計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程10/10/202311/119第一部分計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識第一章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第二章網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造、協(xié)議和軟件系統(tǒng)第三章局域網(wǎng)實用組網(wǎng)技術(shù)第四章廣域網(wǎng)實用組網(wǎng)技術(shù)第五章Internet基礎(chǔ)第六章Intranet網(wǎng)絡(luò)管理10/10/202322/119第二部分WindowsNT組網(wǎng)技術(shù)第七章構(gòu)建WindowsNT網(wǎng)絡(luò)第八章NT網(wǎng)絡(luò)中TCP/IP管理第九章多種NT網(wǎng)絡(luò)工作站連接10/10/202333/119第一章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)本章詳細(xì)內(nèi)容：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成和發(fā)展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義、功能、分類、組成和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用數(shù)據(jù)通信基本概念和通信系統(tǒng)常用指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸類型和編碼技術(shù)數(shù)據(jù)通信方式和同步技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)廣域網(wǎng)中數(shù)據(jù)交換技術(shù)差錯控制技術(shù)10/10/202344/1191.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成和發(fā)展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)生與發(fā)展是伴隨計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來，它是計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合，代表了當(dāng)代計算機(jī)體系構(gòu)造發(fā)展一種極其主要方向；計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)雛形是美國在1952年建立半自動化地面防空系統(tǒng)SAGE，它第一次實現(xiàn)了把計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合起來進(jìn)行遠(yuǎn)程集中處理；

10/10/202355/1191969年由美國國防部高級研究計劃局(ARPA)主持研制ARPA計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)投入運行，它能夠說是世界上第一種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；

1976年，美國Xerox公司開發(fā)基于載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測原理、用同軸電纜連接多臺計算機(jī)局域網(wǎng)，取名以太網(wǎng)；

伴隨微型計算機(jī)廣泛應(yīng)用，目前Internet是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展主流。

10/10/202366/119計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

伴隨計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)不停發(fā)展，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜，從單機(jī)到多機(jī)發(fā)展過程，其發(fā)展大體可分為下列4個階段：

具有通信功能單機(jī)系統(tǒng)（終端）；具有通信功能多機(jī)系統(tǒng)；以共享資源為主要目標(biāo)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段(ARPAnet);局域網(wǎng)絡(luò)及其互連為主要支撐環(huán)境分布式計算階段。

10/10/202377/119具有通信功能單機(jī)系統(tǒng)（終端）

圖1-1采取多重線路控制器“具有通信功能單機(jī)系統(tǒng)”

10/10/202388/119具有通信功能多機(jī)系統(tǒng)

圖1-2具有通信功能多機(jī)系統(tǒng)

10/10/202399/119以共享資源為主要目標(biāo)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段(ArpaNet)

圖1-3計算機(jī)——計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型

外界干擾引發(fā)10/10/20231010/119局域網(wǎng)絡(luò)及其互連為主要支撐環(huán)境分布式計算階段由局域網(wǎng)互連若干臺計算機(jī)組成了分布式計算機(jī)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)由微型計算機(jī)組成；系統(tǒng)中各臺計算機(jī)無主次之分，即沒有主機(jī)、從機(jī)之分；一種任務(wù)由多臺計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)分解，并行地運行完成。10/10/20231111/119信息高速馬路與將來計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息高速馬路

（1）信息高速馬路由來

1991年美國國會參議員阿爾?戈爾提出了“信息高速馬路法案”。1993年9月美國政府正式提出了建立“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施”計劃，即美國信息高速馬路計劃，簡稱NII計劃。10/10/20231212/119（2）信息高速馬路基本組成

信息高速馬路所有內(nèi)涵，包括下列四部分：

通信網(wǎng)、計算機(jī)、信息和人從信息高速馬路構(gòu)造來看，可分為三部分：

主干線、支線和支點（3）我國信息高速馬路計劃與“金”字工程

發(fā)起中國信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)——CII建設(shè)“三金”工程：“金橋”、“金卡”、“金關(guān)”

10/10/20231313/119將來計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)世界

幻想變成現(xiàn)實：電視電話、電視購物、電視教學(xué)、電視會議、家庭影院、家中辦公、全球醫(yī)療會診、全球電腦數(shù)據(jù)庫等。10/10/20231414/119計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢一種目標(biāo)：在全球建設(shè)完善信息基礎(chǔ)設(shè)施。

二個支撐：微電子技術(shù)、光電技術(shù)。

三個融合：計算機(jī)、通信、信息內(nèi)容。

四個熱點：多媒體、寬帶網(wǎng)、移動通信、信息安全。

10/10/20231515/1191.2

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義

將分布在不一樣地理位置上具有獨立工作能力計算機(jī)、終端及其從屬設(shè)備用通信設(shè)備和通信線路連接起來，并配備網(wǎng)絡(luò)軟件，以實現(xiàn)計算機(jī)資源共享系統(tǒng)。計算機(jī)：微型計算機(jī)、大型計算機(jī)，巨型計算機(jī)。通信線路：雙絞線、同軸電纜、光纖、通信衛(wèi)星、微波。網(wǎng)絡(luò)軟件：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。資源：硬件、軟件、數(shù)據(jù)。

