计算机网络通信2
计算机网络 第二章 数据通信基础 1
复习：1.我们要访问某个网站，必须打开浏览器，在地址栏中输入相关信息，这是由哪个层的哪个协议规定的？2.OSI模型中，为传输层提供直接或间接服务的有哪几个层？3.一个主机与一个中继系统能否称为一对对等实体？4.只有两个端系统的通信系统中数据的封装与拆封过程如何？增加一个或多个中继系统之后呢？5.每个中继系统都需要对数据进行拆封之后再封装，这句话如何理解？6.会话层中设置的同步控制用于完成什么功能？7.一次传输连接可以对应多个会话连接，这句话如何理解？反过来，一次会话连接也能对应多次传输连接，如何理解？1.http协议2.网络层直接为传输层提供服务，数据链路层和物理层间接为传输层提供服务3.不能，两者从网络体系结构上包含的层是不同的，完成的功能也完全不同4.数据在发送端由上到下进行封装，在接收端由下到上进行拆封；每个中继系统都会完成数据的自下而上的拆封和自上而下的封装5.中继系统中总是由一个端口接收数据，从物理接口接收开始向上逐层拆封，向外转发时则由上向下逐层封装，到物理接口发送6.当传输连接的意外中断引起会话过程的意外中断之后，只要新的传输连接建立起来，会话过程即可由断点之前最近的同步点处继续进行下去7.一次传输连接建立起来之后，完成一个会话连接后可以不断掉传输连接而继续进行下一次会话连接；从时间顺序上，多个会话连接必须是前后按顺序进行。
一个会话连接可以因为传输连接的中断而建立在多个传输连接的基础上来完成，也可以将一次会话内容分解到多个并行的传输连接中完成。
第二章数据通信基础数据通信基本知识传输媒体信号调制技术复用技术差错控制技术拥塞控制技术2.1 数据通信基本知识2.1.1 通信系统模型2.1.2 通信方式数据通信中，按信号在传输介质中的传输方向，可分三种方式：单工、半双工、全双工。
如图所示2.1.3 数字通信和模拟通信数字通信：传输系统的物理链路上传输的是数字信号（数字信号是指离散的电信号，直接用两种不同的电压表示二进制的0和1，又称基带信号）模拟通信：传输系统的物理链路上传输的是模拟信号（模拟信号是指连续的载波信号）要表示路口红灯的变化过程，要使用什么信号？要表示24小时天气温度的变化过程，要使用什么信号呢？信号传输过程的失真由于物理链路存在电阻、电感和电抗，导致信号经过物理链路时会衰减，衰减程度与物理链路的长度成正比，衰减后的信号会产生失真，失真是指组成信号的不同频率的波形的不同程度的衰减所造成的信号形状发生变化，而不仅仅是指信号幅度等比例降低。
计算机网络基础 第二章数据通信基础综合练习题附解析答案
第二章数据通信基础综合练习题一、单项选择题1.在计算机网络中，“带宽”这一术语表示( )。
A.信道通过的信号频率范围B.数据传输的速率C.计算机位数D.CPU主频2.信息可以进行双向传输，但同一时刻只限于一个方向传输的通信方式是( )。
A.单工通信B.半双工通信C.双工通信D.基带通信3.在Internet中，各节点之间的数据交换采用( )。
A.分组交换B.线路交换C.报文交换D.电子邮件4.衡量网络上传输速率的单位是bps,其含义是( )。
A.数据每秒传送多少千米B.数据每秒传送多少米C.每秒传送多少个比特D.每秒传送多少个数据位5.数据传输的可靠性指标是( )。
A.误码率B.传输率C.频带利用率D.bps6.目前在广域网中主要采用计算机的( )技术进行计算机的通信。
A.电路交换B.频分复用C.分组交换D.时分复用7.分组交换比电路交换( )。
A.实时性好但线路利用率低B.线路利用率和实时性均差C.实时性好且线路利用率高D.线路利用率高但实时性差8.计算机通信中的线路复用技术包括( )技术。
A.调制解调器B.交换和传输C.频分多路和时分多路D.电路交换和分组交换9.基带就是电信号所固有的基本频率，当利用数据传输系统直接传输基带信号时，则称之( )。
A.调制B.解调C.基带传输D.频带传输10.衡量网络上数据传输率的单位是每秒传送多少个比特，记为( )。
A.bpsB.OSIC.ModemD.TCP/IP11.表示数据传输有效性的指标是( )。
A.误码率B.传输速率C.信道D.频带利用率12.传输速率的单位是bps,其含义是( )。
A.Bytes per secondB.bits per secondC.Baud per secondD.Billion per second13.以下（）方法是减少差错的最根本方法。
A.提高线路质量B.采用屏蔽C.选择合理的编码方式D.差错检查14电话交换系统采用的是( )交换技术。
第2章 计算机网络通信原理
第2章计算机网络通信原理本章首先简单介绍数据通信的基本概念和原理，然后介绍各种传输介质、数据传输方式、数据交换技术、数据编码技术、多路复用技术和差错控制技术等。
通过本章学习，要求掌握数据传输方式，掌握数据交换技术，掌握差错控制技术；熟悉多路复用技术，了解传输介质，了解数据编码技术。
理解数数据据通信的基本概念和原理。
2.1 数据通信基本知识2.1.1信息、数据、信号和信道在计算机网络中，通信的目的就是为了交换信息。
1．信息信息是对客观事物属性和特性的描述，可以是对事物的形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描述，也可以是对事物与外部联系的描述。
信息是字母、数字、符号的集合，其载体可以是数字、文字、语音、视频和图像等。
2．数据数据是指数字化的信息。
在数据通信过程中，被传输的二进制代码（或者说数字化的信息）称为数据。
数据是信息的表现形式或载体。
数据分为数字数据和模拟数据。
数字数据的值是离散的，如电话号码、邮政编码等；模拟数据的值是连续变换的量，如身高、体重、温度、气压等。
数据与信息的区别在于，数据是信息的载体或表现形式，而信息则是数据的内在含义或解释。
3．信号数据通信中，信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式，因此数据只有转换为信号才能传输。
信号是运输数据的工具，是数据的载体，是数据的表现形式，信号使数据能以适当的形式在介质上传输。
