【计算机网络】计算机网络(第八版)谢希仁著 ----你要的答案都在这里(二)

简介: 【计算机网络】计算机网络(第八版)谢希仁著 ----你要的答案都在这里

17.基带调制(也称编码)、带通调制


基带信号(即基本频带信号)

  • 来自信源的信号。
  • 包含有较多的低频成分,甚至有直流成分。


调制

  • 基带调制:

  仅对基带信号的波形进行变换,把数字信号转换为另一种形式的数字信号。把这种过程称为编码 (coding)。

  • 带通调制:

 使用载波 (carrier)进行调制,把基带信号的频率范围搬移到较高的频段,并转换为模拟信号。经过载波调制后的信号称为带通信号(即仅在一段频率范围内能够通过信道)。


18.自同步能力


前序学习:常见的编码方式

自同步能力:

  不归零制不能从信号波形本身中提取信号时钟频率(这叫做没有自同步能力)。

  曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码具有自同步能力。


19.信道传输速率影响因素?奈氏准则和香农公式


限制码元在信道上的传输速率的两个因素:

  • 信道能够通过的频率范围。
  • 信噪比


奈氏准则:

  码元传输的最高速率 = 2W (码元/秒)

 在带宽为 W (Hz) 的低通信道中,若不考虑噪声影响,则码元传输的最高速率是 2W (码元/秒)。传输速率超过此上限,就会出现严重的码间串扰的问题,使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。


信噪比

  信噪比(dB) = 10 log10(S/N ) (dB)


香农公式:

  C = W log2(1+S/N) (bit/s)

信道的带宽或信道中的信噪比越大,则信息的极限传输速率就越高。

 只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率,就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。


奈氏准则:

  激励工程人员不断探索更加先进的编码技术,使每一个码元携带更多比特的信息量。

香农公式:

  告诫工程人员,在实际有噪声的信道上,不论采用多么复杂的编码技术,都不可能突破信息传输速率的绝对极限。


20.物理层下面的传输媒体分类?


  • 导引型传输媒体
    双绞线、同轴电缆、光缆
  • 非导引型传输媒体
    无线电波、微波、通信卫星、红外、激光

21.信道复用技术


复用 (multiplexing)

  允许用户使用一个共享信道进行通信。

复用器 (multiplexer) 和分用器 (demultiplexer):

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频分复用 FDM (Frequency Division Multiplexing):

  • 将整个带宽分为多份,用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。
  • 所有用户在同样的时间占用不同的带宽(即频带)资源。
    频分多址FDMA:
  • -让n个用户使用一个频带,或者让更多的用户轮流使用这n个频带

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时分复用 TDM (Time Division Multiplexing):


  • 将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM帧)
  • 每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。
  • 每一个用户所占用的时隙是周期性地出现(其周期就是TDM帧的长度)的。
  • TDM 信号也称为等时 (isochronous) 信号。
  • 所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。


时分多址TDMA:

         -可让 N 个用户各使用一个时隙,或让更多的用户轮流使用这 N 个时隙

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波分复用

   利用光的波长进行不同划分的频分复用,其区别在于传播媒介的不同,其中需要光复用器和光分用器搭配使用


码分复用CDMA:


每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。

各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此不会造成干扰。

当码分复用 CDM (Code Division Multiplexing) 信道为多个不同地址的用户所共享时,就称为码分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)。


22.局域网中的中间设备(交换机)包含哪几层


交换机(s1、s2):只有数据链路层和物理层

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23.以太网


局域网最主要的特点:

  • 网络为一个单位所拥有;
  • 地理范围和站点数目均有限。

局域网具有如下主要优点:

  • 具有广播功能,从一个站点可很方便地访问全网。
  • 便于系统的扩展和逐渐地演变,各设备的位置可灵活调整和改变。
  • 提高了系统的可靠性、可用性和生存性。


DIX Ethernet V2:世界上第一个局域网产品(以太网)的规约。

IEEE 802.3:第一个 IEEE 的以太网标准。


这两种标准的硬件实现可以在同一个局域网上互操作。

  这两个标准标准只有很小的差别,因此很多人也常把 802.3局域网简称为“以太网”

IEEE委员会将局域网的数据链路层拆成两个子层,逻辑链路控制LLC子层和媒体接入控制MAC子层

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24.数据链路层的信道类型?


 数据链路层使用的信道一般都是共享信道,共享信道要着重考虑的一个问题是如何使众多用户合理而方便的共享通信媒体资源,这种技术上有两种办法:

静态划分信道:

  • 频分复用
  • 时分复用
  • 波分复用
  • 码分复用

这种划分方法优点是:

 用户只要分配到了信道就不会和其他用户发生冲突

缺点是:

 这种划分信道的方法就是代价高,不适合局域网的使用


动态媒体接入控制(多点接入):


  • 随机接入:所有的用户可随机地发送信息。
  • 受控接入:用户必须服从一定的控制。如轮询(polling)。

局域网一般就是使用随机接入类型的信道


25.什么是链路?什么是数据链路?


