⑴ 计算机的物理结构和计算机的拓扑结构有什么不同
计算机的拓扑结构就是网络的物理结构! 分总线 星形 扩展星形 环形
具体解释:
计算机网络的物理连接形式叫做网络的物理拓扑结构。连接在网络上的计算机、大容量的外存、高速打印机等设备均可看作是网络上的一个节点,也称为工作站。计算机网络中常用的拓扑结构有总线型、星型、环型等。
①总线拓扑结构
总线拓扑结构是一种共享通路的物理结构。这种结构中总线具有信息的双向传输功能,普遍用于局域网的连接,总线一般采用同轴电缆或双绞线。
总线拓扑结构的优点是:安装容易,扩充或删除一个节点很容易,不需停止网络的正常工作,节点的故障不会殃及系统。由于各个节点共用一个总线作为数据通路,信道的利用率高。但总线结构也有其缺点:由于信道共享,连接的节点不宜过多,并且总线自身的故障可以导致系统的崩溃。
②星型拓扑结构
星型拓扑结构是一种以中央节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。这种结构适用于局域网,特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。
星型拓扑结构的特点是:安装容易,结构简单,费用低,通常以集线器(Hub)作为中央节点,便于维护和管理。中央节点的正常运行对网络系统来说是至关重要的。
③环型拓扑结构
环型拓扑结构是将网络节点连接成闭合结构。信号顺着一个方向从一台设备传到另一台设备,每一台设备都配有一个收发器,信息在每台设备上的延时时间是固定的。
这种结构特别适用于实时控制的局域网系统。
环型拓扑结构的特点是:安装容易,费用较低,电缆故障容易查找和排除。有些网络系统为了提高通信效率和可靠性,采用了双环结构,即在原有的单环上再套一个环,使每个节点都具有两个接收通道。环型网络的弱点是,当节点发生故障时,整个网络就不能正常工作。
④树型拓扑结构
树型拓扑结构就像一棵“根”朝上的树,与总线拓扑结构相比,主要区别在于总线拓扑结构中没有“根”。这种拓扑结构的网络一般采用同轴电缆,用于军事单位、政府部门等上、下界限相当严格和层次分明的部门。
树型拓扑结构的特点:优点是容易扩展、故障也容易分离处理,缺点是整个网络对根的依赖性很大,一旦网络的根发生故障,整个系统就不能正常工作。
⑵ 计算机网络中五层协议它们分别的主要功能是什么它们具体分别是在哪里(从硬件层面上谈)实现的
1,物理层;其主要功能是:主要负责在物理线路上传输原始的二进制数据。
2、数据链路层;其主要功能是:主要负责在通信的实体间建立数据链路连接。
3、网络层;其主要功能是:要负责创建逻辑链路,以及实现数据包的分片和重组,实现拥塞控制、网络互连等功能。
4、传输层;其主要功能是:负责向用户提供端到端的通信服务,实现流量控制以及差错控制。
5、应用层;其主要功能是:为应用程序提供了网络服务。
物理层和数据链路层是由计算机硬件(如网卡)实现的,网络层和传输层由操作系统软件实现,而应用层由应用程序或用户创建实现。
(2)从物理上看计算机网络扩展阅读:
应用层是体系结构中的最高层。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。这里的进程就是指正在运行的程序。
应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换
和远地操作,而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理,来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。应用层直接为用户的应用进程提供服务。
传输层的任务就是负责主机中两个进程之间的通信。因特网的传输层可使用两种不同协议:即面向连接的传输控制协议TCP,和无连接的用户数据报协议UDP。
面向连接的服务能够提供可靠的交付,但无连接服务则不保证提供可靠的交付,它只是“尽最大努力交付”。这两种服务方式都很有用,备有其优缺点。在分组交换网内的各个交换结点机都没有传输层。
网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信。在发送数据时,网络层将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。
在TCP/IP体系中,分组也叫作IP数据报,或简称为数据报。网络层的另一个任务就是要选择合适的路由,使源主
机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。
⑶ 计算机网络 物理层
物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体。
物理层主要任务:确定与传输媒体接口有关的一些特性。==>定义标准
通信的目的是传送消息
1.单工通信:只有一个方向的通信而没有反方向的交互,仅需要一条信道。
2.半双工通信:通信的双方都可以发送或接收信息,但任何一方都不能同时发送和接受,需要两条信道。
3.全双工通信:通信双方可以同时发送和接受信息,也需要两条信道。
影响失真程度的因素
1.码元传输率
2.信号传输距离
3.噪声干扰
4.传输媒体质量
失真的一种形式----码间串扰
奈氏准则 (奈奎斯特定理)
香农定理
基带信号与宽带信号
(1)非归零编码【NRZ】
(2)曼彻斯特编码
(3)差分曼彻斯特
(4)归零编码【RZ】
(5)反向不归零编码
(6)4B/5B编码
牛的编码方式来了
更牛的来了
最后提一下4B/5B编码:比特流中插入额外的比特以打破一连串的0或1,就是用5个比特来编码4个比特的数据,之后再传给接收方,因此成为4B/5B。编码效率为80%。只采用16种对应16种不同的4位码,其他的16种作为控制码(帧的开始和结束,线路的状态信息等)或保留。
上题解答:共4×4=16种波形,说明每个码元需要log16=4位;1200*4=4800bit/s。
计算机内部处理的是二进制数据,处理的都是数字音频,所以需要将模拟音频通过采样、量化转换成有限个数字表示的离散序列(即实现音频数字化)。
最典型的例子就是对音频信号进行编码的脉冲调制(PCM),在计算机应用中能够达到最高保真水平的就是PCM编码,被广泛应用于素材保存及音乐欣赏,CD、DVD以及我们常见的WAV文件中仅有应用。它主要包括三步:抽样、量化、编码。
为了实现传输的有效性,可能需要较高的频率。这种调制方式还可以使用频分复用技术,充分利用带宽资源。在电话机和本地交换机所传输的信号是采用模拟信号传输模拟数据的方式;模拟的声音数据是加载到模拟的载波信号中传输的。
