数据通信与网络
数据通信与网络基础知识
数据通信与网络基础知识在现代社会中，数据通信和网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的重要组成部分。
无论是通过互联网进行信息传输，还是通过手机进行通话和短信交流，都少不了数据通信和网络的支持。
本文将深入介绍数据通信和网络的基础知识，包括数据通信的基本原理、传输介质、网络结构以及网络管理和安全等方面。
首先，数据通信是指将数据从一个地方传输到另一个地方的过程。
它是通过使用不同的传输介质和协议来实现的。
在数据通信中，数据的传输可以通过有线或无线的方式进行。
有线传输通常使用电缆作为传输介质，如网线、电信线等。
无线传输则通过无线电波进行，如Wi-Fi、蓝牙等。
数据通信过程中使用的协议也非常重要，如TCP/IP协议、HTTP协议等。
这些协议规定了数据的传输方式、格式和处理过程，确保数据能够准确地传输和接收。
传输介质是数据通信中起到桥梁作用的物理媒介。
有线传输中，常用的传输介质包括光纤、铜缆等。
光纤传输具有高速、高带宽和抗干扰能力强的特点，广泛应用于长距离和大容量的数据传输；铜缆传输则便宜、易于安装和维护，适用于短距离和低带宽的数据传输。
无线传输中，常用的传输介质包括电磁波、无线电波等。
电磁波传输适用于广播和电视信号的传输；无线电波传输适用于无线通信和互联网接入等。
数据通信的基本原理是将数据转换成电信号，通过传输介质传输，然后在接收端将电信号还原为数据。
在这个过程中，需要使用调制解调器（Modem）将数据转换成电信号，并使用解调器将电信号还原为数据。
调制解调器是数据通信中重要的设备，它将数字信号转换成模拟信号，以便通过传输介质进行传输，并在接收端将模拟信号还原成数字信号。
调制解调器的速率决定了数据的传输速度，通常以波特率（bps）表示。
数据通信不仅仅是指点对点的数据传输，更多时候是通过网络进行的。
网络是由多个设备和传输介质组成的，它们通过互联网协议（IP）互相连接。
网络按局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网（Internet）划分。
数据通信与网络教学设计 (2)
数据通信与网络教学设计前言随着信息技术的快速发展，网络已经成为人们重要的沟通方式之一，而数据通信技术的应用也越来越广泛。
作为现代教育的一个重要组成部分，网络教学的发展已成为提高教育质量和效率的重要手段。
数据通信技术与网络教学的结合，可以提高教学效果，提升学习质量。
在本文中，我们将介绍数据通信与网络教学的相关知识，并探讨如何进行网络教学设计。
数据通信数据通信的定义数据通信是指利用计算机网络等通信设备和专门的通信协议，在不同地点的计算机之间实现数据交换的过程。
简单来说，数据通信就是使计算机之间能够互相交换信息和数据。
数据通信的方式数据通信有很多种方式，以下是其中一些常用的方式：1.串口通信：串口通信是指使用串口实现通信的方式。
通常情况下，串口通信只能进行短距离的数据传输。
2.并口通信：并口通信使用并行传输方式进行数据通信，通常用于短距离的数据传输。
3.网络通信：网络通信是指利用计算机网络完成的数据传输过程。
网络通信可以进行远距离的数据传输，且可以同时进行多人的数据通信。
数据通信的协议为了保证数据的传输质量和安全性，数据通信中需要使用一些协议。
以下是一些常用的协议：1.TCP/IP协议：TCP/IP协议是互联网通信的基础。
它是一个协议集合，包括TCP协议和IP协议。
TCP协议负责数据的传输，IP协议负责数据的路由。
2.HTTP协议：HTTP协议是一种用于传输超文本的协议。
它利用TCP协议进行数据传输，并且可以在浏览器和Web服务器之间进行交互。
3.FTP协议：FTP协议是一种用于文件传输的协议。
它可以在计算机之间进行文件传输。
网络教学设计网络教学的定义网络教学是指利用网络技术进行教学活动。
网络教学包括了在线教育、远程教育、虚拟教育等等形式。
