具体描述
基本信息
书名：数据通信技术(第3版)(中国通信学会普及与教育工作委员会推荐教材)
定价：36.00元
作者：李斯伟,胡成伟著
出版社：人民邮电出版社
出版日期：2011-12-01
ISBN：9787115257239
字数：
页码：
版次：3
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.341kg
编辑推荐
本书从先进性和实用性的角度出发，全面介绍了数据通信的基本概念、基本理论和有关技术。本书在介绍“必需、够用”的基础理论知识的同时，介绍了大量的通信网络新技术。内容深入浅出，条理清晰，并配有大量案例，便于自学。本书可以作为高职高专院校通信技术类专业、电子类专业、自动化类专业、计算机类专业等相关课程的教材；也可作为培训教材使用，同时可供相关行业技术人员参考。
内容提要
本书从先进性和实用性出发较全面地介绍了数据通信的基本概念、基本理论和有关技术。全书共7章，内容包括：数据通信概论、数据传输、数据通信协议、数据交换、IP路由、数据通信设网和数据通信宽带接入技术。
本书在介绍了“必需、够用”的基础理论知识的同时，还介绍了大量的*的通信网络新技术。内容深入浅出，条理清晰，并配有大量的实例与部分学习案例，便于自学和理解。
本书可以作为高等职业学院和高等专科学校的通信技术类专业、电子类专业、自动化类专业、计算机类专业以及相关专业的教材；也可作为通信专业的培训教材，并可供广大IT技术人员参考。
目录
章 数据通信概述
1.1 数据通信的发展及数据通信业务
1.1.1 数据通信的发展历史
1.1.2 数据业务
1.2 数据通信系统
1.2.1 数据的概念
1.2.2 数据通信的概念
1.2.3 数据通信系统模型和基本类型
1.3 数据通信的特点与主要内容
1.3.1 数据通信的特点
1.3.2 数据通信的主要研究内容
1.4 数据通信的信号表示
1.4.1 消息、信息与信号
1.4.2 模拟信号与数字信号
1.4.3 数据通信信号的带宽需求
1.4.4 网速的几个概念
1.5 数据通信的传输代码
1.5.1 传输代码概述
1.5.2 典型的传输代码
1.6 数据通信的传输信道
1.6.1 信道概述
1.6.2 实线电缆信道
1.6.3 语音信道
1.6.4 数字信道
1.6.5 信道容量
1.7 数据通信系统的主要性能指标
1.7.1 数据传输速率
1.7.2 差错率
1.7.3 延迟
1.7.4 频带利用率和功率利用率
1.7.5 可靠性
1.8 数据通信技术的标准化组织简介
思考题与习题1
第2章 数据传输
2.1 数据编码技术
2.1.1 数字数据的数字编码
2.1.2 模拟信息的数字编码
2.1.3 数字信息的模拟编码
2.2 数据传输模式
2.2.1 单工、半双工和全双工传输
2.2.2 串行传输和并行传输
2.2.3 异步传输和同步传输
2.2.4 基带传输和频带传输
2.3 数据传输系统的时钟同步
2.3.1 同步的概念
2.3.2 位同步
2.3.3 帧同步
2.3.4 网同步
2.4 多路复用
2.4.1 多路复用概述
2.4.2 频分多路复用
2.4.3 时分多路复用
2.4.4 波分多路复用
2.4.5 统计时分多路复用
2.5 差错控制
2.5.1 差错控制编码概述
2.5.2 差错控制的基本方式
2.5.3 纠错检错编码的基本原理
2.5.4 典型的检错码
2.5.5 汉明码
2.5.6 循环冗余校验
思考题与习题2
第3章 数据通信协议
3.1 通信协议和分层
3.1.1 通信协议及其作用
3.1.2 协议的分层结构
3.2 开放系统互连参考模型
3.2.1 开放系统互连参考模型概述
3.2.2 OSI模型各层的功能描述
3.2.3 网络设备在OSI模型中的位置
3.2.4 OSI模型中的数据封装
3.3 物理层接口
3.3.1 物理层的接口特性
3.3.2 接口标准
3.3.3 串行接口
3.4 数据链路控制规程
3.4.1 数据链路概述
