是网线、光纤和无线网卡。
二、数据链路层数据链路层负责管理和组织物理层传输的数据,将其划分为适当的数据帧,并通过物理层进行传输。
数据链路层还处理数据的错误检测和纠正,以确保数据的可靠性。
常见的数据链路层设备有交换机和网桥。
三、网络层网络层负责在计算机网络中进行数据的路由和转发,以确保数据从源地址传输到目标地址。
网络层使用IP地址来标识网络上的设备,并使用路由算法来选择最佳的路径将数据发送到目标地址。
常见的网络层设备包括路由器和三层交换机。
四、传输层传输层提供端到端的可靠数据传输服务。
它通过使用传输协议(如TCP或UDP)来确保数据的可靠传输和完整性。
传输层还负责对数据进行分段和重组,以适应下层网络的传输能力和接收方的接收能力。
五、应用层应用层是计算机网络中最高层,它提供了各种应用程序的接口。
应用层协议定义了数据的格式和交换规则,常见的应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP等。
应用层协议与传输层协议进行交互,以实现数据的可靠传输和应用程序的正常运行。
总结:计算机网络的工作原理是由不同层次的协议和设备相互配合实现的。
物理层负责传输数据,数据链路层管理和组织数据,网络层进行数据的路由和转发,传输层提供可靠的数据传输服务,应用层提供各种应用程序的接口。
这些层次之间相互依赖,共同构建起了一个稳定、高效的计算机网络系统。
通过学习计算机网络的工作原理,我们能够更好地理解计算机网络的运作过程,为我们日常的网络使用和网络应用的开发提供有力的支持。
计算机网络的不断发展和创新将为我们的生活和工作带来更多便利和可能性。
计算机网络的工作原理计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分,它为人们提供了方便快捷的信息传递和资源共享方式。
了解计算机网络的工作原理对于每个使用和管理计算机网络的人都是至关重要的。
本文将详细介绍计算机网络的工作原理,包括其基本组成部分以及数据通信的过程。
一、基本组成部分:1.1 网络节点:计算机网络由多个互相连接的网络节点构成,每个节点可以是计算机、服务器、交换机等。
这些节点通过各种物理或逻辑连接方式连接在一起,形成一个整体的网络结构。
1.2 通信链路:通信链路是连接网络节点之间的物理媒介,可以是光纤、电缆、无线电波等。
通信链路负责在节点之间传输数据。
1.3 网络协议:网络协议是计算机网络进行数据交换和通信的规则和约定。
常见的网络协议包括TCP/IP协议、HTTP协议等。
1.4 网络设备:网络设备包括交换机、路由器、调制解调器等,它们负责控制和管理数据在网络中的传输。
二、数据通信的过程:2.1 数据封装与分割:在计算机网络中,数据被封装成一些称为数据包的小块进行传输。
数据包由头部和数据部分构成,头部包含了数据包的源地址、目标地址以及其他控制信息。
2.2 数据传输:数据包通过网络传输时经过多个网络节点,每个节点根据其配置和路由表将数据包转发到目标节点。
在传输过程中,网络设备使用路由算法决定数据包传输的路径。
2.3 数据接收与解封:当数据包到达目标节点时,目标节点根据数据包的目标地址将其接收并解封,得到原始数据。
2.4 数据处理与响应:目标节点处理原始数据,并根据需要作出响应。
例如,将数据展示在用户界面上、触发相应的操作等。
三、网络通信的类型和应用:3.1 局域网:局域网是一个地理范围较小的网络,可用于共享资源和数据传输。
常见的局域网技术包括以太网、Wi-Fi等。
3.2 广域网:广域网是一个地理范围较大的网络,可以连接不同地区的计算机。
常见的广域网技术包括Internet和VPN等。
3.3 互联网:互联网是一个全球范围的计算机网络,它将世界各地的计算机连接起来,为人们提供了无数的资源和服务。
计算机网络的基本原理与应用计算机网络是现代社会中不可或缺的基础设施,它连接了全球各地的计算机和设备,实现了信息的传递与共享。
本文将介绍计算机网络的基本原理和应用。
一、计算机网络的基本原理1. 网络拓扑结构计算机网络的拓扑结构可以分为总线型、星型、环形、网状等多种形式。
其中,总线型拓扑结构通过一根总线连接所有设备,星型拓扑结构以中心设备为核心连接所有设备,环形拓扑结构通过环形链路连接设备,网状拓扑结构则是任意两个设备均可直接连接。
2. 网络协议网络协议是计算机网络中实现信息传输和交换的规则集合。
常见的网络协议有TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
其中,TCP/IP协议是互联网的基本协议,它包括传输控制协议(TCP)和因特网协议(IP),负责实现数据的分包、路由和重组等功能。
3. 网络通信计算机网络中的通信可以分为两种方式:点对点通信和广播通信。
点对点通信是指两台计算机之间的直接通信,广播通信则是指一台计算机向网络中的所有设备发送消息。
4. 网络安全网络安全是计算机网络中的一个重要问题,它包括对网络传输过程中的数据进行保密、完整性验证以及防止网络攻击等方面的保护。