从广义上讲，信号包含光信号、声信号和电信号，人们通过对光、声、电信号的接收，才知道对方要表达的消息。
信号从形式上分为模拟信号和数字信号。
模拟信号指的是在时间上连续不间断，数值幅度大小也是连续不断变化的信号，如传统的音频信号、视频信号等。
数字信号指的是在时间轴上离散，幅度不连续的信号，可以用二进制1或0表示，如计算机数据、数字电话、数字电视等输出的都是数字信号。
4．信道信道是信息从发送端传输到接收到的一个通路，它一般有传输介质（线路）和相应的传输设备组成。
在数据通信系统中，信道为信号的传输提供了通路。
计算机网络第二章参考答案
第二章作业参考答案1．数据通信过程包括哪几个阶段，各阶段的特点是什么？答：数据通信过程一般包括以下5个阶段：建立物理连接：建立通信线路的连接；建立逻辑连接：建立数据传输线路，通信双方建立同步联系，相互核对地址；数据传输；传送通信数据；断开逻辑连接；双方通过通信控制信息确认此次通信结束；断开物理连接：通信结束，切断物理链接通道。
2. 试解释以下名词：数据、信号、模拟数据、数字信号。
答：数据（Data）：传递（携带）信息的实体。
信息（Information）：数据的内容或解释。
信号（Signal）：数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式在介质中传播。
3. 模拟通信系统和数字通信系统有何不同?答：模拟通信系统是在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输，需要经过调制和解调；数字通信系统是在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输，需要经过编码和解码。
4. 举出现实生活中单工及双工通信的例子答：单工是指数据单向传输，如无线电广播。
半双工是指数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输，例如对讲机。
全双工是指数据可以双向同时传输，例如电话。
5. 基带传输与宽带传输的主要区别是什么？答：基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。
宽带传输：把信号调制成频带为几十MHz到几百MHz的模拟信号后再传送，接收方需要解调。
6. 同步通信与异步通信的主要区别是什么？答：同步通信要求接收端与发送端在时间基准上一致，收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。
而异步通信时不要求接收端时钟和发送端时钟同步。
发送端发送完一个字节后，可经过任意长的时间间隔再发送下一个字节。
得同步通信的传输速率较异步通信更快，但系统需要在首发两端保持同步，因此一般比异步通信更为复杂。
同时，异步通信为使接收端正确识别数据，开销较大。
7. 通过比较说明双绞线、同轴电缆和光纤三种传输介质的特点？答：双绞线：组装密度高、节省空间，安装容易，平衡传输，抗干扰性一般，连接距离短，，价格便宜。
计算机网络与通信（第2版）习题参考答案
计算机网络与通信（第2版）习题参考答案1.6 比较电路交换、存储转发交换、报文交换和分组交换的区别。
（1）电路交换的基本原理是在源端和目的端间实时地建立起电路连接，构成一条信息通道，专供两端用户通信。
通信期间，信道一直被通信双方用户占有，通信结束，立即释放。
线路交换的特点是：数据传输可靠、迅速、有序，但线路利用率低、浪费严重，不适合计算机网络。
（2）存储转发交换是在传统的电路交换技术的基础上提出的。
存储转发和电路交换的主要区别是：发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元（报文或报文分组）进入通信子网，通信子网中的结点要负责完成数据单元的接收、差错校验、存储、路选和转发功能。
存储转发交换包括报文交换和分组交换两种。
（3）报文交换采用"存储-转发"方式进行传送，无需事先建立线路，事后更无需拆除。
它的优点是：线路利用率高、故障的影响小、可以实现多目的报文；缺点是：延迟时间长且不定、对中间节点的要求高、通信不可靠、失序等，不适合计算机网络。
（4）分组交换中数据以短分组的形式传输，分组长度一般为1000 字节。
如果发送端有更长的报文需要发送，那么这个报文被分割成一个分组序列，每个分组由控制信息和用户数据两部分组成。
分组交换适用于计算机网络，在实际应用中有两种类型：虚电路方式和数据报方式。
分组交换的优点是：高效、灵活、迅速、可靠、经济，但存在如下的缺点：有一定的延迟时间、额外的开销会影响传输效率、实现技术复杂等。
2.1 （1）双绞线：是最常见的、最经济的传输媒质，主要用于网络和建筑物的通信线路；（2）同轴电缆：主要应用于电视转播、长途传输、近距离的计算机系统连接、局域网等；3）光纤：主要用在长途电信中；2.11 什么是扩频通信？基本的扩频技术有哪两种？试分析其基本原理。
扩频（spread spectrum）的基本思想是将携带信息的信号扩散到较宽的带宽中，用以加大干扰及窃听的难度。
计算机网络习题第2章 数据通信基础-答案
第2章数据通信基础简答1：某信道误码率为10-5，每帧长度为10Kbits，那么：a. 若差错都是单个错，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？b. 若差错大多为突发错，平均突发长度为100bits，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？答案：信道误码率为10-5 ，即1/100000，每帧长度为10Kbits，即10000位，若差错都是单个错，则在该信道上传送的帧的平均出错率是10%。
若差错大多为突发错，平均突发长度为100bits，则在该信道上传送的帧的平均出错率是1‰,即千分之一。
