通信网基础-传输与交换

通信⽹络基础（李建东盛敏）课后习题答案1.1答：通信⽹络由⼦⽹和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常⽤的通信⽹络有A TM ⽹络，X.25分组数据⽹络，PSTN ，ISDN ，移动通信⽹等。

1.2答：通信链路包括接⼊链路和⽹络链路。

接⼊链路有：（1）Modem 链路，利⽤PSTN 电话线路，在⽤户和⽹络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到⽤户终端之间的⽤户线路进⾏改造⽽成的数字⽤户线DSL ，x 表⽰不同的传输⽅案；（3）ISDN ，利⽤PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，⼗⼏kb/s ～2Mb/s ；（5）以太⽹，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。

⽹络链路有：（1）X.25提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采⽤分组交换，以虚电路形式向⽤户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量⼤，速率为64kb/s ，2.048Mb/s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复⽤WDM ，在⼀根光纤中能同时传输多个波长的光信号。

1.3答：分组交换⽹中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进⾏传输和交换，每⼀个分组由若⼲⽐特组成⼀个⽐特串，每个分组都包括⼀个附加的分组头，分组头指明该分组的⽬的节点及其它⽹络控制信息。

每个⽹络节点采⽤存储转发的⽅式来实现分组的交换。

1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的⽅式之⼀。

在⼀个会话过程开始时，确定⼀条源节点到⽬的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占⽤物理链路，⽆分组传输时不占⽤物理链路，此时物理链路可⽤于其它⽤户分组的传输。

会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进⾏。

⽽传统电话交换⽹PSTN 中物理链路始终存在，⽆论有⽆数据传输。

通信网络基础答案一、单选1、数据传输链路分为两大类：一类是用户到网络节点之间的链路，简称（）；另一类是网络节点到网络节点之间的链路，简称（）。

A、网络链路、接入链路B、接入链路、网络链路C、用户链路、接入链路D、网络链路、用户链路参考答案：B2、在分组交换网中，将消息分成许多比较短的、格式化的数据单元称为（）进行传输和交换。

A、满息片段B、报文C、比特流D、分组参考答案：D3、以下哪种链路属于网络链路：（）A、ISDN链路B、XDSL链路C、帧中继链路D、局域网链路参考答案：C4、分组交换网络中有两种最基本的选择路由的方式：一种是（），另一种是（）。

A、广播、虚电路B、虚电路、数据报C、数据报、广播D、可靠路由、不可靠路由参考答流：B5、下列哪个不是采用模块概念带来的好处（）A、各个模块间完全独立B、可懂性好C、互换性好D、标准化参考答案：A6、OS七层模型中，（）的基本功能是把网络中的节点和数据链路有效的组织起来，为高层（终端系统）提供透明的传输通路（路径）。

A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层参考答露：C二、多选1、OSI参考模型中的从低到高第一到三层包括：（）A、网络层B、传输层C、物理层D、数据链路层参考答案：ACD2、开放系统互联（OSI）参考模型的七层协议又可分为网络功能协议和高层服务协议，其中，网络功能协议保证系统之间跨越网络的可靠信息传送，它包括（）A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层参考答蜜：ABC三、判断1、在分组交换网中，每一个网络节点采用存储转发的工作方式将输入的分组送到选定的输出链路上。

