南京大学计算机网络3PPT文档格式.ppt

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IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、等等nTCP层（即传输层）：

TCP、UDPn应用层：

FTP、SMTP、SNMP、TELNET、HTTP、DNS、等等LAN模型lLAN/RMIEEE制定的标准n1。

逻辑链路控制层LLC（LogicalLinkControl）-管理链路上设备间的通信（向高层提供统一的链路访问形式、建立/释放逻辑连接、差错控制、帧序号处理）u无连接链路服务u面向连接链路服务n2。

介质访问控制层MAC（MediaAccessControl）-唯一地标识设备（寻址、位差错检测、组帧/拆帧、实现、维护MAC协议）uCSMA/CD、令牌总线、令牌环、时间片分割环n3。

物理层u发送接收、分配、调制本课程的网络模型lOSI层次结构本课层次结构应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层物理层物理层应用层应用层应用层应用层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层Chap2数据通信基础l1.通信系统基本组成及概念l2.信道和信道参数l3.计算机数据传输与控制方式l4.数据编码技术l5.多路复用技术l6.检错纠错技术l7.数据交换技术信号和信道位同步和帧同步数据的编码串行和并行采样和量化复用技术数据的传输交换技术1.通信系统基本组成及概念l在Internet中，任何两台计算机之间的数据交换都是借助于通信的手段来实现的n本质上是一个数据通信问题n在计算机网络中通信的目的是为了交换信息l数据通信依照一定的协议，利用数据传输技术在两个功能单元（终端）之间传递数据信息的一种通信方式和通信业务l数据通信系统通过数据电路将分布的远程终端设备连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。

n由计算机、远程终端和数据电路以及有关通信设备组成数据通信系统的组成传输系统输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点终点发送器接收器调制解调器PC机公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号正文正文数据通信系统源系统目的系统传输系统输出信息PC机数据通信系统的组成lDTE（DataTerminalEquipment）是数据终端设备，是具有一定的数据处理能力和发送、接收数据能力的设备。

lDCE（DataCircuit-terminatingEquipment）是数据电路端接设备，它在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释放数据链路的连接。

基本概念l计算机及其外围设备产生和交换的信息都是由二进制代码表示的字母、数字或控制符号nASCII美国信息交换标准码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）已为ISO和CCITT所采纳，成为国际通用的信息交换标准代码，使用7位二进制数来表示一个英文字母、数字、标点或控制符号n图形、音频与视频数据则可分别采用多种编码格式数据与信息l被传输的二进制代码称为数据n是传输信息的载体l信息数据的集合、概括、含义与抽象l数据（data）与信息（information）的关系n数据是运送信息的有意义的实体n信息是数据的内容和解释数据分类l数据分为模拟数据和数字数据两大类n模拟数据（AnalogData）u连续数据，是指随时间连续变化的信号，其状态是连续变化和不可数的。

由传感器采集得到的连续变化的值。

例如温度、压力，以及目前在电话、无线电和电视广播中的声音和图像。

n数字数据（DigitalData）u离散数据，指其值用离散状态表示的信号，其状态是离散的和可数的，是模拟数据经量化后得到的离散的值。

例如在计算机中用二进制代码表示的字符、图形、音频与视频数据介质上传输什么？

l数据转换成传输介质上所承载的信号进行传递数据与信号l不同的数据须转换为相应的信号才能进行传输l信号（Signal）n利用电子能量进行通信的方法n信号信号是数据的电气或电磁形式的编码，是数据的具体物理表现，能使数据以适当的形式在介质上传输，具有特定的物理描述。

u电压、磁场强度等u分为两类形式p光或电压脉冲状态的变化p波形的连续变动状态数据与信号l发送端接收端将数据转换成信号将信号还原成数据铜质缆线承载电信号光纤缆线承载光信号无线接入传播电磁波信号将信号送入传输介质从传输介质读入信号信号的两个基本形式l数字信号由可数的信息元素所组成n有一个最小的分阶单位n元素之间不存在任何中间状态n不连续性分布l模拟信号由不可数的信息元素所组成n不分阶n元素之间可以存在无限多种中间状态n连续性分布模拟传输和数字传输l模拟传输：

