数据与计算机通信 2
数据通信与计算机网络(第二版)-作业答案
第1章计算机网络概论1、什么是计算机网络？计算机网络的最主要的功能是什么？答：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件实现资源共享和信息传递的系统就是计算机网络。
计算机网络的主要功能：资源共享、数据通信、分布式处理、负载均衡、提高系统的可靠性和可用性等等。
2、计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段有什么特点？答：计算机网络的发展可划分为三个阶段。
第一个阶段是从单个网络APPANET向互联网发展的过程。
最初只是一个单个的分组交换网，并不是一个互联网络。
后来，ARPA才开始研究多种网络互联的技术。
第二个阶段是建成了三级结构的因特网。
分为：主干网、地区网和校园网（或企业网）。
这种三级网络覆盖了全美国主要的大学和研究所，并且成为因特网中的主要部分。
第三个阶段是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。
3、说明网络协议的分层处理方法的优缺点。
答：优点：可使各层之间互相独立，某一层可以使用其下一层提供的服务而不需知道服务是如何实现的；灵活性好，当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响；结构上可以分割开，各层可以采用最合适的技术来实现；易于实现和维护；能促进标准化工作。
缺点：层次划分得过于严密，以致不能越层调用下层所提供的服务，降低了协议效率。
4、将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较，讨论其异同之处。
答：TCP/IP和OSI的相同点是二者均采用层次结构，而且都是按功能分层，不同点有：OSI分七层，而TCP/IP分为四层；OSI层次间存在严格的调用关系，两个层实体的通信必须通过下一层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务，因而减少了一些不必要的开销，提高了协议效率;OSI只考虑用一种标准的公用数据网。
5、计算机网络的硬件组成包括哪几部分？答：计算机网络的硬件组成包括服务器、主机或端系统设备、通信链路等6、计算机网络可从哪几个方面进行分类？答：计算机网络可以从网络的交换功能、网络的拓扑结构、网络的覆盖范围、网络的使用范围等方面进行分类。
数据与计算机通信
数据与计算机通信1.引言数据与计算机通信是指通过不同的方式和协议，将数据从一个地方传输到另一个地方。
这在现代社会中无处不在，我们的日常生活已经与数据通信紧密相连。
无论是通过互联网浏览网页、发送电子邮件，还是通过手机发送文字、图片和视频，数据通信在许多方面都起到了关键作用。
本文将介绍数据与计算机通信的基本概念、传输方式和常用协议，以及相关的安全问题。
2.数据通信的基本概念数据通信是指在计算机网络中，将数据从一个节点传输到另一个节点的过程。
在数据通信中，数据被分为小的数据包（Packet），并通过网络进行传输。
数据通信可以在局域网（LAN）或广域网（WAN）中进行，也可以通过无线网络进行传输。
数据通信的基本要素包括发送端（Sender）、接收端（Receiver）、传输介质（Transmission Medium）和协议（Protocol）。
发送端将要发送的数据进行分段，并通过传输介质发送给接收端。
接收端将接收到的数据包进行重组，以恢复原始数据。
3.数据通信的传输方式数据通信可以有三种基本的传输方式：单工传输、半双工传输和全双工传输。
在单工传输中，数据只能在一个方向上进行传输。
发送端将数据发送给接收端，但接收端不能回复数据。
在半双工传输中，数据可以在两个方向上进行传输，但不能同时进行。
发送端和接收端可以交替地发送和接收数据。
在全双工传输中，数据可以在两个方向上同时进行传输。
发送端和接收端可以同时发送和接收数据，实现双向通信。
4.数据通信的常用协议数据通信的实现离不开各种协议。
协议定义了发送端和接收端之间数据传输的规则和格式。
IP协议是互联网中使用的最基本的协议。
它定义了数据包的分组和寻址规则，确保数据能够从发送端到达接收端。
TCP协议是基于IP协议的传输协议，用于在计算机之间建立可靠的连接。
TCP协议将数据分割成小的数据块，并确保它们按正确的顺序到达接收端。
UDP协议也是基于IP协议的传输协议，但它是无连接的，不提供可靠的数据传输。
《数据与计算机通信》课后习题参考答案
《数据与计算机通信》课后习题及参考答案第2章的参考答案2.1答案：设发送消息的蓝军为A，另外一个蓝军为B。
再设步兵由一头到量外一头所用的时间为t，可以定义两军的通信协议如下：（1）A发送消息后2t时间内还灭有收到B的确认，则重发，直到收到确认。
（2）B收到消息后，立即发送去确认知道不再收到A的消息。
（3）若在中午之前t时刻，A还没有收到B的确认信息，或者B在中午前的2t时间内还继续收到A发来的消息，则第二天进攻。
2．3答案：（1）预定（A）客人（Guest）向主人（Hosts）发出要Pizza的Request。
（B）主人接受请求，提起电话拨Pizza饼店，在电话中提出预定的种类和数量。
（C）Pizza店的外卖服务生(Order Clerk)填好订单，然后传送给Pizza Cook。
