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基本概念

信源、信宿、信道
信息进入信道要变换为适合信道的传输形式，进入信宿时还要变换为适合信宿接收的形式。
信道的物理性质影响通信速率与传输质量，不同的信道外界干扰（噪声）也不相同 。
信源模拟信号 模拟信道传输 称为模拟通信
信源模拟信号 数字信号传输 称为数字通信
信源数字信号 无论如何传输 均称为数据通信
模拟信道传输需要调制，调制信号频谱窄因此信道利用率高，但是传输过程中会衰减，还会受到噪声干扰，如果使用放大器还会同时放大噪声。
数字信道可以直接传输二进制数据或者二进制编码的数据、或者传输数字化了的模拟信号（采样、量化、编码），只要没有畸变到不可辨认的程度就可以进行恢复，并且可以通过差错控制消除个别差错，因此数字传输对于保证信号不失真的传送非常有好处。另外，大规模集成，设备便宜。但是频带宽信道利用率低。
数字信道抗噪，但也是会衰减的。

信道特性

信道带宽、尼奎斯特定理（有限带宽无噪声信道的最大码元速率，波特率）B = 2W、 码元信息量、数据速率
香农定理（有噪声信道的极限数据速率）
误码率
信道延迟，电缆中传播速率约为77%光速，200m/us，除了考虑传播速率还要考虑通信线路长度。卫星信道延迟大约270ms。

传输介质

• 双绞线
• 同轴电缆（基带传输、宽带系统）基带数字信号为何衰减的快

大致是这样的：数字基带的低频信号代表长“0”或长“1”，数字基带信号的高频部分1010…，其他成分介于两者之间。这样看来整个的相对频谱很高。有线传输线的特性不支持这种信号，造成远端信号（比如低频信号直流偏移）这样畸变巨大，即使使用均衡器都不行。所以必须用某种信道编码（比如扰码减小相对带宽）达到传输目的。
站在信号与系统的角度来看，无线信道就是带通系统，有线传输目前很多都是低通系统（光纤是属于另类的带通系统，有不同的波段窗口）。

这是因为电磁场在传输线里面传播，一般而言，频率越高衰耗越大。以常见的网线和同轴电缆为例，而这些传输线的介质主要以铜芯为主，电磁场在铜介质里面传播，由于铜是良导体，高频电磁波频率越高，趋肤效应越明显，表面电阻越高，由此导致的损耗就越高。
大概就是这么个意思了，如果还有疑惑，请查看本科的 传输线理论 和 电磁场理论

• 光缆
• 无线信道（红外，高带宽传输距离有限；微波：波长1mm ~ 1m是分米波、厘米波、毫米波的统称，频率300MHz ~ 300GHz；短波：波长10m ~ 100m 频率3MHz~30MHz；超短波：波长 1m ~ 10m 频率30MHz ~ 300MHz 甚高频 ）

传播途径有：天波与地波（地表面波、直接波、地面反射波）

分米波 特高频（300MHz ~ 3GHz 10cm ~ 1m）

无线局域网使用了甚高频和特高频的电视广播频段(书上说这属于短波，可能界限并不这么明显吧)

无线电频谱和波段划分表

段号	频段名称	频段范围	波段名称	波长范围
1	极低频(ELF)	3 ~ 30赫(Hz)	极长波	100 ~ 10兆米
2	超低频(SLF)	30 ~ 300赫(Hz)	超长波	10 ~ 1兆米
3	特低频(ULF)	300 ~ 3000赫(Hz)	特长波	100 ~ 10万米
4	甚低频(VLF)	3 ~ 30千赫(KHz)	甚长波	10 ~ 1万米
5	低频(LF)	30 ~ 300千赫(KHz)	长波	10 ~ 1千米
6	中频(MF)	300 ~ 3000千赫(KHz)	中波 AM广播 被大气层反射	10 ~ 1百米
7	高频(HF)	3 ~ 30兆赫(MHz)	短波 短波广播	100 ~ 10米
8	甚高频(VHF)	30 ~ 300兆赫(MHz)	米波 FM广播	10 ~ 1米
9	特高频(UHF)	300 ~ 3000兆赫(MHz)	分米波	10 ~ 1分米
10	超高频(SHF)	3 ~ 30吉赫(GHz)	厘米波	10 ~ 1厘米
11	极高频(EHF)	30 ~ 300吉赫(GHz)	毫米波	10 ~ 1毫米
12	至高频(THF)	300 ~ 3000吉赫(GHz)	丝米波	10 ~ 1丝米

