计算机网络第二章
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2章精品PPT课件
第三阶段：1995年以后，是开始商业应用阶段。 1995年1月邮电部开通ChinaNet，通过电话网、 DDN专线以及X.25等方式正式向社会提供接入 Internet服务。
1996年9月第二个商业网ChinaGBN开通。
各地ISP纷纷开办。
3.中国互联网的主干网
1、中国科学技术网络(CSTNet)—由中科院主管 2、中国公用计算机互联网(ChinaNet)—由中国电信主管 3、中国教育和科研计算机网(CERNet)—由国家教育委员
国际出口带宽8M256K
2.2、对互联网基本认识
2.2.1 进一步认识Internet Internet上的资源 Internet的工作方式
2.2.1 认识TCP/IP协议及IP地址 2.2.3 认识WWW
Internet上的资源
1. 信息资源——包含了人类知识的方方面面
2. 服务资源——可主要归纳如下：
电子邮件(E-mail) 远程登录(Telnet) 文件传输(FTP) 新闻(Usenet) 电子公告栏(BBS) 信息查找（Brows）
万维网WWW 菜单式信息查询服务(Gopher) 档案查询 服务(Archie) 广域信息服务系统(WAIS)
Internet的工作方式
采用客户机/服务器系统（Client/Server System）。提供资源的计算机叫作服务器，使用资源 的计算机叫作客户机。
国际出口带宽4M。
(2) 中国公用计算机互联网(ChinaNet)
中国邮电部组建，包括8个地区网络中心和31省 市网络分中心，是主干线覆盖全国的商业网之 一。目前在北京、上海分别有两条专线作为国 际出口。
国际出口带宽123M（99年）
(3) 中国教育和科研计算机网(CERNet)
《计算机网络（第7版）谢希仁著》第二章物理层要点及习题总结
《计算机⽹络（第7版）谢希仁著》第⼆章物理层要点及习题总结1.物理层基本概念：物理层考虑的是怎样才能再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2.物理层特性：机械特性，电⽓特性，功能特性，过程特性3.数据通信系统：分为源系统（发送端）、传输系统（传输⽹络）、⽬的系统（接收端）三⼤部分，通信的⽬的是传送消息，数据是运送消息的实体，信号则是数据的电⽓或电磁的表现，通信系统必备的三⼤要素：信源，信道，信宿4.信号： （1）模拟信号（连续信号） 代表消息的参数的取值是连续的，连续变化的信号，⽤户家中的调制解调器到电话端局之间的⽤户线上传送的就是模拟信号。
（2）数字信号（离散信号），代表消息的参数的取值是离散的。
⽤户家中的计算机到调制解调器之间，或在电话⽹中继线上传送的就是数字信号。
在使⽤时间域（或简称为时域）的波形表⽰数字信号时，代表不同离散数值的基本波形就称为码元。
在使⽤⼆进制编码时，只有两种不同的码元，⼀种代表0状态⽽另⼀种代表1状态。
（1码元可以携带的信息量不是固定的，⽽是由调制⽅式和编码⽅式决定的，1码元可以携带n bit的信息量，可以通过进制转换和多级电平）5.信道 （1）基本概念：信道⼀般⽤来表⽰向某⼀个⽅向传送信息的媒体，⼀条通信电路往往包含⼀条发送信道和⼀条接收信道。
（2）通信双⽅的交互⽅式： ①单⼯通信（单向通信）：即只能有⼀个⽅向的通信⽽没有反⽅向的交互，例如：⽆线电⼴播，有线电⼴播 ②半双⼯通信（双向交替通信）：即通信的双⽅都可以发送信息，但不能双⽅同时发送（当然也就不能同时接收）。
这种通信⽅式是⼀⽅发送另⼀⽅接收，过⼀段时间后可以再反过来。
例如：对讲机 ③全双⼯通信（双向同时通信）：即通信的双⽅可以同时发送和接收信息。
例如：打电话 （3）调制和解调 原因：信源的信号常称为基带信号（即基本频带信号）。
像计算机输出的代表各种⽂字或图像⽂件的数据信号都属于基带信号。
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。
计算机网络知识精讲 第二章 物理层
