计算机网络基础之数据通信基础

计算机网络基础之数据通信基础目录数据通信概述数据传输方式数据编码技术数据交换技术数据通信协议数据通信发展趋势与挑战01数据通信概述0102数据通信的定义数据通信系统由传输信道、发送设备、接收设备和数据终端等部分组成，通过这些设备实现数据的传输和交换。数据通信是实现计算机与计算机、计算机与终端之间数据传输的通信方式，它是在数据传输和交换的基础上实现的。有线数据通信通过有线信道进行数据传输，如光纤、同轴电缆、双绞线等。无线数据通信通过无线信道进行数据传输，如无线局域网（WLAN）、移动通信网络等。卫星数据通信利用卫星作为中继站实现地球上不同地点之间的数据传输。数据通信的分类数据通信的应用通过数据通信实现家庭和企业接入互联网，进行信息浏览、邮件收发等应用。通过数据通信实现远程办公，提高工作效率和灵活性。通过数据通信实现物联网设备的互联互通，实现智能化管理和控制。通过数据通信实现音频、视频等多媒体信息的传输和应用，丰富人们的娱乐生活。互联网接入远程办公物联网应用多媒体应用02数据传输方式数据一位一位地顺序传送，每一位数据占据一个固定的时间长度。串行传输数据以字节为单位，同时传输若干位，通常用于近距离、高速数据传输。并行传输串行传输与并行传字符之间没有固定的同步时钟信号，适用于数据终端设备与低速通信线路之间的通信。发送端和接收端使用同样的时钟信号进行同步，适用于高速数据传输。异步传输与同步传同步传输异步传输03全双工传输数据可以在两个方向上同时传输，通常用于电话、视频会议等通信应用。01单工传输数据只能单向传输，通常用于无线通信。02半双工传输数据可以在两个方向上传输，但不能同时进行，通常用于对讲机等通信设备。单工、半双工和全双工传03数据编码技术脉冲调制编码将数字数据转换为模拟脉冲信号，常用脉幅调制和脉宽调制两种方式。脉幅调制（PAM）通过改变脉冲的幅度来代表不同的二进制值，例如高电平和低电平。脉宽调制（PWM）通过改变脉冲的宽度来代表不同的二进制值，常用于数字信号的模拟传输。数字数据的模拟编码030201数字数据的数字编码在每一位的中心点都有电压变化，使得每一位数据都有两个信号边沿，提高了信号的抗干扰能力。曼彻斯特编码（ManchesterEncoding）将数据转换为二进制格式，是计算机内部处理数据的标准方式。二进制编码一种二进制编码方式，任意两个相邻的代码只有一个二进制位不同。格雷码（GrayCode）采样定理根据信号的最高频率，确定采样频率，使得采样后的离散信号能够无失真地恢复原始连续信号。量化将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，通过给定的一系列阈值将连续信号划分为不同的等级。模拟数据的数字编码04数据交换技术总结词电路交换是一种在通信过程中保持通信链路状态的方法，它通过建立、保持和释放通信链路来实现数据传输。详细描述在电路交换中，通信链路在数据传输之前被预先分配，并在整个数据传输过程中保持不变。这种方式的优点是数据传输的实时性较好，适用于对实时性要求较高的应用，如电话通信。电路交换报文交换是一种基于存储和转发机制的数据交换方式，它将数据划分为一个个报文，并通过存储和转发的方式进行传输。总结词在报文交换中，数据被打包成一个个报文，每个报文都包含发送方的地址和目的地址。报文在交换机中存储和转发，直到到达目的地。这种方式的优点是灵活性较高，适用于不同速率和不同协议的设备之间的通信。详细描述报文交换总结词分组交换是一种动态分配通信链路资源的数据交换方式，它将数据划分为一个个分组，并逐个传输。详细描述在分组交换中，数据被划分为一个个分组，每个分组都包含一定的数据量和发送方的地址和目的地址。分组在交换机中逐个传输，并动态分配通信链路资源。这种方式的优点是能够充分利用通信链路资源，适用于大量数据的传输。分组交换VS信元交换是一种基于固定长度单元的数据交换方式，它将数据划分为一个个信元，并逐个传输。详细描述在信元交换中，数据被划分为一个个信元，每个信元都包含一定的数据量和发送方的地址和目的地址。信元在交换机中逐个传输，并利用固定的逻辑通道进行传输。这种方式的优点是能够提供较好的服务质量保证，适用于多媒体数据的传输。总结词信元交换05数据通信协议数据链路层协议数据链路层协议是计算机网络体系结构中的第二层协议，负责控制数据在物理媒体上的传输。点对点协议（PPP）PPP是一种数据链路层协议，用于在点对点连接上传输数据。它提供了数据压缩、错误检测和数据流控制等功能。以太网协议（Ethernet）以太网是一种广泛使用的局域网技术，其数据链路层协议规定了如何在局域网中传输数据。以太网采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）机制来避免冲突。数据链路层协议概述网络层协议概述网络层协议位于计算机网络体系结构的第三层，负责将数据包从一个网络节点传输到另一个网络节点。IP协议（InternetProtocol）IP是网络层的核心协议，用于将数据包从一个网络节点传输到另一个网络节点。它提供了无连接的数据传输服务，并使用IP地址来标识每个网络节点。路由协议路由协议用于自动发现和维护路由表，以便将数据包从一个网络节点正确地路由到另一个网络节点。常见的路由协议包括RIP、OSPF和BGP等。网络层协议传输层协议UDP是一种不可靠的、无连接的传输层协议，用于提供无保证的数据传输服务。它简单高效，适用于不需要可靠传输的应用，如流媒体和实时游戏等。UDP协议（UserDatagramProtoc…传输层协议位于计算机网络体系结构的第四层，负责提供端到端的数据传输服务。传输层协议概述TCP是一种可靠的、面向连接的传输层协议，用于提供可靠的数据传输服务。它通过建立连接、发送数据、确认接收和流量控制等机制来保证数据的可靠传输。TCP协议（TransmissionControl…06数据通信发展趋势与挑战高速数据通信技术光纤通信利用光波在光纤中传输信息，具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强等优点，是现代高速数据通信的主要技术手段。无线通信无线通信技术利用电磁波进行信息传输，具有灵活、便捷的优点，广泛应用于移动通信、卫星通信等领域。无线数据通信技术包括2G、3G、4G、5G等，随着技术的发展，移动通信的速度和稳定性不断提高，应用范围也越来越广泛。移动通信技术利用无线技术构建的局域网络，具有灵活、便捷的优点，广泛应用于办公室、家庭等场景。无线局