數據通信的基礎知識匯報人：AA2024-01-19目錄數據通信概述數據傳輸技術數據編碼與差錯控制數據交換技術通信協議與網絡體系結構數據通信網絡設備數據通信應用與發展趨勢01數據通信概述數據通信是指通過傳輸媒介，在數據源和數據宿之間實現信息傳輸與交換的過程。從早期的電報、電話通信，到現代的計算機網絡通信，數據通信經歷了漫長的發展歷程，不斷推動著人類社會的進步。定義與發展歷程發展歷程定義

數據通信的重要性信息時代的基礎數據通信是信息時代的基礎，它使得人們能夠跨越時空限制，實現信息的快速、準確傳輸。促進社會經濟發展數據通信的發展促進了社會經濟的全球化，使得世界各地的資源、信息得以共享，推動了全球經濟的發展。改變生活方式數據通信改變了人們的生活方式，如遠程辦公、在線教育、電子商務等，使得人們的生活更加便捷、高效。數據通信系統的基本組成數據源與數據宿數據源是信息的發送端，負責將原始數據轉換為適合傳輸的信號；數據宿是信息的接收端，負責將接收到的信號還原為原始數據。傳輸媒介傳輸媒介是連接數據源和數據宿的物理通道，如電纜、光纖、無線電波等。通信協議通信協議是數據通信中雙方共同遵守的規則和約定，它規定了數據的格式、傳輸方式、傳輸速率等。通信設備通信設備是實現數據通信的硬件設備，如調制解調器、交換機、路由器等。02數據傳輸技術由兩根互相絕緣的銅導線組成，成本低，傳輸距離短，常用于局域網連接。雙絞線同軸電纜光纖由內導體、絕緣層、外導體和護套組成，傳輸性能較雙絞線好，成本較高，常用于電視信號傳輸。以光波為載體進行信息傳輸，傳輸距離遠、速度快、抗干擾能力強，但成本較高。030201傳輸介質及特性利用模擬信號進行信息傳輸，信號連續變化，易受干擾和失真。模擬傳輸利用數字信號進行信息傳輸，信號不連續、離散，抗干擾能力強，適用于遠距離傳輸。數字傳輸模擬傳輸與數字傳調制技術將基帶信號轉換為適合在信道中傳輸的已調信號的過程，包括振幅調制、頻率調制和相位調制等。解調技術將已調信號還原為基帶信號的過程，與調制過程相對應。解調是調制的逆過程，通過解調可以恢復出原始的信號。調制與解調技術03數據編碼與差錯控制高、低電平表示二進制的1和0，簡單但無法判斷開始和結束。非歸零編碼位周期中心的電平跳變表示0，位周期邊界的電平跳變表示1。曼徹斯特編碼在每一位的中心處始終都有跳變，位開始邊界有跳變代表0，沒有跳變代表1。差分曼徹斯特編碼數據編碼方式隨機差錯由信道中隨機的熱噪聲引起，具有隨機性。突發差錯由信道中的脈沖干擾引起，具有成串出現的特性。差錯產生原因及類型03反饋檢驗接收端將收到的信息原樣返回發送端，發送端與原始信息比較，發現錯誤則重發。01檢錯重發發送端經檢錯編碼后發出，接收端檢驗后如發現有錯則通過反饋信道請求重發。02前向糾錯發送端經糾錯編碼后發出，接收端不僅能發現錯誤還能自動糾正錯誤。差錯控制方法04數據交換技術電路交換原理及特點電路交換是一種直接的交換方式，它為一對需要進行通信的裝置（站）之間提供一條臨時的專用通道，即提供一條專用的傳輸通道，既可是物理通道又可是邏輯通道（使用時分或頻分復用技術）。這條通道是由節點內部電路對節點間傳輸路徑經過適當選擇、連接而完成的，由多個節點和多條節點間傳輸路徑組成的鏈路。原理呼叫建立時間長，并且存在呼損；對傳送信息沒有差錯控制；對通信雙方信息同步要求較高；通信雙方必須同時工作。特點原理報文交換采用“存儲-轉發”方式進行傳送，無需事先通過呼叫建立連接，因此可以隨時接收報文。其整個過程為：發信端用戶首先把要發送的報文暫時存放在本地交換機，當本地交換機與對端交換機之間有信道空閑時，就轉發過去，接收端交換機在收到報文后，也是先暫存，等到電路空閑時再轉發給接收端用戶。要點一要點二特點報文交換的主要特點是用戶信息要經交換機存儲和處理，報文以存儲轉發的方式通過交換機，故其輸入與輸出電路的速率、編碼格式等可以不同，因而容易實現各種不同類型終端間的相互通信；由于采用排隊機制，加之交換網絡具有多路徑的路由選擇功能，故報文交換可以實現多用戶之間不同速率、不同規程的終端間實時互通通信。報文交換原理及特點分組交換是將用戶傳送的數據劃分成一定的長度，每個部分叫做一個分組。