参考答案：正确2、OSI参考模型中，网络层解决子网内的分组路由、寻址和传输等问题，网际之间的关系由更高层解决。

参考答案：错误。

通信网基础一、概述通信网基础是指网络通信系统中的底层基础设施，为数据传输提供了基本的支持和功能。

通信网基础包括物理层、数据链路层、网络层和传输层。

本文将分别介绍这些层级的基本原理和功能。

二、物理层物理层是通信系统中最底层的层级，主要负责传输原始的比特流。

物理层包括了传输介质、传输速率、编码方式等几个关键要素。

2.1 传输介质传输介质是指数据传输的载体，可以是铜线、光纤、无线电波等。

不同的传输介质有不同的传输特性和传输速率。

选择合适的传输介质可以提升通信质量和速度。

2.2 传输速率传输速率是指单位时间内传输的比特数。

传输速率越高，数据传输越快。

常见的传输速率有bps、Kbps、Mbps和Gbps 等。

2.3 编码方式编码方式是将数据转换为比特流的方法。

常见的编码方式有非归零码、曼彻斯特编码、差分编码等。

选择合适的编码方式可以提高数据的可靠性和安全性。

三、数据链路层数据链路层在物理层之上构建了一个可靠的数据传输通道。

数据链路层负责将原始的比特流划分为数据帧，并添加控制信息，用于进行错误检测和纠正。

3.1 数据帧数据帧是数据链路层传输的基本单位。

数据帧由数据部分和控制信息部分组成。

控制信息包括帧起始符、帧结束符、帧序号等。

3.2 错误检测和纠正数据链路层通过添加校验位来实现错误检测和纠正。

常用的校验位有循环冗余检验（CRC）和海明码等。

校验位可以帮助接收端检测和纠正传输过程中发生的错误。

四、网络层网络层负责将数据从源节点传输到目的节点。

网络层通过选路协议和路由表等方式，为数据选择合适的传输路径。

4.1 选路协议选路协议是网络层的主要功能之一。

常见的选路协议有静态路由和动态路由。

静态路由是管理员手动配置的路由信息，适用于网络结构稳定的环境。

动态路由是根据网络中的拓扑结构和链路状态自动计算出的路由信息，可以适应网络中的变化。

4.2 路由表路由表是记录了网络中不同节点之间的路由信息的表格。

路由表中包含了目的网络地址、下一跳地址和出接口等信息。

网络基础数据交换在数据通信系统中，当终端与计算机之间，或者计算机与计算机之间不是直通专线连接，而是要经过通信网的接续过程来建立连接的时候，那么两端系统之间的传输通路就是通过通信网络中若干节点转接而成的所谓“交换线路”。

在一种任意拓扑的数据通信网络中，通过网络节点的某种转接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间接通数据通路的技术，就称为数据交换技术。

1．电路交换电路交换方式多用于电话网络交换，它是在数据传输期间，数据源节点和目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理连接线路，这条线路被通信双方独占，而不能被其他节点使用，直到数据传输结束。

利用电路交换技术完成的数据传输要经历建立电路、传输数据和拆除电路三个阶段。

●建立电路建立电路是指当数据源节点向网络发送带目的节点地址的请求连接信号时，该信号先到达连接数据源节点的第一个中间交换节点，该节点根据请求中的目的节点地址，按路由选择算法，将请求传送到下一个中间交换节点；依次类推，直到目的节点。

目的节点收到请求信号后，接受请求，从刚才的来路返回一个应答信号，此时，数据源节点与目的节点之间的通信电路即已建立。

如果中间交换节点或目的节点没有空闲的物理线路可以使用时，整个线路的连接无法实现。

只有数据源节点和目的节点之间建立起物理线路之后，才能够进行数据传输。

线路一旦被分配，在未释放之前，其他节点都无法使用该线路，即使该线路上没有数据传输。

如图3-19所示，为电路交换示意图。

图3-19 电路交换示意图数据源节点A需要发送数据到目的节点B，首先要经过中间交换节点1、2、4发送一个呼叫请求到目的节点B，从而建立起一个连接。

节点1到节点4的路径是根据路由选择算法及是否可用等条件决定的。

例如节点1选择通向节点2的线路，在这条线路上分配一个空闲信道，并发送一个与B相连的请求信息，此时，数据源节点A到节点2之间建立一条专用线路；然后，节点2再选择向节点4的路径，直至完成数据源节点A到目的节点B的连接。

第一章1,什么是通信网：通信网是由一定数量的节点(包括终端节点、交换节点)和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。

