1.2 數(shù)據(jù)通信技術(shù)

1、項(xiàng)目1 認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1.2 數(shù)據(jù)通信技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用全國(guó)中等職業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)類(lèi)通用教材本課件的文字及圖片版權(quán) 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(duì)客觀(guān)事物的反映，可以是對(duì)物質(zhì)的形狀、大小、結(jié)構(gòu)、性能等全部或部分特性的描述，也可以表示物質(zhì)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(chēng)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(lèi)型n模擬數(shù)據(jù) 連續(xù)變化的各種物理量稱(chēng)為模擬數(shù)據(jù)，如聲音的大小、光線(xiàn)的強(qiáng)弱等。n數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 離散不連續(xù)的物理量稱(chēng)為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，如名次、身高、年齡等。 計(jì)算

2、機(jī)中的信息都是用數(shù)字形式來(lái)表示的。通常，我們所說(shuō)的數(shù)據(jù)均指數(shù)字?jǐn)?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(hào)是數(shù)據(jù)的傳輸形式，包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，而傳輸信號(hào)的通道則稱(chēng)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(lái)表示。單位時(shí)間內(nèi)傳送信息的比特?cái)?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(shù)指標(biāo)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(shù)o 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指以計(jì)算機(jī)為中心，用通信線(xiàn)路與分布在遠(yuǎn)地的數(shù)據(jù)終端設(shè)備連接起來(lái)，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(jié)構(gòu)模型如下圖所示。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)o 數(shù)據(jù)線(xiàn)路的通信方式 根據(jù)數(shù)據(jù)在傳輸線(xiàn)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(shù)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(xiàn)路成本等因素，遠(yuǎn)距離通信一般采用串行通信技術(shù)。o并行傳輸主要應(yīng)用于距離比較近的情況，至少有8 bit數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸，如下右圖所示。計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)大多是并行傳輸，如用于連接磁盤(pán)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(xiàn)都利用并行傳輸。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)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(guò)程中所使用的定時(shí)方式。在同步傳輸過(guò)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(gè)同步的傳輸過(guò)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(lái)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(diǎn)是開(kāi)銷(xiāo)小、效率高，缺點(diǎn)是控制比較復(fù)雜，如果傳輸中出現(xiàn)錯(cuò)誤需要重新傳送整個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊。同步傳輸同步傳輸數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)o異步傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是有數(shù)據(jù)需要發(fā)送的終端設(shè)備可以在任何時(shí)刻向信道發(fā)送信號(hào)，而不管接收方是否知道它開(kāi)始進(jìn)行發(fā)送操作。它把每個(gè)字節(jié)作為一個(gè)單元獨(dú)立傳輸，字節(jié)之間的傳輸間隔

5、任意。為了標(biāo)志字節(jié)的開(kāi)始和結(jié)尾，在每個(gè)字符的開(kāi)始用一位作起始位，結(jié)尾加1 bit、1.5 bit或2 bit停止位，構(gòu)成一個(gè)個(gè)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(gè)字節(jié)。o異步傳輸方式的缺點(diǎn)是開(kāi)銷(xiāo)大、效率低、速度慢，優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，如果傳輸有誤只需要重新發(fā)送一個(gè)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?，而同步傳輸?shù)膯挝皇菐?。n異步傳輸通過(guò)字符起止的起始位和停止位實(shí)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(duì)時(shí)序的要求較低，同步傳輸往往通過(guò)特定的時(shí)鐘線(xiàn)路協(xié)調(diào)時(shí)序。n異步傳輸相對(duì)于同步傳輸效率較

6、低。數(shù)據(jù)交換技術(shù)o 電路交換o電路交換是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)（交換設(shè)備）在工作站之間建立專(zhuān)用的通信通道，即在兩個(gè)工作站之間建立實(shí)際的物理連接。一旦通信線(xiàn)路建立，這對(duì)端點(diǎn)就獨(dú)占該條物理通道，直至通信線(xiàn)路被取消。o電路交換的主要優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性好，由于信道專(zhuān)用，通信速率較高；缺點(diǎn)是線(xiàn)路利用率低，不能連接不同類(lèi)型的線(xiàn)路組成鏈路，通信的雙方必須同時(shí)工作。o 報(bào)文交換o報(bào)文是一個(gè)帶有目的端信息、控制信息和數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)塊。報(bào)文交換采取的是“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（Store and Forward）”方式，不需要在通信的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間建立專(zhuān)用的物理線(xiàn)路。o報(bào)文交換的主要缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)延時(shí)較長(zhǎng)且變化比較大，因而不宜用于實(shí)時(shí)通信或交互式的應(yīng)用場(chǎng)合。數(shù)據(jù)交換技術(shù)o 分組交換o分組交換是報(bào)文交換的一種改進(jìn)，也屬于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，但它不是以報(bào)文為單位，而以長(zhǎng)度受到限制的報(bào)文分組（Packet）為單位進(jìn)行傳輸交換。分組也叫做信息包，分組交換有時(shí)也稱(chēng)為包交換。o根據(jù)分組在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的傳輸方式，還可以將分組分為數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路兩種。n數(shù)據(jù)報(bào)（Data Gram） 數(shù)據(jù)報(bào)傳輸分組交換方式的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)于短報(bào)文數(shù)據(jù)，通信傳輸率比較高，對(duì)網(wǎng)