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1、计算机网络自学辅导资料 教材：计算机网络冯博琴 高等教育出版社课程目标理解有关计算机网络的基本概念了解计算机网络的基本工作原理和主要技术学会计算机网络的组建、应用和维护的基本方法为今后各种计算机网络及其应用的专题学习和研究打下基础第一章 引论课程要求1理解计算机网络定义、功能、分类和组成等基本概念；2了解计算机网络的形成和发展特点。重、难点计算机网络的功能、组成以及与其它系统的区别。主要内容：一、计算机网络的产生和发展计算机网络的产生计算机技术与通信技术的结合，形成计算机网络的雏形。计算机网络的发展以单计算机为中心的联机系统（60年代中期以前，第一代网络）计算机-计算机网络（70年代中期以前，
2、第二代网络）以计算机网络体系结构标准建立的计算机网络（70年代中期以后，第三代网络）高速计算机网络（90年代，第四代）网络传输介质的光纤化，信息高速公路的建设多媒体网络及宽带综合业务数字网的开发和应用 高速以太网、FDDI（光纤分布式数据接口）、帧中继、ATM（异步转移模式）等等二、计算机网络的概念计算机网络的定义 用通信线路将分散在不同地点并具有独立功能的多台计算机系统互相连接，按照网络协议进行数据通信，实现资源共享的信息系统。或一些互相连接的、自治的计算机集合。 算机网络与其它系统的区别计算机网络与终端分时系统计算机网络与多机系统计算机网络与分布式系统三、计算机网络的功能数据通信、资源共享
3、、增加可靠性及分布式处理。四、计算机网络的组成计算机网络由通信子网和资源子网组成；或者说计算机网络由服务器、工作站（或客户机）、网络连接设备几网络软件（包括网络操作系统，通信协议，网络管理及应用软件）组成；或者说计算机网络由网络软件和网络设备组成，网络设备主要有网络结点和通信链路。即有计算机网络 = 计算机子网 + 通信子网五、计算机网络的分类分类方法有多种，按网络覆盖的地理范围分类：局域网（LAN）城域网（MAN）广域网（WAN）按网络拓扑结构分类： 总线形网络星形网络环形网络树形网络网状形网络其它分类方法见P13-16。六、作业教材：P19，1、2、3、4、5、6第二章 数据通信的基础知识
4、课程要求1了解数据通信及系统的构成、信道、通信线路连接方式、数字和模拟数据传输、信道通信方式、数据传输方式、等数据通信的基本概念；2理解数据编码、多路复用、数据交换和差错控制技术。重、难点信道、数据通信、数据交换和差错控制技术等基本概念。主要内容：一、数据通信的基本概念数据通信是数据的电磁或电子编码（即信号）在数据通信系统中的处理和传输过程，与信源、信道和信宿相关。数据可以用数字信号和模拟信号进行编码。数据通信系统由数据传输子系统（包括线路、转换器（如Modem）、复用器、交换结点）和数据处理子系统（包括终端设备和计算机系统）构成。数据通信包括五个阶段：建立通信线路、建立数据链路、传输控制和数
5、据、传输结束和切断线路连接。数据传输有如下重要关系：Rb=RBlog2M其中Rb为信息速率，单位为bit/s。RB为码元速率，单位为波特。M为不同的码元个数。二、信道 1数字信号： ，表示具有离散值的数字数据。 2模拟信号： ，表示具有连续值的模拟数据。数字信道用于传送数字信号，模拟信道用于传送模拟信号。但数字信号与模拟信号之间可以相互转换。3通信线路连接方式有：点到点连接（含交换式连接）多点连接集中式连接4信道的通信方式有：单工通信：信息流仅沿一个方向流动。半双工通信：信息流可沿两个方向流动。但不能在两个方向上同时流动。双工通信：信息流可沿两个方向同时流动。5数据传输方式：基带传输：计算机等
6、数字设备固有的方波信号称为基带信号，在信道上直接传送基带信号称为基带传输。频带传输：是指将数字信号调制成音频信号后再进行的传输。双方需配调制解调器，即Modem。宽带传输：是指用频带宽度至少为0-300MHz的电缆，采用频分复用技术，在各子频带分别传输音频、视频和数字信号的传输。数字信号需用射频调制解调器变换成模拟信号后再进行传输。6数据同步方式：同步是指接收端要照发送端所发送的每个码元的重复频率以及起止时间来接收数据。同步方式有：位同步实现方法有外同步法和自同步法。字符同步有异步制（起止式）和同步制两种。帧同步三、数据编码：1数字数据的数字信号编码：不归零制编码（NRZ）：用正或负电压代表“
7、1”，无电压（即零电压）代表“0”。曼彻斯特编码：码元中间有跳变，信号低到高代表“0”，高到低代表“1”。差分曼彻斯特编码：一位码元的开始有跳变代表“0”，无跳变代表“1”。后两种编码都不是全部码元时间内发送电流，称为归零制。2数字数据调制编码幅移键控法ASK，简称调幅。频移键控法FSK，简称调频。相移键控法PSK，简称调相。以上调制技术可组合使用，如PSK和ASK组合。3模拟数据的数字信号编码典型方法是PCM编码(脉冲编码调制)，其过程是：采样（频率为8000Hz），量化和编码（8bit）。欧洲体制E1（32路，2.048Mbps）,北美体制T1（24路，1.544Mbps）。四、多路复用技
