第二章 數(shù)據(jù)通信
(1) 數(shù)據(jù)通信：兩個實體間的數(shù)據(jù)傳輸和交換。
2. 1 數(shù)據(jù)通信技術
2.1.1 模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字數(shù)據(jù)通信
(2) 模擬數(shù)據(jù)：在某個區(qū)間為連續(xù)的值的數(shù)據(jù);
(3) 數(shù)字數(shù)據(jù)：在某個區(qū)間為離散的值的數(shù)據(jù);
(4) 模擬、數(shù)字數(shù)據(jù)之間的相互轉換問題?
模擬數(shù)據(jù)通過編碼解碼器(codec)轉換成數(shù)字數(shù)據(jù)，數(shù)字信號通過調(diào)制解調(diào)器轉換成模擬數(shù)據(jù)(modem)。
(5) 數(shù)字信號傳輸與模擬信號傳輸各自的優(yōu)缺點?
模擬傳輸是一種不考慮內(nèi)容的傳輸模擬信號的方法，在傳輸過程中，模擬信號經(jīng)過一定距離的傳輸之后，必定會信號衰減，為實現(xiàn)長距離傳輸，模擬信號傳輸都要使用信號放大器，但是，放大器也會增加噪音分量，如果通過串連的放大器來實現(xiàn)長距離傳輸，信號將會越來越畸形;
與此相反，數(shù)字傳輸與信號有關。衰減會危及數(shù)據(jù)的完整性，數(shù)字信號只能在一個有限的距離內(nèi)傳輸，但為了獲得更遠的傳輸距離，可以使用中繼器，中繼器接收數(shù)字信號，將數(shù)字信號轉換成1的模式和0的模式。
2.1.2 多路復用
(1) 多路復用的分類及其解釋
a. 頻分多路復用(fdm)
利用傳輸介質(zhì)中不同的載波頻率來同時運載多個信號的多路復用技術 b. 時分多路復用(tdm);
利用介質(zhì)能達到的位傳輸率超過傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸率的優(yōu)點，利用每個信號在時間上交叉，從而傳輸多個數(shù)據(jù)信號的多路復用技術。
(2) t1載波的位結構及傳輸速率
共193位，第8位是信令和控制信號，第193位是幀編碼，傳輸速率是1.544m/bps。
(3) 兩種pcm載波的傳輸速率以及t2、t3載波的傳輸速率
一種是和t1載波一樣的1.544m/bps，另一種是2.048m/bps。t2載波的傳輸速率是6.312 m/bps，t2載波的傳輸速率是46.304 m/bps。
2.1.3 異步傳輸和同步傳輸
(1) 異步傳輸
一次傳輸一個字符的數(shù)據(jù)，每個字符用一個起始位引導，用一個結束位結束，一般起始位為0，停止位為1
(2) 同步傳輸
為了使接收方確定數(shù)據(jù)塊的開始和結束，還需要另外一級的同步，即每個數(shù)據(jù)塊用一個前文(preamble)位的模式開始，用一個后文(postamble)位模式結束，加有前后文的數(shù)據(jù)稱為一幀。
2.2 數(shù)據(jù)交換技術
2.2.1 線路交換
(1) 什么是線路交換?
通過網(wǎng)絡中的節(jié)點在兩個站點之間建立專用的通信線路進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕粨Q方式。
(2) 線路交換所歷經(jīng)的三個階段
線路建立，數(shù)據(jù)傳送，線路拆除。
2.2.2 報文交換
(1) 什么是報文交換?
