发布时间 : 星期四 文章第二章 计算机网络 物理层更新完毕开始阅读6affe24db307e87101f696e3
5 解析C 。集线器和中继器都工作在物理层，主要作用是再生，放大信号；而交换机和路由器分别工作在数据链路层和网络层。
6 解析 B。计算信噪比S/N=0.62/0.02=31;带宽W=3.9-3.5=0.4MHz，由香农公式可知，最高数据传输率V=W×log2（1+S/N）=0.4×log2（1+31）=2Mbit/s。
7 解析 C。计算每帧长=56+48+4096=4200bit，1024B=8192bit，由于每帧都有4096bit数据位，所以可将8192bit分成2帧传输，一共需要传输8400bit，而同步为传输的速率是1200bit/s。传输8400bit需要7s。
8 解析 B。首先要使模拟信号传输得更远，就需要对其进行放大，而放大信号是物理折本应执行的功能，所以交换机（数据链路层）和路由器（网络层）可以排除。其次中继器和放大器都可以放大信号，但是两者的区别在于中继器放大数字信号，放大器放大模拟信号。 补充知识点： 信号在传输介质上传输，经过一段距离后，信号会衰减。为了实现远距离的传输，模拟信号传输系统采用放大器来增强信号中的能量，但同时也会使噪声分量增强，以致引起信号失真。对于数字信号传输系统，可采用中继器来扩大传输距离。中继器接受衰减的数字信号，把数字信号恢复成0和1的标准电平，这样有效地克服了信号的衰减，减少了失真。所以得出一个结论： 数字传输比模拟传输能获得更高的信号质量。 9 解析 A。次提记住即可。
10解析：C 。电路交换主要用于电话网，报文交换主要用于早期的电报网，因特网使用的是分组交换，具体包括数据报和虚电路两种方式。
11 解析： B。并行传输的特点： 距离短，速度快。串行传输的特点： 距离长，速度慢。所以在计算机内部（距离短）传输应该选择并行。而同步异步传输时通信方式，不是传输方式。
12 解析： D。对于信号传输速率为2000Baud，要使数据传输速率达到8kbit/s，则一个码元需携带4bit的信息，所以一个信号码元所能取的离散值的个数为24=16个。 13 解析： C。此题记住即可。 14 解析： C。此题记住即可。
15 解析： C。参考2.1.6节的知识点讲解。 16 解析： B。参考2.1.6节的知识点讲解。
17 解析： C。信噪比常用分贝（dB）表示，在数值上等于10lg（S/N）（dB）。题目已知带
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宽W=4kHz，信噪比S/N=10=1000,根据香农定理得出该信道的极限信息传输速率公式，C=Ｗ×log2（1+S/N）=4kHz×log2（1+1000）≈40kbit/s。
18 解析： C。本题考查了异步传输的基本概念，记住即可。
19 解析： C。异步传输以字节为单位，每一字节增加一个起始位和一个终止位。同步传输以数据块（帧）为传输单位（可以参见本章习题7题，一次性传4200bit），为了使接受方能判定数据块的开始和结束，需要在每个数据块的开始处加一个帧头，在结尾处加一个帧尾。接受判别到帧头就开始接受数据块，直到接收到帧尾为止。
补充知识点： 从以上分析可以大致来讨论同步传输和异步传输的效率。同步传输可以从习题7看出，帧头和帧尾只占数据位很小的一部分，几乎可以忽略不计，可以认为同步传输的传输效率近似为100%，但是异步传输每秒传8bit就要加一个起始位和一个终止位，可以得到异步传输的效率为80%，所以同步传输比异步传输的效率高。
注意： 此题应看清题目的条件限制，大多数情况下异步传输是以8bit长的字符为单位，也就是1B。当然，特殊情况会有，也有可能字符长度超过8bit，小概率事件不予考虑。 20 解析： B。物理层是OSI参考模型的最底层，他建立在物理通信介质的基础上，作为与通信介质的接口，用来实现数据链路实体之间透明比特流传输。在物理层互联时，各种网络的数据传输率如果不同，可能出现以下两种情况：
1）发送方速率高于接受方，由于接收方来不及接受将导致溢出（因为物理层没有流量控制），数据丢失。
2）接受方速率高于发送方，这时不会有数据丢失的情况，但是效率极低。 综上所述，数据传输率必须相同。
另外，链路协议可不相同，如果是在数据链路层互联，则要求数据链路层协议也要相同。总结一句话就是，本层及本层以下协议必须相同，本层以上协议可不同。 注意：本题在其他辅导书和网络上几乎每个选项都被当做过正确选项，并且解释都很有道理，近两年不少同学在论坛询问到底哪个是标准答案？笔者针对这个问题翻阅了不少教材，也请教了教授计算机网络课程的教师，上面给出的答案算是比较权威的，可以以此来作为标准。
21 解析： B。在报文交换中，交换的数据单元式报文。由于报文大小不固定，在交换节点中需要较大的存储空间。另外，报文经过中间节点的接受，存储和转发时间较长而且也不固定，因此不能用于实时通信应用环境（如语音，视频等）。
