计算机网络 差错控制的基本方式

计算机⽹络习题和答案解析计算机⽹习题及参考答案第⼀章1.1写出计算机⽹络的定义，指明涉及到的知识点。

答：计算机⽹络是通过传输介质、通信设施和⽹络通信协议，把分散在不同地点的计算机设备互联起来，实现资源共享和信息传输的系统。

涉及到的知识点：1）传输介质；2）通信协议；3）不同地点.；4）计算机设备；5）资源共享；6）数据传输；7）系统。

1.6计算机⽹络提供的基本功能有哪些？答：1）数据通信。

计算机⽹络中的计算机设备，终端与计算机、计算机与计算机之间进⾏通信，数据传输，实现数据和信息的传输、收集和交换。

2）资源共享。

⽤户通过计算机⽹络可以共享系统内的硬件、软件、数据、⽂档信息，以及通过信息交流获取更多的知识。

3）给⽹络⽤户提供最好的性价⽐服务，减少重复投资。

4）提供⼤容量⽹络存储，不断增加新的多媒体应⽤。

5）提供分布式处理，使得协同操作为可能；平衡不同地点计算机系统的负荷，降低软件设计的复杂性，充分利⽤计算机⽹络系统内的资源，使得⽹格计算成为可能，提⾼计算机⽹络系统的效率。

6）对地理上分散的计算机系统进⾏集中控制，实现对⽹络资源集中管理和分配。

7）提供⾼可靠性的系统，借助在不同信息处理位置和数据存储地点的备份，通过传输线路和信息处理设备的冗余实现⾼可靠性。

1.13计算机⽹络的协议体系结构什么特征？答：计算机⽹络中计算机进⾏通信、数据交换时需要制定算双⽅都要遵守的通信规则和约定就是协议。

协议是按层次节后世界的，协议层次的集合构成了协议体系结构。

⽹络协议层次结构包含两个基本内容：1、⽹络实现的功能分解到若⼲层次，每个功能⽤同等层协议或对等层协议实现，不同系统中的对等层要遵循对等层协议，通过对等层协议理解和完成该层的功能。

2、相邻层次之间通过接⼝交互必要的信息，构成下层为上次提供服务的关系，也成为接⼝关系。

⽹络服务靠服务原语进⾏描述，⽹络协议软件根据⽹络协议结构进⾏设计和开发。

1.19 A1.26通信1.27局域⽹、城域⽹、⼴域⽹第⼆章2.7写出⽹络协议的三个要素的主要内容。

14秋《计算机网络基础》在线作业2
一,单选题
1. ARP协议的主要功能是（）。

A. 将IP地址解析为物理地址
B. 将物理地址解析为IP地址
C. 将主机名解析为IP地址
D. 将解析IP地址为主机名
?
正确答案：A
2. 若网络形状是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环，则称这种拓扑结构为（）。

A. 星形拓扑
B. 总线拓扑
C. 环形拓扑
D. 树形拓扑
?
正确答案：C
3. 下列不属于系统安全的技术是（）。

A. 防火墙
B. 加密狗
C. 认证
D. 防病毒
?
正确答案：B
4. 10BASE-T使用下列哪种线缆？
A. 粗同轴电缆
B. 细同轴电缆
C. 双绞线
D. 光纤
?
正确答案：C
5. 下面（）网络技术最适合多媒体通信的需求。

A. X.25
B. ISDN
C. A TM
D. 帧中继
?
正确答案：C。

网络基础 差错控制技术差错控制是指在数据通信过程中要能发现（检测）差错，并采取措施纠正，把差错限制在所允许的尽可能小的范围内的技术和方法。

差错控制除选用高可靠性的设备和传输媒介及相应的辅助措施外，在软件方面首先要进行差错控制编码。

1．差错的特点由于通信线路上总有噪声存在，噪声和有用信息中的结果，就会出现差错。

噪声可分为两类，一类是热噪声，另一类是冲击噪声，热噪声引起的差错是一种随机差错，亦即某个码元的出错具有独立性，与前后码元无关。

冲击噪声是由短暂原因造成的，例如电机的启动、停止，电器设备的放弧等，冲击噪声引起 的差错是成群的，其差错持续时间称为突发错的长度。

衡量信道传输性能的指标之一是误码率PO （错误接收的码元数/接收的总码元数）。

目前普通电话线路中，当传输速率在600~2400bit/s 时，PO 在10-4~10-6之间，对于大多数通信系统，PO 在10-5~10-9之间，而计算机之间的数据传输则要求误码率低于10-9。

2．差错控制方式差错控制方式基本上分为两类，一类称为“反馈纠错”，另一类称为“前向纠错”。

在这两类基础上又派生出一种称为“混合纠错”。

● 反馈纠错这种方式在是发信端采用某种能发现一定程度传输差错的简单编码方法对所传信息进行编码 ，加入少量监督码元，在接收端则根据编码规则收到的编码信号进行检查，一量检测出(发现)有错码时，即向发信端发出询问的信号，要求重发。