使用网络教学可以使学生在不同的地方，不同的时间进行学习，提高学习的灵活性和效率。
网络教学的特点网络教学具有以下特点：1.灵活性：网络教学可以在任何地方、任何时间进行学习。
数据通信与计算机网络综合性实验
数据通信与计算机网络综合性实验一、实验目的1.了解数据通信和计算机网络的基本概念和原理；2.掌握网络通信协议的原理和常见协议的使用；3.通过实验建立和配置局域网，实现局域网内主机之间的数据通信；4.学习使用网络性能分析工具进行网络性能测试与调优。
二、实验内容1.实验环境配置搭建实验环境，包括至少两台计算机、交换机、网线等。
2.局域网建立与配置（1）设置每台计算机的IP地址、子网掩码、网关；（2）通过网线将计算机与交换机连接；（3）配置交换机的端口，确保局域网内计算机能够相互通信。
3.数据通信（1）基于TCP协议，实现两台计算机之间的简单文件传输；（2）基于UDP协议，实现两台计算机之间的简单消息传递。
4.网络性能测试与调优（1）使用网络性能分析工具，对局域网进行性能测试；（2）通过调整局域网网络设备的参数，优化网络性能。
三、实验步骤1.实验环境搭建按照实验要求，将计算机与交换机连接，配置好基本网络参数。
2.局域网建立与配置首先设置每台计算机的IP地址、子网掩码、网关，确保每台计算机能够正常上网；然后将计算机与交换机通过网线连接，配置交换机的端口，确保局域网内计算机能够相互通信。
3.数据通信基于TCP协议，使用Socket编程，编写简单的文件传输程序，实现两台计算机之间的文件传输功能。
首先，通过服务器端程序监听指定端口，等待客户端连接；然后，客户端程序连接服务器端，并发送文件内容；最后，服务器端接收文件内容并保存。
通过文件传输测试，确保两台计算机之间能够正常通信。
接着，基于UDP协议，使用Socket编程，编写简单的消息传递程序，实现两台计算机之间的消息传递功能。
首先，通过服务器端程序监听指定端口，等待客户端发送消息；然后，客户端程序连接服务器端，并发送消息内容；最后，服务器端接收消息内容并显示。
通过消息传递测试，确保两台计算机之间能够正常通信。
4.网络性能测试与调优使用网络性能分析工具，如Wireshark，对局域网进行性能测试。
数据通信与网络
数据通信与网络数据通信与网络数据通信指的是通过某种媒介（如电波、光纤等）传输数据的过程。
而网络则是由多台计算机和其他设备相互连接而成的数据通信系统，可以实现信息和资源的共享。
数据通信与网络的发展始于20世纪60年代，随着计算机技术的发展和各种通信技术的成熟，数据通信与网络得到了迅猛的发展。
如今，数据通信与网络在各个领域都有着广泛的应用，无论是个人生活、工作，还是大型企业的运营，都离不开数据通信与网络。
数据通信与网络的基本组成包括数据发送方、数据接收方和媒介。
数据发送方将要传输的数据进行编码和调制后，通过媒介发送给接收方，接收方则进行解码和调制，得到原始数据。
传输中所用的媒介可以是有线的，如电缆、光纤等，也可以是无线的，如无线电波、红外线等。
不同的媒介具有不同的传输速度、传输距离和传输可靠性。
网络是由多个互连的计算机和其他设备组成的，各个设备之间通过网络协议进行通信和数据交换。
网络可以分为局域网、城域网、广域网和因特网等不同规模和范围的网络。
局域网通常用于办公楼或校园内部，城域网用于城市范围内的通信，广域网则覆盖更大范围，如跨城市、跨国家等。
而因特网是全球最大的网络，连接了世界上各个地区的计算机和网络设备。
数据通信与网络的应用非常广泛。
在个人生活中，我们使用手机进行语音通信、发短信和上网；在办公场所，我们使用局域网与同事进行文件共享和协同办公；在医疗领域，医生可以通过远程医疗技术为患者进行诊断和治疗；在工业控制领域，通过物联网技术可以实现远程监控和控制；在金融领域，我们可以通过网上银行进行转账和支付等。
数据通信与网络的应用不仅提高了工作效率和生活质量，还促进了各行各业的发展和创新。
数据通信与网络也面临着一些挑战与问题。
首先是安全性问题，随着人们对网络的依赖程度越来越高，网络安全问题变得日益严峻。
