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HSC 信息处理与技术/通信

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通信系统的特点

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通信系统 - 允许人们发送和接收数据和信息。所有通信系统都有五个基本组件

  • 数据源 - 生成要发送的数据。
  • 发射机 - 将数据编码成适合传输介质的单个信号。
  • 传输介质 - 信号传输到目的地的通道,例如电缆。信号在传输过程中可能会发生变化或失真。
  • 接收机 - 将信号解码回原始数据或数据的近似值。
  • 目的地 - 信息的接收者。

当参与者需要传输和接收数据和信息时,信息系统中会使用通信系统。良好的通信系统具有准确、可靠和安全的传输介质,并且应具有最小的通信延迟。良好的通信取决于协议、握手、传输速度和错误检查,所有这些都取决于通信系统中使用的信息技术。

协议 - 是控制计算机之间数据传输的一组规则。它定义了信息是如何传输的以及如何检测错误。两台计算机在通信时必须使用相同的协议,否则数据传输可能会失败。协议被写入国际公认的标准,例如 OSI 参考模型。

  • OSI 参考模型 - 将数据通信划分为七层。每一层都使用协议来表达标准。底层负责将数据从一个地方传输到另一个地方。它们指定诸如插头、格式、传输方法、错误检查等内容。
  • (请参阅下面的页面表以了解常见协议的示例)。
协议 描述
TCP/IP 传输控制协议/互联网协议

TCP/IP 是互联网的基本通信语言或协议。它也可以用作专用网络中的通信协议。当您建立直接访问互联网的连接时,您的计算机将获得 TCP/IP 程序的副本,就像您可能向其发送消息或从其获取信息的任何其他计算机也拥有 TCP/IP 的副本一样。

HTTP 超文本传输协议

HTTP 是在 WWW 上交换文件(文本、图形图像、声音、视频和其他多媒体文件)的一组规则。HTTP 是一种应用层协议。

FTP 文件传输协议

FTP 是一种标准的互联网协议,是互联网上计算机之间交换文件的最简单方法。

SMTP '简单邮件传输协议

SMTP 是一种用于发送和接收电子邮件的 TCP/IP 协议。但是,由于它在接收端排队邮件的能力有限,因此通常与其他两种协议之一(POP3 或 IMAP)一起使用,这些协议允许用户将邮件保存到服务器邮箱并定期从服务器下载它们。

IMAP 互联网消息访问协议

IMAP 是一种用于从本地服务器访问电子邮件的标准协议。

POP/

POP3

邮局协议 (3)

POP3 是用于接收电子邮件的标准协议的最新版本。POP3 是一种客户端/服务器协议,其中电子邮件由您的互联网服务器接收并保存。

MIME 多用途互联网邮件扩展

MIME 是原始互联网电子邮件协议的扩展,它允许人们使用该协议在互联网上交换不同类型的数据文件:音频、视频、图像、应用程序程序和其他类型,以及原始协议中处理的 ASCII,SMTP。

UDP 用户数据报协议

UDP 是一种通信方法(协议),在使用 IP 的网络中计算机之间交换消息时,它提供有限的服务。UDP 是一种传输控制协议 (TCP) 的替代方案,与 IP 一起,有时被称为 UDP/IP。与 TCP 一样,UDP 使用 IP 将数据单元(称为数据报)从一台计算机实际传输到另一台计算机。

Telnet Telnet 是一个用户命令和一个用于

访问远程计算机的底层 TCP/IP 协议。

IPX 互联网包交换

IPX (互联网包交换) 是 Novell 的一种网络协议,它将使用 Novell 的 NetWare 客户端和服务器的网络互连。IPX 是一种数据报或分组协议。IPX 在通信协议的网络层工作,并且是无连接的。

IEEE (802) IEEE - 电气和电子工程师协会制定的网络标准集。

  • 802.1 涵盖网络管理和相关主题
  • 802.2 指定数据链路层以用于访问方法
  • 802.3 CSMA/CD,以太网
  • 802.4 令牌传递总线,MAP
  • 802.5 令牌传递环,令牌环
  • 802.6 DQDB,城域网
FDDI 光纤分布式数据接口

FDDI 是一种用于局域网光纤线路上的数据传输标准,其范围可扩展至 200 公里。FDDI 协议基于令牌环协议。除了地理位置很大之外,FDDI 局域网还可以支持数千个用户。