完成；（2）送货（A）Pizza Cook将做好的Pizza饼给服务生；（B）服务生在订单上签字后送给送货车司机，司机开车取送货，沿道路送往订货人的地点；（C）送货车司机到达后，拿出定单和主人交接；（D）主人将送来的Pizza饼再送给客人(Guest)2.4 答案A．(1)中国总理与英文翻译之间：(a)中国总理对自己的英文翻译说中文；(b)中国翻译将中文翻译成英文后给法国总理的英文翻译；(2)法国总理与英文翻译之间(a)法国总理的英文翻译接收中国总理的英文翻译给自己的英文翻译；(b)将英文翻译成法文，然后给法国总理，反之亦然。
B．这三者之间要实现一种类似于电信系统中三方通信之类的过程：(1)中国总理拿起电话，说中文给中文/德文翻译(2)德文翻译把中文翻译成德文，然后通过电话线传送给法国总理的德文/法文翻译(3)德文/法文翻译将接收到的德文翻译成法文(4)德文/法文翻译将翻译过来的法文给法国总理听2．7 答案a．在分段情况下，都需要包含N层数据首部的拷贝b．在组合的情况下，可以用一个N层的数据首部组合成单一的N－1层PDU。
数据与计算机通信(第七版)_khdaw
d 主人，然后，主人请客人吃饼。
2.4* a. 中法两国总理的电话会谈通过各自的英文翻译在电话上实现。总理间交流思想，翻
h 译间交流语言，电话系统传递声音。层间用语言或信号交互，如图。
k 中国总理
中国翻译
w.国际电话
汉语 英语
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第三章 习题参考答案
3.1 a.对于多点配置，同一时间只允许一个设备发送，为什么？
b.集中方式和非集中方式各有什么优缺点？
解答 a. 因为多点配置是共享的广播信道。
b. 集中方式是一种主从工作方式（可以采用轮询、排队、优先选择、令牌环的标记轮转或
其它策略），优点是能够实现优先级、信道流量等控制功能，最主要缺点是如果主站故障，
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精确的意义上说，仅有方法能以较高的概率保证两军同时进攻，但无法确保。
2.2 主要优点：采用结构化方法，可以把错综复杂问题分解成较简单而比较单纯的更小问题， 各层分工明确，职责清楚。
m 主要缺点：通信过程需要经过多层处理，增加了一些开销和延迟；此外的各层 PDU 中
增添了用户数据以外的不少冗余信息。
，ω3
=
95，ϕ3
=
π 2
。
o 3.6 指出函数 f (t) = (10cost)2 的周期。
c 解答
. 根据三角函数降幂公式 知 cos 2 t = 1 (1+ cos 2t) 2
w 或者由积化和差公式 cos α cos β = 1 [cos(α + β ) + cos(α − β )]推得 2
中国总理 汉语 中国翻译
国际电话
数据与计算机通信dataandcomputercommunication课后习题答案
《数据与计算机通信》课后习题参考答案第2章的参考答案2.1答案：设发送消息的蓝军为A，另外一个蓝军为B。
再设步兵由一头到量外一头所用的时间为t，可以定义两军的通信协议如下：（1）A发送消息后2t时间内还灭有收到B的确认，则重发，直到收到确认。
（2）B收到消息后，立即发送去确认知道不再收到A的消息。
（3）若在中午之前t时刻，A还没有收到B的确认信息，或者B 在中午前的2t时间内还继续收到A发来的消息，则第二天进攻。
2．3答案：（1）预定（A）客人（Guest）向主人（Hosts）发出要Pizza的Request。
（B）主人接受请求，提起电话拨Pizza饼店，在电话中提出预定的种类和数量。
（C）Pizza店的外卖服务生(Order Clerk)填好订单，然后传送给Pizza Cook。
完成；（2）送货（A）Pizza Cook将做好的Pizza饼给服务生；（B）服务生在订单上签字后送给送货车司机，司机开车取送货，沿道路送往订货人的地点；（C）送货车司机到达后，拿出定单和主人交接；（D）主人将送来的Pizza饼再送给客人(Guest)答案A．(1)中国总理与英文翻译之间：(a)中国总理对自己的英文翻译说中文；(b)中国翻译将中文翻译成英文后给法国总理的英文翻译；(2)法国总理与英文翻译之间(a)法国总理的英文翻译接收中国总理的英文翻译给自己的英文翻译；(b)将英文翻译成法文，然后给法国总理，反之亦然。
B．这三者之间要实现一种类似于电信系统中三方通信之类的过程：(1)中国总理拿起电话，说中文给中文/德文翻译(2)德文翻译把中文翻译成德文，然后通过电话线传送给法国总理的德文/法文翻译(3)德文/法文翻译将接收到的德文翻译成法文(4)德文/法文翻译将翻译过来的法文给法国总理听2．7 答案a．在分段情况下，都需要包含N层数据首部的拷贝b．在组合的情况下，可以用一个N层的数据首部组合成单一的N－1层PDU。
第3章的参考答案3．1 答案a. 因为多点配置是共享的广播信道。
计算机网络与通信(第2版)课后习题参考答案
解答：
以传递邮件为例。首先，E-mail数据通过本地计算机（信息源）发送给Modem（变换器），完成数字信号到模拟信号的转换，然后通过电话线（信道）传送到目的地的Modem
（反变换器），完成模拟信号到数字信号的转换，然后送给目的地计算机（受信者），从而完成整个数据的传输。
#include <stdio.h>
#include <graphics.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
/*函数：初始化图形显示模式。*/
void InitPaint(void)
{
int gdriver = DETECT, gmode, errorcode;
（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。
目前光纤的最大传输速率可达10Gbps的数量级。