10/10/20231616/119計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義中包括三個方面內(nèi)容計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由兩臺或兩臺以上具有“自主”功能計算機(jī)連接起來組成系統(tǒng)；計算機(jī)之間要通信和交換信息彼此之間需要有共同遵守規(guī)則，這就是協(xié)議；建立網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)：實現(xiàn)通信交往、信息資源交流、計算機(jī)分布資源共享或協(xié)同工作。10/10/20231717/1191.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能和分類計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能計算機(jī)之間和計算機(jī)顧客之間互相通信交往；資源共享；計算機(jī)之間和計算機(jī)顧客之間協(xié)同工作；最基本功能：資源共享。10/10/20231818/119計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類

按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造劃分：

總線型、星狀、環(huán)狀、網(wǎng)狀、樹狀。按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分：

局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。按數(shù)據(jù)傳輸所用構(gòu)造和技術(shù)劃分：

交換網(wǎng)：包括電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)。

廣播網(wǎng)：包括分組無線網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、局域網(wǎng)。按通信傳輸介質(zhì)劃分：

雙絞線網(wǎng)、同軸電纜網(wǎng)、光纖網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等。

10/10/20231919/119按信號頻帶占用方式劃分：

基帶網(wǎng)、頻帶網(wǎng)。按交換方式劃分：

電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、幀中繼交換網(wǎng)、信元交換網(wǎng)。按網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)擁有者分類：

專用網(wǎng)、公用網(wǎng)。按網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造劃分：

資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)。按照互聯(lián)網(wǎng)分：

Internet、Intranet、Extranet。10/10/20232020/119一般主要按計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分布距離來分類：局域網(wǎng)

局域網(wǎng)是局部地域網(wǎng)簡稱，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信距離一般限于中等規(guī)模地理區(qū)域內(nèi)，一般不超出10km，能夠是一種單位或地域組建。廣域網(wǎng)

廣域網(wǎng)又稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，其覆蓋范圍能夠是幾個都市、地域，甚至國家、洲和全球。10/10/20232121/119城域網(wǎng)

城域網(wǎng)是介于局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間高速網(wǎng)絡(luò)，其規(guī)模限于一種都市范圍。此類網(wǎng)絡(luò)近幾年發(fā)展迅速，其設(shè)計目標(biāo)是要滿足幾十公里范圍內(nèi)大量機(jī)關(guān)、公司、企事業(yè)單位計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)需求，實現(xiàn)大顧客、多種信息傳輸綜合信息網(wǎng)絡(luò)。因特網(wǎng)

因特網(wǎng)不是一種詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)，它把全球多種局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)通過路由器連接起來，采取TCP／IＰ協(xié)議通信來實現(xiàn)全球化信息服務(wù)。10/10/20232222/119廣域網(wǎng)城域網(wǎng)城域網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)圖1-4廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)局域網(wǎng)接入網(wǎng)公司網(wǎng)10/10/20232323/1191.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成

雖然計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)造和組成是復(fù)雜、多樣，但對于以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)建立起來計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來說，所有系統(tǒng)都具有相同構(gòu)造和組成。按照邏輯劃分，可將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)劃分為：

資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)10/10/20232424/119

圖1-5通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)10/10/20232525/119資源子網(wǎng)

資源子網(wǎng)由主計算機(jī)、終端、通信控制設(shè)備、連網(wǎng)外設(shè)、多種軟件資源等組成。主要負(fù)責(zé)全網(wǎng)信息處理，向網(wǎng)絡(luò)顧客提供可用資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。10/10/20232626/119通信子網(wǎng)

通信子網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)中多種通信設(shè)備及只用作信息交換計算機(jī)組成。傳輸介質(zhì)能夠是雙絞線、同軸電纜、光纖等有線通信線路，也能夠是微波、通信衛(wèi)星等無線通信線路。通信子網(wǎng)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信部分，完成全網(wǎng)之間數(shù)據(jù)傳輸、交換、控制。10/10/20232727/1191.5網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造拓?fù)涓拍?/p>

拓?fù)鋵W(xué)是幾何學(xué)中圖論演變而來“拓?fù)洹?TOPOLOGY)辦法。它把詳細(xì)實體抽象為“點”，把連接實體線路抽象為“線”，進(jìn)而研究點、線、面之間關(guān)系。10/10/20232828/119網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造

采取拓?fù)鋵W(xué)辦法抽象出網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造被稱為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)造。多種不一樣計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)造是不一樣。拓?fù)錁?gòu)造對整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計、功能、可靠性、費用等方面有著主要影響。10/10/20232929/119幾個常見拓?fù)錁?gòu)造

環(huán)形

總線型

星型

樹型10/10/20233030/119總線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造

所有入網(wǎng)設(shè)備共用一條物理傳輸線路，所有數(shù)據(jù)發(fā)往同一條線路，并能夠由附接在線路上所有設(shè)備感知。入網(wǎng)設(shè)備通過專用分接頭接入線路。10/10/20233131/119星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造

以一臺中心處理機(jī)（通信設(shè)備）為主而組成網(wǎng)絡(luò)，其他入網(wǎng)機(jī)器僅與該中心處理機(jī)之間有直接物理鏈路，所有數(shù)據(jù)必須通過中心處理機(jī)。

