网络原理 第3章：物理层

计算机网络原理公式及计算题第三章物理层公式一：数据传输速率的定义和计算每秒能传输的二进制信息位数,单位为位/秒(bits per second），记作bps或b/sR=1/T*Log2N(bps）T为一个数字脉冲信号的宽度(全宽码情况)或重复周期(归零码情况）单位为秒。

N一个码元所取有效离散值个数，也称调制电平数，取2的整数次方值公式二：信号传输速率(码元速率、调制速率或波特率）定义和计算单位时间内通过信道传输的码元个数，也就是信号经调制后的传输速率，单位为波特（Baud)。

B=1/T (Baud）公式三：调制速率与数据传输速率的对应关系式R=B*Log2N（bps)公式四:奈奎斯特公式奈奎斯特（Nyquist）定理奈奎斯特首先给出了无噪声情况下码元速率的极限值B与信息带宽H的关系B=2＊H H是信道的带宽，单位为Hz信道传输能力的奈奎斯特公式：C=2*H*Log2N公式五：香农公式受随机噪声干扰的信道情况,给出了计算信道的香农公式： C=H*Log2（1+S/N）（bps)其中，S表示信号功率，N为噪声功率,S/N则为信噪比。

由于实际使用的信道的信噪比都要足够大，故常表示成10＊log10 （S/N），以分贝（dB）为单位来计算，在使用时要特别注意公式六：误码率误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下的工作情况下的传输可靠性的指标，它定义为二进制数据传输出错的概率。

设传输的二进制数据总数为N位,其中出错的位数为Ne，则误码率表示为；Pe= Ne/N公式七：采样定律采样定理❖Fs（= 1/Ts ）≥ 2Fmax 或Fs≥2Bs❖Fs是采样频率，Fmax 是原始信号最大频率，Ts 为采样周期，Bs（= Fmax— Fmin）为原始信号的带宽.❖量化级是2的整数倍，用来生成每次采样的二进制码的个数，❖2二进制码个数=量化级，比如量化级为128，则每次采样二进制码为7个❖信号传输速率=采样频率*每次采样的二进制码个数❖R（数据传输率)=1/T*log2N公式八： T1载波和E1载波的编码效率和开销率。

计算机网络原理复习习题第三章物理层一、选择题1．以下哪个是物理层的协议？( )A．EIA RS-232C B．HDLC C．BSC D．TCP2 ．以下哪个不是物理层的协议?( )A ． EIA RS-232CB ． EIA RS-449C ． BSCD ． X. 213 ．采用RS-232C 接口标准连接PC 机和Modem ，其请求发送信号（RTS ）的连接方向为（）。

A ．DCE→DTEB ．DCE→DCEC ．DTE→DTED ．DTE→DCE 4．在RS-232C接口信号中，振铃指示（RI）信号的连接方向为（）A．DTE→DCE B．DCE→DTE C．DCE→DCE D．DTE→DTE5．在RS-232C接口信号中，数据终端就绪(DTR)信号的连接方向为( ) A． DTE→DCE B． DCE→DTEC． DCE→DCE D． DTE→DTE6．RS—232C的机械特性规定使用的连接器类型为( )A． DB—15连接器 B．DB—25连接器C． DB—20连接器 D． RJ—45连接器7．RS—232C的电气特性规定逻辑“0”的电平范围分别为( )A． +5V至+15V B． -5V至-15VC． 0V至+5V D． 0V至-5V8．EIA RS-232C的电气指标规定，信号“1”的额定电压值是（）。

A．+12伏B．-12伏C．+15伏D．-15伏9．X.21的设计目标之一是减少信号线的数目，其机械特性规定采用（）。

A．DB-25连接器 B．DB-9连接器C．DB-15连接器D．RJ11连接器10．中继器的作用是( )。

A．放大和整形物理信号 B．过滤与转发帧 C．路由选择D．协议转换11．调制解调器(MODEM)的主要功能是( )。

A．模拟信号的放大 B．数字信号的编码C．模拟信号与数字信号的转换D．数字信号的放大12．调制解调器(Modem)的功能是( )A．将数字信号转换成模拟信号 B．将模拟信号转换成数字信号C．兼有A与B的功能 D．使用不同频率的载波将信号变换到不同频率范围13．通信时,模拟信号也可以用数字信道来传输,实现模拟信号与数字信号间转换功能的是( )。