链路 (link) :

  • 一条无源的点到点的物理线路段,中间没有任何其他的交换结点。
  • 一条链路只是一条通路的一个组成部分。
  • 或物理链路。

数据链路 (data link):

  • 把实现控制数据传输的协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链路。
  • 或逻辑链路。
  • 典型实现:适配器(即网卡)

26.字节填充与零比特填充


问题:

  如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和 SOH 或 EOT 一样,数据链路层就会错误地“找到帧的边界”,导致错误。(异步传输过程中)

解决:

  字节填充

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问题:

  如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和 SOH 或 EOT 一样,数据链路层就会错误地“找到帧的边界”,导致错误。(同步传输过程中)

解决:

  零比特填充

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27.CRC计算冗余码?


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28.CRC与FCS区别?


CRC是一种差错检验方法,FCS是添加在数据后面的冗余码


29.无比特差错与无传输差错


可靠传输:数据链路层的发送端发送什么,在接收端就收到什么。

传输差错可分为两大类:

  • 比特差错;
  • 传输差错:帧丢失、帧重复或帧失序等。

在数据链路层使用 CRC 检验,能够实现无比特差错的传输,但这还不是可靠传输。

要做到可靠传输,还必须再加上帧编号、确认和重传等机制。


30.PPP协议??组成?


对于点对点的链路,目前使用得最广泛的数据链路层协议是点对点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)。

PPP 协议在 1994 年就已成为互联网的正式标准 [RFC 1661, STD51]。

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三个组成部分:

  • 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。
  • 一个链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)。
  • 一套网络控制协议NCP (Network Control Protocol)。

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31.并行传输与串行传输、同步通信与异步通信(转载)


1.并行传输:


字符编码的各位(比特)同时传输;


2.串行传输(一般都是串行传输):


将组成字符的各位串行地发往线路;


有两种传输方式:


1)同步传输;


2)异步传输;


串行数据通信的方向性结构有三种:


1)单工;


2)半双工;(I2C)


3)全双工; (UART)


1).同步通信原理


同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式,一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同,通常含有若干个数据字符。


采用同步通信时,将许多字符组成一个信息组,这样,字符可以一个接一个地传输,但是,在每组信息(通常称为帧)的开始要加上同步字符,在没有信息要传输时,要填上空字符,因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中,一个字符可以对应5~8位。当然,对同一个传输过程,所有字符对应同样的数位,比如说n位。这样,传输时,按每n位划分为一个时间片,发送端在一个时间片中发送一个字符,接收端则在一个时间片中接收一个字符。


同步传输时,一个信息帧中包含许多字符,每个信息帧用同步字符作为开始,一般将同步字符和空字符用同一个代码。在整个系统中,由一个统一的时钟控制发送端的发送和空字符用同一个代码。接收端当然是应该能识别同步字符的,当检测到有一串数位和同步字符相匹配时,就认为开始一个信息帧,于是,把此后的数位作为实际传输信息来处理。


2).异步通信原理


异步通信是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时,所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然,接收端必须时刻做好接收的准备。发送端可以在任意时刻开始发送字符,因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志,即加上开始位和停止位,以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜,但传输效率较低(因为开始位和停止位的开销所占比例较大)。


3).同步通信与异步通信区别:


(1)同步通信要求接收端时钟频率和发送端时钟频率一致,发送端发送连续的比特流;异步通信时不要求接收端时钟和发送端时钟同步,发送端发送完一个字节后,可经过任意长的时间间隔再发送下一个字节。

 (2)同步通信效率高;异步通信效率较低。

 (3)同步通信较复杂,双方时钟的允许误差较小;异步通信简单,双方时钟可允许一定误差。

 (4)同步通信可用于点对多点;异步通信只适用于点对点。


(End)

转载于:https://www.cnblogs.com/yirenyang/p/4281101.html

给一个GPT回答

  • 同步通信和异步通信都是计算机通信中的两种常见方式,它们的原理和区别如下:
  • 同步通信是指发送方发送数据后会等待接收方响应后才继续进行下一步操作的通信方式。在同步通信中,发送方和接收方需要在同一时间段内进行通信,发送方需要等待接收方响应后才能进行下一步操作。同步通信具有通信效率高、数据传输可靠性高等优点,但当接收方不能及时响应时会出现阻塞的情况,从而影响通信效率。
  • 异步通信是指发送方发送数据后不需要等待接收方响应就可以继续进行下一步操作的通信方式。在异步通信中,发送方和接收方可以在不同的时间段内进行通信,发送方无需等待接收方响应就可以继续进行下一步操作。异步通信具有通信效率高、通信灵活性好等优点,但由于发送方无法确定接收方何时会响应,可能会造成一些数据的丢失。
  • 总的来说,同步通信和异步通信的区别在于是否需要等待对方的响应。同步通信需要等待对方的响应,通信效率较高但可能会出现阻塞的情况。异步通信不需要等待对方的响应,通信效率也较高,但可能会出现数据丢失的情况。选择哪种通信方式需要根据具体的应用场景来决定



32.PPP协议格式


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33.网络层的概述?