2.3 无线电通信频率范围是多少？无线电广播频谱和微波频谱各是多少？
解答：
无线电通信频率范围为3KHz～300GHz，无线电广播频谱为30 MHz～1 GHz，微波频谱为2～40 GHz。
数据通信与计算机网络(第2版)习题4
一、填空题1.常见的局域网接口类型有_______、_______、________等，其中常见的以太网接口有_______、_________、________及________。
2.完成电脑与局域网相互连接的设备是_________，安装完后需要_________。
3.广域网接口类型分为_______和_________，其中ATM接口属于________。
4.中继器是位于OSI参考模型的________网络设备，常用于完成两个网络节点之间的_______工作，而网桥与中继器的主要区别在于______________________________________。
5.集线器工作在OSI参考模型的_________，是一种特殊的________，与中继器的主要区别在于集线器能够提供_______服务，从工作方式来看，集线器是一种_______，所有端口都是_______。
6.交换机的功能主要包括3个，分别是______、________、________，交换机在传送源和目的端口的数据包时，通常采用_______、________和_________3种数据包交换方式，其中________方式在数据处理时延时大。
7.路由交换机，也称_______，使用硬件技术，采用巧妙的处理方法把________和_________在网络中的功能集成到一个盒子里，是将路由技术与交换技术合二为一的一种新的交换技术，即_________。
8.路由器执行两个最重要的基本功能：_______和________。
路由功能是由________实现，交换功能是数据在路由器内部_________过程。
9.动态路由协议是网络中的路由器之间相互通信、传递路由信息、利用收到的路由信息更新_________的过程，常用的动态路由协议有________、_________。
10.网关是工作在OSI模型中________，网关按照功能来划分，可分为_______、_______、_________。
数据通信与计算机网络(第2版)习题2
一、填空题1.点与点之间建立的通信系统是通信的最基本形式，这一通信系统的模型包括________、_______、_________、________、_________和_________6部分。
2.模拟信号无论表示模拟数据还是数字数据，在传输一定距离后都会__________，克服的办法是用_________来增强信号的能量，但___________也会增强，以至于信号畸变。
3.数字信号长距离传输会衰减，克服的办法是使用_________，把数字新号恢复为“0”、“1”的标准电平后再继续传输。
4.串行数据通信的方向性结构可分为3种，即________、__________和___________。
5.比特率是指数字信号的_________，也叫信息速率，反映一个数据通信系统每秒传输二进制信息的位数，单位为bit/s。
6.比特率是一种_________速率，又称码元速率或波元速率，指单位时间内通过信道传输的码元数，单位为（Baud）。
7.信道容量表示一个信道的_________，单位为bit/s。
8._________是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。
9.在频段传输中根据调制所控制的载波参数不同，有3种调制方式：_________、__________和____________。
10.双绞线适用于模拟和数字通信，是一种通用的传输介质，可分为__________双绞线（STP）和___________双绞线（UTP）两类。
11.有线传输介质通常是指___________、___________和___________。
12.模拟信号数字化的过程包括3个阶段，即___________、___________和___________。
13.电路交换的通信过程包括3个阶段：即___________、___________和___________。
14.分组交换有___________分组交换和___________分组交换两种。
计算机网络技术基础(2)数据通讯系统
1条传输介质 3个信道共享
信
源
MUX
信
DEMUX
宿
2.1 数据通信的基本概念
不同类型的信号在不同类型的信道上传输
情况：
数据：
数据
信号：模拟信号 数字信号
信道：模拟信道 数字信道
2.1 数据通信的基本概念
调制与解调: 数字信号经过变换器转换为模拟信号再发送，这一过 程叫调制（ Modulator ） ，这一变换器叫调制器。 模拟信号经过变换器转变为数字信号，这个过程称为 解调（ Demodulator ），这个变换器称为解调器。 同时具备调制与解调功能的设备，称为调制解调器。
2 数据通信技术
2.1 数据通信的基本概念 2.2 传输介质的主要特性 2.3 无线与卫星通信技术 2.4 数据传输技术 2.5 数据编码技术 2.6 差错检验与校正
2.1 数据通信的基本概念
2.1 数据通信的基本概念
数据通信系统
2.1 数据通信的基本概念
数据 Data 数据是指把事件的某些属性规范化后的表现形式，可以 被识别，也可以被描述。
2.2 传输介质的主要特性（双绞线）
直通线的线序（最常用）
一端T568B：白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