10/10/20233232/119環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造

入網(wǎng)設(shè)備通過轉(zhuǎn)發(fā)器接入網(wǎng)絡(luò)。環(huán)形網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸具有單向性，所有轉(zhuǎn)發(fā)器及其物理線路組成了一種環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。10/10/20233333/119樹型拓?fù)錁?gòu)造樹型拓?fù)錁?gòu)造是星型拓?fù)鋽U(kuò)展。采取分層構(gòu)造，有一種根節(jié)點和多層分支節(jié)點，除葉節(jié)點外，所有根節(jié)點和層分支節(jié)點都是轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。適用于分級管理或控制型網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)狀拓?fù)錁?gòu)造由分布在不一樣地理位置計算機(jī)經(jīng)傳輸介質(zhì)和通信設(shè)備相連，節(jié)點間連接是任意、無規(guī)律。點—點之間多條途徑，由路由選擇來進(jìn)行途徑選擇。10/10/20233434/1191.6計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用管理信息系統(tǒng)（MIS）辦公自動化系統(tǒng)（OA）信息檢索系統(tǒng)（IRS）電子收款機(jī)系統(tǒng)（POS）分布式控制系統(tǒng)（DCS）計算機(jī)集成與制造系統(tǒng)（CIMS）電子數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)（EDI）10/10/20233535/1191.7數(shù)據(jù)通信基本概念基本概念信息

信息是人腦對客觀物質(zhì)反應(yīng)。既能夠是對物質(zhì)形態(tài)、大小、構(gòu)造、性能等部分或所有特性描述，也能夠是物質(zhì)與外部聯(lián)系。信息有多種存在形式，如：文字、聲音、圖像等等。數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是定義為故意義實體，是表征事物形式，例如文字、聲音和圖像等。數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩類。模擬數(shù)據(jù)是指在某個區(qū)間連續(xù)變化物理量，例如聲音大小和溫度變化等。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是指離散不連續(xù)量，例如文本信息和整數(shù)。10/10/20233636/119信號和信號發(fā)送

數(shù)據(jù)通信中“信號”是指數(shù)據(jù)電磁編碼或電編碼，信號可分為模擬信號和數(shù)字信號兩種。信號發(fā)送是指沿傳輸介質(zhì)傳輸信號動作。信號帶寬

信號一般都是以電磁波形式傳送，電磁波都有一定頻譜范圍，該頻譜范圍稱做該信號帶寬。但在實際應(yīng)用中，頻譜寬度被看做是信號能量比較集中那樣一種頻譜范圍。10/10/20233737/119模擬信號和數(shù)字信號模擬信號（analogsignal）信號電平是連續(xù)變化。數(shù)字信號（digitalsignal）是用兩種不一樣電平去表達(dá)0、1比特序列電壓脈沖信號表達(dá)。模擬傳輸與數(shù)字傳輸

以模擬信號形式在信道上傳輸數(shù)據(jù)稱做模擬傳輸。以數(shù)字信號形式在信道上傳輸數(shù)據(jù)稱做數(shù)字傳輸。

10/10/20233838/119

圖1-6模擬信號和數(shù)字信號10/10/20233939/119信道信道是傳送信號一條通路，由傳輸介質(zhì)及對應(yīng)從屬設(shè)備組成。信道能夠按下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造劃分：物理信道和邏輯信道傳輸介質(zhì)劃分：有線信道和無線信道傳輸數(shù)據(jù)信號類型劃分：模擬信道和數(shù)字信道信道使用方式劃分：專用信道和公共交換信道10/10/20234040/119信道幾個主要技術(shù)指標(biāo)比特率（S）：單位時間內(nèi)傳遞二進(jìn)制代碼有效位數(shù)。波特率（B）：表達(dá)調(diào)制后模擬電信號每秒鐘變化次數(shù)。（B＝1/T）。信道容量：物理上信道所能傳輸數(shù)據(jù)最大能力。誤碼率（Pe）：二進(jìn)制位在數(shù)據(jù)傳輸中被傳錯概率。（Pe=Ne/N，一般Pe<10-6）吞吐量：信道在單位時間內(nèi)傳輸總信息量。10/10/20234141/119網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計中包括主要問題數(shù)據(jù)傳輸類型模擬通信、數(shù)字通信數(shù)據(jù)通信方式串行通信、并行通信數(shù)據(jù)交換方式

線路交換、存放轉(zhuǎn)發(fā)交換同步技術(shù)

同步傳輸、異步傳輸差錯控制技術(shù)

奇偶校驗、循環(huán)冗余校驗10/10/20234242/1191.8串行傳輸與并行傳輸數(shù)據(jù)傳輸

圖1-7數(shù)據(jù)傳輸模擬通信數(shù)字通信數(shù)據(jù)通信——信源發(fā)、信宿收都是數(shù)字信號。信源信宿發(fā)數(shù)字信號數(shù)字信號收模擬信號數(shù)字信號10/10/20234343/119傳輸方式并行傳輸字符編碼各位（比特）同步傳輸。

圖1-8并行傳輸10/10/20234444/119

特點：傳輸速度快:一位（比特）時間內(nèi)可傳輸一種字符；通信成本高:每位傳輸要求一種單獨信道支持；因此假如一種字符包括8個二進(jìn)制位，則并行傳輸要求8個獨立信道支持；不支持長距離傳輸:由于信道之間電容感應(yīng)，遠(yuǎn)距離傳輸時，可靠性較低。10/10/20234545/119串行傳輸將組成字符各位串行地發(fā)往線路。

圖1-9串行傳輸10/10/20234646/119

特點：傳輸速度較低，一次一位；通信成本也較低，只需一種信道；支持長距離傳輸，目前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中所用傳輸方式均為串行傳輸。數(shù)據(jù)通信方式：單工通信：傳送信息始終是一種方向。

