計算機與網(wǎng)絡技術基礎小抄(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 過傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率情況下也即將一條物理信道按時間分成若干個時間片輪流地、分配給多個信號使用。 波分多路復用：極高頻率的頻分多路復用。 工作原理：發(fā)送端假 定有 4條光纖的能量位與不同的波長。四束光被組合到一條共享的光纖上，傳輸?shù)竭h處的目的端。在遠端有被分離器到與發(fā)送端一樣多的 4 條光纖上。每條光纖上的過濾器能夠過濾出某一波長的光，而其它波長被過濾掉，這一結果信號可以在被路有到它們各自的目的地。 1異步傳輸、同步傳輸?shù)墓ぷ髟砗吞卣鳎?P50） 異步傳輸方式中，一次只傳輸一個字符（由 58 位數(shù)據(jù)組成）。每個字符用一位起始位引導、一位停止結束。起始位為“ 0”，占一位時間；停止位為“ 1”，占 1 到 2 位的持續(xù)時間。在沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時，發(fā)送放可發(fā)送連續(xù)的停止位（稱空閑位）。 接受方根據(jù)“ 1”至“ 0”的跳變來判別一個新字符的開始，然后接收字符中的所有位。這種通信方式簡單便宜，但每個字符有 2~3 位的額外開銷。 同步傳輸時，為使接受方能判定數(shù)據(jù)塊的開始和結束，還須在每個數(shù)據(jù)塊的開始處和結束處各加一個幀頭和幀尾，加有幀頭、幀尾的數(shù)據(jù)稱為一幀。幀頭和幀尾的特性取決于數(shù)據(jù)塊是面向字符的還是面向位的。它還包括面向字符的和面向位的兩種方案。 1數(shù)據(jù)通信是什么？ 數(shù)據(jù)通信是一種通過中其它數(shù)據(jù)裝置與通信線路，完成數(shù)據(jù)編碼信號的傳輸、轉接、存儲和處理的通信技術。 1 T1載波與 E1 載波的幀結構 與數(shù)據(jù)傳輸速率。 數(shù)據(jù)編碼 1調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相的工作原理。 調(diào)幅（ ASK）：用載波的兩種不同幅度來表示二進制值的兩種狀態(tài)。“ 1”表示載波的存在，“ 0”表示載波的不存在。 調(diào)頻（ FSK)：用載波頻率附近的兩種不同頻率表示二進制的“ 0”和“ 1”。 調(diào)相（ PSK）：利用載波信號相位移動來表示數(shù)據(jù)。相移為 0 o 的頻率表示“ 0”，用相移為180 o 的頻率表示“ 1”。 1歸零碼和不歸零碼、單極性碼和雙極性碼。 不歸零碼：每位編碼占用了全部碼元的時間寬度 歸零碼：每位編碼的持續(xù)時間短于一個碼元的時間寬度。 單極性碼：“ 1”發(fā)正電流，“ 0”不發(fā)電流； 雙極性碼：“ 1”發(fā)正電流，“ 0”發(fā)負電流 1數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號編碼，各種正交振幅調(diào)制的工作原理和性能。假設調(diào)制速率為2400baud (1)QAM16： 4 種振幅和 4 種相移， N=16。調(diào)制后傳輸率 R=2400*log216=9600 bps (2)： 4 個數(shù)據(jù)位 1 個奇偶校驗位。 R=2400*4=9600 bps (3)： 6 個數(shù)據(jù)位 1 個奇偶校驗位 R=2400*6=14400 bps= kbps (4)：每次采樣 12 個數(shù)據(jù)位。 R=2400*12=28800 bps= kbps (5)：每次采樣 14 個數(shù)據(jù)位。 R=2400*14=33600 bps= kbps (6)：電話信道帶寬 4000Hz，采樣頻率 8000Hz。每個采樣 7 個數(shù)據(jù)位， 1 個控制位。 R=8000*7=56000 bps=56 kbps ADSL 工作原理、性能和特點。 最初的 ADSL服務是 ATamp。