网络中的数据通信
网络中的数据通信
Hub
Laser printer
W orkstation
网络中的数据通信
通信交换技术需要解决的问题
如何通过通信传输子网实现数据传输
通信传输子网由通信线路和交换结点组成
交换结点的功能
连接通信线路 实现传输过程中数据的存储/转发
数据存储：缓存功能 数据转发：路径选择功能
网络中的数据通信
1.线路交换方式
网络中的数据通信
1.信息、数据和信号 通信 信号 模拟信号 数字信号 信息 数据
网络中的数据通信
信号：是数据在传输过程中电信号的表现形式。 按照在传输介质上传输的信号类型有两种：
模拟信号和数字信号 模拟信号：的信号电平是连续变化的； 数字信号：是用两种不同的电平去表示0、1比特序列的电压
线路交换是面向连接的服务； 两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，首先要在通信子网
中建立一个实际的物理线路连接； 线路交换在数据传输过程中要经过 建立连接、数据传输、释放连接的三个阶段； 优点：通信实时性强，适用于交互式会话类通信； 缺点：对突发性通信不适应，系统效率低，系统没有存储数据的
多路 复用器
网络中的数据通信
三、网络中的数据交换技术
空间分割线路交换
线路交换 时间分割线路交换
交换方式
存储交换 报文交换
报文分组交换 数据报 虚电路
数据通过通信子网的传输过程可以分为：
线路交换 存储转发交换也称存储交换
网络中的数据通信
通信传输子网
S3
共享信道
S1
S2
W orkstation
定义：
数据传输速率在数值上，等于每秒钟传输构成数据代码 的二进制比特数，单位为比特/秒，记做bps（每秒钟传 送二进制的位数）。
通信网络中的数据传输和路由技术
通信网络中的数据传输和路由技术随着信息技术的飞速发展，通信网络已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
数据传输和路由技术是网络中非常重要的组成部分，它们保证了快速、稳定和安全的数据传输。
在本文中，我们将详细介绍通信网络中的数据传输和路由技术，并分步骤列出相关内容。
一、数据传输技术1. 什么是数据传输技术？数据传输技术是指在通信网络中将数据从一个地点传送到另一个地点的方法和技术。
2. 数据传输的三种基本方式- 并行传输：同时传输多个数据位，适用于短距离传输，但受到信号干扰和时序不准确等问题的影响。
- 串行传输：逐个传输数据位，适用于长距离传输，但速度相对较慢。
- 并行-串行转换：将并行数据转换为串行数据进行传输，或将串行数据转换为并行数据进行处理。
3. 常见的数据传输技术- 电路交换：在通信开始前，建立起物理连接，数据通过此连接进行传输。
常见于传统的电话网络中。
- 分组交换：将数据分割为固定大小的数据包，每个数据包单独传输。
常见于互联网中。
- 报文交换：将整个报文作为一个整体进行传输，不分割数据。
常见于无线通信网络中。
4. 数据传输过程- 发送端将数据进行编码和分割，形成数据包或报文。
- 数据包或报文通过通信介质传输到接收端。
- 接收端进行解码和重组，恢复出原始数据。
二、路由技术1. 什么是路由技术？路由技术是指在通信网络中选择最佳的数据传输路径的方法和技术。
2. 路由算法的分类- 静态路由算法：提前设定好路由表，路由路径固定，不会随网络状态的变化而改变。
- 动态路由算法：根据网络的实时状态和特定的指标选择最佳路由路径。
3. 常见的路由协议- RIP协议：基于距离向量的路由协议，通过最小跳数作为选择路由路径的标准。
- OSPF协议：基于链路状态的路由协议，通过链路质量等指标选择最佳路由路径。
- BGP协议：用于互联网中的边界路由器之间的路由选择。
4. 路由表的学习和更新- 直接连接路由：将连接到同一网络的主机和路由器添加到路由表中。
网络中的数据通信教学设计
１ 教材 分析
本节课 是广 东教育出版社的普通 高 中课 程标准 实验 教
么 ，而不必深究它们是怎样 的。
２ 网络通 信 中的信 息交 换 技术及 其用途 。 据课 标要 ） 根
科书 《 信息技 术 》（ 修三 ）网络 技 术应用 第一章第三节 的 求 ，学生对 信息交 换 技 术 的学习要 达 到 的程 度 是 “ 选 列举 并
２１年 ４ 上 第 １期 （ ０２ 月 ０ 总第 ２８ ） ６期
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一