3.4.2 数据链路控制规程种类
3.4.3 面向字符的协议
3.4.4 面向比特的协议
3.4.5 Inter的点对点协议
3.5 TCP/IP
3.5.1 TCP/IP概述
3.5.2 网络地址的概念
3.5.3 网际协议(IP)
3.5.4 TCP
3.5.5 UDP
3.5.6 TCP与UDP通信实例
思考题与习题3
第4章 数据交换
4.1 数据交换的概念
4.1.1 数据交换的必要性
4.1.2 交换的概念
4.1.3 交换方式的分类
4.1.4 数据业务的特点及其对交换方式的要求
4.2 电路交换
4.2.1 电路交换的工作原理
4.2.2 电路交换的特点及应用
4.3 报文交换
4.3.1 报文交换的工作原理
4.3.2 报文交换的优缺点
4.4 分组交换
4.4.1 分组交换概述
4.4.2 分组交换原理
4.4.3 分组交换的优缺点
4.4.4 数据包方式的分组交换
4.4.5 虚电路方式的分组交换
4.4.6 分组交换的路由选择
4.4.7 流量控制
4.4.8 几种交换方式的比较
4.4.9 X.25协议的基本概念
4.5 数据交换中的连接和无连接
4.5.1 面向连接服务和面向无连接服务
4.5.2 面向连接的方式
4.6 帧中继
4.6.1 帧中继概述
4.6.2 帧中继的基本原理
4.6.3 帧中继协议体系结构
4.7 ATM交换
4.7.1 ATM概述
4.7.2 ATM的异步交换原理
4.7.3 ATM的信元结构
4.7.4 ATM体系结构
4.7.5 ATM信元的复用与交换
4.8 数据交换技术的发展
4.8.1 电路交换技术和分组交换技术的融合
4.8.2 软交换技术
4.9 案例学习
4.9.1 中国公用分组交换网上的典型应用
4.9.2 中国公用帧中继宽带业务网应用实例
思考题与习题4
第5章 IP路由
5.1 IP路由基础
5.1.1 路由的基本概念
5.1.2 IP数据包传输与处理过程
5.1.3 路由表
5.1.4 路由的分类
5.1.5 动态路由协议
5.2 RIP
5.2.1 RIP的基本概念
5.2.2 RIP的报文格式
5.2.3 RIP算法——距离向量法
5.2.4 RIP配置举例
5.3 OSPF协议
5.3.1 OSPF协议概述
5.3.2 OSPF协议的协议报文
5.3.3 OSPF协议基本算法
5.3.4 OSPF协议的路由计算过程
5.3.5 路由聚合
5.3.6 OSPF协议典型配置举例
5.4 BGP
5.4.1 BGP概述
5.4.2 BGP的消息类型和报文格式
5.4.3 BGP的路由原理
5.5 BGP典型配置举例
思考题与习题5
第6章 数据通信网
6.1 网络的基本概念
6.2 网络的结构
6.3 数据通信网
6.3.1 数据通信网的发展阶段
6.3.2 数据通信网与计算机网络
6.3.3 数据通信网的分类
6.4 以太网
6.4.1 以太网概述
6.4.2 以太网技术
6.4.3 快速以太网技术
6.4.4 吉比特以太网技术
6.4.5 IEEE 802.1q协议
6.5 分组交换网
6.5.1 分组交换网的组成
6.5.2 分组交换网的特点
6.5.3 分组交换网的编号X.121
6.5.4 分组交换网的应用
6.5.5 我国分组交换网的结构及现状
6.6 DDN
6.6.1 数字数据传输概述
6.6.2 DDN网络结构
6.6.3 DDN的关键技术
6.6.4 DDN的网络结构及现状
6.6.5 DDN用户接入
6.6.6 DDN传输应用实例
6.7 帧中继网
6.7.1 帧中继网的构成
6.7.2 帧中继的操作
6.7.3 帧中继业务的特点与应用
6.8 ATM网
6.8.1 ATM网络组成
6.8.2 ATM网络组织
6.9 数据通信骨干网-城域网
6.9.1 城域网概念
6.9.2 宽带城域网
6.10 从数据网到三网融合
6.10.1 三网融合概述
6.10.2 三网融合的基本结构及业务
6.11 案例学习
6.11.1 DDN接入Inter方案
