计算机网络原理课件3-1
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计算机网络原理第1章概述PPT课件
3
计算机网络视角观点
广义观点
定义了计算机通信网络
资源共享观点
定义了计算机网络的基本特征
用户透明性观点
定义了分布式计算机系统
4
计算机网络的定义
一、计算机网络的定义
• 以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计 算机系统的集合
二、主要特征
• 计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享 • 互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的
乔治•吉尔德（George Gilder）预言：主干网的带 宽每6个月增加一倍。
6
计算机网络发展历程
以单计算机为中心的联机系统 分组交换网络诞生 计算机网络体系结构标准化 局域网的崛起 Internet时代 “三网”合一 宽带网络与全光网络技术
7
一、以单处理机为中心的多终端联机系统
17
拓扑结构
1．拓扑结构的定义
采用拓扑学的方法抽象的网络结构，研究计算 机网络中“点”和“线”构成的几何图形。
2．主要拓扑结构种类
总线型、星型、环型、树型、网状型 全互连型
总线型拓扑
优点： • 电缆长度短，布线容易 • 易于扩充
缺点： • 节点发生故障将导致整个网络瘫痪—故障扩散 • 故障定位排除困难
intranet是Internet技术的发展与建造企业／事业单 位内部的计算机网络和信息系统的需要相融合的 产物，是将internet的构造技术应用于企业的企业 内部网络。
15
六、“三网”合一
是指原先独立设计和运营的传统电信网、计算机 互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。
基本特征：
网络在物理层上是互通的 用户只需一个物理网络连接，就可以使用其他网络上
第一章 概 述
计算机网络视角观点
广义观点
定义了计算机通信网络
资源共享观点
定义了计算机网络的基本特征
用户透明性观点
定义了分布式计算机系统
4
计算机网络的定义
一、计算机网络的定义
• 以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计 算机系统的集合
二、主要特征
• 计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享 • 互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的
乔治•吉尔德（George Gilder）预言：主干网的带 宽每6个月增加一倍。
6
计算机网络发展历程
以单计算机为中心的联机系统 分组交换网络诞生 计算机网络体系结构标准化 局域网的崛起 Internet时代 “三网”合一 宽带网络与全光网络技术
7
一、以单处理机为中心的多终端联机系统
17
拓扑结构
1．拓扑结构的定义
采用拓扑学的方法抽象的网络结构，研究计算 机网络中“点”和“线”构成的几何图形。
2．主要拓扑结构种类
总线型、星型、环型、树型、网状型 全互连型
总线型拓扑
优点： • 电缆长度短，布线容易 • 易于扩充
缺点： • 节点发生故障将导致整个网络瘫痪—故障扩散 • 故障定位排除困难
intranet是Internet技术的发展与建造企业／事业单 位内部的计算机网络和信息系统的需要相融合的 产物，是将internet的构造技术应用于企业的企业 内部网络。
15
六、“三网”合一
是指原先独立设计和运营的传统电信网、计算机 互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。
基本特征：
网络在物理层上是互通的 用户只需一个物理网络连接，就可以使用其他网络上
第一章 概 述
计算机网络原理课件PPT
16
知
好 之 者 不 如 乐 之
之 者 不 如 好 之 者
者
计算机网络概述
3、计算机网络的分类 3.1按网络拓扑结构分类
按网络拓扑结构分为总线型网络、星型网络、 环型网络、树型网络和网状型网络。
17
知
好 之 者 不 如 乐 之
之 者 不 如 好 之 者
者
计算机网络概述 总线型拓扑结构： 这种结构所有节点都直接连到一条主干电缆上，这条主干电缆就称 为总线。该类结构没有关键性节点，任何一个节点都可以通过主干 电缆与连接到总线上的所有节点通信。 这种结构的优点是电缆长度短，布线容易；结构简单，可靠性高； 增加新节点时，只需在总线的任何点接入，易于扩充。总线结构的 缺点是故障检测需要在各个节点进行，故障诊断困难，隔离也困难 ，尤其是总线故障会引起整个网络的瘫痪。