曼 谇
８ ８—
／ 教法 与教程 ／
包含光信 号、 声信号和 电信号等 。 例如 ， 古代 人利 用点燃
烽 火台而产 生 的滚 滚狼 烟 ， 向远 方军 队传 递敌 人 入侵 的
’
消息 ， 属于光 信号； 这 当人们说话 时， 声波传递 到他 人 的 耳朵 ， 使他 人了解 自己的意图 ， 属于声信号 ； 这 邀游太 空 的各种无 线 电波、 四通八达 的电话 网中的电流等 ， 都可 以 用来 向远 方表 达各种消息 ， 这属 电信号。 人们通过 对光 、 声、 电信号进行接收 ， 才知 道对方要表达 的消息 。
内容 。“ 网络 技 术 应 用 ” 以应 用网 络 技 术解 决 问题 为主 解 释 ” 也就 是说 ， 是 。 学生通 过学 习， 以借助 自 的使 用经 可 身 线 ， 重学生动手 能力 的培 养， 注 以解决学 习和生活 中跟 网络 验 ， 领悟 原理 ， 使用所 学知识解 释 生活 中面 临的 问题 。
途电话收费每６ 分，合７ 分。 秒７ 角／
７ 建立 新旧知识 之间的联 系， ． ４ 以促进学 习者的意 义建构
正 在接 电话 时 ，家 里 有人 敲 门，于 是 你放 下 电话 去开 门 并和进 来 的人 寒暄 ，在这 几 分 钟 的时 间 里 电话 并没 有 挂
《网络中数据通信》教学设计
《网络中的数据通信》教学设计“网络中的数据通信”是广东版选修教材《网络技术应用》第一章第三节的内容，本节内容主要包括“数据传输方式”“信道与带宽”和“信息交换方式”三大块内容。
考虑这几部分内容的难易程度以及内容的衔接问题，我计划用一个课时重点来讲解“数据传输方式”和“信息交换方式”两部分，这两部分知识理论性较强，涉及到的原理和概念较多，可以说是学生容易感到枯燥的内容。
通过本节课的学习，学生可以学到基本的数据通信术语和数据交换的技术，其目的是让学生了解计算机网络中的信息是如何传输的，为下节课的“网络协议”作好铺垫。
教学目标：1 能够区分数字信号与模拟信号，了解网络中的数据传输方式。
2 知道网络通信中常用的几种数据交换技术。
3 能够利用已学知识解释生活中的实际问题。
教学重点与难点：重点：网络中的数据传输的方式；几种数据交换技术的工作原理。
难点：使用线路交换、分组交换的工作原理。
教学过程：一、新课引入师：首先展示几张图片，内容为远古时代的壁画、古代的烽火以及现代的电报电话机，目的是通过阐述人类进行通信久远的历史以及随着科技进步，使通信方式的不断进步与革新的事实，引出本节课的内容“网络中的数据通信”。
二、网络中数据的传输方式师：首先以电话机的工作原理为例，引出简单的通信系统以及模拟信号。
1 模拟信号：以电话机的工作原理为例，引出简单的通信系统以及模拟信号。
2 数字信号：由两台电脑直接通过串口相连实现通信，引出数字信号。
3 分析两种信号的特点：学生思考：为什么计算机在连人因特网时，需要使用调制解调器。
教师通过思考题的分析引出调制解调器的作用。
4 数字信号和模拟信号的相互转换。
(调制解调器的作用。
)5 网络中数据的传输方式：传输方式：基带传输(数字信号)和频带传输(模拟信号)师：小结网络中数据传输的两种方式：基带传输：在数字信道上直接传送数字信号的方法称为基带传输。
一般用于传输距离较近的数字通讯系统。
频带传输：对于频带信号(模拟信号)的传输就叫做频带传输。
网络中的数据通信
诸城一中高二信息技术教案网络中的数据通信教师寄语：辛勤的蜜蜂永远没有时间悲哀。
【学习目标】1.了解网络通信的基础知识。
2.理解网络协议的基本概念。
3.能描述网络的开放系统互联协议（OSI）分层模型的基本思想。
【新课导入】现代信息社会，人们被由电话线、有线电视线、卫星和微波、无线电波及电视信号等组成的通信设施所传输的数据包围。
计算机数据也是用这些通信设施传输数据，本节课我们学习通信设施的电缆和传输设备是如何传输计算机信息及在进行信息传输时必须使用的协议。
【自主学习】一、研读课本P16—20，完成下列任务。
1.声波是一种__________信号，能够在空气中传播。
2.电话就是将人的声音信号变换成__________之后来传送的，再通过逆转换装置将其转换为声音信号。
3.计算机是以数字信号来表示和贮存信息的，数字信号只有两种状态，数字上用___和_______表示。
