計算機網(wǎng)絡(luò)二

1、 DNS是域名系統(tǒng) (Domain NameSystem)的縮寫，于1983年由Paul V. Mockapetris博士發(fā)明的。 在Internet上域名與IP地址之間是一對一（或者多對一）的，但機器之間只能互相認識IP地址，它們之間的轉(zhuǎn)換工作稱為域名解析。 域名解析需要由專門的域名解析服務(wù)器來完成，DNS就是進行域名解析的服務(wù)器。 DNS 命名用于 Internet 等 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)中，通過用戶友好的名稱查找計算機和服務(wù)。 1 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 第二講21 基本概念 2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)理論3 傳輸介質(zhì)4 編碼和調(diào)制5 多路復(fù)用重點：數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)理論和編碼調(diào)制 第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)主要

2、內(nèi)容32.1 基本概念1、數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)連續(xù)的數(shù)據(jù)，比如音頻數(shù)據(jù)數(shù)字數(shù)據(jù)離散的數(shù)據(jù)，比如整數(shù)。通常說的數(shù)字數(shù)據(jù)是可以用二進制整數(shù)表示的數(shù)據(jù)。2、信號信號是數(shù)據(jù)的電壓或電磁編碼。模擬信號是隨時間連續(xù)變化的電流、電壓或電磁波；數(shù)字信號則是一系列離散的電脈沖。43、物理信道傳輸信號的介質(zhì)（媒體） 邏輯信道建立在物理信道上的邏輯通信道路54、傳輸（信號傳遞過程）1）模擬傳輸傳輸?shù)氖悄M信號特點：長距離傳輸信號會衰減，用中繼器放大信號再傳輸，噪聲（干擾）信號也放大，導(dǎo)致信號嚴重失真。2）數(shù)字傳輸傳輸?shù)氖菙?shù)字信號特點：對衰減的信號用轉(zhuǎn)接器轉(zhuǎn)接，轉(zhuǎn)接器重新判別和恢復(fù)數(shù)字信號，繼續(xù)傳輸，這樣容易保真。3）數(shù)據(jù)傳

3、遞方式(1)并行傳輸、串行傳輸(2)異步傳輸、同步傳輸(3)單工、半雙工和全雙工62.2通信基礎(chǔ)理論t碼元1碼元2碼元3碼元4碼元5信號1、碼元（Code cell）：時間軸上一個信號的編碼單元。T2、信號傳輸速率B - 每秒傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位為波特， 記作 Baud。計算公式: B=1/T (Baud) . 式中 T為信號碼元的寬度，單位為秒 信號傳輸速率也稱波特率。73、數(shù)據(jù)傳輸率R -每秒傳輸二進制信息的位數(shù)，單位為位/秒，記作bps。計算公式: R=Blog2N (bps) . 式中 B為信號的波特率，N為不同碼元的個數(shù)； log2N 為碼元可以攜帶二進制數(shù)據(jù)的位數(shù) 數(shù)據(jù)傳輸速率也稱比

4、特率。解讀：log2N 為碼元可以攜帶二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)，為什么？假設(shè) M1 M2 M3 M4 是(N=)4個不同的碼元 按二進制編號便是 M00 M01 M10 M11 用來編號的二進制數(shù)需要2位=log248同理：如果設(shè)N=8個不同碼元則用二進制數(shù)表示它們便是M000 M001 M010 M011 M100 M101 M110 M111 需要編碼的二進制數(shù)的位數(shù)=log28一般的，有l(wèi)og2N 表示編號N個不同碼元的二進制數(shù)的位數(shù)另外，如果接收到碼元就認為接收到編號，則信號通信就轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)字通信了，不是嗎？因此，就有了前面的關(guān)系式 比特率=波特率log2N .(2)數(shù)據(jù)通信通過信號通信實

5、現(xiàn)，實現(xiàn)方式為發(fā)送M00即表示發(fā)送數(shù)據(jù)00。因此，發(fā)送一個碼元即發(fā)送兩位二進制數(shù)據(jù)。9例子：假設(shè)碼元由載波 f(t)=Asin(Wt+P)形式的波形構(gòu)成，A、W、P分別取兩個不同的值，另某線路的信號傳輸率為3k(1000)波特，問該線路的數(shù)據(jù)傳輸率為多少？解：已知B=3k(baud),N=222=8 由公式有 R=Blog2N=3klog28=9k(bps)答：數(shù)據(jù)傳輸率為9kbps。10作業(yè)：書63頁 1、4、28網(wǎng)絡(luò)閱讀：信息與數(shù)據(jù)，信息熵與bps114、誤碼率誤碼率是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在正常情況下傳輸可靠性的指標，它定義為例子:設(shè)信道的誤碼率為10-3,在此信道上傳輸1000個漢字, 最多

