【正文】 UDP常用于數(shù)據(jù)量較少的數(shù)據(jù)傳輸。面向連接的通信只能在兩個(gè)主機(jī)之間進(jìn)行，若要實(shí)現(xiàn)多個(gè)主機(jī)之間的一對(duì)多或多對(duì)多的數(shù)據(jù)傳輸，即廣播或多播，就需要使用 UDP協(xié)議。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 61 應(yīng)用層協(xié)議 （ 1）遠(yuǎn)程登錄協(xié)議（ Tel） 本地主機(jī)作為仿真終端登錄到遠(yuǎn)程主機(jī)上運(yùn)行應(yīng)用程序。 （ 2）文件傳輸協(xié)議（ FTP） 實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的文件傳送。 （ 3）簡單郵件傳輸協(xié)議（ SMTP） 實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間電子郵件的傳送 （ 4）域名服務(wù)協(xié)議（ DNS） 提供域名到 IP地址的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的文字名字到 IP地址的映射，允許對(duì)域名資源經(jīng)行分散管理。 （ 5）動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（ DHCP） 是為大量客戶機(jī)提供快速、方便、有效分配 IP地址的方法。它從一個(gè)地址池中吧 IP地址分配給請(qǐng)求主機(jī)。 （ 6）超文本傳輸協(xié)議（ HTTP） 用于 WEB服務(wù)，為此建立客戶機(jī)和服務(wù)器之間的同學(xué)，實(shí)現(xiàn)圖文并茂的超文本的傳輸。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 62 OSI模型的缺陷 OSI模型并沒有完全實(shí)現(xiàn) ， 這是因?yàn)椋? （ 1） OSI模型協(xié)議制定的時(shí)機(jī)較晚 ， OSI協(xié)議出現(xiàn)時(shí) ， TCP/IP協(xié)議已大量應(yīng)用在大學(xué)和科研機(jī)構(gòu) 。 人們不會(huì)輕易改動(dòng)協(xié)議 。 （ 2） OSI模型設(shè)計(jì)亦有一定缺陷 。 首先會(huì)話層對(duì)大多數(shù)應(yīng)用沒有用 ， 表示層幾乎是空的；而數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層功能太多 ， 隨后又把它們分成了幾個(gè)子層 ，每個(gè)子層都有不同的功能 。 （ 3） OSI模型以及與其相關(guān)的服務(wù)定義和協(xié)議極其復(fù)雜 ， 實(shí)現(xiàn)起來困難且操作效率不高 。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 63 TCP/IP協(xié)議棧 應(yīng)用層 表示層 會(huì)話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 IP ICMP IGMP RARP ARP UDP TCP 各種應(yīng)用程序?qū)? SMTP FTP …… DNS SNMP NFS TFTP 由底層網(wǎng)絡(luò)定義的協(xié)議 Ether,TokenRing,FDDI,Wirless,ATM 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 64 小結(jié) 復(fù)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述基礎(chǔ) 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 65 第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)。所謂數(shù)據(jù)通信，是指按照一定的通信協(xié)議，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)信息的傳輸、交換、存儲(chǔ)和處理的技術(shù)。本章將介紹數(shù)據(jù)通信方面的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握這方面的知識(shí)將有助于加深對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作原理的理解，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 66 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí) 數(shù)據(jù)通信的基本概念 信息 信息是人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界事物的存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的某種認(rèn)識(shí)。在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中，信息是數(shù)據(jù)的集合、含義與解釋，信息的交換是通信的目的。信息的表現(xiàn)形式多種多樣，可以是數(shù)值、文字、圖形、聲音、圖像和動(dòng)畫等。 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)是人們對(duì)客觀事實(shí)進(jìn)行描述與記載的物理符號(hào)。在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)是指能夠被計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字、字母和符號(hào)等具有一定意義的實(shí)體。 數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。連續(xù)變化的物理量是模擬數(shù)據(jù)，如聲音的大小、光線的強(qiáng)弱等。離散不連續(xù)的量是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，如電壓的有無、閉合回路的開關(guān)等。