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数据通信基础与交换技术

contents目录数据通信基础交换技术基础数据通信网络体系结构局域网与广域网技术IP网络与路由技术数据通信安全保障措施

数据通信基础01

数据通信概述数据通信的定义数据通信是指在不同地理位置的计算机或终端设备之间，通过传输介质和通信协议进行信息交换的过程。数据通信系统的组成数据通信系统通常由数据源、发送设备、传输介质、接收设备和数据宿五个基本部分组成。数据通信的应用数据通信广泛应用于计算机网络、电话通信、远程教育、视频会议等领域。

并行传输是同时传输多个比特，而串行传输是逐位传输比特。并行传输与串行传输同步传输依赖于外部时钟信号进行数据传输，而异步传输则通过每个字符的起始位和停止位来实现同步。同步传输与异步传输单工通信只允许数据在一个方向上传输，半双工通信允许数据在两个方向上交替传输，全双工通信则允许数据在两个方向上同时传输。单工、半双工和全双工通信数据传输方式

包括非归零编码（NRZ）、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码等。数字数据的数字信号编码数字数据的模拟信号调制模拟数据的数字信号编码模拟数据的模拟信号调制包括振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）等。包括脉冲编码调制（PCM）、差分脉冲编码调制（DPCM）和增量调制（DM）等。包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。数据编码与调制

包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线传输介质等。传输介质类型包括带宽、衰减、噪声、抗干扰能力和成本等。传输介质特性包括EIA/TIA-232、EIA/TIA-422、EIA/TIA-485等串行接口标准，以及以太网接口、光纤接口等。接口类型与标准包括接口的物理连接、电气特性、数据格式和传输速率等配置。接口连接与配置传输介质与接口

交换技术基础02

123在通信网络中，交换技术是实现信息传输的关键环节，它负责将信息从源节点传输到目的节点。交换技术的定义根据信息传输的方式和特点，交换技术可分为电路交换、分组交换和ATM交换等。交换技术的分类从早期的人工交换到自动交换，再到现代的数字交换和光交换，交换技术不断演进和发展。交换技术的发展历程交换技术概述

在通信双方建立连接之前，预先分配一条专用的物理通路，用于传输双方的信息。一旦连接建立，通路将一直保持到通信结束。电路交换的原理实时性强，传输质量稳定，适用于语音通话和实时视频等连续性业务。电路交换的特点公用电话网（PSTN）、移动通信网（如GSM、CDMA）等采用电路交换技术。电路交换的应用电路交换原理及应用

分组交换的原理01将待传输的信息划分为一定长度的分组，每个分组携带源地址、目的地址和控制信息。分组在网络中独立传输，通过存储转发方式逐段向目的节点传递。分组交换的特点02灵活性强，网络资源利用率高，适用于突发性数据传输和非实时业务。分组交换的应用03互联网（IP网络）、帧中继（FrameRelay）等采用分组交换技术。分组交换原理及应用

ATM交换的原理ATM（AsynchronousTransferMode）是一种面向连接的、快速分组交换技术。它将信息划分为固定长度的信元（Cell），通过虚电路（VC）进行传输。ATM交换机负责信元的路由和转发。ATM交换的特点高速率、低时延、适用于多媒体数据传输和宽带综合业务数字网（B-ISDN）等场景。ATM交换的应用ATM网络、宽带接入网、城域网等采用ATM交换技术。ATM交换原理及应用

数据通信网络体系结构03

提供比特流的传输，包括线路接口、物理媒体和信号编码等方面的规范。物理层数据链路层网络层负责数据链路的建立、维护和拆除，以及帧的传输和差错控制。实现网络互连和数据包的路由选择，包括IP协议、ICMP协议等。030201OSI参考模型及各层功能

传输层会话层表示层应用层OSI参考模型及各层功能提供端到端的可靠数据传输服务，包括TCP协议和UDP协议。对数据进行转换和表示，包括数据压缩、加密和解密等。负责建立、管理和终止会话，以及同步和数据交换等。提供应用程序之间的通信服务，包括HTTP、FTP、SMTP等协议。

网络接口层对应于OSI的物理层和数据链路层，负责数据的传输和接收。网络层实现网络互连和数据包的路由选择，主要协议包括IP、ICMP等。传输层提供端到端的可靠数据传输服务，主要协议包括TCP和UDP。应用层提供应用程序之间的通信服务，主要协议包括HTTP、FTP、SMTP等。TCP/IP协议族及各层功能

抖动表示数据包到达时间的差异程度，是评价网络稳定性的重要指标。丢包率表示在数据传输过程中丢失数据包的比例，是评价网络可靠性的重要指标。时延表示数据从发送端到接收端所需的时间，包括传播时延、处理时延等。带宽表示通信线路或设备能够传输的最高频率范围或数据量大小。吞吐量表示单位时间内成功传