一、概論

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1.計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)的主要發(fā)展過程

第一階段：面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

第二階段：多個(gè)計(jì)算機(jī)互連的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

第三階段：面向標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

第四階段：面向全球互連的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

2. 我國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

3. 計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)的定義和組成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義：把分布在不同地點(diǎn)且具有獨(dú)立功能的 多個(gè)計(jì)算機(jī) ，通過通信設(shè)備和線路 連接 起來，在功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件運(yùn)行環(huán)境下，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中 資源共享 為目標(biāo)的系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成：終端系統(tǒng)和通信子網(wǎng)。

4. 網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)分類：

?  星型結(jié)構(gòu)

?  樹型結(jié)構(gòu)

?  總線型結(jié)構(gòu)

?  環(huán)型結(jié)構(gòu)

?  網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍分類：

個(gè)人局域網(wǎng) PAN 、局域網(wǎng) LAN （以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng) WLAN ）、城域網(wǎng) MAN 、廣域網(wǎng) WAN 、因特網(wǎng)

無線網(wǎng)絡(luò)：

無線個(gè)域網(wǎng) WPAN （藍(lán)牙、 ZigBee 、 UWB ）、無線局域網(wǎng) WLAN 、無線城域網(wǎng) WMAN 、無線廣域網(wǎng) WWAN

5. 計(jì)算機(jī)通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義：通信雙方必須遵循的、控制信息交換的 規(guī)則 的 集合 。

三要素：

語法：數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式，確定通信時(shí)采用的數(shù)據(jù)格式，編碼及信號(hào)電平等。

語義：對(duì)構(gòu)成協(xié)議的協(xié)議元素含義的解釋。

同步：規(guī)定了時(shí)間的執(zhí)行順序。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：即為網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分層，并規(guī)定了各層功能和各層協(xié)議。

協(xié)議層次模型包含：

實(shí)體：通信時(shí)能發(fā)送和接收信息的人和軟硬件設(shè)施。

接口：網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)中各相鄰層之間的通信接口。

N層是N-1層的用戶，為N+1層提供服務(wù)。

OSI-RM體系結(jié)構(gòu)（開放系統(tǒng)互連基本參考模型）

   物理層：利用傳輸介質(zhì)為通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間建立、維護(hù)和釋放物理連接，實(shí)現(xiàn)比特流的透明傳輸。

   數(shù)據(jù)鏈路層：在通信的實(shí)體之間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，傳輸以幀為單位的數(shù)據(jù)包。

網(wǎng)絡(luò)層：為分組交換網(wǎng)絡(luò)上的不同主機(jī)提供通信服務(wù)，為以分組為單位的數(shù)據(jù)包用過通信子網(wǎng)選擇適當(dāng)?shù)穆酚?，并?shí)現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等功能。

傳輸層：向用戶提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

會(huì)話層：負(fù)責(zé)維護(hù)通信中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的會(huì)話連接的建立、維護(hù)和斷開，以及數(shù)據(jù)的交換。

表示層：用于處理在兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的主要方式；

應(yīng)用層：2為應(yīng)用程序通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

TCP/IP體系結(jié) 構(gòu)：

應(yīng)用層

傳輸層

互連網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)接入層

兩種體系結(jié)構(gòu)的不同：

1.出發(fā)點(diǎn)不同

2.TCP/IP可越層

RFC文檔：

目前在國際上最著名的兩個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織分別是ISO和ITU-T。ITU-T主要負(fù)責(zé)電話和數(shù)字通信領(lǐng)域的建議和標(biāo)準(zhǔn)。因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作由IAB負(fù)責(zé)，下設(shè)任務(wù)組負(fù)責(zé)具體某一方面的標(biāo)準(zhǔn)，如IETF負(fù)責(zé)因特網(wǎng)近期發(fā)展的工程和標(biāo)準(zhǔn)問題，形成RFC文檔。

二、數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)

1.數(shù)據(jù)通信的基本概念

信息：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋；

數(shù)據(jù)：信息的載體，預(yù)先約定的具有某種含義的數(shù)字、符號(hào)和字母的組合；

信號(hào)：數(shù)據(jù)的電磁編碼。

模擬信號(hào)：信號(hào)的幅度隨時(shí)間做連續(xù)變化。

數(shù)字信號(hào)：不連續(xù)的、離散的信號(hào)

傳輸媒體

有線：雙絞線、同軸電纜、光纜

無線：無線電波、地面微波、衛(wèi)星微波、紅外線技術(shù)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)

數(shù)據(jù)傳輸速率

傳碼速率NBd：每秒鐘傳輸信號(hào)碼元的個(gè)數(shù)，單位波特Baud。如信號(hào)碼元持續(xù)的時(shí)間為T秒，則傳碼速率為1/T波特。

傳信速率 Rb：每秒鐘傳輸二進(jìn)制碼元的個(gè)數(shù)，單位是比特每秒。 若為 M電平：Rb=NBd*log2 M

信道帶寬：數(shù)字信號(hào)發(fā)展起來后，變?yōu)閿?shù)據(jù)傳信速率

誤碼率和誤組率

誤碼率 P=e1(出錯(cuò)的比特?cái)?shù))/e2(總傳輸比特?cái)?shù))

