物理层_有线传输介质
电大(本)计算机网络复习题

填空(TCP/IP)参考模型层次结构中,没有表示层和会话层。
1.(数据链路层)负责建立相邻结点之间的数据链路,提供节点间可靠数据传输。
2.(网桥)也称桥接器,是一种在数据链路层将两个网络互联的设备。
3.(物理层)是OSI参考模型的最低层,它直接面向原始比特流的传输。
4.(应用层)是OSI参考模型中最靠近用户的一层,负责为用户的应用程序提供网络服务。
5.(资源共享)和(信息传输)是计算机网络最基本的两大功能。
6.“通信子网”主要负责全网的(数据传输)为网络用户提供数据传输、转接、加工和转换等通信处理工作。
7.“资源子网”主要负责全网的信息处理,为网络用户提供(网络服务)和(资源共享)功能。
8.131.109.54.1是(B类)类型IP地址。
9.ARP 协议的目的是_IP 地址与物理地址转换。
10.FDDI的连接数不能大于(1000)个,环路最大长度不能超过(100)KM。
11.HTTP是一种超文本传输协议。
12.IEEE802标准将数据链路层划分为两个子层:逻辑链路控制子层(LLC)和(介质访问控制子层(MAC))。
13.IPV6地址采用(128)位二进制结构。
14.NAT实现方式有(静态)、(动态地址)和(端口多路复用地址转换)三种技术类型。
15.PPPOE是一种以太网上的点对点通信协议。
16.RSA 是非对称_密钥算法;而 DES 是对称_密钥算法。
17.TCP/IP层次结构中,传输层的主要协议有(TCP)协议和(UDP)协议。
18.TCP/IP协议简化了层次设备,由下而上分别为网络接口层、(网络层)、传输层、应用层。
19.Telnet)是一个简单的远程终端协议。
20.TESEC将网络安全分为(7)个级别,(D)是最低级别,(A)是最高级别。
21.TPC构造一个报文段,由缓冲的数据和PC报头前缀组成,为了保证可靠性数据的每一个字节都被一个数字所标识,由发送者按次序指定。
序号和确认号用来保证传输的可靠性。
计算机网络简答题

第一章:计算机网络的性能指标:带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时延OSI 7层:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层1.简述计算机网络的结构和功能答:计算机网络有3个主要组成部分:(1)若干个主机:各为用户提供服务(2)一个通信子网:主要由结点交换机和连接这些结点的通信链路所组成的(3)一系列的协议:为在主机和主机之间、主机和子网之间、子网中各结点之间的通信而用的,它是通信双方事先约定好的和必须遵循的规则。
2.简述OSI/RM和TCP/IP模型的区别答:(1)OSI分7层,TCP分四层(2)OSI层次之间存在严格的调用关系(3)OSI只考虑用一种标准的公用数据网将各种不同的系统互连在一起,TCP一开始就考虑到多种异构网的互联问题(4)OSI开始偏重于面向连接的服务,TCP一开始就有面向连接和无连接服务。
(5)OSI和TCP可靠性的强调不同(6)智能位置不同(7)OSI后来才考虑网络管理问题,TCP有较好的网络管理。
3.什么是协议?例举生活中使用协议的例子答:协议是一组规则的集合,是进行交互的双方必须遵守的约定。
如:http协议4.协议与服务有何区别?有何关系?答:(1)协议的实现保证了能够向上一层提供服务,本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议,下面的协议对上面的服务用户是透明的(2)协议是“水平的”,即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。
但服务是“垂直的”,即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。
上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令,这些命令在OSI 中称为服务原语。
5网络协议的三个要素是什么?各有什么含义?答:网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
