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1、 数据通信与数据通信与 网络技术网络技术普通高校本科计算机专业特色教材精选 周 昕 主编总总 目目 录录第第1章章 数据通信系统概述数据通信系统概述第第2 2章章 数据通信基础数据通信基础第第3 3章章 数据交换技术数据交换技术第第4 4章章 传输介质及其应用传输介质及其应用第第5 5章章 数据通信设备和网络互连设备数据通信设备和网络互连设备第第6 6章章 网络技术基础网络技术基础第第7 7章章 计算机局域网计算机局域网第第8章章 广域网技术及广域网技术及InternetInternet总总 目目 录录第第9 9章章 组网与网络配置组网与网络配置第第1010章章 交换机的配置与管理交换机的配置
2、与管理第第11章章 路由器的配置与管理路由器的配置与管理第第12章章 综合业务数据网综合业务数据网ISDNISDN 第第13章章 帧中继帧中继 第第14章章 网络安全初步网络安全初步 第第15章章 网络综合布线系统网络综合布线系统第第1章章 数据通信系统概述数据通信系统概述1.1 数据通信基本概念数据通信基本概念1.2 数据通信系统数据通信系统 1.3 协议和标准协议和标准 1.4 数据通信的特点与发展数据通信的特点与发展 1.5 小结小结 习题习题1.1 数据通信基本概念数据通信基本概念1.1.1 引言引言 计算机的发明，特别是计算机的发明，特别是Internet的出现，使以数的出现，使以数
3、据为主的计算机通信网得到了迅速的发展。网络的出据为主的计算机通信网得到了迅速的发展。网络的出现也改变了我们的生活方式，人们希望快速的获取最现也改变了我们的生活方式，人们希望快速的获取最新的信息，这也促使数据通信技术得到更快的发展，新的信息，这也促使数据通信技术得到更快的发展，数据通信也从数据通信也从20世纪世纪50年代的萌芽时期开始，快速发年代的萌芽时期开始，快速发展到现在的高速发展和广泛应用时期。展到现在的高速发展和广泛应用时期。 数据通信虽然在我国发展较晚，但近些年却发展数据通信虽然在我国发展较晚，但近些年却发展很快，中国公用计算机网、中国教育和科研网等网络很快，中国公用计算机网、中国教育
4、和科研网等网络的发展，数据通信虽然在我国发展较晚，但近些年却的发展，数据通信虽然在我国发展较晚，但近些年却发展很快，中国公用计算机网、中国教育和科研网等发展很快，中国公用计算机网、中国教育和科研网等网络的发展，标志着我国数据通信进入了一个崭新的网络的发展，标志着我国数据通信进入了一个崭新的高速发展时期。高速发展时期。1.1.2 数据通信的基本概念数据通信的基本概念 数数据据是是预预先先约约定定的的具具有有某某种种含含义义的的数数字字或或字字母母（符符号号）以以及及它它们们的的组组合合。数数据据涉涉及及到到事事物物的的表表示示形形式式，是是信信息息的的载载体体。而而信信息息则则是是数数据据的的内
5、内容容和和解解释释。例例如如，约约定定用用负负电电压压表表示示二二进进制制数数字字“1”，用用正正电电压压表表示示二二进进制制数数字字“0，这这里里数数字字“0和和“1”就是数据。就是数据。 通通俗俗而而言言，数数据据通通信信是是计计算算机机与与通通信信相相结结合合而而产产生生的的一一种种通通信信方方式式和和通通信信业业务务。在在数数据据通通信信的的过过程程当当中中，实实际际上上是是大大家家在在共共享享信信息息，这这个个共共享享可可以以是是局局部部的的也也可可以以是是远远程程的的，因因此此说说，数数据据通通信信是是指指依依照照通通信信协协议议，在在两两个个设设备备之之间间利利用用传传输输媒媒体
6、体进进行行的的数数据据交交换换。它它可可实实现现计计算算机机与与计计算算机机、计计算算机机与与终端以及终端与终端之间的数据信息传递。终端以及终端与终端之间的数据信息传递。 1.2 数据通信系统数据通信系统1.2.1 数据通信系统的基本概念数据通信系统的基本概念 数据通信系统是指能够完成数据通信任务的完整数据通信系统是指能够完成数据通信任务的完整系统。必须要解决下面的一系列问题，包括：系统。必须要解决下面的一系列问题，包括： l.通信接口：将发送端产生的信号传输给通信信道并通信接口：将发送端产生的信号传输给通信信道并进行传输，而且在接收端能对数据做出正确解释。进行传输，而且在接收端能对数据做出正
