计算机网络与通讯.pdf

计算机网络与通讯是信息技术领域中的核心概念，它们涉及多个方面的知识，包括协议和服务的理解、数字通信的优缺点、网络性能指标、网络模型以及数据通信的基础。 首先，协议和服务是计算机网络中的基本概念。协议是不同开放系统间进行通信时必须遵守的规则，它水平地跨越各个层次，规定了数据交换的具体格式和过程。而服务则是在同一开放系统中相邻层之间提供的功能，是垂直的，例如，数据链路层为网络层提供服务，以便于数据的传输。实现协议通常需要利用下一层的服务。 数字通信相比模拟通信有其优势，如抗干扰性强、保密性好、便于集成和处理，但其缺点是占用的信道频带更宽，导致信道利用率降低。计算机网络的性能指标包括速率（如bps）、带宽、吞吐量、时延（包括各种类型的时延如传播时延、处理时延等）、时延带宽积和利用率等。 网络可以按照不同的标准进行分类，比如按拓扑结构分为星形、树形、总线形、环形和网络形；按覆盖范围分为互联网、广域网、局域网、城域网和个人区域网；按通信方式分为广播网络和点到点网络；按服务对象分为公用和专用网络。 网络协议定义了数据交换的规则，其三要素包括语法（数据的结构和格式）、语义（数据的意义）和同步（何时发送和接收数据）。常见的网络模型有TCP/IP四层模型、五层协议模型和七层QSI模型。客户-服务器模式（C/S模式）是网络中常见的交互方式，特点是非对等和同步通信。 通信系统模型通常由源系统、传输系统和目的系统构成，数据通信基础知识包括基带传输和频带传输的区别，前者不改变信号频谱，后者通过调制实现。传输介质如双绞线（UTP和STP）、同轴电缆和光纤各有其特点和适用场景。 信息论中，信息是消除不确定性的度量，信息量可以用对数函数计算，单位有比特、奈特和哈莱特。数据传输信道的容量计算涉及到香农定理，对于模拟信道和数字信道有不同的计算公式。 在实际应用中，双极性信号更常见，因为它具有更好的抗噪声性能和直流成分较小的优点。以太网采用的码型是双相码。信道复用技术如FDM、WDM、TDM和CDMA允许多个信号共享同一信道。数字调制技术包括ASK、FSK、PSK以及混合调制等，其中PSK系统因其抗噪声性能和频带利用率高而被认为最优。 同步控制技术包括载波同步、位同步、群同步和网同步，这些对于数据传输的准确性和效率至关重要。交换技术主要有路交换、报文交换和分组交换，分组交换在现代网络中尤为常见，因为它提供了更好的资源利用率和灵活性。CRC（循环冗余校验）是一种用于检测数据传输错误的算法。 物理层作为网络的最底层，负责数据的物理传输，包括数据编码、信号的调制和解调，以及接口标准和传输介质的选择等。 综上所述，计算机网络与通讯是复杂而广泛的领域，涵盖众多技术和理论，对理解信息技术的基础架构至关重要。