数据通信与网络复习思考题(答)

《数据通信与网络》复习思考题1第一章计算机网络概论1、什么是计算机网络？什么是远程连机系统？二者之间有何区别？答：计算机网络是以相互共享资源为目的而互连起来的自主计算机系统的集合。远程连机系统是以单台主计算机为中心，通过通信线路连接了若干台本地终端及远程终端的单主机多终端系统。二者的主要区别：前者至少由两台具有独立功能的自主计算机组成，各计算机通过某种网络连接设备和传输介质接入网络，以实现共享资源为目的；网络中的计算机之间没有明确的主从关系，他们既可以联网工作又可以独立工作。后者仅由一台主计算机和若干台终端机组成，各终端与主机以异步通信线路连接，以数据通信为目的；系统中的终端是主机的输入输出设备，没有独立工作的能力。2、要形成一个计算机网络应具备哪些条件？见第一章PPT第16页。3、计算机网络按规模可分为几类？各有什么特点？见第一章PPT第27、29、31、32页。4、计算机网络的发展过程分为哪几个阶段？答：第一阶段是以数据通信为目的的远程联机系统（主机-多终端系统）阶段。这一阶段是通过对数据通信技术的研究与发展，产生了计算机网络的雏形。第二阶段是计算机网络的诞生阶段。这一阶段是通过对分组交换技术的研究与发展形成了以资源共享为目的具有通信子网和资源子网两极结构的计算机网络，开始了TCP/IP协议族的研究。这一阶段的典型代表是ARPAnet。第三阶段是计算机网络的标准化阶段。在这一阶段，针对计算机网络推广应用中出现的互连问题，许多国际组织成立了专门的研究机构，研究网络体系结构和网络通信协议的标准化问题。ISO推出了开放系统互连的参考模型OSI/RM；IEEE针对局域网技术的发展开始了IEEE802系列标准的研究。第三阶段是计算机网络的高速、互连、智能化和广泛应用阶段。这一阶段的典型特征是：–Internet技术的广泛应用–网络计算技术的研究与发展–宽带城域网与接入网技术的研究与发展–网络与信息安全技术的研究与发展5、计算机网络硬件由哪些部分组成？各组成部分具有哪些功能？见第一章PPT第18~22页。6、什么是拓扑结构？计算机网络中常用的拓扑结构有哪些？各有什么特点？答：计算机网络拓扑是指网络中节点与通信线路之间的连接布局，它通过网中节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系。各种物理拓扑结构的特点见第一章PPT第36~39页。7、什么是计算机网络体系结构？《数据通信与网络》复习思考题2答：计算机网络体系结构是网络层次结构模型与各层协议的集合，是对计算机网络系统应实现的功能的精确定义。8、OSI模型的基本结构是什么？掌握各层的主要功能、服务，以及各层之间的关系。答：OSI模型定义的开放系统互连参考模型的基本结构是一种分层对等结构。网络中各节点都具相同的七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。不同节点的相同层具有相同的功能。各层的功能见第一章PPT第54~58页。各层之间的关系是：同一节点内各相邻层之间通过接口通信；每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；各层的服务是其相邻下层的服务与本层功能的综合；不同节点的对等层通过协议来实现对等层之间的通信。9、什么是网络协议？网络协议的主要要素是什么？见第一章PPT第41页。10、掌握TCP/IP的体系结构及各层的主要功能。见第一章PPT第62~64页。11、掌握TCP/IP网络中信息的流动过程和数据封装的特点。见第一章PPT第65~66页。12、从系统的逻辑功能角度考察，计算机网络分为哪两个子网？他们各自的功能是什么？见第一章PPT第24~25页。第二章数据通信基础1、什么是模拟？什么是数字？模拟信号和数字信号有何区别？答：模拟是与连续相对应的概念，数字是与离散相对应的概念。