2：某调制解调器同时使用幅移键控和相移键控，采用0、π/2、π和3/2π四种相位，每种相位又都有2个不同的幅值，问在波特率为1200的情况下数据速率是多少？答案：根据题意有4种相位×2个幅值=8种信号状态R B=R b log2M=1200log2 8 =1200×3＝3600(b/s)3：若在相隔1000公里的两地间要传送3k位的数据，可以通过电缆以48kb/s的数据速率传送或通过卫星信道以50kb/s的数据速率传送，问用哪种方式从发送方开始发送到接收方收到全部数据为止的时间较短？（光速及电磁波在电缆中的传输速率取300000km/s，地面到卫星的距离取36000km）答案：4：若电视信道的带宽为6MHz，假定无热噪声并使用4电平的数字信号，每秒钟能发送的比特数不会超过多少？答案：根据Nyquist定理有C=2Wlog2MC=2×6,000,000×log2 4=24,000,000b/s=24（Mb/s）5：对于带宽为3kHz的信道，若有8种不同的物理状态来表示数据，信噪比为20dB。
问：按Nyquist定理和Shannon定理，最大限制的数据速率分别是多少？答案：根据Nyquist定理有 C =2W log2 MC=2×3000×log2 8=18000（b/s）根据Shannon定理有C = W log2(1+S/N)C = 3000×log2(1+100)≈20010（b/s）6：什么是数据通信？答案：计算机网络中传输的信息都是数字数据，所以计算机之间的通信称为数据通信。
《计算机网络》第二章——数据通信基础 练习题
《计算机网络》第二章——数据通信基础练习题一、填空题：1.________是两个实体间的数据传输和交换。
2._____是传输信号的一条通道，可以分为________和________。
3._____是信息的表现形式，有________和________两种形式。
4.________是描述数据传输系统的重要技术指标之一。
5.________是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为______________________。
6.数据通信系统一般由________、________和________等组成。
7.根据数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有________、________和________三种。
8.基带、频带、宽带是按照__________________________来分类的。
9.信道的传播延迟和_____________________________与_________________________有关。
10.电路交换的通信过程可分为三个阶段：__________、__________和____________。
11.在分组交换技术中，还可以分为________和________两种不同的方式。
12.信元交换技术是指__________（英文简称为____），它是一种_________的交换技术。
13.多路复用技术通常有两类：____________和____________。
14.常见的差错控制技术有：_________和__________等, 为了确保无差错传输数据，必须具有______和______的功能。
15. CRC码的中文名称是__________，又称________，是一种较为复杂的校验方法，有很强的检错能力。
16. 存储转发方式中常见的有________、________、________，传输的单位分别是____、____、____。
二、选择题1.在数据通信系统中衡量传输可靠性的指标是____。
《计算机网络》第二章——数据通信基础 练习题
《计算机网络》第二章——数据通信基础练习题一、填空题：1.________是两个实体间的数据传输和交换。
2._____是传输信号的一条通道，可以分为________和________。
3._____是信息的表现形式，有________和________两种形式。
4.________是描述数据传输系统的重要技术指标之一。
5.________是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为______________________。
6.数据通信系统一般由________、________和________等组成。
7.根据数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有________、________和________三种。
8.基带、频带、宽带是按照__________________________来分类的。
9.信道的传播延迟和_____________________________与_________________________有关。
10.电路交换的通信过程可分为三个阶段：__________、__________和____________。
11.在分组交换技术中，还可以分为________和________两种不同的方式。
12.信元交换技术是指__________（英文简称为____），它是一种_________的交换技术。
13.多路复用技术通常有两类：____________和____________。
14.常见的差错控制技术有：_________和__________等, 为了确保无差错传输数据，必须具有______和______的功能。
15. CRC码的中文名称是__________，又称________，是一种较为复杂的校验方法，有很强的检错能力。
16. 存储转发方式中常见的有________、________、________，传输的单位分别是____、____、____。
二、选择题1.在数据通信系统中衡量传输可靠性的指标是____。
计算机网络与通信(2 数据通信)
2.1 数据通信的概念
11. 时域： 信号是时间的函数—给出了每一时刻信号的振幅值(连续或离散) 特例：周期信号 s(t+T)=s(t),T为常量（周期） 例：正弦波 s(t)=Asin(2πft+φ)
12. 频域：信号是频率的函数——信号由多个频率组成 其它频率都为某个频率的整数倍时，最小的频率称为基频。 整个信号的周期（频率）等于基频的周期（频率）。 任何信号都可看成是由各种频率成分组成的，每个频率成分都 是正弦波。 13. 频谱：信号的频率范围（分布）。