培养 ② 从知识到理论——大学学习的理论性要求倡导学生合作精神的
培养 ③ 从隔绝到结构——大学学习的相关性要求 ④ 从常识到思想——大学学习的创新性要求 ⑤ 从泛泛到方向——大学学习的专业性要求 ⑥ 从专业到兴趣——大学学习的个性化要求 ⑦ 从书本到实践——大学学习的实践性要求 ⑧ 从一般到博精——大学学习的博精性要求 ⑨ 从茫然到问题——大学学习的问题性要求 ⑩ 从内容到方法——大学学习的方法性要求
知
好 之 者 不 如 乐 之
之 者 不 如 好 之 者
者
学习技巧与方法
大学课程该如何学习？
1、大学学习与中学学习的区别 中学阶段：知识的基础性，学科的简单性，学习环 境与时间的固定性。 大学阶段：知识的专业化，学科内容的复杂化，知 识容量的扩大与加深，更重要的还在于高校学生生 活的独立与自由使学习也发生了巨大的变化。
计算机网络工作原理课件
IP负责数据的路由，通过IP地址将数据从一个网络节点传送到另
03
一个网络节点。
OSI模型
OSI模型（开放系统互联参考模型）是一个描述计算机网络协议的分层模型，它将网络协议分为七个 层次，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
OSI模型为不同系统和设备之间的通信提供了统一的框架，使得各种设备和系统能够相互协作，实现 数据的传输和交换。
。
网状拓扑
无中心节点，任意两点通信， 可靠性高但成本和维护难度大
。
网络设备互联
TCP/IP协议
互联网的核心协议，实现端到 端的通信。
VLAN技术
用于在同一局域网内逻辑上划 分不同的子网。
以太网协议
最常见的局域网协议，使用 CSMA/CD机制。
路由协议
如OSPF、BGP等，用于路由 器间路由信息的交换。
计算机网络的分类
总结词
根据不同的分类标准，计算机网络可以分为局域网、 城域网、广域网、互联网等类型。
详细描述
根据网络覆盖的范围和规模，计算机网络可以分为局 域网、城域网、广域网和互联网等类型。局域网通常 只覆盖一个建筑物或一个单位内部，规模较小；城域 网覆盖一个城市或一个地区，规模较大；广域网覆盖 更广泛的地理范围，可以实现不同城市或国家之间的 互联；互联网则是由众多局域网、城域网和广域网互 联而成，实现了全球范围内的信息交流和资源共享。
计算机网络工作原 理课件
目录
• 计算机网络概述 • 网络通信原理 • 网络设备与拓扑结构 • 网络协议与标准 • 网络安全与防护 • 网络应用与发展趋势
01
CATALOGUE
计算机网络概述
计算机网络的定义
总结词
计算机网络基础ppt课件
• 传输层：提供应用程序间的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供 可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组 丢失，必须重新发送。
• 应用层：向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远 程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的 接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP 协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。
• 网络层：网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时 ，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在 TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫IP数据报 ，或简称为 数据报。网络层的另一个任务就是要选择合适的路由，使源主机运输层所传下 来的分组能够交付到目的主机。
TCP/IP四层模型
• 网络接口层：负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧 ，抽出IP数据报，交给IP层。