將目的地址附加在報文中，然后讓報文從節(jié)點到節(jié)點的通過網(wǎng)絡傳輸?shù)慕粨Q方式。
(2) 報文交換比較線路交換的優(yōu)缺點
a. 線路效率高
b. 無需同時使用發(fā)送器和接收器傳送數(shù)據(jù)
c. 不會出現(xiàn)如線路交換中因通信量變大而導致的呼叫被封鎖現(xiàn)象，只是報文傳送延遲
d. 可以把一個報文發(fā)送到多個目的地
e. 能夠建立報文的優(yōu)先權
f. 報文交換網(wǎng)絡可以進行速度和代碼的轉換
g. 發(fā)送部操作終端的保文可以被截獲，然后存儲或重新選擇到另一臺終端的路徑
h. 報文交換的主要缺點是他不能滿足實時或交互式的通信要求
2.2.3 分組交換
(1)概念解釋
分組交換是一種結合了報文交換和線路交換各自優(yōu)點的交換技術，其中，它采用了限制長度的數(shù)據(jù)報，以及虛擬連接的虛電路方法，從而達到更好的交換效果。
2.2.4三種交換技術的比較
(1) 三種交換技術適用的不同場合
a. 對于交互式通信來說，報文交換是不合適的;
b. 對于較輕的和/或間歇式負載來說，線路交換是最合算的，因為可以通過電話撥號線路來使用公用電話系統(tǒng)。
c. 對于兩個站點之間很重的和持續(xù)的負載來說，使用租用的線路交換線是最合算的。
d. 當有一批中等數(shù)量數(shù)據(jù)必須交換到大量的數(shù)據(jù)設備時，寧可用分組交換方法，這種技術的線路利用率是的。
e. 數(shù)據(jù)報分組交換適用于短報文和具有靈活性的報文。
f. 虛電路分組交換事宜浴場交換和減輕各站的處理負擔。
2.2.5 信元交換
atm(異步轉移模式)采用信元交換
2.3 數(shù)據(jù)傳送方式
(1) 分類
并行通信和串行通信
(2) 在并行通信中數(shù)據(jù)傳輸所使用的并行數(shù)據(jù)總線的物理形式
a. 計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線很多就直接是電路板
b. 扁平帶狀電纜
c. 圓形屏蔽電纜
2.3.2 串行輸入/輸出
(1) 串行輸入的特點
串行數(shù)據(jù)傳輸中，每次只傳送一位數(shù)據(jù)，速度比并行傳輸慢，但是，實現(xiàn)串行傳輸?shù)挠布哂薪?jīng)濟性和實用性的特點。
2.3.3 串行數(shù)據(jù)通信
(1) 電話系統(tǒng)進行串行通行的三種方式
a. 單工通信
b. 半雙工通信
c. 全雙工通信
(2) 串行數(shù)據(jù)的傳輸、接收的定時可以通過數(shù)據(jù)鏈路控制來實現(xiàn)
(3) 串行數(shù)據(jù)通信的兩種傳輸方法
a. 異步串行傳輸
通信硬件通過附加同步信息的方法傳輸數(shù)據(jù)
b. 同步串行傳輸
同步信息包含在信息塊內(nèi)的方法
(4) 同步通信與異步通信的優(yōu)缺點
a. 同步通信取消了每個字節(jié)的同步位，從而使數(shù)據(jù)位在傳送為中所占比率增大，提高了傳送效率。
b. 同步通信容許用戶傳送沒有意義的二進制數(shù)據(jù)
c. 允許pc機用戶通過同步通信 網(wǎng)絡 與計算機實現(xiàn)通信
2.4 檢錯與糾錯
(1) 檢錯法的概念
檢錯法是指在傳輸中僅僅發(fā)送足以使接收端能夠檢測出差錯的附加位。
(2) 檢錯法的分類
a. 奇偶校驗法
b. 冗余校驗法(lrc)
c. 循環(huán)冗余校驗法(crc)
2.4.2 糾錯法
(1) 自動請求重發(fā)(arq)
當發(fā)送站向接收站發(fā)送數(shù)據(jù)塊時，如果無差錯，則接收站回送一個肯定應答，即ack指令;如果接收站檢測出錯誤，則發(fā)送一個否定應答，即nck指令，請求重發(fā)。
(2) 正向糾錯法
發(fā)送站發(fā)送能使接收站檢錯糾錯的冗余位
2.5 通信硬件
2.5.1 調(diào)制解調(diào)器
(1) 調(diào)制解調(diào)器是一種數(shù)據(jù)通信設備(dce)
(2) 調(diào)制解調(diào)器的作用就是將數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)格式與模擬格式之間轉換