调幅广播由于只需要一个频率的载波，通过这个频率的载波的幅度变化来传输信号，所以可以采用500-1300khz这段频率较低且频宽较窄的中波进行广播，而中波具有可以被大气层反射的特性，因此可以传播得非常远。顺带一提，短波广播也是调幅广播，而短波在大气层的反射高度比中波更高，所以距离也比中波更远，足以跨过地球。调频广播则是通过确定一个中心频率，根据收到的实际频率相对该中心频率的偏差程度来传递信号，所以会占用一大段频率，不适合像调幅广播那样用范围狭窄资源紧凑的中波和短波，而是使用范围较大资源较充裕的超短波和微波，而超短波和微波不能被大气层反射，会直接穿透到宇宙空间去，所以范围比调幅广播要小得多。关于抗干扰性，由于调频广播不依赖电波的幅度来传输信号，所以即使有相同频率的干扰源扰乱了电波的幅度，也不会对调频广播形成噪声，调幅就不行了，只要有干扰源影响到了电波的幅度，那信号就毁了。因此，调频的音质比调幅要好。

频率低传得远些，频率越低，波长就越长，
幅值越大信号越强，当然传得也越远，
波长越长也传得远
无线电波按其波长可分为四个波段。与红外线邻近的波长最短的波段称为微波(microwave)，波长约为0.1mm ~ 1m；比微波的波长长的波段依次为短波（short wave，波长为1m ~ 102m）、中波（medium wave，波长为102 ~ 103m）和长波（long wave ，波长为103 ~ 105m）。在实际应用中，不同波段落的无线电波的传播方式和应用领域各不相同。
由于地面、高山、电离层等对各波段无线电波的吸收、反射、透射等性能的不同，无线电波在空间的传播通常采用三种方式：地波传播、天波传播、空间波传播
一、 地波传播
地波传播是无线电波沿地球表面附近空间的传播，传播时无线电波可随地球表面的弯曲而改变传播方向。
地球表面分布有起伏不平的山峦，以及高低不平的建筑物等障碍物，无线电波只有绕过这些障碍物，才能传到较远的地方。当电磁波的波长大于或相当于障碍物的尺寸时，波的衍射性能较好，即可绕过障碍物。因此，长波能很好地绕过几乎所有的障碍物，而中波和短波中部分波长较长的波还能较好地绕过不太大的障碍物，其余部分的短波和微波的绕射能力就很差。
二、天波传播
天波传播是无线电波通过电离层反射而进行的传播。电离层反射特性还与无线电波的波长有关，波长越长，则越容易反射。所以，长波、中波和短波都可以被电离层反射，而微波和超短波则基本上穿透电离层而不被反射。天波传播最适合于短波的传播，因为波长太短的超短波，电离层不反射；而对于长波，则电离层的吸收又太强。
三、空间波传播
空间波传播是无线电波像光那样沿直线的传播。由于地球近似球体，因此，空间波是传不远的，传播的最远距离不能超过视线距离
可见，直线传播的空间波是不能进行远距离传播的。当然，无线电波除了直接从发射天线传播到接收天线外，也可以经过地面反射而传到接收天线。因此，接收天线接收到的应是这两种波的合成波。微波与超短波一般采用空间波传播。
地波、天波、空波这三种传播方式，适合于不同波长无线电波的传播。长波一般采用地波传播。这是因为长波的绕射能力强，且大气对它的吸收少，因此比较适合地波传播。另外，长波虽然不会穿透电离层，但由于电离层对其有强烈的吸收作用，所为不适合天波传播。长波传播具有稳定性好、受干扰小、传播距离远等优点，超长波甚至能做环球传播，但长波需要庞大的天线设备，实际应用不多，通常只用于潜艇和远洋航行的通信等。
中波可用天波与地波两种方式传播。白天由于电离层吸收作用较大，主要靠地波传播。晚上电离层吸收作用减少，天波传播可大大增加传播距离。所为，中波昼夜信号强度差别较大，不适合远距离通信，而常用于国内广播等。
短波主要靠天波传播，短波经电离层反射时，电离层对他的吸收作用较小，故经电离层和地面的多次连续反射，可传播到很远的地方。短波传播的最大缺点是不稳定。一般用作各种长、短距离的通信。超短波与微波的绕射能力差，又会穿透电离层，因此不适合地波或天波传播，只适合空间波传播。由于空间波传播的距离有限，为增加传播距离，可采用增高发射天线和接力通信等方法