2.1 数据通信的概念
增大传输距离的方法
数字传输：中继方式（中继器） 模拟传输：放大方式（放大器） 数字传输的优点： ①设备简单：只需处理0、1，优化信道设计 ②传输质量高，出错率低 ③增大通信能力 ④便于统一多种网络 数字传输现在还不能用于远距离卫星通信。
2.1 数据通信的概念
2.1.4 基带传输与频带传输 1. 基带传输 基带：未经调制变换的信号所占的频带。 基带信号：高限频率与低限频率之比远大于 1 的信号。 基带传输：不搬移基带信号频谱的传输方式 • 基带数字信号的频谱从0开始。 • 为了经济地利用频带，通常需要作一些 码型变换。
课堂练习
1000Mbps以太网上的主机A要连续发送两 个长度为5000比特的分组给主机B,其路径 上有一个存储转发交换机, 假定每条链路的 传播延迟为10μs,并且交换机在接收完分组 后立即开始转发分组,求从A开始发送数据 到B接收完数据的总时延。
往返时延
• 往返时延 RTT (Round-Trip Time) 表示从发 送端数据送到链路开始，到发送端收到来 自接收端的确认（接收端收到数据后立即 发送确认），总共经历的时延。
2.1 数据通信的概念
计算机网络第二章
第二章数据通信基础1、数据通信：是两个实体间的数据传输和交换，它是通过各种不同的方式和传输介质，把处在不同位置的终端和计算机，或者计算机与计算机连接起来，从而完成数据传输、信息交换和通信处理等。
2、信息：是对客观事物的反应，可以是对物质的形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描述，也可以表示物质与外部的联系。
3、数据：信息可以用数字的形式来表示，数字化的信息成为数据。
4、数据和信息的关系：数据是信息的载体，信息则是数据的内在含义或解释。
5、信道：是传送信号的一条通道，可分为物理信道和逻辑信道。
6、信道按使用权限可分为专业信道和共用信道；按传输介质可分为有线信道、无线信道和卫星信道；按信号的种类可分为模拟信道和数字信道等。
7、信道容量：是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示。
8、信道容量的单位是：bps9、码元（码位）是构成信息编码的最小单位。
10、7个码元组成的序列，通常称为码字。
11、比特率：是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位数。
12、比特率单位：bps或kbps。
13、波特率：它是针对在模拟信道上进行数字传输时，每秒钟载波调制状态的改变的次数。
14、波特率单位：baud15、误码率：指信息传输的错误率，也称错误率，是数据通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标16、吞吐量：单位时间内整个网络能够处理的信息总量17、吞吐量单位：字节/秒或位/秒18、传播延迟：信号在信道中传播，从信源端到信宿端需要一定的时间，这个时间称为传播延迟。
19、信道带宽：是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信道上可传送信号的最高频率与最低频率之差。
20、普通电话线路的带宽一般为3000Hz。
21、数据传输率：是指单位时间内信道内传输的信息量，即比特率。
22、传输每一位所占时间越小，则速率越高。
23、数据通信系统时由数据终端设备、数据线路端接设备和通信线路组成。
24、数据终端设备：是指用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和信宿。
计算机网络技术第2章数据通信基础
信道
解码器
信宿
噪音源
数字通信系统结构
由于数字信号不适合远距离传输，所以在传输前将其变为模拟 信号。因此，数字通信系统通常由信源、信源编码器、调制器、 信道、解调器、信道译码器、信源译码器、信宿、噪音源组成， 其结构模型如下页图所示。
6
2.1.1 数据通信系统
信
信
信
调
信
解
信
信
信
源道
道
源
编
编
制
调
译
译
源
信道容量是指信道能传输信息的最大能力，一般用时间内最大可传
送的字节数来表示。信道容量由信道带宽F、可使用的时间T以及信 道质量决定。信道容量和信道带宽具有正比关系，带宽越宽， 则容量越大，传输效率也就越高。关于信道容量的计算有两条 著名的定理。
13
2.1.4 信道带宽和信道容量
⑴ 奈奎斯特(Nyquist)定理：1942年,H.Nyquist证明，任何 一个信号如果通过带宽为W（Hz）的理想低通滤波器，若每秒取样 2W次，就可以完整地重现该滤波过后的信号。在理想条件下 (无噪音有限带宽W的信道)，其最大的数据传输速率C（信道容
⑴ 数据块长度为108bit，数据发送速率为1Mbps； ⑵ 数据块长度为1000bit，数据发送速率为1Gbps；
解：根据上述计算发送时延公式和计算传播时延公式，分别求出不 同链路的不同时延。
⑴ 发送时延＝108bit/(1Mbps)＝100s
传播时延＝1000bit/(2×108m/s)＝5ms
信源
调制器
信道
解调器
噪音源 模拟通信系统结构
5
信宿
2.1.1 数据通信系统
(2) 数字通信系统：计算机通信、数字电话以及数字电视等信号 都属于数字信号，由数字信号构成的通信系统属于数字通信系统。 数字通信系统通常由信源、编码器、信道、解码器、信宿以及噪音 源组成，其基本结构模型如下图所示。
北京邮电大学《计算机网络》2 课后题
increasing the payload before error correction from 260 ´ 50 = 13 kbps to 260 ´ 75 = 19.5 kbps. Thus, the quality loss was an intentional trade-off to put more users per cell and thus get away with bigger cells.