(3) at指令集
a. atd------撥號指令(atdp：脈沖撥號，atdt音頻撥號)
b. ath------掛機指令
c. ata------應答指令(atso=0表示取消自動應達，=某個非零整數(shù)，則表示振鈴這個整數(shù)次后應答)
d. atz------將調(diào)制解調(diào)器內(nèi)寄存器的值設為默認
2.5.2 rs-232標準
(1) 何謂rs-232
由美國電子工業(yè)協(xié)會(eia)制定的數(shù)據(jù)終端設備與數(shù)據(jù)通信設備在進行串行二進制數(shù)據(jù)交換時的接口，eia rs-232c
(2) rs-232的物理層特性
a. 機械特性
接口標準的機械部分指定兩個通信裝置如何連接。規(guī)定了有兩個連接器，接到dce的為母，接到dte的為公。標準規(guī)定使用25針連接器，db25連接器已成為一個事實上的標準。
b. 電信號特性
+3v~+15v的正電壓表示space
-3v~-15v的負電壓表示mark
在-3v~+3v之間構成一個轉換區(qū)域，實際上，傳輸通常使用+(-)12v
c. rs-232c引腳分配
i. 引腳功能分類
a. 數(shù)據(jù)線路：分為數(shù)據(jù)傳送和接收兩條線路發(fā)送數(shù)據(jù)(td,引腳2)，接收數(shù)據(jù)(rd,引腳3)
b. 控制線路：控制線路傳送pc或調(diào)制解調(diào)器中某些條件的on/off指標來指示該引腳線路的狀態(tài)處于開啟或是關閉
①dtr,引腳20：數(shù)據(jù)終端就緒，由pc產(chǎn)生以使調(diào)制解調(diào)器了解pc已準備就緒
②dsr,引腳6:數(shù)據(jù)設備就緒，由modem產(chǎn)生，以告訴pc當modem打開時，已 和電話線路連接好且處于數(shù)據(jù)傳輸模式
③rts,引腳4：請求發(fā)送，由pc產(chǎn)生毅同志調(diào)制解調(diào)器它想要傳送數(shù)據(jù)
④cts,引腳5：清除發(fā)送，由modem產(chǎn)生告訴pc它可以進行數(shù)據(jù)傳送
⑤cd,引腳8：載波檢測，也稱為接收線路信號檢測裝置(rlsd)，有時還稱為數(shù)據(jù)載波檢測(dcd)，他告訴pc機調(diào)制解調(diào)器是否已建立了有效的連接
⑥r(nóng)i,引腳22：振鈴指示
ii. 地
①sg,引腳7：信號地
②pg,引腳1：保護地
iii. 定時電路
①tc,引腳15：稱為發(fā)送定時
②rc,引腳17：稱為接收定時
(3) 空調(diào)制解調(diào)器的連接，關鍵是將發(fā)送數(shù)據(jù)td和接收數(shù)據(jù)rd交叉連接，實際上是直接通信
2.5.3 通信適配器
(1) 異步通信適配器
也叫串口，異步通信界面，通用異步接收器/發(fā)送器或uart
(2) 同步通信適配器
最常用的同步通信適配器是sdlc和bsc
2.6 通信軟件功能
(1) 調(diào)制解調(diào)器的控制
a. 呼叫/回答模式切換
b. 自動重撥號
c. 電話掛起
(2) 數(shù)據(jù)控制功能
a. 流控制(xon/xoff)
b. 文件傳輸
(3) 數(shù)據(jù)操作功能
a. 字符過濾
b. 轉換表
c. 終端仿真
(4) 特殊功能
a. 外部文件操作
b. 后臺操作
c. 回到操作系統(tǒng)
d. 編輯器
(1) 數(shù)據(jù)通信：兩個實體間的數(shù)據(jù)傳輸和交換。
2. 1 數(shù)據(jù)通信技術
2.1.1 模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字數(shù)據(jù)通信
(2) 模擬數(shù)據(jù)：在某個區(qū)間為連續(xù)的值的數(shù)據(jù);
(3) 數(shù)字數(shù)據(jù)：在某個區(qū)間為離散的值的數(shù)據(jù);
(4) 模擬、數(shù)字數(shù)據(jù)之間的相互轉換問題?