数据编码

自定时编码、曼彻斯特编码等

数字调制技术

用数字信号调制模拟信号称为数字调制，调频（FSK）、调幅(ASK)、调相(PSK)、正交幅度调制(QAM)
将模拟数据转化为数字信号的过程称为模拟数据的数字化，常用的技术为PCM，简称脉码调制（采样、量化、编码）。
扩频通信（频率跳动扩频、直接序列扩频）

通信与交换方式

通信方向

单工、半双工、双工

同步方式

异步传输（起止式）
同步传输（短距离高速传输）

交换方式

电路交换（空分、时分）、报文交换、分组交换（数据报、虚电路）

多路复用技术

频分、时分、波分、码分（CDMA）
数字传输系统：
美国与日本的通信标准，贝尔系统的T1载波
其它地区，E1载波
光纤线路的多路复用标准：SONET、SDH

计算机网络体系结构

计算机网络发展至今形成了非常庞大而复杂的体系结构 系统，对付这种复杂系统的常规方法是 使用分层来处理。把系统组织成分层的体系结构，把很多相关的功能分解开来，逐个予以实现。在分层体系结构中，每一层都是一些明确定义的相互作用的集合，称为对等协议。层之间的界限是另一些相互作用的集合，叫做接口协议。
研究计算机网络的基本方法是全面深入地了解计算机网络的功能特性，即计算机网络是如何在两个端用户之间建立连接通路的。理解了计算机网络的功能特性才能掌握各种网络的特点，才能了解网络运行的原理。

计算机网络的功能特性

首先计算机网络必须提供通讯主体源节点与目标节点之间的连接传输线路。传输线路可能要经过一些中间节点。如果远程联网还需要公用通信线路（地面链路或卫星链路），如果是模拟信号还需要调制，因此计算机网络还需要提供与调制解调器物理与电气的接口
由于计算机通信的特点：突发性与间歇性，通信链路应有较高的带宽并由许多节点共享以提高利用率。报文交换技术与分组交换技术，对传输信息流进行分组，加入控制信息（差错控制与地址），并把分组正确的传送到目的地（有多个转发节点还需要有根据网络配置和交通情况决定路由的功能）。多节点同时要求发送分组时要有冲突仲裁
控制信息数据包在网络中通过一个一个节点正确向前传送的功能叫做DLC
流量控制与拥塞控制
会话管理：会话的建立、释放、双向通信管理
字符集、数据格式、安全保密措施统一的协议

用户输入的字符流根据协议转换（字符集/编码与数据格式 ANSI.1），加上控制位与顺序号进行会话管理。再进行分组，加入地址字段和校验字段等。经过modem变换送入公共载波线路传送。
通信过程经过分解后得到的功能元素总是成对出现的，每一对功能元素相互通信，它们之间的协议不涉及相邻层次的功能。例如，一对Modem之间的对话不涉及传输线路的细节，也不必了解它们传输的比特流的意义。
物理层已经是最低层了，怎么能不涉及传输线路细节呢？实际上这里所说的传输线路细节指的是物理线路固有的属性，非要说的话这也是一种协议，只不过它不是由人来规定的。传输介质组成了所谓的第0层。