6.11.2 华为IP宽带城域网解决方案
6.11.3 华为综合宽带城域网解决方案
6.11.4 NGN的典型应用
思考题与习题6
第7章 数据通信宽带接入技术
7.1 宽带接入网的提出
7.1.1 宽带接入网的历史背景
7.1.2 宽带接入网的概述
7.1.3 接入网的技术应用
7.2 XDSL接入技术
7.2.1 HDSL技术
7.2.2 ADSL与ADSL2 技术
7.2.3 VDSL技术
7.3 PON/EPON接入
7.3.1 PON概述
7.3.2 PON的无源光器件
7.3.3 PON的多址接入技术
7.3.4 EPON
7.4 无线局域网
7.4.1 无线局域网的基本概念
7.4.2 无线局域网的组成原理
7.4.3 介质访问控制方法
7.4.4 无线局域网的拓扑结构
7.4.5 无线局域网的应用
7.5 其他接入技术
7.5.1 LMDS技术
7.5.2 WiMAX
7.6 案例学习
7.6.1 基于ADSL的家庭网络和办公网络
7.6.2 基于EPON的接入网
思考题与习题7
附录 通信网常见设施
参考文献
作者介绍
文摘
序言
数据通信：连接世界的脉搏 在信息爆炸的时代，数据的流动构成了现代社会运转的血液。从我们指尖滑过的社交媒体动态，到支撑全球经济运作的金融交易，再到紧急救援中的通信保障，数据通信技术无处不在，以前所未有的速度和规模连接着人与人、机器与机器。本书旨在揭示这背后支撑起庞大数字世界的基石——数据通信技术。 第一章：数据通信的基石——信号与数据 数据的本质是什么？在物理世界中，信息被转化为一系列的电信号或光信号进行传输。本章将深入剖析这些信号的特性，包括模拟信号与数字信号的区别，它们各自的优缺点以及在不同应用场景下的选择。我们将学习如何对这些信号进行采样、量化和编码，将原始数据转化为适合传输的数字序列。理解信号的频谱、带宽、噪声等概念，是掌握数据通信技术的第一步。 模拟信号与数字信号： 探讨两种信号的连续性与离散性，以及数字信号在抗干扰、保密性等方面的优势。 数字信号的表示： 介绍不同编码方式，如曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等，以及它们在同步和传输中的作用。 采样、量化与编码： 深入理解奈奎斯特采样定理，以及量化误差的产生和控制，为数字信号传输奠定基础。 信号的频谱与带宽： 分析信号的频率组成，理解带宽对传输速率的限制，以及频谱利用率的优化。 噪声与失真： 探讨噪声对信号传输的影响，以及各种类型的噪声（热噪声、际扰噪声等），并介绍抑制噪声的常用方法。 第二章：数据传输的途径——介质与接口 数据如何在空间中移动？本章将探索数据传输的物理媒介，从传统的同轴电缆、双绞线，到现代的光纤通信，再到无线通信中的电磁波。我们将详细介绍各种传输介质的物理特性、传输速率、适用范围以及优缺点。同时，还将关注数据在不同设备之间进行交换的接口标准，如RS-232、USB等，理解它们在数据格式、信号电平、时序控制等方面的规范，确保数据的正确连接与交换。 传输介质的分类： 有线传输介质： 双绞线： 详细介绍非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）的结构、传输特性，以及在局域网中的广泛应用，如Cat5e, Cat6, Cat7等标准。 同轴电缆： 讲解其结构、优缺点，以及在早期的网络和有线电视中的应用。 光纤： 深入探讨光纤的种类（单模光纤、多模光纤）、传输原理（全反射）、优势（高带宽、低损耗、抗干扰）以及在长距离通信和高速网络中的关键作用。 无线传输介质： 电磁波： 介绍无线电波、微波、红外线等在不同频段的应用，如Wi-Fi、蓝牙、蜂窝网络等。 无线传输的特点： 灵活性、移动性，但也面临干扰、带宽限制等挑战。 传输介质的选择： 基于传输距离、速率要求、成本、环境等因素，分析如何选择合适的传输介质。 数据接口标准： 串行接口： 详细介绍RS-232等标准，理解其传输方式、信号电平、控制线的作用。 