• 互联网层：负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传 输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去 往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报： 首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头 ，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数 据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。Байду номын сангаас
PPP协议（Point-to-Point Protocol）：用于点对点链路 的数据链路层协议，提供多协 议封装、链路配置、身份认证
等功能。
HDLC协议（High-Level Data Link Control）：面向比特的同 步数据链路控制协议，具有帧 同步、差错控制、流量控制等 功能。
• 应用层：向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远 程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的 接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP 协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。
• 网络层：网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时 ，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在 TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫IP数据报 ，或简称为 数据报。网络层的另一个任务就是要选择合适的路由，使源主机运输层所传下 来的分组能够交付到目的主机。
TCP/IP四层模型
• 网络接口层：负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧 ，抽出IP数据报，交给IP层。
• 互联网层：负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传 输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去 往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报： 首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头 ，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数 据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。Байду номын сангаас
PPP协议（Point-to-Point Protocol）：用于点对点链路 的数据链路层协议，提供多协 议封装、链路配置、身份认证
等功能。
HDLC协议（High-Level Data Link Control）：面向比特的同 步数据链路控制协议，具有帧 同步、差错控制、流量控制等 功能。
计算机网络的概念ppt课件
- 路由选择算法：会应用
互连方式 分段与重组：为什么要分段？
分段的两种方式 二。因特网中的网络层--IP协议
25
数据报的封装与ARP：作用、工作原理和过程 ICMP：作用及它们的应用，包括可达性、路由
跟踪和发现路径上最小的MTU tracert、ping、求最小MTU分别用到了 ICMP的哪些消息。 IPv6：IPv6中地址的长度、表示方法
复习课
1
第1章概述
l计算机网络的概念 lISO OSI协议栈
– 各层的功能 – 各层交换的数据
2
层 7 6 表示 APDU
5 4 传输 3 网络 2 数据链路 1 物理
主机A
ISO/OSI参考模型
应用协议 表示协议
交换单元名称 应用 表示 PPDU
会话协议
SPDU
传输协议
网络
网络
数据链路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数据链路
物理
物理
路由器
路由器
通信子网协议
物理层主机-路由器协议
数据链路层主机-路由器协议
网络层主机-路由器协议
传输 网络
TPDU(Segment 分组(Packet)
数据链路 帧(Frame)
物理 比特(Bit)
主机B
通信子网边界
3
l各层涉及的设备
协议的层
设备
应用层
传输层
网关
网络层
