高纲1748江苏省高等教育自学考试07025数据通信与网络南京信息工程大学编（2018年）江苏省高等教育自学考试委员会办公室第1章概述本章是整个课程的概要部分，分为两个部分，第一部分是数据通信，介绍数据通信的基本概念及模型，数据通信系统的组成、主要性能指标和数据通信网络。

第二部分是计算机网络，介绍计算机网络的发展过程，因特网的组成，计算机网络的定义、类别、功能和性能指标。

接着论述各个章节都要涉及的重要概念，即计算机网络的体系结构和模型，最后是发展趋势。

通过本章的学习，对其中较为抽象的内容：计算机网络体系结构有初步的认识，为后续章节的学习奠定基础。

要求学生能够将本章与其他章节关联起来，在学习到后继章节时反复重温本章内容。

三、考核知识点与考核要求1.数据通信概述识记：（1）模拟通信概念以模拟信号为传输方式称为模拟传输，已模拟信号传送消息的通信方式称为模拟通信而传输模拟信号的通信系统称为模拟通讯系统。

（2）数字通信概念一数字信号为传输方式称为数字传输，以数字信号传送消息的通信方式称为数字通信而传输数字信号的通信系统称为数字通讯系统。

（3）数据通信概念。

数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。

从某种意义上来说，数字通信可看成是数字通信的特例，具有数字通信的一切优点。

（4）数据通信系统的模型的组成要素该模型包括源系统、传输系统和目的系统三部分有以下五个要素组成①：原点②：发送器③：传输系统④：接收系统⑤：终点领会：数据通信系统的模型工作原理。

2.数据通信系统识记：（1）数据通信系统的组成。

数据通信系统是由终端设备子系统、数据传输系统和数据处理子系统三部分组成。

（2）数据通信系统的主要性能指标（有效性指标）。

有效性指标是衡量数据通信系统传输能力的指标。

通常用带宽、传输速率和频带利用率等指标来表示。

领会：（1）数据通信系统的分类（1）联机实时系统。

指数据处理子系统能够实时处理终端设备子系统输入的数据，并将处理结果送回的一种数据处理系统（2）远程批处理系统。

批量接收，批量处理，批量传输。

（3）分时处理系统3.数据通信网络识记：（1）数据通信网络按照覆盖范围划分的情况。

广域网：覆盖范围很广的远程网络，它由一些结点交换机和连接这些交换机的链路组成。

城域网：是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，简称MAN。

属宽带局域网。

由于采用具有有源交换元件的局域网技术，网中传输时延较小，它的传输媒介主要采用光缆，传输速率在100兆比特/秒以上。

局域网：是在一个局部的地理范围内(如一个学校、工厂和机关内)，将各种计算机、外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网，简称LAN。

三者覆盖关系：广域网大于城域网、城域网大于局域网。

领会：数据通信网络的特点和组成。

4.计算机网络概述识记：（1）计算机网络的定义一些互连的、自治的计算机的集合。

互连是指各计算机之间通过有线或无线通信信道彼此交换信息“独立自治”则强调他们之间没有明显的主从关系。

（2）计算机网络的类别1：不同覆盖范围的网络：互联网、广域网、城域网和局域网2：不同服务对象的网络：分为公用和专用两种3：把用户接入因特网的网络称为接入网（1）计算机网络的性能指标（速率、带宽、吞吐量）。

速率是指计算机网络中的主机在信道上单位时间内传输的数据量带宽是指某个信号所具有的频带宽度。

由信号的频谱分析可知一个信号可能包含不同的频率成分，因此它的带宽也就是该信号的不同频率成分所占用的频率范围吞吐量是指单位时间内通过某个网络（或信道接口）的数据量，其单位是比特/秒。

时延是指数据从网络的一端传送到另一端所需要的时间。

它是一个非常重要的指标数据在网络中的总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延领会：5（1）计算机网络由互联网到因特网的发展过程第一阶段是从单个ARPA网向互联网发展的阶段第二阶段是构成三级结构的因特网第三阶段是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网（2）计算机网络在我国的发展过程。

我国计算机网络起步于20世纪80年代。

1980年进行联网试验。

并组建各单位的局域网。

1989年11月，第一个公用分组交换网建成运行。

1993年建成新公用分组交换网CHINANET。

80年代后期，相继建成各行业的专用广域网。

1994年4月，我国用专线接入因特网(64kb/s)。

1994年5月，设立第一个WWW服务器。

1994年9月，中国公用计算机互联网启动。

目前已建成9个全国性公用性计算机网络(2个在建)。

2004年2月，建成我国下一代互联网CNGI主干试验网CERNET2开通并提供服务(2.5-10Gb/s)。

（3）因特网组成中的核心部分由大量的各种网络和连接这些网络的路由器组成，它为周边部分提供连通和交换服务。

（4）因特网组成中的周边部分。

由所有连接在因特网上的主机组成。

它为用户提供数据通信和资源共享服务。

（5）计算机网络的功能资源共享数据通信提高了可靠性均衡负荷提供灵活的工作环境应用：计算机网络的性能指标（时延）、实验带宽积、利用率。

5.计算机网络的体系结构和模型识记：计算机网络模型OSI/RM和TCP/IP的层次。

OSI模型分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层TCP/IP模型链路层、互联网层（重要）、传输层和应用层领会：（1）层次型的体系结构。