网络攻击、数据泄露和个人隐私保护等问题亟待解决。
其次是网络拥堵问题，随着用户数量的增加和数据传输量的增大，网络的带宽变得紧张，容易出现拥堵现象，影响用户的体验和数据传输的效率。
数据通信与计算机网络
数据通信与计算机网络
数据通信与计算机网络是计算机科学中的两个重要领域。
它们用于计算机可以组织起来并且能够通过网络交换信息的方式。
一、数据通信
数据通信指的是在通信信道中传输数据的技术。
它可以通过电缆、红外线、无线电、卫星等多种传播手段进行，也可以组合多种传播手段来传输数据。
2、主要功能
数据通信的主要功能是传输数据，从而实现服务器之间的通信以及远程控制和远程操作。
数据通信还可以用于设备状态监测，实时文件传输，报警信息发送，远程操作等应用。
3、重要性
数据通信对于信息时代至关重要，广泛应用于国家外交、电信运营、网络安全、智能家居等。
它使得人们可以方便地与世界各地的朋友进行交流或远程操作，也让传统业务变得更加高效和便捷。
二、计算机网络
1、定义
计算机网络是由一组计算机和其它网络设备组成的物理衔接的集群，它们可以通过网络或网络设备进行互联。
有效的实现信息、数据和通讯服务的传输、存储。
2、组成
计算机网络主要由计算机、网络设备、网络软件等组成。
其中，计算机是结构最复杂的网络节点，用于实现高级处理功能；网络设备是结合完成网络功能的服务
器，例如交换机、路由器等；网络软件主要用于网络管理和应用，如协议栈、中间件等。
3、应用
计算机网络在国际组织、政府机构、企事业单位、学术机构、居民家庭等普遍应用，它可以为用户提供多种服务，如资源共享、跨地点通信，实时多媒体传输、视频会议等。
计算机网络为传统企业的实时营销、全球通讯、数据安全等提供便利和帮助。
数据通信与网络技术教学设计
数据通信与网络技术教学设计一、教学目标本课程旨在使学生了解数据通信的基本概念、网络技术的发展及其在实际应用中的作用，培养学生分析和设计网络系统的能力，掌握网络协议、网络体系结构、网络管理等方面的知识，为学生今后的工作提供基础知识和技能。
二、教学内容1. 数据通信的基本概念数据通信是指在不同设备之间传输数据的过程。
教学内容涵盖了数据的传输方式、传输速率、数据编码、传输中可能遭遇的错误等方面的知识。
2. 网络技术的基本原理网络是将不同的设备连接在一起，使它们可以相互通信。
教学内容包括了网络体系结构、网络协议、网络安全等方面的知识。
3. 网络技术的应用教学内容将涵盖计算机网络在实际应用中的各个方面，例如网络通信、网络管理、网络安全、网络虚拟化等。
三、教学方法1. 理论讲授通过讲师的授课方式，将重点难点内容简单易懂地呈现给学生，帮助学生掌握重点知识点。
2. 实验教学通过实验，让学生了解网络环境的构建及应用，提高学生的应用能力，并在实践中发现并解决问题。
3. 网络互动教学通过网络互动教学，实现学生与教师的在线互动、学生与学生之间的交流，提高学生的学习效率。
还可以模拟网络实验，让学生在虚拟的环境中进行实际应用操作，提高学生的实际实验操作水平。
四、教学评估1. 作业评估布置相关内容的作业，鼓励学生运用所学知识进行思考、分析和创新，评估学生掌握情况。
2. 模拟实验评估在模拟实验中，引导学生独立操作、维护、改进和管理网络环境，评估学生的实际应用能力。
3. 期末考试每个学期结束后，进行期末考试，考察学生综合掌握程度、应用能力和创新能力，作为对整个学期教学成果的总体评估。
五、教学资源网络技术与数据通信是发展迅速的学科，可以利用各种教学资源来指导学生学习，例如：电子教案、网络课件、实验室、虚拟实验平台、网络教学平台等。
学生也可以根据自身情况使用各种学习资料，例如教材、电子书、网络资料等。
六、教学效果展示通过教学评估，可以评估教学效果，同时还可以通过学生论文、学生实验、学生比赛等形式进行教学效果的展示，让更多的人关注和认识到这门学科的重要性。
数据通信与网络
数据通信与网络一、引言数据通信与网络是现代社会中不可或缺的一部分。