计算机网络 第2章课后习题详解
举一反三
北邮计算机学院 王小茹
2-2 学习应用 奈奎斯特定理和香农定理
• 一条无噪声4kHz信道，按照每1ms一次进行采样，请问 最大数据传输率是多少？
• 解题原理：
✓ 理解奈奎斯特原理，计算出信道的最高码元传输速率 ✓ 理解码元传输速率与信息传输速率的关系和区别 ✓ 学会排除无关的已知条件，如采样速率。
计算机学院：王小茹
分组总的数量为 x/p个，传送信息总量为 (p+h)x/p;
t=(p+h)x/pb 最后一个bit 发完
t=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b最后一个bit 到达接收 端
总时间T=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b;对T求 导:
T’=-hx/bp2+(k-1)/b p=(hx/(k-1))1/2
• 解答：
✓ 利用奈奎斯特计算码元传输速率=2×6=12Baut ✓ 利用4级数字信号，可知，每个码元代表2比特，则总的
信息传输速率=2×12=24bps
计算机学院：王小茹
2-3 香农和奈奎斯特的适用条件
• 如果在一条3kHz的信道上发送一个二进制信号，该信道的 信噪比为20dB,则最大的数据传输速率是多少？
计算机网络——第二章：通信基础
计算机网络——第二章：通信基础1. 发送信息的一端叫（）？ [单选题] *信源(正确答案)信宿信道信号2. 接收信息的一端叫（）？ [单选题] *信源信宿(正确答案)信道信号3. 信源和信宿这间的通信线路叫（）？ [单选题] *信源信宿信道(正确答案)信号4. 通信系统有五个基本组件是（）、（）、信道、接收设备、接收机？ *发送设备(正确答案)发送机(正确答案)手机电话5. 信号有（）、（）两种 *电信号光信号模拟信号(正确答案)数字信号(正确答案)6. 下面哪个数据传输快？ [单选题] *200 Kbps2 Gbps(正确答案)1024 Mbps4096 bps7. 家庭中常用的因特网接入方式是（）。
[单选题] *A．光纤接入B．GPRS接入C．ADSL接入(正确答案)D．DDN专线接入8. 路由器的主要作用是（）。
[单选题] *A．用于模拟信息与数字信息之间的转换B．将经过长距离传输后衰减的电信号增强C．用于连接不同网络(正确答案)D．用于完成与它相连的线路之间的数据单元的交换9. 在数据通信中，将信道上的数字信号变换成模拟信号的过程称之为( )。
[单选题] *A．编码B．解码C．解调D．调制(正确答案)答案解析：把数字信号变换成模拟信号的过程，叫做调制10. 将发送端模拟信号转换成数字脉冲信号的过程称之为（） [单选题] *A.链路传输B.调制C.解调A/D(正确答案)D.数字信道传输11. 下列哪种上网方式必须使用调制解调器( )。
[单选题] *A．局域网上网B．广域网上网C．专线上网D．电话线上网(正确答案)答案解析：电话线传输的信号属于模拟信号，计算机处理的是数字信号。
计算机利用电话线进行通信，必须将数字信号转换成模拟信号发送，将接收到的模拟信号转换成数字信号处理。
调制解调器的作用就是专门针对电话线路进行调制(数字信号到模拟信号)和解调(模拟信号到数字信号)的。
网卡和集线器都是网络连接设备，不具有调制解调作用。
奥鹏作业《计算机网络与通信》在线作业2
《计算机网络与通信》在线作业2
下面对计算机网络体系结构中协议所做的描述，错误的是( )。
选项【A】:网络协议的三要素是语法、语义和同步
选项【B】:协议是控制两个对等层实体之间通信的规则的集合
选项【C】:在OSI参考模型中，要实现第N层的协议，需要使用N+1层提供的服务
选项【D】:协议规定了对等层实体之间所交换的信息的格式和含义
正确选项：C
表征数据传输可靠性的指标是( )。
选项【A】:误码率
选项【B】:频带利用率
选项【C】:传输速度
选项【D】:信道容量
正确选项：C
在计算机网络中，为了使计算机或终端之间能够正确传送信息，必须按照( )来相互通信。
选项【A】:信息交换方式
选项【B】:网卡
选项【C】:传输装置
选项【D】:网络协议
正确选项：D
一个B类地址的子网掩码是255.255.255.244,可以得出子网数目是( )。
选项【A】:8
选项【B】:32
选项【C】:1024
选项【D】:2048
正确选项：D
最早出现的计算机网是( )。