传输介质也称为传输媒体/传输媒介,它就是数据传输系统中发送设备和接收设备之间的物理通路。
传输媒体并不是物理层 :传输媒体在物理层的下面,因为物理层是体系结构的第一层,因此有时称传输媒体为0层。在传输媒体中传输的是信号,但传输媒体并不知道所传输的信号代表什么意思。但物理层规定了电气特性,因此能够识别所传送的比特流。
中继器
集线器(多口中继器)再生,放大
⑷ [计算机网络之二] 物理层
物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能地屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异,使物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异,这样就可使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务,而不必考虑网络具体的传输媒体和通信手段是什么。
物理层的协议也称为物理层 规程 。
(1)机械特性
指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。
(2)电气特性
指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
(3)功能特性
指明在某条线上出现的某一电平的意义。
(4)过程特性
指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
数据在计算机内部多采用并行传输方式,但在通信线路上的传输方式一般都是串行传输 ,即逐个比特按照事件顺序传输。因此物理层还要完成传输方式的转换。
一个数据通信系统可划分为三大部分,即 源系统(或发送端、发送方)、传输系统(或传输网络)和目的系统(或接收端、接收方) 。
消息 :通信的目的是传递消息,如语音、文字、图像视频。
数据 :运送消息的实体,使用特定方式表示的信息,通常是有意义的符号序列。
信号 :数据的电气或电磁的表现。
码元 :代表不同离散数值的基本波形。
信道不等同于电路,信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体,一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
又称为 单工通信 ,即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。无线电广播或有线电广播以及电视广播就属于这种类型。
又称为 半双工通信 ,即通信的双方都可以发送信息,但不能双方同时发送(当然也不能同时接收)。这种通信方式是一方发送另一方接收,过一段时间后可以再反过来。
PS. 一般对讲机属于半双工!!!
又称为 全双工通信 ,即通信的双方可以同时发送和接收信息。
数字信号一般用方形脉冲来表示:
对于模拟信道,信道带宽 W = f2 - f1,f1 是信道能通过的最低频率,f2 是信道能通过的最高频率,两者都是由信道的物理特性决定的。
数字信道时一种离散信道,它只能传送取离散值的数字信号,信道的带宽决定了信道中能不失真地传输脉冲序列的最高速率。
一个数字脉冲称为一个码元,用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数,即单位时间内通过信道传输的码元个数。若信号码元的宽度为 T 秒,则码元速率 B = 1/T,单位为波特(Baud),所以码元速率也叫波特率。
有限带宽无噪声信道的极限码元速率为:
B = 2W(Baud) // W 为信道带宽
一个码元所带的位数是由码元所取的离散值种类所决定的,存在如下关系:
n = log 2 N // n 为码元所带位数,N 为码元种类数
根据上述两个公式,可以计算出理想无噪声状况下,信道的最大数据传输速率为:
R = B log 2 N = 2W log 2 N
有限带宽有噪声信道的极限数据速率:
C = W log 2 (1+S/N)
【解析】W 为信道带宽,S 为信号的平均功率,N 为噪声的平均功率,S/N 叫作信噪比,在实际使用中 S 与 N 的比值太大,故常取其分贝数(dB),分贝与信噪比的关系为:
dB = 10 log10(S/N)
(1)导引型
(2)非导引型
频分复用 FDM(Frequency Division Multiplexing) 的所有用户在同样的时间占用不同的带宽(频率带宽)资源,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。
时分复用 TDM(Time Division Multiplexing) 是将时间划分为一段段等长的时分复用帧。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。
统计时分复用 STDM(Statistic TDM)
波分复用 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 就是光的频分复用。
码分复用 CDM(Code Division Multiplexing) :在相同的时间使用相同的频带进行通信。
在 CDMA(码分多址:Code Division Multiplexing Access) 中,每一个比特时间被划分为 m 个短的间隔,称为 码片(chip) 。使用 CDMA 的每个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列(chip sequence) ,发送比特 1 使用 m bit 码片序列,发送比特 0 使用码片序列的反码。
CDMA 系统的一个重要特点就是这种体制给每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同,并且还必须互相正交。
非对称数字用户线 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)技术是 用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造 ,使它能够承载宽带数字业务。
光纤同轴混合网(HFC 网,Hybrid Fiber Coax)是在目前覆盖面很广的有线电视网的基础上开发的一种居民宽带接入网。