第二章物理层(一) 通信基础1. 信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念2. 奈奎斯特定理与香农定理3. 编码与调制4. 电路交换、报文交换与分组交换5. 数据报与虚电路(二) 传输介质1. 双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质2. 物理层接口的特性(三) 物理层设备1. 中继器2. 集线器2.1 通信基础2.1.1 信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念（1）信道：向某一个方向传送信息的媒体。
（2）信号：数据的电磁或电气表现。
（3）带宽：媒介中信号可使用的最高频率和最低频率之差，或者说是频带的宽度，Hz；另一定义是信道中数据的传送速率，bps。
（4）码元：在使用时间域（简称时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
（5）波特：单位时间内传输的码元数。
（6）比特率：单位时间内传输的比特数。
（7）信源（8）信宿计算机网络的性能计算1. 速率比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
一个比特就是二进制数字中的一个1 或0。
速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。
速率的单位是b/s（bps），kb/s, Mb/s, Gb/s 等“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或b/s (bit/s)，bps。
更常用的带宽单位是千比每秒，即kb/s （103 b/s）兆比每秒，即Mb/s（106 b/s）吉比每秒，即Gb/s（109 b/s）太比每秒，即Tb/s（1012 b/s）请注意：在计算机界，K = 210 = 1024M = 220, G = 230, T = 240。
3. 时延(delay 或latency)传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
计算机网络基础-段标 第2章
⑶ IP协议的主要功能
IP协议主要承担了在网际进行数据报无连接的传送、数据报寻址和差错控 制，向上层提供IP数据报和IP地址，并以此统一各种网络的差异性(不同的网 络其帧结构不同)。
第二章 网络体系结构与协议
2.传输控制协议（TCP）
传输控制协议TCP属于TCP/IP协议群中的传输层，是一种面向连接的子协 议，在该协议上准备发送数据时，通信节点之间必须建立起一个连接，才能提供 可靠的数据传输服务。TCP协议位于IP协议的上层，通过提供校验和、流控制及 序列信息弥补IP协议可靠性上的缺陷。 ⑴ TCP报文结构
⑴ 在发送方主机上，应用层将数据流传递给传输层； ⑵ 传输层将接收到的数据流分解成以若干字节为一组的TCP段，并在每一段上增加 一个带序号的的TCP报头，传递给IP层； ⑶ 在IP层将TCP段作为数据部分，再增加一个含有发送方和接收方IP地址的包头组 成分组或包，同时还要明确接收方的物理地址及到达目的主机路径，将此数据包和 物理地址传递给数据链路层； ⑷ 数据链路层将IP分组作为数据部分并加上帧报头组成一个“帧”，交由物理层接 收主机或IP网间路由器； ⑸ 在目的主机处，数据链路层将帧去掉帧头，将IP分组交给IP层； ⑹ IP层检查IP包头，如果包头中校验和与计算出来的不一致，则丢弃此报文分组， 如果检验和与计算出来的一致，则去掉IP报头，将TCP段传送到TCP层； ⑺ TCP层检查序号，确认是否为正确的TCP段； ⑻ TCP层计算TCP报头和数据校验和，如果计算出来的校验和与报头的校验和不符 合，则丢弃此TCP段，如果检验和正确，则去掉TCP包头，并将真正的数据传递给 应用层，同时发出“确认收到”的信息； ⑼ 在接收方主机上的应用层收到一个数据流正好与发送方所发送的数据流完全一样。
应用层 与用户进程的接口，即相当于做什么？ 表示层 数据格式的转换，即相当于对方看起来像什么？ 会话层 会话的管理与数据传输的同步，即相当于该谁讲话和从何处讲？ 传输层 从端到端经网络透明地传输报文，即相当于对方在何处？
计算机网络课件_第二章
50Ω—— RG-8（粗缆）单段传输距离最远为500米 RG-58 (细缆）单段传输距离最远为185米