常见的网络安全技术包括防火墙、数据加密和身份验证等。
二、计算机网络的应用1. 互联网互联网作为计算机网络的最大应用,连接了全球各地的计算机和设备,实现了信息的全球化传递和共享。
通过互联网,人们可以远程办公、在线学习、在线购物等。
2. 局域网局域网是指在狭小范围内实现计算机之间的相互连接,如公司、学校、家庭等。
局域网可通过有线或无线方式连接多台计算机,实现文件共享、资源共享等功能。
3. 远程访问与远程控制远程访问和远程控制是指通过计算机网络实现对远程计算机的访问和控制。
通过远程访问,用户可以从任何地方访问自己的电脑或服务器;通过远程控制,用户可以对远程计算机进行操作,如远程协助、远程维护等。
4. 电子商务随着计算机网络的发展,电子商务得到了广泛的应用。
计算机网络原理计算机网络是将计算机系统或计算机设备通过物理或无线通信介质连接起来,实现互相通信的系统。
计算机网络技术是在计算机与信息技术领域发展起来的重要技术,它可以将世界上各地的计算机相互连接起来,使之成为一个网络体系,以实现信息的传输、共享及协作,扩展了计算机的功能,并形成了一个新的社会化办公环境。
计算机网络原理是一门研究计算机网络技术的理论科学。
它涉及计算机网络的基础知识、结构、功能、工作原理及计算机网络技术实现的管理等内容。
计算机网络原理不仅包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层等各层次的知识,而且还涉及网络数据的编码、信号处理、协议制定、数据传输机制以及互联网的发展情况等内容。
计算机网络的核心原理是以物理通信介质为基础,实现计算机与计算机之间的通信,构成计算机网络体系。
计算机网络的核心要素有网络机构、网络硬件、网络软件、网络协议四要素。
其中,网络机构指的是各类网络结构,如星型结构、树型结构、环形结构等,网络硬件指的是网络中使用的各类计算机硬件设备,包括路由器、交换机、网桥、网卡、各类网线等;网络软件指的是网络连接、文件共享、资源分配等网络服务软件;网络协议则指的是网络连接、路由及传输都必须遵守的标准规定。
计算机网络技术的发展主要是以协议栈的方式发展的,即OSI参考模型。
OSI参考模型的各层次的原理不仅构成了计算机网络技术的实质性内容,而且,网络技术原理也受OSI参考模型限制。
在OSI参考模型中,物理层、数据链路层和网络层是实现网络传输的基础,它们主要完成网络传输的物理传输以及网络拓扑的建立;传输层和应用层的原理主要是完成数据的可靠传输以及应用软件资源的共享。
互联网的发展是计算机网络技术发展的核心,它是在数据包交换的网络的基础上实现的一种全球性的网络。
在互联网中,网络节点通过一种叫做IP协议的协议实现网络传输,可以使来自世界各地的计算机连接到一起,形成一个大网络。
在互联网中,各节点之间通过分层的网络拓扑结构实现数据的传输,各节点之间通过TCP/IP 协议实现数据传输,实现了计算机间的无缝连接和信息共享。
计算机网络的基本原理和架构计算机网络是指将多台计算机互相连接起来,使其能够共享资源和信息的系统。
它是现代科技的重要组成部分,广泛应用于各个领域,如教育、商务、通信等。
本文将介绍计算机网络的基本原理和架构。
一、基本原理1. 数据传输原理:计算机网络通过数据传输实现不同计算机之间的交流。
数据传输主要依靠信道进行,包括有线和无线信道。
数据在传输过程中会经历编码、调制和差错校验等过程,确保传输的准确性和可靠性。
2. 数据交换原理:数据交换是计算机网络实现信息共享的核心。
数据交换主要有两种方式,即电路交换和分组交换。
电路交换是指在通信双方建立连接后保持直接通信的方式。
分组交换是将数据分成多个小包进行传输,在传输过程中可以动态选择路径。
3. 数据传输协议:计算机网络中的数据传输依靠一系列的协议来实现。
常见的数据传输协议包括TCP/IP协议、HTTP协议和FTP协议等。
其中,TCP/IP协议是互联网的基础协议,负责实现数据在网络中的传输和路由。
二、基本架构1. 客户端-服务器架构:客户端-服务器架构是计算机网络中最常见的架构之一。
它使用集中式服务器来提供服务,客户端通过网络发送请求,并由服务器响应。
这种架构适用于需要提供相同服务的多个客户端。
2. 对等网络架构:对等网络架构是指计算机网络中各个节点之间地位相等,可以相互通信和共享资源。
这种架构适用于需要实现节点之间直接交流和合作的场景,如P2P文件共享。
3. 总线架构:总线架构是计算机网络中最基本的架构,也是最简单的架构之一。
它通过共享总线来实现数据传输,所有计算机通过总线进行通信。
总线架构适用于小型网络和局域网。
4. 分布式系统架构:分布式系统架构是指计算机网络中各个节点地位相等,可以独立工作,但又能协同合作。
分布式系统架构适用于大规模网络和云计算环境,可以提高资源利用率和可靠性。
三、实施步骤1. 确定网络需求:在构建计算机网络之前,首先要确定网络的需求,包括所需的带宽、用户数、安全性要求等。
计算机网络的原理计算机网络是指将多台计算机通过通信设备连接起来,实现信息共享和资源共享的系统。
它是由一组互联的通信网络设备和通信网络设备之间的通信协议组成的。
