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第1章计算机网络概论1、什么是计算机网络？计算机网络的最主要的功能是什么？答：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件实现资源共享和信息传递的系统就是计算机网络。
计算机网络的主要功能：资源共享、数据通信、分布式处理、负载均衡、提高系统的可靠性和可用性等等。
2、计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段有什么特点？答：计算机网络的发展可划分为三个阶段。
第一个阶段是从单个网络APPANET向互联网发展的过程。
最初只是一个单个的分组交换网，并不是一个互联网络。
后来，ARPA才开始研究多种网络互联的技术。
第二个阶段是建成了三级结构的因特网。
分为：主干网、地区网和校园网（或企业网）。
这种三级网络覆盖了全美国主要的大学和研究所，并且成为因特网中的主要部分。
第三个阶段是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。
3、说明网络协议的分层处理方法的优缺点。
答：优点：可使各层之间互相独立，某一层可以使用其下一层提供的服务而不需知道服务是如何实现的；灵活性好，当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响；结构上可以分割开，各层可以采用最合适的技术来实现；易于实现和维护；能促进标准化工作。
缺点：层次划分得过于严密，以致不能越层调用下层所提供的服务，降低了协议效率。
4、将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较，讨论其异同之处。
答：TCP/IP和OSI的相同点是二者均采用层次结构，而且都是按功能分层，不同点有：OSI分七层，而TCP/IP分为四层；OSI层次间存在严格的调用关系，两个层实体的通信必须通过下一层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务，因而减少了一些不必要的开销，提高了协议效率;OSI只考虑用一种标准的公用数据网。
5、计算机网络的硬件组成包括哪几部分？答：计算机网络的硬件组成包括服务器、主机或端系统设备、通信链路等6、计算机网络可从哪几个方面进行分类？答：计算机网络可以从网络的交换功能、网络的拓扑结构、网络的覆盖范围、网络的使用范围等方面进行分类。
计算机网络原理物理层接口与协议物理层位于OSI参与模型的最低层，它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即信道)。
物理层的传输单位为比特。
物理层是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的物理连接。
物理层协议规定了与建立、连接和释放物理信道所需的机械的、电气的、功能性的和规和程性的特性。
其作用是确保比特流能在物理信道上传输。
图3-1 DTC-DCE接口ISO对OSI模型的物理层所做的定义为：在物理信道实体之间合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去除提供机械的、电气的、功能性和规程性的手段。
比特流传输可以采用异步传输，也可以采用同步传输完成。
另外，CCITT在X.25建议书第一级（物理级）中也做了类似的定义：利用物理的、电气的、功能的和规程的特性在DTE和DCE之间实现对物理信道的建立、保持和拆除功能。
这里的DTE(Date Terminal Equipment)指的是数据终端设备，是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称，它们是通信的信源或信宿，如计算机、终端等；DCE(Date Circuit Terminating Equipment 或Date Communications Equipment)，指的是数据电路终接设备或数据通信设备，是对为用户提供入接点的网络设备的统称，如自动呼叫应答设备、调制解调器等。
DTE-DCE的接口框如图3-1所示，物理层接口协议实际上是DTE和DCE或其它通信设备之间的一组约定，主要解决网络节点与物理信道如何连接的问题。
物理层协议规定了标准接口的机械连接特性、电气信号特性、信号功能特性以及交换电路的规程特性，这样做的主要目的，是为了便于不同的制造厂家能够根据公认的标准各自独立地制造设备。
使各个厂家的产品都能够相互兼容。
1．机械特性规定了物理连接时对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔芯数及排列方式、锁定装置形式等。
图3-2 常见连接机械特征图形3-2列出了各类已被ISO标准化了的DCE连接器的几何尺寸及插孔芯数和排列方式。
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第2章物理层27 为与传输媒体接口有关的4个特性，即机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。
物理层就是通过这4个特性的作用，在DTE和DCE之间实现物理通路的连接的。
2.1.2 物理层的接口特性物理层协议实际上是DTE和DCE之间的一组约定。
这组约定规定了DTE与DCE之间标准接口的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。
DTE（Data Terminal Equipment）是数据终端设备的英文缩写，它是一种具有一定的数据处理能力并且可以转发数据的设备，具有根据协议控制数据通信的功能。
该设备不仅可以是数据源或数据宿，也可以既是数据源又是数据宿。
DTE是对属于用户所有的组网设备或工作站的总称。
由于多数数据处理设备的数据传输能力有限，因而必须在数据处理设备与传输线路之间嵌入一个中间设备，这个中间设备称为数据电路终接设备（Data Circuit Terminating Equipment，DCE）。