路由器、 NAT
数据链路层 交换机、网桥
重发定时器:RTT的更新算法 保活定时器 持续定时器
30
第7章应用层
31
应用层
1 、应用层的基本概念
2 、DNS 3 、SNMP 4 、E-MAIL ：SMTP和POP3协议 5 、WWW：URL 、HTTP 6 、FTP
互连方式 分段与重组：为什么要分段？
分段的两种方式 二。因特网中的网络层--IP协议
25
数据报的封装与ARP：作用、工作原理和过程 ICMP：作用及它们的应用，包括可达性、路由
跟踪和发现路径上最小的MTU tracert、ping、求最小MTU分别用到了 ICMP的哪些消息。 IPv6：IPv6中地址的长度、表示方法
复习课
1
第1章概述
l计算机网络的概念 lISO OSI协议栈
– 各层的功能 – 各层交换的数据
2
层 7 6 表示 APDU
5 4 传输 3 网络 2 数据链路 1 物理
主机A
ISO/OSI参考模型
应用协议 表示协议
交换单元名称 应用 表示 PPDU
会话协议
SPDU
传输协议
网络
网络
数据链路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数据链路
物理
物理
路由器
路由器
通信子网协议
物理层主机-路由器协议
数据链路层主机-路由器协议
网络层主机-路由器协议
传输 网络
TPDU(Segment 分组(Packet)
数据链路 帧(Frame)
物理 比特(Bit)
主机B
通信子网边界
3
l各层涉及的设备
协议的层
设备
应用层
传输层
网关
网络层
路由器、 NAT
数据链路层 交换机、网桥
重发定时器:RTT的更新算法 保活定时器 持续定时器
30
第7章应用层
31
应用层
1 、应用层的基本概念
2 、DNS 3 、SNMP 4 、E-MAIL ：SMTP和POP3协议 5 、WWW：URL 、HTTP 6 、FTP
04741计算机网络原理2018版PPT课件_第3章_传输层
UDP套接字的端口号是UDP实现复用与分解的重要依据。 Internet传输层提供面向连接服务的是TCP。TCP套接字与UDP套接字不同， TCP套接字是由一个四元组:<源IP地址，源端口号，目的IP地址，目的端口号>来 唯一标识的。
6
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
一、可靠数据传输基本原理[领会] 不可靠传输信道的不可靠性主要表现在: （1）不可你传输信道在传输数据的过程中，可能发生比特差错。 （2）不可靠传输信道在传输数据的过程中，可能出现乱序。 （3）不可靠传输信道在传输数据的过程中，可能出现数据丢失。 实现可靠数据传输的措施主要包括以下几种: （1）差错检测:利用差错编码实现数据包传输过程中的比特差错检测（甚至纠正）。 （2）确认:接收方向发送方反馈接收状态。 （3）重传发送方重新发送接收方没有正确接收的数据。 （4）序号:确保数据按序提交。 （5）计时器:解决数据丢失问题，
位对齐）求和，求和过程中遇到的任何滥出（即进位）都被回卷（即进位与和的最 低位再加）。最后得到的和取反码，就是UDP的校验和，填入UDP数据的校验和 字段。UDP在生成校验和时，校验和字段取全0。参与UDP校验和计算的内容包容 包括3部分:UDP伪首部、UDP首部和应用层数据。
传输层的端口号分为服务器端使用的端口号与客户端使用的端口号两大类。 服务器端使用的端口号包括熟知端口号和登记端口号。FTP服务器默认端口号是21， HTTP服务器默认端口号是80，SMTP服务器默认端口号是25，DNS服务器默认 端口号是53。
4
第一节 传输层的基本服务
二、无连接服务与面向连接服务[领会] 传输层提供的服务可以分为无连接服务和面向连接服务两大类。无连接服务
8
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
6
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
一、可靠数据传输基本原理[领会] 不可靠传输信道的不可靠性主要表现在: （1）不可你传输信道在传输数据的过程中，可能发生比特差错。 （2）不可靠传输信道在传输数据的过程中，可能出现乱序。 （3）不可靠传输信道在传输数据的过程中，可能出现数据丢失。 实现可靠数据传输的措施主要包括以下几种: （1）差错检测:利用差错编码实现数据包传输过程中的比特差错检测（甚至纠正）。 （2）确认:接收方向发送方反馈接收状态。 （3）重传发送方重新发送接收方没有正确接收的数据。 （4）序号:确保数据按序提交。 （5）计时器:解决数据丢失问题，