是指模拟数据的传输，不关心传输信号的内容，而只关心减少信号的衰减和噪声，长距离传输时采用信号放大器l数字传输：

是指数字数据的传输，关心信号的内容。

长距离传输时采用转发器还原-再生，可消除噪声的积累l不论是模拟传输还是数字传输都需要一条传输通道Chap2数据通信基础l1.通信系统基本组成及概念l2.信道和信道参数l3.计算机数据传输与控制方式l4.数据编码技术l5.多路复用技术l6.检错纠错技术l7.数据交换技术2.信道和信道参数l信道n传输信息的必需的通路l通信信道（CommunicationChannel）是数据传输的通路，在计算机网络中信道分为物理信道和逻辑信道n物理信道指用于传输数据信号的物理通路，它由传输介质与有关通信设备组成信道分类n物理信道还可根据传输介质的不同而分为有线信道和无线信道，也可按传输数据类型的不同分为数字信道和模拟信道u模拟信道-传输的是模拟信号u数字信道-直接传输二进制数字脉冲信号n逻辑信道指在物理信道的基础上，发送与接收数据信号的双方通过中间结点所实现的逻辑“联系”，由此为传输数据信号形成的逻辑通路u逻辑信道可以是有连接的，也可以是无连接的信道l一般意义上的信道是一个逻辑上的概念n一条物理链路可以包含若干条信道l信道是通过对传输媒介所拥有的电磁频带进行划分而得到的l实质上是指定的一段频带，允许信号通过，同时又给信号以限制和损害l一个信道就是传输媒介整个带宽的一部分电信领域使用的电磁波的频谱信号的Fourier分析l傅立叶级数：

任何正常周期为T的函数g（t）都可由（无限个）正弦和余弦函数合成：

n其中：

f=1/T是基频，an和bn称为正弦和余弦函数的n次谐波的振幅任何信号的传输都可理解为以Fourier级数的形式传递l若每个傅立叶级数的信号分量被等量衰减，则合成后的振幅有所衰减，基本形状不变l对任何已知的g（t），可求得：

l例：

字母b的ASCII码01100010，可求得：

信道允许通过的谐波数越高传输质量越好信道的主要技术指标l信道容量（ChannelCapacity）指信道传输信息的最大能力n对于数字信道一般用单位时间可以传输的最大二进制位（比特bit）数来表示n对于模拟信道则由信道的带宽表示l计算信道容量的2个著名定理：

n理想低通特性无噪声信道Nyquist定理n高斯随机噪声干扰的信道Shannon定理主要技术指标l尼奎斯特定理（H.Nyquist1924）信道容量（最大码元速率）是其带宽的两倍nC=2WBaud=2WlbNbpsnN为给定时刻数字信号可能取的电平状态个数*注意：

信道容量表示信道的最大数据传输速率*例：

若一理想低通信道带宽为6kHz，并通过4个电平的数字信号，则在无噪声的情况下，信道容量为多少？

*描述的是有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关系。

主要技术指标l香农定理：

（ClaudeShannon1948）随机噪声干扰信道上传输数字信号，信道容量为：

nC=Wlb（1+S/N）nS/N为信噪比用分贝数（dB）即10lg（S/N）l例：

对于一个3.1kHz带宽的标准电话信道，如果信噪比为30dB，那么为了保证信号传输无差错，信息的传输速率一定不能超过多少？

l理解：

信道容量不变，带宽和信噪比可以互换信号被噪声淹没情况下，增加信号的带宽，仍能保持可靠通信。

结论n信道带宽越宽，数据传输速率就越大，反之亦然n信道容量一般用单位时间内最大可传送的比特数表示n信道容量的大小还受信道质量（信号功率和干扰功率之比）和可使用时间的影响，当信道质量较差时，实际传输速率将降低。

n奈奎斯特定理和香农定理给出的是信道的最大数据传输速率的极限值，实际上真正达到十分困难比特率与波特率l比特率bitraten是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位数n其单位为每秒比特数bit/s（bps）、每秒千比特数（Kbps）或每秒兆比特数（Mbps）来表示（此处K和M分别为1000和1000000，而不是涉及计算机存储器容量时的1024和1048576）l波特率baudn是指数据信号对载波的调制速率（波形速率），是针对模拟信号传输过程中，用每秒钟载波调制状态改变的次数来表示，（或每秒传送的波形个数）。

其单位为波特（Baud）比特率和波特率的关系l如果一个信号有n个不同的波形或电平（即有n个状态）则每个波形或电平需要用lbn个二