4.1

这里面包含了计算机网络基础、数据通信基础、信源、通信中产生和发送信息的一端、信号分类、模拟信道传输等。

第四章 计算机网络

• 4.1计算机网络基础
  • 4.1.1数据通信基础
    • 一、信源：通信中产生和发送信息的一端
    • 二、信宿：接收信息的一端
    • 三、信道:通信的载体
    • 四、信号分类
      • 1、连续取值的模拟信号（传输中易受干扰）：传输模拟信号的信道则为模拟信道
      • 2、离散取值的数字信号：传输数字信号的为数字信道
    • 五、模拟信道传输
      • 1、调制和调制器：数字信号在模拟信道上传输，则在数字信号进入信道之前需要转换成模拟信号，这个过程称为调制，设备为调制器
      • 2、经过调制的信号是高频振荡的正弦波
      • 3、解调和解调器：将高频正弦波作为携带信息的“载波”，到达信宿后再将载波携带的信号恢复成原始信号的形式，这个过程称为解调，设备为解调器
      • 4、最基本的方法：调幅、调频、调相三种
    • 六、数字信道传输
      • 1、可以直接传输二进制数据，也可以传输数字化了的模拟信号
      • 2、脉码调制：实现模拟信号通过数字信道传输
    • 七、计算机网络性能指标
      • 1、速率:是指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，也称数据率或比特率，单位是b/s，K 、M、G、T之间换算为10的三次方。
      • 2、宽带：本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫兹（Hz），现在是数字信道所能传达的“最高数据率”
      • 3、吞吐量：是指在单位时间内通过某个网络（信道、接口）的数据量，经常用于测量现实中网络的数据量。受网络的带宽和网络的数据率的限制。
      • 4、时延：是指数据从网络的一端传送到另一端所需要的视觉，总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
      • 5、利用率
        • （1）信道的利用率：指某信道被使用时有数据通过的时间占全部时间的比率
        • （2）网络的利用率：是全网络的信道利用率的加权平均值
        • （3）并非利用率越高越好，利用率高了，信道引起的时延就会增加，如果数据量不断增大，则可能引起网络堵塞a
    • 八、传输介质
      • 1、双绞线（绝缘铜导线）
        • （1）双绞线电缆
          • （1）定义：把一对或多对双绞线放在绝缘套管中变成了双绞线电缆
          • （2)分类
            • 1）非屏蔽双绞线（常用）
            • 2）屏蔽双绞线（多一根接地线）
          • （3）用途：主要用于传输模拟信号，也可以传输数字信号，但一般不超过100m
          • (4)特点
            • 1）传输时有较大的电磁辐射
            • 2）信息很容易被窃听
      • 2、同轴电缆
        • （1）用途分类
          • 1）基带同轴电缆：仅仅用于数字传输，目前较少使用
            • 细同轴电缆
            • 粗同轴电缆
          • 2）宽带同轴电缆：传输视频信号的主要介质
      • 3、光纤
        • （1）定义：由塑料或玻璃制成的纤维
        • （2）作用：通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号
        • (3)分类
          • 单模光纤：通常用半导体激光器作为其光源，传输不用中继器，但制造成本高
          • 多模光纤：通常用发光二极管作为其光源，容易失真且传输距离较近
        • （4）发送端：将电信号转换为光信号——接收端:将光信号转换为电信号
      • 有线通信
      • 4、无线和微波
        • （1）微波
          • 1)频谱范围：300MHz到300GHz
          • 2）传播方式：直线传播，不能沿地球传播
          • 3）微波通信
            • 地面微波通信：因为地球是个曲面，所以微波通信的距离就受到限制，需要建立若干个中继站。中继站将前一个中继站送来的信号经过放大后再发送到下一个中继站，归成为地面微波接力通信
            • 卫星通信
              • 实际上是一个微波转播台
              • 移动通信：是处于移动状态的对象之间的微波通信。4G是宽带大容量的高速蜂窝系统
        • 无线通信