誤組率P=b1(出錯(cuò)的組數(shù))/b2(總傳輸組數(shù))

時(shí)延

時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延

發(fā)送時(shí)延 =數(shù)據(jù)塊 長度（ b）/信道帶寬（b/s）

傳播時(shí)延=信道長度（m）/電磁波在信道上的傳播速度（m/s）

2.數(shù)據(jù)傳輸方式

并行傳輸和串行傳輸

并行傳輸：數(shù)據(jù)以成組的方式，在多條并行信道上同時(shí)進(jìn)行傳輸。

串行傳輸：組成字符的若干位二進(jìn)制碼排列成數(shù)據(jù)流在一條信道上逐位順序傳輸。是遠(yuǎn)程通信主要采用的一種傳輸方式。

異步傳輸和同步傳輸

異步傳輸：起始位一個(gè)碼元長度，極性為0，停止位長度可選1、1.5、2個(gè)碼元長度，極性為1。

同步傳輸：以固定的時(shí)鐘節(jié)拍發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)，發(fā)送的數(shù)據(jù)以幀為單位，一幀數(shù)據(jù)的前后有同步字符和結(jié)束字符。高速環(huán)境下主要使用用戶通信。

單工、半雙工和全雙工傳輸

模擬傳輸和數(shù)字傳輸

3.數(shù)據(jù)傳送技術(shù)

數(shù)據(jù)序列的電信號(hào)表示

單極性碼和雙極性碼

不歸零碼和歸零碼

差分編碼

偽三進(jìn)制碼

曼徹斯特碼

差分曼徹斯特碼

信道容量的概念

奈奎斯特定理C=2Wlog2M

香農(nóng)定理C=Wlog2（1+S/N），其中（S/N）dB=10lg（信號(hào)頻率/噪聲頻率）

基帶傳輸

         矩形脈沖信號(hào)的固有頻帶稱為基本頻帶，數(shù)字通信信道上，計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)是以矩形脈沖信號(hào)直接傳送的，這種傳送方法叫做基帶傳輸。

頻帶傳輸

幅移鍵控（數(shù)字調(diào)幅）

頻移鍵控（數(shù)字調(diào)頻）

相移鍵控（數(shù)字調(diào)相）

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸

抽樣

量化

編碼

4.多路復(fù)用技術(shù)

頻分復(fù)用

時(shí)分復(fù)用

靜態(tài)時(shí)分復(fù)用：多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)信號(hào)分別置于預(yù)定的時(shí)隙。

動(dòng)態(tài)時(shí)分復(fù)用：按需分配資源

碼分復(fù)用

碼片序列之間，互不相同，互相正交。

波分復(fù)用

5.  數(shù)據(jù)交換技術(shù)

交換即為集中和轉(zhuǎn)發(fā)。

電路交換

三個(gè)階段

呼叫建立階段：采用靜態(tài)時(shí)分復(fù)用技術(shù)。

通信階段

連接釋放階段

其中建立的物理連接含義指主被叫之間建立的連接是由主被叫之間獨(dú)享的。

報(bào)文交換

采用“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”方式對(duì)每份報(bào)文完整的加以處理，但是時(shí)延長。

分組交換

兩種服務(wù)方式：

虛電路：早期分組交換網(wǎng)使用，面向連接，確定路由，動(dòng)態(tài)時(shí)分復(fù)用。

數(shù)據(jù)報(bào)：Internet采用。來自同一報(bào)文的多個(gè)分組可能途徑不同路由，不需建立連接。

比起電路交換，最大的缺點(diǎn)是不能滿足實(shí)時(shí)應(yīng)用，其他的缺點(diǎn)如控制開銷大。

6.  差錯(cuò)控制技術(shù)

基本原理

差錯(cuò)可分為隨機(jī)差錯(cuò)和突發(fā)差錯(cuò)

控制方式

自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)

前向糾錯(cuò)

混合方式

信息反饋

編碼

奇偶校驗(yàn)碼

漢明碼

循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC

特性

一種碼中的任何兩個(gè)許用碼組按模2相加后，形成的新序列仍為一個(gè)許用碼組；若兩個(gè)相同許用碼組相加則得一個(gè)全0序列，所以循環(huán)冗余校驗(yàn)碼一定包含全0碼字。

一個(gè)許用碼組每次循環(huán)移位的結(jié)果一定也是碼字集合中的另一個(gè)許用碼組。

編碼

（1） 求 M（想）所對(duì)應(yīng)的碼字，并乘以x^(n-k)

（2）將所求碼字被G(x)除，求其余式

（3）得x^(r)M(x)異或R(x)，即為所求碼字

數(shù)據(jù)通信接口特性

DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通過通信接口，經(jīng)傳輸信道到達(dá)接收端的DCE（數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備），在經(jīng)過通信接口傳送到服務(wù)器，反之亦然。

機(jī)械特性、電氣特性、功能特性、規(guī)程特性