计算机网络与数据通信技术
计算机网络与通信课程教学大纲
郑州铁路职业技术学院函授（业余）专科《计算机网络与通信》课程教学大纲一、课程地位与任务通过本课程学习，使学生理解计算机网络的体系结构和网络协议及数据通信基础。
掌握组建局域网和连接Internet的关键技术。
主要讲授数据通信基础，计算机网络的基础知识、基本理论和关键技术，课程内容注重与后续课程的接续，内容包括计算机网络的组成和原理、体系结构与协议、OSI七层层协议、TCP/IP协议、局域网标准及主流局域网技术、网络应用、Internet的演进，数据调制与编码原理，数据通信技术原理，多路复用技术原理，数据交换技术原理，差错控制技术等。
通过本课程的学习，可以使学生培养学生初步具备局域网组建及网络应用的能力，并为后续专业课程的学习打下良好的基础。
二、学时分配单元内容 学 时讲授 实验实训现场教学 习题大作业 小计1 计算机网络基本概念2 22 数据通信基础 10 103 计算机网络体系结构与协议4 44 计算机局域网技术 4 4 85 TCP/IP协议 4 2 66 网络互联技术 4 2 67 计算机网络应用技术 4 2 68 计算机网络安全与管理 2 2 4考试及机动 2合计 48三、课程内容及要求单元一 计算机网络基本概念1．计算机网络的形成和发展2．计算机网络的定义与功能3．计算机网络的基本组成4．计算机网络的拓扑构型和分类5．典型计算机网络6．计算机网络的应用7．网络计算研究与应用的发展重点：计算机网络的定义和内涵、计算机网络拓扑结构。
要求：具有对网络初步的感性认识，了解计算机网络的发展过程，掌握计算机网络的定义和分类，了解计算机网络协议的功能与应用、常见网络设备，理解带宽对于衡量计算机网络性能的作用，掌握计算机网络的拓扑结构。
单元二 数据通信基础1．数据通信概念2．数据通信的主要特性3．数据编码4．多路复用技术5．数据交换技术6．传输过程中的差错控制方法7．网络传输介质重点：数据调制与编码原理，数据通信技术原理，多路复用技术原理，数据交换技术原理，差错控制技术。
计算机网络(第3章)
码元 基本波形
编码
信号
25
不同的编码方案
表示不同数字数据的码元的形式不同，产生出 不同的编码方案。 1.单极性遍码 2.双极性编码 3.曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码
26
1.单极性编码
所谓单极性编码，是指在每一码元时间间隔内，有电流发出表 示二进制“1”，无电流发出表示二进制“0”。 （1）如果整个码元时间内维持有效电平，则属于全宽码，称 为单极性不归零型编码（NRZ）； （2）如果逻辑“1”只在该码元时间维持一段时间就变成0电 平，称为单极性归零型编码（RZ）。
量、数据通信的基本方式、 多路复用技术、 数据交换 方式和差错校验和控制等技术。
信息 信源
信息 传输媒体与通信技术
信息 信宿
数据通信系统构成与功能示意图
4
3、数据通信系统的模型
数据通信系统的模型 1、一个数据通信系统可以划分为三大部分：源系统、传输系统
和目的系统；
2、源系统一般包括源点和发送器两部分；目的系统一般包括接 收器和终点两部分。
振幅
f1
f2 频率
振幅频谱图
18
10、基带信号和宽带信号
直接来自信源的、没有经过调制（进行频谱搬移和变 换）的原始电信号称为基带信号，即基本频率信号。
调制分为基带调制和带通调制。 1.仅对基带信号的波形进行交换，使它能够与信道特 性相适应，变换后的信号还是基带信号，称为基带调 制； 2.利用载波信号将基带信号搬移到较高频段进行传输， 调制后的信号称为带通信号（也称宽带信号），这类 调制称为带通调制。 3.基本的调制方法有调幅（AM）、调频（FM）和调 相（PM）。
清华大学的《计算机通信与网络教程》：从高到低的跳变是 1 从 低到高的跳变是 0 。
计算机网络数据通信的基础知识
2.1 数据通信的基本概念
4. 通信系统模型
通信的三个要素：信源、信宿和信道
信源：一次通信中产生和发送信息的一端
信宿：一次通信中接收信息的一端 信道：信源和信宿之间传送信息的通道，以通信线路为物质基础
2022/4/6 2022/4/6
第五页，共五5十三页。
2.1 数据通信的基本概念
2.1.2 数据通信系统的主要构成
2.1 数据通信的基本概念
1. 数据传输系统（通信子网）的组成：
传输线路：信息的传输路径（包括传输介质和中继设备）
传输介质：有线的（如同轴电缆、光纤，双绞线等），无线 的（微波、无线电、红外线等）
中继设备：信号在传输过程中有衰减，每隔一定距离需要对 传输信号放大、恢复信号幅度和相位后继续传送
调制解调器
