《網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信》ppt課件

1、1.3 網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通訊學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)目的l掌握數(shù)據(jù)通訊的根本概念；l了解基帶傳輸?shù)母靖拍睿籰了解頻帶傳輸?shù)母靖拍?；l知道調(diào)制解調(diào)器的任務(wù)原理；l知道線路交換與分組交換等數(shù)據(jù)交換技術(shù)；一、數(shù)據(jù)通訊的根本概念一、數(shù)據(jù)通訊的根本概念l信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)l數(shù)據(jù)傳輸類型與通訊系統(tǒng)l基帶傳輸l頻帶傳輸l數(shù)據(jù)傳輸速率1.信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)l通訊l信號(hào)l模擬信號(hào)l數(shù)字信號(hào)l信息l數(shù)據(jù)l信號(hào)：是數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中電信號(hào)的表現(xiàn)方式。l按照在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)類型有兩種：l模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)l模擬信號(hào)：的信號(hào)電平是延續(xù)變化的；l數(shù)字信號(hào)：是用兩種不同的電平去表示0、1比特序列的電壓脈

2、沖信號(hào)表示。l按照在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)類型，通訊系統(tǒng)分為模擬通訊系統(tǒng)與數(shù)字通訊系統(tǒng)兩種。模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形(a)(a)v(t)v(t)tt(b)(b)模擬信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形2.數(shù)據(jù)傳輸類型與通訊系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸類型與通訊系統(tǒng) 數(shù)據(jù)傳輸類型模擬通訊數(shù)字通訊 數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器信道信道調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器圖圖2-2 2-2 數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)通訊線路通訊線路(3)數(shù)據(jù)通訊方式單工、半雙工與全雙工通訊按信號(hào)傳送方向與時(shí)間關(guān)系分單工通訊 simplex半雙工通訊 (half-duplex

3、)全雙工通訊 (full- duplex)發(fā)送接收單向通道單向通道雙向通道雙向通道雙向通道雙向通道(a)(a)(b)(b)(c)(c)發(fā)送接收接收發(fā)送發(fā)送接收接收發(fā)送單工、半雙工與全雙工通訊單工、半雙工與全雙工通訊3.基帶傳輸基帶傳輸l基帶傳輸?shù)亩xl在數(shù)據(jù)通訊中，表示計(jì)算機(jī)二進(jìn)制的比特序列的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)是典型的矩形脈沖信號(hào);l矩形脈沖信號(hào)的固有頻帶稱做根本頻帶,簡(jiǎn)稱為基帶,矩形脈沖信號(hào)就叫做基帶信號(hào);l在數(shù)字通訊信道上，直接傳送基帶信號(hào)的方法稱為基帶傳輸。通訊信道帶寬對(duì)基帶傳輸?shù)挠绊慐(t)E(t)E(t)E(t)E(t)E(t)E(t)E(t)E(t)E(t)000000ttttt1 2

4、3 4 5 6 7 8 9 1001100010(a)(b)(c)(d)(e)0 10 1 20 1 2 3 40 1 2 3 4 5 6 7 8ttttt模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形4.頻帶傳輸頻帶傳輸l頻帶傳輸?shù)亩xl利用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的方法稱為頻帶傳輸；l調(diào)制解調(diào)器modem是頻帶傳輸中最典型的通訊設(shè)備。外置外置Modem與計(jì)算機(jī)的銜接與計(jì)算機(jī)的銜接電話插座電源插座調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器電話機(jī)計(jì)算機(jī)圖圖2-10 2-10 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形l何謂調(diào)制解調(diào)器l調(diào)制器modulationl解調(diào)器demodulationl內(nèi)置與外置Modem的區(qū)別

5、l計(jì)算機(jī)端口串口、并口、USB口l如何銜接調(diào)制解調(diào)器l外置調(diào)制解調(diào)器指示燈含義5.數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率l定義：l數(shù)據(jù)傳輸速率在數(shù)值上，等于每秒鐘傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進(jìn)制比特?cái)?shù)，單位為比特/秒，記做bps每秒鐘傳送二進(jìn)制的位數(shù)。l常用的數(shù)據(jù)傳輸速率單位有：lKbps、Mbps、Gbps與Tb/s，其中：l1Kbps 103bps l1Mbps 106bpsl1Gbps 109bpsl1Tbps 1012bps6.帶寬與寬帶網(wǎng)帶寬與寬帶網(wǎng)l帶寬:指通訊信道 的傳輸容量.l寬帶網(wǎng):是指具備較高通訊速率和較高吞吐量的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò).二、多路復(fù)用技術(shù)二、多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用多路復(fù)用multiplexin

6、g：在通訊系統(tǒng)：在通訊系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)在同一媒體中傳輸?shù)募夹g(shù)。中能實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)在同一媒體中傳輸?shù)募夹g(shù)。多路復(fù)用的任務(wù)原理多路復(fù)用的任務(wù)原理高速通信線路多路復(fù)用器多路復(fù)用器三、網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)三、網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù) 空間分割線路交換 線路交換 時(shí)間分割線路交換 交換方式 存儲(chǔ)交換 報(bào)文交換 報(bào)文分組交換 數(shù)據(jù)報(bào) 虛電路 l數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)通訊子網(wǎng)的傳輸過(guò)程可以分為：l線路交換l存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換也稱存儲(chǔ)交換通訊傳輸子網(wǎng)通訊傳輸子網(wǎng)S1S2S3共享信道共享信道HubSDintelIntel Express10/100 Stackable HubChange hub speedPowerCollisio