发信端收到询问信号时，立即重发 已发生传输差错的那部分发信息，直到正确收到为止。

所谓发现差错是指在若干接收码元中知道有一个或一些是错的，但不一定知道错误的准确位置。

差错控制示意图如图3-29所示。

图3-29 差错控制● 前向纠错这种方式是发信端采用某种在解码时能纠正一定程度传输差错的较复杂的编码方法，使接收端在收到信码中不仅能发现错码，还能够纠正错码。

在差错控制示意图中，除去虚线所框部分就是前向纠错的方框示意图。

采用前向纠错方式时，不需要反馈信道，也无需反复重发而延误传输时间，对实时传输有利，但是纠错设备比较复杂。

1、什么叫数据通信？答：数据通信的定义是：依照通信协议、利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息。

它可实现计算机与计算机、计算机与终端或终端与终端之间的数据信息传递。

2、数据通信系统中传输控制器的功能是什么？答：传输控制器的主要功能是执行与通信网络之间的通信过程控制，包括差错控制和通信协议的实现等。

3、异步传输、同步传输的优、缺点分别是什么？答：异步传输的优点是实现字符同步比较简单，收发双方的时钟信号不需要精确的同步，缺点是每个字符都需加入起始位和终止位，传输效率低。

同步传输的优点是不需要对每一个字符单独加起始位和终止位，传输效率高，缺点是在技术上比异步传输复杂。

4、什么是奈氏第一准则？答：奈氏第一准则是：如系统等效网络具有理想低通特性，且截止频率为N f 时，则该系统中允许的最高码元（符号）速率为N f 2，这时系统输出波形在峰值点上不产生前后符号间干扰。

5、下图所示的滚降低通形成网络是否满足无符号间干扰的条件？为什么？（设符号速率N s f f 2=）答：图中所示的滚降低通形成网络不满足无符号间干扰的条件，因为N s f f 2=，只有当滚降低通的幅频特性以C （N f ，0.5）点呈奇对称滚降时才满足无符号间干扰的条件，而图中所示的滚降低通幅频特性是以（N f 5.1，0.5）呈奇对称滚降。

6、部分响应系统的特点有哪些？答：部分响应系统的特点是：冲激响应波形的前导和后尾衰减较快，可达到极限频带利用率2，并且物理上可实现，但有符号间干扰，该符号间干扰是固定的，可以消Bd/Hz除的。

7、基带传输时域均衡的作用是什么？答：尽管在设计基带形成滤波器时是按照奈氏第一准则的要求，但如果信道特性发生畸变，会使形成滤波器的传递函数H（f）改变，其冲激响应波形有可能会产生符号间干扰。

