数据通信与计算机网络课后答案(浙江大学出版社)

OSI将整个通信功能划分为七个层次，各层的具体功能如下：

物理层：物理层(Physical layer)是参考模型的最低层。该层是网络通信的数据传输介质，由连接不同结点的电缆与设备共同构成。主要功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，负责处理数据传输并监控数据出错率，以便数据流的透明传输。

数据链路层：数据链路层(Data link layer)是参考模型的第2层。主要功能是：在物理层提供的服务基础上，在通信的实体间建立数据链路连接，传输以“帧”为单位的数据包，并采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。

网络层：网络层(Network layer)是参考模型的第3层。主要功能是：为数据在结点之间传输创建逻辑链路，通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径，以及实现拥塞控制、网络互联等功能。

传输层：传输层(Transport layer)是参考模型的第4层。主要功能是向用户提供可靠的端到端(End-to-End)服务，处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题。传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，因此，它是计算机通信体系结构中关键的一层。

会话层：会话层(Session layer)是参考模型的第5层。主要功能是：负责维扩两个结点之间的传输链接，以便确保点到点传输不中断，以及管理数据交换等功能。

表示层：表示层(Presentation layer)是参考模型的第6层。主要功能是：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。

应用层：应用层(Application layer)是参考模型的最高层。主要功能是：为应用软件提供了很多服务，例如文件服务器、数据库服务、电子邮件与其他网络软件服务。

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并行传输是指数据以成组方式在多个并行的信道上同时传输，相应地需要若干根传输线。一般用于计算机内部或近距离设备的数据传输。

◆优缺点:并行传输优点是速度快，缺点是费用高。因为并行传输需要一组传输线，所以并行传输一般用在短距离范围且传输速度要求高的场合。

串行传输是指数据在信道上一位一位的逐个传输，从发送端到接收端只需一根传输线，成本少，易于实现，是计算机网络中普遍采用的传输方式。PC机和外界进行串行通信是通过串行端口（COM）完成的。

串行信号在传输线上的传送方向有以下三种方式:

1. 单工通信（双线制）

单工（simplex）通信只允许传送的信息始终向一个方向流动。实际应用中，单工通信的信道采用双线制

例如，广播、电视系统；BP机；道路交通单行道。

2. 半双工通信（双线制＋开关）

半双工（half duplex）通信允许信息流向两个方向的都可传输，但同一时刻只能朝一个方向传输。

例如，无线电对讲机就是半双工通信

3. 全双工通信（四线制）

全双工（full duplex）通信是指在同一时刻，能同时进行双向通信。

例如，常用的电话系统就是全双工通信。

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局域网的拓扑结构主要有星型拓扑、环型拓扑、总线拓扑以及混合型拓扑。

星型拓扑：星形网通过点到点链路接到中央结点的各站点组成的。通过中心设备实现许多点到点连接。在数据网络中，这种设备是主机或集线器。在星形网中，可以在不影响系统其他设备工作的情况下，非常容易地增加和减少设备。星型拓扑的优点是:利用中央结点可方便地提供服务和重新配置网络；单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网，容易检测和隔离故障,便于维护；任何一个连接只涉及到中央结点和一个站点，因此控制介质访问的方法很简单，从而访问协议也十分简单。星型拓扑的缺点是:每个站点直接与中央结点相连，需要大量电缆,因此费用较高；如果中央结点产生故障，则全网不能工作，所以对中央结点的可靠性和冗余度要求很高。

总线拓扑结构：总线型网络采用单根传输线作为传输介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到传输介质或称总线上。使用一定长度的电缆将设备连接在一起。设备可以在不影响系统中其他设备工作的情况下从总线中取下。任何一个站点发送的信号都可以沿着介质传播，而且能被其他所有站点接收。总线拓扑的优点是:电缆长度短，易于布线和维护；结构简单，传输介质又是无源元件，从硬件的角度看，十分可靠。总线拓扑的缺点是:因为总线拓扑的网不是集中控制的，所以故障检测需要在网上的各个站点上进行；在扩展总线的干线长度时，需重新配置中继器、剪裁电缆、调整终端器等；总线上的站点需要介质访问控制功能,这就增加了站点的硬件和软件费用。

环形拓扑结构：由连接成封闭回路的网络结点组成的，每一结点与它左右相邻的结点连接。

环形网络的一个典型代表是令牌环局域网，它的传输速率为4Mbps或16Mbps，这种网络结构最早由IBM推出，但现在被其他厂家采用。在令牌环网络中，拥有" 令牌" 的设备允许在网络中传输数据。这样可以保证在某一时间内网络中只有一台设备可以传送信息。在环形网络中信息流只能是单方向的，每个收到信息包的站点都向它的下游站点转发该信息包。信息包在环网中“旅行”一圈，最后由发送站进行回收。

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1、星形网络拓扑结构：

以一台中心处理机（通信设备）为主而构成的网络，其它入网机器仅与该中心处理机之间有直接的物理链路，中心处理机采用分时或轮询的方法为入网机器服务，所有的数据必须经过中心处理机。

星形网的特点：

（1）网络结构简单，便于管理（集中式）；

（2）每台入网机均需物理线路与处理机互连，线路利用率低；

（3）处理机负载重（需处理所有的服务），因为任何两台入网机之间交换信息，都必须通过中心处理机；

（4）入网主机故障不影响整个网络的正常工作，中心处理机的故障将导致网络的瘫痪。

适用场合：局域网、广域网。

2、总线形网络拓扑结构：

所有入网设备共用一条物理传输线路，所有的数据发往同一条线路，并能够由附接在线路上的所有设备感知。入网设备通过专用的分接头接入线路。总线网拓扑是局域网的一种组成形式。

总线网的特点：

（1）多台机器共用一条传输信道，信道利用率较高；

（2）同一时刻只能由两台计算机通信；

（3）某个结点的故障不影响网络的工作；

（4）网络的延伸距离有限，结点数有限。

适用场合：局域网，对实时性要求不高的环境。

3、环形网络拓扑结构：

入网设备通过转发器接入网络，每个转发器仅与两个相邻的转发器有直接的物理线路。环形网的数据传输具有单向性，一个转发器发出的数据只能被另一个转发器接收并转发。所有的转发器及其物理线路构成了一个环状的网络系统。

环形网特点：

（1）实时性较好（信息在网中传输的最大时间固定）；

（2）每个结点只与相邻两个结点有物理链路；

（3）传输控制机制比较简单；

（4）某个结点的故障将导致物理瘫痪；

（5）单个环网的结点数有限。