它负责实现信息的传输和共享，极大地改变了人们的生活和工作方式。
本文将讨论数据通信与网络的基本概念、功能以及一些常见的应用。
二、数据通信的基本概念1. 数据通信的定义数据通信是指将信息从一个地方传送到另一个地方的过程。
这种传送需要借助设备和协议来确保信息的准确和完整传输。
2. 数据通信的基本要素数据通信包括发送方、接收方、传输介质和传输协议四个基本要素。
发送方将原始信息转换为信号，并通过传输介质将信号发送给接收方。
传输协议规定了信号传输的方式和规则。
3. 数据通信的模型数据通信可以使用OSI模型进行描述，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层七个层次。
每个层次有不同的功能和任务，通过层与层之间的协议进行通信。
三、数据通信的功能1. 数据传输数据通信的主要功能是将原始数据转换为可传输的信号，并通过传输介质将信号传输给接收方。
这样接收方就可以恢复原始数据。
2. 数据交换数据交换指的是在网络中传输数据的过程。
数据通信通过数据交换的方式实现信息的共享。
3. 错误检测和纠正数据通信通过添加冗余信息和使用校验算法来检测和纠正传输过程中可能发生的错误，确保信息的准确性和完整性。
4. 数据压缩与加密数据通信可以利用压缩算法将数据压缩，减少传输的数据量。
同时，通过加密算法可以保护敏感数据的安全性，防止信息被非法获取。
四、数据通信的应用1. 互联网互联网是当前最常见和广泛使用的数据通信网络。
它连接了全球各地的计算机和设备，实现了信息的全球化传输和共享。
2. 移动通信移动通信是指通过移动网络进行数据通信的方式。
它包括手机通信、移动互联网、物联网等多种应用，为人们提供了便捷的通信手段。
3. 在线购物数据通信使得在线购物成为可能。
人们可以通过互联网将购物需求传输给电商平台，实现网上购物和订单交付。
4. 远程办公与视频会议数据通信为远程办公和视频会议提供了支持，使得人们可以通过网络进行远程工作和交流，提高了工作效率和便利性。
数据通信与网络安全指南
数据通信与网络安全指南第一章：数据通信基础在如今信息时代，数据通信是各行各业不可或缺的一环。
数据通信是指通过传输介质（有线或无线）将信息从一个地点传输到另一个地点的过程。
本章将介绍数据通信的基础知识，包括信号传输、传输介质和传输协议等。
1.1 信号传输技术信号传输技术是数据通信的基石。
常见的信号传输技术包括模拟信号传输和数字信号传输。
模拟信号传输是将连续变化的信号通过物理介质传输。
数字信号传输则是将离散信号通过物理介质传输。
1.2 传输介质传输介质是指数据在传输过程中所经过的物理介质。
常见的传输介质包括有线介质和无线介质。
有线介质包括双绞线、同轴电缆和光纤等，而无线介质包括无线电波和红外线等。
1.3 传输协议传输协议是指在数据通信中，数据传输的规则和格式。
常见的传输协议包括TCP/IP协议和HTTP协议等。
传输协议确保数据在传输过程中的可靠性和安全性。
第二章：网络安全基础随着网络的普及和发展，网络安全问题日益凸显。
保障网络安全对于个人和组织来说至关重要。
本章将介绍网络安全的基础知识，包括网络威胁、网络攻击和安全防护等内容。
2.1 网络威胁网络威胁是指可能对网络系统和数据造成损害的行为。
常见的网络威胁包括计算机病毒、网络蠕虫、黑客攻击和网络钓鱼等。
2.2 网络攻击网络攻击是指对网络系统和数据进行非法访问、修改、破坏等活动。
常见的网络攻击包括拒绝服务攻击、网络入侵和数据篡改等。
2.3 安全防护安全防护是指通过采取一系列技术和措施来保护网络系统和数据的安全性。
常见的安全防护措施包括防火墙、入侵检测系统、数据加密和访问控制等。
第三章：数据通信与网络安全技术为了应对日益增加的数据通信需求和网络安全威胁，人们研发了许多数据通信与网络安全技术。
本章将介绍几种常见的数据通信与网络安全技术，包括VPN、SSL和防火墙等。
3.1 VPN技术VPN（Virtual Private Network）技术是一种通过公共网络建立起虚拟专用网络的技术。