6、有幾個漢字錯?解:已知有 Pe=10-3,1000個漢字占100028=16000(位), 由公式有: 16位可以散落在16個漢字中, 最多可能導(dǎo)致16個漢字錯.答:最多有16個漢字錯.125、信道容量（信道最大數(shù)據(jù)傳輸速率）1）信道容量：一個信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，(bps)2）信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別：信道容量表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳輸數(shù)據(jù)能力的極限；數(shù)據(jù)傳輸速率是實際的數(shù)據(jù)傳輸速率。像公路上的最大限速與汽車實際速度的關(guān)系一樣。3）影響信道容量的主要因素是帶寬和噪聲。134）Nyquist定理：無噪聲下的信道的最大信號傳輸速率Rmax與信道帶寬H的關(guān)系如下：C=Rmax=2

7、Hlog2N (bps).(3)式中H為信道的帶寬,單位為hz,N為不同碼元的個數(shù)。說明在無噪聲的理想條件下，信道的容量與帶寬成正比。例子：普通電話線路帶寬約3khz，若不同碼元個數(shù)N=16，求最大數(shù)據(jù)傳輸速率(信道容量)。解：已知 H=3khz=3000hz，N=16， 由Nyquist定理有C=Rmax=23klog216=24kbps。答：最大數(shù)據(jù)傳輸率為24kbps。142）Shannon定理：對于帶寬為H，信噪比為S/N的有噪聲信道，其最大數(shù)據(jù)傳輸率Rmax為 Rmax = Hlog2(1+S/N) (bps) .(4) 其中S/N為信號功率與噪聲功率的比，稱為信噪比一般使用數(shù)值10

8、lgS/N -分貝(dB)來表示信噪比。示例：已知信噪比為30dB，帶寬為3kHz，求信道容量。解：已知 10lgS/N=30,S/N=1000 由shannon定理有 C=Rmax=3klog2(1+1000)30kbps答：信道容量為30kbps。15通信基本參數(shù)小結(jié)1、信號傳輸率每秒鐘發(fā)送幾個碼元（波特）2、數(shù)據(jù)傳輸率每秒鐘發(fā)送幾位（bps）3、誤碼率發(fā)送N位數(shù)據(jù)有幾位出錯4、信道容量信道的極限傳輸能力 Nyquist： Rmax=2Hlog2N (bps) 香農(nóng)： Rmax = Hlog2(1+S/N)(bps)5、帶寬即速度寬帶即高速162.3 傳輸介質(zhì)有線介質(zhì)雙絞線同軸電纜光纖無線

9、介質(zhì)無線電微波（大地微波、衛(wèi)星微波）紅外線（毫米波）激光17雙絞線雙絞線(TP)-由螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導(dǎo)線組成。屏蔽雙絞線STP（IBM）Type 1或Type 2非屏蔽雙絞線UTP（ EIA/TIA）Cat 3 :四對線組成，用作10Mbps或100Mbps以太網(wǎng)；Cat 5 :四對線組成，用作100Mbps以太網(wǎng)；特點距離短：100m5000m，傳輸容量：100Mbps以內(nèi)；價格便宜; 低頻(10kHz以下)抗干擾性能強于同軸電纜，高頻(10-100kHz)抗干擾性能弱于同軸電纜。18 雙絞線的連接標準色彩標記和連接方法：直連線：568B568B交叉線：568A568B線對色彩碼1白

10、綠，綠2白橙，橙3白藍，藍4白棕，棕1122334412345678EIA-568A2211334412345678EIA-568B線對水晶頭19從水晶頭來看，A線和B線的區(qū)別20同軸電纜銅芯絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層保護套基帶電纜粗纜非中繼傳輸距離10kmRmax=10 Mbps細纜（便宜的同軸電纜）非中繼傳輸距離185米Rmax=10 Mbps寬帶電纜非中繼傳輸距離100kmRmax= 900Mbps傳有線電視21光纖光纖-由能傳導(dǎo)光波的石英玻璃纖維外加保護層構(gòu)成的 。帶寬頻率范圍：50 T Hz數(shù)據(jù)傳輸率：100 Gbps實際使用：10Gbps,原因：光/電、電/光轉(zhuǎn)換的速度跟不上;光電子技術(shù)/