7、nManaged10BASE-T100BASE-TXStatusBla ck - Wiring spe edClass ISolid - D ownloa dAmber (Mgmt)Bla ck - ActivitySolid - L inkG reen (vt)123456789101112131415161718192021222324ServerLaser printerWorkstationWorkstationWorkstation通訊交換技術(shù)需求處理的問(wèn)題通訊交換技術(shù)需求處理的問(wèn)題l如何經(jīng)過(guò)通訊傳輸子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸l通訊傳輸子網(wǎng)由通訊線路和交換結(jié)點(diǎn)組成l交換結(jié)點(diǎn)的功能l銜接通訊線路

8、l實(shí)現(xiàn)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)l數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：緩存功能l數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)：途徑選擇功能1.1.線路交換方式線路交換方式 l線路交換是面向銜接的效力；l兩臺(tái)計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)通訊子網(wǎng)進(jìn)展數(shù)據(jù)交換之前，首先要在通訊子網(wǎng)中建立一個(gè)實(shí)踐的物理線路銜接；l線路交換在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中要經(jīng)過(guò)l建立銜接、數(shù)據(jù)傳輸、釋放銜接的三個(gè)階段；l優(yōu)點(diǎn)：通訊實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適用于交互式會(huì)話類通訊；l缺陷：對(duì)突發(fā)性通訊不順應(yīng)，系統(tǒng)效率低，系統(tǒng)沒(méi)有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的才干，不能平滑交通量。 線路交換舉例線路交換舉例AEFCDBaaaaa獨(dú)占信道獨(dú)占信道S1S2S3aaaaaa此時(shí)此時(shí)F不能與不能與D通話通話A與與E通話通話電路交換的特性電路交換的特性l建立端到

9、端的物理銜接破費(fèi)呼叫時(shí)間l在堅(jiān)持銜接期間雙方獨(dú)占信道l沒(méi)有沖突l有能夠浪費(fèi)信道資源l直到發(fā)出撤除銜接懇求才會(huì)釋放被占用的信道資源l信道資源的利用效率較低2.存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式 l數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)通訊子網(wǎng)傳輸時(shí)可以有報(bào)文message與報(bào)文分組packet兩種方式；l 報(bào)文傳輸：不論發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度是多少，都把它當(dāng)作一個(gè)邏輯單元發(fā)送；l 報(bào)文分組傳輸：限制一次傳輸數(shù)據(jù)的最大長(zhǎng)度，假設(shè)傳輸數(shù)據(jù)超越規(guī)定的最大長(zhǎng)度，發(fā)送結(jié)點(diǎn)就將它分成多個(gè)報(bào)文分組發(fā)送。報(bào)文交換舉例報(bào)文交換舉例1AEFCDB存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)S1S2S3A向向E發(fā)送電報(bào)發(fā)送電報(bào)aaaF向向D發(fā)送電報(bào)發(fā)送電報(bào)fff報(bào)文交換舉例報(bào)文交換舉

10、例2AEFCDB存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)S1S2S3aaaA報(bào)文到達(dá)報(bào)文到達(dá)S1fffF報(bào)文到達(dá)報(bào)文到達(dá)S3報(bào)文交換舉例報(bào)文交換舉例3AEFCDB存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)S1S2S3aaaA報(bào)文到達(dá)報(bào)文到達(dá)S2fffF報(bào)文到達(dá)報(bào)文到達(dá)S2報(bào)文交換舉例報(bào)文交換舉例4AEFCDB存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)S1S2S3aA報(bào)文到達(dá)報(bào)文到達(dá)S3aafffF報(bào)文到達(dá)報(bào)文到達(dá)S3報(bào)文交換舉例報(bào)文交換舉例5AEFCDB存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)S1S2S3aA報(bào)文到達(dá)報(bào)文到達(dá)EaaaF報(bào)文到達(dá)報(bào)文到達(dá)Efff報(bào)文交換的特性報(bào)文交換的特性 l整塊數(shù)據(jù)逐站存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)l對(duì)報(bào)文的長(zhǎng)度沒(méi)有限制，對(duì)于大塊數(shù)據(jù)l占用存儲(chǔ)空間大l占用信道時(shí)間長(zhǎng)l延遲較大，不能實(shí)現(xiàn)交互式通訊3.3.數(shù)據(jù)報(bào)方式數(shù)據(jù)報(bào)方式 l數(shù)據(jù)報(bào)是分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的一種方式；l在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，分組傳送之間不需求預(yù)先在源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立“線路銜接；l源主機(jī)所發(fā)送的每一個(gè)分組都可以獨(dú)立地選擇一條傳輸途徑；l每個(gè)分組在通訊子網(wǎng)中能夠是經(jīng)過(guò)不同的傳輸途徑到達(dá)目的主機(jī)。分組交換舉例AEFCDBaaafafa共享信道共享信道S1S2S3aaaaafaaffffffffffA向向E發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)F向向D發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)affaaffaa分組交換的特性分組交換的特性l