【文章內容簡介】 備之間傳輸。發(fā)送設備將這些數據位通過對應的數據線傳送給接收設備，還可附加一位數據校驗位。接收設備可同時接收到這些數據，不需要做任何變換就可直接使用。并行方式主要用于近距離通信。計算機內的總線結構就是并行通信的例子。這種方法的優(yōu)點是:傳輸速度快，處理簡單。 并行數據傳輸 串行數據傳輸二、串行通信方式：（用于網絡通信中）什么是串行通信方式：串行數據傳輸時，數據是一位一位地在通信線上傳輸的，先由具有幾位總線的計算機內的發(fā)送設備，將幾位并行數據經并串轉換硬件轉換成串行方式，再逐位經傳輸線到達接收站的設備中，并在接收端將數據從串行方式重新轉換成并行方式，以供接收方使用。串行數據傳輸的速度要比并行傳輸慢得多，但對于覆蓋面極其廣闊的公用電話系統(tǒng)來說具有更大的現實意義。 串行通信的方向性結構　串行數據通信的方向性結構有三種，即單工、半雙工和全雙工。 單工、半雙工、全雙工（1）單工數據傳輸只支持數據在一個方向上傳輸；（有線電視系統(tǒng)，無線電廣播）（2）半雙工數據傳輸允許數據在兩個方向上傳輸，但是，在某一時刻，只允許數據在一個方向上傳輸，它實際上是一種切換方向的單工通信；（對講機，步話機）（3）全雙工數據通信允許數據同時在兩個方向上傳輸，因此，全雙工通信是兩個單工通信方式的結合，它要求發(fā)送設備和接收設備都有獨立的接收和發(fā)送能力。串行通信中的數據傳輸方式：（1）數字信號的基帶傳輸：原理：基帶傳輸就是在線路中直接傳送數字信號的電脈沖，它是一種最簡單的傳輸方式。特點：固有的頻率進行轉輸，一般傳輸數字信號，近距離通信的局域網都采用基帶傳輸。要求：基帶傳輸時，需要解決的問題是數字數據的數字信號表示及收發(fā)兩端之間的信號同步兩個方面。（自同步和外同步） （2）模擬信號的頻帶傳輸：原理：頻帶傳輸是在計算機網絡系統(tǒng)的遠程通信中，通常采用的一種傳輸技術。是一種利用調制器對傳輸信號進行頻率交換的傳輸方式，信號調制的目的是為了更好的適應信號傳輸通道的頻率特性，傳輸信號經過調制處理也能克服基帶傳輸同頻帶過寬的缺點，提高線路的利用率，一舉兩得。但是調制后的信號在接收端要解調還原，所以傳輸的收發(fā)端需要專門的信號頻率變換設備，傳輸設備費用相應增加！遠距離通信信道多為模擬信道，例如，傳統(tǒng)的電話（電話信道）只適用于傳輸音頻范圍（3003400Hz）的模擬信號，不適用于直接傳輸頻帶很寬、但能量集中在低頻段的數字基帶信號。特點：聲音頻率范圍（3003400Hz），傳輸模擬信號，適用于計算機網絡的遠距離通信應用：傳統(tǒng)拔號上網 （3）模擬信號的寬帶傳輸：原理：寬帶（Broadband）傳輸：將信道分成多個子信道，分別傳送音頻、視頻和數字信號，稱為寬帶傳輸。寬帶是比音頻帶寬更寬的頻帶，它包括大部分電磁波頻譜。使用這種寬頻帶傳輸的系統(tǒng)，可以將鏈路容量分解成兩個或更多的信道，每個信道可以攜帶不同的信號，這就是寬帶傳輸特點：比聲音頻率范圍（3003400Hz）更大，傳輸模擬信號，適用于計算機網絡的遠距離通信 應用：寬帶網絡（如：ADSL）三、作業(yè)： 什么是頻帶傳輸？寬帶傳輸？基帶傳輸？ 串行通信中，按傳輸的方向可分為哪幾種？ 四、后記第六講：串行通信中的的同步方式 2課時教學目的：掌握數據串行通信的同步方式兩種同步的區(qū)別和特點教學重點：同步與異步的區(qū)別 教學難點：兩種同步的數據幀格式 教學方法：講授法教學過程：一、引入：在網絡通信過程中，通信雙方要交換數據，需要高度的協(xié)同工作。