位对齐）求和，求和过程中遇到的任何滥出（即进位）都被回卷（即进位与和的最 低位再加）。最后得到的和取反码，就是UDP的校验和，填入UDP数据的校验和 字段。UDP在生成校验和时，校验和字段取全0。参与UDP校验和计算的内容包容 包括3部分:UDP伪首部、UDP首部和应用层数据。
传输层的端口号分为服务器端使用的端口号与客户端使用的端口号两大类。 服务器端使用的端口号包括熟知端口号和登记端口号。FTP服务器默认端口号是21， HTTP服务器默认端口号是80，SMTP服务器默认端口号是25，DNS服务器默认 端口号是53。
4
第一节 传输层的基本服务
二、无连接服务与面向连接服务[领会] 传输层提供的服务可以分为无连接服务和面向连接服务两大类。无连接服务
8
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
计算机网络完整ppt课件
应用层
综合了OSI的会话层、表 示层和应用层的功能，提 供各种网链路层相同 ，负责将比特流组合成帧 并进行传输。
网络层
传输层
与TCP/IP的传输层相同， 提供可靠的传输服务。
与TCP/IP的网络层相同， 处理IP地址和路由选择。
Part
03
物理层
物理层的基本概念
物理层的定义
THANKS
感谢您的观看
实现Web应用中的请求/响应模型，支持 Web页面的浏览和数据传输。
HTTP的请求方法
GET、POST、PUT、DELETE等，定义了客 户端对资源的操作方式。
HTTP的状态码
HTTP的消息格式
表示服务器对请求的处理结果，如200表示 成功，404表示资源未找到。
包括请求行、请求头、请求体、响应行、响 应头、响应体等部分，定义了HTTP消息的 格式和内容。
网络层的主要功能
网络层的主要功能包括路 由选择、拥塞控制和网络 互连等。
网络层的协议
网络层的主要协议包括IP 协议、ICMP协议、IGMP 协议等。
路由算法与路由协议
01 02
路由算法的分类
路由算法可以分为静态路由算法和动态路由算法两类。静态路由算法由 管理员手动配置，而动态路由算法则通过路由协议自动学习和更新路由 信息。
常见的路由协议
常见的路由协议包括RIP、OSPF、BGP等。这些协议通过不同的算法和 机制来实现路由信息的交换和更新。
03
路由协议的工作原理
路由协议通过定期发送和接收路由信息报文来交换和更新网络中的路由
信息。当网络拓扑发生变化时，路由协议会自动重新计算最佳路径并更
新路由表。
IPv4与IPv
IPv4的基本概念
综合了OSI的会话层、表 示层和应用层的功能，提 供各种网链路层相同 ，负责将比特流组合成帧 并进行传输。
网络层
传输层
与TCP/IP的传输层相同， 提供可靠的传输服务。
与TCP/IP的网络层相同， 处理IP地址和路由选择。
Part
03
物理层
物理层的基本概念
物理层的定义
THANKS
感谢您的观看
实现Web应用中的请求/响应模型，支持 Web页面的浏览和数据传输。
HTTP的请求方法
GET、POST、PUT、DELETE等，定义了客 户端对资源的操作方式。
HTTP的状态码
HTTP的消息格式
表示服务器对请求的处理结果，如200表示 成功，404表示资源未找到。
包括请求行、请求头、请求体、响应行、响 应头、响应体等部分，定义了HTTP消息的 格式和内容。
网络层的主要功能
网络层的主要功能包括路 由选择、拥塞控制和网络 互连等。
网络层的协议
网络层的主要协议包括IP 协议、ICMP协议、IGMP 协议等。
路由算法与路由协议
01 02
路由算法的分类
路由算法可以分为静态路由算法和动态路由算法两类。静态路由算法由 管理员手动配置，而动态路由算法则通过路由协议自动学习和更新路由 信息。
常见的路由协议
常见的路由协议包括RIP、OSPF、BGP等。这些协议通过不同的算法和 机制来实现路由信息的交换和更新。
03
路由协议的工作原理
路由协议通过定期发送和接收路由信息报文来交换和更新网络中的路由
信息。当网络拓扑发生变化时，路由协议会自动重新计算最佳路径并更
新路由表。
IPv4与IPv
IPv4的基本概念
《3-1_信息系统与外部世界的连接方式》参考课件1
无线传感器网络是当前信息领域的研究热点之一，可实现信号的采集、处理和 发送，已得到越来越广泛的应用。如在大棚种植中对室内及土壤的温度、湿度、 光照进行监测，对植物生长规律的数据进行测量与分析，又如在病人、老人等 身上安装心率和血压监测等设备来监测人体的各种生理数据，都需要使用传感 器。