半雙工通信：通信雙方都能夠發(fā)送或接收信息，但不能同步雙向發(fā)送。雙工通信：通信雙方能夠同步發(fā)送和接收信息。

10/10/20234747/119

圖1-10數(shù)據(jù)傳輸三種方式10/10/20234848/1191.9數(shù)據(jù)傳輸類型與編碼技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸類型數(shù)據(jù)通信：在不一樣計算機(jī)和數(shù)字設(shè)備之間傳送二進(jìn)制代碼0、1比特位過程。頻帶傳輸（模擬傳輸）：信源發(fā)出模擬信號在模擬信道傳輸?；鶐鬏敚〝?shù)字傳輸）：信源發(fā)出模擬信號以數(shù)字信號形式傳輸。10/10/20234949/119基帶傳輸與數(shù)字信號編碼基帶傳輸：信號只占有一定頻率范圍。這種由計算機(jī)或終端產(chǎn)生，頻譜從零開始而未經(jīng)調(diào)制數(shù)字信號所占用頻率范圍叫基本頻帶，簡稱基帶。利用基帶信號直接傳輸方式稱基帶傳輸。數(shù)字基帶信號編碼

非歸零編碼曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼10/10/20235050/119非歸零編碼碼元

——每一位二進(jìn)制數(shù)字。10/10/20235151/119長處：

簡單、容易實現(xiàn)。缺陷：

無法確保收發(fā)雙方同步，必須附加發(fā)送同步信號。應(yīng)用：

計算機(jī)串口和調(diào)制解調(diào)器之間。10/10/20235252/119曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼是目前廣泛使用編碼辦法之一。在每一碼元時間間隔內(nèi)，當(dāng)發(fā)0時，在間隔中間時刻電平從低向高躍變；當(dāng)發(fā)1時，在間隔中間時刻電平從高到低躍變。差分曼徹斯特編碼是對曼徹斯特編碼改善。在每一碼元時間間隔內(nèi)，無論發(fā)0或1，在間隔中間都有電平躍變；但發(fā)1時，間隔開始時刻不變；發(fā)0時，間隔開始時刻變。10/10/20235353/119

10110前半周期傳送原碼、后半周期傳送反碼發(fā)0時在中間時刻電平從低躍變到高發(fā)1時在中間時刻電平從高躍變到低曼特斯特編碼發(fā)0時前半碼元與上一后半碼元相反發(fā)1時前半碼元與上一后半碼元相同差分曼特斯特編碼10/10/20235454/119曼徹斯特編碼特點及應(yīng)用長處：內(nèi)同步、成本低缺陷：效率低應(yīng)用：典型10BASE以太網(wǎng)等差分曼徹斯特編碼特點長處：內(nèi)同步、抗干擾性能較好缺陷：實現(xiàn)技術(shù)復(fù)雜10/10/20235555/119

圖1-11數(shù)字信號三種編碼波形

10/10/20235656/119基帶傳輸特點及應(yīng)用長處：

抗干擾能力強、成本低缺陷：信道利用率低，使用有線介質(zhì)限制了使用場所應(yīng)用：

一般局域網(wǎng)中經(jīng)常使用基帶傳輸技術(shù)10/10/20235757/119頻帶傳輸與模擬信號編碼基本概念編碼：是將模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換成數(shù)字信號，方便通過數(shù)字傳輸介質(zhì)傳輸出去。調(diào)制：將數(shù)字信號或非正弦波模擬信號變成正弦波模擬信號過程。解調(diào)：將通過調(diào)制變換過模擬信號恢復(fù)成本來數(shù)字信號。解碼：在接收端，將數(shù)字信號變換成原始數(shù)據(jù)。

10/10/20235858/119數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號編碼

通過調(diào)制振幅、頻率和相位等載波特性或者這些特性某種組合，來對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行編碼。最基本數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)→模擬信號調(diào)制方式有下列三種:幅移鍵控方式（ASK）頻移鍵控方式（FSK）相移鍵控方式（PSK）10/10/20235959/119幅度調(diào)制幅度調(diào)制又稱“振幅鍵控”，在幅度調(diào)制中，頻率和相位都是常數(shù)，振幅為變量,即載波幅度隨發(fā)送信號而變化。頻率調(diào)制頻率調(diào)制又稱“移頻鍵控”，在頻率調(diào)制中，振幅和相位為常量，頻率為變量，即載波頻率隨發(fā)送信號而變化。10/10/20236060/119相位調(diào)制相位調(diào)制又稱“移相鍵控”。在相位調(diào)制中，振幅、頻率為常量，相位為變量，即載波相位隨發(fā)送信號而變化。10/10/20236161/119圖1-12三種調(diào)制方式波形10/10/20236262/1191.10數(shù)據(jù)同步技術(shù)基本概念概念

數(shù)據(jù)發(fā)送和接收要求同步，發(fā)送端以一定速度在一定起止時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收端也必須以相同速度在相同起止時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。10/10/20236363/119需處理問題正確辨別和識別每個比特----位同步辨別每個代碼起始和結(jié)束位----字符同步辨別出完整報文數(shù)據(jù)塊開始和結(jié)束位----幀同步同步方式異步傳輸方式同步傳輸方式10/10/20236464/119異步傳輸方式每個字符在傳輸時都前后分別加上起始位和結(jié)束位，以表達(dá)一種字符開始和結(jié)束。起始位為“0”，結(jié)束位為“1”，結(jié)束位長度能夠為1位、1.5位或2位。