7、确解释。 2.同步：发送器和接收器之间、传输系统和接收设同步：发送器和接收器之间、传输系统和接收设备之间必须要同步，确定何时信号开始，何时结束备之间必须要同步，确定何时信号开始，何时结束等。等。 3.传输系统利用率：传输系统利用率指有效地使用传输系统利用率：传输系统利用率指有效地使用传输设备。如采用多路复用技术和拥塞控制技术等。传输设备。如采用多路复用技术和拥塞控制技术等。 4.交换管理：在两个实体通信期间的各种协调管理。交换管理：在两个实体通信期间的各种协调管理。 5.差错检测：对数据流量进行控制，对通信过程中产差错检测：对数据流量进行控制，对通信过程中产生的差错进行检测和校验。生的差错进行
8、检测和校验。6.寻址和路由：决定信号到达目的地的路径，以保证寻址和路由：决定信号到达目的地的路径，以保证端到端的数据传输。端到端的数据传输。7.恢复：在系统由某种原因被中断后，对系统进行必恢复：在系统由某种原因被中断后，对系统进行必要的恢复。要的恢复。8.报文格式：由两个对话实体进行协商，使报文格式报文格式：由两个对话实体进行协商，使报文格式一致。一致。9.网络安全：保证准确并且安全地将数据从发送端传网络安全：保证准确并且安全地将数据从发送端传至接收端。至接收端。10.网络管理：对复杂的通信系统进行配置、监控和网络管理：对复杂的通信系统进行配置、监控和故障处理等管理。故障处理等管理。1.2.2
9、 数据通信系统的组成和模型数据通信系统的组成和模型 一个数据通信系统可以简单的用一个数据通信系统可以简单的用3个术语概括：个术语概括：发送器、传输媒介和接收器。发送器、传输媒介和接收器。 一个数据通信系统由一个数据通信系统由7部分组成的，见图。部分组成的，见图。 数据1.1. DTE DCE 传输媒体 DCE DTE协议协议1.3 协议和标准协议和标准1.3.1 协议协议所谓协议，是指在数据通信时彼此共同遵守的规则的所谓协议，是指在数据通信时彼此共同遵守的规则的集合。协议定义了什么是通信，如何通信以及何时集合。协议定义了什么是通信，如何通信以及何时通信等问题。通信等问题。 1.3.2 标准与标
10、准化组织标准与标准化组织1.标准概述标准概述 标准是网络通信发展的基础，如果没有标准则会使标准是网络通信发展的基础，如果没有标准则会使网络互操作能力差，资源浪费，开发风险大，开发网络互操作能力差，资源浪费，开发风险大，开发周期长等。周期长等。 目前有两类标准。一类是因为广泛使用而得到发展目前有两类标准。一类是因为广泛使用而得到发展的标准，称为事实标准。事实标准在生产中逐渐成的标准，称为事实标准。事实标准在生产中逐渐成为人们共同遵守的法则。第二种标准是由那些得到为人们共同遵守的法则。第二种标准是由那些得到国家或国际公认的机构正式认证并采纳的标准。见国家或国际公认的机构正式认证并采纳的标准。见图图
11、 。图图1.2 标准的种类标准的种类 标准事实标准认证标准2.标准化组织标准化组织在数据通信领域中比较有影响的标准化组织有：在数据通信领域中比较有影响的标准化组织有：（1）国际标准化组织）国际标准化组织(The International Standards Organization, ISO)（2）国际电信联盟（）国际电信联盟（The International Telecommunications Union-Telecommunication Standards Sector, ITU-T, formerly the CCITT） （3）电气与电子工程师协会（）电气与电子工程师协会（Th
12、e Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE）。）。 IEEE负责计算机、电气电子等专业标准的制定。负责计算机、电气电子等专业标准的制定。（4）电子工业协会（）电子工业协会（The Electronic Industries Association, EIA）（5）美国国家标准协会（）美国国家标准协会（The American National Standards Institute, ANSI）1.4 数据通信的特点与发展数据通信的特点与发展1.4.1 数据通信的特点数据通信的特点数据通信与其它通信方式相比有其自己的特点。
13、数据通信与其它通信方式相比有其自己的特点。1.通信对象的范围广通信对象的范围广 在电报、电话通信中，涉及的是人与人之间的通信；在电报、电话通信中，涉及的是人与人之间的通信；而数据通信除了人与人之间的通信之外，更主要的而数据通信除了人与人之间的通信之外，更主要的是人通过终端与计算机之间的通信或者是计算机与是人通过终端与计算机之间的通信或者是计算机与计算机之间的通信。计算机之间的通信。2.传输内容为二进制数据传输内容为二进制数据 电话通信传输的是连续的语音信号，电报通信传输电话通信传输的是连续的语音信号，电报通信传输的是具有特定含义的报文；而数据通信传输的则是的是具有特定含义的报文；而数据通信传输