并行接口： 介绍并行传输的原理和在特定场景的应用。 通用串行总线（USB）： 探讨USB的演进（USB 1.0, 2.0, 3.0, 4.0），其热插拔、即插即用特性，以及在连接各种外设中的重要性。 其他接口： 简要介绍Ethernet接口、HDMI等在不同领域的应用。 第三章：数据的组织与流程——数据链路层 将原始的比特流组织成可管理的数据块，并确保它们能在点对点之间可靠地传输，是数据链路层的工作。本章将重点介绍数据链路层的功能，包括帧的构建、差错控制、流量控制以及介质访问控制。我们将深入理解如何将比特流封装成数据帧，如何检测和纠正传输过程中出现的错误，如何协调发送方和接收方的传输速率，以及在共享介质中如何避免冲突，如CSMA/CD和CSMA/CA协议。 数据链路层的基本功能： 成帧（Framing）： 将比特流划分成逻辑单元（帧），介绍帧的结构（帧头、帧体、帧尾），以及如何识别帧的起始和结束。 物理寻址（Physical Addressing）： MAC地址的概念和作用，以及它在局域网中的唯一性。 差错控制（Error Control）： 差错检测： 介绍奇偶校验、校验和（Checksum）、循环冗余校验（CRC）等检测机制，以及它们的原理和适用场景。 差错纠正（Error Correction）： 简要介绍前向纠错（FEC）技术，虽然在数据链路层较少使用，但理解其原理有助于更全面地理解差错控制。 流量控制（Flow Control）： 停止等待协议（Stop-and-Wait ARQ）： 介绍最简单的流量控制机制，理解其效率低下以及改进的必要性。 滑动窗口协议（Sliding Window Protocols）： 详细讲解后退N帧（GBN）和选择重传（SR）协议，理解它们如何通过窗口大小和确认机制提高效率。 介质访问控制（Media Access Control - MAC）： 共享式介质访问： 随机访问协议： 详细分析载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD），其在以太网中的应用，以及冲突解决机制。 轮询访问协议： 介绍令牌传递（Token Passing）的工作原理，及其在令牌环网中的应用。 受控访问协议： 简要介绍。 面向连接的介质访问： 载波侦听多路访问/冲突避免（CSMA/CA）： 介绍其在无线局域网（Wi-Fi）中的应用，以及如何通过预约机制避免冲突。 第四章：数据网络的骨架——网络层 在将数据从源发送到目的地的旅程中，网络层扮演着导航员的角色。本章将聚焦于网络层的核心功能：逻辑寻址、路由选择和拥塞控制。我们将学习IP地址的结构和划分，理解IPv4和IPv6的区别与发展，以及如何通过路由算法在复杂的网络拓扑中找到最优路径。同时，还会探讨网络层如何应对网络拥塞，确保数据包的有效传输。 逻辑寻址（Logical Addressing）： IP地址： 详细介绍IPv4地址的结构、分类（A, B, C, D, E类）、子网划分（Subnetting）以及无类域间路由选择（CIDR）的概念，如何实现IP地址的有效分配和管理。 IPv6地址： 介绍IPv6地址的结构、优势（更大的地址空间、简化的报头、增强的安全性），以及向IPv6过渡的必要性。 路由选择（Routing）： 路由表（Routing Table）： 理解路由表中包含的信息，以及路由器如何利用路由表进行转发决策。 路由发现协议： 内部网关协议（IGP）： 详细介绍距离向量路由协议（如RIP）和链路状态路由协议（如OSPF），分析它们的优缺点和工作机制。 外部网关协议（EGP）： 介绍边界网关协议（BGP），理解其在AS（Autonomous System）之间的路由交换作用。 静态路由与动态路由： 比较两者的区别、适用场景和优缺点。 拥塞控制（Congestion Control）： 拥塞的产生原因： 分析网络资源不足、流量过载等导致拥塞的因素。 