表示。 ➢ 当传输的信号速率超过信道的最大信号速率时，就会产生失真。
➢ 信道容量是衡量一个信道传输数字信号能力的重要参数。
“带宽”同“速率”之间关系如何？
由于信道带宽总是有限的，以及信道干扰的存在，信道的数据 传输速率总会有一个上限，并且和带宽有相应关系。
2022/4/6 2022/4/6
22 第二十二页，共五22十三页。
频带，单位用赫兹（Hz）表示。 信道带宽是由信道的物理特性所决定的，例如，电话线路的频率
范围在300～3400Hz，则它的信道带宽300～3400Hz ；
2022/4/6 2022/4/6
21 第二十一页，共2五1十三页。
2.2 信道及其主要特征
2.信道容量（信道最大数据传输速率 ）：
➢ 单位时间内信道上所能传输的最大比特数，用每秒比特数（bps）
0 100 10 1 A B
码元 信息比特
计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物
计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物1.计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物，早期的数据网络局限于在相连的计算机系统之间交换基于字符的信息。
如今的网络可以在多种不同类型的设备之间传送语音、视频流、文本和图片。
2.因特网成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。
3.计算机网络的定义:是一些互相连接的、自治的计算机的集合构成计算机网络的几个要素：参与通讯的独立实体，如PC机通讯线路必要的约定，如协议共享的资源计算机网络：利用通信线路将具有独立功能的计算机连接起来而形成的计算机集合，计算机间可以借助通信线路传递信息，共享软件、硬件和数据等资源。
计算机网络建立在通信网络的基础之上建立计算机网络的目的:资源共享,在线通信4.按地理范围：广域网：WAN城域网：MAN局域网：LAN;局域网指地理覆盖范围在几米到几十公里以内的计算机网络，一般为一个单位或一个部门组建、维护和管理。
特点：覆盖范围小；信道带宽大，数据传输率高，一般在10~1000Mbit/s，延时小，误码率低；易于安装，便于维护拓扑结构简单，常为总线型、星型和环型；常用的传输介质为双绞线、同轴电缆、光纤或无线。
城域网的覆盖范围是一个城市或地区，传输速率一般为30Mbit/s~1Gbit/s，所有者通常为政府、电信或大型企业，传输介质主要为光纤。
广域网的覆盖范围在50公里以上，通常情况下是借助传统的公共传输网络来实现广域网的连接5.按传输介质有线网络：采用双绞线、同轴电缆、光纤等物理介质来连接的计算机网络称为有线网络。
无线网络：采用微波、红外线和无线电波等物理介质来连接的计算机网络称为无线网络。
6.按数据交换的形式：电路交换:基于电话网的电路交换电路交换的三个阶段：建立连接通信释放连接交换时首先需要建立专用连接，从源直接送达目的。
电路交换必定是面向连接的。
在交换期间内维护连接，最后拆除连接。
在交换期间内线路专用。
适合于数据量大、频繁的通信，时延小，并且安全性较高。
计算机网络基础知识
异步通信的通信开销较大，但接收端可使用廉价 的、具有一般精度的时钟来进行数据通信。
同步通信和异步通信
SYN SYN 一个或多个 SYN字符 控制字符 ...... 数据字符 控制字符
字节5 字节4
字节3 字节2
字节1
t
b6 b 5 b4 b 3 b2 b 1 b0 终止位 (逻辑 “0”) 起始位 (逻辑 “1”)
若 1 个码元只携带 1 bit 的信息量，则“比特/秒” 和“波特”在数值上相等。 若 1 个码元携带 n bit 的信息量，则 M Baud 的码元 传输速率所对应的信息传输速率为 M n b/s。
计算机网络的主要性能指标
2. 误码率 误码率是衡量数据通信系统传输可靠性的指标。 它的定义是：二进制码元被传输出错的概率。 传输的二进制码元总数为N，被传错的码元数 为Ne则误码率为: Pe=Ne/N 例： 若收到10000个码元，经检查后发现有一个错 了，则误码率为万分之一，用10-4 表示。
1位 5位、6位、7位、8位 1位或无 1位、1.5位或2位 任意数量
信道复用技术
频分复用、时分复用
频分复用：所有用户在同样的时间占用不同的 带宽资源。 时分复用：所有用户在不同的时间占用同样的 频带宽度。 波分复用 WDM 码分复用 CDM
频分复用
频率 频率 5
频率 4
频率 3 频率 2
15 个话路
15 个话路
例：SDH的复用结构
T1 T1 多 路 复 用 器
. . .