(2)计算机网络模型OSI/RM和TCP/IP的功能OSI/RM参考模型该模型定义了不同计算机互联的标准，是设计和描述计算机网络通信的基本框架。

OSI参考模型共分为7个层次，从低到高依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

TCP/IP模型分为四个层次：应用层，传输层，网络互联层和网络接口层。

TCP/IP协议由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。

TCP/IP定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

（3）OSI与TCP/IP的比较相同之处①两者都采用层次型的模型；②都以协议栈的概念为基础，且协议栈中的协议是彼此相互独立的；③两个模型中各层的功能大体相似。

不同之处①服务、接口和协议这三个概念，OSI非常明确，TCP/IP没有区分三者间的差异。

前者的协议隐蔽性比后者好，这有利于协议的更新。

②OSI是模型在先协议在后，这意味着该模型具有通用性，而TCP/IP模型却相反，模型只是已有协议的一个描述，但未必适合其他的协议栈。

③两种模型层的数目不同。

④OSI的网络层同时支持面向连接和无连接服务，但运输层只支持面向连接服务。

而TCP/IP 的网络层只有一种无连接服务模式，但在运输层同时支持两种服务模式。

⑤TCP/IP较早就有较好的网络管理。

OSI后来才考虑网管问题(4)面向连接服务与无连接服务(1)面向连接服务(connection-oriented)面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放三个阶段。

传输的数据具有顺序性。

(2)无连接服务(connectionless)适用于在一定时期内向同一地发送多个报文的场合。

两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接，下层的资源无需事先预作准备，即资源可进行动态分配。

无连接服务是一种不可靠的服务，常被描述为“尽最大努力交付”(best effort delivery)或“尽力而为”。

两个通信实体无需同时处于活跃(active)状态。

无连接服务最主要的类型：数据报(data gram)优点：灵活、方便。

缺点：不能防止报文的丢失、重复和失序。

(5)服务原语。

OSI模型中对在服务用户和服务提供方之间交互的一个元素的抽象描述，它有请求、指示、响应和证实4个类型。

识记：（1）国际标准化组织（ISO、IEEE、ITU）I SO是国际标准化组织（InternationalOrganiza－tionforStandardization）的缩略语，是目前世界上最大、最有权威性的国际标准化专门机构。

IEEE，全称是Institute of Electrical and Electronics Engineers球最大的专业学术组织,IEEE 的标准制定内容包括电气与电子设备、试验方法、原器件、符号、定义以及测试方法等多个领域。

ITU是国际电信联盟（International Telecommunication Union）的缩略语，成立于1865年5月17日，是由法、德、俄等20个国家在巴黎会议上为了顺利实现国际电报通信而成立的国际组织。

7.发展趋势领会：（1）泛在网络和泛在计算泛在计算UC(ubiquitous Computing)是1991年施乐技术首席官Mark Weiser提出的一种超越传统桌面计算的人机交互新模式，它将信息处理嵌入到用户生活周边空间的计算设备中，协同、透明地为用户提供信息通信服务。

泛在网络的定义(ITU-T)：在预订服务的情况下，个人和/或设备无论何时、何地、何种方式以最少的技术限制接入到服务和通信的能力。

（2）新信息服务（3）云计算和大数据云计算(cloud computing)是一种基于互联网的计算方式，通过这种计算方式，供共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备云计算的定义狭义云计算是指IT基础设施通过网络以按需、易扩展的方式进行交付获得所需资源的使用模式。

广义云计算是指通过网络以按需、易扩展的方式进行服务的交付以获得所需服务的使用模式。

云计算的核心思想是，将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按需服务。

大数据(Big data)又称巨量资料，指的是所涉及的资料量规模巨大到无法透过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的数据集。

大数据的特点：①数据量大，达到PB级；②数据类别繁多，来自多种数据源；③数据真实性高；④数据处理速度快，要求实时处理。

大数据技术是一门快速获得有价值信息的技术。

其意义在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。

（4）下一代网络（NGI、NGN）“下一代”现在有两种说法，一种是下一代因特网NGI(Next Generation Internet)，另一种是下一代电信网NGN(Next Generation Network)。

至今都没有统一的精确定义。

NGI的概念源于计算机界的IETF等组织。

他们认为NGI就是“下一代因特网”，是一个“高可信网络”,NGN只是未来互联网的一个组成部分。

（5）网络融合。

“三网”是指电信网、有线电视网和计算机网。

“三网融合”是一种广义的、社会化的说法，原意是实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。

它并不意味着这三大网络的物理合一，或相互替代，而是每个网络都能开展多种业务，在高层业务应用进行融合。