交换机的二层通信原理和配置
交换机的二层通信原理和配置1.引言1.1 概述交换机作为网络中的重要设备之一，扮演着实现局域网内计算机通信的关键角色。
它可以通过学习和记录设备的MAC地址，将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现快速、准确的数据传输。
二层通信则是指在局域网内，通过交换机传输数据的过程。
在二层通信中，数据包是以帧的形式传递的。
每个帧包含源MAC地址和目的MAC地址，交换机通过分析这些地址信息，可以将数据包准确地发送到目的设备。
交换机会保存目的MAC地址，以便日后再次传输时能够直接发送，提高通信的效率。
交换机的配置对于实现稳定的二层通信至关重要。
基本配置包括设置交换机的主机名称、IP地址和子网掩码等，这些信息可以帮助交换机与其他设备进行正常通信。
此外，还可以配置VLAN、端口速率和双工模式等高级设置，以满足不同网络环境下的需求。
总结来说，本文将介绍交换机的二层通信原理和配置。
首先，我们将详细解释什么是二层通信，以及其原理和工作原理。
然后，我们将探讨交换机的基本配置和高级配置，以帮助读者了解如何正确地配置交换机以实现稳定的网络通信。
最后，我们将总结二层通信原理和强调交换机配置的重要性，希望能为读者提供有关交换机的全面知识。
1.2文章结构1.2 文章结构在本篇文章中，我们将首先介绍交换机的二层通信原理，包括什么是二层通信以及其原理。
接着，我们将详细讨论交换机的配置，包括基本配置和高级配置。
最后，我们将对整篇文章进行总结，强调二层通信原理的重要性以及交换机配置的重要性。
通过这样的文章结构，读者将能够全面了解交换机的二层通信原理以及如何进行相应的配置。
我们希望通过这篇文章，读者能够获得对交换机的深入理解，并能够灵活应用这些知识进行网络的建设和优化。
1.3 目的本文的目的是探讨交换机的二层通信原理和配置。
通过了解二层通信的基本概念和原理，以及熟悉交换机的配置方法，读者将能够深入了解网络中数据在二层之间是如何传递的，并掌握如何正确配置交换机以确保网络的顺畅运行。
第一章计算机网络与数据通信基础(二)
2.常用的二进制编码格式 2.常用的二进制编码格式
在数据通信中,要进行编码 就要采用一定 在数据通信中 要进行编码,就要采用一定 要进行编码 的编码标准.那么目前最常用的编码标准 的编码标准 那么目前最常用的编码标准 就是ASCII码.它既是计算机内码的标准 它既是计算机内码的标准, 就是 码 它既是计算机内码的标准 也是数据通信的编码标准. 也是数据通信的编码标准 ASCII码用 位二进制数表示一个字 码用7位二进制数表示一个字 码用 数字或符号。 母、数字或符号。如：“A”---1000001 “1”-----0110001
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6.数据包和数据帧 数据包和数据帧 数据包:在数据传输时 在数据传输时,通常将较大的数 数据包 在数据传输时 通常将较大的数 据块分割成较小的数据段,并且在这些数 据块分割成较小的数据段 并且在这些数 据段上附加一些信息(如 目标地址 目标地址,源地 据段上附加一些信息 如,目标地址 源地 校验码等).这些数据段及其附加信息 址,校验码等 这些数据段及其附加信息 校验码等 称为数据包.(IP层) 称为数据包 层 数据帧:在实际传输时 在实际传输时,还要将数据包进 数据帧 在实际传输时 还要将数据包进 一步分割成更小的数据单位,这就是数据 一步分割成更小的数据单位 这就是数据 链路层) 帧.(链路层 链路层
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(5)专用信道和公共交换信道 专用信道和公共交换信道 5.码元和码字 码元和码字 码元:在数据通信中 在数据通信中,时间轴上的一个信号 码元 在数据通信中 时间轴上的一个信号 编码单元被称为码元. 编码单元被称为码元 而习惯上,把计算机网络传输的每一位 而习惯上 把计算机网络传输的每一位 二进制代码称为”码元”或”码位”. 二进制代码称为”码元” 码位” 如: “A”-----1000001,那我们说这个 那我们说这个 信号是由7个码元组成的序列 个码元组成的序列.而这个序列 信号是由 个码元组成的序列 而这个序列 通常被称为”码字” 通常被称为”码字”.