第1章计算机网络概述1.1 计算机网络的发展1.2 计算机网络的基本概念1.3 计算机网络的分类1.4 计算机网络的标准化第2章计算机网络体系结构2.1 网络的分层体系结构2.2 OSI/RM开放系统互连参考模型2.3 TCP/IP参考模型2.4 OSI/RM与TCP/IP参考模型的比较第3章物理层3.1 物理层接口与协议3.2 传输介质3.3 数据通信技术3.4 数据编码3.5 数据交换路层第4章数据链路层4.1 数据链路层的功能4.2 差错控制4.3 基本数据链路协议4.4 链路控制规程4.5 因特网的数据链路层协议第5章网络层5.1 通信子网的操作方式和网络层提供的服务5.2 路由选择5.3 拥塞控制5.4 服务质量5.5 网络互连5.6 因特网的互连层协议第6章传输层6.1 传输层基本概念6.2 传输控制协议6.3 用户数据报传输协议第7章应用层7.1 域名系统7.2 电子邮件7.3 万维网7.4 其它服务第8章局域网技术8.1 介质访问控制子层8.2 IEEE802标准与局域网8.3 高速局域网8.4 无线局域网技术8.5 移动Ad Hoc网络8.6 局域网操作系统第9章实用网络技术9.1 分组交换技术9.2 异步传输模式9.3 第三层交换技术9.4 虚拟局域网技术9.5 虚拟专用网VPN9.6 计算机网络管理与安全计算机网络原理自学考试大纲出版前言一、课程性质与设置目的二、课程内容与考核目标第1章计算机网络概述第2章计算机网络体系结构第3章物理层第4章数据链路层第5章网络层第6章传输层第7章应用层第8章局域网技术第9章实用网络技术三、关于大纲的说明与考核实施要求附录题型举例后记。

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。

《计算机网络原理》导学案计算机网络原理导学案第一章导论1. 什么是计算机网络原理计算机网络原理是指系统性地研究计算机网络所需的基本概念、基本原理及其应用技术的学科。

2. 计算机网络的定义和分类计算机网络是指将多台计算机与其他外部设备连接起来，通过通信设备和通信线路实现信息交换和资源共享的系统。

3. 计算机网络的应用领域计算机网络广泛应用于各个领域，包括互联网、企业内部网络、电子商务、远程教育等。

第二章计算机网络体系结构1. OSI参考模型OSI参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一种用于计算机网络体系结构设计的框架模型，它将计算机网络功能划分为七个层次。

2. TCP/IP体系结构TCP/IP体系结构是互联网所采用的一种体系结构，它由四个层次组成，分别是网络接口层、网际互连层、传输层和应用层。

第三章物理层1. 物理层的作用和功能物理层负责计算机网络中信息的传输和接收，主要关注传输媒介、传输速率和电压等与传输信号的物理特性有关的问题。

2. 传输媒介的分类和特点传输媒介可以分为导线和无线两大类，各有不同的特点和适用范围。

3. 编码和调制技术编码技术用于将数字信号转换为模拟信号，调制技术用于将数字信号调制成模拟信号进行传输。

第四章数据链路层1. 数据链路层的作用和功能数据链路层负责将网络层传递过来的数据包组装成帧，并在物理层发送出去，同时将从物理层接收到的帧拆解成数据包传递给网络层。

2. 帧的结构和传输控制帧是数据链路层传输的基本单位，它包括数据和控制信息两部分。

传输控制包括差错控制、流量控制和访问控制等。

3. 以太网和局域网以太网是一种常用的局域网技术，它采用CSMA/CD的访问控制方式，具有简单、灵活、高效的特点。

第五章网络层1. 网络层的作用和功能网络层负责将传输层提供的数据分组传递到目标主机，实现不同网络之间的通信和路由选择。

2. IP协议和IP地址IP协议是网络层的核心协议，它负责数据包的路由选择和转发。

计算机网络原理复习习题第三章物理层一、选择题1．以下哪个是物理层的协议？( )A．EIA RS-232C B．HDLC C．BSC D．TCP2 ．以下哪个不是物理层的协议A ． EIA RS-232CB ．． X. 213 ．采用RS-232C 接口标准连接PC 机和RTS ）的连接方向为（）。