拥塞控制的策略： 介绍端到端拥塞控制（如TCP的慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复）和网络内部的拥塞控制（如丢包重传、报文整形）。 流量整形（Traffic Shaping）与流量监管（Traffic Policing）： 介绍如何通过这些机制来管理网络流量，缓解拥塞。 网络层协议： IP协议： 详细介绍IP数据报的格式，包括版本、首部长度、服务类型、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间（TTL）、协议类型、首部校验和、源IP地址、目的IP地址以及选项字段。 ICMP协议（Internet Control Message Protocol）： 介绍ICMP报文的类型（如Echo Request/Reply，Destination Unreachable，Redirect等），以及它在网络诊断和错误报告中的作用。 ARP协议（Address Resolution Protocol）： 介绍ARP协议如何实现IP地址到MAC地址的解析，以及其工作流程。 第五章：数据的应用与服务——传输层 在网络通信的最后阶段，传输层负责将应用程序之间的数据可靠或不可靠地传输。本章将深入探讨传输层的两大主要协议：TCP和UDP。我们将详细分析TCP的连接建立与释放、可靠传输机制（流量控制、拥塞控制、差错控制）、以及其在确保数据完整性方面的作用。同时，也将介绍UDP的无连接、不可靠特性，以及它在需要快速传输但不要求绝对可靠性的应用中的优势。 传输层的基本功能： 进程到进程的通信（Process-to-Process Communication）： 端口号的概念和作用，如何区分不同的应用进程。 复用与分用（Multiplexing and Demultiplexing）： 应用程序数据如何被汇集到传输层，以及传输层如何将数据分发给正确的应用进程。 传输控制协议（TCP - Transmission Control Protocol）： TCP连接的建立与释放： 详细讲解三次握手（Three-way Handshake）建立连接的过程，以及四次挥手（Four-way Handshake）释放连接的过程，理解其可靠性的保障。 TCP的数据传输： 可靠传输： 讲解TCP如何利用序号（Sequence Number）和确认号（Acknowledgement Number）实现数据的按序到达和无差错传输。 滑动窗口机制： 深入理解TCP的滑动窗口如何实现流量控制，确保接收方不会被发送方淹没。 拥塞控制机制： 回顾并深化TCP在网络层拥塞控制的基础上，如何通过慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复等算法动态调整发送速率，避免网络拥塞。 差错控制： 介绍TCP如何利用校验和来检测数据报的错误。 TCP报文段的结构： 详细解析TCP报文段的各个字段，包括源端口号、目的端口号、序号、确认号、偏移量、标志位（URG, ACK, PSH, RST, SYN, FIN）、窗口大小、校验和、紧急指针等。 用户数据报协议（UDP - User Datagram Protocol）： UDP的特点： 无连接、不可靠、传输速度快、开销小。 UDP报文的结构： 简单解析UDP报文的头部字段。 UDP的应用场景： 解释为什么在DNS、DHCP、VoIP、在线游戏等应用中，UDP比TCP更适合。 端口分配： 了解知名端口（Well-known Ports）、注册端口（Registered Ports）和动态端口（Dynamic Ports）的概念。 第六章：数据的呈现与交互——应用层 最终，数据通信技术服务于我们的日常应用。应用层是用户直接交互的层面，本章将介绍各种常见的应用层协议，它们定义了应用程序如何进行数据交换和交互。我们将学习HTTP在Web浏览中的作用，DNS在域名解析中的重要性，FTP在文件传输中的应用，SMTP/POP3/IMAP在电子邮件中的工作流程，以及DHCP在IP地址自动分配中的便捷性。 