计算机网络的原理是指计算机网络的基本概念、基本原理和基本技术。
下面将从计算机网络的基本概念、基本原理和基本技术三个方面来介绍计算机网络的原理。
首先,计算机网络的基本概念。
计算机网络是指将多台计算机通过通信设备连接起来,实现信息共享和资源共享的系统。
计算机网络可以按照规模分为局域网、城域网、广域网和互联网。
局域网是指在一个相对较小的范围内,例如办公室、实验室、校园等范围内的计算机网络。
城域网是指在一个城市范围内的计算机网络。
广域网是指跨越不同城市、国家、甚至是不同地区的计算机网络。
互联网是指由全球范围内的计算机网络互联而成的网络系统。
其次,计算机网络的基本原理。
计算机网络的基本原理包括数据通信原理、网络拓扑结构、网络协议和网络安全。
数据通信原理是计算机网络的基本原理之一,它是指在计算机网络中,数据的传输和交换过程。
网络拓扑结构是指计算机网络中各个节点之间的连接方式和布局方式。
常见的网络拓扑结构有总线型、星型、环型和网状型等。
网络协议是计算机网络中用于规定数据通信和交换的一种规则和约定。
常见的网络协议有TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
网络安全是指计算机网络中保护网络系统、网络设备和网络数据不受非法侵入和破坏的一种安全保护机制。
最后,计算机网络的基本技术。
计算机网络的基本技术包括网络接入技术、网络传输技术和网络应用技术。
网络接入技术是指计算机网络用户接入互联网的技术,常见的网络接入技术有拨号上网、ADSL上网、光纤接入等。
网络传输技术是指计算机网络中数据的传输和交换技术,常见的网络传输技术有以太网、无线局域网、蓝牙等。
网络应用技术是指计算机网络中各种应用软件和应用系统的开发和应用技术,常见的网络应用技术有Web应用、邮件应用、文件传输应用等。
计算机网络原理
计算机网络原理是指计算机网络中数据传输的基本原理和机制。
它主要包括以下几个方面:
1. 数据传输原理:计算机网络是通过各种信道将数据从一个地方传输到另一个地方。
在数据传输过程中,需要考虑各种因素对数据传输的影响,例如信道带宽、传输距离、误码率、传输媒介等。
2. 网络协议:网络协议是计算机网络中不同计算机和设备之间传输数据的规则和流程。
它定义了数据的格式、数据的传输方式、错误处理等方面的细节。
3. 网络拓扑:网络拓扑指的是计算机网络中各个节点之间的连接方式。
常见的网络拓扑结构有星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑等。
4. 网络层次结构:计算机网络一般采用分层结构,将整个网络划分为多个层次,每一层负责不同的功能。
常见的网络层次结构有OSI七层模型、TCP/IP四层模型等。
5. 网络安全:网络安全是指保护计算机网络中的数据和资源不受非法访问、破坏和盗窃的技术和方法。
增强网络安全可以采取一些措施,如加密技术、访问控制、防火墙等。
总之,计算机网络原理是计算机网络建设和应用的基础,了解计算机网络原理可以帮助我们更好地理解和使用计算机网络。
计算机网络,是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
1. 基本功能将若干台计算机组成一个现代计算机网络,可以实现以下3个基本功能。
资源共享,其中包括数据与信息资源和软、硬件资源的共享。
计算机之间和计算机用户之间的通信与交往。
计算机之间或计算机用户之间的协同工作(分布式处理)。
,分类,1)按网络的交换功能分类:电路交换、报文交换、分组交换、混合交换;(2)按网络的拓扑结构分类:总线型结构、星型结构、环形结构、蜂窝结构(是随着无线通信技术的产生而产生的);(3)按作用范围的大小分类:局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网。
―带宽‖(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度,单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。
现在―带宽‖是数字信道所能传送的―最高数据率‖的同义语,单位是―比特每秒‖,或b/s (bit/s)。
发送时延(传输时延)发送数据时,数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
信道带宽数据在信道上的发送速率。
常称为数据在信道上的传输速率传播时延电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。
信号传输速率(即发送速率)和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念处理时延交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
结点缓存队列中分组排队所经历的时延是处理时延中的重要组成部分。