A ．DCE→DTEB ．DCE→DCEC ．DTE→DTE4．在RS-232C RIA．DTE→．DCE→DCE D．DTE→DTE(DTR)信号的连接方向为( )． DCE→DTE． DTE→DTE6．RS—232CA． DB—15连接器C． DB—20连接器( )． -5V至-15V． 0V至-5V8．EIA RS-232C）。

A．+12伏B．-12伏C．+15伏9．X.21）。

A．DB-25连接器 B．DB-9连接器C．DB-15连接器D．RJ11连接器。

．过滤与转发帧 C．路由选择D．协议转换( )。

．数字信号的编码D．数字信号的放大( )B．将模拟信号转换成数字信号．使用不同频率的载波将信号变换到不同频率范围,实现模拟信号与数字信号间转换功能的是( )。

A．D/A B．A/D D．MODEM14为数字信号的设施为（）．编码解码器（CODEC）中的解码器．调制解调器（MODEM）中的解调器15( )。

A．编码．解码D．解调16( )。

A．解调 B．解码 C．调制17A．调频 B．调幅 C．正交相移18．）B．调频C．相位调制D．幅度相位调制方式进行。

A．单工．半双工D．全双工20种通信方式为( )A．并行．单工D．全双工( )．只能在一个方向上传输D．以上均不对22( )A．单工方式 B．半双工方式．多路复用方式B．报文交换D．分组交换与电路交换结合( )B．信道所能提供的同时通话的路数．信道所允许的最大误码率( )C．计算机与外设之间的通信都采用并行方式D．与并行方式相比，串行方式的传输速率更大27．在下面的说法中，( )是正确的。

《计算机网络原理》电子教案第一章：计算机网络概述1.1 计算机网络的定义与发展1.2 计算机网络的分类1.3 计算机网络的组成与结构1.4 计算机网络的性能与指标第二章：网络体系结构与协议2.1 网络体系结构的分层模型2.2 OSI参考模型与分层协议2.3 TCP/IP协议族及其分层模型2.4 常见网络协议简介第三章：物理层与数据链路层3.1 物理层的通信原理3.2 数据链路层的帧同步与差错控制3.3 数据链路层的帧格式与传输过程3.4 常见的数据链路层协议第四章：网络层与传输层4.1 网络层的基本概念与路由算法4.2 网络层的路由协议4.3 传输层的功能与协议4.4 传输层的端口与套接字编程第五章：应用层与网络应用5.1 应用层的基本概念与服务5.2 常见应用层协议及其工作原理5.3 网络应用编程接口与API 5.4 常见网络应用案例分析第六章：局域网技术6.1 局域网的基本概念6.2 常见的局域网拓扑结构6.3 局域网的介质访问控制方法6.4 局域网互联设备与协议第七章：广域网技术7.1 广域网的基本概念与分类7.2 电话网络与ATM网络7.3 帧中继与SMDS网络7.4 互联网与虚拟专用网络第八章：路由器与路由选择8.1 路由器的基本概念与工作原理8.2 静态路由与动态路由选择算法8.3 路由器配置与管理8.4 路由器在网络中的应用案例第九章：网络安全与防火墙9.1 网络安全的基本概念与威胁9.2 数据加密与数字签名技术9.3 防火墙的原理与类型9.4 常见网络安全协议与策略第十章：网络管理与发展趋势10.1 网络管理的基本概念与体系结构10.2 网络管理协议与工具10.3 网络技术的发展趋势10.4 云计算与物联网在网络领域的应用重点解析第一章：计算机网络概述重点：计算机网络的定义、分类、组成与结构、性能与指标。