(2）射频识别技术（RFID) 射频识别技术是一种无线通信技术，可以通过无线电信号识别特定目标并读写相 关数据，而且识别系统与特定目标之间无须建立机械或者光学接触。它的出现改 变了条形码依靠“有形”的一维或二维几何图案来提供信息的方式,而可以通过 芯片来提供存储在其中的数量庞大的“无形”信息。RFID系统由五个组件构成, 包括传送器、接收器、微处理器、天线和标签。传送器、接收器和微处理器通常 都被封装在一起,统称为阅读器，因此通常将RFID系统分为阅读器、天线和标签 三大组件。RFID系统工作原理如图3-13所示。
20世纪80年代后期，随着条码技术应用领域的扩大 ，一种能够在更小面积 上表示更多信息的新条码技术产生了，这就是二维条码（即二维码）技术。 由于二维条码在平面的横向和纵向上都能农示信息，所以与一维条码比较， 所携带的信息量和信息密度都提高了，二维码可以表示图像、文字，甚至 声音。与一维条码必须依靠预先建立的数据库、从中识别出物品的信息不 同，二维码依靠其庞大的信息携带量，能够把物品信息直接包含在条形码 中，并且还有错误修正技术及防伪功能，增加了数据的安全性。因此,二维 码的出现，使条码技术从简单地标识物品转化为描述物品，它的功能发生 了质的变化,其应用领域也就扩大了。
人们常将传感器的功能与人类五大感觉器官相比拟:光敏传感器，相当于视觉， 包括红外线传感器、紫外线传感器、色彩传感器等;声敏传感器,相当于听觉， 用于检测在气体、液体或固体中传播的机械振动;气敏传感器,相当于嗅觉，用 于检测气体浓度和成分;化学传感器，相当于味觉，用于检测各种化学物质及 其浓度;压敏、温敏、湿敏等传感器,相当于触觉,能感受压力和环境温度、湿 度等。
(2）射频识别技术（RFID) 射频识别技术是一种无线通信技术，可以通过无线电信号识别特定目标并读写相 关数据，而且识别系统与特定目标之间无须建立机械或者光学接触。它的出现改 变了条形码依靠“有形”的一维或二维几何图案来提供信息的方式,而可以通过 芯片来提供存储在其中的数量庞大的“无形”信息。RFID系统由五个组件构成, 包括传送器、接收器、微处理器、天线和标签。传送器、接收器和微处理器通常 都被封装在一起,统称为阅读器，因此通常将RFID系统分为阅读器、天线和标签 三大组件。RFID系统工作原理如图3-13所示。
20世纪80年代后期，随着条码技术应用领域的扩大 ，一种能够在更小面积 上表示更多信息的新条码技术产生了，这就是二维条码（即二维码）技术。 由于二维条码在平面的横向和纵向上都能农示信息，所以与一维条码比较， 所携带的信息量和信息密度都提高了，二维码可以表示图像、文字，甚至 声音。与一维条码必须依靠预先建立的数据库、从中识别出物品的信息不 同，二维码依靠其庞大的信息携带量，能够把物品信息直接包含在条形码 中，并且还有错误修正技术及防伪功能，增加了数据的安全性。因此,二维 码的出现，使条码技术从简单地标识物品转化为描述物品，它的功能发生 了质的变化,其应用领域也就扩大了。
人们常将传感器的功能与人类五大感觉器官相比拟:光敏传感器，相当于视觉， 包括红外线传感器、紫外线传感器、色彩传感器等;声敏传感器,相当于听觉， 用于检测在气体、液体或固体中传播的机械振动;气敏传感器,相当于嗅觉，用 于检测气体浓度和成分;化学传感器，相当于味觉，用于检测各种化学物质及 其浓度;压敏、温敏、湿敏等传感器,相当于触觉,能感受压力和环境温度、湿 度等。
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(a) 模拟信号
(b) 二进制数字信号
(c)四进制数字信号
模拟信号具有以下特征： ·波形是连续的、圆滑的、没有突跃的变化； ·幅值在某一时间范围内可以取任一值。
频谱表示法
频谱表示法是把信号的幅值表示成频率的函数。它是基于 傅立叶分析的一种方法。傅立叶分析表明，基频为f的任意周期 函数g(t)都可以由（无限个）正弦函数和余弦函数合成，即:
接、收方之间的同步通信
为了让计算机的各部件间协调工作，必须让接收 方知道发送所发送的每个数据单元的开始和结束，也 要知道发送方所发送数据单元的顺序。
同步的级别
• 帧级同步 • 字节级同步
• 位级同步
字节级同步
字节级同步就是两端每次以字节为单位传输
数据，并在字节的两端加上特殊记号，表示字节
的开始和结束，实现收发两端的同步。
同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符，每个 字符都有自己的开始位和停止位，而是把它们组合起来一起发送。 我们将这些组合称为数据帧，或简称为帧。
同步传输和异步传输