圖1-13異步傳輸發(fā)送端接收端停頓位

奇偶位

b7b6b5b4b3b2b1

起始位起始位校驗位終止位10/10/20236565/119工作特點各個位以串行方式發(fā)送，并附有“起止位”作為識別符以字符為單位，字符之間通過“空號”來分隔長處

設(shè)備簡單、技術(shù)容易、費用低缺陷

每傳輸一種字符，都需要附加2~3位附加位，開銷大，消費傳輸時間應(yīng)用

適用低速通信場所10/10/20236666/119同步傳輸方式以固定時鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號，字符間次序相連，既無間隙也沒有插入位。收發(fā)雙方時鐘信號與傳輸每一位嚴(yán)格對應(yīng)，以達(dá)成位同步，在開始發(fā)送一幀數(shù)據(jù)前須發(fā)送固定長度幀同步字符，發(fā)送完數(shù)據(jù)后再發(fā)送幀終止字符，這樣就實現(xiàn)了字符和幀同步，之后連續(xù)發(fā)送空白字符，直到發(fā)送下一幀時反復(fù)上述過程。

10/10/20236767/119工作特點同步傳輸中，信息是以數(shù)據(jù)塊方式傳輸在位流中采取同步字符來確保定期附加位多，效率高于異步傳輸發(fā)送端接收端數(shù)據(jù)塊同步信號同步信號數(shù)據(jù)塊0111111001111110圖1-14同步傳輸10/10/20236868/119長處傳輸速率高。缺陷設(shè)備較貴，線路使用高，加大DCE設(shè)備負(fù)擔(dān)。應(yīng)用

計算機(jī)和計算機(jī)之間通信，智能終端與主機(jī)之間通信，以及網(wǎng)絡(luò)通信等。10/10/20236969/1191.11多路復(fù)用技術(shù)基本概念當(dāng)信道傳輸能力超出某一信息需求時，為了提升信道利用率，需要用一條信道傳輸多路信號，即多路復(fù)用技術(shù)。通過多路復(fù)用器，將多路信號進(jìn)行聚集后傳輸，接收端再通過多路復(fù)用器將信息進(jìn)行分離。常用多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用（FDM）時分多路復(fù)用（TDM）波分多路復(fù)用（WDM）空分多路復(fù)用（SDM）10/10/20237070/119多路復(fù)用器多路復(fù)用器圖1-15多路復(fù)用技術(shù)10/10/20237171/119頻分多路復(fù)用（FDM）頻分多路復(fù)用FDM是利用傳輸介質(zhì)可用帶寬超出給定信號所需帶寬這一長處。頻分多路復(fù)用FDM是把每個要傳輸信號以不一樣載波頻率進(jìn)行調(diào)制，并且各個載波頻率是完全獨立，即信號帶寬不會互相重合，然后在傳輸介質(zhì)上進(jìn)行傳輸，這樣在傳輸介質(zhì)上就能夠同步傳輸許多路信號。

10/10/20237272/119應(yīng)用適用于寬帶局域網(wǎng)、公用電話網(wǎng)傳輸語音信息時電話線復(fù)用技術(shù)圖1-16頻分多路復(fù)用技術(shù)10/10/20237373/119時分多路復(fù)用技術(shù)（TDM）時分多路復(fù)用TDM利用每個信號在時間上交叉，能夠在一種傳輸通路上傳輸多種數(shù)字信號。這種交叉能夠是位一級，也能夠是由字節(jié)組成塊或更大量信息。與頻分多路復(fù)用類似，專門用于一種信號源時間片序列被稱為是一條通道時間片一種周期（每個信號源一種），稱之為一幀。在每個顧客占有時間片內(nèi)，顧客使用通信信道所有帶寬。10/10/20237474/119應(yīng)用

適用于傳輸占信道帶寬較寬數(shù)字基帶信號，常用于基帶局域網(wǎng)中。圖1-17時分多路復(fù)用技術(shù)10/10/20237575/1191.12廣域網(wǎng)中數(shù)據(jù)交換技術(shù)基本概念交換也稱為轉(zhuǎn)接。是在多結(jié)點網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，兩結(jié)點要通信時，在雙方之間建立一條物理或邏輯通道，稱為鏈路。所謂交換技術(shù)是采取交換機(jī)或節(jié)點機(jī)等交換系統(tǒng)，通過路由選擇技術(shù)以實現(xiàn)通信雙方信息傳輸和交換一種技術(shù)。常用數(shù)據(jù)交換方式可分為兩大類：電路交換方式和存放轉(zhuǎn)發(fā)方式。其中，存放轉(zhuǎn)發(fā)方式按照被轉(zhuǎn)接信息單位不一樣，又可分為報文交換和報文分組交換。

10/10/20237676/119線路交換（靜態(tài)分派）原理：通過呼叫(撥號)在通信雙方之間建立起一條傳輸信息實際物理通路，并且在整個通信過程中，這條通路被通信雙方獨占而不能被其他站使用，直到數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。包括三個階段建立線路傳輸數(shù)據(jù)線路拆除

