现代通信技术及应用课件第四章 数据通信.ppt

第4章 数据通信 本章内容： 数据通信概述 数字数据编码 数据传输 数据交换 数据通信网 数据业务 4.1 数据通信概述 数据通信是20世纪50年代末，随着计算机的发展和应用而出现的一种通信方式。 对于数据通信来说，被传输的二进制代码称之为“数据”；数据是信息的载体。 数据是对事物的表示形式，信息是对数据所表示内容的解释。数据通信的任务就是要传输二进制代码比特序列，而不需要解释代码所表示的内容。 4.1.1 数据通信系统组成 数据通信的基本目的是在接受方与发送方之间交换信息。 数据通信系统可以用来产生和接收数据，对数据进行编码、转换，以便满足数据传输系统的传送要求。 典型的数据通信模型如图所示。 （1）传输信道 是信息在信号变换器之间传输的通道。如电话线路等模拟通信信道、专用数字通信信道、同轴电缆和光纤等。按传输介质不同，信道可分为：有线信道和无线信道。 （2）信号变换器 信号变换器（即编码器和译码器）的功能是把信源提供的数据转换成适合通信信道要求的信号形式，或把信道中传来的信号转换成可供数据终端设备使用的数据，最大限度地保证传输质量。 在计算机网络的数据通信系统中，最常用的信号变换器是调制解调器和光纤通信网中的光电转换器。信号变换器和其他的网络通信设备又统称为数据电路终接设备（Data Circuit-terminating Equipment，DCE。 数据通信的特点 实现的计算机之间或计算机与人之间的通信，需要定义严格的通信协议或标准。 数据传输的准确性和可靠性高 误码率小于10－9 ，而语音和电视系统只有10－3。 传输速率高 通信持续时间差异较大，传输流量具有突发性 数据通信具有灵活的接口功能，以满足各式各样的计算机和终端间的相互通信。 4.1.2 数据通信网络互连 4.网络互联设备 集线器（Hub）对网络进行集中管理的最小单元，像树的主干一样，它是各分枝的汇集点。 交换机（Switch）能够通过自学习机制来自动建立端口-地址表，通过端口-地址表转发数据帧。交换机允许多对计算机间能同时交换数据。 路由器（Router）主要功能是路径选择、连接异构网络、包过滤等。 网关（Gateway）又称高层协议转发器。一般用于不同类型且差别较大的网络系统间的互连，又可用于同一个物理网而在逻辑上不同的网络间互连。 交换式局域网技术的校园网的实例 该校园网的主干网用吉比特以太网技术。各楼通过光纤连到主干交换机的吉比特以太网接口。全网可以按照部门或职能划分多个LAN或虚拟局域网（VLAN），各LAN或虚拟局域网之间的通信需要由三层交换机完成。 4.1.3 通信协议 人与人交流有一定的规则，计算机之间的数据通信也需要遵循通信协议 。 交流什么、怎样交流及何时交流，都必须遵循某种互相都能接受的规则，这就是通信协议。 1．通信协议 2．网络体系分层结构 网络之间的通信通常采用“分而治之”方法，把网络通信分解为多层通信结构。每一层有相应的协议，各层之间规定有相应的接口标准。 一：中方经理口述报文内容 二：秘书翻译为英文 三：电信局用国际通用电文码发报至美国 四：美国电信局将报文码译成英文内容 五：秘书将英文内容译为韩文 六：美方韩国经理得知电报内容 3. 开放系统互连（OSI）模型 国际标准化组织(ISO)于1980年12月发表了第一个草拟的开放系统互连参考模型OSI/RM(Open System Interconnection/Reference Model)的建议书。 1984年该参考模型成为正式国际标准ISO7498。 OSI的数据流向是在发送方层层打包，接受方层层拆包 。 应用层：提供网络与最终用户之间的界面。 表示层：转换特定设备的数据和格式，使通信与设备无关。 会话层：在应用程序之间建立连接和会话，并验证用户身份。 传送层：提供节点之间可靠的数据传输，负责数据格式的转换。 网络层：实现节点间数据包的传输，处理通信拥塞和介质传输速率等问题。 链路层：保证在数据节点之间可靠地传输数据帧。 物理层：规定物理线路的机械特性、电气特性、功能特性、规程特性。 4．TCP/IP协议 网络上的世界语。 TCP/IP（Transmission control protocol/ Internet protocol，传输控制协议/网际协议）是一种网际互联通信协议。 全球最大的互联网或网际网因特网采用的即为TCP/IP协议。 TCP/IP协议是Internet上的核心协议。 IP协议负责数据的传输，TCP协议负责数据传输的可靠性。 在Ipv4中，IP地址由四个八位域（叫作octets）组成。 Octets被点号分开代表在0到255范围内的十进制数字。如：192.168.255.255。 IPV4发展到现在，地址空间即将耗尽，