三要素:(1)语法:数据与控制信息的结构或格式(2)语义:需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应(3)同步:事件实现顺序的详细说明。
第二章:1常用的传输介质有哪几种?各有何特点?答:传输介质可分为有线通信介质和无线通信介质。
物理层传输介质

物理层传输介质以物理层传输介质为标题,我们将探讨计算机网络中常用的物理层传输介质,包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线传输等。
一、双绞线双绞线是计算机网络中最常用的传输介质之一。
它由一对绝缘的铜线紧密绞合而成,采用对称传输方式。
双绞线分为无屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两种类型。
其中,UTP常用于家庭和办公场所的局域网,而STP则用于一些对抗干扰要求较高的环境。
双绞线的传输距离较短,一般在100米以内。
它具有成本低、安装方便、易于维护等优点。
然而,双绞线的传输速率相对较低,受到信号衰减和干扰的影响较大,限制了其在长距离和高速传输方面的应用。
二、同轴电缆同轴电缆是一种由中心导体、绝缘层、金属网层和外层包覆层组成的传输介质。
它通过中心导体传输信号,而金属网层则用于屏蔽外界干扰。
同轴电缆常用于有线电视网络和以太网中。
同轴电缆的传输距离较长,可达数百米甚至数千米。
它具有较高的传输速率和较好的抗干扰能力,适用于长距离和高速传输。
然而,同轴电缆的安装维护相对较为复杂,成本较高。
三、光纤光纤是一种利用光传输信号的传输介质。
它由一个或多个纤维芯和包覆层组成,纤维芯是由高纯度的玻璃或塑料制成。
光纤可以实现高速、长距离的传输,广泛应用于远程通信和局域网等领域。
光纤具有传输速率高、抗干扰能力强、传输距离远等优点。
它还可以同时传输多个信道,实现频分复用。
然而,光纤的安装和维护成本较高,对环境要求较严格,需要专用设备进行连接和测试。
四、无线传输无线传输是一种通过无线电波传输信号的传输方式。
它采用无线电频谱进行通信,常见的无线传输介质包括无线局域网(WLAN)、蓝牙、红外线等。
无线传输具有便捷、灵活的特点,可以实现移动通信和宽带接入。
它适用于无线网络覆盖较广的场景,如公共场所、移动通信等。
然而,无线传输受到信号干扰和传输距离限制,传输速率和稳定性相对较低。
不同的物理层传输介质具有各自的特点和适用场景。
双绞线适用于局域网;同轴电缆适用于长距离和高速传输;光纤适用于远程通信和高速传输;无线传输适用于移动通信和无线网络。
物理层的信息传输格式和设备

物理层的信息传输格式和设备
物理层是计算机网络中的基础层,负责将数字数据转换为物理信号并通过传输介质进行传输。
物理层的信息传输格式和设备包括以下几个方面:
1. 传输介质:物理层的传输介质包括有线传输介质和无线传输介质。
有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光纤等,无线传输介质有无线电波和红外线等。
2. 编码方式:为了将数字数据转换为物理信号进行传输,物理层需要采用一种编码方式。
常见的编码方式有不归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码等。
3. 调制方式:调制是将数字信号转换为模拟信号的过程,常见的调制方式有振幅调制、频率调制和相位调制等。
4. 网卡:网卡是物理层与数据链路层之间的接口设备,负责将计算机中的数字数据转换为物理信号进行传输。
网卡通常包括一个物理接口和一个驱动程序。
5. 中继器:中继器是物理层中的信号放大器,用于增强信号的弱化程度并延长传输距离。
中继器通常用于有线传输介质。
6. 放大器:放大器是无线传输介质中的信号放大器,用于增强信号的弱化程度并延长传输距离。
物理层的信息传输格式和设备是计算机网络中非常重要的部分,它们直接影响着网络的传输速度、质量和安全性。
了解物理层的信息传输格式和设备,对于网络的优化和维护非常有帮助。
物理层详解

物理层详解物理层是计算机网络领域中的一个重要概念,它是网络协议中的第一层,主要功能是将数据转换成物理信号进行传输。