X.25
  • 一种常用的网络协议
  • 标准分组交换协议。用于低速应用程序,例如信用卡验证。
  • X.25 协议允许不同公共网络上的计算机通过网络层级上的中间计算机进行通信。
Kermit
  • Kermit 是一种流行的文件传输和管理协议,以及一套通信软件程序,其优点超过现有互联网协议,例如文件传输协议和 Telnet。
  • 用于通过公用电话网络传输文件的异步通信协议。
XModem
  • 同意使用 Xmodem 协议的调制解调器以 128 字节块发送数据。
  • Xmodem 是一种用于调制解调器的错误纠正协议。
  • 如果成功接收了块,则返回一个肯定 (ACK) 确认。
  • 如果检测到错误,则返回一个否定 (NAK) 确认,并且该块将被重新发送。
  • Xmodem 使用校验和错误检查方法。
YModem
  • Ymodem 是一种用于调制解调器的错误纠正协议,它使用更大的数据块以提高效率。
  • 同意使用 Ymodem 协议的调制解调器以 1024 字节块发送数据。
  • 成功接收的块不会被确认。
  • 包含错误的块将被确认(使用 NAK 或否定确认),并重新传输。
  • Ymodem 使用循环冗余校验作为错误检测方法。
Zmodem
  • Zmodem 是一种用于调制解调器的纠错协议。
  • 同意使用 Zmodem 协议的调制解调器以 512 字节块的形式发送数据。
  • 如果一个块到达并检测到错误,则返回“NAK”(否定确认),并重新发送该块。
  • Zmodem 使用循环冗余校验作为错误检测方法。

握手用于为发送方和接收方建立通信会话。它指的是用于确定设备是否兼容以及是否能够进行通信的一系列消息或信号。

握手是关于使用哪种协议来完成信息交换的协议。只有在这种情况发生时,数据才能成功传输。它是一系列在数据传输过程中在设备之间传递的信号。设备之间需要握手,因为它们可能具有不同的功能,并且可能以不同的方式传输数据。握手包括发送信号以指示要使用的协议类型。发送设备将发送此信号并等待响应。当两个设备成功握手时,将建立连接。如果失败,设备将“挂断”并重试。有两种握手方法来控制数据流;

  • 硬件流控使用专用连接,例如电线。它只在设备足够近以通过电缆连接时才实用。常见的硬件协议是 RTS/CTS(请求发送/允许发送)。
  • 软件流控使用与数据一起发送的特殊代码,用于长距离通信。常见的软件协议是 XON/XOFF(X 代表传输)。当需要传输中断时,将发送 XOFF 命令等。

传输速度

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带宽 - 是通道或传输介质的容量。传输速度由发送设备和带宽决定。带宽高的传输介质可以传输更多数据。数据传输速度以每秒比特数或波特率来衡量。

每秒比特数

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每秒比特数 (bps) 或比特率 - 是每秒可以传输的最大比特数。这包括异步传输中使用的特殊位和任何错误校验位。

波特率

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波特率是每秒可以传输的最大数据符号数或电信号数。因为一个数据符号可能包含多个比特,所以波特率和比特率可能不相同。

错误校验方法

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接收到的数据可能包含由信号干扰或数据编码和解码错误引起的错误。必须检测到错误,然后纠正。方法包括

奇偶校验

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奇偶校验是一种使用称为奇偶校验位的附加位来检查数据传输错误的方法。此位仅用于确定移动的位是否已成功到达。发送方和接收方决定是使用奇校验位还是偶校验位。例如,使用 8 位 ASCII

  • 10011010 0(偶校验,第 9 位奇偶校验位必须为 0 以保持偶数)
  • 11001001 1(奇校验,第 9 位必须为 1 以使其为奇数)

校验和

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校验和是一种通过计算数据包中的总比特数来检查数据传输错误的方法。数据包是通过将总数据划分为称为数据包的较小组而创建的。数据包中的比特数将附加到数据包中。它用于接收方检查所有位是否已成功到达。如果计数匹配,则假定成功完成了完整传输。

循环冗余校验 (CRC)

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循环冗余校验 (CRC) 是一种使用除法过程来检查数据传输错误的方法。数据被固定除数划分为预定的长度。计算的余数将附加并与数据一起发送。当接收数据时,将重新计算余数。如果余数不匹配,则发生了传输错误。

处理错误

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接收方可能会丢弃数据包,例如在 IP 中,他们可能只确认正确的数据包,如 TCP 中所发生的那样,或者他们可能会请求包含错误的数据包重新发送,如以太网中所发生的那样。

通信设置

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参数是在特定应用程序中被赋予固定值的变量。通信设置可以由用户更改,以确保两个设备之间的连接。这些设置通常是一个参数。一些常见的参数包括 bps、数据位、奇偶校验、停止/起始位和流控。

每秒比特数是传输速度。

数据位是每组数据中的比特数。每组通常以字节形式发送,例如 7 位或 8 位 ASCII。

奇偶校验是数据是否包含用于错误检测的奇偶校验位。奇偶校验为奇、偶或无。

停止/起始位是异步传输中使用的停止和起始位数。此参数用于识别每个字节。正常范围在 0 到 2 之间,而一些系统只使用停止位。

流控是软件握手协议。

通信系统示例

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远程会议

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远程会议是使用电子传输允许在不同地点同时进行会议。这是面对面会议的替代方案。远程会议使用音频和视频通信超越普通的电话通话。