為了正確的解釋信號，接收方必須確切地知道信號應當何時接收和處理，因此定時是至關重要的。在計算機網絡中，定時的因素稱為位同步。同步是要接收方按照發(fā)送方發(fā)送的每個位的起止時刻和速率來接收數據，否則會產生誤差。通?？梢圆捎猛交虍惒降膫鬏敺绞綄ξ贿M行同步處理。二、數據的同步方式：異步傳輸和同步傳輸方式三. 異步傳輸（Asynchronous Transmission）：又叫起止式同步 或叫群同步 　　定義：異步傳輸將比特分成小組進行傳送，小組可以是8位的1個字符或更長。發(fā)送方可以在任何時刻發(fā)送這些比特組，而接收方從不知道它們會在什么時候到達。如：一個常見的例子是計算機鍵盤與主機的通信。按下一個字母鍵、數字鍵或特殊字符鍵，就發(fā)送一個8比特位的ASCII代碼。鍵盤可以在任何時刻發(fā)送代碼，這取決于用戶的輸入速度，內部的硬件必須能夠在任何時刻接收一個鍵入的字符。 異步傳輸信息的組成：字符3字符2字符1任意間隔任意間隔任意間隔終止位終止位校驗位數據位8數據位7數據位6數據位5數據位4數據位3數據位2數據位1起始位即：1bit起始位 ：表示字符開始5bit至8bit數據位：表示字符要傳輸的內容1bit校驗位 ：進行奇校驗或偶校驗1bit至2bit結束位：表示接收字符結束異步傳輸存在的問題：即接收方并不知道數據會在什么時候到達。在它檢測到數據并做出響應之前，第一個比特已經過去了。因此，每次異步傳輸的信息都以一個起始位開頭，它通知接收方數據已經到達了，這就給了接收方響應、接收和緩存數據比特的時間；在傳輸結束時，一個停止位表示該次傳輸信息的終止。按照慣例，空閑（沒有傳送數據）的線路實際攜帶著一個代表二進制1的信號，異步傳輸的開始位使信號變成0，其他的比特位使信號隨傳輸的數據信息而變化。最后，停止位使信號重新變回1，該信號一直保持到下一個開始位到達。例如在鍵盤上數字“1”，按照8比特位的擴展ASCII編碼，將發(fā)送“00110001”，同時需要在8比特位的前面加一個起始位，后面一個停止位。特點：實現簡單，但每個字符增加了開銷，故降低了效率，因此，異步傳輸常用于低速設備。 四、 同步傳輸（Synchronous Transmission）： 同步的重要性：發(fā)送方（信源）發(fā)送一串脈沖給接收方（信宿）時，如果發(fā)送方和接收方不保持時鐘的同步，就會產生定時漂移，從而發(fā)送數據和接收數據就大不一樣了。為保持一樣信息，就必須要求發(fā)送方和接收方時鐘頻率一樣，就是要同步。同步傳輸的定義：（1）同步傳輸是以同步的時鐘節(jié)拍來發(fā)送數據信號的，因此在一個串行的數據流中，各信號碼元之間的相對位置都是固定的（即同步的）。 （2）在同步傳輸的模式下，數據的傳送是以一個數據區(qū)塊為單位，因此同步傳輸又稱為區(qū)塊傳輸。在傳送數據時，需先送出2個同步字符，然后再送出整批的數據。同步傳輸的比特分組要比異步大得多。它不是獨立地發(fā)送每個字符，每個字符都有自己的開始位和停止位，而是把它們組合起來一起發(fā)送。我們將這些組合稱為數據幀，或簡稱為幀。同步傳輸的分類：（1）、按同步信號傳輸方法分：i. 自同步：信號的本身既是同步信號又是數據信號，如曼徹斯特和差分曼徹斯特編碼。好處：少一根時鐘線（同步線）ii. 