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 67 信號(hào) 信號(hào)是數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn)，具有確定的物理描述，如電壓、磁場強(qiáng)度等。 與數(shù)據(jù)相似，信號(hào)也可以分為模擬與數(shù)字兩種形式。模擬信號(hào)是在一定的數(shù)值范圍內(nèi)可以連續(xù)取值的信號(hào)，是一種連續(xù)變化的信號(hào)。傳統(tǒng)的電話機(jī)輸出的語音信號(hào)、電視攝像機(jī)產(chǎn)生的圖像信號(hào)以及廣播電視信號(hào)等都是模擬信號(hào)。數(shù)字信號(hào)是一種離散的脈沖序列，它取幾個(gè)不連續(xù)的物理狀態(tài)來代表數(shù)字，計(jì)算機(jī)通信使用的離散數(shù)字是二進(jìn)制數(shù)字 0和 1，它們分別由信號(hào)的兩個(gè)物理狀態(tài)（如低電平和高電平）來表示。 (a)v(t)v(t)tt(b)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 68 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型 （ 1）信源 信源就是信息的發(fā)送端，是發(fā)出待傳送信息的人或設(shè)備。常用的信源設(shè)備有電話機(jī)的話筒、攝像機(jī)、傳真機(jī)、計(jì)算機(jī)等。它們把各種可能的信息裝換成原始信號(hào)。 （ 2）信號(hào)變換器 /信號(hào)反變換器 為了使信號(hào)能適合在信道上傳輸，就要通過各種變換器將原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成需要的信號(hào)。例如，利用模擬傳輸系統(tǒng)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)就需要調(diào)制解調(diào)器。 同樣，在信號(hào)送達(dá)信宿之前，需要相應(yīng)的信號(hào)反變換器對(duì)信號(hào)再次進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以成為能被信宿識(shí)別的原始信號(hào)。 （ 3）信道 信道是傳送信號(hào)的路徑，是連接發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的線路，由傳輸介質(zhì)及相應(yīng)的附屬設(shè)備組成。 （ 4）信宿 信宿也就是信息的接收端，是接收傳送信息的人或設(shè)備。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 69 數(shù)據(jù)通信過程 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，通信系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為中心，通過通信線路和分布遠(yuǎn)地的數(shù)據(jù)終端設(shè)備連接起來完成通信任務(wù)的。數(shù)據(jù)從信源發(fā)出，通過信道被信宿接收的整個(gè)過程稱為通信過程。 （ 1）建立通信線路 用戶通過撥號(hào)將要通信的對(duì)方地址告訴交換機(jī)，交換機(jī)查詢?cè)摰刂方K端，若同意通信，則由交換機(jī)建立通信雙方的物理通道。 （ 2）建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路 接收端按發(fā)送端發(fā)送的同步信號(hào)來校對(duì)自己的時(shí)鐘以便與發(fā)送端的發(fā)送取得一致，使雙方設(shè)備處于正確收發(fā)狀態(tài)，通信的雙方核對(duì)地址。 （ 3）數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)傳輸是數(shù)據(jù)通信的主要階段。在建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路后，通信雙方傳輸單個(gè)或若干組數(shù)據(jù)，并傳輸通信控制信號(hào)來保證傳輸信息的正確性。 （ 4）傳輸數(shù)據(jù)結(jié)束 通信雙方通過有關(guān)的通信控制信號(hào)確認(rèn)通信即將結(jié)束。 （ 5）斷開通信線路 由雙方通知交換機(jī)，通信已結(jié)束，可以切斷物理通道。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 70 數(shù)據(jù)通信的主要數(shù)據(jù)指標(biāo) 傳輸速率 傳輸速率是指單位時(shí)間內(nèi)傳送的信息量，通常采用兩種不同的單位來度量：比特率和波特率。 （ 1）比特率 比特率又稱信息傳輸速率、信息速率。它便是單位時(shí)間內(nèi)所傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的位（ bit）數(shù)，單位為 bit/s或 bps。如果一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，每秒內(nèi)傳輸 9600位，則它的比特率為 9600bps。 （ 2）波特率 波特率又稱碼元傳輸速率、傳碼率、符號(hào)速率、調(diào)制速率。它表示單位時(shí)間內(nèi)信道上實(shí)際傳輸碼元的個(gè)數(shù)，單位為碼元 /秒，又稱為波特（ Baud），簡記 Bd。例如，某數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)每秒傳送 9600個(gè)碼元，則該系統(tǒng)的波特率為 9600Bd，如果系統(tǒng)是二進(jìn)制的，它的比特率是 9600bps。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 71 誤碼率 誤碼率又稱差錯(cuò)率，它是指二進(jìn)制碼元被傳輸出錯(cuò)的概率。誤碼率=被傳錯(cuò)的碼元數(shù) /傳輸?shù)亩M(jìn)制碼元總數(shù)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，誤碼率通常要求低于 106。誤碼率越小，通信的可靠性越高。 信道容量 信道容量是指單位時(shí)間內(nèi)信道傳輸信息的最大能力，通常傳輸速率表示。