本文将详细介绍物理层的定义、功能和组成部分。
一、物理层的定义:物理层是网络协议的第一层,主要负责透明地传输原始数据。
在物理层中,数据被转换成特定的电信号,在网络媒介上传输。
它定义了数据传输的物理规范,包括传输介质、数据编码、数据传输速率等。
二、物理层的功能:1.数据的编码和解码:物理层负责将数字数据转换为模拟信号进行传输,并将接收到的模拟信号转换为数字数据进行解码。
为此,物理层需要定义数据的编码方式,例如常见的8B/10B编码、曼彻斯特编码等。
2.数据的传输:物理层负责将编码过的数据按照预定的方式传输。
它需要定义传输介质的类型和特性,例如有线传输、无线传输和光纤传输等。
传输速率是物理层的另一个重要特性,它决定了数据传输的速度。
3.传输媒介的管理:物理层需要定义传输媒介的类型、长度、宽度等,以便正确地传输数据。
它还负责检测传输媒介上的错误和干扰,并进行纠正或重传。
三、物理层的组成部分:物理层包括以下组成部分:1.传输介质:物理层使用不同类型的传输介质,例如双绞线、同轴电缆、光纤等。
每种介质都有其特定的传输特性和使用限制。
2.传输速率:物理层定义了数据传输的速率,通常以bps(比特每秒)为单位,例如10M bps、100M bps和1G bps等。
3.信号编码:物理层使用不同类型的编码方式将数字数据转换为模拟信号进行传输。
编码方式取决于传输介质的特性和信号需求。
4.传输媒介的处理:物理层需要对传输介质进行预处理,例如放大、整形、调整等,以保证数据在传输过程中的稳定性和正确性。
综上所述,物理层是网络协议中最基本的层次之一。
它负责将原始数据转换为物理信号进行传输,为更高层次的网络协议提供底层的传输支持。
一个高效、可靠的物理层是实现网络快速、稳定传输的关键。
物理层

OSI物理层制作人:邓荣嘉目录物理层 (1)主要功能 (2)物理层要解决的主要问题: (2)组成部分 (2)重要内容 (3)重要标准 (4)通信硬件 (5)编程方法 (6)常见的物理层设备 (6)物理层在无线传感器中的应用 (6)物理层物理层(或称物理层,Physical Layer)是计算机网络OSI模型中最低的一层。
物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除,而提供具有机械的,电子的,功能的和规范的特性。
简单的说,物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。
局域网与广域网皆属第1、2层。
物理层是OSI的第一层,它虽然处于最底层,却是整个开放系统的基础。
物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备,为数据传输提供可靠的环境。
如果您想要用尽量少的词来记住这个第一层,那就是“信号和介质”。
OSI采纳了各种现成的协议,其中有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、和IEEE802.5的物理层协议。
物理层关注在一条通道上传输原始比特。
设计问题必须确保当一方发送了比特1时,另一方收到的也是比特1,而不是比特0。
这里的典型问题包括用什么电子信号来表示1和0、一个比特持续多少秒、传输是否可以在两个方向上同时进行、初始连接如何建立、当双方结束后如何撤销连接、网络连接器有多少针对以及每一针的用途是什么等。
这些设计问题主要涉及机械、电子和时序接口,以及物理层之下的物理传输介质等。
该层定义了了比特作为信号在通道上发送时相关的电气、时序和其他接口。
物理层是构建网路的基础。
物理信道的不同特征决定了其传输性能的不同(比如,吞吐量、延迟和误码率),所以物理层是我们展开网络旅行的始发地。
物理层一般有三种传输介质:有线(铜线和光纤)、无线(陆地无线电)和卫星。
这里要说的是信号在物理层存在的两种方式,数字信号(电脑可以识别的0和1即比特),模拟信号是铜线和光纤等可以传输的电信号或者无线信号,在悠闲中模拟信号的存在方式诸如连续变化的电压,而在无线传输中类似光照强度或者声音强度。
《物理层传输介质》PPT课件

双绞线由两根绝缘铜导线按螺旋状缠绕在一起, 一对双绞线形成一 条通信链路。