■频带传输型(主要模拟传输) 75Ω——公用天线电视系统(CATV)用
同轴电缆
同轴电缆
绝缘保护套层 外导体屏蔽层
绝缘层
内导体
光缆（光导纤维）
外包层
玻璃纤维（核心） 外壳
两种材料的密度差异必 须达到能够使纤芯中的光线 只能反射回来而不能折射入 覆层的程序。
Multimode Fiber 多模光纤
多模光纤是指在给定的工作波长上，能以多个模式同 时传输的光纤。其光纤芯径在50到100μm的范围内，多条入 射角度不同的光线可以同时在一条光纤反射式地传播。
输入脉冲
多模光纤
2.2.2 有关信号的几个基本概 念
单向通信（单工通信）——只能有一个方 向的通信而没有反方向的交互。
双向交替通信（半双工通信）——通信的 双方都可以发送信息，但不能双方同时发 送(当然也就不能同时接收)。
双向同时通信（全双工通信）——通信的 双方可以同时发送和接收信息。
基带(baseband)信号和 带通(band pass)信号
光纤系统中使用的光源器件
有两种类型，皆为施 加电压便可发射光束的 半导体装置。
LED (发光二极管) 价廉，工作温度范围
较大，工作寿命较长， 但只能发射发散的光线， 只在短距离内使用。 ILD (注入式激光二极管)
根据激光原理工作， 光线具有高度集中性， 高效高数据速率长距离
光纤通信的原理
0
尺寸更小且重量更轻
衰减最小
电磁隔离 不受外部电磁场影响(干扰、冲激噪声和串扰影响小) 无能量辐射，也难以分接（防窃听功能)
(整理)计算机网络第二章要点
第二章数据通信技术基础1、信息、数据、信号通信是为了交换信息。
信息（Information）是数据中所包含的有效内容或解释。
信息的载体可以是数字、文字、语音、图形和图像，常称它们为数据（Data）。
在计算机网络系统中，数据（Data）是指计算机中传递（携带）信息的实体，即在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。
信号（Signal）：数据的物理量编码（通常为电信号），数据以信号的形式在介质中传播。
模拟信号是随时间连续变化的信号，这种信号的某种参量，如幅度、频率或相位等可以表示要传送的信息。
数字信号是离散信号，如计算机通信所用的二进制代码“0”和“1”组成的信号。
模拟信号和数字信号的波形图如图2.1所示。
图2.1 模拟信号与数字信号信道也可以分成传送模拟信号的模拟信道和传送数字信号的数字信道两大类。
但是应注意，数字信号在经过数模变换后就可以在模拟信道上传送，而模拟信号在经过模数转换后也可以在数字信道上传送。
2、通信系统模型图2.2 通信系统的模型信源是产生和发送信息的一端，信宿是接受信息的一端。
变换器和反变换器均是进行信号变换的设备，在实际的通信系统中有各种具体的设备名称，例如调制器与解调器、编码与解码器。
3、数据传输方式模拟传输模拟传输指信道中传输的为模拟信号。
当传输的是模拟信号时，可以直接进行传输。
当传输的是数字信号时，进入信道前要经过调制解调器调制，变换为模拟信号。
图2.4 模拟传输数字传输数字传输指信道中传输的为数字信号。
当传输的信号是数字信号时，可以直接进行传输。
当传输的是模拟信号时，进入信道前要经过编码解码器编码，变换为数字信号。
图2.5 数字传输编码：不归零码、曼切斯特码、差分曼切斯特码（要求掌握）4、傅立叶分析及信号带宽任何周期信号都可以表示为基波信号和各种高次谐波信号的合成。
根据傅立叶分析法，可以把一个周期为T 的复杂函数)(t g 表示为无限个正弦和余弦函数之和∑∑∞=∞=++=110)2cos()2sin(2)(n n n n nft b nft a a t g ππ 其中0a 代表直流分量，T f 1=为基频，n a 、n b 分别是n 次谐波振幅的正弦和余弦分量频谱指组成周期信号各次谐波的振幅按频率的分布图，虽然周期信号的频谱理论上可以是无限的，但是一般高次谐波的分量会越来越小，因此，一般将小于某一分量的谐波略掉。
计算机网络技术第二章知识点
计算机网络技术第二章知识点在计算机网络技术的学习中，第二章通常会涵盖一些关键的概念和技术，这些知识对于我们深入理解网络的运行原理和工作方式至关重要。
首先，我们来谈谈数据通信基础。