一端T568B：白橙 /橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
2.2 传输介质的主要特性（双绞线）
交叉线的线序（少用）
一端T568A：白绿／绿／白橙／蓝／白蓝／橙／白棕／棕 一端T568B：白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
Modem
电话系统
Modem
2.1 数据通信的基本概念 （重要的技术指标）
传输速率
传输速率是指信道上传输信息的速度。 两种表示方法:比特率和波特率。
数据通信与计算机网络（第2版）习题6
数据通信与计算机网络（第2版）第6章习题第1 页共1 页一、填空题1.通信网的硬件系统一般由、和转换交换系统等3部分通信设备构成，这是构成通信网的物理实体。
2.现代通信网除了有传递各种用户信息的业务网之外，还需要若干支撑网，如、、和管理网。
3.SONET 定义了线路速率的等级结构，其传输速率以为基础进行倍乘，这个速率对于电信号就称“第1级同步传送信号”，记为STS-1;SDH 速率为，称为“第1级同步传送模块”，记为STM-1STM-1。
4.ITU 对第三代移动通信系统确定了3个无线接口标准，分别是、和。
其中，是由我国所提出的标准。
5.ITU 在2012年1月通过了4G 4G（（IMT-Advanced IMT-Advanced）的）的4种标准，分别是、、和。
6.广域网为用户所提供的服务可以分为两大类，即的网络服务和的网络服务。
这两种服务的具体实现就是通常所谓的数据报服务和虚电路服务。
7.帧中继是在OSI/RM 的层上使用的方式传送和交换数据单元的一种方式。
8.帧中继是一种简化的技术，帧中继业务兼有业务和的长处，实现上又比ATM 技术简单。
9.ISDN 定义了一些标准化的信道，定义了一些标准化的信道，并分别用一个英文字母来表示，并分别用一个英文字母来表示，并分别用一个英文字母来表示，其其中最常见的是信道（信道（64kbit/s 64kbit/s 的数字PCM 话音或数据信道）和 信道（信道（信道（16kbit/s 16kbit/s 或64kbit/s 用作公共信道信令的信道）。
10.ISDN 有两种接口方式：即 （BRI BRI））接口和接口和 （PRI PRI））接口。
11.ISDN 一次群速率的结构是nB+D,n 的数值对应于2.048Mbit/s 2.048Mbit/s（（E1系统）和1.544Mbit/s （T1系统）的基群，分别为分别为 或或 。
12.ATM 的分层参考模型是一个立体模型，在逻辑上可按以下3个层面进行描述，分别是进行描述，分别是 平面、平面、平面、 平面和平面和平面和 平面。
系统分析师-数据通信与计算机网络2_真题无答案
系统分析师-数据通信与计算机网络2(总分39, 做题时间90分钟)单项选择题TCP使用三次握手协议来建立连接，设甲乙双方发送报文的初始序号分别为X 和Y，甲方发送(13) 的报文给乙方，乙方接收报文后发送(14) 的报文给甲方，然后甲方发送一个确认报文给乙方便建立了连接。
SSS_SINGLE_SEL1.A SYN=1，序号=XB=1SYN=1，序号=X+1，ACKxC SYN=1，序号=YD=1SYN=1，序号=Y，ACKY+1SSS_SINGLE_SEL2.A SYN=1，序号=X+1BSYN=1，序号=X+1，ACK=1xC=1SYN=1，序号=Y，ACKx+1D=1SYN=1，序号=Y，ACKY+1(注：ACK的下标为捎带的序号)3.可以把所有使用DHCP获取IP地址的主机划分为不同的类别进行管理。
下面的选项列出了划分类别的原则，其中合理的是(22) 。
SSS_SINGLE_SELA 移动用户划分到租约期较长的类B 固定用户划分到租约期较短的类C 远程访问用户划分到默认路由类D 服务器划分到租约期最短的类服务器的部署是网络规划的重要环节。
某单位网络拓扑结构如图3-3所示，需要部署VOD服务器、Web服务器、邮件服务器，此外还需要部署流量监控服务器对单位内部网络流量进行监控。
VOD服务器应部署在位置(2) ，Web服务器应部署在位置(3) ，流量监控服务器应部署在位置(4) 。
上述服务器中，流出流量最大的是(5) ，流入流量最大的是(6) 。
SSS_SINGLE_SEL4.A ①B ②C ③D ④SSS_SINGLE_SEL5.A ①B ②C ③D ④SSS_SINGLE_SEL6.A ①B ②C ③D ④SSS_SINGLE_SEL7.A VOD服务器B Web服务器C 流量监控服务器D 邮件服务器SSS_SINGLE_SEL8.A VOD服务器B Web服务器C 流量监控服务器D 邮件服务器网络设计过程分为逻辑网络设计和物理网络设计两个阶段，各个阶段都要产生相应的文档，下面的选项中，(28) 应该属于逻辑网络设计文档，(29) 属于物理网络设计文档。
数据通信与计算机网络第五版（习题答案）——第二章物理层
数据通信与计算机网络第五版第二章物理层2-1物理层要解决哪些问题？物理层协议的主要任务是什么？解答：物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。
因此物理层要考虑如何用电磁信号表示“1”或“0”；考虑所采用的传输媒体的类型，如双绞线、同轴电缆、光缆等；考虑与物理媒体之间接口，如插头的引脚数目和排列等；考虑每秒发送的比特数目，即数据率。
物理层协议的主要任务就是确定与传输媒体的接口有关的一些特性，即机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。
