通信网知识点复习.docx

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通信网知识点复习

第一章 通信网及其业务

1、报文、电路、分组交换的区别

（1）电路交换：

由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成），因而有以下优缺点。

　　优点：

　　①由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。

　　②通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。

　　③双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。

　　④电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。

　　⑤电路交换的交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。

　　缺点：

　　①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。

　　②电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。

　　③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。

（2）报文交换：

报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点：

　　优点：

　　①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。

　　②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：

a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。

这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；d.允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。

　　③通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。

　　缺点：

　　①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。

　　②报文交换只适用于数字信号。

　　③由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。

为了降低成本，减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。

　　（3）分组交换：

分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以下优缺点：

　　优点：

　　①加速了数据在网络中的传输。

因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。

此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。

　　②简化了存储管理。

因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。

　　③减少了出错机率和重发数据量。

因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。

　　④由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些。

　　缺点：

　　①尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。

　　②分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大约增大5%～10%，一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。

　　③当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。

若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。

总之，若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。

从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。

第二章  应用与分层体系结构

1、OSI七层模型与TCP/IP分层模型的关系

        应用层

        表示层

        会话层                                                  应用层

        传输层                                                  传输层

        网络层                                                  互联网层

        数据链路层

        物理层                                               网络接口层

2、有了物理地址，为什么还需要IP地址

        IP地址是只在软件中使用的抽象地址.不论是局域网还是广域网,发送和接收信息时都依靠的是硬件地址.所以协议软件发送信息包之前,必须把IP地址翻译成对应的物理地址,这个过程称为地址解析（addressresolution）

        Internet上的每一台主机由全球唯一IP地址来识别，严格的说IP地址识别的是主机的网络接口，而不是主机本身。

3、在跨网络传输时，报文的IP地址和MAC地址如何变化？

        传输过程IP地址源地址和目的地址是不变的，而MAC地址会根据两两计算机的传输改变。

4、Internetnames,IPaddresses,portnumbers,socket,physicaladdresses各有什么区别？

        端口指TCP/IP协议中的端口，端口号的范围从0到65535，用于同一IP上的不同服务。

        在Internet上的主机一般运行了多个服务软件，同时提供几种服务。

每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务。

Socket是一种协议，使用某个端口。

5、PDU与SDU的区别是什么？

        PDU交换协议数据单元

        SDU服务数据单元

第三章 数字传输的基本原理

1、请描述光纤分路器（splitter）的作用和工作原理，可以用在什么地方？

        一种从一根光纤中的信号分为多路信号的器件

2、信源编码和信道编码的作用各是什么，它们之间有何联系？

        信源编码是对输入信息进行编码，优化信息和压缩信息并且打成符合标准的数据包。

信道编码是在数据中加入验证码，并且把加入验证码的数据进行调制。

2者的作用完全不一样的。

信源编码:

以提高通信有效性为目的的编码.通常通过压缩信源的冗余度来实现.采用的一般方法是压缩每个信源符号的平均比特数或信源的码率.即同样多的信息用较少的码率传送,使单位时间内传送的平均信息量增加,从而提高通信的有效性.通信论坛|通信社区|3G论坛|NGN论坛|求职|招聘|论文1x）d$R9e!

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信道编码:

是以提高信息传输的可靠性为目的的编码.通常通过增加信源的冗余度来实现.采用的一般方法是增大码率/带宽.与信源编码正好相反、

信源编码：

主要是利用信源的统计特性，解决信源的相关性，去掉信源冗余信息，从而达到压缩信源输出的信息率，提高系统有效性的目的。

第三代移动通信中的信源编码包括语音压缩编码、各类图像压缩编码及多媒体数据压缩编码。

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信道编码：

为了保证通信系统的传输可靠性，克服信道中的噪声和干扰的。

它根据一定的（监督）规律在待发送的信息码元中（人为的）加入一些必要的（监督）码元，在接受端利用这些监督码元与信息码元之间的监督规律，发现和纠正差错，以提高信息码元传输的可靠性。

信道编码的目的是试图以最少的监督码元为代价，以换取最大程度的可靠性的提高。

1）从功能上可分为3类：

仅具有发现差错功能的检错码，如循环冗余校验码、自动请求重传ARQ等,

具有自动纠正差错功能的纠错码，如循环码中的BCH码、RS码及卷积码、级联码、Turbo码等

既能检错又能纠错功能的信道编码，最典型的是混合ARQ

2）从结构和规律上分两大类;

