信息工程学院
要由以下三个要素组成：
（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式；
（2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答； （3）同步，即事件实现顺序的详细说明。
对于非常复杂的计算机网络协议，其结构最好采用层次式的。
2-02 试举出对网络协议的分层处理方法的优缺点。
答：优点：（1）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。（2）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。 3）结构上可以分割开，各层可以采用最合适的技术来实现。 （
（4）易于实现和维护。（5）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。
2-03 试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。 答：
2-04 试述具有五层协议的原理网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。
答：综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种原理体系结构。各层的主要功能：
物理层 物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞 线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第 0 层。） 物理层还要确定连接电缆插头
的定义及连接法。
数据链路层 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧 （frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
网络层 网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够 正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。
运输层
运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端 应用层直接为用户的应用进程提供服务。
服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。
应用层
2-05 试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。
2-06 试将 TCP/IP 和 OSI 的体系结构进行比较。讨论其异同之处。
答：（1）OSI 和 TCP/IP 的相同点是二者均采用层次结构，而且都是按功能分层。（2） OSI 和 TCP/IP 的不同点：① OSI 分七层，自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输 层、会话层、表示层和应用层，而 TCP/IP 分四层：网络接口层、网间网层（IP）、传输层（TCP） 和应用层。严格讲， TCP/IP 网间网协议只包括下三层，应用程序不算 TCP/IP 的一部分。②OSI 层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体的通信必须通过下一层（N-1）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（这种层次关系常被 称为“等级”关系），因而减少了一些不必要的开销，提高了协议的效率。③OSI 只考虑用一种 资料
标准的公用数据网。
信息工程学院
2-07 解释以下名词：
协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户/服务器方式。 答：
协议栈——协议套件又称为协议栈，因为它由一系列的子层组成，各层之间的关系好像 一个栈。
实体（entity）—— 用以表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 对等层与协议：
任何两个同样的层次（例如在两个系统的第 4 层）之间，好像将数据（即数据单元加上 控制信息）直接传递给对方。这就是所谓的“对等层”（peer layers）之间的通信。我们以前经 常提到的各层协议，实际上就是在各个对等层之间传递数据时的各项规定。
服务访问点 SAP —— 是相邻两层实体交互的一个逻辑接口。
协议数据单元 PDU —— 各层的数据单元
服务数据单元 SDU —— 各层之间传递数据的单元
客户-服务器模型——大部分网络应用程序在编写时都假设一端是 客户，另一端是服务器，
其目的是为了让服务器为客户提供一些特定的服务。 可以将这种服务分为两种类型：重复型或并 发型。客户机是主叫方，服务器是被叫方。
2-08 面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么？
答：面向连接服务在数据交换之前必须先建立连接，保留下层的有关资源，数据交换结
束后，应终止这个连接，释放所保留的资源。而对无连接服务，两个实体之间不建立连接就 可以通信，在数据传输时动态地分配下层资源，不需要事先进行预保留。
2-09 协议与服务有何区别？有何关系？
答：协议是水平的，服务是垂直的。
务是由下层向上层通过层间接口提供的。
协议与服务的关系
协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间的通信的规则。服务是“垂直的”，即服
在协议的控制下，上层对下层进行调用，下层对上层进行服务，上下层间用交换原语交
换信息。同层两个实体间有时有连接。
第 3 章 物理层
标准话路频率（300－3400Hz）
一个标准话路所占带宽 4kHz（64kbit/s）
调制的 3 种方式（调频、调幅和调相）
信道复用技术（频分复用、（统计）时分复用、波分复用和码分复用）
资料
信息工程学院
3-01 物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？
答：（1）物理层要解决的主要问题：①物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通 信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本层的协议与 服务。②给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为 串行按顺序传输的比特流）的能力。为此，物理层应解决物理连接的建立、维持和释放问题。 ③在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。
（2）物理层的主要特点：①由于在 OSI 之前，许多物理规程或协议已经制定出来了， 而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用。加之，物理层协议涉 及的范围广泛，所以至今没有按 OSI 的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在 的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和规程特性。②由于 物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。
3-02 物理层的接口有哪几个方面的特性？各包含些什么内容？