用户使用它可以克服空间、时间等障碍来进行有效的信息交换。

2，通信网实现的4个主要的网络功能：(1) 信息传送：(2) 信息处理：(3) 信令机制(4) 网络管理3，通信网的类型：按业务类型可以将通信网分为电话通信网(如PSTN、移动通信网等)、数据通信网(如X.25、Internet、帧中继网等)、广播电视网等。

按空间距离可以将通信网分为广域网(WAN：Wide Area Network)、城域网(MAN：Metropolitan Area Network)和局域网(LAN：Local AreaNetwork)。

按信号传输方式，可以将通信网分为模拟通信网和数字通信网。

按运营方式，可以将通信网分为公用通信网和专用通信网。

第二章1，传输介质：有线介质目前常用的有双绞线、同轴电缆和光纤；无线传输常用的电磁波段主要有无线电、微波、红外线等。

2，基带传输系统：基带传输系统是指在短距离内直接在传输介质上传输模拟基带信号的系统。

基带传输的优点是线路设备简单；缺点是传输媒介的带宽利用率不高，不适于在长途线路上使用。

3，频分复用传输系统：频分复用传输系统是指在传输介质上采用FDM技术的系统，FDM是利用传输介质的带宽高于单路信号的带宽这一特点，将多路信号经过高频载波信号调制后在同一介质上传输的复用技术。

为防止各路信号之间相互干扰，要求每路信号要调制到不同的载波频段上，而且各频段之间要保持一定的间隔,这样各路信号通过占用同一介质不同的频带实现了复用4，OTN的分层结构：OTN是在传统SDH网络中引入光层发展而来的，光层负责传送电层适配到物理媒介层的信息，在ITU-T G.872建议中，它被细分成三个子层，由上至下依次为：光信道层(OCh：Optical Channel Layer)、光复用段层(OMS：Optical Multiplexing Section Layer)、光传输段层(OTS：Optical Transmission Section Layer)。

1.现代通信网是如何定义的?通信网是由一定数量的节点(包括终端节点、交换节点)和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。

通信网的功能就是适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。

通信网交换的信息包括用户信息(如语音、数据、图像等)、控制信息(如信令信息、路由信息等)和网络管理信息三类。

由于信息在网上通常以电或光信号的形式进行传输，因而现代通信网又称电信网。

2.试述通信网的构成要素。

实际的通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信系统，每一次通信都需要软硬件设施的协调配合来完成。

从硬件构成来看：通信网由终端设备、交换设备和传输系统构成，它们完成通信网的基本功能：接入、交换和传输。

软件设施则包括信令、协议、控制、管理、计费等，它们主要完成通信网的控制、管理、运营和维护，实现通信网的智能化。

3.给出一种现代通信网络的分层结构。

1.网络结构的垂直描述从网络垂直分层的观点来看，可根据不同的功能将网络分解成多个功能层，上下层之间的关系为客户-服务器关系。

我们可以把开放系统互连(Open Systems Interconnection ，OSI )七层模型进行简化，在垂直结构上，根据功能将通信网分为应用层、业务网和传送网，如图1.3所示。

应用层支撑网远程教育会议电视文件传送业务网电话网移动网数据网传送网链路层物理层图1.3 垂直观点的网络结构应用层面：表示各种信息应用与服务种类；业务网层面：表示为支持各种信息服务的业务提供手段与装备，它是现代通信网的主体，是向用户提供诸如电话、电报、传真、数据、图像等各种通信业务的网络。

传送网层面：表示支持业务网的传送手段和基础设施，包括骨干传送网和接入网。

支撑网：用以支持全部三个层面的工作，提供保证通信网有效正常运行的各种控制和管理能力，传统的通信支撑网包括信令网、同步网和电信管理网。

2.网络结构的水平描述水平描述是基于用户接入网络实际的物理连接来划分的，可分为用户驻地网(CustomerPremisesNetwork ，CPN)、接入网(Access Network ，AN)和核心网(Center/Core Network ，CN)，如图1.4所示，或分为局域网(Local Area Network ，LAN)、城域网(Metropolitan Area Network ，MAN)和广域网(Wide Area Network ，WAN)等。