数据在网络中传输，就像是货物在运输线上流动。
数据通信的基本任务就是要将这些“货物”准确、快速地从源点传送到目的地。
这涉及到信号的类型，比如模拟信号和数字信号。
模拟信号就像连续的波浪，是平滑变化的；而数字信号则是离散的，像一个个台阶。
在数据传输中，还有一个重要的概念是带宽。
带宽可以理解为信息公路的宽度，它决定了在单位时间内能够传输的数据量。
带宽越大，就像公路越宽，能同时通过的车辆越多，数据传输速度也就越快。
数据传输方式也有多种。
比如串行传输和并行传输。
串行传输是一位一位地依次传输数据，就像单人依次通过狭窄的通道；并行传输则是多位数据同时传输，如同多人同时通过宽敞的大门。
但并行传输在距离较长时，由于信号同步等问题，成本较高，所以在长距离传输中，串行传输更为常见。
接着，我们说一说信道复用技术。
这就好比在一条道路上，通过巧妙的安排，让多个用户能够同时使用，提高道路的利用率。
常见的信道复用技术有时分复用、频分复用和波分复用。
时分复用是按照时间划分，不同用户在不同的时间段使用信道；频分复用则是根据频率来划分，每个用户使用不同的频率范围；波分复用主要用于光通信，是按照光的波长来划分信道。
差错控制也是第二章的一个重要知识点。
在数据传输过程中，由于各种干扰和噪声，可能会出现错误。
差错控制技术的目的就是检测和纠正这些错误，确保数据的准确性。
常见的差错控制方法有检错码和纠错码。
检错码只能检测出错误，但不能纠正；而纠错码不仅能检测错误，还能纠正错误，但实现起来通常更加复杂。
然后是数据交换技术。
这类似于在不同的地点之间传递物品，有不同的传递方式。
电路交换就像是建立一条专用的通道，在通信期间一直占用；报文交换则是把要发送的信息整体作为一个报文，通过存储转发的方式进行传输；分组交换则是把报文分成一个个较小的分组进行传输，提高了传输效率和灵活性。
计算机网络各章重点总结
计算机网络各章重点总结计算机网络是现代信息技术中的关键组成部分，它连接了世界各地的计算机设备，实现了信息的传输和共享。
为了更好地理解和应用计算机网络，下面将对计算机网络的各章重点进行总结。
第一章：计算机网络和因特网计算机网络是指由若干具有独立功能的计算机互连而成的系统，它通过通信线路实现计算机之间的数据传输。
而因特网是全球最大的计算机网络，它基于TCP/IP协议族，连接了全球范围内的计算机和网络设备。
第二章：物理层物理层是计算机网络的最底层，它负责将数字数据转换为物理信号，并通过通信介质进行传输。
在物理层中，需要了解不同的传输介质（如铜线、光纤等），以及常见的调制和编码技术。
第三章：数据链路层数据链路层负责提供可靠的数据传输，通过帧的形式将数据从发送方传输到接收方。
在数据链路层中，需要学习帧的结构、差错检测和纠正等技术，以及常见的介质访问控制方法（如CSMA/CD、CSMA/CA等）。
第四章：网络层网络层负责将数据从源主机传输到目的主机，它通过路由选择算法来确定传输路径。
在网络层中，需要理解IP地址的结构和分类，了解IP协议，以及熟悉常见的路由协议（如RIP、OSPF等）。
第五章：传输层传输层提供端到端的可靠数据传输，它通过端口号实现进程之间的通信。
在传输层中，需要学习常见的传输协议（如TCP和UDP），并了解TCP的可靠性机制、流量控制和拥塞控制等技术。
第六章：应用层应用层是计算机网络的最高层，它提供各种不同的应用服务，如电子邮件、文件传输、远程登录等。
在应用层中，需要学习常见的应用协议（如HTTP、FTP、SMTP等），以及网络中的安全问题（如加密和认证）。
第七章：因特网上的音频/视频技术随着网络带宽的增加和技术的发展，音频和视频技术在计算机网络中的应用越来越广泛。
在这一章节中，需要了解音频和视频编码技术（如MP3、H.264等），并了解视频流媒体和音频流媒体的传输原理。
第八章：网络安全网络安全是计算机网络中的重要问题，它涉及到数据的保密性、完整性和可用性等方面。
第2章 计算机网络
2.2.4 IP地址
Internet上计算机拥有的唯一地址称为IP地址。 IP地址由因特网信息中心NIC统一分配。NIC负责分配最高级IP 地址，并给下一级网络中心授权在其自治系统中再次分配IP地址。
1. IP地址结构
IP地址由两部分构成：网络地址和主机地址
2. IP地址分类