模擬數(shù)據(jù)通過編碼解碼器(codec)轉換成數(shù)字數(shù)據(jù)，數(shù)字信號通過調(diào)制解調(diào)器轉換成模擬數(shù)據(jù)(modem)。
(5) 數(shù)字信號傳輸與模擬信號傳輸各自的優(yōu)缺點?
模擬傳輸是一種不考慮內(nèi)容的傳輸模擬信號的方法，在傳輸過程中，模擬信號經(jīng)過一定距離的傳輸之后，必定會信號衰減，為實現(xiàn)長距離傳輸，模擬信號傳輸都要使用信號放大器，但是，放大器也會增加噪音分量，如果通過串連的放大器來實現(xiàn)長距離傳輸，信號將會越來越畸形;
與此相反，數(shù)字傳輸與信號有關。衰減會危及數(shù)據(jù)的完整性，數(shù)字信號只能在一個有限的距離內(nèi)傳輸，但為了獲得更遠的傳輸距離，可以使用中繼器，中繼器接收數(shù)字信號，將數(shù)字信號轉換成1的模式和0的模式。
2.1.2 多路復用
(1) 多路復用的分類及其解釋
a. 頻分多路復用(fdm)
利用傳輸介質(zhì)中不同的載波頻率來同時運載多個信號的多路復用技術 b. 時分多路復用(tdm);
利用介質(zhì)能達到的位傳輸率超過傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸率的優(yōu)點，利用每個信號在時間上交叉，從而傳輸多個數(shù)據(jù)信號的多路復用技術。
(2) t1載波的位結構及傳輸速率
共193位，第8位是信令和控制信號，第193位是幀編碼，傳輸速率是1.544m/bps。
(3) 兩種pcm載波的傳輸速率以及t2、t3載波的傳輸速率
一種是和t1載波一樣的1.544m/bps，另一種是2.048m/bps。t2載波的傳輸速率是6.312 m/bps，t2載波的傳輸速率是46.304 m/bps。
2.1.3 異步傳輸和同步傳輸
(1) 異步傳輸
一次傳輸一個字符的數(shù)據(jù)，每個字符用一個起始位引導，用一個結束位結束，一般起始位為0，停止位為1
(2) 同步傳輸
為了使接收方確定數(shù)據(jù)塊的開始和結束，還需要另外一級的同步，即每個數(shù)據(jù)塊用一個前文(preamble)位的模式開始，用一個后文(postamble)位模式結束，加有前后文的數(shù)據(jù)稱為一幀。
2.2 數(shù)據(jù)交換技術
2.2.1 線路交換
(1) 什么是線路交換?
通過網(wǎng)絡中的節(jié)點在兩個站點之間建立專用的通信線路進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕粨Q方式。
(2) 線路交換所歷經(jīng)的三個階段
線路建立，數(shù)據(jù)傳送，線路拆除。
2.2.2 報文交換
(1) 什么是報文交換?