14、的则是以二进制形式表示的数据。以二进制形式表示的数据。3.通信的可靠性高通信的可靠性高 电话、电报在信息传输中若出现差错比较容易纠正。电话、电报在信息传输中若出现差错比较容易纠正。而数据传输中如果出现差错则较难纠正，为了保证而数据传输中如果出现差错则较难纠正，为了保证传输质量，一般需要采用差错控制技术，因此数据传输质量，一般需要采用差错控制技术，因此数据传输的可靠性高。传输的可靠性高。 4.通信的复杂性高通信的复杂性高 数据通信的影响因素比较多，传输的内容、方式也数据通信的影响因素比较多，传输的内容、方式也不同，对数据通信的要求也有很大差别，因而在实不同，对数据通信的要求也有很大差别，因而在实
15、现数据通信时涉及的因素也比较复杂。现数据通信时涉及的因素也比较复杂。1.4.2 数据通信的发展数据通信的发展 数据通信领域迅速发展，应用范围和应用规模不断数据通信领域迅速发展，应用范围和应用规模不断扩大，新的应用业务不断涌现，特别是网络互联技扩大，新的应用业务不断涌现，特别是网络互联技术的不断更新和发展以及移动式数据通信的迅速发术的不断更新和发展以及移动式数据通信的迅速发展，使得数据通信与网络技术不断更新换代，现代展，使得数据通信与网络技术不断更新换代，现代网络技术向高速、宽带、数字传输与综合利用的方网络技术向高速、宽带、数字传输与综合利用的方向发展。向发展。1.5 小小结 数据是预先约定的具
16、有某种含义的数字或字母（符数据是预先约定的具有某种含义的数字或字母（符号）以及它们的组合。数据涉及到事物的表示形式，号）以及它们的组合。数据涉及到事物的表示形式，是信息的载体。而信息则是数据的内容和解释。是信息的载体。而信息则是数据的内容和解释。 数据通信是计算机与通信相结合而产生的一种通信数据通信是计算机与通信相结合而产生的一种通信方式和通信业务。数据通信是指依照通信协议，在方式和通信业务。数据通信是指依照通信协议，在两个设备之间利用传输媒体进行的数据交换。数据两个设备之间利用传输媒体进行的数据交换。数据通信包含两方面的含义，即数据的传输和数据的处通信包含两方面的含义，即数据的传输和数据的处
17、理。数据传输是数据通信的基础，而数据处理使数理。数据传输是数据通信的基础，而数据处理使数据的远距离交换得以实现。据的远距离交换得以实现。 数据通信系统是指能够完成数据通信任务的完数据通信系统是指能够完成数据通信任务的完整系统，其基本作用是完成两个实体间数据的交换。整系统，其基本作用是完成两个实体间数据的交换。同时还要关注系统利用率、接口、同步、交换、等同时还要关注系统利用率、接口、同步、交换、等等关键问题。一个数据通信系统由等关键问题。一个数据通信系统由7部分组成：发部分组成：发送方和接收方的数据终端设备（送方和接收方的数据终端设备（DTE）；发送方和）；发送方和接收方的数据电路通信设备（接收
18、方的数据电路通信设备（DCE）；传输媒体；）；传输媒体；通信过程所传输的的信息（数据）；协议。通信过程所传输的的信息（数据）；协议。 协议，是指在数据通信时彼此共同遵守的规则协议，是指在数据通信时彼此共同遵守的规则的集合。或者说协议实际上是实体间通信时所使用的集合。或者说协议实际上是实体间通信时所使用的一种语言。的一种语言。 标准化问题已引起了国际上的广泛关注。目前标准化问题已引起了国际上的广泛关注。目前有两类标准，一类是事实标准；一类是得到国家或有两类标准，一类是事实标准；一类是得到国家或国际公认的机构正式认证并采纳的标准。国际公认的机构正式认证并采纳的标准。 数据通信有着自身的特点，在信息社会中有着数据通信有着自身的特点，在信息社会中有着广泛的应用。随着新的技术和新的通信业务的不断广泛的应用。随着新的技术和新的通信业务的不断发展，它会成为未来发展，它会成为未来“高速信息网络高速信息网络”的主要通信的主要通信方式。方式。习题习题1-1 什么是数据通信？什么是数据通信？1-2 说明数据通信系统的基本构成和各部分功能。说明数据通信系统的基本构成和各部分功能。1-3 如何理解协议的概念？如何理解协议的概念？ 1-4 数据通信有哪些特点？举出一个数据通信的应用数据通信有哪些特点？举出一个数据通信的应用 例子。例子。1-5 什么是事实标准？举例说明。什么是事实标准？举例说明。