应用层协议的常见种类： 万维网（World Wide Web）： HTTP（Hypertext Transfer Protocol）： 详细讲解HTTP的请求/响应模型，GET, POST, PUT, DELETE等请求方法，状态码（2xx, 3xx, 4xx, 5xx），以及HTTP/1.1, HTTP/2, HTTP/3的演进。 HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）： 介绍HTTPS如何通过SSL/TLS协议提供数据加密和身份验证，保障Web通信的安全性。 域名系统（DNS - Domain Name System）： 域名解析过程： 讲解客户端如何通过DNS服务器将域名解析为IP地址，以及DNS的层级结构（根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器）。 DNS记录类型： A记录、AAAA记录、CNAME记录、MX记录等。 文件传输协议（FTP - File Transfer Protocol）： FTP的工作原理： 讲解FTP如何利用两个连接（控制连接和数据连接）来实现文件的上传和下载。 FTP的命令： 介绍常用FTP命令。 电子邮件（E-mail）： SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）： 讲解SMTP在邮件发送过程中的作用。 POP3（Post Office Protocol version 3）： 介绍POP3在邮件接收（下载）到本地客户端时的作用。 IMAP（Internet Message Access Protocol）： 介绍IMAP在邮件同步和服务器端管理邮件时的优势。 动态主机配置协议（DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol）： DHCP的工作流程： 讲解DHCP服务器如何为客户端自动分配IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器地址等网络配置信息。 DHCP的优势： 简化网络管理，提高IP地址利用率。 其他应用层协议： 简要介绍Telnet（远程登录）、SSH（安全远程登录）、SNMP（网络管理协议）等。 第七章：网络的互联与安全 本章将超越单一协议栈，探讨不同网络如何互联互通，以及数据通信面临的安全挑战与应对策略。我们将了解互联网的核心——路由器在网络互联中的作用，不同网络类型（LAN, WAN, MAN）的特点，以及各种网络拓扑结构（总线型、星型、环型、网状型）的优缺点。同时，也将重点关注网络安全的重要性，探讨防火墙、加密技术、认证机制等如何保护数据在传输过程中的机密性、完整性和可用性。 网络互联： 网络设备： 重点介绍路由器（Router）作为实现不同网络间互联的关键设备，理解其工作原理。简要提及集线器（Hub）和交换机（Switch）在局域网内的作用。 网络类型： 局域网（LAN - Local Area Network）： 特点、典型设备（交换机、无线AP），应用场景（办公室、家庭）。 广域网（WAN - Wide Area Network）： 特点（覆盖范围广、速率相对较低）、典型技术（MPLS, Frame Relay, 租用线路），互联网是最大的WAN。 城域网（MAN - Metropolitan Area Network）： 介于LAN和WAN之间。 网络拓扑结构： 总线型拓扑： 结构、优缺点（易于安装，但单点故障影响大）。 星型拓扑： 结构、优缺点（易于管理，故障隔离，但中心节点是瓶颈）。 环型拓扑： 结构、优缺点（传输效率高，但不易扩展，单点故障影响）。 网状型拓扑（Mesh Topology）： 全连接和部分连接，优缺点（可靠性高，但成本高，管理复杂）。 