10/10/20237777/119特點

在通話所有時間內(nèi)，通話兩個顧客始終占用端到端固定傳輸帶寬。長處

數(shù)據(jù)傳輸可靠、速度快，且按序傳送缺陷

線路利用率低；線路建立和拆除時間較長；不具有差錯控制能力；不具有存放轉(zhuǎn)發(fā)能力10/10/20237878/119存放轉(zhuǎn)發(fā)交換（動態(tài)分派）產(chǎn)生1964年，巴蘭提出了“存放轉(zhuǎn)發(fā)”概念；1966年，戴維斯提出了“分組”概念。1969年美國分組交換網(wǎng)ARPANET投入運行。存放轉(zhuǎn)發(fā)和線路交換主要區(qū)分發(fā)送數(shù)據(jù)與目標(biāo)地址、源地址、控制信息按照一定格式組成一種數(shù)據(jù)單元（報文或報文分組）進(jìn)入通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)中結(jié)點要負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)單元接收、差錯校驗、存放、路選和轉(zhuǎn)發(fā)功能。10/10/20237979/119分類數(shù)據(jù)通過通信子網(wǎng)傳輸時能夠有報文（message）與報文分組（packet）兩種方式；報文傳輸：不論發(fā)送數(shù)據(jù)長度是多少，都把它當(dāng)作一種邏輯單元發(fā)送；報文分組傳輸：限制一次傳輸數(shù)據(jù)最大長度，假如傳輸數(shù)據(jù)超出要求最大長度，發(fā)送結(jié)點就將它提成多種報文分組發(fā)送。10/10/20238080/119報文交換報文交換屬于存放交換，它不需要在兩個站之間建立一條專用通路。存放交換主要原理是：把待傳送信息存放起來，等到信道空閑時發(fā)出去。存放交換具有存放信息能力。長處無需建立專用通道，傳送報文可分時共享通路，從而提升線路利用率；能夠進(jìn)行不一樣速率、不一樣碼型交換，從而實現(xiàn)不一樣種類終端間數(shù)據(jù)傳送；能夠?qū)崿F(xiàn)把一種報文送到多種目標(biāo)站點。

10/10/20238181/119缺陷報文不按次序達(dá)到；延遲時間較長，為“報文接收時間+排隊等候時間+報文轉(zhuǎn)發(fā)時間”；中間節(jié)點須具有很大存放空間,且大報文從外存調(diào)入內(nèi)存增加了延遲時間；大報文長時間占用線路進(jìn)行傳輸,增加了其他小報文在網(wǎng)絡(luò)中延遲時間；大報文犯錯率較高而引發(fā)頻繁重發(fā),影響傳輸效率。應(yīng)用

電報、電子郵件等非實時系統(tǒng)10/10/20238282/119分組交換分組：將較長報文分割長若干個一定長度(等長)段,每段加上交換時所需地址信息、差錯校驗信息，按要求格式組成數(shù)據(jù)單元?；舅枷?限制信息長度,以分組為單位進(jìn)行存放轉(zhuǎn)發(fā)，在接收端再將各分組重新組裝成一種完整報文。長處:高效、靈活、迅速、可靠缺陷:實現(xiàn)復(fù)雜。適合:計算機(jī)間聯(lián)網(wǎng)通信，是目前數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中最廣泛使用一種交換技術(shù)

10/10/20238383/119虛電路分組交換（面向連接）特點:分組傳送前在發(fā)送站和接收站間建立一條邏輯電路優(yōu)點:數(shù)據(jù)傳送前僅作一次路由選擇;數(shù)據(jù)傳送時不需目地址減少了分組長度,節(jié)省通信處理時間等額外開銷;保證每個分組正確有序到達(dá)缺點:當(dāng)某個節(jié)點出故障時,沿途通過虛電路癱瘓適合:系統(tǒng)之間長時間數(shù)據(jù)交換10/10/20238484/119數(shù)據(jù)報分組交換（面向無連接）數(shù)據(jù)報:指每個獨立處理報文分組特點:沒有建立連接過程;以數(shù)據(jù)報為信息單元來處理;接收節(jié)點割據(jù)網(wǎng)絡(luò)中實際情況等來選擇路由;每個數(shù)據(jù)報通過途徑也許不一樣,達(dá)到時也許不按序,甚至有數(shù)據(jù)報也許會丟失長處:傳輸少數(shù)分組時速度更加快、靈活;且傳輸較為可靠,當(dāng)某個節(jié)點出故障而失效,報文分組還能夠通過其他途徑傳送缺陷:分組不按序達(dá)到,不能及時發(fā)覺分組丟失

10/10/20238585/119三種交換技術(shù)比較10/10/20238686/119虛電路方式和數(shù)據(jù)報方式比較對比方面虛電路服務(wù)

數(shù)據(jù)報服務(wù)