双绞线上可以传输模拟信号和数字信号;
带宽:与导线的粗细、长度及螺旋的密度有关;
非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP);
应用
连接电话机和电话端局,传输模拟信号,可以传输几公里;
用于住宅因特网接入,如使用普通模拟电话线和拨号调制解调 器的住宅接入(56Kbps),使用数字用户线的宽带住宅接入
课 题:传输介质 目的要求:导向传输介质、非导向传输介质、宽带 接入技术. 教学重点:双绞线、xDSL技术 教学难点:近端串扰、DLS技术 教学课时:2 教学方法:讲授、练习 本次课涉及的学术前沿: 教学内容与步骤:
物理层下面的传输媒体
电信领域使用的电磁波的频谱
f (Hz) 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024
宽带同轴电缆:阻抗为75,一般传输模拟信号。传输 距离长,速率高,最常用做有线电视电缆。采用有线电 视网络提供因特网接入,是宽带住宅接入的另一种可选 方式。
13
同轴电缆
可传输模拟信号和数字信号 用于点到点链路 和多点链路 <=185m细缆, <=500m粗缆 抗干扰性较好。 价格相对居中。
无线电 微波
红外线
X射线
射线
可见光 紫外线
f (Hz) 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016
双绞线
卫星
光纤
同轴电缆
地面微波
海事 调幅 无线电 无线电
调频 移动 无线电 无线电
电视
波段
计算机网络习题(带答案)

一、选择题/填空题1.计算机网络的目的:实现资源共享,包括软件和硬件的资源共享;2.计算机网络按其覆盖的地理范围进行分类:局域网、城域网,广域网;3.拓扑结构:星型结构、环形结构、总线型结构、树形结构、网状结构;4网络协议:语法、语义、时序;5.OSI的参考模型:6.折中五层体系结构:7.计算机网络性能指标:8.计算机网络的组成:通信子网、资源子网;9.数据链路层数据包:帧;物理层:比特流;物理层:分组;10.传输介质:物理(有线)传输媒体:双绞线、同轴电缆、光纤;无线传输媒体:无线电波、微波通信、蜂窝无线通信、卫星通信、红外通信;11.(1)模拟数据的模拟信号调制:幅度调制、频率调制;(2)数字数据的数字信号编码:不归零编码、归零吗、自同步码(典型代表:曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码);(3)数字数据的模拟信号调制;幅度调制、频率调制、相位调制(绝对相移键控、相对相移键控);(4)模拟数据的数字信号编码:采样、量化、编码;12.差错控制:最有效的方法是循环冗余校验(CRC);13.PCM编分三步:采样、量化、编码;14.数据交换:电路交换、报文交换、分组交换;当前网络是通过分组交换来传输数据;15.物理层四个基本特性:机械特性、功能特性、电气特性、规矩特性;16.局域网涉及两层:物理层、数据链路层;17.MAC地址:48位;18.网卡工作在哪一层?物理层和数据链路层;19.TCP协议工作在哪一层?这一层还有哪个协议?:传输层;UDP;20. IP协议工作在哪一层?网络层还有:ICMP/IGMP/ARP;21. IP地址多少位:32;22.问: 129.23.132.0/24129.23.133.0/24129.23.134.0/24129.23.135.0/24的聚合地址是什么?:129.23.132.0/2223. IPV6版IP地址多少位?128位;24.从IPV4过渡到IPV6的基本技术:双协议栈、隧道技术;25.在ICP中,发生窗口的大小是如何确定的?P141 通知窗口、拥塞窗口;二.简答题1.网络协议:为网络数据交换而制定的规定,约束,标准;2.分层的好处:P14 各层之间是独立的、灵活性好、结构上可分割开、易于实现和维护、能促进标准化工作;3.请问什么是网络体系结构?网络中折中的五层体系结构各是什么?网络的体系结构定义:指计算机网络的各层及其协议的集合(architecture).或精确定义为这个计算机网络及其部件所应完成的功能.计算机网络的体系结构综合了OSI和TCP/IP的优点,本身由5层组成:应用层,运输层,网络层,物理层和数据链路层.为的就是安全和有个全世界公用的标准来限制。
