第5章数据通信网及其业务

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第,5,章 数据通信网及其业务,电信组织与运营管理,数据通信网概述,数据通信网类型,数据通信网业务,数据通信网通信质量与服务质量,主要内容,2,数据通信,当你的双手不停的在计算机键盘上敲打时，你知道你所使用的信息媒介或信息载体是什么吗？,传送话音信号的电话通信网能不能保证传送数据信号的要求呢？,数据,数据通信网概述,3,通信的三个要素：,信源,、,信宿,和,信道。,噪声,信源,发送器,信道,接收器,信宿,源系统,目的系统,数据通信网概述,信息通过数据通信系统的传输过程,信息,数据,信号,在信道上传输,信号,数据,信息,数据编码,调制,解调,数据解码,01000001,A,01000001,A,信道,4,数据通信的概念,数据通信,是,20,世纪,60,年代随着计算机的发展和广泛应用而发展起来的通信技术。,无论是文字、语声还是图像，只要它们能用编码的方法形成各种代码组合，既可存储在计算机内，又可用计算机进行加工、处理，那么都可统称之为,数据,。,现代数据通信就是为计算机之间，以及各计算机和各种终端之间提供传输、交换信息的手段。,数据通信,即通过计算机或其他数据装置与通信线路，完成数据编码信道的传输、转接、存储和处理的通信技术。,数据通信网概述,5,数据通信系统的构成,数据,I/O,设备,传输控制器,DCE,信道,DCE,通信控制器,主机,DTE,（数据终端）,DL,（数据链路）,DCE(,数据电路终端设备,),中央计算机系统,数据通信网概述,数据传输系统,DCE,传输线路：有线介质、无线介质,传输设备：调制解调器、中继器、多路复用器、交换机等,数据处理系统,DTE,计算机、终端等,6,常见数字基带信号波形,双极性归零码,NRZ,码,单极性归零码,双极性非归零码,Manchester,码,AMI,码,HDB3,7,5,个阶段,包含两项内容,：,数据传输,和通信控制,过程 与打电话比较,建立物理连接,拨号，拨通对方,建立逻辑连接,互相确认身份,数据传输,互相通话,断开逻辑连接,互相确认要结束通话,断开物理连接,双方挂机,*,注意，并不是所有的数据通信都需要全部,5,个阶段。,数据通信的基本过程,数据通信网概述,8,SYN-,SENT,ESTAB-,LISHED,SYN-,RCVD,LISTEN,ESTAB-,LISHED,SYN=1,seq=x,ACK=1,seq=x+1,ack=y,1,CLOSED,CLOSED,数据传送,主动打开,被动打开,A,B,客户,服务器,SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x,1,数据通信网概述,TCP,连接建立过程,9,CLOSED,ACK=1,seq=u+1,ack=w,1,FIN=1,seq=u,ACK=1,seq=v,ack=u,1,FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u,1,FIN-,WAIT-1,CLOSE-,WAIT,FIN-,WAIT-2,LAST-,ACK,等待,2MSL,TIME-,WAIT,主动关闭,被动关闭,数据传送,通知,应用,进程,ESTAB-,LISHED,ESTAB-,LISHED,A,B,客户,服务器,数据传送,CLOSED,数据通信网概述,TCP,连接释放过程,10,数据通信：,由数据通信系统来实现的，广义的概念认为数据通信是有计算机参与的，是指按照一定的规程或协议完成数据的传输、交换、储存和处理的整个通信过程。,数据传输,：,利用电信号或光信号的形式把数据从一端传送到另外一端的过程。,数据通信网概述,数据通信与数据传输的区别,数据通信的特点,抗干扰能力强,高质量的远距离通信,易于实现综台业务数字网（,ISDN,）,便于数字加密,便于集成化、智能化,11,数据通信的主要技术,信源编码及解码,加密和解密,信道的编码与解码,多路和多址,同步和复接,数据通信网概述,12,数据通信网的分类,按网络拓扑结构分类,按传输技术及网络业务分类,按传输距离和覆盖范围的不同分类,数据通信网概述,13,数据通信网的交换方式,什么是交换？