STS-1
STS-3
T1
T3
多 路 复 用 器
STS-1
浅析计算机网络数字数据通信技术
浅析计算机网络数字数据通信技术发表时间：2009-05-22T12:45:18.717Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年5月上旬刊供稿作者：陈德发王诗静[导读] 本文就数字数据通信技术、数字数据的数字信号编码、数字通信、多路复合用、异（同）步传输等，作进一步的研究和探讨。
摘要：本文就数字数据通信技术、数字数据的数字信号编码、数字通信、多路复合用、异（同）步传输等，作进一步的研究和探讨。
关键词：计算机数据技术0 引言计算机网络通信技术，是一种通过或其它数据装置与通信线路，完成数据编码信号的传输、转接、存储和处理的通信技术，所以数据通信系统也就是以计算机为中心，用通信线路连接所在地的终端设备，实施数据通信的一种系统。
本文就数字数据通信技术、数字数据的数字信号编码、数字通信、多路复合用、异（同）步传输等，作进一步的研究和探讨。
1 数字数据字通信技术计算机网络数字数据通信，是利用数字传输技术在数字设备之间传输数字数据，或模拟数据对应的数字信号。
由于计算机使用二进制数字信号，因而计算机与其外部设备之间，以及计算机局域网、城域网大多直接采用数字数据通信。
由于数字数据通信传送的是离散的数字信号，即逐位传送二进制数字代码，因此要求系统应能确知传输线上正在传送的数位是0还是1。
1.1 数字数据通信的优点与模拟数据通信相比较，数字数据通信具有下列优点：①来自声音、视频和其他数据源的各类数据均可统一为数字信号的形式，并通过数字通信系统传输；②以数据帧为单位传输数据，并通过检错编码和重发数据帧来发现与纠正通信错误，从而有效保证通信的可靠性；③在长距离数字通信中可通过中继器放大和整形来保证数字信号的完整及不累积噪音；④使用加密技术可有效增强通信的安全性；⑤数字技术比模拟技术发展更快，数字设备很容易通过集成电路来实现，并与计算机相结合，而由于超大规模集成电路技术的迅速发展，数字设备的体积与成本的下降速度大大超过模拟设备，性能/价格比高；⑥多路光纤技术的发展大大提高了数字通信的效率。
计算机网络与通信技术：IPv6基础
课程内容
• 一、 IPv6概述 • 二、 IPv6地址 • 三、邻居发现机制 • 四、报文结构 • 五、 IPv6单播路由 • 六、 IPv6过渡技术
27
1、IPv6报文结构
• IPv6数据包由一个基本报头加上0个或多个扩展报头再 加上上层协议单元构成。
2、IPv6基本报头结构
位0
4
12
版本 通信量类
有效载荷长度
16
24
31
流标号
下一个首部 跳数限制
IPv6 的 基本首部 （40 B）
源地址 （128 位）
目的地址 （128 位）
IPv6 的 有效载荷 （至 64 KB）
有效载荷（扩展首部 / 数据）
位0
4
12
版本 通信量类
有效载荷长度
16
24
31
流标号
下一个首部 跳数限制
➢ Ipv6地址配置对象：主机和网络设备 ➢ 网络设备和服务器手工配置
• 自动配置
➢ 有状态地址自动配置（DHCPv6） ➢ 无状态地址自动配置
地址自动配置技术的作用
自动配置技术能够完成以下功能： 赋予主机自己的地址参数
前缀 接口ID
赋予主机其它的相关参数 路由器地址 跳数 MTU
类似IPv4中的私（内）网地址，以FEC0：：为前缀。其中前十bits 固定为1111111011，紧跟在后 面的是连续38bits 0。对于站点本地地址来说，前48bits 总是固定的。在接口ID和48bits 特定前缀 之间有16bits 子网ID字段，供机构在内部构建子网。站点本地地址不是自动生成的。
PC2
地址解析
• 发送主机在接口上发送NS报文，该报文的目的地址 为目标IP地址所对应的请求节点组播地址（Solicitednode），NS报文中包含了自己的链路层地址
计算机网络技术基础(2)数据通讯系统
1条传输介质 3个信道共享
信
源
MUX
信
DEMUX
宿
2.1 数据通信的基本概念
不同类型的信号在不同类型的信道上传输
情况：
数据：
数据
信号：模拟信号 数字信号
信道：模拟信道 数字信道
2.1 数据通信的基本概念
调制与解调: 数字信号经过变换器转换为模拟信号再发送，这一过 程叫调制（ Modulator ） ，这一变换器叫调制器。 模拟信号经过变换器转变为数字信号，这个过程称为 解调（ Demodulator ），这个变换器称为解调器。 同时具备调制与解调功能的设备，称为调制解调器。
2 数据通信技术
2.1 数据通信的基本概念 2.2 传输介质的主要特性 2.3 无线与卫星通信技术 2.4 数据传输技术 2.5 数据编码技术 2.6 差错检验与校正
2.1 数据通信的基本概念