2-2规程与协议有什么区别？解答：用于物理层的协议也常称为物理层规程（procedure）。
其实物理层规程就是物理层协议。
只是在“协议”这个名词出现之前人们就先使用了“规程”这一名词。
2-3物理层的接口有哪几个方面的特性？各包含些什么内容？解答：（1）机械特性指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。
常见的各种规格的电源接插件都有严格的标准化的规定。
（2）电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
（3）功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
（4）过程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
典，用户目的系统一般也包括以下两个部分：接收器：接收传输系统传送过来的信号，并把它转换为能够被目的设备处理的信息。
典型的接收器就是解调器，它把来自传输线路上的模拟信号进行解调，提取出在发送端置入的消息，还原出发送端产生的数字比特流。
终点：终点设备从接收器获取传送来的数字比特流，然后进行信息输出（例如，把汉字在PC 屏幕上显示出来）。
终点又称为目的站或信宿。
在源系统和目的系统之间的传输系统可以是简单的传输线，也可以是连接在源系统和目的系统之间的复杂网络系统。
2-5 请画出数据流1 0 1 0 0 0 1 1的不归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的波形（从高电平开始）。
解答：所求波形图如图所示。
《数据通信与计算机网络课件》(王磊) 第2章
数据通信与计算机网络
【注】关于多项式和二进制数
从数学的角度来讲，所有的数都可以用多项式来表示。例如， 123可以表示为：
123=1×102+2×101+3×100 这里的1、2、3分别是多项式的系数。扩展开来，对于二进制数 10111，可以表示为以x为基数的多项式： x4+x2+x+1 当然，反过来用一串二进制数来表示一个多项式也是可以的。
带限信号的频率上限为fH，用fS≥2fH的频率对其进行抽样，那
么在接收端就可以通过低通滤波器将该信号完整的恢复出来。
PCM的编码过程包括采样、电平量化和编码三个步骤。
数据通信与计算机网络
脉冲编码调制（PCM）
数据通信与计算机网络 差错控制编码
差错控制编码概述
差错控制编码的实质就是通过增加冗余信息来保证数据传输 的完整性和准确性。
奇偶校验的主要优点是简单，缺点是当出现偶数个错误的时 候检测不能显示出错，因此奇偶校验只能检测出部分传输差错。
数据通信与计算机网络
为了增强奇偶校验的检错能力，人们在奇偶校验的基础上 又开发出了二维奇偶校验的方法（又称水平垂直奇偶校验）， 其方法是对数据块进行水平和垂直两个方向进行校验，其在传 输时按列顺序进行传输。
0
1
0
0
数据通信与计算机网络
循环冗余校验（CRC）
循环冗余校验（Cyclic Redundancy Code，CRC）是普兰奇 （Prange）在1957年提出的。在其后的20多年里，随着循环码的 代数结构、性能和编译方法的不断提高，极大的推动了循环冗余 校验在实际差错控制系统中的应用。目前，循环冗余校验过程已 由集成电路产品实现，由于其运算速度较快，因此在多种通信和 网络设备中广泛应用。
第2章数据通信基础【计算机网络】
第2章数据通信基础数据通信是计算机网络中最为基础的部分，它涉及到信息的传输、交换和接收。
在这一章节中，我们将探讨数据通信的基本概念、技术和应用，帮助读者理解计算机网络的核心原理。
2.1 数据通信的基本概念数据通信是指通过通信系统传输数字信号的过程。
在计算机网络中，数据通信是实现不同设备之间信息交换的关键。
它包括数据的编码、传输、接收和解释等环节。
2.2 数据通信的模型数据通信模型是描述数据传输过程的抽象模型，它将数据通信过程划分为不同的层次，以便更好地理解和实现。
常用的数据通信模型包括OSI模型和TCP/IP模型。
2.3 数据通信的介质数据通信介质是数据传输的物理载体，它可以是电缆、光纤、无线电波等。
不同的介质具有不同的传输速率、传输距离和抗干扰能力等特点。
选择合适的通信介质对于保证数据传输的质量和效率至关重要。
2.4 数据通信的协议数据通信协议是规定数据传输过程中各环节操作和行为的规则。
它包括数据编码、传输控制、错误检测和纠正等内容。
常见的协议有TCP、IP、HTTP等。
协议的选择和实现对于数据通信的可靠性和效率具有重要影响。
2.5 数据通信的安全数据通信安全是保护数据在传输过程中不被未授权访问、篡改或泄露的关键。
常用的数据通信安全技术包括加密、身份认证、访问控制等。
保障数据通信安全对于保护个人隐私和商业机密具有重要意义。
通过学习本章内容，读者可以更好地理解数据通信的基本概念、技术和应用，为深入学习计算机网络打下坚实的基础。
2.6 数据通信的拓扑结构数据通信的拓扑结构是指网络中各个节点之间的连接方式。
常见的拓扑结构包括星型、环型、总线型和网状型等。
不同的拓扑结构具有不同的优点和缺点，适用于不同的应用场景。
了解和选择合适的拓扑结构对于构建高效、稳定的计算机网络至关重要。
2.7 数据通信的传输方式数据通信的传输方式是指数据在通信介质上的传输方式。
它可以是串行传输或并行传输。
串行传输是指数据按位顺序传输，而并行传输是指数据同时传输多个位。
数据通信与计算机网络(第4版)[杨心强,陈国友][电子教案]第2章 数据通信基础知识