11、光子技術(shù)通過光纖中光的波長0.85m / 1.3m / 1.55 m22光纖及光纜構(gòu)成玻璃封套塑料外套玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯塑料外套玻璃封套外殼單芯光纜多芯光纜23單模光纖和多模光纖多模光纖（multi-mode fiber）內(nèi)芯直徑稍大,其中有多個光沿不同的方向同時傳播。直徑為62.5m使用普通發(fā)光二極管作為光源波長為0.85m中繼距離2公里單模光纖（single-mode fiber）內(nèi)芯直徑較小，與光的波長接近，光沿同一方向傳播。直徑為810m使用激光源,波長為1.55m中繼距離100公里激光器光檢波器單束光線沿直線傳播多束光線以不同的反射角傳播激光器包層折射率低纖芯折射率高亮度調(diào)制光檢波器2

12、4光纖的特點優(yōu)點高帶寬、高數(shù)據(jù)傳輸率抗電磁干擾強，數(shù)據(jù)傳輸安全、可靠抗腐蝕衰減小缺點單向傳輸光纖接口價格昂貴工藝復(fù)雜、安裝技術(shù)復(fù)雜252.3.4 無線介質(zhì)無線介質(zhì)是指信號通過空氣傳輸，信號不被約束在一物理導(dǎo)體內(nèi)無線介質(zhì)主要包括無線電波微波（地面微波、衛(wèi)星微波）紅外線、激光26（1）無線電波無線電通信就是利用地面發(fā)射的無線電波通過電離層的反射而到達接收端的一種遠距離通信方式。無線電通信使用的頻率一般在3MHz 至1GHz。無線電波的傳播特性與頻率有關(guān)。在低頻上，無線電波能輕易地繞過一般障礙物，但其能量隨著傳播距離的增大而急劇遞減。在高頻上，無線電波趨于直線傳播并易受障礙物的阻擋，還會被雨水吸收。

13、27(2) 微波對于頻率在100MHz以上的無線電波，其能量將集中于一點并沿直線傳播，這就是微波。微波通信是利用無線電波在對流層的視距范圍內(nèi)進行信息傳輸?shù)囊环N通信方式，它使用的頻率范圍一般在1GHz至20GHz左右。由于微波只能沿直線傳播，所以微波的發(fā)射天線和接收天線必須精確對準，而且每隔一段距離就需要一個中繼站。中繼站之間的距離與微波塔的高度成正比例。對于100m高的微波塔，中繼站之間的距離可以達到80km。28 地面微波-通過地面站之間接力傳送-接力站之間距離：50 -100 km-速率：每信道 45 Mb/s地球地面站之間的直視線路 微波傳送塔35,784公里地球 地球同步衛(wèi)星-與地面站

14、相對固定位置-使用3顆衛(wèi)星即可覆蓋全球-傳輸延遲時間長（270ms）-廣播式傳輸-應(yīng)用領(lǐng)域： 電視傳輸、長途電話、專用網(wǎng)絡(luò)、 廣域網(wǎng)292.4 編碼與調(diào)制 計算機中使用的都是二進制數(shù)據(jù)(數(shù)字數(shù)據(jù))，為了利用線路傳輸數(shù)據(jù)，就必須將其變成信號。1、數(shù)字數(shù)據(jù)數(shù)字信號（編碼）1）不歸零編碼2）如何同步3）曼徹斯特編碼302、模擬數(shù)據(jù)數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制Nyquist抽樣定理：設(shè)f(t)最大頻率為fm，tm=1/fm，用tm/2的時間間隔采樣，則采樣的離散數(shù)據(jù)可以復(fù)原原來的f(t)。1)脈沖振幅調(diào)制（PAM） 2)脈沖編碼調(diào)制（PCM）3)差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM） 4)增量調(diào)制（M）313、數(shù)字數(shù)據(jù)模擬信號

15、調(diào)制原理：采用載波 f(t)=Asin(Wt+P)來表示數(shù)字數(shù)據(jù)1）移輻鍵控W、P不變，A的變化表示數(shù)字數(shù)據(jù)，比如 A=1和0表示數(shù)字1和0。2）移頻鍵控A、P不變，W的變化表示數(shù)字數(shù)據(jù)，如果有K個不同的頻率W，就可以每次攜帶log2K位數(shù)字。3）移相鍵控A、W不變，P的變化表示數(shù)字數(shù)據(jù)，如果有L個不同的頻率P，就可以每次攜帶log2L位數(shù)字。4）正交調(diào)制同時變化A、W、P32 假設(shè)碼元的時間寬度是T，1=2/T，則在0,T的連續(xù)函數(shù)有以下的傅立葉級數(shù)展開。1、如果是模擬信號，則一定存在正整數(shù)N， 當nN時，an=bn=0。 這樣的信號稱為頻帶信號，N1就是其帶寬。2、如果是數(shù)字脈沖信號，則對