IP地址长度为4个字节，即32位二进制数，由4个用小数点隔开 的十进制数字域组成，称为点分十进制表示法，其每个十进制数字 域的取值在0~255之间。 IP地址划分为A、B、C、D、E五类，其中A、B、C三类为基本IP 地址 A类 B类 C类 0网络地址（7bit） 10 110 网络地址（14bit） 网络地址（21bit） 主机地址（24bit） 主机地址（16bit） 主机地址（8bit）
计 算 机 网 络 分 类
2.按拓扑结构分类
星状网：所有主机和其他设备均通过一个中央连接单元或是集线 器（hub）连接在一起而构成。 环状网：全部的计算机连接成一个逻辑环，数据沿着环传输，通过 每一台计算机。
计 算 机 网 络 分 类
总线型网：将所有的计算机和打印机等网络资源都连接到一条主干 线（即总线）上，所有主机都通过总线来发送或接收数据。
2.2 Internet基础知识
2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.2.7 项目2：两种方法查看IP地址 Internet的发展概要 Internet的特点 IP地址 域名地址 Internet的接入 Internet的常用服务
2.2.2 Internet的发展概要
3. 特殊IP地址
（1）网络地址：当一个IP地址的主机地址部分为0时，它表示 一个网络地址。例如：202.115.65.0表示一个C类网络。 （2）广播地址：当一个IP地址的主机地址部分为1时，它表示 一个广播地址。例如：142.55.255.255表示一个B类网络142.55中的 全部主机。 （3）回送地址：任何一个IP地址以127为第1个十进制数时，则 称为回送地址，例如：127.0.0.1，回送地址可用于对本机网络协议 进行测试。
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。
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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。
(完整版)计算机网络(第二章)课后答案
第二章应用层(课后习题和问题部分题目和参考答案)复习题：1.列出5种非专用的因特网应用及它们所使用的因特网协议。
答案：Web应用和HTTP协议、电子邮件应用和SMTP（简单邮件传输协议）、因特网的目录服务DNS和DNS协议、P2P应用和P2P协议、远程终端访问和Telnet、文件传输和FTP。
3.对两进程之间的通信会话而言，哪个进程是客户机，哪个进程是服务器？答案：在给定的一对进程之间的通信会话中，发起通信（即在该会话开始时与其他进程联系）的进程被标示为客户机，在会话开始时等待联系的进程是服务器。
6．假定你想尽快的处理从远程客户机到服务器的事务，应使用UDP 还是TCP？为什么？答案：UDP，因为TCP是面向连接的可靠数据传输服务，使用TCP 协议时，在应用层数据报文开始流动之前，其客户机程序和服务器程序之间互相交换运输层控制信息，完成握手阶段。
TCP的三次握手，以及拥塞控制机制和分组都有开销。
UDP没有拥塞控制机制，所以发送端可以以任何速率向其下面的层（网络层）注入数据。
7.在日常生活中你或许会使用Web浏览器和邮件阅读器。
你或许还会用到FTP用户代理，Telnet用户代理，音频/视频播放器用户代理（比如Real Networks player），即时信息代理，P2P文件共享代理。
答案：无。
8.列出运输协议能够提供的4种宽泛类型的服务。
对于每种服务类型，指出是UDP还是TCP（或这两种协议）提供这样的服务。
答案：1.可靠数据传输，TCP提供了可靠的端到端数据传输服务，而UDP没有。
2.吞吐量，TCP和UDP均为提供此服务。
3.定时，TCP和UDP均为提供此服务。
4.安全性，TCP在应用层可以很容易地通过SSL来提供安全服务,而UDP没有。
10.握手协议的作用是什么？答案：提示客户机和服务器做好传输分组的准备。
15．为什么说FTP在“带外”发送控制信息？答案：因为FTP 使用两个并行的TCP连接来传输文件，一个是控制连接，一个是数据连接。
计算机网络(谢希仁第八版)第二章课后习题答案