优点:企业人士,例如总部和分公司经理,可以在预定的时间进行正式会议,而无需长途旅行。因此,旅行成本降低。此外,远程会议系统允许更快地做出决策,并且还允许组织的员工相互交流。因此,在会议期间会产生新的创新想法。

缺点:用户将无法面对面地看到彼此,因此他们将很少识别与他们一起工作的其他人的性质和个性。此外,人与人之间将没有社会关系。

音频会议

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音频会议 - 是一个涉及三个或更多人在不同地点的电话通话。它是由电话公司提供的服务,其中音频数据是使用现有的电话线传输和接收的。

视频会议

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视频会议 - 是一个会议,允许不同地点的人在屏幕上看到彼此的视频图像,并听到语音。视频会议需要高带宽。视频会议模拟面对面会议,并降低了购买机票、住宿和餐费的成本,节省了旅行所需的时间和精力。电话会议在商务和远程教育中经常使用。然而,它确实消除了面对面会议的人际关系。

消息传递系统

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消息传递系统 - 用于向不同地点的人发送消息,这些人可能在稍后时间收到消息。消息传递系统涉及创建、存储、交换和管理消息,这些消息被发送给个人或一组人。最古老的消息传递系统是信件,而传统系统包括电话和传真

  • 电话 - 是一种通过电话线将声音或语音传输到远距离地点的系统。它是与世界各地的人们交流的一种便捷方式。电话答录机是一种通信系统,因为它可以存储消息以供稍后收听。
  • 传真机 - 是一种通过电话线发送和复制文件的系统。传真机扫描文件并将其转换为位图图像,该图像被压缩并通过电话网络发送到目标传真机。此目标机器解压缩图像并重建原始文件。传真机已变得流行,因为人们可以快速将文件的硬拷贝传输或发送书面消息。配备传真调制解调器的计算机可以执行相同的任务。

语音邮件

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语音邮件 (V-MAIL) - 允许通过存储和转发语音消息与其他人进行通信。发件人拨打语音邮件号码并录制消息,该消息以数字方式存储在计算机系统上,并且只能由预期接收者检索。要检索此消息,此人使用任何电话拨打语音邮件号码,输入帐户号码和密码。进入后,他们可以删除、保存或将消息转发给其他人。语音邮件结合了电话答录机的一些功能和电子邮件的一些概念。与电子邮件相比,它提供了一些优势,因为更多的人可以使用电话而不是计算机,而且人们通常用口头表达能够更好地表达情感。但是,电子邮件更适合发送复杂信息和不同的数据类型。

电子邮件

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电子邮件 (EMAIL) - 允许通过使用计算机发送和接收电子消息与其他电子邮件用户进行通信。电子邮件是互联网最早的用途之一。它是快速、经济和便捷的全球邮件发送方法,可在几分钟内完成。要使用电子邮件,您需要连接到网络或互联网的计算机、Internet 服务提供商 (ISP) 的帐户、电子邮件地址和电子邮件软件。

电子邮件地址 - 任何拥有电子邮件地址的人都可以接收电子邮件,并且可以向任何拥有电子邮件地址的人发送电子邮件。电子邮件地址是唯一的,可以免费获得。它们由两部分组成,以 @ 符号分隔,格式为“名称”@“域名”。第一部分是帐户的名称。第二个是域名,它是帐户在互联网上的位置。它标识存储此人电子邮件消息的特定计算机或服务器。

电子邮件消息包含两个主要部分,即消息的标题和正文

  • 标题 - 类似于信封,因为它包含传递消息所需的信息。发件人的电子邮件地址通常会自动插入。标题包含发件人填写的四个主要部分
    • 电子邮件地址 (To:) 是接收消息的人的地址,必须正确输入。
    • 抄送 (Cc:) 将相同的消息发送给除主要收件人以外的其他人员(可选)。
    • 密件抄送 (Bcc:) 将副本发送给其他人,但不会透露这些其他人收到了消息(可选)。
    • 主题是消息的主题或简要描述(可选)。
  • 正文 - 消息是用电子邮件软件键入的,或从文字处理器导入或复制的。用户不必在线就可以撰写。消息可以离线编写,并在用户登录到网络或互联网时发送。这节省了 ISP 的费用。电子邮件通常很短,并且快速键入。有些人使用有创意的拼写。发送电子邮件后,它会存储在接收者帐户所在的服务器上,直到该人查看他们的电子邮件。阅读电子邮件后,可以将其删除、打印或存储在适当的文件夹中以备将来参考。用户还可以
    • 回复电子邮件,方法是单击“回复”图标。原始发件人的地址和主题会自动插入回复的标题中。保持主题不变可以识别消息的“线程”。
    • 引用是在回复中保留先前消息,以便原始发件人记住该消息。
    • 转发是将已收到的消息发送给其他人。