16、于任何n 都有 an0，bn 0。 這樣的信號稱為基帶信號。傅立葉級數(shù):333、模擬傳輸模擬信道(模擬)頻帶信號4、數(shù)字傳輸數(shù)字信道(數(shù)字)基帶信號因此 模擬傳輸也稱為頻帶傳輸傳輸頻帶信號 數(shù)字傳輸也稱為基帶傳輸傳輸基帶信號2.6 多路復(fù)用 多路復(fù)用技術(shù)就是在一個信道上同時傳輸多個信號的技術(shù)。 34頻分多路復(fù)用FDM(Frequency Division Multiplexing)主干線路的頻帶被劃分為若干子(邏輯)信道，每個用戶獨占某些頻段；調(diào)頻廣播以及有線電視。DEMUX復(fù)用器解復(fù)用器共享信道MUX信源信宿35波分多路復(fù)用WDM(Wave Division Multiplexing)FDM

17、在光纖介質(zhì)中的應(yīng)用；時分多路復(fù)用TDM(Time Division Multiplexing）每個用戶輪流瞬間地占有主干線路的整個帶寬；在數(shù)字通信系統(tǒng)中，對主干線路的多路復(fù)用只能采用TDM，因為數(shù)字信號的頻譜有可能占居整個信道帶寬。362-8物理層接口任務(wù)：在兩個相鄰的節(jié)點間傳送比特流。協(xié)議(標準)：規(guī)定了物理接口的各種特性：機械特性：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格；電氣特性：信號的表示方式，脈沖寬度和頻率功能特性：接口引（線）腳的功能和作用；過程特性：信號時序，應(yīng)答關(guān)系，操作過程。功能：建立和拆除物理連接、位流傳輸、管理37物理層接口示例1） RS-232-C是美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)于19

18、73年提出的串行通信接口（com）標準；計算機通過串口（com）與調(diào)制解調(diào)器連接。一般有9芯和25芯兩種。38（1）RS-232-C機械特性RS-232-C (9)39信號電平使用負邏輯邏輯1 用負電平（-5-15V）表示；邏輯0 用正電平（+5+15V）表示數(shù)據(jù)傳輸率支持100、300、600、1200、2400、4800、9600、19.2K、33.6K、56K 1200 bps， 傳輸距離 = 100m，9600 bps，傳輸距離 =19.2 kbps, 傳輸距離00 B-01 C-10 D-11 每位考生成績需要2比特。信息編碼47第三種方案 用二進制10 0 110 111分別表示

19、A B C D 既： A-10 B-0 C-110 D-111 200位考生成績需要 1001+502+253+253=350比特 平均每位考生需要 350/200=1.75比特(平均碼長) 信息熵的值為 H=-(1/2)log2(1/2)-(1/4)log2(1/4) -(1/8)log2(1/8)-(1/8)log2(1/8) =0.5+0.5+0.375+0.375=1.75(比特)問題：有第四種方案，使得平均碼長更短嗎？ =香農(nóng)（1948）證明：平均碼長信息熵48上節(jié)課兩個重要定理Harry Nyquist：1924年Rmax=2Hlog2N (bps)Claude Elwood Sh

20、annon:1949年Rmax = Hlog2(1+S/N)(bps)491、TCP/IP通信原理實驗課小結(jié)IP對應(yīng)主機（網(wǎng)絡(luò)層地址）端口對應(yīng)應(yīng)用程序（傳輸層地址）客戶機程序計算機A服務(wù)器程序計算機B50TcpServerTcpClientSendMsgReceiveMsg書253頁512、TCP/IP通信程序示例1）服務(wù)器端 int main() TcpServer myserver(6000); return 0;2）客戶機端 int main() TcpClient myclient(“”;6000); myclient.SendMsg(“我能寫通信程序了耶！”); coutmyclie

21、nt.ReceiveMsg(); return 0;523、STUDIO.NET 2005 命令提示工具基本命令C+相關(guān)1）編譯 CL txclient.cpp /EHs 作用：將 txclient.cpp 變成 txclient.exe2）運行 可執(zhí)行文件名，比如 txclient.exeC+無關(guān)3）進入D邏輯盤 d：4）改變文件夾 cd 文件夾名 比如 cd ftp5）查看當前文件夾內(nèi)容 dir53 a tourist visiting Englands Eton College askd gardener how he got the lawns so perfect . “Thats easy,” he replied, “You just brush off the dew every morning, mow them every other day, and roll them once a week.”“Its that all? ” asked the to