T 公司提供的，工作原理：將本地回路上可供使用的頻譜 (大約 )分成三個頻段： POPS、上行數(shù)據(jù)流和下行數(shù)據(jù)流。使用多個頻段 范圍的技術稱為多路復用。 大多數(shù)供應商傾向于將 80%90%的帶寬分配給下行信道，因為大多數(shù)用戶的下載數(shù)據(jù)量超過上載數(shù)據(jù)量。 ADSL 標準允許的速度可以達到 8Mbps 下行速度和 1Mbps 上行速度。 2 位同步法和群同步的工作原理。 答：在計算機通信與網(wǎng)絡中，廣泛采用的同步方法有位同步法和群同步兩種。 （ 1）位同步 分為外同步法和自同步法，位同步法使接受端對每一位數(shù)據(jù)都要和發(fā)送端保持同步。 ①外同步法：在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，發(fā)送端先向接受端發(fā)出一串同步時鐘脈沖，接受端按照這一時鐘脈沖頻率和時序鎖定接受端的接受頻 率，以便在接受數(shù)據(jù)的過程中始終與發(fā)送端保持同步。 ②自同步法：能從數(shù)據(jù)信號波形中提取同步信號的方法。典型例子：曼徹斯特編碼，這種編碼常用與局域網(wǎng)傳輸。 （ 2）群同步：字符間的異步定時和字符中比特之間的同步定時，是群同步即異步傳輸?shù)奶卣鳌? 2模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼（ PCM） 答：對模擬數(shù)據(jù)進行數(shù)字信號編碼的最常用方法是脈碼調(diào)制 PCM，常用于聲音信號的編碼。 脈碼調(diào)制是以采樣定理位基礎的，信號數(shù)字化的轉換過程可包括：采樣、量化、編碼三個步驟。 2采樣定理的內(nèi)容是什么？ 從數(shù)學上證明：若對連續(xù)變化的模擬 信號進行周期性采樣，只要采樣頻率大于等于有效信號最高頻率或其帶寬的兩倍，則采樣值便可包含原始信號的全部信息，利用低通過濾器可以從這些采樣中重新構造出原始信號。 2對于數(shù)字傳輸?shù)臄?shù)字電話、數(shù)字傳真、數(shù)字電視等數(shù)字通信系統(tǒng)而言的兩個優(yōu)點： 1）抗干擾性強。 2）保密性好。 數(shù)據(jù)交換技術 2當前因特網(wǎng)的主干線路采用的是同步光纖 SONEF或是同步數(shù)字系列 SDH，就其本質(zhì)屬于電路交換技術。 當今的因特網(wǎng)采用的是電路交換技術和分組交換技術結合。 2目前光交換技術發(fā)展主要有：微電子機械系統(tǒng)的光交換機 、無交換式光路由器、陣列波導光柵路由器。 2三種交換技術的主要特點： (p68)表 33 1）電路交換。在數(shù)據(jù)傳送開始之前必須先設置一條專用的通路。在線路釋放之前，該通路有一對用戶完全占用。對與猝發(fā)式的通信，電路交換效率不高。 2）報文交換。報文從源點傳送到目的地采用“存儲一轉發(fā)”的方式，在傳送報文時，一個時刻僅占用一段通道。在交換節(jié)點中需要緩沖存儲，報文需要排隊，故報文交換不能滿足實時通信的要求。 3）分組交換。交換方式和報文交換方式類似，但報文被分成分組傳送，并規(guī)定了最大的分組長度。在數(shù)據(jù)報文分組交換 中，目的地需要重新組裝報文；在虛電路分組交換中，數(shù)據(jù)傳送之前必須通過虛呼叫設置一條虛電路。分組交換技術是計算機網(wǎng)絡中使用最廣泛的一種交換技術。 2電路交換： （ 1）電路交換網(wǎng)是使用電路交換技術的典型例子。用電路交換技術完成數(shù)據(jù)傳輸要經(jīng)歷電路建立、數(shù)據(jù)傳輸、電路拆除三個過程。 （ 2）電路交換方式的優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會丟失且保持原來的序列。缺點是某些情況下，電路空閑的信道容量被浪費。 2報文交換： （ 1）報文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報文，傳送方式采用“存儲 轉發(fā)”方式。 （ 2）報文交換的優(yōu) 點： A 電路利用率高。 B 在報文交換網(wǎng)絡上，通信量大時仍然可以接受報文，不過傳送延遲會增加。 C 報文交換系統(tǒng)可以把一個報文發(fā)送到多個目的地。 D 報文交換網(wǎng)絡可以進行速度和代碼的轉換。 缺點是：它不能滿足實時或交互式的通信要求，報文經(jīng)過網(wǎng)絡的延遲時間長且不定。 分組交換 分組交換：將一個報文分成兩若干個分組，沒個分組的長度有一個上限；分組交換適用于交互式通信，分為數(shù)據(jù)報分組交換和虛電路分組交換。 虛電路：在虛電路方式中，為進行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡的源節(jié)點和目的節(jié)點之間先要建立一條邏輯通路。主要特點是：在數(shù)據(jù)傳送之前先建立站與站之間的一條路徑。 數(shù)據(jù)報方式（ 66） 每個分組稱為一個數(shù)據(jù)報，每個數(shù)據(jù)報自身攜帶足夠的地址信息。一個節(jié)點接收到一個數(shù)據(jù)報到后，根據(jù)數(shù)據(jù)報中的地址信息和節(jié)點所儲存的路由信息，找出一個合適的出路，把數(shù)據(jù)報原樣地發(fā)送到下一節(jié)點。 3光交換技術有哪幾種？ 微電子機械系統(tǒng)的光交換機，無交換式光路由器、陣列波導光柵路由器。 第 4 章 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層中傳輸單位是：幀 數(shù)據(jù)鏈路層最基本的服務是什么？ 答：是將源機網(wǎng)絡層來的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)较噜徆?jié)點的目標機網(wǎng)絡層。 向網(wǎng)絡層提供透明的和可靠的數(shù)據(jù)傳送服務。透明性是指該層上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的內(nèi)容、格式及編碼沒有限制，也沒有必要解釋信息結構的意義；可靠的傳輸使用戶免去對丟失信息，干擾信息及順序不正確等的擔心。 數(shù)據(jù)鏈路層的功能是什么？ 答：數(shù)據(jù)鏈路層的功能是：幀同步功能、差錯控制功能、流量控制功能、鏈路管理功能。 （ 1）幀同步功能：從比特流中區(qū)分出幀的起始與終止。 （ 2）差錯控制：在數(shù)據(jù)通信過程中能發(fā)現(xiàn)或糾正差錯，把差錯限制在盡可能小的范圍內(nèi)的技術和方法。 （ 3）流量控制：實際上是對發(fā)送方數(shù)據(jù)流量的控制，使其發(fā)送速率不致超過 接收方所能承受的能力。 最常用的流量控制方案：停止等待方案和滑動窗口機制。 （ 4）鏈路管理功能主要用于面向連接的服務。數(shù)據(jù)鏈路層連接的建立、維持和釋放就稱作鏈路管理。 幀同步功能是什么？四種幀同步方案的內(nèi)容是什么？ 答：幀同步問題：從比特流中區(qū)分出幀的起始與終止。 （ 1）字節(jié)計數(shù)法：以一個特殊字符表征一幀的起始，并以一個專門字段來標明幀內(nèi)的字節(jié)數(shù)。 (DDCMP） （ 2）使用字符填充的首尾定界符法：用一些特定的字符來定界一幀的起始與終止。（例：BSC） （ 3）使用比特填充的首尾標志法：以一組特定的比特模式 來標志一幀的起始與終止。（例：HDLC） （ 4）違法編碼法：在物理層采用特定的比特編碼方法時采用。（曼徹斯特編碼）。 目前較普遍使用的幀同步法是比特填充法和違法編碼法。 DDCMP 協(xié)議幀格式的內(nèi)容，數(shù)據(jù)段最大長度值是多少？ CRC1 與 CRC2 的作用是什么？ 答： 72 頁幀結構圖。 SOH 標志數(shù)據(jù)幀的起始。數(shù)據(jù)最大長度為 8＊（ 214－ 1）＝ 131064（位） CRC CRC2分別對標題部分和數(shù)據(jù)部分進行雙重校驗，強調(diào)標題部分單獨校驗的原因是，一旦標題部分中的 Count 字段出錯，即失去了幀邊界劃分的依據(jù)，將造成 災難性的后果。 