思緒可靠通信應(yīng)當(dāng)由網(wǎng)絡(luò)來確保可靠通信應(yīng)當(dāng)由顧客主機(jī)來確保連接建立必須有

不要

目標(biāo)站地址僅在連接建立階段使用，每個分組使用短虛電路號每個分組都有目標(biāo)站全地址路由選擇

在虛電路建立時進(jìn)行，所有分組均按同一路由每個分組獨立選擇路由

當(dāng)結(jié)點出故障時

所有通過出故障結(jié)點虛電路均不能工作出故障結(jié)點也許會丟失分組，某些路由也許會發(fā)生變化分組次序總是按發(fā)送次序達(dá)到目標(biāo)站達(dá)到目標(biāo)站時不一定按發(fā)送次序端到端差錯處理和流量控制由分組交換網(wǎng)負(fù)責(zé)由顧客主機(jī)負(fù)責(zé)10/10/20238787/1191.13差錯控制技術(shù)基本概念差錯控制辦法數(shù)字通信系統(tǒng)基本任務(wù)是高效率而無差錯傳送數(shù)據(jù)。但在任何一種通信線路上都不可避免地存在一定程度噪聲。信道噪聲所造成后果是使得接收端接收到數(shù)據(jù)和發(fā)送端所發(fā)送數(shù)據(jù)不一致，即造成傳輸差錯。10/10/20238888/119提升傳輸質(zhì)量辦法選擇好通信線路，即改善通信線路電氣性能，使誤差出現(xiàn)概率減少到系統(tǒng)要求。在通信線路上，設(shè)法檢查錯誤，采取措施對錯誤進(jìn)行差錯控制。差錯分類熱噪聲差錯（隨機(jī)差錯）：傳輸介質(zhì)內(nèi)部原因引發(fā)沖擊噪聲差錯（突發(fā)差錯）：外界干擾引發(fā)10/10/20238989/119常用差錯控制法奇偶校驗

奇偶校驗又叫字符校驗、垂直冗余校驗（VRC）。它是以字符為單位校驗辦法。它在每個字符編碼背面（或最前面），另外增加一種二進(jìn)制位，該位叫做校驗位。其主要目標(biāo)是使整個編碼中1（或0）個數(shù)成為奇數(shù)或偶數(shù)。假如使編碼中1個數(shù)成為奇數(shù)則叫做奇校驗，反之，則叫做偶校驗。10/10/20239090/119例如：我們要傳送一組二進(jìn)制編碼為1010010背面增加一位進(jìn)行奇校驗10100100（使1個數(shù)為奇數(shù)）傳送時未出現(xiàn)錯誤：10100100，奇校驗正確傳送時其中一位犯錯：10110100，奇校驗?zāi)軝z查犯錯誤傳送有兩位犯錯時：10111100，奇校驗就不能檢查犯錯誤了10/10/20239191/119這種辦法只能檢測錯誤而不能糾正錯誤，由于它不能檢測犯錯在哪一位。奇偶校驗法雖然簡單，但并不是一種安全差錯控制辦法，一般用于低速傳輸，如：一般電話線與ISP（低速時）。其中，偶校驗用于異步傳輸方式，奇校驗用于同步傳輸方式。10/10/20239292/119方塊校驗

方塊校驗又叫報文校驗、水平垂直冗余校驗（LRC）。是一種對行和列都進(jìn)行奇偶校驗辦法。這種辦法是在奇偶校驗基礎(chǔ)上，在一批字符傳送之后，另外增加一種檢查字符，該檢查字符編碼辦法是使每一位縱向代碼中1個數(shù)成為奇數(shù)（或偶數(shù)）。10/10/20239393/119LRC工作方式字符位1位2位3位4位5位6位7校驗位（偶）N10011100E10001011T10101001W10101111O10011111校驗位（偶）1000111010/10/20239494/119例如：

奇偶校驗位（奇校驗）字符110100100

字符210000011

字符310011000

字符410100001

字符510010001

字符610000101------------------------------------------方塊校驗字符（奇校驗）1111010110/10/20239595/119這種辦法糾錯能力較強，基本能夠檢測出所有1位、2位或3位錯誤，從而使誤碼率能減少2～4個數(shù)量級，糾錯效果十分顯著，廣泛用于計算機(jī)通信和某些計算機(jī)外部設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸中。10/10/20239696/119循環(huán)冗余校驗在反饋重發(fā)糾錯法中，最常用校驗碼是循環(huán)冗余校驗碼(CRC)，簡稱循環(huán)碼，又稱（n,k）循環(huán)碼，循環(huán)碼共n位，其中前k位為數(shù)據(jù)位，后（n,k）位為冗余位。一種通過多項式除法檢測錯誤辦法。檢錯思想：收發(fā)雙方商定一種生成多項式G(x)（其最高階和最低階系數(shù)必須為1），發(fā)送方在幀末尾加上校驗和，使帶校驗和幀多項式能被G(x)整除。接收方收到后，用G(x)除多項式，若有余數(shù)，則傳輸有錯。10/10/20239797/119校驗碼計算辦法將要發(fā)送數(shù)據(jù)當(dāng)作一種多項式F（x）系數(shù)；最高指數(shù)為r;選擇一種生成多項式G(x)，最高指數(shù)為k，0<k<r;計算F（x)*xk;計算F（x)*xk/G（x)，生成余數(shù)多項式R（x）----校驗碼。生成多項式G(x)：是接收方和發(fā)送方一種商定，也就是一種二進(jìn)制數(shù)，在整個傳輸過程中，這個數(shù)始終保持不變。10/10/20239898/119生成多項式10/10/20239999/1193種已成為標(biāo)準(zhǔn)多項式CRC-12X12+X11+X3+X2+X+1CRC-16X16+X15+X2+1CRC-CCITTX16+X12+X5+1在數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)中，一般k相稱大，由一千甚至數(shù)千數(shù)據(jù)位組成一幀，而后采取CRC碼產(chǎn)生r位校驗位。它只能檢測犯錯誤，而不能糾正錯誤。一般取r=16，標(biāo)準(zhǔn)16位生成多項式有CRC-16X16+X15+X2+1和CRC-CCITTX16+X12+X5+1