在每個分組的前面加上一些必要的控制信息組成的首部，分組的首部包含了發送地址和接收地址等控制信息，其長度固定。分組交換采用存儲轉發的方式進行傳輸處理。原理傳輸質量高；信息傳遞安全、可靠；允許不同類型的終端相互通信；電路利用率高；傳送信息有一定時延；可實現全國漫游；易于實現各種新業務。特點分組交換原理及特點05通信協議與網絡體系結構通信協議是計算機之間進行數據交換和通信時必須遵循的一組規則和約定。定義確保不同計算機之間能夠正確、可靠地進行數據傳輸和通信。重要性根據應用場景和需求，通信協議可分為多種類型，如TCP/IP、HTTP、FTP等。分類通信協議概述負責傳輸比特流，提供物理連接和數據傳輸服務。物理層負責將數據組合成幀，進行差錯控制和流量控制。數據鏈路層負責路由選擇和分組傳輸，確保數據從源端傳輸到目的端。網絡層OSI七層網絡體系結構傳輸層提供端到端的可靠數據傳輸服務，如TCP協議。會話層負責建立、管理和終止會話，提供同步和對話控制功能。表示層負責數據格式轉換和加密解密等數據處理功能。應用層提供應用程序使用的網絡服務接口，如HTTP、FTP等協議。OSI七層網絡體系結構網絡接口層對應于OSI的物理層和數據鏈路層，負責數據的傳輸和接收。傳輸層提供可靠的端到端數據傳輸服務，如TCP協議；或提供無連接的數據報服務，如UDP協議。應用層提供應用程序使用的網絡服務接口，如HTTP、FTP、SMTP等協議。TCP/IP協議族中的協議分布在這四層中，每層都有相應的協議進行數據的傳輸和處理。網絡層對應于OSI的網絡層，負責路由選擇和分組傳輸。TCP/IP四層網絡體系結構06數據通信網絡設備網卡01網絡接口卡（NIC）是計算機與局域網相互連接的設備，用于將計算機連接到網絡中的電纜或其他媒介上。集線器02集線器（Hub）是一種多端口的中繼器，它提供了多個端口，允許多個設備連接在一起，形成一個星型拓撲結構的局域網。中繼器03中繼器（Repeater）是網絡物理層上的連接設備，適用于完全相同的兩個網絡的互連，主要功能是通過對數據信號的重新發送或者轉發，來擴大網絡傳輸的距離。網卡、集線器和中繼器網橋網橋（Bridge）是數據鏈路層上的連接設備，用于連接兩個具有相同或相似體系結構邏輯上獨立的網絡。交換機交換機（Switch）是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。交換機可以“學習”MAC地址，并把其存放在內部地址表中，通過在數據幀的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數據幀直接由源地址到達目的地址。路由器路由器（Router）是連接因特網中各局域網、廣域網的設備，它會根據信道的情況自動選擇和設定路由，以最佳路徑，按前后順序發送信號。路由器是互聯網絡的樞紐，"交通警察"。網橋、交換機和路由器010203網關網關（Gateway）又稱網間連接器、協議轉換器。網關在網絡層以上實現網絡互連，是最復雜的網絡互連設備，僅用于兩個高層協議不同的網絡互連。防火墻防火墻技術是通過有機結合各類用于安全管理與篩選的軟件和硬件設備，幫助計算機網絡于其內、外網之間構建一道相對隔絕的保護屏障，以保護用戶資料與信息安全性的一種技術。服務器服務器指的是網絡環境下為客戶機提供某種服務的專用計算機，服務器安裝有網絡操作系統和各種服務器應用系統軟件的服務器軟件.服務器具有高速CPU運算能力、長時間可靠運行、強大I/O外部數據吞吐能力以及更好的擴展性.網關、防火墻和服務器07數據通信應用與發展趨勢FTP文件傳輸協議，用于從一個主機到另一個主機上的文件傳輸。SFTP/SCP安全文件傳輸協議，提供加密的文件傳輸服務。Telnet遠程終端服務，用戶通過網絡連接到遠程計算機，使用其資源和服務。遠程登錄與文件傳輸服務SMTP簡單郵件傳輸協議，用于發送電子郵件。POP3/IMAP郵件獲取協議，用于從郵件服務器接收電子郵件。Webmail基于Web的電子郵件服務，用戶可以通過瀏覽器訪問和管理電子郵件。電