模拟信号是随时间连续变化的物理信号，在时间轴上的有限区间内可以有无限多个值，如声音信号；数字信号是不连续的离散的物理信号，在时间轴上的任意有限区间内只能取有限个值，如二值的脉冲数字信号只有高、低两个电平值。2、数据传输有几种形式？模拟传输和数字传输有何区别？答：无论是模拟数据还是数字数据，都有两种数据传输形式：模拟传输和数字传输。模拟传输是使用模拟信号传输数据信息。如果传输的是数字数据，则要使用调制解调器调制成模拟信号进行传输。模拟传输不考虑传输信号的内容。为了实现长距离传输，使用放大器来增加信号中的能量。但放大器会使噪音分量增加。串联的放大器会导致信号畸变。对于模拟数据来说，允许有许多位的畸变。但对于数字数据来说，串联的放大器会导致传输错误。数字传输是使用数字信号传输数据信息。如果传输的是模拟数据，则要使用编码解码器转换成模拟信号进行传输。数字传输与信号的内容有关，信号衰减会危及数据的完整性。为了获得较大的传输距离，《数据通信与网络》复习思考题3可以使用中继器对信号进行整理、再生放大。接收端可检出传输错误，甚至可以纠错。3、什么是频谱？什么是带宽？什么是基带传输？什么是频带传输？答：信号的频谱是它所包含的频率范围，频谱的宽度就是带宽。基带传输是将数据信息转换成物理信号时，利用原始信号所固有的基本频带进行传输。使用数字信号的传输就是基带传输。频带传输是对原始信号进行频谱搬移后，变换成适合在信道中传送的形式进行传输。采用模拟信号传输数据时，必须经过调制，因此模拟传输就是频带传输。4、数字信号的编码方式有几种？如何识别？见第二章PPT第27~29页。5、什么是PCM脉冲编码调制技术？其理论依据是什么？答：PCM脉冲编码调制技术是对模拟数据进行数字化编码的基本方法，其理论依据是奈奎斯特(Nyquist)的采样定理：设模拟信号f(t)的最高频率为fm(Hz)，如果对该模拟信号进行周期性采样，只要采样的频率f满足f≥2fm，则这些离散采样值可以无失真地恢复成原来的模拟信号。6、掌握模拟数据数字化的基本步骤。见第二章PPT第31页。7、什么叫做调制？什么叫做解调？调制与解调有几种类型？各采用什么调制参数？在计算机通信网中，当采用模拟信道传输数字数据时，必须将信源发出的数字信号转换成能够在模拟信道上传输的模拟信号，这个过程称为调制。调制是根据输入信号的电平变化来改变载波信号的某些特性的过程。当信道上的模拟信号到达信宿时，必须恢复为数字信号，才能被计算机所接受。这个过程称为解调。解调则是调制的逆过程。调制解调有三种基本类型：振幅键控、频率键控及相位键控。它们分别对应的调制参数是信号的幅值、频率和相位角。8、数据传输的主要技术指标有哪些？见第二章PPT第44~48页。9、什么是并行通信？什么是串行通信？见第二章PPT第52~54页。10、什么是同步？有哪几种同步技术？各有什么特点？答：所谓同步，就是要求接收端按照发送端所发送码元的重复频率或起止时间来接收数据，使得收发双方在时序上保持一致。通常采用的同步技术有两种：异步法和同步法。•异步法也称为异步传输，收发双方独立产生同步时钟，但定期进行同步。异步传输的特点是以字符为单位发送数据比特，每个字符的长度一般为5～8位。在每个字符前设置1位起始位，在每个字符后设置1～2位停止位。字符内部的每一位采用固定的时间模式，字符之间间隔可以任意。•同步法也称为同步传输：接收方的时钟完全由发送方控制。同步传输的特点是以数据块为单位发送比特流。数据块加上前缀、后缀和控制信息形成了帧。为了防止时钟漂移，保证接收端接收的每一位数据都和发送端准确地保持同步，常用的方式有内同步和外同步。①内同步是在传输的信号中嵌入时钟信息，使接收端能从接收的信号波形中提取时钟。《数据通信与网络》复习思考题4②外同步是在发送端和接收端之间提供单独的时钟线路，或发送端在发送数据前先发一串同步时钟脉冲（同步字符串），接收端按这个时钟频率调整采样频率。11、按信息在信道中的工作方式来区分，信道的工作方式有几种？见第二章PPT第55页。12、什么是多路复用技术？常用的多路复用技术各有什么特点？