4.说明字符“A”是如何传送的？5.为什么计算机在拨号上网和远程联机过程中使用MODEM?调制：_____________________________________________。
解调：_______________________________________________。
6.信道(channel)是通信双方之间以传输介质为基础传递信号的_____________。
7.根据传输介质的不同，（例如：普通导线、双绞线、同轴电缆、光缆以及各种频段的无线电传播等）的不同，信道可以分为_______信道和________信道。
8.带宽与宽带各指什么？带宽（bandwidth）是指通信信道的_____________。
宽带是具备较高通信速率和较高吞吐量的_____________。
9.解释说明“分组交换技术”。
【当堂练习】1．计算机网络是指把多台处于不同地域的独立的计算机，通过通信设备和传输介质按一定的几何结构互相连接起来，在一定的通信协议的控制下能够进行_____传递的计算机系统。
通信网络中的数据传输与传输速率控制
通信网络中的数据传输与传输速率控制随着科技的飞速发展，互联网已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
网页浏览、消息传递、视频通话等日常活动都需要依赖于通信网络进行数据传输。
而在通信网络中，数据传输和传输速率控制是其中最为重要的环节之一。
下面将详细讨论通信网络中的数据传输过程以及传输速率控制的方法。
一、数据传输过程1. 数据的生成和封装：在通信网络中，数据的生成可以来自于用户的输入、传感器的采集或其他系统的输出。
生成的数据需要经过封装，将其转化为网络可识别的数据包。
2. 数据包的传递：封装后的数据包通过网络传递。
数据包在传输过程中经过多个路由器、交换机等网络设备，通过链路和节点的组合完成传递。
3. 数据包的分组和重新组装：在传输过程中，数据包会被切割成多个小的分组进行传送。
这些分组在目的地重新组装为完整的数据包。
4. 数据包的交换和路由选择：传输过程中，路由器和交换机会根据网络拓扑结构和路由选择算法决定数据包的交换路径。
同时，路由器还会根据网络的状态和负载情况来进行动态的路由选择和数据包交换。
二、传输速率控制的方法1. 链路层的速率控制：链路层可以通过多种方式来进行传输速率的控制。
其中一种常用的方法是流量控制，即接收方通过发送控制信息告诉发送方当前可以接收的数据量，以保证发送速率和接收速率之间的平衡。
另一种方法是差错控制，即通过使用差错检测和纠正的技术来确保传输过程中的数据完整性，从而减少传输错误和重新传输的次数，提高传输速率。
2. 传输层的速率控制：传输层可以通过拥塞控制来实现传输速率的控制。
拥塞控制主要包括拥塞窗口和慢启动等技术。
在传输过程中，发送方会根据网络的拥塞情况动态调整自己的发送速率，以避免网络拥塞的发生。
此外，传输层还可以通过改变数据包的优先级、分段大小等方式来影响传输速率。
3. 应用层的速率控制：应用层可以通过限制应用程序的发送速率来实现传输速率的控制。
例如，在视频流传输中，应用层可以根据网络的带宽和延迟情况来调整视频的压缩比例和发送速率，以提供更好的观看体验。
网络中的数据通信-信息交换方式教案设计
3、针对问题二，学生回答：分组交换方式。
4、针对三种交换方式的线路占用情况，老师问什么，学生就答相应的知识。
2
分钟
30秒
1、通过任务驱动法、问题驱动式教学、和讲授式教学，更好的巩固学生对本课所学的知识有很深的了解。
2、以问题带动学生，进行知识的归纳和总结，起到巩固作用。
应用：网络数据通信当中
优点：1.用户可随时发送数据
2.线路的利用率更高，时延较小。
缺点：1.网络开销大
2.数据不按顺序到达
1、同学们通过老师的讲解，对信息交换方式有了进一步的理解。
2、通过老师的引导进行思考并且回答老师的问题。
6
分
钟
1、通过边讲解边提问，让学生了解所学的内容的同时思考问题并且跟着老师的思路走。
2、同学们认真听讲，同时思考老师的问题并作答。
1
分
钟
1、利用情境引导，激发学生的学习兴趣和情绪，营造轻松、活跃的学习氛围。同时，引出相应的知识点。
引
入
新
课
1、教师：打开教学课件，展示信息交换方式的三种方式：线路交换方式、报文交换方式、分组交换方式。
2、通过一个A、B双方通信的动画来讲明线路交换的工作原理、应用以及优缺点。
网络中的数据通信-信息交换方式
教案设计
作者
奖级
课时
1课时
单位
教材