,按某种方式动态地分配传输线路资源。,为什么要采用交换技术？,节省线路投资，提高线路利用率。,实现交换的方法,电路交换,报文交换,分组交换,数据通信网概述,14,电路交换,特点：,面向连接的,优缺点：,建立连接的时间长；,一旦建立连接就独占线路，线路利用率低；,无纠错机制；,建立连接后，传输延迟小。,数据通信网概述,15,报文交换,特定：无连接,优缺点：,没有建立和拆除连接所需的等待时间；,线路利用率高；,传输可靠性较高；,报文大小不一，造成存储管理复杂；,大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高；,出错后整个报文全部重发。,数据通信网概述,16,分组交换,数据报方式和虚电路方式,优缺点：,对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组,速度快；,转发延时小,适用于交互式通信；,某个分组出错可以仅重发出错的分组,效率高；,各分组可通过不同路径传输，容错性好。,需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。,有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能,数据通信网概述,17,18,19,数据通信网概述,数据通信网类型,数据通信网业务,数据通信网通信质量与服务质量,主要内容,20,X.25,分组交换网,分组交换由,Donald Davies,和,保罗巴兰,在,1960,年代早期发明。,中国于,1993,年建立的分组交换网,CHINAPAC,。,X.25,分组交换网在数据链路层实现可靠无差错的传输。,分组交换网以,CCITT X.25,协议,为基础，一般由,分组交换机、网络管理中心（,NMC,）、远程集中器（,RCU,）（分组装拆设备（,PAD,）、分组（,PT,）或非分组数据终端（,NPT,）以及传输设备和线路,构成，其中,分组交换机为核心,。,分组交换网通过,交换虚电路（,SVC,）和永久虚电路（,PVC,）,来提供面向连接的数据传输，传输质量高，可靠性高，可使不同终端之间进行通信，可实现一点对多点同时通信，线路利用率高，经济性好，但协议复杂，传输速率较低，数据业务量增大时，时延增大、传输效率低。,数据通信网概述,21,公用分组交换网的基本结构,中转交换机,中转交换机,中转交换机,中转交换机,PT,PT,NPT,其他,分组网,RCU,NPT,PT,本地交换机,NMC,数据通信网概述,22,分组交换网的用户入网方式,拨号入网：,在电话机上并接调制解调器,(modem,）拨号入网，用户需申请一个入网身份识别码，通信速率为,300bps,9600bps.,专线入网：,可分模拟专线和,DDN,数字专线。模拟专线时，速率,1.2,192kbit/s,，,DDN,数字专线时，速率,1.2,256kbit/s,。,0,数据通信网概述,23,数字数据网（,DDN,）,数字数据网,（,DDN,）,是利用光纤、数字微波或卫星等数字通道提供永久或半永久性连接电路，以传输数据信号为主的数字传输网络，它既可以用于计算机之间的通信，也可用于传送数字化传真、数字话音、数字图像信号或其他数字化信号。,DDN,一般由,本地传输系统、复用交叉连接系统、局间传输系统、网同步系统、网络管理系统,九大部分组成。,数据通信网概述,数字数据网（,DDN,）特点,可提供,2Mbit/s,或,N64kbit/s,（,N=131,）速率的数字传输信道。,采用全透明传输，可自动迂回，可靠性高,传输质量高，时延小。,协议简单，采用交叉连接技术和时分复用技术，由智能化程度较高的用户端设备来完成协议的转换，本身不受任何规程的约束,(,支持任何通信协议,),，可面向各类数据用户。,组网欠灵活，线路利用率低。