相邻节点 物理与链路
端节点 应用、表示、会话、打包拆包（分组？）
所有节点 寻址与路由

高层
寻址-路由-分组
低层

复杂性：
有些功能会出现在一个以上的层次中
端用户的数据流选择在哪一层合并
同一节点的层次之间还有控制信息的通信
在特定场景下某些功能层可能很简单甚至没有

至此已经引入了功能层次的概念，对等层之间按规定的协议通信，相邻层之间按接口关系提供服务和接受服务。把实现复杂的网络通信过程的各种功能划分成这样的层次结构，就是网络的分层体系结构。

OSI/RM

所谓开放系统，是指遵从国际标准的、能够通过互联而相互作用的系统。1979年ISO公布了该模型，同时CCITT认可并采纳了这一国际标准的建议文本X.200。OSI/RM为开放系统互联提供了一种功能结构框架，ISO7498对它作了详细的规定和描述。

物理电路控制子系统 分组交换子系统 传输控制子系统
分组交换在链路与网络层都有？

计算机网络发展历史

20世纪50年代

计算机技术与通信技术结合的先驱SAGE，由麻省理工学院林肯实验室为美国空军设计。
IBM 与 美国航空公司的SABRE-I。
美国通用公司的信息服务系统，地理范围大，跨时区提高了利用率。
这时已经应用了终端多点互联、终端汇总？、前置处理等技术。 多点通信线路、终端集中器以及前端处理机

20世纪60年代~70年代

大型计算机出现了，数据 主机资源的共享的需求增大。
美国防部高级研究计划局 ARPA net 现代意义的计算机网络 主要特点有：资源共享、分散控制、分组交换、专门的通信控制处理机、分层的网路协议
欧洲(英法)、加拿大、日本自己的网络：EPSS、CYCLADES、DATAPAC、DDX-3
以广域网的发展为标志时期，第二代网路：远程大规模互联为主要特点, 50Kbps
各公司制定自己的标准
OSI/RM 开放系统互联/参考模型 遵循该标准的称为开放系统

20世纪80年代

微型计算机出现，促进了局域网的发展。吸取了广域网的经验，局域网的协议一开始就是标准化的，互相兼容的方式竞争

20世纪90年代

随着个人电脑的普及，人们对于互联的需求增加。美国总统克林顿宣布实施NII计划。Arpa net随之面向社会开放，NSA 停止对该项目的资助，转为商业化运营，也就是今天的因特网。
1985 年 National Science Foundation, NSF 利用ARPAnet协议建立了科研和教育骨干网NSFnet, 1990年NSFnet代替ARPAnet称为美国国家骨干网，进入社会。1992年Internet学会成立。1993年 伊利诺斯大学开发成功了浏览器Mosaic（即后来的Netscape）。浏览工具引发了Internet发展与普及，这时，克林顿宣布实施NII计划。

中国计算机网络发展现状

1987年计算机网络进入中国第一次使用互联网通信
1990年中国在 DDN NIC 获取了 注册登记了cn域名
1993年1994年中国正式接入因特网
建设了四个因特网主干网:中国金桥信息、公用计算机互联、教育科研和科技网

计算机网络的应用

• 办公自动化 协同 信息共享与公文流转
• EDI 签名 跟踪 确认 防篡改 防冒领
• 远程教育 资源共享 交流互助
• 金融（电子银行、证券和期货交易） 加密 时效
• 网络游戏

计算机网络的概念

计算机网络与分时多终端系统 多终端分时系统的区别
分布式系统,在计算机网络的基础上提供了透明的集成应用环境
计算机网络与多机系统的区别
计算机网络由 网络 节点和 通信 链路组成
节点分为终端节点和转发节点
终端节点分为信源与信宿
转发节点 又称为 按什么标准 称为？？ 通信过程中控制与转发 ARPA中称其为网络接口信息处理机
资源子网
存储转发 与 广播
计算机网络的拓扑结构 通信子网中转发节点的互联模式称为子网的拓扑结构

计算机网络的分类

WAN MAN LAN
校园网 企业网
内联网 外联网
公共网 虚拟网 专用网
ISP ICP