电子邮件软件还提供许多功能来帮助创建电子邮件

地址簿 - 用于存储电子邮件地址。这可以节省输入地址的时间,并避免记住每个地址。

邮件列表 - 是一组可能想要接收相同消息的人,例如从事同一项目或有相同兴趣的人。邮件列表是通过在列表中输入每个人的每个地址并为其命名来创建的。

签名 - 是自动附加到传出电子邮件消息的几行,可能包括电子邮件地址、网站、图形、职业或电话号码。

电子商务

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电子商务 (E-COMMERCE) 是通过互联网买卖商品和服务的活动。它已成为全球企业数十亿美元收入来源。它提供 24 小时可用性、全球覆盖范围、交互和提供客户信息的能力以及多媒体环境。预计电子商务将扩展到零售领域,因为每天都有企业建立,这些企业完全依赖网络销售。

电子资金转账 (EFT)

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EFTPOS(销售点电子资金转账)是一种允许人们使用信用卡或借记卡购买商品和服务的系统。它是从客户的银行帐户到零售商的电子资金转账。它使客户购物更轻松,并且如果连接成功并获得批准,零售商可以立即付款。每个销售点终端都使用卡上的帐户号码连接到客户银行的计算机。输入 PIN 码是一种安全措施,用于识别客户。

网上银行允许客户查看他们的帐户余额和交易历史记录,在帐户之间转账以及使用 Bpay 支付账单。它提供全天候服务,但不能代替现金或支票提取。然而,自动电子借记正在取代支票,支票既昂贵又无效,因为它们在交易完成之前要经过许多人的手。一些网上银行要求人们下载特殊的银行软件并安装它。网上银行引发了安全问题,但所有银行都决心使他们的在线服务免受干扰,并使用数据加密来保护涉及的两台计算机之间的数据传输,以保护客户信息的安全。

传输和接收

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数据传输方法

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数据传输以两种方式进行

并行传输

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并行传输是指使用独立的信道同时传输数据。

串行传输

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串行传输是指逐个传输数据。它用于将数据传输到外围设备,并在网络上使用。串行传输可以是同步或异步的。

同步和异步传输

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  • 异步传输是指通过使用特殊的起始位和停止位来识别每个字节来发送数据。它已成为个人计算机的标准。
  • 同步传输要求所有数据以相同的速度发送(每秒发送相同数量的字节)。这通过每个设备使用时钟来同步。同步比异步更快、更有效,因为没有额外的位。它用于较大的计算机系统。

数据传输模式

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数据方向 - 可以是单工、半双工或全双工模式

  • 单工模式仅允许从发送方到接收方单向传输,例如广播。
  • 半双工模式允许双向传输,但不能同时进行。发送方和接收方轮流进行,例如对讲机。
  • 全双工模式允许双向同时传输,例如电子邮件。大多数通信系统使用这种模式。

数据传输涉及的流程

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网络 - 是指以某种方式连接在一起的若干台计算机及其外围设备。网络中的每个设备称为节点。终端是指任何向其他计算机系统发送数据并从其他计算机系统接收数据的设备。如果终端具有内存和处理能力,则称为智能终端。大多数个人计算机都被归类为这种类型,并在网络上被称为工作站。最简单的网络形式是两台计算机通过电缆直接连接在一起,但网络也可以包含数千台计算机。网络被分类为局域网或广域网。

局域网

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局域网 (LAN) 在同一地点的一栋建筑物或一组建筑物内连接计算机。局域网覆盖的地理范围较小,计算机通过同轴电缆或光纤电缆连接。使用局域网有三个主要优势

  • 共享有限的硬件资源,例如打印机、硬盘和调制解调器。
  • 共享应用程序软件,例如文字处理软件和数据库管理系统。
  • 通过发送电子消息来改善用户之间的沟通。

广域网

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广域网 (WAN) 在数百或数千公里范围内连接计算机。广域网通常由一台称为主机的中央计算机和若干个终端组成,例如 EFTPOS 和 ATM 终端。广域网可以使用专线、普通电话网络或两者的组合。

  • 专线 - 专用于网络。它比 PSTN 提供更高的传输速度。
  • 公用交换电话网 (PSTN) 相对便宜,如果计算机不需要持续连接,但它们不能保证,可能会中断。

分组交换

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分组交换是一种将消息分成小数据包、传输这些数据包并在以后将它们连接起来形成原始消息的技术。它用于通过网络和互联网发送大多数数据。它允许多个用户通过交织来自不同用户的 数据包来使用相同的传输线路。数据包可能不会通过相同的路径发送,并且可能在不同的时间到达目的地,并且顺序错误。每个数据包都包含一个地址和控制指令,以便以正确的顺序重新组装消息。