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数据通信与网络
课程主题
Computer Communications and Networking Technologies
– various networking schemes that have been devised
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2004年2月-2005年1月
数据通信与网络
教学内容
– 通信模型与术语 – 通信系统硬件
• 传输媒体，数据通信接口，网络设备 – 数据传输
• 信号分析，信道传输特性，数据编码，数据传输方式， 线路复用，链路控制
通信与计算机的关系
• 电信主要包括话音通信、图像通信、数据通信、 视频通信。数据及计算机通信是为计算机之间的 远程信息交换、分布处理、资源共享提供服务的。
• 数据及计算机通信是通信技术与计算机技术相结 合的产物，通信系统的性能提高及其技术的迅猛 发展得益于计算机硬件与软件技术的不断进步。
• 按照定义，计算机网络由通信子网与资源子网构 成。今天面对的通信子网以电信业运营的网络为 主干。
• 根据吉尔德定律与摩尔定律得知，通信网络的发展 大大快于微处理器的发展。 问题2：根据吉尔德定律，假如目前网络最大速率为
10G bps，5年后预计最大速率为多少？
– 网络带宽每年增4倍，5年后增至45=1024倍，达到10.24Tbps。
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数据通信与网络
数据通信与网络
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/21
数据通信与网络
• 三大定律中一条涉及微处理器，两条与通信网络有 关。表明了网络在IT中的重要地位。
• 梅特卡夫定律定量描述了单机与联网之间的巨大差 别和网络的重要价值,反映了数据/计算机通信网相 对于其它通信网络的效率差别。
问题1：比较电话网、有线电视网和数据通信网的效率。
– 电话网1:1，电视网1:N，数据通信网N2。
• “The network is the computer”。 信息网络 时代的计算机工作者面对的是基于网络丰富资源 的一个庞大虚拟机器，计算机网络是必修的课程。 数据通信则是计算机网络的技术基础。
• 随着Internet的普及与发展，我们面对的计算机 网络是以数据通信技术及数据通信网作为支撑的 全球性网络。
数据通信与网络
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2020/11/21
数据通信与网络
C&C
• 计算机与通信 Computer & Communication
– 计算机的发展促进了通信事业的发展 – 通信的发展扩大了计算机的应用范围 – 二者互相促进，密不可分，共同发展
• 计算机与通信结合的产物
– 数据通信（网） – 计算机通信（网） – 计算机网络 – 分布式系统
– communication methodology and protocols – topology and design – addressing and routing – reliability, interoperability and security – standards
• Technologies
计算机科学 • 计算机组织结构
• 计算机操作系统 • 计算机程序设计 • 数据结构与算法分析
• 数据通信 • 计算机网络 • TCP/IP协议
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Internet 软件技术
Internet 应用开发技术
多媒体技术
网络信息安全
分布式系统
数据通信与网络
教学安排
高等教育出版社, 2003.