线性码：

监督关系方程是线性方程的信道编码

非线性码：

监督关系方程是非线性的

FEC是前向就错码，在不同系统中，不同信道采用的FEC都不一样，有卷积码，Turbo码等

【一】TCP/IP模型是一个漏斗形的模型，目前我们使用的基本上这个模型，有四层：

应用层、传输层、网络层、数据链路层应用层：

应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。

传输层：

在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入

传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。

互连网络层：

负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。

网络接口层：

对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、SerialLine等）来传送数据OSI是ISO组织参考多种存在的网络体系提出的一个参考模型，这个模型把网络通信的工作分为7层,它们由低到高分别是物理层（PhysicalLayer）,

数据链路层（DataLinkLayer）,网络层（NetworkLayer）,传输层（TransportLayer）,

会话层（SessionLayer），表示层（PresentationLayer）和应用层（ApplicationLayer）。

第一层到第三层属于OSI参考模型的低三层，负责创建

网络通信连接的链路；第四层到第七层为OSI参考模型的高四层，具体负责端到端的数据通信。

每层完成一定的功能，每层都直接为其上层提供服

务，并且所有层次都互相支持，而网络通信则可以自上而下（在发送端）或者自下而上（在接收端）双向进行。

【二】IP地址由网络号和主机号组成，可以区分网络设备是否互相在一个子网内，也可以区分它是子网里的第几个设备。

MAC地址做不到吧...

【三】MAC地址：

本地唯一，在数据传输过程中不会穿越多个物理网络，并且在传输过程中发送端和接收端的MAC地址会发生变化。

。

IP地址：

INTERNET唯一，可以穿过多个物理网络，并且在传输过程中，发送端地址和接收端地址不变。

。

3月15日

【一】双绞线为什么要绞起来？

双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。

把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。

双绞线一般由两根22～26号绝缘铜导线相互缠绕而成。

如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。

在双绞线电缆（也称双扭线电缆）内,不同线对具有不同的扭绞长度,一般地说,扭绞长度在38.1cm至14cm内,按逆时针方向扭绞,相临线对的扭绞长度在12.7cm以上。

【二】请描述光纤分路器（splitter）的作用和工作原理，可以用在什么地方？

一种从一根光纤中分出一部分能量到另一根光纤中的无源光器件。

【三】信源编码和信道编码的作用各是什么，它们之间有何联系？

3、光纤通信中的1310和1550代表什么意思？

为什么会选择这些数字？

       代表波长，波长为1310nm的光波在普通单模光纤中传播时，能够达到零色散，而波长为1550nm的光波则能达到最小衰耗。

第四章 电路交换网

1、ClosNon-BlockingCondition:

 k=2n-1是怎么算出来的；

        P188，对输入来说，最坏的情况氏族中所有其他的输入都已经建立了连接，类似的，对输出来说，最坏的情况是族中所有其他的输出都已经被占用，也就是说，每个已有连接使用不同的中间交换机。

因此，无法将输入接到输出的最大中间交换机数是2（n-1），因此在加一个交换机使数量达到k=2n-1的多级交换机一定是非阻塞的。

2、时隙交换中：

最大时隙数=125us/（2*内存周期）是怎么计算的？

        由于帧速率为8000bps，因此一个帧周期为125us，而时隙交换过程中每个时隙需要一个内存读周期和一个内存写周期，所以。

。

。

3、为什么SONET用环结构，而WDM系统用交叉连接的Mesh结构？

4、用户信令和局间信令有什么区别？

        用户信令是用户和交换机之间的信令

        局间信令是交换机之间的信令

5、为什么蜂窝系统中的基站控制器不需要CM（呼叫管理）和MM（移动管理）模块？

        只有移动终端和MSC（移动交换中心）涉及到移动管理和呼叫管理。

移动管理处理移动终端的定位过程，从而使呼叫得以完成。

当移动终端在位置区域间移动时，它需要向系统发送更新消息以通知系统。

当一个移动终端的呼叫到达时，系统将在当前位置区域中的所有单元内发送该呼叫。

更新位置和路由进入消息的过程涉及到MSC、HLR、VLR。

呼叫管理处理呼叫的建立和释放。

第五章 对等协议和数据链路层

1、请比较传输层和数据链路层提供的复用功能

        在TCP协议中，通过端口（Port）提供这种多路复用机制，一个主机上的多个用户进程可以利用不同的TCP端口同时使用单一的TCP实体与其它主机上的TCP实体进行通信，以充分利用通信网络的带宽能力。