网络拓扑

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网络拓扑是指网络中设备的物理排列方式。类型包括

  • 星型拓扑 - 具有一个中心计算机,每个设备都直接连接到它。中心计算机充当交换机。它接收消息并将它们发送到目标设备。这种拓扑结构需要额外的布线,因为每个设备都连接到中心计算机,而不是连接到下一个设备。如果一根电缆断裂,网络仍然可以运行。然而,如果中心计算机发生故障,整个网络就会瘫痪。它还受到中心计算机处理能力的限制。星形网络使用一个时间共享设备,为每个用户分配一定量的 CPU 时间。它是大型机最常见的拓扑结构。
  • 总线型拓扑 - 是一种所有设备都连接到一条称为总线的直线上的排列方式。每个设备都有一个唯一的标识,并且只能识别针对它的信号。设备检查总线并检索它们的消息,因为数据沿着总线传输。每个设备被认为与所有其他设备连接,并且可以沿着总线直接与任何其他设备通信。总线型拓扑结构是最容易设置的一种,即使一个节点发生故障,它仍然可以运行。它被以太网和 PowerTalk 使用。
  • 环形拓扑 - 是一种所有设备都连接在一起,使得路径呈连续圆圈形状的排列方式。环形中的每个设备都有一个唯一的地址。数据以一个方向流动,从一个设备移动到另一个设备,直到到达目的地。令牌环是环形拓扑中最常见的访问方式。

网络访问方法

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用于处理多个用户同时想要访问网络的情况的网络访问方法包括

  • 以太网 - 第一个基于总线拓扑的行业标准局域网访问方法或协议。它在名为 IEEE 802.3 的标准中定义。以太网允许数据在网络上双向同时传输到所有节点。寻址信息允许每个节点识别和接收专为其准备的单个数据包。由于这些数据包同时传输,会导致冲突并产生错误。为了克服这个问题,以太网使用(CSMA/CD)。
    • 载波侦听多路访问与冲突检测(CSMA/CD) - 所有节点都能够感知网络上的信号。当一个节点想要传输数据时,它会“监听”总线上是否有信号。如果没有信号,它就会传输数据。如果两个节点同时感知到总线空闲,则可能会发生冲突。当检测到冲突时,每个设备都会停止传输并在稍后重新传输。
  • 令牌环 - 一种基于环形拓扑的局域网访问方法或协议。令牌环通过在网络上的节点之间不断传递称为令牌的特殊数据包来运行。具有要发送数据的工站会捕获一个空闲的令牌并将数据和寻址信息附加到该令牌。带有数据的繁忙令牌不能被其他节点使用。当数据到达目的地时,它会被一个确认信息替换并发送回原始发送节点。

网络硬件

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网络硬件 - 需要专门的硬件设备来成功构建网络。

网络接口卡

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网络接口卡(NIC) - 每个连接到网络的计算机都需要一个 NIC。NIC 是一种扩展卡,它可以插入计算机或其他设备的扩展插槽中,以便连接到网络。大多数 NIC 需要网络电缆连接,并在卡上提供不同电缆类型的连接器。NIC 的类型取决于网络的类型。NIC 按照网络操作系统的规则打包数据。

服务器

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服务器 - 是一台向网络上的其他计算机提供服务的计算机。单个计算机登录到服务器,这使得它们可以访问文件、应用程序或外设。类型包括

  • 文件服务器 - 是网络中的一台控制计算机,它存储用户共享的程序和数据。这些数据可以被任何具有访问权限的节点检索。
  • 打印服务器 - 是网络中一台控制一台或多台打印机并存储要打印数据的计算机。它可以与文件服务器一起使用,也可以单独使用。
  • 邮件服务器 - 是网络中一台提供电子邮件功能的计算机。它存储传入邮件以便分发给用户,并将传出邮件转发到适当的设备。
  • Web 服务器是网络中一台提供与互联网连接的计算机。所有网络流量都会通过它进行。

连接硬件

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用于确定网络之间路径的设备包括

  • 路由器 - 一种设备,它确定至少两个网络之间数据包的发送位置。它的决定基于其对网络的当前理解。路由器维护一个可用路由及其条件的表。它将此与距离和成本算法一起使用,以确定给定数据包的最佳路由。数据包通常会经过多个网络和路由器才能到达目的地。
  • 交换机 - 一种设备,它将数据包沿着一条路径发送。它可以包含路由器的功能,尽管交换机是一种更快、更简单的机制,因为它们不需要了解网络。交换机并不总是必需的,因为许多局域网的组织方式是,每个节点都会检查每个数据包。