第二章 计算机网络

• 4.1计算机网络基础
  • 4.1.2网络组成与分类
    • 一、发展
      • 1、以主机为中心的联机终端网络系统
        • （1)第一代网络：主机既要承担通信工作，又要承担数据处理工作
        • （2）特点：主机的负荷较重且效率低；每一个分散的终端都要单独占用一条通信路线，线路利用率也低
      • 2、以通信子网为中心的主机互连
        • （1）由专门的通信控制处理机，即主机间的通信通过CCP的中继功能间接进行
        • （2）通信子网：由CCP组成的传输网络
        • （3）第二代网络：以主机互连的网络
      • 3、具有层次化体系结构的标准化网络
        • （1）第三代网络：按照网络体系结构标准建成的网络
      • 4、因特网时代
        • （1）分类：主干网、地区网、校园网
    • 二、组成
      • 1、计算机：是计算机网络的主体，成为网络的终端
      • 2、数据通信链路
        • (1)有线传输介质、无线传输介质、控制数据传输的各种设备
        • （2）搭起了主机之间数据通信的桥梁
      • 3、通信协议
      • 4、网络实现的功能：数据通信、资源共享、高可靠性、节省投资、分布式处理
    • 三、分类
      • 1、按传输介质：有线网和无线网
      • 2、按网络的使用性质：公用网和专用网
      • 3、按网络的拓扑结构：总线型、星型、树形、环形、网状结构
      • 4、按网络的覆盖地理范围
        • （1）局域网：一个实验室、一栋大楼、一个校园，有些家庭的多台计算机也组成一个网络，通常称之为个人区域网
        • （2）城域网：大量企业、机关公司或个人的多个局域网互连起来
        • （3）广域网：一个地区或一个国家，甚至是世界几大洲
    • 四、工作模式
      • 1、客户/服务器方式
        • （1）定义：是指通信中的两个进程
        • （2）运作：描述了这两个进程之间的关系是请求服务和被请求服务的关系，客户向服务器请求服务，服务器相应客户的请求，提供相应的服务
        • （3）地位：客户是服务请求方，服务器是服务提供方
        • （4）例如：人们再网上查找资料、发送电子邮件、浏览Web服务器中的信息
      • 2、对等方式
        • （1）定义：指通信中的两个主机并不区分哪一个是服务请求方，哪一个是服务提供方，通信双方都可以享受对方提供的服务
        • （2）例如：QQ、网上连机
  • 4.1.3信道复用技术：可以提高传输线路的利用率
    • 一、时分多路复用（TDM)
      • 1、传输数字信号
      • 2、定义：是各通信终端（计算机、电话）以规定的顺序和时间轮流使用同意传输线路进行数据传输
      • 3、统计时分复用（STDM）：也称异步时分复用
    • 二、频分多路复用（FDM)
      • 1、传输模拟信号
    • 三、波分多路复用(WDM)：
      • 1、传输模拟信号
      • 2、是光的频分复用
    • 四、码分多路复用（CDMA)
      • 1、传输数字信号
      • 2、通过为每一个用户分配一种码型，使多个用户同时使用一个信道而不互相干扰
  • 4.1.4交换技术
    • 一、电路交换
      • 1、定义：通信双方进行数据传输时必须经过“建立连接（占用通信资源）—通信（一直占用资源）—释放连接（归还通信资源）
      • 2、在通信时交换设备需要找出一条实际的物理线路，这样的线路传输效率往往很低
    • 二、分组交换和存储转发
      • 1、报文：人们将要发送的整块数据称为一个报文
      • 2、数据段：在发送报文之前将较长的报文划分成若干个数据段，每一个数据段前面加上对应的地址信息和控制信息组成的首部（也称包头），就构成了一个分组（也称包）
      • 3、分组：分组交换发送的数据单位就是分组
      • 4、数据报
        • （1）作为基本传输单位的”小报文“被称为数据报
        • （2）每一个数据报在传输过程中都必须带有源地址和目的地址
        • （3）同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网
        • （4）同一报文的不同分组到达目的端时可能出现乱序、重复或丢失现象
        • （5）目的端判断分组的正确性，并重新排列成原来的报文形式