        数据链路层利用不同的协议号复用，如802.3,802.11等

2、有了逐跳方式的数据链路层差错控制，是否还需要传输层端到端的差错控制？

为什么？

举生活中的例子说明。

        需要，因为逐跳方式每一个节点处理更为复杂，要使逐跳方式应用在端对端系统，就必须要求端对端链路中的每个节点都能正常工作。

当差错概率很小时，选用端对端，如TCP，当差错概率很大时，逐跳机制就很有必要，如HDLC

3、为什么停等协议中的序号用1比特就够了

        停动协议中，状态机有四种状态，0,0；0,1；1,1；1,0，1比特可以表示接收到上一个帧和要求的下一个帧。

4、能否举出生活中使用paggybacking—捎带技术的例子

5、选择重传ARQ中，NAK的作用是什么？

只用ACK行不行？

为什么？

        NAK表示某一帧没有收到，要求重传，而在所要求帧重传之前收到的帧仍旧可以继续接收确认。

不能只用ACK，由于接受方一直处于接受准备的状态，因此只要发送过来的帧都会接受，如果只用ACk将无法表示哪一位帧出错。

6、GBNARQ和选择重传ARQ的窗口尺寸有什么要求？

为何窗口尺寸会有限制？

        GBN报头分配的比特数为m，则允许的最大信号为2m因此窗口应当小于2m

              选择重传ARQ，最大窗口为2m-1

7、ARQ同时用于差错控制和流量控制会有什么问题？

8、TCP是如何实现差错控制和流量控制的，解释序号和通告窗口的作用及计算方法。

         TCP协议是以字节为基础的，流量控制是靠接收端的接收窗口通知发送端允许发送的字节数。

        TCP差错控制是利用校验和，确认，超时重传

        序号是指TCP协议中发送字节的编号，而ARQ是对帧编号

9、字符填充和比特填充的区别是什么。

10、PPP中，LCP和NCP的区别是什么，用ADSL宽带拨号上网为例来解释。

         LCP（链路控制协议）可用于建立，配置，测试，维护和拆除一个链路连接

        NCP（网络控制协议）配置工作在链路上的网络层协议，可在同一数据链路上传送不同的网络层协议

11、HDLC是如何实现差错控制和流量控制的？

         通过监视帧ss的四种状态来实现差错和流量控制的

        00：

接收准备就绪，确认前一帧，请求下一帧

        01：

拒绝帧，接收方发送否定确认消息，退回N帧

10：

接收为准备就绪帧，通知发送方目前接收方暂时出现问题（没用缓冲空间），暂停接收任何帧。

11：

选择拒绝帧，指示发送方重传帧（选择重传ARQ）

第六章 局域网和介质访问控制协议

1、ALOHA和时隙ALOHA的区别是什么，为什么时隙ALOHA的性能要更好？

         ALOHA一旦有消息立即发送，而时隙ALOHA限制各站按同步方式发送，减小了碰撞，所有的站点跟踪发送时隙，并且只允许在一个时隙的开始时发送。

若发送一帧所用的时间为X，ALOHA的易损区为发送前后X，而时隙ALOHA易损区为发送前x

2、CSMA/CD与CSMA的区别是什么？

         CSMA/CD为带有冲突检测的载波监听多路访问，二而后者没有冲突检测

3、描述一下1-坚持，非坚持和p坚持

         1-坚持：

当监听到信道忙，仍然持续监听，一旦监听到信道空闲立即发送帧。

        非坚持：

当检测到信道忙，则随机后退一个延时，再次监听信道

        P—坚持：

以概率p监听，以1-p的概率退避

4、随机访问和调度访问的异同点有哪些？

         随机访问是一种随机访问介质的方法，实现方法简单，在业务量较轻的情况下可以在广播式网络中提供较低延时的帧传输。

但是，访问的随机性会限制最大可获得的吞吐两，并可能导致业务负载较重时较大的帧延时变化。

5、从a=tprop/（L/R）=tprop/X的含义和载波监听机制分别来谈谈你对局域网会有距离的限制和最短报文长度限制的理解

         当a远小于1时，介质可以高效的使用，距离过长和报文过短都会导致a增大

6、ARQ与MAC协议之间的关系是什么？

7、LLC的作用是什么

       LLC子层的主要功能包括：

*传输可靠性保障和控制；

*数据包的分段与重组；

*数据包的顺序传输。

LLC能够增强MAC层提供的数据服务，以便提供HDLC位于数据链路层的一些服务，这种方法使得可以在提供网络层一组标准的服务的同时隐藏底层MAC协议的细节。

LLC还未在使用不同MAC协议的局域网之间交换帧提供了一种手段。

LLC构建与MAC数据报服务上，以提供三种HDLC服务。

类型1的LLC服务是非确认的无连接服务，它使用未编号的帧来传送无序的信息。