![数据通信与计算机网络(第4版)[杨心强,陈国友][电子教案]第2章 数据通信基础知识](https://img.taocdn.com/s3/m/54102f6669eae009581bec3b.png)
21
起始位
2.2.1 传输方式(续4)
同步传输 每一个字符使用起止位按位进行传送， 数据块以帧作为整体传输，并做到：①发/收之间 的位同步；②每一帧建立同步标志，建立帧同步。
┅ 帧信息 同 步 标 志 帧信息 同 步 标 志 ┅ 传送方向
56253传输媒体续1电信领域使用的电磁波的频谱无线电微波红外线可见光紫外线x射线射线双绞线同轴电缆卫星地面微波调幅无线电调频无线电海事无线电光纤电视hzlfmfhfvhfuhfshfehfthf波段1010101011101210131014101510161010101012101410161018102010221024移动无线电57253传输媒体续21导向传输媒体双绞线把两根具有绝缘保护层的铜导线按一定密度互樫绞缠在一起形成的线对
(1)数字数据，数字信号(如0/1→一个/另一个电平) (2)数字数据，模拟信号(如ASK、FSK和PSK) (3)模拟数据，数字信号(如话音信号的PCM调制) (4)模拟数据，模拟信号(如AM、FM和PM)
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第 2 章：内容提纲
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 信息、数据和信号 传输方式和传输速率 传输损伤和传输质量 通信编码 传输信道及传输媒体
1 kb/s＝1000b/s，1Mb/s＝1000kb/s， 1Gb/s＝1000Mb/s，1Tb/s＝1000Gb/s。
调制速率与数据信号速率的关系： Rb = R B log 2 M
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2.2.3 频带利用率
频带利用率 指单位传输带宽所能实现的传输速 率。
RB η= B
(Bd/Hz) 或
2
数据通信与计算机网络
数据通信与计算机网络-差错控制
2.3
检错与纠错的基本概念
2.4
几种差错控制编码介绍
目录
2.5
滑窗协议
2.3.1 码距与检错纠错能力
14
1．基本概念
在信道编码中，定义码组中非零码元的数目为码组的重 量，简称码重。例如，“010”码组的码重为1，“011”码 组的码重为2。
把两个码组中对应码位上具有不同二进制码元的位数定 义为两码组的距离，简称码距。例如，（00）与（01）码距 为1，（110）与（101）码距为2。
2.3.2 编码效率
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编码效率是指一个码组中信息位所占的比重，用R来表示。即
（2-4）
其中，k为信息码元的数目（信息位长度），n为编码组码元的总数（编码后码组 长度：n=k+r），r为监督码元的数目（监督位长度）。
显然，R越大编码效率越高。对于一个好的编码方案，不但希望其检错纠错能力强，而且 还希望它的编码效率高，但两方面的要求是矛盾的，在设计中要全面考虑。
2．差错类型
5
1 2
随机差错
随机差错又称独立差错，是指错码的出现是随机的，且错码 之间是统计独立的。存在这种差错的信道称为随机信道，例 如，微波接力和卫星转发信道。
突发差错
突发差错是指成串集中出现的错码，也就是说，在一些 短促的时间区内会出现大量错码，而在这些短促的时间 区间之间又存在较长的无错码区间。产生突发差错的信 道称为突发信道，如短波、散射等信道。
b5
1111111111
b6
1111111111
b7
0000000000
b8（校验） 0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
2.4.1 奇偶校验码
《数据通信与计算机网络》电子教案第2章 数据通信
• 信息：人对雪花和马的认识
• 数据：文字，二进制数，十进制数
• 信号：电压，光，磁场强度
网络和现代通信技术基础——数据通信
5
2.1 数据通信的基本概念
2.1.2 信号与信号传输 两种不同类型的量：
A.时间、温度、电波、声音
信号中没有断开或不连续的的地方；
B.字符，二进制数，电脉冲
信号仅取一些有限数目的值；
同步字符
（b）双同步格式
网络和现代通信技术基础——数据通信
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2.4 数据通信的基本方式
异步通信格式 ：
第n个字符
第n+1个字符
0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1
起 始 位
ห้องสมุดไป่ตู้
第5—8个数据位
停 止 位
空 闲 位
网络和现代通信技术基础——数据通信
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2.5 多路复用技术
多路复用技术:用一条高速线路传送多条低速线路的数据
网络和现代通信技术基础——数据通信
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2.1 数据通信的基本概念
模拟信号与数字信号的特点
模拟： 波动性； 持续变化； 反映事物的本质； 在电信业已经被广泛 使用超过100年； 数字： 离散性； 跃变性； 设备性能先进， 较为便宜；
网络和现代通信技术基础——数据通信
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2.1 数据通信的基本概念