网络之间的实际互连是通过

  • 网桥 - 一种硬件和软件的组合,用于连接类似的网络。通常用于连接使用相同协议的局域网,例如以太网。网桥检查局域网上的每个数据包,并将任何发往连接的局域网的数据包转发出去。网桥比路由器更快,因为它们使用相同协议连接网络。
  • 网关 - 一种硬件和软件的组合,用于连接两种不同类型的网络。这通常涉及将不同的协议进行转换。

中继器 - 用于将衰减的信号(由长距离或电磁场干扰引起)恢复到原始强度和形状,然后继续传输。它确保数据按发送时的状态接收。网络中继器用于局域网中连接网络段。它们比网桥或网关更不智能。

集线器 - 是网络中的一个中央连接设备。数据从一个或多个设备到达集线器,并通过一根电缆转发出去。集线器可以包含路由器。大多数最初是被动的(数据只是简单地通过而不发生改变)。如今,智能集线器更加普遍。它们包含一个 CPU 和网络操作系统,这使得它们能够执行一些服务器功能。

传输介质

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  • 有线传输通过电线和电缆传输数据,这些电线和电缆必须受到保护,不会损坏,占用空间,并且安装起来可能很困难。但是,有线传输可以以很少的干扰和其他信号传输大量数据。使用两种类型的传输。基带网络使用电缆的全部容量来一次传输一个信号。宽带网络将电缆划分为多个部分,以便可以同时传输多个信号。类型包括
    • 双绞线 - 由两根细铜线组成,它们扭曲在一起形成螺旋形。这减少了来自其他布线的干扰。两种主要类型是无屏蔽双绞线 (UTP),这是最常见的,以及屏蔽双绞线,它用于“嘈杂”的环境中,其屏蔽保护免受过度电磁干扰。双绞线是最慢的介质,带宽高达 60kbit/s。
    • 同轴电缆 - 由一根铜线组成,周围环绕着绝缘体、接地的屏蔽层和外部绝缘体。屏蔽层允许数据以很少的失真传输。通常用于距离小于几公里的距离。带宽为 10Mbit/s。
    • 光纤电缆 - 使用一个小型的激光来传输数据,数据通过细小的玻璃纤维传播,不受电磁干扰,安全且高速传输,没有错误。这些正在取代传统的铜线电缆。带宽超过 400Mbit/s,一根光纤可以承载数千次电话通话。但它很昂贵。
  • 无线传输 - 通过空气和空间移动数据,不需要源和目的地之间有固定的物理连接,例如无线电。无线局域网使用无线电波,而不是电缆。由于在维护信号质量方面存在问题以及对电磁辐射的担忧,无线局域网并不流行。无线传输涉及
    • 微波 - 一种高频无线电信号,从一个天线以直线方式发送到另一个天线。天线被放置在高层建筑或山顶上,以便在长距离传输。微波比电话线或同轴电缆更快,虽然它相当可靠,但天气条件和物体可能会阻挡信号并影响传输。
    • 卫星。这些是专门的收发器,通过火箭发射并放置在地球轨道上。信号从一个地面站发送到卫星,卫星接收并将其重新传输到另一个地面站。每个地面站都使用卫星天线来发送和接收。卫星可以在长距离内以极高的速度传输大量数据。目前有数百颗卫星在运行,用于天气预报、电视广播以及无线电和互联网通信。
    • 移动电话将数据传输到蜂窝基站网格,这些网格连接到无线传输电话网络。移动电话使用无线电波与蜂窝基站通信。它们是一种便携式设备,但在大多数国家,月租费高于普通电话。

网络软件

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必须在网络中的每台计算机上安装网络软件。此软件包含通信的“规则”,并确定网络设备如何发送和接收数据。网络软件由网络管理员进行组织。

网络管理员的角色

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网络管理员 - 是负责管理组织内网络的人员。他们的职责包括网络安全、安装新应用程序、分发软件升级、监控日常活动、执行许可协议、开发存储系统并提供例行备份。这些操作是使用网络操作系统完成的。

网络操作系统 (NOS) - 是一种主要用于支持连接到局域网的计算机的操作系统。例如微软的 Windows NT 和 Novell 的 Netware。NOS 的一部分驻留在每个节点上,另一部分驻留在服务器上。它控制网络设备之间的数据流和数据请求,组织来自节点的消息,直到网络准备好处理每个消息。任务包括

  • 管理 - 添加、删除和组织用户,安装硬件设备和软件应用程序,并执行维护操作,例如备份。
  • 文件管理 - 使用户能够访问服务器上的远程硬盘,并提供文件系统和管理网络目录的功能。
  • 应用程序 - 处理用户共享数据和应用程序的请求。
  • 资源管理 - 允许共享网络设备,将用户分配到打印机,并安排打印作业。
  • 安全 - 监控和限制对网络资源的访问。

