1.2 數(shù)據(jù)通信技術

1、項目1 認識計算機網(wǎng)絡1.2 數(shù)據(jù)通信技術計算機網(wǎng)絡技術與應用全國中等職業(yè)學校計算機類通用教材本課件的文字及圖片版權 均為南京鳳凰康軒所有數(shù)據(jù)通信的基本概念o 信息與數(shù)據(jù)n信息 信息是對客觀事物的反映，可以是對物質的形狀、大小、結構、性能等全部或部分特性的描述，也可以表示物質與外部的聯(lián)系。信息有多種存在形式，如數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像等。n數(shù)據(jù) 數(shù)字化的信息稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是信息的載體，信息則是數(shù)據(jù)的內(nèi)在含義或解釋。數(shù)據(jù)通信的基本概念o 數(shù)據(jù)的類型n模擬數(shù)據(jù) 連續(xù)變化的各種物理量稱為模擬數(shù)據(jù)，如聲音的大小、光線的強弱等。n數(shù)字數(shù)據(jù) 離散不連續(xù)的物理量稱為數(shù)字數(shù)據(jù)，如名次、身高、年齡等。 計算

2、機中的信息都是用數(shù)字形式來表示的。通常，我們所說的數(shù)據(jù)均指數(shù)字數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信的基本概念o 信道與信道容量n在數(shù)據(jù)通信中，信號是數(shù)據(jù)的傳輸形式，包括模擬信號和數(shù)字信號，而傳輸信號的通道則稱為信道。n信道容量是指信道傳輸信息的最大能力，通常用信息速率來表示。單位時間內(nèi)傳送信息的比特數(shù)（bit）越多，則信息的傳輸能力也就越大，即信道容量越大。數(shù)據(jù)通信的基本概念o 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術指標n數(shù)據(jù)傳輸率n誤碼率n吞吐量n信道的傳播延遲n信道帶寬數(shù)據(jù)傳輸技術o 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結構模型 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指以計算機為中心，用通信線路與分布在遠地的數(shù)據(jù)終端設備連接起來，執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)，如上圖所示。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

3、的一般結構模型如下圖所示。數(shù)據(jù)傳輸技術o 數(shù)據(jù)線路的通信方式 根據(jù)數(shù)據(jù)在傳輸線路上的傳送方向，通常將數(shù)據(jù)通信方式分為單工通信、半雙工通信和全雙工通信三種，如下圖所示。數(shù)據(jù)傳輸技術o 串行傳輸與并行傳輸o串行傳輸每次由發(fā)送端到接收端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只有一位，將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)排成一串，一位接一位地逐一傳輸，如下左圖所示。由于線路成本等因素，遠距離通信一般采用串行通信技術。o并行傳輸主要應用于距離比較近的情況，至少有8 bit數(shù)據(jù)同時傳輸，如下右圖所示。計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)大多是并行傳輸，如用于連接磁盤的扁平電纜一次就可以傳輸多位數(shù)據(jù)，外部的并行端口及其連線都利用并行傳輸。數(shù)據(jù)傳輸技術o 同步傳輸與異步傳輸o同

4、步傳輸是在高速數(shù)據(jù)傳輸過程中所使用的定時方式。在同步傳輸過程中，數(shù)據(jù)傳送是以數(shù)據(jù)區(qū)塊為單位，在區(qū)塊的前后使用一些特殊的字符作為成幀信息。這些特殊字符使得發(fā)送端與接收端建立起一個同步的傳輸過程（即接收端與發(fā)送端的步調(diào)保持一致）。另外，這些成幀信息還用來區(qū)分和隔離連續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊。o同步傳輸適合于大的數(shù)據(jù)塊的傳輸，這種方法的優(yōu)點是開銷小、效率高，缺點是控制比較復雜，如果傳輸中出現(xiàn)錯誤需要重新傳送整個數(shù)據(jù)區(qū)塊。同步傳輸同步傳輸數(shù)據(jù)傳輸技術o異步傳輸?shù)奶攸c是有數(shù)據(jù)需要發(fā)送的終端設備可以在任何時刻向信道發(fā)送信號，而不管接收方是否知道它開始進行發(fā)送操作。它把每個字節(jié)作為一個單元獨立傳輸，字節(jié)之間的傳輸間隔

5、任意。為了標志字節(jié)的開始和結尾，在每個字符的開始用一位作起始位，結尾加1 bit、1.5 bit或2 bit停止位，構成一個個的“字符”，這里的“字符”指異步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元，不同于“字節(jié)”，一般略大于一個字節(jié)。o異步傳輸方式的缺點是開銷大、效率低、速度慢，優(yōu)點是控制簡單，如果傳輸有誤只需要重新發(fā)送一個字符。o 注意n異步傳輸是面向字符的傳輸，而同步傳輸是面向比特的傳輸。n異步傳輸?shù)膯挝皇亲址絺鬏數(shù)膯挝皇菐?。n異步傳輸通過字符起止的起始位和停止位實現(xiàn)同步，而同步傳輸則是從數(shù)據(jù)中抽取同步信息。n異步傳輸對時序的要求較低，同步傳輸往往通過特定的時鐘線路協(xié)調(diào)時序。n異步傳輸相對于同步傳輸效率較

6、低。數(shù)據(jù)交換技術o 電路交換o電路交換是指通過網(wǎng)絡結點（交換設備）在工作站之間建立專用的通信通道，即在兩個工作站之間建立實際的物理連接。一旦通信線路建立，這對端點就獨占該條物理通道，直至通信線路被取消。o電路交換的主要優(yōu)點是實時性好，由于信道專用，通信速率較高；缺點是線路利用率低，不能連接不同類型的線路組成鏈路，通信的雙方必須同時工作。o 報文交換o報文是一個帶有目的端信息、控制信息和數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)塊。報文交換采取的是“存儲轉發(fā)（Store and Forward）”方式，不需要在通信的兩個結點之間建立專用的物理線路。o報文交換的主要缺點是網(wǎng)絡延時較長且變化比較大，因而不宜用于實時通信或交互式的應用場合。數(shù)據(jù)交換技術o 分組交換o分組交換是報文交換的一種改進，也屬于存儲轉發(fā)方式，但它不是以報文為單位，而以長度受到限制的報文分組（Packet）為單位進行傳輸交換。分組也叫做信息包，分組交換有時也稱為包交換。o根據(jù)分組在網(wǎng)絡系統(tǒng)中的傳輸方式，還可以將分組分為數(shù)據(jù)報和虛電路兩種。n數(shù)據(jù)報（Data Gram） 數(shù)據(jù)報傳輸分組交換方式的優(yōu)點是：對于短報文數(shù)據(jù)，通信傳輸率比較高，對網(wǎng)