协议互联（Inter-protocol Interaction）： 讨论TCP/IP协议栈与其他网络协议（如IPX/SPX）的互联兼容性问题。 网络安全： 网络安全的重要性： 解释数据泄露、服务中断、网络攻击等对个人和组织的危害。 安全威胁： 常见的网络攻击类型，如恶意软件（病毒、蠕虫、木马）、拒绝服务攻击（DoS/DDoS）、网络钓鱼、中间人攻击等。 安全防护机制： 防火墙（Firewall）： 讲解防火墙的工作原理（包过滤、状态检测、应用层网关），以及其在网络边界的安全防护作用。 加密技术（Cryptography）： 对称加密： 如AES，DES，解释其密钥共享和加解密过程。 非对称加密： 如RSA，解释公钥和私钥的概念，以及其在身份验证和密钥交换中的应用。 数字签名（Digital Signature）： 讲解如何利用非对称加密实现数据完整性和身份认证。 认证（Authentication）： 密码、数字证书、生物识别等身份验证方法。 访问控制（Access Control）： 权限管理，限制用户对资源的访问。 入侵检测与防御系统（IDS/IPS）： 介绍这些系统如何监测网络流量，识别和阻止恶意行为。 安全协议： SSL/TLS（在HTTPS、FTPS等中的应用）、IPsec（提供IP层面的安全保障）。 第八章：无线通信与移动网络 随着移动设备的普及，无线通信技术和移动网络已成为数据通信的重要组成部分。本章将深入探讨无线通信的基本原理，包括无线电波的传播特性、调制解调技术、以及各种无线网络标准，如Wi-Fi和蓝牙。同时，还将重点介绍移动通信网络（2G, 3G, 4G, 5G）的发展演进，以及它们如何实现语音和数据的无缝传输，支持移动互联网的蓬勃发展。 无线通信基础： 无线电波传播： 直射、反射、衍射、散射等传播模式，以及它们对信号强度的影响。 调制解调技术（Modulation & Demodulation）： AM, FM, PSK, QAM等基本调制方式，以及它们如何将数字信息映射到模拟信号。 无线传输的挑战： 干扰、衰落、带宽限制。 常见的无线网络技术： Wi-Fi（Wireless Fidelity）： IEEE 802.11系列标准（802.11a/b/g/n/ac/ax），工作频段，接入点（AP）的作用，以及安全特性（WEP, WPA, WPA2, WPA3）。 蓝牙（Bluetooth）： 工作原理，主从设备模式，以及在短距离设备连接中的应用。 RFID（Radio-Frequency Identification）： 无接触式数据采集技术。 移动通信网络： 蜂窝网络（Cellular Network）： 基本原理，基站（Cell Tower）的作用，频率复用。 移动通信技术演进： 第一代（1G）： 模拟语音通信，如AMPS。 第二代（2G）： 数字语音通信，引入SMS，如GSM, CDMA。 第三代（3G）： 数据传输速率提升，支持移动互联网，如WCDMA, CDMA2000。 第四代（4G - LTE）： IP为基础，提供更高的数据速率和更低的延迟，支持高清视频流和丰富的移动应用。 第五代（5G）： 超高带宽、极低延迟、海量连接，为物联网、自动驾驶、VR/AR等新兴应用提供基础。 漫游（Roaming）： 解释在不同运营商网络下如何保持通信连接。 第九章：网络管理与性能优化 一个稳定、高效的数据通信网络离不开精心的管理与持续的优化。本章将探讨网络管理的重要性，介绍网络管理模型（如FCAPS模型），以及各种网络管理协议（如SNMP）在设备监控、配置管理、性能统计和故障排除中的作用。同时，还将讨论网络性能评估的指标，如带宽、延迟、抖动、丢包率等，以及通过流量工程、负载均衡等技术来优化网络性能，确保数据传输的流畅与高效。 网络管理： 网络管理目标： 可用性、性能、安全性、可维护性。 FCAPS 模型（Fault, Configuration, Accounting, Performance, Security）： 故障管理（Fault Management）： 监测、诊断和修复网络故障。 