登录是用于访问网络的程序。用户通过用户 ID 和密码进行识别。ID 通常符合有限的长度,密码通常必须包含一位数字。密码是一种安全措施,不能轻易获得或猜到,并且必须保持安全。密码文件应加密并防止未经授权的访问。网络系统可能要求用户经常更改密码作为安全措施。登录程序通常允许用户尝试输入正确的 ID 和密码两到三次。输入错误或通信链接故障都可能导致错误。登录后,用户只能访问网络管理员授权的功能。应该始终执行正确的注销程序以清除通信线路,以便其他用户使用。

互联网、内联网和外联网

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内联网 - 是一种使用与 Web 相似的界面进行访问的专用网络。它通常与互联网连接,并且包含许多相互连接的局域网。内联网的主要目的是在组织的员工之间共享信息(例如员工新闻、政策)和计算资源。当提供对网络的访问时,它是通过防火墙进行的。

防火墙 - 监控双向数据流,以维护组织的安全。

外联网 - 是一种可以被客户、供应商或组织外部的其他人访问的内联网。它提供诸如产品描述、常见问题解答、保修信息以及如何联系客户服务等信息。

其他信息处理流程

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收集用于通信系统的数据涉及生成要传输的数据。收集数据涉及使用各种收集设备来收集不同类型的数据。设备的选择取决于应用程序和要传输的数据类型。一些设备包括

  • 自动柜员机 (ATM) 用于电子银行业务
  • 电子资金转账 (EFTPOS) 终端用于零售店
  • 电话用于语音邮件
  • 键盘用于电子邮件
  • 摄像机用于监控系统。

通信系统中的数据处理是对数据的操作。收集数据后,必须将其转换为适合传输的形式。这涉及编码和解码:• 编码是指将数据从其原始形式转换为另一种形式以进行传输。• 解码是指将数据从用于传输的形式转换回其原始形式。

编码或解码的类型取决于原始数据是模拟形式还是数字形式

• 模拟数据使用连续变化的物理量(例如电压)表示。因此,现实世界中的大多数自然事件都是模拟形式。声音、图像和视频都是模拟形式。模拟信号是脉冲,通常是电脉冲或光脉冲,以连续波的形式出现。

• 数字数据以数字或符号的形式表示。IT 使用数字形式的数据。数字信号使用一系列 0 和 1 表示。

编码和解码方法

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数据的形式和传输信号会影响接收数据的质量和传输成本。模拟数据的质量取决于在数据通过电线或空间移动时保持精确的波形。如果波形发生损坏,就没有办法恢复波形。可以恢复数字数据,因为它只涉及区分 0 和 1。传输中存在四种编码和解码可能性

  • 模拟数据到模拟信号。数据的波形被编码成信号,例如电话。
  • 数字数据到模拟信号。一系列 0 和 1 被编码成连续波,例如调制解调器将来自计算机的数字数据调制(编码)成模拟信号以用于电话线。当另一个调制解调器接收该信号时,它会将其解调(解码)回数字数据。
  • 数字数据到数字信号。一系列 0 和 1 通过通道以一系列开和关的脉冲形式传输,例如局域网,其中计算机或外围设备对数据进行编码。低错误率。
  • 模拟数据到数字信号。数据的波形被编码成一系列 0 和 1,例如电视。这称为数字化。图像通过扫描仪使用称为采样的过程进行数字化。

数据转换

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客户机-服务器架构

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客户机-服务器架构描述了客户机(用户)和服务器之间的软件关系。客户机根据约定的协议向服务器发送请求,服务器做出响应。它提供了一种方便的方式来互连分布在网络不同位置的程序。大多数商业应用程序和互联网都使用客户机-服务器架构。Web 浏览器是一个客户机程序,它请求 Web 服务器的服务以完成请求。

显示是指以文本、图像、音频、视频或数字形式呈现信息。使用各种软件和硬件组合,包括

  • 电话 - 显示音频信息。电话包含一个发射器,它将声音转换为适合传输介质的信号,以及一个接收器,它将信号转换回声音。电话还显示语音邮件消息。
  • 电子资金转账 (EFTPOS) 终端 - 显示有关电子资金转账 (EFTPOS) 交易的信息。终端包含一个屏幕,用于显示购买产品的名称和价格。当联系到客户的银行时,终端会显示批准信息,如果资金可用,就会显示批准信息。然后它会提供收据。
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消息系统改善了沟通,但也带来了问题。