,24,DDN,的组成,帧中继网,帧中继网简化了,X.25,协议，可在分组交换网、,DDN,上增加软硬件设备来形成帧中继网，也可用专门的帧中继交换机和高速中继线组建专门的帧中继网络。,帧中继网采用面向连接的技术，可提供,PVC,和,SVC,，传输效率高、经济性好、可靠性高、组网灵活，并可与,ATM,实现很好的互连。,数据通信网概述,26,数据通信网概述,数据通信网类型,数据通信网业务,数据通信网通信质量与服务质量,主要内容,27,数据通信业务包括两类：,数据通信业务（基本业务）,是最简单的数据传送业务，其性能特点取决于业务所依托的数据通信网。数据通信基本业务主要有,分组交换业务、,DDN,业务、帧中继业务、,Internet,业务、,ATM,业务。,数据通信业务（增值业务）,包括,电子信箱业务、电子数据交换业务（,EDI,）、传真存储转发业务、可视图文业务及宽带业务。,数据通信网概述,28,分组交换网业务与应用,分组交换网业务,基本业务功能：透明的传输,用户任选功能：闭合用户群、呼叫封阻、网络用户识别、呼叫转移、虚拟专用网、广播功能等,增值业务功能：如电子信箱、电了数据互换（,EDI,）、可视图文、传真存储转发、数据库检索等,分组交换的应用,分组交换在商业中的应用较广泛，如银行系统在线式信用卡（,POS,机）的验证,数据通信网概述,29,DDN,网络的业务与应用,DDN,的应用,DDN,网络在外贸行业中的应用。,DDN,作为计算机数据通信联网传输的基础，提供点对点、一点对多点的大容量信息传送通道。如利用全国,DDN,网组成的海关、外贸系统网络。,DDN,网在金融业中的应用。,如通过,DDN,网将银行的自动提款机（,ATM,）连接到银行系统大型计算机主机；通过,DDN,网发布证券行情等。,数据通信网概述,30,帧中继业务与应用,帧中继业务,帧中继业务是在用户,-,网络接口（,WIN,）之间提供用户信息流的双向传送，并保持原顺序不变的一种承载业务。,帧中继业务的应用,局域网互联,。利用,CHINAFRN,进行局域网互联是帧中继业务最典型的一种应用。,图像传送,。帧中继可以为医疗、金融机构提供图像、图表的传送业务。,虚拟专用网,数据通信网概述,31,基本业务的比较,速率范围,主要应用,分组交换业务,1.2kbit/s64kbit/s,组建内部信息网；,数据库查询；,金融客户端业务。,DDN,业务,2.4kbit/s2048kbit/s,信息量大，低时延需求的专线连接。,帧中继业务,14.4kbit/s2048kbit/s,LAN,互联；大文件传送等。,Internet,业务,不定，可以达到很高,可满足各种通信需求,数据通信网概述,32,数据增值业务,电子信箱业务,电子数据互换业务（,EDI,）,传真存储转发业务,可视图文,宽带业务,VSAT,固网短信业务,数据通信网概述,33,VSAT,VSAT,（,VERYSMALL APERTURE TERMINAL,），即“甚小天线地球站”。由于源于传统卫星通信系统，所以也称为卫星小数据站或个人地球站（,IPES,）。,VSAT,是,80,年代中期利用现代技术开发的一种新的卫星通信系统。借助,VSAT,用户数据终端可直接利用卫星信道与远端的计算机进行联网，完成数据传递、文件交换或远程处理，从而摆脱了本地区的地面中继线问题，这在地面网络不发达、通信线路质量不好或难于传输高速数据的边远地区，使用,VSAT,作为数据传输手段是一种很好的选择。目前，广泛应用于银行、饭店、新闻、保险、运输、旅游等部门。,数据通信网概述,34,数据通信网概述,数据通信网类型,数据通信网业务,数据通信网通信质量与服务质量,主要内容,35,数据通信网通信质量,1,、数据通信质量,数据网通信的通信质量主要指数据通信的,有效性,和,可靠性,。,传码率,传信率（比特串）,频带利用率,误码率,误信率,数据通信网通信质量与服务,36,2,、各类数据通信网业务的质量指标,分组交换数据业务,呼叫建立时延,数据分组传输时延,虚连接的吞吐量,来去呼叫接通率,网络的可用性,帧中继业务,帧传输时延,帧丢失率,残余错帧率,网络可用性,数据通信网通信质量与服务,数字数据业务,端到端数据传输比特差错率,端到端数