8、术1. 频分多路复用（FDM）2. 时分多路复用（TDM）3. 波分多路复用（WDM）4. 码分多路复用（CDM）复用是为了提高线路利用率，前两种是最基本的。当物理信道的可用带宽超过单个原始信道带宽，可用FDM；若媒体能到达的比特传输率超过传输数据所需的数据率，可采用TDM。FDM适用于模拟信号，TDM更适用于数字信号。五、数据交换技术1线路（电路）交换：为直接的交换提供一条专用的传输通道。包括呼叫建立通信信道，传输数据和释放通信信道三个环节。有空分和时分线路交换两种。适用于数、模两种信号。1 报文交换以报文为单位的存储转发，只适用于数字信号。2 报文分组交换把较长的报文分为较短的分组，然后以
9、分组为单位进行存储转发。分组交换提供虚电路和数据报两种服务，有许多优点，计算机网络主要采用分组交换。3 帧中继是在X.25基础上简化了差错控制、流量控制和路由选择功能而形成的一种交换技术。采用了以帧（Frame）为单位，简化结点处理过程，帧每到一个结点，就继续传（尽快）的思想。4 异步传输模式（ATM） 又称信元（中继）交换，它以53字节（5字节首部，48字节数据）为交换单位。速度一般100多Mbps,短距离高达2.2Gbps。六、差错控制差错主要由热噪声引起，差错控制方法有自动请求重发和向前纠错，可以用检错码和纠错码来实现差错控制。七、作业教材：P42，1、2、5、6、7第三章 计算机网络体
10、系结构课程要求1了解计算机网络的分层和协议的概念及OSI参考模型；2掌握OSI模型中每层的功能及数据流向，了解其他网络系统的体系结构。重、难点计算机网络体系结构的概念、OSI的各层及功能。主要内容：一、 计算机网络体系结构概念计算机网络的各层及其协议的集合称为计算机网络体系结构。网络分层可以带来许多好处，特别是方便了网络的实现和维护，增加了网络产品的通用性。协议是通信准确性和自动性的保证，通信双方共同遵守的通信规则或约定就是通信（网络）协议。协议有三个要素：语义：协议元素的解释，双方要完成的动作。语法：数据和控制信息的结构或格式。规则：事件的执行顺序。二、开放系统互联参考模型（OSI/RM）O
11、SI/RM 是7层开放系统互联标准。其核心内容包含高、中、低三大部分，高层是面向网络应用，低层是面向网络通信的各种功能划分，而中间层是起信息转换、信息交换（或转接）和传输路径选择等作用，即路由选择核心。开放系统就是遵守互联标准协议的实系统。该模型提出一些基本术语：实体、服务、用户、接口、服务访问点、服务连接端点、协议数据单元、数据横向流和纵向流。有如下关系：（N）_PDU=（N）_PCI+（N+1）_PDU,(N)_SDU=(N+1)_PDU三、OSI参考模型7层层次结构：第7层 应用层第6层 表示层第5层会话层第4层运输层第3层网络层第2层数据链路层第1层物理层1. 物理层物理层，在物理介质
12、上完成比特（bit）流的传输。它定义DTE和DCE之间的机械、电气、功能和规程四种特性。提供物理连接的建立和拆除，物理服务数据单元传输及物理层管理等功能。2. 数据链路层把控制数据传输的规则加到链路上就构成了数据链路, 链路是物理的，数据链路是逻辑的。数据链路层最重要的作用就是通过该层的一些协议，在相邻结点间本来不太可靠的物理链路上实现可靠的数据帧（Frame）传输。它为网络实体提供服务，主要功能有：链路管理、构成数据帧、数据链路连接的分裂、定界与同步、顺序和流量控制及差错的检测与恢复。数据链路层协议可分为两类：面向字符的通信规程和面向比特的通信规程。3网络层网络层在源DCE和目标DCE之间的
13、通信子网上完成分组（Packet）的交换。具有网络连接的建立和拆除、路由选择和中继、网络连接多路复用、分段和组块、传输和流量控制、加速数据传递、复位、差错检测和恢复及服务选择等功能。提供数据报和虚电路两种服务。数据报服务的特征：不需建立连接；采用全网地址；要求路由选择；数据报不能按序到达；对故障的适应性强；易于平衡网络流量。虚电路分为两类，呼叫虚电路和永久虚电路。主要特征是：先建立连接；数据传输时不需全网地址和路由选择；按序到达；可靠性高；适用于交互式作用。路由选择是网络层的主要任务，路由选择要把握时机，遵守一般的原则（要求）。路由选择可分为非自适应式和自适应式两种。即静态和动态路由选择。4运输层运输层存在于通信子网外面的主机中，为上一层提供可靠的端到端的数据传输服务。对运输层协议的要求取决于两个因素：（1）对运输层服务的要求T；（2）通信子网络所能提供的服务N。即运输层协议=T-N。运输层具有映像运输地址到网络地址、多路复用与分割、运输连