1 0 1 1 0 0 1
–曼彻斯特编码(Manchester Encoding)
–差（微）分曼彻斯特编码 （Differential Manchester Encoding）
网络和现代通信技术基础——数据通信
13
2.3 数据编码技术
0
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6
Simplified File Transfer Architecture
7
A Three Layer Model
Application Layer （应用层） Transport Layer
（传输层） Network Access Layer (网络接入层)
8
Network Access Layer
数据通信与网络
Data Communications & Networking 2. 协议体系结构
Protocol Architecture
为什么需要协议体系结构 简化的三层协议体系 OSI模型的体系结构 TCP/IP协议体系结构
1
Agenda
为什么需要协议体系结构 简化的协议体系结构 OSI模型的体系结构 TCP/IP协议体系结构
指示
A primitive issued by a service provider either to: indicate that a procedure has been invoked by the peer service user on the connection and to provide the associated parameters, or notify the service user of a provider-initiated action
9
Transport Layer
Reliable data exchange Independent of network being
used Independent of application
10
Application Layer
Support for different user
applications e.g. e-mail, file transfer
equipment Two standards:
OSI Reference model
Never lived up to（符合） early promises
TCP/IP protocol suite
Most widely used
Also: IBM Systems Network Architecture
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作为标准的框架结构的OSI体系结构
Layer Specific Standards特定层的标准
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Elements of Standardization
Protocol specification 协议规范
Operates between the same layer on two systems
Services between adjacent layers
expressed in terms of primitives and parameters Primitives specify function to be performed Parameters pass data and control info
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2.3 OSI
Open Systems Interconnection Developed by the International
Organization for Standardization (ISO) Seven layers A theoretical system delivered too late! TCP/IP is the de facto （actually） standard
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Protocol Architectures and Networks
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Addressing Requirements
Two levels of addressing required Each computer needs unique
network address Each application on a (multitasking) computer needs a unique address within the computer
Task broken into subtasks Implemented separately in layers in stack Functions needed in both systems 3 Peer layers communicate
Key Elements of a Protocol
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Protocol Data Units (PDU)
At each layer, protocols are used to