將目的地址附加在報文中，然后讓報文從節(jié)點到節(jié)點的通過網(wǎng)絡傳輸?shù)慕粨Q方式。
(2) 報文交換比較線路交換的優(yōu)缺點
a. 線路效率高
b. 無需同時使用發(fā)送器和接收器傳送數(shù)據(jù)
c. 不會出現(xiàn)如線路交換中因通信量變大而導致的呼叫被封鎖現(xiàn)象，只是報文傳送延遲
d. 可以把一個報文發(fā)送到多個目的地
e. 能夠建立報文的優(yōu)先權
f. 報文交換網(wǎng)絡可以進行速度和代碼的轉換
g. 發(fā)送部操作終端的保文可以被截獲，然后存儲或重新選擇到另一臺終端的路徑
h. 報文交換的主要缺點是他不能滿足實時或交互式的通信要求
2.2.3 分組交換
(1)概念解釋
分組交換是一種結合了報文交換和線路交換各自優(yōu)點的交換技術，其中，它采用了限制長度的數(shù)據(jù)報，以及虛擬連接的虛電路方法，從而達到更好的交換效果。
2.2.4三種交換技術的比較
(1) 三種交換技術適用的不同場合
a. 對于交互式通信來說，報文交換是不合適的;
b. 對于較輕的和/或間歇式負載來說，線路交換是最合算的，因為可以通過電話撥號線路來使用公用電話系統(tǒng)。
c. 對于兩個站點之間很重的和持續(xù)的負載來說，使用租用的線路交換線是最合算的。
d. 當有一批中等數(shù)量數(shù)據(jù)必須交換到大量的數(shù)據(jù)設備時，寧可用分組交換方法，這種技術的線路利用率是的。
e. 數(shù)據(jù)報分組交換適用于短報文和具有靈活性的報文。
f. 虛電路分組交換事宜浴場交換和減輕各站的處理負擔。
2.2.5 信元交換
atm(異步轉移模式)采用信元交換
2.3 數(shù)據(jù)傳送方式
(1) 分類
并行通信和串行通信
(2) 在并行通信中數(shù)據(jù)傳輸所使用的并行數(shù)據(jù)總線的物理形式
a. 計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線很多就直接是電路板
b. 扁平帶狀電纜
c. 圓形屏蔽電纜
2.3.2 串行輸入/輸出
(1) 串行輸入的特點
串行數(shù)據(jù)傳輸中，每次只傳送一位數(shù)據(jù)，速度比并行傳輸慢，但是，實現(xiàn)串行傳輸?shù)挠布哂薪?jīng)濟性和實用性的特點。
2.3.3 串行數(shù)據(jù)通信
(1) 電話系統(tǒng)進行串行通行的三種方式
a. 單工通信
b. 半雙工通信
c. 全雙工通信
(2) 串行數(shù)據(jù)的傳輸、接收的定時可以通過數(shù)據(jù)鏈路控制來實現(xiàn)
(3) 串行數(shù)據(jù)通信的兩種傳輸方法
a. 異步串行傳輸
通信硬件通過附加同步信息的方法傳輸數(shù)據(jù)
b. 同步串行傳輸
同步信息包含在信息塊內(nèi)的方法
(4) 同步通信與異步通信的優(yōu)缺點
a. 同步通信取消了每個字節(jié)的同步位，從而使數(shù)據(jù)位在傳送為中所占比率增大，提高了傳送效率。
b. 同步通信容許用戶傳送沒有意義的二進制數(shù)據(jù)
c. 允許pc機用戶通過同步通信 網(wǎng)絡 與計算機實現(xiàn)通信
2.4 檢錯與糾錯
(1) 檢錯法的概念
檢錯法是指在傳輸中僅僅發(fā)送足以使接收端能夠檢測出差錯的附加位。
(2) 檢錯法的分類
a. 奇偶校驗法
b. 冗余校驗法(lrc)
c. 循環(huán)冗余校驗法(crc)
2.4.2 糾錯法
(1) 自動請求重發(fā)(arq)
當發(fā)送站向接收站發(fā)送數(shù)據(jù)塊時，如果無差錯，則接收站回送一個肯定應答，即ack指令;如果接收站檢測出錯誤，則發(fā)送一個否定應答，即nck指令，請求重發(fā)。
(2) 正向糾錯法
發(fā)送站發(fā)送能使接收站檢錯糾錯的冗余位