多路复用技术是将多个信源的彼此无关的信号，组合在一条物理信道上进行传送的技术。•频分多路复用(FDM)是按照频率区分信号的方法，把传输频带分为若干个较窄的频带，每个频带构成一个子信道，独立地传输信息的技术。特点：频分多路复用使信道在同一时刻能同时独立传送多路信号，每路信号占用不同的频带；在线路上传输的是各路信号经过调制后的叠加在一起的复合信号；频分多路复用技术适用于宽带网络。要求传输介质的可用带宽超过各路信源所需带宽的总和：B＞∑fi。•时分多路复用(TDM)是把信道用于传输的时间划分为许多时间片，各路信号依次轮流占用一个时间片进行传输的技术。特点：时分多路复用技术要求传输介质支持的最大数据传输速率超过各路信源所要求的数据传输速率的总和，既可用于基带局域网，也可用于宽带网络。任一瞬间只有一路信号占用线路，但每个信号都占用整个频带。多路信号分时地在信道内传送。•时分多路复用技术分为同步时分多路复用和异步时分多路复用：前者分配给每个数据源的时间片是固定的，各个数据源的时间片不可互相转让。典型应用T1线路和E1线路。后者允许动态地分配时间片，各个数据源的时间片空闲时可以转让。也称为统计时分多路复用。典型应用是ATM网络。13、有几种网络交换方式？各有什么特点？见第二章PPT第84~95页。14、通信线路中产生差错的主要原因和差错类型是什么？常用的差错控制方法有哪些特点？答：通信线路中产生差错的主要原因是噪声干扰。主要的噪声的类型和产生原因，以及引起的差错类型见第二章PPT第104~105页。常用的差错控制方法见第二章PPT第106~1075页。15、掌握常用的检错码的编码方法和检错率。答：常用的检错码有奇偶校验法和循环冗余校验法。编码方法和检错率见第二章PPT第115~129页。第三章物理层1、什么是物理层？其功能是什么？答：物理层是OSI模型中的最低层。向下是物理设备之间的接口，直接与传输介质连接，使二进制位流通过该接口，从一台设备传送给相邻的另一台设备；向上为数据链路层提供位流传输服务。《数据通信与网络》复习思考题5物理层的功能是通过制定物理设备和传输介质之间的接口技术规范，建立、维持和释放物理连接，实现物理设备之间的比特流的透明传输。2、DTE和DCE是什么？它们对应网络中的哪些设备？答：•数据终端设备DTE（DataTerminalEquipment）是具有一定数据处理能力和具有发送、接收数据能力的设备。对应网络中的主机和终端。•数据电路端接设备DCE（DataCircuitterminatingEquipment）在DTE与传输介质之间提供信号变换和编码功能，并负责建立、维护和释放物理连接。对应调制解调器、交换机等。3、物理接口的主要特性是什么？见第三章PPT第11页。4、常用的有线传输介质和无线传输介质有哪些？各有什么特点？答：常用的有线传输介质有双绞线电缆、同轴电缆和光纤电缆。特点：•双绞线价格最便宜，传输距离较短，速度慢，易受干扰，误码率较高。其外形与电话线相似，分为有保护膜屏蔽双绞线（STP）和无保护膜屏蔽双绞线（UTP）两种。STP在数据传输时可减少电磁干扰，相对稳定性较高。•同轴电缆的价格稍高于双绞线电缆，由外绝缘层包裹着中央导体，绝缘效果较好，误码率较低，传输速率高于双绞线。•光纤传输质量稳定，带宽极高，信道容量大；其传输速率能超过KMbps，远远高于双绞线和同轴电缆；传输衰减小,中继距离远(≥2Km),连接范围广；电磁绝缘性能好，无串音干扰，不易被窃取，安全性好传输可靠性高；但价格极为昂贵。常用的无线传输介质有主要有微波、红外线和激光三类•红外线和激光——方向性强，不受电磁干扰和射频干扰，不易被窃听，安全性好，但易受天气影响，也不具备穿透能力。微波——方向性不强，室外全向天线可覆盖1.5~10公里的半径范围，室内全向天线可覆盖250m~5000m的半径范围；对天气的干扰不敏感，传输质量较高；有一定的穿透能力，能穿透几层墙或两层的混凝土楼板；频率高、频带宽，信道容量大，但误码率较高。5、RS-232C和RS-449接口标准有何不同？各用于什么场合