类型2的LLC服务使用信息帧并通过HDLC的异步平衡方式来提供可靠的面向连接服务。

需要建立和释放，差错控制流量控制。

类型3的LLC服务提供确认的的无连接服务，也就是带有确认的单个帧的无连接传送。

8、100BaseT中的100，Base，T各代表什么意思

         Base是指baseband，T是指双绞线对

9、比较集线器和交换机的区别

         1.从OSI体系结构来看，集线器属于OSI第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。

也就意味着集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数据传输中的短帧、碎片等无法进行有效的处理，不能保证数据传输的完整性和正确性；而交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形，而且可以过虑短帧、碎片等。

2.从工作方式来看，集线器是一种广播模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候，其他所有端口都能够收听到信息，容易产生广播风暴，当网络较大时网络性能会受到很大的影响。

而交换机就能够避免这种现象，当交换机工作的事后，只有发出请求的端口和目的端口之间相互相应而不影响其它端口，因此交换机就能够隔离冲突与病有效的抑制广播风暴的产生。

         3.从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都是共想一条带宽，在同一时刻只能有两个端口传送数据其它端口只能等待，同时集线器只能工作在半双工模式下；而对于交换机而言，每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时并不影响其它端口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下且可以工作在全双工模式下。

利用集线器连接的局域网叫共享式局域网，利用交换机连接的局域网叫交换式局域网。

集线器上是一个中继器，而中继器的主要功能是对接收到的信号进行整形再生放大，使被衰减的信号再生（恢复）到发送时的状态，以扩大网络的传输距离，而不具备信号的定向传送能力。

      交换式以太网中，交换机供给每个用户专用的信息通道，除非两个源端口企图将信息同时发往同一目的端口，否则各个源端口与各自的目的端口之间可同时进行通信而不发生冲突。

集线器和交换机不能连接不同类型的网络，只能用路由器

10、无线局域网WLAN为什么不能用CSMA-CD，而只能用CSMA-CA

         1、无线网环境中很难检测到碰撞

        2、无线网络环境不想有线广播介质那样易于控制，并且来自其他局域网的用户的发送会干扰CSMA-CD的操作

        3、无线局域网容易产生隐藏站点的问题（RTS请求发送帧和CTS解决清除发送帧）

11、WLAN中的虚拟载波监听是什么意思，NAV的作用是什么

         在802.11中，载波监听不仅在空间接口执行（称为物理载波监听），也在MAC子层执行（虚拟载波监听）

虚拟载波监听是通过控制信息来得知信道情况，而不是实际检测物理信道。

12、说明中继器、网桥、路由器、网关的区别

1、物理层：

中继器（Repeater）和集线器（Hub）。

用于连接物理特性相同的网段，这些网段，只是位置不同而已。

Hub的端口没有物理和逻辑地址。

2、逻辑链路层：

网桥（Bridge）和交换机（Switch）。

用于连接同一逻辑网络中、物理层规范不同的网段，这些网段的拓扑结构和其上的数据帧格式，都可以不同。

Bridge和Switch的端口具有物理地址，但没有逻辑地址。

3、网络层：

路由器（Router）。

用于连接不同的逻辑网络。

Router的每一个端口都有唯一的物理地址和逻辑地址。

4、应用层：

网关（Gateway）。

用于互连网络上，使用不同协议的应用程序之间的数据通信，目前尚无硬件产品。

       中继器（REPEATER），用来延长网络距离的互连设备。

集线器（HUB）实际上就是一个多端口的中继器

网桥（BRIDGE）工作在数据链路层，将两个局域网（LAN）连起来，根据MAC地址（物理地址）来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”（路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发）。

网桥通常用于联接数量不多的、同一类型的网段。

路由器（ROUTER）位于网络层，用于连接多个逻辑上分开的网络，几个使用不同协