处理时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。
有时可用排队时延作为处理时延数据经历的总时延就是发送时延、传播时延和处理时延之和;或者说,一个报文或分组从一个网络(或一条链路)的一端传送到另一端所需的时间。
计算机网络的体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合。
体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。
实现(implementation)是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题。
体系结构是抽象的,而实现则是具体的,是真正在运行的计算机硬件和软件。
TCP/IP 是四层的体系结构:应用层、运输层、网际层和网络接口层。
最下面的网络接口层并没有具体内容。
因此往往采取折中的办法,即综合OSI 和TCP/IP 的优点,采用一种只有五层协议的体系结构。
应用层(application layer) 运输层(transport layer) 网络层(network layer) 数据链路层(data link layer) 物理层(physical layer)实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。
要实现本层协议,还需要使用下层所提供的服务。
客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
客户是服务请求方,服务器是服务提供方。
在TCP/IP 的应用层协议使用的是客户-服务器方式计算机的进程(process)就是运行着的计算机程序。
为解决具体应用问题而彼此通信的进程称为―应用进程‖。
应用层的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议。
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性,即:机械特性指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
规程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
在物理连接上的传输方式一般都是串行传输,即一个一个比特按照时间顺序传输。
有时也可以采用多个比特的并行传输方式。
出于经济的考虑,远距离的传输通常都是串行传输数据(data)——运送信息的实体。
信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。
―模拟的‖(analogous)——连续变化的。
―数字的‖(digital)——取值是离散数值。
调制——把数字信号转换为模拟信号的过程。
解调——把模拟信号转换为数字信号的过程。
单向通信(单工通信)——只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
双向交替通信(半双工通信)——通信的双方都可以发送信息,但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。
双向同时通信(全双工通信)——通信的双方可以同时发送和接收信息。
基带信号就是将数字信号 1 或0 直接用两种不同的电压来表示,然后送到线路上去传输。
宽带信号则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。
信道指的是向某一方向传送信息的传输媒体。
因此,一条通信电路一般包括一条发送信道和一条接收信道。
任何实际的信道都不是理想的,在传输信号时会产生各种失真以及带来多种干扰。
码元传输的速率越高,或信号传输的距离越远,在信道的输出端的波形的失真就越严重。
长途干线最初采用频分复用FDM 的传输方式FDM (Frequency Division Multiplexing)目前我国长途通信线路已实现了数字化,因而现在的模拟通信电路就只剩下从用户电话机到市话交换机之间的这一段几公里长的用户线上。
调制解调器(modem)包括:调制器(MOdulator):把要发送的数字信号转换为频率范围在300~3400 Hz 之间的模拟信号,以便在电话用户线上传送。
解调器(DEModulator):把电话用户线上传送来的模拟信号转换为数字信号。
本书中的调制解调器是指使用在标准的二线模拟话路(3.1 kHz 的标准话路带宽)上的调制解调器。
调制器的主要作用就是个波形变换器,它把基带数字信号的波形变换成适合于模拟信道传输的波形解调器的作用就是个波形识别器,它将经过调制器变换过的模拟信号恢复成原来的数字信号。
若识别不正确,则产生误码。
在调制解调器中还要有差错检测和纠正的设施。
数据通信可分为同步通信和异步通信两大类:同步通信要求接收端时钟频率和发送端时钟频率一致。
发送端发送连续的比特流。