计算机网络（二）——通信设备
计算机⽹络（⼆）——通信设备通信⽹络主要由通信设备和通信传输介质组成⼀、⽹络通信设备⽹络中的主要通信节点都是通信设备。
⽹卡⽹卡是⼀块被设计⽤来允许计算机在计算机⽹络上进⾏通讯的计算机设备。
⽹卡上MAC地址（物理地址）出⼚即有，不可更改。
通常的MAC地址修改指的是修改注册表上的MAC地址，在使⽤的时候⽤注册表上的替换硬件上的MAC。
物理层设备中继器中继器（RP repeater）是⼯作在物理层上的连接设备。
适⽤于完全相同的两个⽹络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩⼤⽹络传输的距离。
中继器可以扩展⽹络距离，再⽣衰减信号；还实现粗同轴电缆以太⽹和细同轴电缆以太⽹的互连。
中继器虽然可以延长信号传输的距离、实现两个⽹段的互连，但它不会增加⽹络的可⽤带宽。
⽹段1和⽹段2经过中继器连接后构成了⼀个冲突域和⼴播域。
集线器集线器，⼜称HUB，⽬前已被交换机替代。
集线器可以看作是多接⼝的中继器，若侦测到碰撞，它就会提交阻塞信号。
集线器同样可以延长⽹络通信的距离，或是连接物理结构不同的⽹络，但集线器主要还是⽤作主机站点的汇聚点，将连接在集线器各个接⼝上的主机联系起来，使之可以互相通信。
集线器位于物理层，⽆法识别MAC地址和IP地址，因此会以⼴播的形式发送它接收到的数据包，它的所有端⼝为⼀个冲突域同时也为⼀个⼴播域。
通信时，不会过滤信号，所有接在集线器上的设备都会接到数据，不是⽬的计算机接到数据，会将数据丢掉，只有⽬的计算机会接受数据。
因为所有的端⼝都可以接受到数据，所以使⽤集线器的⽹络是不安全的。
带宽共享，连接的计算机越多，每台计算机分配的带宽越少。
数据链路层设备⽹桥⽹桥⼜称为桥接器，与中继器类似，传统的⽹桥只有两个接⼝，⽤于连接不同的⽹段。
⽹桥具有⼀定的智能性，可以学习⽹络上主机的地址，同时具有信号过滤的功能。
⽹桥可以识别⽹段内部的通信数据流，因此⽹桥连接的不同⽹段，如果数据是在同⼀个⽹段中交互，则另⼀个⽹段中的设备不会接受到数据。
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第 4 章 数据链路层
第 4 章 数据链路层(Data Link Layer)
*4.1 数据链路层的基本概念 *4.2 停止等待协议 *4.3 连续 ARQ 协议 4.4 选择重传 ARQ 协议 *4.5 面向比特的链路层协议 HDLC *4.6 因特网的点对点协议 PPP
数据链路层设计问题
流量控制（flow control）
限制发送方数据流量－－反馈机制
数据链路层的主要功能
(1) 链路管理 (2) 帧定界 (3) 流量控制 (4) 差错控制 (5) 将数据和控制信息区分开 (6) 透明传输 (7) 寻址
4.2 停止等待协议(stop-and wait)
4.2.1 完全理想化的数据传输
基本服务是将源机器中来自网络层的数据传输给目的机器的网络层
网络层 实体
实际的 传输
看成使用数据 链路层协议通 信更好理解
为网络层提供服务
数据链路层提供的三种基本服务
无确认的无连接服务 有确认的无连接服务 有确认的面向连接的服务
建立连接 帧传输 释放连接
链路管理
为网络层提供服务
数据链路层协议的工 作：使不可靠的数据 线路变得完美， 线路变得完美，甚至 是相当好的， 是相当好的，这对无 线链路尤其重要
仅从数据链路层观察帧的流动
简化模型
发送方 主 机 A AP1
数据链路层以上各层
接收方 AP2 主 机 B 高层
缓存
帧
帧 数据链路
物理层和通信线路
缓存
数据链路层
完全理想化的数据传输 所基于的两个假定
假定 1： 链路是理想的传输信道，所传送的任何数 据既不会出差错也不会丢失 假定 2： 不管发方以多快的速率发送数据，收方总 是来得及收下，并及时上交主机 这个假定就相当于认为：接收端向主机交付数据 的速率永远不会低于发送端发送数据的速率
超时计时器的作用
结点A发送完一个数据帧时，就启动一个超时 计时器(timeout timer)
计时器又称为定时器
若到了超时计时器所设置的重传时间 tout而仍 收不到结点 B 的任何确认帧，则结点 A 就重 传前面所发送的这一数据帧 一般可将重传时间选为略大于“从发完数据帧 到收到确认帧所需的平均时间”
两种情况的对比（传输均无差错）
不需要流量控制
A B A等待 等待 送主机 B 送主机 B 送主机 B 时 间 送主机 B 送主机 B
需要流量控制
A B B发送确 发送确 认帧 送主机 B
假定数据不会出错， 假定数据不会出错，所 以回复的内容不限
具有最简单流量控制的 数据链路层协议算法
在发送结点： (1) 从主机取一个数据帧 (2) 将数据帧4) 等待 (5) 若收到由接收结点发过来的信息(此信息 的格式与内容可由双方事先商定好)，则 从主机取一个新的数据帧，然后转到(2)
帧的编号问题
任何一个编号系统的序号所占用的比特数一定 是有限的。因此，经过一段时间后，发送序号 就会重复 序号占用的比特数越少，数据传输的额外开销 就越小 对于停止等待协议，由于每发送一个数据帧就 停止等待，因此用一个比特来编号就够了
一个比特可表示 0 和 1 两种不同的序号
帧的发送序号
数据帧中的发送序号 N(S) 以 0 和 1 交替 的方式出现在数据帧中 每发一个新的数据帧，发送序号就和上 次发送的不一样。用这样的方法就可以 使收方能够区分开新的数据帧和重传的 数据帧了
开销大，但不需重传，常用于 开销大，但不需重传， 出错较多的无线网， 出错较多的无线网，海明码
数据块中附加足够的冗余信息， 数据块中附加足够的冗余信息，使接收方能够推导出已发 出的字符应该是什么
检错码（ 检错码（error-detecting code） ）
开销小，需重传， 开销小，需重传，常用于 出错率较低的光纤网， 出错率较低的光纤网， 奇偶校验码， 奇偶校验码，循环冗余码
基于以上两个假设则不需要协议
4.2.2 具有最简单流量控制的 数据链路层协议