（全年）
• Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks，Third Edition, 清华大学出版
社, 1997.
（全年）
• 谢希仁，计算机网络，第4版，电子工业出版社, 2003. （全年）
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– 网络体系结构与协议 • OSI，TCP/IP，IEEE802
– 网络技术
• 拓扑，交换，路由选择，拥塞控制，互联，安全，管 理，性能
– 网络工程
• 规划设计，系统集成，综合布线，管理维护 – 数据通信与网络发展历史及趋势
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数据通信与网络
教学要求
• 教学目标
C & C => Computer Communications
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数据通信与网络
思考题
• 弄清四个关系
– 通信与计算机 – 数据通信与计算机通信 – 计算机通信网与计算机网络 – 计算机网络与分布式系统
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数据通信与网络
• 通信网络在IT业有着十分重要的地位。
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数据通信与网络
通信网络在IT领域的地位
• IT业三大定律 – 摩尔定律（Gordon Moore’s Law）
Every 18 months, processing power doubles while cost holds constant. 每过18个月,微处理器处理能力翻倍而价格不变。
• Computer Communications
– electronic transmission of data from one system to another – manner in which computer exchange info with each other
• Networking
The usefulness, or utility, of a network equals the square of the number of users. 网络的利用价值等于用户数的平方。
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数据通信与网络
通信网络在IT领域的地位
• 包括微处理器在内的集成电路、通信网络、软件是 IT业的三大支柱。
• Tamara Dean，计算机网络实用教程，陶华敏等 译，机械工业出版社，2000.9
• Anthony Jones， Windows网络编程技术，京京 工作室译，机械工业出版社，2000.3
• URL:
– /yangxc/bookshelf/lib01.html
• 从电信网或计算机网络角度，发展趋势都是全球 多媒体网络。通过电信、数据、有线电视的业务 数字化和网络综合化实现 多网合一或网络融合，
计算机通信将覆盖所有的传统电信业务。
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数据通信与网络
为什么要学习数据通信与网络？
• IT技术是以微电子学为基础，融合了通信技术、 计算机技术、自动化技术、网络技术和智能技术 的综合性技术领域。计算机学科的知识结构与IT 领域其它学科是相互交叉、渗透的。
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数据通信与网络
教学参考书目
• Behrouz Forouzan, Data Communications and Networking，第2版，机械
工业出版社, 2002.
（全年）
• Michael A. Gallo, Computer Communications and Networking Technologies，
• 基本知识（概念、方法、技术、标准） • 基础理论（数学、算法、模型） • 实际技能（网络编程、软件工具）
• 认知层次
• 识记 • 理解 • 简单应用 • 综合应用
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数据通信与网络
知识基础与后继课程
数学 • 微积分
• 概率与随机过程 • 数论
电子学 • 数字信号处理
• 数据通信
学时安排
• 数据通信基础
课堂教学
• 广域网技术
课余实验
• 计算机网络
联机自学
• 网络体系结构
修课成绩
• 局域网技术与系统 平时作业
• TCP/IP协议
实验报告
• 网络信息安全
课堂测验
• 网络工程
期末考试
120学时 40学时
200学时
10% 10% 20% 60%
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数据通信与网络
教学交流
• 教学主页URL：
– /yangxc/dcc2003.html
– 本课程教学大纲、讲稿幻灯片皆已放在个人教学主页上， 可供选课者浏览或下载。但只允许用于本课程学习，不得 侵权利用。
• 教学论坛URL：
– /bbs • 电子邮件地址：
– 吉尔德定律（George Gilder’s Law）
The total bandwidth of communications systems will triple every year for the next twenty-five years. 未来25年内，通信系统总带宽每年翻三番。
– 梅特卡夫定律（Bob Metcalfe’s Law）
• 问题3：比较网络带宽与微处理器性能两者的增长速度。