异步通信时不要求接收端时钟和发送端时钟同步。
发送端发送完一个字节后,可经过任意长的时间间隔再发送下一个字节。
异步通信的通信开销较大,但接收端可使用廉价的、具有一般精度的时钟来进行数据通信。
为了有效地利用传输线路,可将多个话路的PCM 信号用时分复用TDM (Time Division Multiplexing)的方法装成时分复用帧,然后发送到线路上。
中国采用欧洲体制,以E1 为一次群。
美国和日本等国采用北美体制,以T1 为一次群。
频分复用、时分复用和统计时分复用频分复用:所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
时分复用:所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。
同步光纤网SONET (Synchronous Optical Network) 的各级时钟都来自一个非常精确的主时钟。
第 1 级同步传送信号STS-1 (Synchronous Transport Signal)的传输速率是51.84 Mb/s。
光信号则称为第 1 级光载波OC-1,OC 表示Optical Carrier。
ITU-T 以美国标准SONET 为基础,制订出国际标准同步数字系列SDH (Synchronous Digital Hierarchy)。
一般可认为SDH 与SONET 是同义词。
SDH 的基本速率为155.52 Mb/s,称为第1 级同步传递模块(Synchronous Transfer Module),即STM-1,相当于SONET 体系中的OC-3 速率。
DTE (Data Terminal Equipment) 是数据终端设备,是具有一定的数据处理能力和发送、接收数据能力的设备。
DCE (Data Circuit-terminating Equipment)是数据电路端接设备,它在DTE 和传输线路之间提供信号变换和编码的功能,并且负责建立、保持和释放数据链路的连接。
典型的例子是调制解调器。
该标准数据传输速率为0~20 kb/s,电缆长度限制在30 m之内。
它的不足之处是:传输性能低,距离短,速率低。
最后改进设计了X.21标准。
目前,EIA-232-E接口不仅广泛用于公共电话网的远程数据通信中,而且也被广泛用于计算机之间或计算机与终端之间的近距离数据通信中。
链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段,中间没有任何其他的交换结点。
一条链路只是一条通路的一个组成部分。
数据链路(data link) 除了物理线路外,还必须有通信协议来控制这些数据的传输。
若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链路。
现在最常用的方法是使用适配器(即网卡)来实现这些协议的硬件和软件。
一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。
(1) 从主机取一个数据帧,送交发送缓存。
(2) V(S)←0。
(3) N(S)←V(S)。
(4) 将发送缓存中的数据帧发送出去。
(5) 设置超时计时器。
(6) 等待。
{等待以下(7)和(8)这两个事件中最先出现的一个}(7) 收到确认帧ACK n,若n = 1 –V(s),则:从主机取一个新的数据帧,放入发送缓存;V(S)←[1 - V(S)],转到(3)。
否则,丢弃这个确认帧,转到(6)。
(8) 若超时计时器时间到,则转到(4)。
V(R)←0。
(2) 等待(3) 收到一个数据帧;若N(S) = V(R),则执行(4);否则丢弃此数据帧,然后转到(6)。
(4) 将收到的数据帧中的数据部分送交上层软件(也就是数据链路层模型中的主机)(5) V(R)←[1 - V(R)]。
(6) n←V(R);发送确认帧ACK n,转到(2)。
连续ARQ 协议的工作原理在发送完一个数据帧后,不是停下来等待确认帧,而是可以连续再发送若干个数据帧。
如果这时收到了接收端发来的确认帧,那么还可以接着发送数据帧。
由于减少了等待时间,整个通信的吞吐量就提高了。
(1) 接收端只按序接收数据帧。
虽然在有差错的2号帧之后接着又收到了正确的3 个数据帧,但接收端都必须将这些帧丢弃,因为在这些帧前面有一个 2 号帧还没有收到。
虽然丢弃了这些不按序的无差错帧,但应重复发送已发送过的最后一个确认帧(防止确认帧丢失)。
(2) ACK1 表示确认0 号帧DA TA0,并期望下次收到 1 号帧;ACK2 表示确认1 号帧DA TA1,并期望下次收到 2 号帧。
依此类推(3) 结点A 在每发送完一个数据帧时都要设置该帧的超时计时器。
如果在所设置的超时时间内收到确认帧,就立即将超时计时器清零。
但若在所设置的超时时间到了而未收到确认帧,就要重传相应的数据帧(仍需重新设置超时计时器)。
在等不到 2 号帧的确认而重传 2 号数据帧时,虽然结点 A 已经发完了 5 号帧,但仍必须向回走,将2号帧及其以后的各帧全部进行重传。