communicate Control information is added to user data at each layer Transport layer may fragment user data Each fragment has a transport header added
Protocol specification must be precise Functional description of what is providrenced by SAPs
寻址
由服务访问点引用
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Service Primitives （原语） and Parameters
OSI Layers
Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical
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24
OSI模型中协议分层的理解
请举一日常生活中的例子来形象地描述该模型中
各层的peer-to-peer protocol（对等协议）和 上下层之间的interface（接口）。 北大学生张明给理工大学生李强写信的例子
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Operation of a Protocol Architecture
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Standardized Protocol Architectures
Required for devices to communicate Vendors have more marketable products Customers can insist on standards based
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Primitive Types
REQUEST
请求
INDICATION
A primitive issued by a service user to invoke some service and to pass the parameters needed to specify fully the requested service
The service access point or SAP
上层访问下层所提供的服务 是上下层之间的接口
The port on TCP/IP stacks
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Protocols in Simplified Architecture
请与前面简化的文件传送体系结构进行对比
•前者是此协议体系结构的一个例子 •网络接入模块即网络接入层 •通信服务模块对应于传输层 •文件传送应用属应用层
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OSI - The Model
A layer model Each layer performs a subset of the
required communication functions Each layer relies on the next lower layer to perform more primitive functions Each layer provides services to the next higher layer Changes in one layer should not 22 require changes in other layers
在两个系统的同层之间工作
May involve different operating system可涉及不同的操作系统
协议规范必须准确 Format of data units 数据单元的格式 Semantics of all fields 所有字段的语义 allowable sequence of PDUs 协议数据单元认可的序号 Service definition 服务定义
李强（接收方）
读信
第3层对等协议
第3层 投信 取信 3/2接口
第2层
收信 分检 装包
第2层对等协议 转运邮包
投递 选路 拆包
取回邮包 2/1接口
装车 第1层
发车
第1层对等协议
到站
卸车 26
铁轨（传输媒体）
The OSI Environment
27
OSI as Framework for Standardization
2
2.1 Need For Protocol Architecture
E.g. File transfer
Source must activate comms. Path or inform network of destination Source must check destination is prepared to receive File transfer application on source must check destination file management system will accept and store file for his user May need file format translation
Destination SAP Sequence number Error detection code