难点：计算机网络的发展历程。

第二章：网络体系结构与协议重点：网络体系结构的分层模型、OSI参考模型、TCP/IP协议族。

第一章计算机网络概述一、选择题。

1.下列接入方式不属于宽带网络接入方式的是（A）A.双绞线接入B.钢线接入C.光纤接入D.无线接入2.下列有关多媒体网络中不同类型的数据对传输要求的叙述中不正确的是（B）A.语音数据的传输对实时性要求较强，而对通信宽带要求不高B.视频通信对实时性要求不高，而对通信宽带要求高C.视频压缩后的关键帧出错将导致一段数据流无法恢复、解压、回放D. 视频压缩后的非关键帧出错，在一定程度是可以容忍的3.目前电话双绞线上网的主流速率为56Kbps，其物理极限是（D）A.58KbpsB.60KbpsC.62KbpsD.64Kbps4.下列不是广域网的通信子网的是（D）A.公用分组交换网B.卫星通信网C.无线分组交换网D.数字数据网5.在计算机网络中，负责信息处理的是（C）A.网络软件B.网络操作系统C.资源子网D.通信子网6.不采用广播信道通信子网的基本拓扑结构的是（D）A.总线形B.树形C.环形D.星形7.以下哪个选项不属于IETF的工作领域（D）A. Internet服务管理B.运行要求C.安全性D.制定通信标准8.一次只能由一个设备传输信号，通常采用分布式控制策略来确定那个站定可以发送的拓扑结构是（B）A. 星形B. 总线形树形C.环形D. 树形9.在广播式网络中，哪类地址不属于发送的报文分组的目的地址（B）A. 单播地址B. 双播地址C.多播地址D. 广播地址二、填空题。

1.下一代网络NGN是基于_________的核心网络。

2.__________网标志着目前所称的计算机网络的兴起。

3.__________的提出，开创了一个具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化的计算机网络新时代。

4.___________技术的发展为全球信息高速公路的建设提供了技术支持。

5.高速网络技术的发展表现在_________、异步传输模式ATM、高速局域网、交换局域网与虚拟网。

6.当前我国实际运行并具有影响的三大网络是：__________、广播电视网络和计算机网络。

计算机网络原理公式及计算题第三章物理层公式一:数据传输速率的定义和计算每秒能传输的二进制信息位数,单位为位/秒（bits per second），记作bps或b/sR=1/T*Log2N（bps）T为一个数字脉冲信号的宽度(全宽码情况)或重复周期(归零码情况)单位为秒.N一个码元所取有效离散值个数,也称调制电平数,取2的整数次方值公式二: 信号传输速率（码元速率、调制速率或波特率）定义和计算单位时间内通过信道传输的码元个数，也就是信号经调制后的传输速率,单位为波特（Baud）。

B=1/T （Baud）公式三:调制速率与数据传输速率的对应关系式R=B*Log2N（bps）公式四 :奈奎斯特公式奈奎斯特（Nyquist）定理奈奎斯特首先给出了无噪声情况下码元速率的极限值B与信息带宽H的关系B=2*H H是信道的带宽，单位为Hz信道传输能力的奈奎斯特公式 :C=2*H*Log2N公式五 :香农公式受随机噪声干扰的信道情况，给出了计算信道的香农公式：C=H*Log2（1+S/N）（bps）其中，S表示信号功率，N为噪声功率，S/N则为信噪比。

由于实际使用的信道的信噪比都要足够大，故常表示成10*log10 (S/N)，以分贝(dB)为单位来计算，在使用时要特别注意公式六 :误码率误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下的工作情况下的传输可靠性的指标，它定义为二进制数据传输出错的概率。

设传输的二进制数据总数为N位，其中出错的位数为Ne，则误码率表示为；Pe= Ne/N公式七 :采样定律采样定理Fs（= 1/Ts ）≥2Fmax 或Fs≥2BsFs是采样频率，Fmax 是原始信号最大频率，Ts 为采样周期，Bs（= Fmax- Fmin）为原始信号的带宽。

量化级是2的整数倍，用来生成每次采样的二进制码的个数， 2二进制码个数=量化级，比如量化级为128，则每次采样二进制码为7个信号传输速率=采样频率*每次采样的二进制码个数R(数据传输率)=1/T*log2N公式八: T1载波和E1载波的编码效率和开销率。