10/10/2023100100/119CRC碼生成步驟將x最高冪次為R生成多項式G(x)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)R+1位二進(jìn)制數(shù)；將信息碼左移R位，相稱與對應(yīng)信息多項式F(x)*2R；用生成多項式（二進(jìn)制數(shù)）對信息碼做模2除，得到R位余數(shù)；將余數(shù)拼到信息碼左移后空出位置，得到完整CRC碼。10/10/2023101101/119模2除（按位除）：

模2除做法與算術(shù)除法類似，但每一位除（減）成果不影響其他位，即不向上一位借位。然后再移位做下一位模2減。步驟如下：

用除數(shù)對被除數(shù)最高幾位做模2減，沒有借位。除數(shù)右移一位，若余數(shù)最高位為1，商為1，并對余數(shù)做模2減。若余數(shù)最高位為0，商為0，除數(shù)繼續(xù)右移一位。始終做到余數(shù)位數(shù)不大于除數(shù)時，該余數(shù)就是最后余數(shù)。10/10/2023102102/119例：

試通過計算求出CRC校驗碼，并寫出完整傳輸比特序列。要求：(1)CRC校驗生成多項式：G(x)=x4+x+1,對應(yīng)比特序列為10011，k=4；(2)要發(fā)送二進(jìn)制多項式為：F(x)=x4+x2+1(比特序列10110)10/10/2023103103/119解：F(x)序列左移4位得到：101100000進(jìn)行模2除法

1010110011|101100000

1001110100

1001111100

10011

1111

余數(shù)多項式R（x）=111110/10/2023104104/119經(jīng)通信信道實際傳輸數(shù)據(jù)比特序列為：101101111它由兩部分組成：校驗過程：用實際傳輸數(shù)據(jù)比特序列對G(x)進(jìn)行模2除法，若得到余數(shù)為0，則表達(dá)傳輸正確要發(fā)送二進(jìn)制信息CRC校驗碼10110111110/10/2023105105/119注意事項生成多項式最高位和最低位必須為1當(dāng)被傳送信息（CRC碼）任何一位發(fā)生錯誤時，被生成多項式做模2除后應(yīng)當(dāng)使余數(shù)不為0不一樣位發(fā)生錯誤時，應(yīng)當(dāng)使余數(shù)不一樣對余數(shù)繼續(xù)做模2除，應(yīng)使余數(shù)循環(huán)當(dāng)余數(shù)不足R位時，在前添“0”補足10/10/2023106106/119循環(huán)冗余校驗基本思想是：在發(fā)送時，將報文碼多項式用生成多項式來除，將相除成果余數(shù)作為校驗碼跟在報文碼之后一同發(fā)送出去。在接收端，把接收到含校驗碼報文碼再用同一種生成多項式來除，如在傳送過程中無差錯，則應(yīng)當(dāng)除盡，即余數(shù)應(yīng)為0，若除不盡，則說明傳輸過程中有差錯，應(yīng)要求對方重新發(fā)送一次。多項式以2為模運算。按照它運算法則，加法不進(jìn)位，減法不借位。10/10/2023107107/119循環(huán)冗余校驗碼特點

可檢測出所有奇數(shù)位錯可檢測出所有雙比特錯可檢測出所有不大于、等于校驗位長度突發(fā)錯

10/10/2023108108/119CRC糾錯

在接收端收到了CRC碼后用生成多項式為G(x)去做模2除，若得到余數(shù)為0,則碼字無誤。若假如有一位犯錯，則余數(shù)不為0，并且不一樣位犯錯，其他數(shù)也不一樣。能夠證明，余數(shù)與犯錯位對應(yīng)關(guān)系只與碼制及生成多項式有關(guān)，而與待測碼字（信息位）無關(guān)。下表給出了G(x)＝1011，F(xiàn)(x)＝1010犯錯模式，變化F(x)（碼字），只會變化表中碼字內(nèi)容，不變化余數(shù)與犯錯位對應(yīng)關(guān)系。

10/10/2023109109/119（7，4）CRC碼犯錯模式（G(x)＝1011）

10/10/2023110110/119假如循環(huán)碼有一位犯錯，用G(x)作模2除將得到一種不為0余數(shù)。假如對余數(shù)補0繼續(xù)除下去，我們將發(fā)覺一種有趣成果；各次余數(shù)將按上圖所給次序循環(huán)。例如第一位犯錯，余數(shù)將為001，補0后再除（補0后若最高位為1，則用除數(shù)做模2減取余；若最高位為0，則其最低3位就是余數(shù)），得到第二次余數(shù)為010。后來繼續(xù)補0作模2除，依次得到余數(shù)為100，011…，反復(fù)循環(huán)，這就是“循環(huán)碼”名稱由來。10/10/2023111111/119

【例】假設(shè)使用生成多項式是G(x)=x3+x+1。4位原始報文為1010，求編碼后報文。10/10/2023112112/119解：

1、將生成多項式G(x)=x3+x+1轉(zhuǎn)換成對應(yīng)二進(jìn)制除數(shù)1011。2、此題生成多項式有4位（R+1），要把原始報文C(x)左移3（R）位變成10100003、用生成多項式對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)對左移4位后原始報文進(jìn)行模2除