时域均衡器的作用就是消除符号间干扰，即使得时域均衡器的输出波形满足无符号间干扰的条件。

8、频带传输系统中收端低通的作用是什么？答：频带传输系统中收端低通的作用是除去解调中出现的高次产物并起基带波形形成的功能。

差错控制的四种基本方式一、引言差错控制是计算机网络中重要的一环，它能够保证数据在传输过程中的准确性和完整性。

在网络通信中，数据传输时难免会出现差错，如传输过程中的噪声干扰、损坏或丢失等。

为了解决这些问题，差错控制技术应运而生。

本文将介绍差错控制的四种基本方式。

二、前向纠错码前向纠错码是一种通过添加冗余比特来检测和纠正错误的方法。

它通过对待发送的数据进行编码，将纠错能力内嵌在数据包中，使得一部分错误能够被自动检测和纠正。

前向纠错码常见的实现方式有海明码、纠删码等。

1. 海明码海明码是一种最常见的前向纠错码。

它通过在待发送的数据上添加冗余比特，使得接收方可以在接收到数据时检测和纠正错误。

海明码的基本原理是将数据按照规定的方式进行编码，添加校验比特，并在接收端通过计算来纠正错误。

它能够检测和纠正单一错误，但不能纠正多个错误。

2. 纠删码纠删码通过添加冗余比特来检测和纠正错误，它具有更强的纠错能力。

纠删码的基本原理是在待发送的数据中添加冗余信息，使得接收方能够根据冗余信息来检测和纠正错误。

纠删码能够在一定程度上纠正多个错误，并且还能够检测和纠正丢失的数据。

三、自动重传请求（ARQ）自动重传请求（ARQ）是一种基于确认和重传机制的差错控制方式。

它通过引入确认信号和重传机制来解决传输过程中的差错。

1. 停止-等待 ARQ停止-等待 ARQ 是一种最简单的 ARQ 协议。

发送方在发送每个数据包后停止发送并等待接收方的确认信息。

接收方在接收到数据包后发送确认信息，如果发送方在一定时间内没有收到确认，或者收到了错误的确认，就会进行重传。

2. 回退-N ARQ回退-N ARQ 是一种具有选择重传能力的 ARQ 协议。

发送方可以同时发送多个数据包，接收方接收到数据包后发送确认信息，如果发送方在一定时间内没有收到确认，或者收到了错误的确认，就会选择性地进行重传。

3. 选择重传 ARQ选择重传 ARQ 是一种能够选择性地重传丢失的数据包的 ARQ 协议。

差错控制概述1. 差错的概念所谓差错，就是在通信接收端收到的数据与发送端实际发出的数据出现不一致的现象。

2. 差错类型通信信道的噪声分为热噪声和冲击噪声两种。

由这两种噪声分别产生两种类型的差错，随机差错和突发差错。

热噪声是由传输介质导体的电子热运动产生的，它的特点是：时刻存在，幅度较小且强度与频率无关，但频谱很宽，是一类随机噪声。

由热噪声引起的差错称随机差错。

此类差错的特点是：差错是孤立的，在计算机网络应用中是极个别的。

与热噪声相比，冲击噪声幅度较大，是引起传输差错的主要原因。

冲击噪声的持续时间要比数据传输中的每比特发送时间要长，因而冲击噪声会引起相邻多个数据位出错。

冲击噪声引起的传输差错称为突发差错。

常见的突发错是由冲击噪声（如电源开关的跳火、外界强电磁场的变换等）引起，它的特点是：差错呈突发状，影响一批连续的bit（突发长度）。

计算机网络中的差错主要是突发差错。

通信过程中产生的传输差错，是由随机差错和突发差错共同构成的。

3. 误码率数据传输过程中可用误码率Pe来衡量信道数据传输的质量，误码率是指二进制码元在数据传输系统中出现差错的概率，可用下式表达：4. 差错控制差错控制是指在数据通信过程中能发现或纠正差错，将差错限制在尽可能小的允许范围内。

差错检测是通过差错控制编码来实现的；而差错纠正是通过差错控制方法来实现的。

差错控制编码差错控制编码的原理是：发送方对准备传输的数据进行抗干扰编码，即按某种算法附加上一定的冗余位，构成一个码字后再发送。

接收方收到数据后进行校验，即检查信息位和附加的冗余位之间的关系，以检查传输过程中是否有差错发生。

差错控制编码分检错码和纠错码两种，检错码是能自动发现差错的编码，纠错码是不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码。

衡量编码性能好坏的一个重要参数是编码效率R：其中，n表示码字的位长，k表示数据信息的位长，r表示冗余位的位长。

计算机网络中常用的差错控制编码是奇偶校验码和循环冗余码。

计算机网络差错控制方法在通信系统中，应用比较广泛的差错控制方法是自动重发请求法（Automatic Repeat for request，ARQ）。

自动重发请求法是在发送端将需要发送的数据帧附加一定的冗余检错码，一并发出；接收端则根据检错码对数据帧进行差错检测，若发现错误，就返回请求重发的应答，发送端收到请求重发的应答后，便重新发送该数据帧。

ARQ方法仅需要返回少量控制信息，便能够有效地确认所发数据帧是否正确被接收。

ARQ方法包括空闲重发请求和连续重发请求两种基本的实现方法。

1．空闲重发请求空闲重发请求方法也称停-等ARQ法，是指发送端每发送一数据帧后，就要停下来等待接收端的确认信息帧返回，当接收端确认正确接收后，发送端继续发送下一数据帧。

空闲重发请求方法的实现过程是：发送端每次仅向接收端发送一个数据帧，并将该帧作为待确认的数据帧保存在缓冲存储器中，此时，启动发送计时器。

若接收端接收到无差错数据帧，则向发送端返回确认信息帧，发送端接收端确认信息帧后，将计时器清零，向接收端发送下一数据帧，并将保存在缓冲存储器中的前一待确认的数据帧清除。

若接收端接收到有差错的数据帧，丢弃有差错的数据帧，没有返回确认信息帧，则发送端无法接收到确认信息帧。

等待一定时间（计时器超时），则重新发送保存在缓冲存储器中的待确认数据帧。

在空闲重发请求方法中，接收端和发送端仅需要设置一个数据帧的缓冲存储空间，便能够有效地实现数据重发并确保接收端接收的数据无差错。

其主要的优点是所需要的缓冲存储空间最小。

2．连续重发请求连续重发请求方法是指发送端发完一个数据帧后，不用等待接收端的确认信息帧，而连续发送若干个数据帧。

该方法需要在发送端设置一个较大的缓冲存储空间，用来存放若干待确认的数据帧。

当发送端接收到某数据帧的确认信息帧后，便可以将该待确认的数据帧从缓冲存储器中删除。

其具体实现方式有拉回连续ARQ方式和选择重发ARQ方式。

拉回连续ARQ（Go-Back-N ARQ）Go-Back-N ARQ的基本原理是，当接收端检测到出错的数据帧后，要求发送端重发最后一个正确接收的数据帧之后的所有未被确认的数据帧。