网络层可以分为两个层面:

  • 控制层面
  • 数据层面(转发层面)

网络层的功能主要体现在为数据链路层提供端点之间的传送功能上,进一步管理网络中的数据通信,将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端,从而向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务。


34.虚电路和数据报服务的对比?


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tips: 网络层使用的就是数据报服务,网络层不提供服务质量的承诺(无连接)


35. 直接交付和间接交付?


不需要经过任何路由器是直接交付,反之,间接交付

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36.IP地址的表示方法


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37.IP地址的分类


  • IP地址共分为A、B、C、D、E五类,A类、B类、C类为单播地址
  • IP地址的书写采用点分十进制记法,其中每一段取值范围为0到255

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IP特殊地址

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38.CIDR


全名是无分类域间路由选择

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39.子网掩码怎么计算网络地址?


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40.按位与、或、异或操作?


与:and操作

或:or操作

异或:!=操作


41. IP地址与MAC地址的区别?


MAC地址是数据链路层使用的地址,而IP地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址

称IP地址为逻辑地址是因为IP地址是用软件实现的,

称MAC地址为物理地址是因为MAC地址已经固化到网卡上的ROM中


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42.超网?


超网(supernetting)是与子网类似的概念–IP地址根据子网掩码被分为独立的网络地址和主机地址。但是,与子网把大网络分成若干小网络相反,它是把一些小网络组合成一个大网络–超网。

超网创建用来解决路由列表超出现有软件和管理人力的问题以及提供B类网络地址空间耗尽的解决办法。超网允许一个路由列表入口表示一个网络集合,就如一个区域代码表示一个区域的电话号码的集合一样。

目前盛行的外部网关协议边界网关协议(BGP)以及开放式最短路径优先(OSPF)路由协议都支持超网技术。


43.路由聚合和划分?


一个大的CIDR地址块往往包含很多小的地址块,所以在路由器的转发表中就利用较大的一个CIDR地址块来代替许多小的地址块,这中方法就是路由聚合,反之,就是路由划分,路由划分的好处是缩短了转发表的查找时间


tips:网络前缀越短的地址块所包含的地址数就越多


44.有mac地址为什么还需要ip地址?


因为如果我们只用MAC地址的话,我们会发现路由器需要记住每个MAC地址所在的子网是哪一个(不然每一次收到数据包的时候路由器都要重新满世界地去找这个MAC地址的位置)。而世界上有248个MAC地址,这就意味着即使我们给每个MAC地址只留1字节的储存空间,每个路由器也需要256TB的内存!这显然是不可能实现的。这就是我们需要IP地址的原因了。和MAC不同的是,IP地址是和地域相关的。对于位于同一个子网上的设备,我们给他们分配的IP 地址前缀都是一样的,这个前缀就像邮政编码一样。这样,路由器过IP地址的前缀就能知道这个设备在哪个子网上了。现在,路由器只需要记住每个子网的位置即可,大大减少了路由器所需要的内存。

转载(有了MAC地址,为什么还要用IP地址?)


45.ARP如何获取IP地址与MAC地址的映射?


前置知识:

  • ARP高速缓存
    -存放IP地址到MAC地址的映射表
    -映射表的动态更新(新增或超时删除)

大概长这样

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ARP流程

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A已知B的IP地址,需要获得B的MAC地址(物理地址) 如果A的ARP表中缓存有B的IP地址与MAC地址的映射关系,则直接从ARP表获取

如果A的ARP表中未缓存有B的IP地址与MAC地址的映射关系,则A广播包含B的IP地址的ARP query分组

在局域网上的所有节点都可以接收到ARP query B接收到ARP query分组后,将自己的MAC地址发送给A

A在ARP表中缓存B的IP地址和MAC地址的映射关系,超时时删除


46.首部校验和的计算?(与CRC区别开)


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具体流程如下:

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47.IP数据报首部的可变部分?


IP数据报首部的可变部分就是一个选择字段。选择字段用来支持排错、测量以及安全等措施,内容很丰富。此字段的长度可变,从1字节到40字节不等。取决于所选择的项目。

tips:新版IPv6将IP数据报首部长度做成固定的了


48.路由器的转发表如何进行转发?以及转发表匹配具体过程?


大概流程:


  • A创建IP数据包(源为A、目的为E)
  • 在源主机A的路由表中找到路由器R的IP地址223.1.1.4
  • A根据R的IP地址223.1.1.4,使用ARP协议获得R的MAC地址
  • A创建数据帧(目的地址为R的MAC地址)
  • 数据帧中封装A到E的IP数据包
  • A发送数据帧,R接收数据帧


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转发表匹配具体过程:

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