该设备的作用是在DTE和传输线路之间提供信号调换以及保持和释放数据链路的连接。
DCE属于网络设备，调制解调器是典型的DCE。
DTE与DCE的连接效果如图2.1所示。
图2.1 DTE与DCE的连接DTE/DCE接口是DTE与DCE之间的界面，这个界面上设有多条信号线和控制线。
为了减轻数据处理设备用户的负担，同时使不同厂家生产的产品能够互换或互通，DTE/DCE接口必须是标准化的。
标准化的DTE/DCE接口包括以下4个方面的特性。
1．机械特性DTE/DCE标准接口的机械特性涉及接口界面的物理结构，机械特性是对连接器（包括插头及插座的形状和尺寸，插针或插孔的数目及其排列，固定或锁定装置等）做出详细的规定。
在ISO标准中，涉及DTE/DCE接口机械特性的标准如下。
●ISO 2110连接器。
25芯DTE/DCE接口连接器，用于串行和并行音频调制解调器、公用数据网接口、电报（包括用户电报）接口和自动呼叫设备。
●ISO 2593连接器。
物理层（1）接⼝特性、数据通信模型、奈⽒准则、⾹农定理⼀、物理层接⼝特性 物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据⽐特流，⽽不是具体的传输媒体。
物理层主要任务是确定与传输数据有关的特性（定义标准）。
物理层定义的标准： 1）机械特性：定义物理连接的特性，规定物理连接时所采⽤的规格、接⼝形状、引脚数⽬、引脚数量和排列情况。
2）电⽓特性：定义传输⼆进制位时，线路上信号的电压范围、传输速率和距离限制等。
3）功能特性：指某条线路上的电平表⽰何种意义，接⼝部件的信号线的⽤途。
（描述⼀个物理层接⼝引脚处于⾼电平时的含义） 4）规程特性：定义各条物理线路的⼯作规程和时序关系。
⼆、数据通信系统模型 数据通信系统的基本组成⼀般包括发送端、接收端以及收发两端之间的信道三个部分。
如图： 信息源是信息或信息序列的产⽣源，它泛指⼀切发信者，可以是⼈也可以是机器设备，能够产⽣诸如声⾳、数据、⽂字、图像、代码等电信号，信息源发出信息的形式可以是连续的，也可以是离散的。
发送设备把信息源发出的信息变换成便于传输的形式，使之适应于信道传输特性的要求并送⼊信道的各种设备。
信道是指传输信号的通道。
根据传输媒介的不同，可分为有线信道（电缆、光纤等）和⽆线信道（微波、卫星），只经信道经码⽽不经调制就直接送到电缆去传输的数字信号称为数字基带信号，经调制后的信号称为频带信号。
信道噪声，可能是进⼊信道的各种外部噪声，也可能是通信系统中各种电路、器件或设备⾃⾝产⽣的内部噪声。
接收设备接收从信道传输过来的信息，并转换成信息宿便于接收的形式，功能与发送设备的功能刚好相反。
信息宿是接收发送端信息的对象，它泛指⼀切信息接收者。
按照信道中所传输信号的不同形式，通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统，如图是数字通信系统模型： 信源编码的主要功能是把语⾳、⽂字、图像等模拟信号转换成数字信号，即模/数（A/D）转换。
信道编码是将数字信号转换成与调制⽅式和传输信道匹配的形式，降低传输误码率，提⾼传输的可靠性。
部分习题参考答案第1章 绪论1、答：计算机网络是把位于不同地理位置的具有自治功能的许多计算机，通过通信设备和通信线路相互连接起来，并用功能完善的网络软件来实现信息交换、资源共享、相互操作和协同工作的计算机系统。
7、答：各实体在通信过程中所需遵守的一系列约定、规则和标准，统称为网络协议（简称协议）。
协议有语法、语义、时序三大要素。
（1）语法(Syntax)：规定通信双方以什么方式交流数据信息，即数据及控制信息的结构、格式，如数据帧格式、编码、数据压缩、信号电平等等；（2）语义(Semantics)：规定通信双方要交流哪些信息，通常涉及用于协调和差错处理等功能的控制信息，即确定需要发出何种控制信息，完成何种动作以及作出何种响应。
（3）时序(Timing)：规定各事件发生的先后顺序，包括速率匹配和排序等。
13、解：（1）57.97%100%1820208080=⨯+++ （2）93.24%100%182020800800=⨯+++ 14、解：传播速率媒体长度，传播时延数据率数据帧长发送时延==p s t t （1）)(5102101000)s (1001010108369ms t t p s =⨯⨯==⨯=， （2）)(5102101000)s (1101108393ms t t p s =⨯⨯==⨯=，μ 从上述计算结果可知，如果数据长度越长且发送速率越低，发送时延就越大，则在总时延中发送时延占主要成分；反之，如果数据长度越短且发送速率越高，发送时延就越小，则在总时延中传播时延占主要成分。
15、解：数据率传播速率媒体长度带宽传播时延时延带宽积⨯=⨯= （1）时当时延带宽积s Mb bit /100)5(101001021068=⨯⨯⨯=时当时延带宽积s Gb bit /10)500(10101021098=⨯⨯⨯= （2）时当时延带宽积s Mb bit /100)(1051010010210103683⨯=⨯⨯⨯⨯= 时当时延带宽积s Gb bit /10)(105101010210105983⨯=⨯⨯⨯⨯= （3）时当时延带宽积s Mb bit /100)(1051010010210105685⨯=⨯⨯⨯⨯=时当时延带宽积s Gb bit /10)(105101010210107985⨯=⨯⨯⨯⨯=16、解：设小狗奔跑的距离为x ，以100Mb/s 的速率传输24MB 的磁盘，所需的时间t 为：)(2101008224/10024620s s Mb MB t ≈⨯⨯⨯== ）（m x 11.236001000202≈⨯⨯= 第2章 数据通信基础知识2、解：)/4000041000016log 2max s b R R B b （=⨯==3、解：根据)/1(log 2N S B C +=， 可知，48dB 655351-655361212464≈==-=-=B C N S 这个结果说明该信道所需的信噪比很大。
