计算机网络组成复习题.pdf

计算机网络的组成涉及多个层面，这里主要探讨物理层、数据传输和网络通信方式。物理层是计算机网络的基础，它不涉及具体的物理设备如电缆或接口，而是定义了在物理媒介上传输原始比特流的规范。物理层负责建立、维持和释放物理信道，并规定了与这些操作相关的电气、机械、功能和规程四种规范。 数据可以分为模拟数据和数字数据。模拟通信系统由信源、调制器、信道、解调器和信宿构成。调制前的电信号称为基带信号，经过调制后的信号则称为已调制信号。多路复用技术包括频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和波分复用（WDM），用于提高信道的利用率。 模拟信号传输基于载波，载波的三个要素是幅度、频率和相位。模拟数据通信系统中常见的调制方法有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。曼彻斯特编码是一种双相码，其图示表示的二进制数据需要根据编码规则解读。 脉冲编码调制（PCM）是模拟信号数字化的过程，主要包括取样、量化和编码三个步骤。模拟信号在数字信道上传输前需要进行模数转换（ADC），而数字数据在模拟信道上传输前则需进行数模转换（DAC）。 调制解调器（Modem）在计算机广域网中起着关键作用，实现了模拟信号和数字信号之间的转换。常见的数据交换方式有线路交换、报文交换和分组交换，其中美国的ARPANET采用的是分组交换。传输介质包括双绞线、同轴电缆和光纤。 香农定理揭示了信道容量与信道带宽和信噪比的关系，最大数据传输速率受到这些因素限制。例如，电话系统中，若带宽为3000Hz，信噪比为30dB，则最大传输速率不能超过特定值。 数据传输模式有单工、半双工和全双工三种。线路交换技术下，数据传输经历建立连接、数据传输和释放连接的过程。信号传播时间和数据传输时间是网络通信中的重要概念。异步传输模式（ATM）是一种高速分组交换技术，采用固定长度的信元传输，每个信元包括5字节的信头和48字节的用户数据。 蜂窝移动通信系统中，常用的多址接入技术有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。建立数据通信系统时，需要信源、发送装置、传输信道、接收装置和信宿，卫星通信中，数据通常被转换为模拟信号。为了增大传输距离，采用的设备可能是中继器，而电话网上的数据传输常用调制解调器，主要调制方式可能是FSK。 不同数据交换方式的性能各异。为了最小化传输时延，首选分组交换；为了保证无差错传输，不应选择报文交换。分组交换相对于报文交换的主要改进在于传输单位更小且有固定的最大长度，这导致了路由算法的复杂性增加，但在高错误率环境中更为合适。 (1) 分组交换 (2) 报文交换 (3) 传输单位更小且有固定的最大长度 (4) 路由算法更复杂 (5) 分组交换