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有线传输介质
物理层的功能是实现比特流的传输。
111100100011
做个比特流从一端流向另一端的动画
物理层的功能是实现比特流的传输。
111100100011比特流 111100100011
物理层把比特流传送到物理层下面的传输媒体上
物理传输媒体
电信号(或光信号)在物理传输媒体中传播
物理层下面的传输媒体
传输媒体也称为传输介质,是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路。
物理层下面的传输介质
传输介质按照是否有形可分为两大类:⏹导引型传输介质(有线传输介质)⏹非导引型传输介质(无线传输介质)
有线传输介质
•双绞线
•无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)•屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair) •同轴电缆
•50 Ω同轴电缆
•75 Ω同轴电缆
•光缆
第二章物理层
无线传输介质
短波通信
(即高频HF无线电通信)
地球表面电离
层
微波通信
⏹地面微波接力通信⏹卫星通信
无线传输介质
微波通信⏹
⏹卫星通信
地面站之间的直视线路
地球
22,300
公里
地球
双绞线
•把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起,逆时针方向绞合(twist)而成。
消除:近端串扰Crosstalk
•绞距(扭距)
绞距越紧(小),越均匀,
则抵销效果越好,传输性能越好
•使用双绞线最多的地方就是电话系统。
连接用户电话机到电话交换机的双绞线称为用户线或用户环路(subscriber loop)。
双绞线主要分为两种
⏹无屏蔽双绞线
⏹屏蔽双绞线
无屏蔽双绞线UTP 屏蔽双绞线STP
无屏蔽双绞线UTP
无屏蔽双绞线 UTP(Unshielded Twisted Pair) 是最常用的网络介质。
在 LAN 中,UTP 电缆由多对有彩色标记的电线组成。
这些电线绞合在一起,并用软塑料套包裹,以避免受到物理损坏。
电线的绞合有助于防止其他电线的信号干扰。
屏蔽双绞线STP
屏蔽双绞线 (STP)是在双绞线的外面再加上一层用金属丝编织的金属箔屏蔽层,以提高双绞线抗电磁干扰能力减少串音。
布线标准EIA/TIA-568-A
•1991年美国电子工业协会EIA和电信行业协会TIA联合发布了“商用建筑物电信布线标准”EIA/TIA-568,规定了用于室内传送数据的无屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP的标准。
1995年将布线标准更新为EIA/TIA-568-A。
常用的双绞线的类别、带宽和典型应用如下表。
UTP 布线通过RJ-45 连接器端接网络主机与网络互联设备(交换机或路由器)的互连。
UTP布线
RJ45水晶头线序对标准T568A和T568B
双绞线的特点
使用RJ45连接网络主机和网络交换结点;
结构简单,容易安装,节省空间,普通UTP较便宜;
有一定的传输速率;
信号衰减随频率的升高而增大,连接传输距离较短(100m); 抗干扰性一般,有辐射,容易被窃听。
同轴电缆(Coaxial Cable)
同轴电缆包括以下组成部分:
⏹一根用于传输电子信号的内导体铜质导线。
⏹铜导线由塑料绝缘层包裹起来。
⏹绝缘材料的表皮是铜线编织的外导体屏蔽层,可减少许多外部电磁干扰。
⏹整个电缆由绝缘保护套层覆盖,使其免于物理损坏。
同轴电缆
绝缘保护套层
外导体屏蔽层绝缘层
内导体
同轴电缆的分类
●基带同轴电缆(50Ω同轴电缆)
主要用在数据通信中传送基带数字信号。
●宽带同轴电缆(75 Ω同轴电缆)
这种同轴电缆用于模拟传输系统,它是有线电视系统CATV中的标准传输电缆。
在这种电缆上传送的信号采用了频分复用的宽带信号。
一条电缆同时传输不同频率的多路模拟信号,其频率可达500MHz以上,传输距离可达100km,需要用到放大器来放大模拟信号。
