第7章 计算机网络与Internet基础
7.1 数据通信基础 7.2 计算机网络基础 7.3 局域网 7.4 Internet基础 7.5 Internet的 7.6 物联网 7.7 网络的信息安全
7.1 数据通信基础
7.1.1 数据通信系统的构成
信源 输入
数据
发送的
发送器
信号
信道 噪声
接收的 信号
高，适用于一段连续的时间内交换数据；数据报无呼叫建立， 代价小、灵活、可靠。
7.1 数据通信基础
7.1.2 交换技术与差错控制
2．差错控制 差错控制指在数据通信过程中发现、检测差错，并对
差错进行纠正，从而把差错限制在数据传输所允许的 尽可能低的范围内的技术和方法。
差错控制方法主要有两类：自动请求重发（ARQ）和 前向纠错。
7.1.1 数据通信系统的构成 4．数据通信的主要技术指标
（1）带宽（BandWidth）
——一个物理信道内可以传输的信号频率范围，它表征 通信线路传送数据的能力。
例如，移动通信中GSM的信道带宽是0.2MHz，3G通信中 WCDMA的信道带宽是5 MHz。
7.1 数据通信基础
7.1.1 数据通信系统的构成 4．数据通信的主要技术指标
电路交换的优点是数据传输可靠，传输延迟小，实时性好。 缺点是建立连接需要的时间较长，线路利用率低。
7.1 数据通信基础
7.1.2 交换技术与差错控制
1．交换技术
报文交换——以报文为单位进行存储交换的技术。 报文系指需要发送的整个数据块。
报文交换的优点是没有建立和拆除连接所需的等待时间，线 路利用率高，传输可靠性高，控制简单，易于实现。
为了提高信息传输率，现代通信的发展方向之一是多进制通信。
7.1 数据通信基础
7.1.1 数据通信系统的构成 4．数据通信的主要技术指标
（4）误码率
在数据传输过程中，由于信道通常不理想以及噪声的干扰， 在接收端接收到的码元可能会出现错误，这种现象叫做误码。 误码率 是指在数据传输时码元被传错的概率，它是信道传输 的可靠性指标。
t
t
0
0
-1
-1
模拟信号的数字化：三个步骤：采样、量化和编码。 模拟信号数字化的过程称为脉冲编码调制（PCM）。
数字通信系统：以脉冲序列形式传输数据的通信系统； 模拟通信系统：以模拟信号形式传输信息的通信系统
7.1 数据通信基础
7.1.1 数据通信系统的构成 2．编码
——把量化得到的二进制数字按照需要以一定的规 则排列
在计算机网络中，一般用每秒允许传输的二进制码元数作为带宽 的计量单位，常用单位是bit/s、Kbit/s、Mbit/s、Tbit/s：
1Kbps=1×103bit/s
1Mbps=1×103Kbit/s
1Gbps=1×103Mbit/s 1Tbps =1×103Gbit/s
7.1 数据通信基础
7.1.1 数据通信系统的构成 4．数据通信的主要技术指标
检错码或纠错码： 密文：
7.1 数据通信基础
7.1.1 数据通信系统的构成 3．调制器与解调器
调制——在发送端，把数字信号转换成适宜于在信 道中传输的模拟信号的过程。
基本方法：幅移键控，频移键控和相移键控
解调——信号到达接收端时把接收到的模拟信号重 新还原为数字信号的过程。
7.1 数据通信基础
缺点是存储转发延迟较大，由此带来较大的时延。
7.1 数据通信基础
7.1.2 交换技术与差错控制
1．交换技术
分组交换方式——把传输的报文分成若干个小的数据块，称 为分组，然后以分组为单位采用存储转发技术，它的延时和 灵活性均优于报文交换。
分组交换又称为包（Packet）交换。 分组交换有两类：虚电路方式和数据报方式。虚电路的效率
错误接收的码元数 P e 接收的码元总数
在数据通信中一般要求误码率低于10-6。
7.1 数据通信基础
7.1.2 交换技术与差错控制
1．交换技术
交换是指按某种方式动态地分配传输线路资源，在用户呼叫 时为用户选择一条可用的线路进行接续，用户挂机后该线路又 可分配给其它用户，这就可以节省通信线路投资，提高通信线 路利用率。
实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换和分组交换。
7.1 数据通信基础
7.1.2 交换技术与差错控制
1．交换技术
电路交换——两个用户要进行通信时先要建立一条临时的专 用线路，用户通信时独占这条线路而不与其它用户共享，直 到通信一方释放这条专用线路为止。
交换过程经历三个阶段：建立连接、数据传输和释放连接。
（2）信道传输速率 ——系指信道每秒所传输的信息量
信源符号信息量的常用度量单位是“比特”（bit），因此信息传 输速率的单位为比特/秒（bit/s），又称为比特率（bps）。
信道传输速率又可以用每秒传输的二进制码元数表示。
例如：一个数据通信系统每秒传输1024个二进制码元，它的信息 传输速率就是1024bps。
（3）符号传输速率
——每秒传输的码元（Code Cell）数目，其单位为波特 （Baund），也称为波特率。 对于M进制信号，m为正整数，符号传输速率（RB）和信息传输速率
（Rb）的关系为：Rb= RBlog2M 。四进制数据传输时 ，信号可 用二进制码表为00，01，10，11。如果符号速率为9600波特， 在二进制时，信息传输速率为9600比特/秒，在四进制时为 19200比特/秒。
接收器
输出 数据
信宿
通信系统的组成通常需要五个要素： 信源、发送器、接收器、信宿和信道
常见的信道分为有线信道和无线信道。 • 有线信道包括明线、双绞线，同轴电缆，光纤等 • 无线信道则包括无线电波、激光等传播空间
7.1 数据通信基础
7.1.1 数据通信系统的构成
1．数字信号与模拟信号
通信系统中数据的表现形式是信号， 模拟信号：幅度和相位连续变化的信号，它可以用连续函数来
描述。 数字信号：信息可以由表征1码、0码的正、负极性脉冲序列、
即二进制数据流来表示。
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-1
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7.1 数据通信基础
7.与模拟信号
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