  • 社会背景。通过消息系统传递的想法,似乎比亲自传递的想法显得不那么有说服力,也不那么真诚。当沟通依赖于情感表达时,消息系统就会遇到困难。
  • 误解的风险。沟通通常依赖于语境、一个人声音的语调和肢体语言。电子邮件、电话等可能会导致误解。
  • 权力关系。消息系统可能会改变组织中人与人之间的关系。通过中层管理人员进行的正常沟通会受到影响。
  • 隐私和保密。消息系统的一个特点是,消息会被存储(例如,电子邮件会被存储在服务器上,服务提供商可以访问这些信息),因此无法保证隐私和保密。
  • 电子垃圾邮件。垃圾邮件是消息系统的一个问题。人们可以非常容易地向一个人或成千上万的人发送消息(垃圾邮件)。如果一个人每天收到数百封垃圾邮件,就会浪费时间,而禁止这种做法会很困难,也会损害自由社会。
  • 信息过载。这个术语指的是人们必须吸收的海量信息。消息系统是信息来源。一些人收到的电子邮件数量庞大,增加了他们的工作量和压力水平。通常人们希望人们能比对别人写的手写信更快地回复电子邮件。
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互联网交易或电子商务,正在以惊人的速度增长,以满足消费者的需求。网络为消费者提供了重大优势,例如更多关于产品和服务的相关信息、全球购物和竞争加剧导致价格下降。一些影响包括

  • 税收。目前的政府一直无法对互联网交易征税。网络业务的增加将减少政府从商品和服务中获得的资金。
  • 就业影响。网络交易的增加需要更多的人在 IT 行业就业,也可能导致实体店减少,需要经营它们的人员减少。
  • 商业本质。提供互动机会的传统企业正面临挑战。人们可以在家里完成一些业务,无需外出。
  • 贸易壁垒。通信技术的进步使得贸易壁垒变得无关紧要。一个国家结束和另一个国家开始的地方问题值得探讨。人们在网络上买卖东西,很少考虑这些问题。

审查制度是网络上出现的最具争议性的问题之一,因为它提供了对大量攻击性内容的访问,尤其是对儿童的访问。一些人认为应该禁止攻击性内容,而另一些人认为这样做会损害自由社会。世界各地的政府和执法机构曾尝试审查网络上的内容,但均未成功。互联网行业协会(IIA)代表澳大利亚的互联网服务提供商。它发布了一项处理在线内容审查的代码。该代码要求互联网服务提供商从其服务器中删除攻击性内容,并阻止访问海外网站上的分类信息。联邦政府颁布了一项法律,要求互联网服务提供商遵守该代码。审查制度执法的困难在于网站数量庞大,每天都有成千上万的新网站发布。在全球范围内进行监控是不可能的。显然,需要达成一项多边协议,但这将难以实现和规范。防止儿童接触攻击性内容的首要责任在于父母和监护人。

互联网现在提供广播和视频

来自世界各地的网站正在广播广播节目。这些电台迎合各种口味。

视频也正在在线提供。它正在取代录像带和其他媒体。它允许组织创建无限的视频频道,用于销售、培训、沟通和其他目的。网络上的视频可以节省时间、降低成本,并提供全球观看能力。视频的大小和质量目前低于电视广播,但随着技术进步和带宽增加,视频的大小和质量将得到改善。

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互联网银行引发了争议。

  • 安全。所有银行都决心确保其在线服务免受干扰,并确保客户信息安全。数据加密用于确保计算机之间的数据传输安全。
  • 工作性质的变化。为银行工作的人员不为网上银行提供服务。银行需要更多具有 IT 技能的人员,而具有银行技能的人员则更少。
  • 分支机构关闭和失业。由于许多人使用网络银行、自动取款机和 EFTPOS,因此对分支机构提供的设施的需求减少了,导致分支机构关闭和失业。
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在家办公

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远程办公是指在家办公,并通过电子方式与办公室进行沟通。远程办公预计将会增加。影响远程办公的因素包括带宽的可用性、对远程办公的感知价值以及跨距离协作的机会。互联网允许一种新型组织发展,其员工几乎完全通过远程通信工作,偶尔进行面对面的会议。远程办公的主要优势包括工作时间更加灵活、节省食物、交通和服装费用以及节省时间。它也有利于身体有残疾或需要照顾孩子的人。雇主可以节省办公室空间和家具等开支。缺点包括缺少外部工作场所提供的社交和专业接触、孤独和孤立。远程办公也会模糊工作和生活之间的界限。家不再是忘记工作压力的地方,工作可能会被家务打断。

虚拟组织

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虚拟组织或公司是指其成员在地理位置上分散,通常通过计算机电子邮件和协同软件工作,而对其他人来说,他们似乎是一个拥有真实物理位置的统一组织。协同软件是指帮助人们在远程位置协同工作的程序。

虚拟组织是围绕通信系统构建的组织。组织的各个组成部分使用信息技术连接起来,而不是通过某个特定空间(例如办公室)连接起来。

参考文献

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http://web.archive.org/20011013100331/www.geocities.com/fatmuscle/HSC/

华夏公益教科书