同步与异步传输的区别 1,异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传输。 2,异步传输的单位是字符而同步传输的单位是桢。 3,异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会，而 同步传输则是以数据中抽取同步信息。 4,异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的时钟线 路协调时序。 5,异步传输相对于同步传输效率较低。
接收预处理
01111101100011111000110010 删除 011111110001111100110010
送给主机的数据块
用序列“01111110”作为开始和结束标志。为了避免在数 据流中出现序列“01111110”时引起混乱，发送方总是在其发 送的数据流中每出现5个连续的“1”，就插入一个附加的 “0”；接收方则每检测到5个连续的“1”并且其后有一个“0” 时，就删除该“0”。目前应用最普遍的面向位的同步传输规程 是HDLC和SDLC。
3.2.2 数据信号分析
信号是数据在载体中的表示形式 : 时域表示法
频谱表示法
时域表示法
时域表示法就是把信号的幅值表示成时间函 数。用时域表示法表示的信号，可以清楚地看出 信号随时间变化的规律。
时域表示法示
u(t) u(t) A u(t) 3 2 1 0 t 0 T t 0 -1 -2 -3 t T
名词解释: 开销
在网络传输过程中，由于对信号的传输，需要变 换数据格式，难免要加入一些冗余的数据，这些冗余
数据又是传输所必须的，而这些冗余数据在源数据中
占有的比例叫做开销。
3.2.1 信息、数据与信号
数据：客观事物及其属性的记录称为数据。是计算机 存储和处理的对象。 信息：可能是对于数据的解释，也可能是获取到的知 识。信息常常依附于载体成为一种数据，是对认识 系统的作用。 信号：是物理世界的概念，反映了物理系统之间的相 互作用。信号被形式化描述后，也成为一种数据， 或者说，信号是数据在载体中的存在形式。
3.2.3 信道的频率特性
信道的带宽 传输速率
计算机网络原理
第3章
链路上的数据传送技术
所谓链路(Link)就是从一个节点到相邻节点的一 段物理线路，而中间没有任何其他的交换节点。在 进行数据通信时，两个计算机之间的通信路径往往 要经过许多段这倦的链路。链路只是一条路径的组 成部分。 数据链路（Data Link）则是另一个概念。当需 要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理 线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制这些 数据的传输。把实现这些协议的硬件和软件加到链 路上，就构成了数据链路。 也有把链路分为物理链路和逻辑链路，物理链路 就是上面所说的链路，而逻辑链路就是上面所说的 数据链路。
实际运用中的并行传输
并行传输在同样长度的电缆上比串行传输快N＋倍，（N 为并行宽度, 为串行传输的同步开销）。这很容易理解。但是 并行传输有自身的重大缺点：1、距离短。2、信号线之间的互 相干扰难以解决。3、码速率越高，对并行的线路的尺寸要求 越高。举例说明，一个字节的各位数据在不同线路上传输，在 频率高的情况下，信号线的跳变的干扰很容易影响旁边的信号 状态，由于电路板布线和电缆质量等问题，每一位的信号线也 不一定一样长，因此在高频下，电流从电缆已端到达电缆另一 端的时间也会有微小差别（注意，电流速度不是光速啊，是比 较慢的粒子流）。会导致信号错乱。我们看一些高级的显卡， 有的线路在布线的时候故意来回转圈而不走直线，就是在和别 的数据线找齐长度。 因此近年来，串行线路技术反而蓬勃发 展起来，原因是距离长，抗干扰，成本低。我们熟悉的以太网 就是串行通信，速度一点也不慢。
同步传输和异步传输
同步传输:位同步方式最显著的特点是接收端与发送端具有共同 的时钟。这种方式被称为同步传送方式。 异步传输:字节同步方式中接收端与发送端不需要严格的时间标 准，因而称为异步传送，或称起止同步方式。
异步传输将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的1个字符或 更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方从不知道 它们会在什么时候到达。
特点： 1. 不需要对传输代码进 行时序转换 2. 需要数据线数目多。 3. 传输速率高 4. 但是并口有个弱点， 当频率高的时候，就 会产生相当的电磁波 相互干扰，造成数据 传输错误。
SATA介绍
