网络通信的基础知识.doc

数据通信与网络基础知识1.1数据通信1.1.1数据通信的基本概念数据通信是计算机和通信相结合而产生的一种新的通信方式它是各类计算机通信网赖以建立的基础。数据通信的发展已经有30年的历史在人类进入信息社会的过程中数据通信正起着越来越重要的作用。数据通信具有许多不同于传统的电报、电话的特点由于它主要是“人－机”通信或“机－机”通信因而产生了一系列的要求。如：很多通信过程都需要能自动实现在传输中发生差错时能自动地进行校正。同时由于信息处理内容与处理方式的不同对通信的要求会有很大的差别。终端类型、传输代码、相应时间、传输速率、传输方式、系统结构、差错率等需要考虑的因素比较复杂。1.1.2数据通信系统早期计算机网络都是一些面向终端的网络以一台或几台主机为中心通过通信线路与多个远程终端相联构成一个集中式网络。如图1-1所示一台主机通过通信线路连接了许多用户终端各个用户终端可以共享主机的资源包括它的数据处理能力、存储能力和信息资源。该主机也可以具有交换功能实现各个用户之间的互相通信。在这种结构中每个终端用户都在通信线路的终点每条通信线路为它所连接的终端用户所专用。当然图中的终端用户也可以是另一台计算机。图1-1集中式网络60年代末以美国国防部高级规划研究局计算机网（ARPA）的诞生为起点出现了计算机与计算机之间的通信和资源共享开辟了计算机技术发展的一个新领域－网络化与分布处理技术。如图1-2所示：主机和终端都和具有交换功能的通信网络连接从网络的观点它们具有相同的地位各个终端通过交换网络共享主机的资源主机和终端也共享交换网络的资源。交换网由交换机和把它们连接成网络的通信线路组成各个终端用户可以通过交换网互相通信也可以通过主机互相通信。图1-2交换式网络1.2分组交换原理数据交换技术由于数据通信用户的许多不同的特点和要求这就要求发展几种不同于电话交换的交换技术现有的主要有以下三种：电路交换数据通信的电路交换是根据电话交换原理发展起来的一种交换发式其过程类似于打电话当用户要求发送数据时交换网就在主叫用户终端和被叫用户终端之间接通一条物理的数据传输通路。电路交换的主要优点是：(1)信息的传输时延小对一次连接来说传输时延固定不变。(2)信息以信号形式在数据通路中“透明”传输交换机对用户的数据信息不存储、分析和处理交换机在处理方面的开销比较小。对用户的数据信息也不需要附加许多的用于控制的信息信息传输的效率比较高。(3)信息的编码方法和信息格式不受限制。电路交换的主要缺点是：(1)电路的接续时间较长在数据传输开始之前呼叫信号必须经过若干交换机得到各交换机的认可并传到最终被呼叫方这个过程常常需要10秒甚至更长时间短报文通信效率低。(2)电路资源被通信双方独占电路利用率低(3)通信双方在信息传输速率、编码格式、同步方式、通信规程等方面要完全兼容这就限制了各种不同速率、不同代码格式、不同通信规程的用户终端之间的互通。(4)有呼损。即可能由于用户终端设备忙或交换网负载过重而叫不通。电路交换适合于传输信息量较大通信对象比较固定的用户。世界各国对电路交换方式有过一段热潮时期并且投资建设了电路交换数据通信网但是由于它在实现各种不同类型和特性的数据终端设备（包括计算机）之间的互通方面灵活性很差它的发展不如分组交换方式但是到目前为止电路交换原理在电话通信中一直占着统治地位步进制、纵横制、程序控制的各代电话交换机都是基于电路交换原理。DDN（数字数据网）提供了一种以专线方式入网的高速通信方式。用户终端通过DTU（数据终端单元）以专线方式接入DDN网网内的DDN交换机之间以光纤联系大大提高了信息传输的速度如图1-3。图1-3DDN网报文交换为了克服电路交换的缺点人们提出了报文交换的思想它的基本原理是“存储－转发”即如果用户A要向用户B发送信息A用户不需要先叫通和B用户之间的电路而只需与交换机接通由交换机暂时把A用户要发送的报文接收和存储起来交换机根据报文提供的B用户的地址在交换网络中确定路由并将报文送到输出线的队列上排队等到该输出线空闲时立即将该报文送到下一个交换机最后送到终点用户B。报文交换的特征是：(1)报文以存储转发方式通过交换机输入输出线路的效率、代码格式等可以不同很容易实现在不同类型终端之间的互相通信。(2)在报文交换（从A用户到B用户）的过程中没有接续过程。来自不同用户的报文可以在一条线路上以报文为单位进行多路复用线路可以以它的最高传输能力工作大大提高了线路利用率。(3)用户不需要叫通对方就可以发送报文无呼损并可以节省通信终端操作人员的时间。如果需要同一报文可以由交换机转发到许多不同的收信地点。报文交换的主要缺点是：(1)信息通过交换机时产生的时延大而且时延的变化也大不利于实时通信。(2)交换机要有能力存储用户发送的报文其中有的报文可能很长要