计算机网络基础知识笔记-2

数据通信基础

数据通信是指建立在特定通信协议的基础上，利用各种数据传输技术，以实现在长距离的通讯终端之间传递数据信息

数据通信常用术语

数据：有意义的实体，信息是指数据的内容和解释，分为模拟数据和数字数据

模拟数据：是连续的，他是时间的连续函数，占有有限的频谱

数字数据：不连续的、离散的，能用两个不通电压的二进制数字表示

信号：是数据电气或电磁波表示形式，它使数据能以适当的形式在介质上传输。有模拟信号和数字信号

模拟信号：在一定范围内可以连续取值的信号，是一种连续变化的电流电压或电磁波

数字信号：一种离散的脉冲序列，它用恒定的正电压和负电压来表示二进制的0和1

通信信道：指信号沿发送器到接收器的通路

数据传输：指信号把数据从发送端传送到接收端的过程。会使信号畸变和带来噪声和干扰，其结果是使数据在传输后造成差错

数据通信特点：

1、数据实现的是机与机或人与人之间的通信

2、数据传输的准确性和可靠性要求高

3、传输速率高，要求连续和传输响应时间快

4、通信持续时间差异较大

数据通信的主要技术指标

传输速率

码元：在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制数字。这样的时间间隔内的信号称为二进制码元

码元速率（ $R_B$）：信号速率（波特率），他表示每秒所传送的码元数，单位为“波特”

数据速率（ $R_ b$）：比特率，是指每秒传送的信息量，单位为bit/s，记为bps（bit per second）

二进制信号每个码元含1个bit信息，故码元速率和数据速率在数值上是相等的。但对于M进制信号，数据速率大于码元速率，两者的数学关系式是： $R_ b$= $MR_B$

报文速率（ $R_ M$）指单位时间内所传送报文（Message）的数量。在传输计算机数据时，其单位可以是“字符/秒”。

信道带宽

指信道中传输的信号再不失真的情况下所占据的频率范围，它是由信道的物理特性所决定的

信道容量

表示一个信道传输数字信号的能力，用信道中可以传输的最大数据率作为指标

信道容量受带宽的制约，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

通常信道容量和信道带宽具有正比的关系，带宽越大，容量越大

出错率

衡量数据通信系统或信道传输可靠性的一个指标。它一般指传输中出现错误码元的个数占传输总码元数的比例，即误码率

误码率（ $P_e$）

误码率=接收中错误的码元数/传输的总码元数

误bit率（ $P_b$）

误bit率=接收中错误的bit数/传输的总bit数

误字符率（ $P_W$）

误字符率=接收中错误的字符数/传输的总字符数

误组率（ $P_B$）

误组率=接收中错误的组数/传输的总组数

数据延迟

表示网络中相距最远的两个站点之间的传播时间

吞吐量

在数值上表示网络或交换设备在单位时间内成功传输或交换的总信息量，吞吐量的单位为bps

信息的传输方式

串行通信和并行通信

单工通信、半双工和全双工通信

同步技术

同步就是要求收发信息的双方在时间基准上保持一致性

时序问题：采样时钟不精准 需要采取措施来同步发送器和接收器

两种解决方案

异步通信和同步通信

异步传输方式

指发送信息的一端可以在任何时刻向信道发送信息，而不管接收方是否准备好

各个位以串行方式发送，附有“起止位”作为标识符

异步传输应用特点

优点：设备简单，技术容易，费用低

缺点：开销大，浪费了传输时间

适用于低速（如10-1500字符/秒）的通信场合

同步传输方式

指接收端和发送端的步调必须一致。在同步传输中信息不是以字符而是以数据块的方式传输。

同步传输应用特点

由于同步传输需要较高的时钟装置和高的传输速率，因此，同步装置比异步装置要贵

适用于计算机与计算机之间的通信、智能终端与主机之间的通信、网络通信等高速数据通信的场合

数据连续发送，没有起始位和停止位（同步通信和异步通信的主要区别）

通信媒介

传输媒介是用于网络中各节点之间进行连接的物理通道或信道，它是信息传递的载体。计算机网络中所采用的传输介质有多种，主要有同轴电缆、双绞线（有效长度100M）和光缆等

双绞线两端连接设备的不同分为直通线（平行线）和交叉线两种。

平行（直通）线的做法是：两头同为568A标准或568B标准，（一般用到的都是568B平行（直通）线的做法）

交叉线的做法是：一头采用568A标准，一头采用568B标准

568A标准：白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕

568B标准：白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕

光纤是光导纤维的简称是传送光信号的介质，它由纤芯、包层和外部一层的增强强度的保护层构成，分为单模和双模两种。

电路类型
二线和四线电路
交换和专用电路

差错控制方法

差错产生的原因

1、传输信道

2、外界干扰

热噪声：传输电路中电子热运动产生

冲击噪声：外界干扰造成

差错控制：纠错和检错

几种常见的校验码

1、奇偶校验码

2、方阵校验码

3、循环冗余校验码

数据交换方式

当通信用户较多而传输的距离较远时，常采用交换技术

基本的交换方式：电路交换、报文交换和分组交换

	定义	优点	缺点
报文交换	采用存储转发的方式来传输数据，它不需要在两个站点之间建立一条专用的通信线路	利用率较高，一个报文送到多个目的站点	传输延迟较长
分组交换	类似于报文交换，但每次只能发送其中一个分组	传输时间短，传输延迟小，交互性好，利用率高	计费与传输距离无关
电路交换	在两个站点之间通过通信子网的结点建立一条专用的通信线路	实用性好	呼叫时间大大长于数据传送时间；通信带宽不能充分利用，效率低