SATA的全称是Serial Advanced Technology Attac hment（串行高级技术附件，一种基于行业标准的串行硬 件驱动器接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor 和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。 SATA的优势：支持热插拔 ，传输速度快，执行效率 高 使用SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未 来PC机硬盘的趋势。Serial ATA采用串行连接方式，串行 ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力， 与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数 据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度 上提高了数据传输的可靠性。
SCSI技术
SAS是串行SCSI（Serial Attached SCSI）的意思， 是一种新型的磁盘设备接口，与并行SCSI相比SAS能为 带宽要求更高的主流服务器和企业级存储提供所需的高 性能、高扩展性和可靠性。SAS满足了诸如网上购物和 银行交易等事务性数据应用环境中对高频率和即时、随 机数据存取的需求。 比并行SCSI的性能优越：SAS技术提升了存储的性 能，使用全双工、点对点结构的双端口数据传输速率达 到了3.0 Gb/s，支持容错性设计。通过使用最先进的指 令队列来解决企业应用中的巨大的数据传输流量。
第3章
链路上的数据传送技术
通信的基本问题 信号形式（信号分析与编码） 在一条物理信道中传输多路信号——多路复用技术 可靠传输——差错控制技术 流量控制技术及典型传输规程
3.1 基本通信方式
通信双方的交互形式
并行传输 和 串行传输
链路所连接的两方如何取得同步
交互方式
数据信号 发送装置 监测信号 接收装置
串行传输
数据在一个信道上一位一位依次传输。数据线 数目与与传输数据无关
特点： 1. 通信线路数小，线路利用率 高适合于远距离传输。 2. 在发送端和接收端需要并/ 串转换和串/并转换。 3. 需要实施同步措施，以确保 不产生错字。
并行传输
数据在多个信道上同时传输。数据线数目与与 传输数据相同并可能多一校验线
SATA介绍
Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比最快的 并行ATA（即ATA/133）所能达到133MB/s的最高数据传输率还 高，而在Serial ATA 2.0的数据传输率达到300MB/s，最终SATA 将实现600MB/s的最高数据传输率。 Serial ATA接线较传统的并行ATA(Paralle ATA)接线要简单 得多，而且容易收放，对机箱内的气流及散热有明显改善。而且， SATA硬盘与始终被困在机箱之内的并行ATA不同，扩充性很强， 即可以外臵，外臵式的机柜(JBOD)不单可提供更好的散热及插 拔功能，而且更可以多重连接来防止单点故障；由于SATA和光 纤通道的设计如出一辙，所以传输速度可用不同的通道来做保证， 这在服务器和网络存储上具有重要意义。
不传送时，信道一直处于高电平，表示停止状态“1” 用一位低电平（“0”状态）表示起始位 接着传送一个字符 最后用1位或2.5位或2位的高电平表示停止位
字节级同步图示
位宽
发送时钟 传输的字符
7位信息位
起始位 校验位 终止位
ห้องสมุดไป่ตู้
一个字符
接收时钟
帧级（数据块）同步
帧（Frame）是在链路连接的两端每次所传输的传 输数据块，通常由多个字节组成，具体长度由链路上所 使用协议规定。帧的同步，就是在数据块的两端加上前 文（preamble）和后文（postmble），表示帧的起始 和结束。 前文和后文的特性也取决于所用的协议，并可以分 为面向字符和面向位流两大类。
1 g(t) = — C+ ansin(2nft)+ bncos(2nft) 2 n=1 n=1
式中， f称为基频， C是常数， an、bn是第n次谐波的幅值， n=1的分量波称为基波。
信号形状与频谱
不同脉宽比的矩形脉冲频谱
信号的传输速率
数据的传输速率是指单位时间内所传输的数据量的多少。 一种是用单位时间内所传输的符号数做单位，称为码元速率，也 称为波特（Baud）率 :B = 1/T 。
在通信系统中，不仅要考虑信号传输的速度，还要考虑符号本身 所携带的信息量，从而引入了信息速率即数据传输速率。通常 以b/s（bit per second，比特/秒）为单位时，称比特率，有： R = (1/T) log2 M 码多，每个码信息含量多，表示同一信息，码数少； 码少，每个码信息含量少，表示同一信息，码数多。