差錯控制的反饋重發(fā)、超時計時器以及幀編號的原理。 73 頁 物理信道引入計時器來限定接收方發(fā)回反饋信息的時間間隔，計時器超時，則可以認為傳出的幀已出錯或丟失，就要重新發(fā)送。 停止等待方案的工作原理？停等協(xié)議的實現(xiàn)過程。 答：發(fā)送方發(fā)出一幀，然后等待應答信號到達后在發(fā)送下一幀；接收方每收到一幀后送回一個應答信號，表示愿意接收下一幀，如果接收方不送回應答，則發(fā)送方必須一直等待。 80 頁 6 點。 順序接收管道協(xié)議的工作原理，實現(xiàn)過程。 順序接收管道協(xié)議是指連續(xù)重發(fā)方案，為了提高信道的利用率， 允許發(fā)送方可連續(xù)發(fā)送一系列信息幀，即不用等前一幀被確認便可發(fā)送下一幀。發(fā)送過程就像一條連續(xù)的流水線，稱為管道技術。 80 頁 8 點。 滑動窗口機制的工作原理？ 答：發(fā)送方每次發(fā)送一幀后，待確認幀的數(shù)目便增 1，每收到一個確認信息后，待確認幀的數(shù)目便減 1。窗口隨著數(shù)據(jù)傳送過程的發(fā)展而向前滑動。當重發(fā)表長度計數(shù)值，即待確認幀的數(shù)目等于發(fā)送窗口尺寸時，便停止發(fā)送新的幀。 相關的考點： （ 1）重發(fā)表：是一個連續(xù)序號的列表，對應發(fā)送方已發(fā)送但尚未確認的那些幀。這些幀的序號有一個最大值，這個最大值即發(fā)送窗口的限度。 （ 2） 發(fā)送窗口：指示發(fā)送方已發(fā)送但尚未確認的幀序號。 窗口尺寸：幀序號上、下沿的間距稱為窗口尺寸。 （ 3）接收窗口：指示允許接收的幀的序號。 （ 4）滑窗：當傳送過程進行時，打開的窗口位置一直在滑動窗口。 （ 5）若幀序號采用 3位二進制編碼，則最大序號為 Smax=231=7。有序接收，發(fā)送窗口最大尺寸為 Smax。無序接收方式，發(fā)送窗口最大尺寸至多是序號范圍的一半。 （ 6）三種協(xié)議各自窗口尺寸的大小： ① 停等：發(fā)送窗口 =1，接收窗口 =1 ② GobackN：發(fā)送窗口 1，接收窗口 =1 ③ 選擇重傳：發(fā)送窗口 1，接收窗口 1 GobackN 策略的基本原理是什么？ 答：當接收方檢測出失序的信息幀后，要求發(fā)送方重發(fā)最后一個正確接收的信息幀之后的所有未被確認的幀。或者當發(fā)送方發(fā)送了 n個幀后，若發(fā)現(xiàn)該 n 幀的前一幀在計時器超時區(qū)間內(nèi)仍未返回其確認信息，則該幀被判定未出錯或丟失，此時發(fā)送方就不得不重新發(fā)送該出錯幀及其后的 n 幀。 選擇重傳協(xié)議的思想和特點是什么？ （ 1）思想：當接收方發(fā)現(xiàn)某幀出錯后，其后繼續(xù)送來的正確的幀雖然不能立即遞交給接收方的高層，但接收方仍可收下來，存放在一個緩沖區(qū)中，同時要求發(fā)送方重新傳送 出錯的那一幀。一旦收到重新傳來的幀后，就可與原已存于緩沖區(qū)中的其余幀一并按正確的順序遞交高層。 （ 2）特點：選擇重傳協(xié)議在某幀出錯時減少了后面所有幀都要重傳的浪費，但要求接收方有足夠大的緩沖區(qū)空間來暫存未按順序正確接收到的幀。 1什么噪聲？噪聲的分類。 傳輸中的差錯都是由噪聲引起的。噪聲有兩大類：一類是信道固有的、持續(xù)存在的隨機熱噪聲（隨機錯）；另一類是由外界特定的短暫原因所造成的沖擊噪聲（突發(fā)錯）。 1什么是差錯控制？什么是突發(fā)長度？ 答：從突發(fā)錯誤發(fā)生的第一個碼元到有錯的最后一個碼元間所有碼元的 個數(shù)。 1差錯控制的考點： （ 1）差錯檢測應包含兩個任務：即差錯控制編碼和差錯校驗。 （ 2）利用差錯控制編碼來進行差錯控制的方法基本上有兩類：一類是自動請求重發(fā) ARQ，另一類是前向糾錯 FEC。在 ARQ 方式中，接收端檢測出有差錯時，就設法通知發(fā)送端重發(fā)，直到正確的碼字收到為止。在 FEC 方式中，接收端不但能發(fā)現(xiàn)差錯，而且能確定二進制碼元發(fā)