∙细同轴
--50 Ω,D=1.02cm,10Mbps --185m、4中继、5段(925m)--优缺点:价格低
安装方便(T型连接器、BNC接头、Terminator)
抗干扰能力强
距离短
可靠性差∙粗同轴
--50 Ω,D=2.54cm,10Mbps --500m、4中继、5段(2500m) --优缺点:价格稍高
安装方便(收发器、收发器电缆AUI电缆、Terminator)
抗干扰能力强
距离中等
可靠性好
同轴电缆按直径尺寸分为细缆和粗缆
同轴电缆(Coaxial Cable)--细缆
同轴电缆(Coaxial Cable)--粗缆
建立一个粗缆以太网需要的硬件设备:
(1)必须带有AUI(Attachment Unit Interface)接口
(15针D型接口)的网卡。
(2)收发器(Transceiver)
(3)收发器电缆:用于连接结点和外部收发器,常称为
AUI电缆。
(4)电缆系统:
粗缆(RG-11 A/U)
N-系列连接器插头
N-系列桶型连接器
N-系列终端匹配器
频带较宽,传输率较高。
损耗较低,传输距离较远(200m,500m)。
辐射低,保密性好,抗干扰能力强。
架设安装方便,容易分支。
宽带电缆可实现多路复用传输。
同轴电缆与双绞线比较,价格贵,但带宽、数据速率高、传输距离长、抗干扰能力强。
目前高质量的同轴电缆的带宽已接近1GHz,主要用在有线电视网的居民小区中。
光纤是一根很细的可传导光线的纤维媒体,其半径仅几微米至几百微米。
光纤通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝,每根光纤主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体,而后一根或多根光纤再由外皮包裹构成光缆。
光纤传输原理—利用了光的反射
●光纤通信就是利用光纤传递光脉冲来进行通信。
●光传输系统:发送端光源、介质、接收端光检测器
光源: 850nm/1300nm/1500nm
发光二极管 / 激光二极管
介质: 光纤
光检测器: 光电二极管PIN
●光纤:纤芯-折射率高、玻璃包层-折射率低
●亮度调制,有脉冲表示1,无脉冲表示0
●单向传输,双向需两根光纤
光线在光纤中的折射 纤芯 (高折射率的媒体)
折射角
入射角 包层
(低折射率的媒体)
包层
(低折射率的媒体)
包层 纤芯 ●光纤是一根很细的可传导光线的纤维媒体,通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝,主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。
●光波通过纤芯进行传导。
包层较纤芯是低折射率媒体。
当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时,其折射角>入射角。
当入射角足够大则会产生全反射,即光线碰到包层时就会折射回纤芯,并引导光沿着光纤传输。
光波在纤芯中的传播
高折射率 (纤芯)
低折射率
(包层) 光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射
只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角>某个临界角,就会产生全反射。
多模光纤与单模光纤
输入脉冲 输出脉冲
单模光纤 输入脉冲
输出脉冲 多模光纤
⏹允许更大的散射,会导致信号丢失 ⏹使用LED 作为光源 ⏹通常LAN 或几百米距离的园区网
⏹制造成本高 ⏹
使用半导体激光器作为光源 ⏹通常用于几千米距离的园区骨干网 单模光纤与多模光纤
光纤的特点
⏹依靠光波承载信息
⏹速率高,通信容量大
仅受光电转换器件的限制(>100Gb/s)
⏹传输损耗小,适合长距离传输
⏹不受电磁干扰,抗干扰性能极好,无辐射,保密性好⏹轻便
⏹光纤断裂的检测和修复都很困难。
常用有线传输介质的比较
◆传输介质分导引型(有线)和非导引型(无线)两类◆光纤和UTP具有各自的特点和优势
网络干线上大量使用光纤
用户桌面的接线大量使用UTP
◆选择传输介质时需综合考虑多种因素,满足用户使用需求和环境要求,提高性价比。