一、教学过程
阶段
教师活动
学生活动
时间
设计意图
情
景
创
设
1、同学，我们经常相互联系，商量行程和住宿等问题。同学们，你们平时都是用什么方法和外地的朋友联系的呢？通过这一通信例子，从而引出信息交换方式的相关问题。
网络中数据通信的常用术语
网络技术的常用术语一、基本术语信息数据信号（前三者本质是一致的）通信信道数据传输信息、数据、信号通信的目的是交换信息，信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机产生的信息一般是字母、数字、语音、图形或图像的组合为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图形或图像用二进制数据来表示-—数据为了传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字编码的方式表示—信号数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列的模拟或数字信号的过程数据数据被定义为有意义的实体，而信息是指数据的内容和解释。
对于数据通信来说被传输的二进制代码称之为“数据”（DATA），数据是信息的载体，数据涉及对事物的表示形式，信息涉及对数据的所表示的内容。
数据通常分为模拟数据和数字数据两种形式。
模拟数据是指在某个区间内产生的连续的数值。
而数字数据是指产生的离散的数值。
信号信号是数据的表示形式，或称为数据的电子编码、电磁编码，它使数据能以适当的形式在介质上传输。
信号有模拟信号和数字信号两种基本形式。
模拟信号(analog signal)是指在一定数值范围内可以连续取值的信号，是一种连续变化的电信号。
它虽然直观、易于实现，但是存在**性差、抗干扰能力弱等缺点。
数字信号(digital signal)是一种离散的脉冲序列。
数据信号可用于表示任何信息。
数字信号的**性较高，而且抗干扰能力强；但其存在占用频带较宽、处理技术复杂等缺点。
在数据通信中，各种数据在计算机中存储和处理都必须被转换为0或1表示的二进制数据，这些0或1表示的二进制数据串必须被转换成通信信号才能在通信线路中进行传输，也就是将数字数据串转换成模拟信号或者其他信号，这种对数字数据进行信号转换的方法就是数据编码技术。
数据传输数据传输是指电信号把数据从发送端传送到接收端的过程。
计算机之间的数据传输随着传输距离的增加，传输的准确性会受到很大的影响，数据通信所关注的正是独立于端点的计算机或其他数据信号源之外的数据传输过程。
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（3）分组交换方式动画演示
（4） 分组交换实现的关键： 分组长度的选择。
分组越小，冗余量（分组中的控制信息等）在整个分组中所占的比例 越大，最终将影响用户数据传输的效率；
分组越大，数据传输出错的概率也越大，增加重传的次数，也影响用 户数据传输的效率。
（5） 虚电路与数据报的比较
(6)分组交换的特点：
探究： 这三种信息交换方式都是通过对技术进行改进，提高
线路的利用率来有效地降低费用的 。请大家思考三种交换技 术的优缺点，完成下表。
通讯方式 数据交换技术
优点
缺点
传统电话 电报
IP 电话
线路交换技术 报文交换技术 分组交换技术
问题三：有了线路交换和分组交换的基础后，介于两者 之间的报文交换技术就比较容易理解了，可让学生结合 教材中示意图。思考并讨论报文交换技术的工作原理。
3、报文交换
（1）报文交换原理：中间结点由具有存储能力的计算机承担，用户信息 可以暂时保存在中间结点上。报文交换无需同时占用整个物理线路。如 果一个站点希望发送一个报文（一个数据块），它将目的地地址附加在 报文上，然后将整个报文传递给中间结点；中间结点暂存报文，根据地 址确定输出端口和线路，排队等待线路空闲时再转发给下一结点，直至 终点。 （2） 报文交换过程示意图
情感与价值观
从IP电话的特点体会科学技术的力量，加深对信息技术的感情， 培养学生分析、比较问题的能力。感受信息技术在网络互中核 心价值。
教学重点、难点
教学重点： 三种信息交换方式
教学难点：对三种信息交换方式的理解
关 键：对这些技术原理理解的基础上，通过
技术在传统电话与IP电话中的应用， 借助自身使用经验，思考原理，领悟 原理，关注技术的意识。