2.5 通信硬件
2.5.1 調(diào)制解調(diào)器
(1) 調(diào)制解調(diào)器是一種數(shù)據(jù)通信設備(dce)
(2) 調(diào)制解調(diào)器的作用就是將數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)格式與模擬格式之間轉換
(3) at指令集
a. atd------撥號指令(atdp：脈沖撥號，atdt音頻撥號)
b. ath------掛機指令
c. ata------應答指令(atso=0表示取消自動應達，=某個非零整數(shù)，則表示振鈴這個整數(shù)次后應答)
d. atz------將調(diào)制解調(diào)器內(nèi)寄存器的值設為默認
2.5.2 rs-232標準
(1) 何謂rs-232
由美國電子工業(yè)協(xié)會(eia)制定的數(shù)據(jù)終端設備與數(shù)據(jù)通信設備在進行串行二進制數(shù)據(jù)交換時的接口，eia rs-232c
(2) rs-232的物理層特性
a. 機械特性
接口標準的機械部分指定兩個通信裝置如何連接。規(guī)定了有兩個連接器，接到dce的為母，接到dte的為公。標準規(guī)定使用25針連接器，db25連接器已成為一個事實上的標準。
b. 電信號特性
+3v~+15v的正電壓表示space
-3v~-15v的負電壓表示mark
在-3v~+3v之間構成一個轉換區(qū)域，實際上，傳輸通常使用+(-)12v
c. rs-232c引腳分配
i. 引腳功能分類
a. 數(shù)據(jù)線路：分為數(shù)據(jù)傳送和接收兩條線路發(fā)送數(shù)據(jù)(td,引腳2)，接收數(shù)據(jù)(rd,引腳3)
b. 控制線路：控制線路傳送pc或調(diào)制解調(diào)器中某些條件的on/off指標來指示該引腳線路的狀態(tài)處于開啟或是關閉
①dtr,引腳20：數(shù)據(jù)終端就緒，由pc產(chǎn)生以使調(diào)制解調(diào)器了解pc已準備就緒
②dsr,引腳6:數(shù)據(jù)設備就緒，由modem產(chǎn)生，以告訴pc當modem打開時，已 和電話線路連接好且處于數(shù)據(jù)傳輸模式
③rts,引腳4：請求發(fā)送，由pc產(chǎn)生毅同志調(diào)制解調(diào)器它想要傳送數(shù)據(jù)
④cts,引腳5：清除發(fā)送，由modem產(chǎn)生告訴pc它可以進行數(shù)據(jù)傳送
⑤cd,引腳8：載波檢測，也稱為接收線路信號檢測裝置(rlsd)，有時還稱為數(shù)據(jù)載波檢測(dcd)，他告訴pc機調(diào)制解調(diào)器是否已建立了有效的連接
⑥r(nóng)i,引腳22：振鈴指示
ii. 地
①sg,引腳7：信號地
②pg,引腳1：保護地
iii. 定時電路
①tc,引腳15：稱為發(fā)送定時
②rc,引腳17：稱為接收定時
(3) 空調(diào)制解調(diào)器的連接，關鍵是將發(fā)送數(shù)據(jù)td和接收數(shù)據(jù)rd交叉連接，實際上是直接通信
2.5.3 通信適配器
(1) 異步通信適配器
也叫串口，異步通信界面，通用異步接收器/發(fā)送器或uart
(2) 同步通信適配器
最常用的同步通信適配器是sdlc和bsc
2.6 通信軟件功能
(1) 調(diào)制解調(diào)器的控制
a. 呼叫/回答模式切換
b. 自動重撥號
c. 電話掛起
(2) 數(shù)據(jù)控制功能
a. 流控制(xon/xoff)
b. 文件傳輸
(3) 數(shù)據(jù)操作功能
a. 字符過濾
b. 轉換表
c. 終端仿真
(4) 特殊功能
a. 外部文件操作
b. 后臺操作
c. 回到操作系統(tǒng)
d. 編輯器