1.物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？答：物理层要解决的主要问题：（1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。
（2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。
（3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。
物理层的主要特点：（1）由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械，电气，功能和规程特性。
（2）由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。
2.规程与协议有什么区别？答：在数据通信的早期，对通信所使用的各种规则都称为“规程”，后来具有体系结构的计算机网络开始使用“协议”这一名词，以前的“规程”其实就是“协议”，但由于习惯，对以前制定好的规程有时仍常用旧的名称“规程”。
3.试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构建的作用。
答：源点：源点设备产生要传输的数据。
源点又称为源站。
发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。
接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。
终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。
终点又称为目的站传输系统：信号物理通道4.试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输。
答：数据：是运送信息的实体。
信号：则是数据的电气的或电磁的表现。
模拟数据：运送信息的模拟信号。
模拟信号：连续变化的信号。
计算机网络 第二章物理层
在电话语音信道上
• 采用二值信号编码，波特率等于比特率。 • 假设比特率为b，发送8比特所需要得时间T=8/b秒，因而
一次谐波的频率即基频f =1/T=b/8Hz。 • 话音信道的截止频率约为3000 Hz，采用二值信号编码，
则话音信道能通过的最大谐波次数为： 3000/f =24000/b次。
• 在接受端要想辨认传来的信号，信道必须允许信号的十次 谐波通过，所以话音信道的极限信号传输速率为2400波特。
• 数据传输速率是指每秒钟传输的二进制位数，单位为比 特/秒（bit/s=b/s=bps）。又称位速率或比特率。
（注：1Kbps=1000bps，1Mbps=1000Kbps， 1Gbps=1000Mbps，1Byte/s=1Bps=8bps）
波特率和比特率
• 波特率RB与比特率Rb的关系：Rb=RB·log2V
• 几 比个 。低次谐波振幅的平方根√—an—2 +—bn—2 与相应频率处的能量成正 • 有限带宽的信道会对所传信号各次谐波的振幅作不等量的衰减及
相位延迟。 • 要保证信号的传输质量，信道的带宽必须适应或高于信号的带宽。
• (a)为原始二进制 信号和它前15次 谐波的平方根振 幅。
(b)~(e)为前几次 谐波的合成。
距离 最后的信号（还包括噪声）
距离
几个基本概念
• 信道带宽（bandwidth）是指信道上所能传输的电信号 的频率范围，单位为赫兹（Hz）。
• 信号的带宽是指信号的能量按频率分布最集中的区域， 单位为赫兹（Hz）。
• 信号传输速率是指每秒钟传送的信号数量（码元数）， 单位为波特（Baud）。也叫码元速率或波特率。
• 任何持续时间有限(T)的非周期为函数g(t),可以把它想象 成一个周期为T的函数,从而分解成无数个正旋和余旋函 数
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2.6 网络的分类
从网络连接的区域看网络可分为：