1.线路利用率高 2.不同种类的终端可以相互通信 3.信息传输可靠性高 4.分组多路通信 5.计费与传输距离无关
探究： 与线路交换技术相比较，IP电话费用低的原因。
电话机
PSTN ISDN
网关 Gateway
INTERNET
PSTN ISDN
网关
Gatห้องสมุดไป่ตู้way
IP电话工作示意图
电话机
老式电话与IP电话的本质区别在于所采用的数据交换技术不同， 老式电话采用的是电路交换技术， IP电话采用的是分组交换技术;从 技术实现角度看，传统电话通话过程中独占线路，而IP电话是共享 线路，因此，IP电话的资源占用更加合理，所以费用较低。各分组 不一定以顺序的方式到达接受方，也因此通话质量不如传统电话。
网络中的数据通信
教材分析 教学方法 学生学法 教学过程
地位与作用
本节课选自广东教育出版社出版的信息技术（选 修3）网络技术应用中的第一章第3节。在开设高中 选修课学习之前，学生已经对网络技术有所应用， 并初步了解了一些计算机网络的知识，但是缺乏系 统的学习。本节课主要引导学生从生活中的实例认 识并归纳计算机网络中的数据通信技术，一方面是 对其有一个概括而全面的认识，另一方面也为以后 的学习提供一个知识的铺垫。
（一）关于数据通信的基本概念
1、通信
案例1
简易通话器
案例2
2、信号
模拟信号 数字信号
（例：时间、温度、电波、声音） （例：开关、脉冲、字符、二进制数）
3、信号在网络中的传送
调制解调器（MODEM）：信号变换器。 调制：从数字数据信号变换成模拟信号的过程。
解调：从模拟信号反变换成原来的数字数据信号的过程。
（三）信息交换方式
回顾生活中通讯技术的发展史
1、线路交换
（1）、线路交换技术原理： 线路交换又称为电路交换，它类似于电话系统。在开始正式通话之前， 首先由一方发起呼叫，一直等到与另一方建立起一条转接式的道路，然 后才开始进行通话。在整个通话期间，该通路一直为通话双方占用，通 话结束后才释放线路。 （2）、线路交换技术过程：如下图示
（3） 报文交换方式动画演示
（3）报文交换的特点：
1、“存储－转发” 2、不独占线路 3、无线路建立的过程 4、可以支持多点传输 5、中间结点可进行数据格式的转换 6、增加了差错检测功能
（4）报文交换的不足：
1、由于“存储－转发”和排队，增加了数据传输的延迟； 2、报文长度未作规定。报文只能暂存在磁盘上，磁盘读取占用了额外的时间； 3、任何报文都必须排队等待：（例如：交互式通信中的会话信息）； 4、难以支持实时通信和交互式通信的要求。
（3）线路交换动画演示
（4）、线路交换技术特点：
1、独占性 2、实时性好 3、线路交换设备简单 4、用户数据透明传输
问题二：从学生对IP电话与传统电话费用差别的认识出发 激发起学生的兴趣，再进一步介绍分组交换技术的工作原 理。
详细讲解分组交换技术并与线路交换技术相比较
2、分组交换
（1）分组交换原理：将用户要传送的信息分割为若干个分组（packet） 每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息。 （2）分组交换技术如下图示
设计思想：选取学生感兴趣的案例进行教学，让学
生在快乐中学习。
案例学习 问题驱动 分析归纳 实践交流
教法
自主学习 交流讨论 合作探究
学法
新课导入 新课学习 实践探究 布置作业 课堂评价
贝尔的故事
从网上下载信息，那些信息是如何 传输到你的电脑上的？在网上发一份电子 邮件，邮件是怎样传到异地朋友那里的？ 网络内部、网络之间每时每刻都在进行着 数据的传输。这些数据是如何传输的呢？
讲授新课
两台计算机互连
要求学生自主学习，全面阅读课文之后再让学生进行总结。这样既培养了学 生自学能力，又使学生能够尽快掌握有关定义。
（二）信号传送的途径
1、信道
2、带宽
掌握这个知识点需要学生动手实践，利用网上搜索引擎查找相关知识，这样 既可以提高学生解决实际问题的能力，又可以让学生在创新中获取新知识。
主要内容介绍
向学生展示计算机网络中的基础知识 数据通信的相关知识,包括内容：通信信 号、信息交换方式等。与生活实例相结 合，让学生在解决问题的过程中了解这 些知识及相关实现原理。
教学目标
知识与技能
1、了解网络中的数据通信知识 。 2、区分数字信号与模拟信号。 3、知道信息交换方式。
过程与方法
通过具体事例知道网络中的数据通讯方法极其原理。 了解IP电话通话的特点,能从日常生活、学习中发现需用信息技术 解决的问题。