2.1 数据通信的基本概念
数据通信系统
2.1 数据通信的基本概念
数据 Data 数据是指把事件的某些属性规范化后的表现形式，可以 被识别，也可以被描述。
2.2 传输介质的主要特性（双绞线）
直通线的线序（最常用）
一端T568B：白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
一端T568B：白橙 /橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
2.2 传输介质的主要特性（双绞线）
交叉线的线序（少用）
一端T568A：白绿／绿／白橙／蓝／白蓝／橙／白棕／棕 一端T568B：白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
Modem
电话系统
Modem
2.1 数据通信的基本概念 （重要的技术指标）
传输速率
传输速率是指信道上传输信息的速度。 两种表示方法:比特率和波特率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机网络与数据通信技术随着计算机科学的迅速发展，计算机网络和数据通信技术在现代社会中扮演着至关重要的角色。
无论是个人用户还是企业组织，几乎每个人都与计算机网络和数据通信技术有着密切的接触。
本文将探讨计算机网络的基本原理、数据通信技术的发展和应用，并分析其对我们生活和工作的影响。
一、计算机网络的基本原理
计算机网络是指将多台计算机连接起来，实现信息交流和资源共享的系统。
计算机网络的基本原理包括数据传输、数据交换和网络拓扑结构。
1. 数据传输
数据传输是计算机网络的核心功能之一。
计算机网络利用传输介质（如光纤、电缆等）将数据从发送方传输到接收方。
数据传输可以通过有线或无线方式进行，其中有线传输具有可靠性高、传输速度快的优势，而无线传输则具有灵活性和便利性的优势。
2. 数据交换
数据交换是计算机网络实现数据传输的重要手段。
常见的数据交换方式包括电路交换、报文交换和分组交换。
电路交换指建立一个专用的、物理上的连接来交换数据；报文交换指将一个完整的数据报文从发送方传输到接收方；分组交换是将数据分成若干个较小的数据包进行传输，接收方再将这些数据包组装成完整的数据。
3.网络拓扑结构
网络拓扑结构是指计算机网络中各个节点之间的连接方式。
常见的网络拓扑结构包括总线型、星型、环型和网状型等。
不同的拓扑结构具有不同的特点和适用场景，例如总线型适合于少量节点和小规模网络，而星型适合于大规模网络和重要的服务器连接。
二、数据通信技术的发展和应用
数据通信技术是计算机网络的重要组成部分，它涵盖了各种在计算机网络中传输数据的技术和协议。
随着技术的不断革新，数据通信技术也在不断发展和创新，推动着计算机网络的进步和应用。
1. 基础数据通信技术
基础数据通信技术包括物理层和数据链路层。
物理层主要负责将数据转换为电信号并通过传输介质进行传输，如以太网、无线电波等。
数据链路层负责将原始的数据转换为数据帧，并通过物理层的传输介质进行传输。
2. 高级数据通信技术
高级数据通信技术包括网络层、传输层和应用层。
网络层主要负责数据的路由和转发，确保数据能够从发送方传输到接收方；传输层负责数据的分段和重组，确保数据能够按照正确的顺序传输；应用层负责将数据传输到最终的目标应用程序。
3. 无线通信技术
无线通信技术是数据通信技术的重要分支，广泛应用于移动通信、无线网络和物联网等领域。
无线通信技术包括蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙和NFC等。
这些技术使得人们可以随时随地进行数据通信和互联网接入。
三、计算机网络与数据通信技术的应用
计算机网络和数据通信技术的应用广泛，几乎渗透到了各个领域和行业。
下面将从个人用户和企业组织两个角度来分析其应用。
1. 个人用户
对于个人用户而言，计算机网络和数据通信技术使得信息获取和交流变得更加便捷。
人们可以通过互联网获取各种信息、娱乐和社交网络服务。
同时，个人用户还可以通过电子邮件、即时通讯等方式与他人进行远程交流和协作。
2. 企业组织
对于企业组织而言，计算机网络和数据通信技术的应用更加广泛。
企业可以利用局域网和广域网实现内部员工之间的信息共享和协作，提高工作效率。
此外，企业还可以通过云计算和大数据技术等手段进行数据存储、分析和处理，从而提升业务的竞争力和创新能力。
总结起来，计算机网络与数据通信技术在现代社会中扮演着重要的角色。
它们不仅是信息交流和资源共享的基础，还推动着各行各业的发展和创新。
随着技术的不断进步，我们对计算机网络和数据通信技
术的需求也越来越高。
希望未来能够有更多的创新和突破，为我们的生活和工作带来更多便利和价值。