信道容量是數(shù)據(jù)傳輸速率的極限。實(shí)際應(yīng)用中，信道容量應(yīng)大于數(shù)據(jù)傳輸速率，以保證通信質(zhì)量，減少誤碼率。 信道延遲 信道延遲是指信號(hào)在信道中從信源到達(dá)信宿所需要的時(shí)間，它與信道的長度及信號(hào)傳播速度有關(guān)。電信號(hào)一般以接近光速的速度傳播，但隨介質(zhì)的不同而略有差別。 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 72 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)在通過某一介質(zhì)進(jìn)行傳輸時(shí)需要進(jìn)行調(diào)制和編碼。無論是模擬數(shù)據(jù)還是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，都需要經(jīng)過編碼變換成適合在介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)；接收端收到信號(hào)后還需要將其恢復(fù)成原來的模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)編碼方法模擬數(shù)據(jù)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼振幅鍵控A SK移頻鍵控F SK移相鍵控P SK非歸零碼N RZ曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 73 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼 0 1 0 0 1 0 1 1數(shù)據(jù)( a ) 非歸零碼同步時(shí)鐘( b ) 曼徹斯特編碼( c ) 差分曼徹斯特編碼巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 74 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)調(diào)制 0 1 0 0 1 0ωωπ 0 π π π0+0 + π +0 +0 +0ω2ω1ω2+ π數(shù)據(jù)( a ) A S K( b ) F S K( c ) P S K ( 絕對(duì))( d ) P S K ( 相對(duì))ω1ω2ω1巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 75 數(shù)據(jù)通信方式 在計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件之間、計(jì)算機(jī)與各種外部設(shè)備之間、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間，都是以通信的方式傳遞交換數(shù)據(jù)信息。本節(jié)將對(duì)通信方式進(jìn)行介紹。 并行通信與串行通信 并行傳輸優(yōu)勢在于速度，并行通信適用于近距離傳輸。 串行通信比并行通信傳輸速度慢，但串行通信節(jié)省了大量通信設(shè)備和通信線路，其更適合遠(yuǎn)距離通信。其在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中普遍采用。 發(fā)送端 接收端串行通信信道(a)發(fā)送端b0b1b2b3b4b5b6b7b7b6b5b4b3b2b1b0接收端b0b1b2b3b4b5b6b7并行通信信道(b)巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 76 單工、半雙工、全雙工通信 按照數(shù)據(jù)在線路上的流向，串行數(shù)據(jù)通信可分為 3種類型：單工通信、半雙工通信和全雙工通信。 發(fā)送 接收單向通道雙向通道雙向通道(a)(b)(c)發(fā)送接收接收發(fā)送發(fā)送接收接收發(fā)送巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 77 異步傳輸與同步傳輸 異步傳輸方式 異步傳輸方式是指在被傳送的字符前后加上起止為，實(shí)現(xiàn)定時(shí)的傳輸方式，因此又稱為起止式同步。它以一個(gè)個(gè)的字符為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并在每個(gè)字符代碼的前后分別附加上起始位和停止位，這些標(biāo)記數(shù)據(jù)起止的位又叫做成幀信息。 異步傳輸存在一個(gè)潛在的問題，即接收方步知道數(shù)據(jù)會(huì)在什么時(shí)候到達(dá)。在它檢測到數(shù)據(jù)并做出響應(yīng)之前，第一個(gè)比特已經(jīng)過去了。因此，每次異步傳輸?shù)男畔⒍家砸粋€(gè)起始位開頭，它通知接收方數(shù)據(jù)已經(jīng)達(dá)到了，這就給了接收方響應(yīng)、接收和緩存數(shù)據(jù)比特的時(shí)間；在傳輸結(jié)束時(shí)，一個(gè)停止位表示該次傳輸信息的終止。例如在鍵盤上按數(shù)字 1，按照 8bit的擴(kuò)展 ASCII編碼，將發(fā)送 00110001，同時(shí)需要在 8bit的前面加一個(gè)起始位，后面加一個(gè)停止位。 異步傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)比較容易，由于每個(gè)信息都加上了“同步”信息，因此計(jì)時(shí)的漂移不會(huì)產(chǎn)生大的累積，但卻產(chǎn)生了較多的開銷。在上面的例 巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 78 子，每 8bit要多傳送 2bit，總的傳輸負(fù)載就增加 25%。因此異步傳輸常用于低速設(shè)備。這種傳輸方式的特點(diǎn)是同步實(shí)現(xiàn)簡單，收發(fā)雙方的時(shí)鐘信號(hào)不需要嚴(yán)格同步；缺點(diǎn)是對(duì)每一個(gè)字符都需要加入起、止碼元，使傳輸效率降低。 同步傳輸方式 同步傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)送一般以組（或稱幀）為單位，一組數(shù)據(jù)包含多個(gè)字符收發(fā)之間的碼組或幀同步，是通過傳輸特定的傳輸控制字符或同步序列來完成的，傳輸效率較高。