答：物理层的接口有机械特性、电气特性和功能特性。
（1）机械特性 说明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置
等等。
（2）电气特性 说明在接口电缆的哪条线上出现的电压应为什么范围。即什么样的电压 表示 1 或 0。
（3）功能特性 说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。（4）规程特性 说明 对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
3-04 奈氏准则与香农公式在数据通信中的意义是什么？
答：奈氏准则指出了：码元传输的速率是受限的，不能任意提高，否则在接收端就无法 正确判定码元是 1 还是 （因为有码元之间的相互干扰）。奈氏准则是在理想条件下推导出的。 0 在实际条件下，最高码元传输速率要比理想条件下得出的数值还要小些。电信技术人员的任
需要注意的是，奈氏准则并没有对信息传输速率（b/s）给出限制。要提高信息传输速率就必
须使每一个传输的码元能够代表许多个比特的信息。这就需要有很好的编码技术。
香农公式给出了信息传输速率的极限，即对于一定的传输带宽（以赫兹为单位）和一定 的信噪比，信息传输速率的上限就确定了。这个极限是不能够突破的。要想提高信息的传输 速率，或者必须设法提高传输线路的带宽，或者必须设法提高所传信号的信噪比，此外没有 其他任何办法。至少到现在为止，还没有听说有谁能够突破香农公式给出的信息传输速率的 极限。
香农公式告诉我们，若要得到无限大的信息传输速率，只有两个办法：要么使用无限大 的传输带宽（这显然不可能），要么使信号的信噪比为无限大，即采用没有噪声的传输信道或 使用无限大的发送功率（当然这些也都是不可能的）。
务就是要在实际条件下，寻找出较好的传输码元波形，将比特转换为较为合适的传输信号。
3-05 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？
资料
信息工程学院
答：常用的传输媒体有双绞线、同轴电缆、光纤和电磁波。 一、双绞线 特点：
（1）抗电磁干扰
（2）模拟传输和数字传输都可以使用双绞线 二、同轴电缆
特点：同轴电缆具有很好的抗干扰特性 三、光纤 特点：
（1）传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济； （2）抗雷电和电磁干扰性能好；
（3）无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据； （4）体积小，重量轻。 四、电磁波 优点：
（2）微波传输质量较高；
（1）微波波段频率很高，其频段范围也很宽，因此其通信信道的容量很大； （3）微波接力通信的可靠性较高；
（4）微波接力通信与相同容量和长度的电缆载波通信比较，建设投资少，见效快。 当然，微波接力通信也存在如下的一些缺点：
（1）相邻站之间必须直视，不能有障碍物。 （2）微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响；
（3）与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差； （4）对大量的中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。
电平而后一个间隔为低电平。码元 0 则正好相反，从低电平变到高电平。这种编码的好处是
可以保证在每一个码元的正中间出现一次电平的转换，这对接收端的提取位同步信号是非常 有利的。缺点是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。
差分曼彻斯特编码的规则是若码元为 1，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个 码元的电平一样；但若码元为 0，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平 相反。不论码元是 10 或，在每个码元的正中间的时刻，一定要有一次电平的转换。差分曼彻 斯特编码需要较复杂的技术，但可以获得较好的抗干扰性能。
3-06 什么是曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码？其特点如何？
答：曼彻斯特编码是将每一个码元再分成两个相等的间隔。码元 1 是在前一个间隔为高
3-07 传播时延、发送时延和重发时延各自的物理意义是什么？
答：传播时延是指电磁波在信道中传输所需要的时间。它取决于电磁波在信道上的传输 速率以及所传播的距离。
发送时延是发送数据所需要的时间。它取决于数据块的长度和数据在信道上的发送速率。
资料
信息工程学院
重发时延是因为数据在传输中出了差错就要重新传送，因而增加了总的数据传输时间。 3-08 模拟传输系统与数字传输系统的主要特点是什么？ 答：模拟传输：只能传模拟信号，信号会失真。
数字传输：可传模拟与数字信号，噪声不累计，误差小。
3-09 EIA-232 和 RS-449 接口标准各用在什么场合？
答：通常 EIA-232 用于标准电话线路（一个话路）的物理层接口，而 RS-449 则用于宽 待电路（一般是租用电路）
3-10 基带信号与宽带信号的传输各有什么特点？
答：（1）基带信号是将数字信号 1 或 0 直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上 去传输。
（2）宽带信号则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。基带信号进行调制
后，其频谱移到较高的频率处。由于每一路基带信号的频谱被搬移到不同的频段上，因此合
在一起后并不会互相干扰。这样做可以在一条线路中同时传送许多路的数字信号，因而提高
了线路的利用率。
（兆字节）的数据，需要从南京传送到北京。一种方法是将数据写到磁3-11 有 600 MB
盘上，然后托人乘火车将这些磁盘捎去。另一种方法是用计算机通过长途电话线路（设信息
传送的速率是 2.4 kb/s）传送此数据。试比较这两种方法的优劣。若信息传送速率为 33.6 kb/s， 其结果又如何？
（=600×1048576×8=5033164800 bit）。若用 33.6Kb/s 速率传送，则需时间 1.73 天。比托人乘 火车捎去要慢，且更贵。
答：假定连续传送且不出错。若用 2.4Kb/s 速率，传输 600MB 需要 24.3 天
3-12 56 kb/s 的调制解调器是否已突破了香农的信道极限传输速率？这种调制解调器的 使用条件是怎样的？
答：56Kb/s 的调制解调器主要用于用户与 ISP 的通信，这时从用户到 ISP 之间只需经过 一次 A/D 转换，比两个用户之间使用的 33.6Kb/s 调制解调器的量化噪声要小，所以信噪比进 一步提高。虽然 33.6Kb/s调制解调器的速率基本已达到香农的信道极限传输速率，但是 56Kb/s 的调制解调器的使用条件不同，它提高了信噪比，它没有突破香农极限传输速率的公式。 56Kb/s 的调制解调器的使用条件是 ISP 也使用这种调制解调器（这里是为了进行数字信号不 同编码之间的转换，而不是数模转换），并且在 ISP 与电话交换机之间是数字信道。若 ISP 使 用的只是 33.6Kb/s 调制解调器，则用户端的 56Kb/s 的调制解调器会自动降低到与 33.6Kb/s 调制解调器相同的速率进行通信。
3-13 在 3.3.1 小节介绍双绞线时，我们说：“在数字传输时，若传输速率为每秒几个兆比 特，则传输距离可达几公里。”但目前我们使用调制解调器与 ISP 相连时，数据的传输速率最
资料
计算机网络教程第五版谢希仁课后答案