外同步：發(fā)送設備與接收設備之間單獨用一根線路作為時鐘的同步信號。如不歸零編碼。不足：信道中要專用時鐘線（同步線）（2）、根據數據幀的格式可分為：i. 面向字符的同步：面向字符的同步方式中，數據當作8位（字符）序列，所有控制信息取字符形式，每幀以一個或多個同步字符開始。同步字符記作syn，其編碼是00010110,表示數據塊的開始。Syn…syn一個或多個syn控制字符數據字符控制字符ii. 面向位的同步：面向位的同步方式中，數據當作比特序列，數據或控制信息以8位標志F開始，也以8位標專F作為后同步（結束）F（8bit）控制字段數據字段F(8bit)說明：面向比特和面向字符的同步區(qū)別在于：格式不同和控制信息的解釋不同。五、同步傳輸與異步傳輸區(qū)別： 異步傳輸是面向字符的傳輸，而同步傳輸是面向比特的傳輸。 異步傳輸的單位是字符而同步傳輸的單位是楨。 異步傳輸通過字符起止的開始和停止碼抓住再同步的機會，而同步傳輸則是以數據中抽取同步信息。 異步傳輸對時序的要求較低，同步傳輸往往通過特定的時鐘線路協(xié)調時序。 異步傳輸相對于同步傳輸效率較低。六、作業(yè) 同步與異步傳輸區(qū)別是什么？ 同步傳輸分為哪幾種？幀的結構有何不同？七、后記第七講：數據的交換技術 4課時教學目的：理解交換技術的作用掌握交換技術分類各種交換技術的特點教學重點：掌握交換技術分類交換技術的特點報文、報文分組、虛電路、信元區(qū)別與聯(lián)系教學難點：各交換技術的特點，優(yōu)缺點教學方法：講授法，情景導入法教學過程：一、什么是數據的交換技術： 為什么要有數據的交換技術？在數據通信中，最簡單的通信是用通信線路將兩個結點直接連在一起，直接通信，但如果那樣，則會增加通信線路成本，如圖：ADCB 所以在實際中則要有CNM條線路才行。從而加大的投資成本如果這樣：ADCBR任意兩個結點在通信時必通過中間設備R，則大大減少了投資成本這就要求任意兩個結點之間通信時，中間設備R要有交換數據的功能了。 什么是數據的交換技術數據從信源出發(fā)，通過若干個中間結點的相互交換，最終到達信宿過程。而對于中間結點而言，并不關心數據內容，只是數據通信中一個交換設備。這種技術叫數據的交換技術二、數據的交換技術的分類： 電路交換 報文交換 報文分組交換存儲轉發(fā)交換 虛電路交換 信元交換三、一個交換網絡的拓撲結構 圖 交換網絡的拓撲結構 四、各種交換原理及特點：　一）. 電路交換:電路交換的三個過程　　1)電路建立：在傳輸任何數據之前，要先經過呼叫過程建立一條端到端的電路。,若H1站要與H3站連接，典型的做法是，H1站先向與其相連的A節(jié)點提出請求，然后A節(jié)點在通向C節(jié)點的路徑中找到下一個支路。比如A節(jié)點選擇經B節(jié)點的電路，在此電路上分配一個未用的通道，并告訴B它還要連接C節(jié)點；B再呼叫C，建立電路BC，最后，節(jié)點C完成到H3站的連接。這樣A與C之間就有一條專用電路ABC，用于H1站與H3站之間的數據傳輸?！　?)數據傳輸：電路ABC建立以后，數據就可以從A發(fā)送到B，再由B交換到C；C也可以經B向A發(fā)送數據。在整個數據傳輸過程中，所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)?！　?)電路拆除：數據傳輸結束后，由某一方（A或C）發(fā)出拆除請求，然后逐節(jié)拆除到對方節(jié)點?！　　