配置管理（Configuration Management）： 管理网络设备的配置信息。 计费管理（Accounting Management）： 记录和分析网络资源使用情况。 性能管理（Performance Management）： 监测和优化网络性能。 安全管理（Security Management）： 确保网络和数据的安全。 网络管理协议（NMP）： SNMP（Simple Network Management Protocol）： 详细介绍SNMP的组成（Manager, Agent, MIB, Protocol），以及如何通过SNMP对网络设备进行监控和管理。 Netconf/YANG： 介绍新一代的网络配置和管理模型。 网络性能评估： 关键性能指标（KPIs）： 带宽（Bandwidth）： 网络链路的最大数据传输速率。 延迟（Latency/Delay）： 数据包从源到目的地所需的时间。 抖动（Jitter）： 信号延迟的变动，对实时通信（如语音、视频）影响较大。 丢包率（Packet Loss Rate）： 在传输过程中丢失的数据包的比例。 吞吐量（Throughput）： 在给定时间内成功传输的数据量。 网络监控工具： Ping, Traceroute, Wireshark等常用工具的使用。 网络性能优化： 流量工程（Traffic Engineering）： 通过智能路由和路径选择，优化网络流量分布，避免拥塞。 负载均衡（Load Balancing）： 将流量分发到多个服务器或链路，提高整体处理能力和可用性。 服务质量（QoS - Quality of Service）： 介绍QoS技术，如何为不同类型的流量（如语音、视频）提供优先级和保证，满足不同应用的需求。 协议优化： 对TCP/IP协议栈进行调优，如TCP窗口大小的调整、MTU（Maximum Transmission Unit）的设置等。 网络架构设计： 通过合理的网络拓扑和设备选型来提升性能。 第十章：新兴技术与未来展望 数据通信技术的发展永无止境。本章将放眼未来，介绍当前和未来数据通信领域的一些前沿技术和发展趋势，包括云计算、大数据、物联网（IoT）、人工智能在网络中的应用，以及下一代通信技术（如6G）的发展方向。我们将探讨这些技术如何进一步推动数据通信的变革，连接更加智能、高效、互联互通的未来世界。 云计算（Cloud Computing）： 概念与服务模型： SaaS, PaaS, IaaS，以及它们的特点和应用。 对数据通信的影响： 流量模型的变化、对网络带宽和延迟的要求。 大数据（Big Data）： 数据处理与分析： 大数据带来的挑战，以及分布式计算框架（如Hadoop, Spark）如何支撑大规模数据处理。 网络与大数据： 网络数据本身也是大数据的重要来源，用于网络优化和安全监测。 物联网（IoT - Internet of Things）： 连接万物： 智能家居、智能城市、工业物联网等领域的应用。 IoT通信协议： MQTT, CoAP等针对低功耗、低带宽设备的通信协议。 IoT对数据通信的要求： 海量连接、低功耗、低延迟。 人工智能（AI）在网络中的应用： 智能网络管理： AI驱动的网络故障预测、性能优化、安全防护。 AI赋能的通信： 如AI在5G网络切片、边缘计算中的应用。 下一代通信技术（Next-Generation Communication Technologies）： 6G愿景： 更高的速率、更低的延迟、更智能的网络、融合物理与数字世界。 关键技术预测： 太赫兹通信、AI原生网络、全息通信等。 未来展望： 人机交互的变革： VR/AR、元宇宙对网络的需求。 网络安全的新挑战与新对策： 量子计算对现有加密体系的威胁。 可持续通信： 绿色网络技术的发展。 通过对这些内容的深入学习，读者将能够全面理解数据通信的方方面面，从最基础的信号传输到最前沿的未来技术，掌握构建和维护现代数字通信系统的核心知识。
