第1章
数据通信概述

数 据通信诞生于20世纪50年代，是在计算机技术和通信技术迅速发展的基础上将二者结合而成的一种新的通信方式。经过70多年的发展，目前数据通信早已渗透到各行各业，并引发了消费互联网和产业互联网的巨大变革。本章介绍数据通信的基本概念，梳理数据通信的前世今生，并说明数据通信的关键技术指标、关键定律及主要的标准化组织。

1.1 什么是数据通信

早在1876年，人类就发明了电话。随后，电话通信网络（后来发展成电信网络）得以普及。这一时期的电话通信网络主要解决人和人之间的通话诉求，通信的主要内容是话音。如图1-1所示，电话通信主要是在电话机之间发送和接收连续的声音信号，打通电话后，只要不挂机，通信链路就被持续独占；而且，电话通信是单任务的，一个用户一次只能进行一个通话。

20世纪50年代，随着以二进制为基础的电子计算机逐渐成熟，为了更加有效地利用昂贵的计算资源，逐步产生了计算机和计算机之间的通信诉求。在这种背景下，科研人员将计算机技术和通信技术相结合，发明了一种新的通信方式，即数据通信。在此基础上形成的数据通信网络有别于以往的电话通信网络，它传输的是二进制的数据（即“0101”的数据流）而不是话音。所以说数据通信是为了实现计算机与计算机之间或者终端与计算机之间信息交互而产生的一种通信技术。

如图1-2所示，数据通信可以使不同地点的终端或计算机互联互通，实现软硬件和信息资源的共享。数据通信会在计算机之间发送和接收数据块，这些数据块又被称为分组报文。数据块是不连续的，如果不发送或接收数据，通信资源就不会被占用。计算机一般是多任务并行运行的，多个任务可以同时使用通信资源，以提升资源利用率。一台计算机也可以同时参与多个数据通信进程。组建数据通信网络不仅是为了交换数据，更是为了有效利用计算机与智能终端来处理数据。

数据通信不仅包含数据传输的过程，还包含数据传输前后的数据处理过程。数据传输是指通过以某种方式建立的数据传输通道来传输数据信号，它是数据通信的基础。为了更有效、更可靠及更安全地传输数据，数据处理包括数据存储、数据交换、差错控制和传输规程等环节。

如图1-3所示，数据通信是由通信技术和计算机技术结合产生的，其中通信技术主要实现数据的传输，而计算机技术主要实现数据的处理。由于数据通信的主体是计算机，在数据通信技术发展的早期，人们常把数据通信和计算机通信这两个名词混用，也常把数据通信网络和计算机网络这两个名词等同起来。严格来说，数据通信是以通信的内容为出发点，强调通信的内容是数据；而计算机通信是以通信的主体为出发点，强调通信的主体是计算机。人们之所以混用这两个名称不同而含义类似的名词，恰恰体现了数据通信是由通信技术和计算机技术互相结合而产生的。一般来说，具有通信知识背景的人更习惯称数据通信为数据通信或者数据通信网络，而具有计算机知识背景的人更习惯称数据通信为计算机通信或者计算机网络。在本书中，有时候也不严格区分数据通信网络与计算机网络这两个概念。

近些年来，随着数据通信技术及业务的发展，通信的主体变得越来越多样化。在数据中心网络中，通信的主体仍然是计算机（如各类服务器），数据中心网络基本等同于计算机网络。但是在园区网络中，通信的主体不仅有计算机（如PC），还有智能手机、智能电视、智慧屏、摄像头、工业控制设备、机器人等各种类型的设备，这些设备虽然可以看作带有中央处理器（Central Processing Unit，CPU）和存储器的“计算机”，但是与传统意义上的计算机已经有了比较明显的区别。在数据通信的主体逐渐多样化的过程中，数据通信的内容却一直都没有变化，始终都是数据，从这个意义上说，“数据通信网络”这个概念更能体现当前网络的关键特征。

随着社会的发展与技术的进步，数据通信的实现形式正在从消费互联网转向产业互联网，在可预见的未来，这些实现形式还将不断增多。在数字化和万物互联的背景下，数据通信的重要性还在不断增强，将会有更加广阔的应用领域和发展前景。 RN/b8duSOySRBwwiZKKEn2+RpCU6d71t6yduEyPwhFnsX83PUFDtVrxXl1gXfuqj