?)優(yōu)點：數據傳輸可靠、迅速，數據不會丟失且保持原來的序列?！　?)缺點：在某些情況下，電路空閑時的信道容易被浪費：在短時間數據傳輸時電路建立和拆除所用的時間得不償失。因此，它適用于系統(tǒng)間要求高質量的大量數據傳輸的情況?！　?)特點：在數據傳送開始之前必須先設置一條專用的通路。在線路釋放之前，該通路由一對用戶完全占用。對于猝發(fā)式的通信，電路交換效率不高。 二）、 報文交換的工作原理 　　問題的提出：當端點間交換的數據具有隨機性和突發(fā)性時，采用電路交換方法的缺點是信道容量和有效時間的浪費。采用報文交換則不存在這種問題?！　　笪慕粨Q方式的數據傳輸單位是報文，報文就是站點一次性要發(fā)送的數據塊，其長度不限且可變。當一個站要發(fā)送報文時，它將一個目的地址附加到報文上，網絡節(jié)點根據報文上的目的地址信息，把報文發(fā)送到下一個節(jié)點，一直逐個節(jié)點地轉送到目的節(jié)點?！　∶總€節(jié)點在收到整個報文并檢查無誤后，就暫存這個報文，然后利用路由信息找出下一個節(jié)點的地址，再把整個報文傳送給下一個節(jié)點。因此，端與端之間無需先通過呼叫建立連接。　　一個報文在每個節(jié)點的延遲時間，等于接收報文所需的時間加上向下一個節(jié)點轉發(fā)所需的排隊延遲時間之和?！　　?)報文從源點傳送到目的地采用存儲轉發(fā)方式，在傳送報文時，一個時刻僅占用一段通道?！　?)在交換節(jié)點中需要緩沖存儲，報文需要排隊，故報文交換不能滿足實時通信的要求?！　　?)電路利用率高。由于許多報文可以分時共享兩個節(jié)點之間的通道，所以對于同樣的通信量來說，對電路的傳輸能力要求較低。　　2)在電路交換網絡上，當通信量變得很大很大時，就不能接受新的呼叫。而在報文交換網絡上，通信量大時仍然可以接收報文，不過傳送延遲會增加?！　?)報文交換系統(tǒng)可以把一個報文發(fā)送到多個目的地，而電路交換網絡很難做到這一點?！　?)報文交換網絡可以進行速度和代碼的轉換?！　　?)不能滿足實時或交互式的通信要求，報文經過網絡的延遲時間長且不定?！　?)有時節(jié)點收到過多的數據而無空間存儲或不能及時轉發(fā)時，就不得不丟棄報文，而且發(fā)出的報文不按順序到達目的地。 三）、分組交換的工作原理 　　分組交換是報文交換的一種改進，它將報文分成若干個分組，每個分組的長度有一個上限，有限長度的分組使得每個節(jié)點所需的存儲能力降低了，分組可以存儲到內存中，提高了交換速度。它適用于交互式通信，如終端與主機通信。分組交換有虛電路分組交換和數據報分組交換兩種。它是計算機網絡中使用最廣泛的一種交換技術。 　　　在虛電路分組交換中，為了進行數據傳輸，網絡的源節(jié)點和目的節(jié)點之間要先建一條邏輯通路。每個分組除了包含數據之外還包含一個虛電路標識符。在預先建好的路徑上的每個節(jié)點都知道把這些分組引導到哪里去，不再需要路由選擇判定。最后，由某一個站用清除請求分組來結束這次連接。它之所以是“虛”的，是因為這條電路不是專用的。　　 虛電路分組交換的主要特點是：在數據傳送之前必須通過虛呼叫設置一條虛電路。但并不像電路交換那樣有一條專用通路，分組在每個節(jié)點上仍然需要緩沖，并在線路上進行排隊等待輸出。適用于長報文交換　　 在數據報分組交換