个域网（Personal Area Network, PAN ）：只有数 十米的区域，有蓝牙（802.15）、ZigBee （802.15.4）以及UWB（超宽带）等技术 局域网（Local Area Network，LAN)：10m~nkm， 大楼，校园 城域网（Metropolitan Area Network，MAN)：城市， 几十公里 广域网（Wide Area Network，WAN）：国家和地 区，100km~1000km 互连网（internet）：由众多网络互连而成
分层的原则：
协议栈（protocol stack)：一个特定的系统所使用的一组协议 （每一层一个或几个协议），网络协议图（参见其它文件）
2.2网络体系结构 ——层和协议的集合
层(layer) 协议(protocol) 服务(service或业务) 接口（interface) 原语(primitive)
层(layer) 协议(protocol) 服务(service或业务) 接口（interface) 原语(primitive)
第n层的通信规则 和功能由该层的协 议描述
2.2网络体系结构 ——层和协议的集合
层(layer) 协议(protocol) 服务(service或业务) 接口（interface) 原语(primitive)
时间
举例（寄包裹）
发信人 收信人
协议５ 协议４ 协议３
购物 封装 邮寄 捆扎 运输
协议２
运输
协议１ 空运
拆包 捆扎 运输 运输
运输
陆运
使用 拆封 取物 拆包 运输
2.2网络体系结构 ——层和协议的集合
协议体系(protocol architecture)
网络协议：是指通信双方（或多方）关于如何进行通信的一种约定[1]。 协议分层：为了降低设计的复杂度，增加网络的可扩展性，具有概念化、 结构化的优点，有利于新业务的导入。 将相似的功能集中在同一层内，必要时可将层的功能再分成子块，层数 不宜过多，以避免层间接口的开销变大。 当功能差别较大时应分层处理。 各层只对相邻的上下层定义接口。
服务原语工作示意图
N+1层 request N层 N+1层
indication
response confirm
计算机A
计算机B
服务原语工作示例 1 COENNCT.request dial 2 CONNECT.indication ring 3 CONNECT.response pick up 4 CONNECT.confirm ringing stops 5 DATA.request say something 6 DATA.indication hears voice 7 DISCONNECT.request caller hangs up 8 DISCONNECT.indication busy tone
相邻上下层之间都有 接口，接口定义下层 向上层提供的服务。
2.2网络体系结构 ——层和协议的集合
层(layer) 协议(protocol) 服务(service或业务) 接口（interface) 原语(primitive)
服务由一组原语描述。 如果协议位于操作系统 中，则这些服务原语通 常是一些系统调用。
从网络使用者分
从连接方式看
小结
本章要求
重点掌握OSI七层模型和TCP/IP模型，熟悉 网络体系结构（层、服务、协议等基本概念） 第一章：13，18，20，21，22，33，36
作业
传送数据不需要建立连接，即有即送。 将每个数据单元打包，在包头添加地址信息。 特点：每个数据包独自寻路（重复劳动），同一数据流 的包可能经由不同的路径到达目的地，到达的顺序也可 能颠倒。
非连接服务
服务原语（primitive)
服务原语分为4种类型：
请求(request):一个实体请求做 某项服务 指示(indication)：一个实体被告 知做某项服务 响应(response)：一个实体发出 响应 证实(confirm)：请求得到响应
A P A S P A T S P A N T S P A D N T S P A D
Application Application Presentation Presentation Session Session Transport Transport Network Network Data Datalink link Physical Physical
N+1层 协议实体
N+1层 协议实体
请求
证实
响应
提供的服务 使用的服务
指示