现在去掉上述的第二个假定。但是，仍 然保留第一个假定，即主机 A 向主机 B 传输数据的信道仍然是无差错的理想信 道。然而现在不能保证接收端向主机交 付数据的速率永远不低于发送端发送数 据的速率 由收方控制发方的数据流，乃是计算机 网络中流量控制的一个基本方法
5 4 3 2 1 应用层 运输层 网络层
数据链路层 数据链路层
向上： 向上：向网络层提供服务 向下：处理传输差错 向下： 将物理层的比特组成帧
物理层
设计数据链路层的主要目的： 设计数据链路层的主要目的： 将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路； 将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路； 方法 — 差错检测 差错控制 流量控制
f ’ (x)k R'(x) f'(x). x =Q(x)+ G(x) G(x)
实际发送: f(x) . x +R(x)
k
R'(x)=R(x) R’(x)＝0
R’(x)≠0 R'(x)=R(x)
接收正确 接收出错
数据字段 校验字段 f(x) . x
k
R(x) 发送
举例： 举例：
G(x)
1 1 0 0 1
具有最简单流量控制的 数据链路层协议算法（续）
在接收结点： (1) 等待 (2) 若收到由发送结点发过来的数据帧， 则将其放入数据链路层的接收缓存 (3) 将接收缓存中的数据帧上交主机 (4) 向发送结点发一信息，表示数据帧已 经上交给主机 (5) 转到(1)
4.2.3 实用的停止等待协议
ACK确认帧 确认帧: 确认帧 ACKnowledgem ent
可靠传输
虽然物理层在传输比特时会出现差错，但 由于数据链路层的停止等待协议采用了有 效的检错重传机制，数据链路层对上面的 网络层就可以提供可靠传输的服务
4.2.4 循环冗余检验的原理
差错出现的特点： 差错出现的特点：
随机，连续突发（burst）
处理差错的两种策略：
纠错码（ code） 纠错码（error-correcting code）
1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1
1 0 0 1 CRC校验码 比特序列
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1
A
B
NAK 否认 帧
去掉两个假定：可能出错、 去掉两个假定：可能出错、流量受限
B 出错 A B 丢 失 ！ A B
A
送 主 机 送 主 机 (a) 正常情况
tout 重 传 送 主 机 (b) 数据帧出错 重 传
tout 重 传
丢 失 ！
送 主 机 丢 弃
时 间
送 主 机 (c) 数据帧丢失
(d) 确认帧丢失
成帧（帧定界）
分组
比特流 10101011001111101100111111 需要做的工作： 需要做的工作：
Packet and Frame
将比特流中的错误纠正 将比特流分成帧
差错控制
接收到的帧出错 帧丢失
如何得知： 如何得知：差错校验 如何解决： 如何解决：接收方通知发送方 数据帧丢失：接收方不知情－－发送方再 数据帧丢失：接收方不知情－－发送方再 －－ 发（计时器） 计时器） 确认帧丢失：重复帧－－帧编号 确认帧丢失：重复帧－－帧编号 －－
4.1 数据链路层的基本概念
链路(link)：
是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点 一条链路只是一条通路的一个组成部分
数据链路(data link) ：
把实现协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路 现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件 和软件 一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能
帧检验序列 FCS
在数据后面添加上的冗余码称为帧检验 序列 FCS (Frame Check Sequence)
循环冗余编码方便的方法
发送方 接收方
除数P 除数 尾部加0 尾部加
发送数据 f(x) 生成多项式 G(x) f(x). x R(x) =Q(x)+ G(x) G(x)
k
发送数据 f '(x) 生成多项式 G(x)
冗余码的计算举例
设 n = 5, P = 110101，模 2 运算的结果 是：商 Q = 1101010110， 余数R = 01110 将余数 R 作为冗余码添加在数据 M 的后 面发送出去，即发送的数据是 101000110101110，或 2nM + R
循环冗余检验的原理说明
1101010110 ← Q 商 除数 P → 110101 101000110100000 ← 2nM 被除数 110101 111011 110101 111010 110101 111110 110101 101100 110101 110010 110101 01110 ← R 余数
数据链路层像个数字管道
常常在两个对等的数据链路层之间画出 一个数字管道，而在这条数字管道上传 输的数据单位是帧
结点 帧 帧 结点
早期的数据通信协议曾叫作通信规程 (procedure)。因此在数据链路层，规程 和协议是同义语
数据链路层的主要功能
为网络层提供服务 成帧 差错控制 流量控制
为网络层提供服务
先研究一下数据链路层的模型
数据链路层的简单模型
主机 H1 向 H2 发送数据
主机 H1 电话网 H1 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 R1 网络层 链路层 物理层 R2 网络层 链路层 物理层 R3 网络层 链路层 物理层 路由器 R1 局域网 路由器 R2 广域网 路由器 R3 局域网 H2 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 主机 H2