原语一般都携带参数。 证实型（confirmed）和非证实型 （unconfirmed）服务的区别：
N层 协议实体 N-1层 协议实体
N层 协议实体 N-1层 协议实体
证实型服务包含所有4种服务原 语。 非证实型服务只包含请求和指示 2种服务原语。
2.两者都有功能相似的应用层、传输层、网络层。
不同点： 1.在OSI模型中，严格地定义了服务、接口、协议；在TCP/IP模型中， 并没有严格区分服务、接口与协议。 2.OSI模型支持非连接和面向连接的网络层通信，但在传输层只支持 面向连接的通信；TCP/IP模型只支持非连接的网络层通信，但在传 输层有支持非连接和面向连接的两种协议可供用户选择。 3.TCP/IP模型中不区分、甚至不提起物理层和数据链路层。
2.2网络体系结构 ——层和协议的集合
层(layer) 协议(protocol) 服务(service或业务) 接口（interface) 原语(primitive)
不同机器中对应的 层称为对等实体 （peer entity)
2.2网络体系结构 ——层和协议的集合
ISO-OSI模型
应用层： 处理应用进程之间所发送 和接收的数据中包含的信 表示层： 息内容。 在两个应用层之间的传 输过程中负责数据的表示 会话层： 语法 负责建立（或清除）在 两个通信的表示层之间的 传输层： 通信通道，包括交互管理、 为会话层提供与下面网络 同步，异常报告。 无关的可靠消息传送机制 网络层： 路由、转发，拥塞控制
internet
从传输媒体看
有线网络 无线网络
从功能上分
主干网(backbone)：高速，功能简捷 接入网(access network)：功能复杂，种类繁多
公用网（public network):指国家的电信公司或ISP出资建造的大型 网络，公众通过缴费即可使用。 专用网（private network)：指某个单位所有，仅为本单位人员提 供的网络。 广播型网络：多个用户共享同一信道的网络，也称共享媒体型网络 点-点网络：由许多点-点的链路连接而成，也称交换型网络
Chapter 2 网络的体系结构与参考模型
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
网络的构成 网络的体系结构 OSI模型 TCP/IP模型 OSI与TCP/IP模型比较 网络的分类
2.1 网络的构成
接入网
Si
பைடு நூலகம்
网络的构成
（有线）
端系统（主机等）：
信息的收发
通信链路（电缆等）：
数据链路层： 成帧，差错控制、流量控 制，物理寻址，媒体访问 物理层： 控制 缆线，信号的编码，网络 接插件的电、机械接口
分组 帧
PDU: Protocol Data Unit 协议数据单元
2.4 TCP/IP模型
主机至网络层（或网络接口 层），在TCP/IP模型中很少提 及。
2.4 TCP/IP模型
network data link physical
data link physical
data link physical application transport network data link physical
data link physical
802.3 physical
802.11 802.11b物理层
数据单元的名称与关系
PDU PCI 业务接入点SAP
业务数据单元SDU
协议数据单元PDU 协议控制信息PCI
PCI
N层的PDU=N层PCI+N层SDU
N层的SDU=N+1层的PDU
服务（service)
面向连接的服务
首先要在信源与信宿之间建立连接，然后在此连接上通 信，最后拆除连接。 特点：占用一定的资源，可靠，按序传送
TCP Client-Server交互流程
TCP Server
socket() bind()
TCP Client
socket() connect() send()
listen() accept()
建立连接
请求数据
响应数据
recv()
send()
recv() closesocket()
recv() closesocket()
Internet
信息的传输
主干网
接入网 （无线） 接入网
Si
中间交换系统（路由 器等）：信息的转发 主干网（核心网络） 接入网（边缘网络）
因特网
（校园网）
2.2网络体系结构 ——层和协议的集合[1]