22 解析：A。计算机通信子网的交换技术主要有两种方式：电路交换和存储转发交换。 存储转发方式又可分为报文交换和分组交换。分组交换在实际应用过程中又可分为数据报分组交换和虚电路分组交换。在电路交换方式中，虽然在数据传输之间需要建立一条物理连接（这需要一定的延迟），但一旦连接建立起来，后续所有的数据都将沿着建立的物理连接按序传送，传输可靠且时延很小。在存储转发交换方式中，报文或分组都要经过中间节点的若干次存储，转发才能到达目的结点，这将增加传输延迟。因此，与存储转发交换方式相比，电路交换具有较小的传输延迟，实时性较好，适用于高数大量数据传输。
23 解析：C。卫星通信时微波通信的一种特殊形式，通过地球同步微星作为中继来转发微波信号，可以克服地面微波通信距离的限制。卫星通信的优点就是通信距离远，费用与通信距离无关，覆盖面积大，通信容量大，不受地理条件的制约，易于实现多址和移动通信。缺点是费用较高，传输延迟大，对环境气候较为敏感。
24 解析：A。非归零码是最简单的一种编码方法，它用低电平表示0，高电平表示1；或者反过来。由于每个码元之间并没有建个标志，所以它不包含同步信息。
曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码都是将每一个码元分成两个相等的时间间隔。将每个码元的中间跳变作为收发双方的同步信号，所以无需额外的同步信号，实际应用较多。但他们所占的频带宽度是原始的基带宽度的2倍。
25 解析：A。曼彻斯特编码每一周期分为两个相等的间隔。二进制“1”在发送时，在第一个间隔中为高压，在第二个间隔中为低压；二进制“0”正好相反，首先是低电压，然后是高电压。根据所给图形分析。
提醒： 有些教材或者辅导书恰好和本体的“1”和“0”的表现形式相反，这个不用有疑惑。知道即可，考研不能考这种题，仅仅作为练习用以了解曼彻斯特编码。
26 解析：D。一个无噪声的信道可以发送任意数量的信息，而与它如何被采样无关。在4kHz的信道上，采样频率需要是8KHz(即每秒可进行8k次采样)。如果每次采样可以取得16kbit的数据，那么信道的最大数据传输率就可以是128kbit/s。如果每个采样可以取得1024bit的数据，那么信道就可以是8Mbit/s的数据。所以说，只要编码编的足够好（每个码元能携带更多的比特），最高码元传输速率是可以无限大的。 另外一种直观的解释就是使用奈奎斯特公式，无噪声最大数据传输率Cmax=f采样×log2N=2f×log2N（其中f表示带宽）=8k×log2N，而这个N可以无穷大（上面解释过）。 注意： 这里的关键点在于信道是无噪声的，如果实在一个有噪声的4kHz的信道中，根据香农定理则不允许无限大的数据量。
27解析：C。根据奈奎斯特定理，可以对信道每秒采样12M次。因为是4级数字信号，
每次采样可获得2bit的数据，所以总共的数据传输率是24Mbit/s，即每秒发送了24M比特的数据。
提醒： 4级数字信号指什么？这个无需知道，在考研中，只需记住一点，看到这种条件，直接log2即可，得到有用的信息。包括后面的习题30也是这样。
28 解析：C。要清楚基带传输所传输的是数字信号，而曼彻斯特编码是0和1格式的信号，因此并没有经过调制而变成模拟信号，所以属于基带传输。其他3个选项都是将数字信号调制成模拟信号的编码方式，因此不属于基带传输，属于宽带传输。
29 解析： B。波特率表示信号每秒变化的次数（注意和比特率的区别）。 30 解析：C。如图2-14所示，对于该调制解调器的每个变化能够表示16种不同的信号。所以每一个变化可以表示的比特数为n=log2V，解得n=4，比特率=波特率×n，即9600bit/s.
31 解析： B。10表示每秒传输10Mbit数据，因此事10Mbit/s。Base表示采用基带传输，所以为数字信号。T表示使用了双绞线（Twisted-pair）。
32 解析：B。属于记忆性的题目，光显示采用光通信，特点是带宽大，错误率小。 33 解析： C。同轴电缆以硬铜线为芯，外面包上一层绝缘的材料，绝缘材料的外面包围上一层密织的网状导体。导体的外面又覆盖上一层保护性的塑料外壳。同轴电缆的这种结构使得它具有更高的屏蔽性，从而既有很高的带宽，又有很好的抗噪特性。所以同轴电缆的带宽更高得益于它的高屏蔽。
34 解析： D。参考2,2,1的知识点讲解。多模光纤使用了光束在其内部反射来传输光信号，而单模光纤的直径减小到及格光波波长大小，如同一个波导，光只能按照直线传播，而不会发生反射。
35 解析：C。参考下面的补充知识点。
补充知识点： 5-4-3规则是什么？需要掌握吗？
解析： 这个知识点考研题中出现的概率为0，仅仅是一个规则而已，固定的知识点。而考研题越来越不会倾向于概念的考查，大部分都是应用题。下面简要介绍5-4-3规则的基本定义，有兴趣的同学可以了解一下，不要试图去理解，那样只会浪费时间。
5-4-3规则：任意两台计算机之间最多不能超过5段线（包括集线器到集线器的连接线缆，也包括集线器到计算机之间的连接线缆）；4台集线器，其中只能有3台集线器直接与计算机或网络设备连接。如果不遵循此规则，将会导致网络故障。
36 解析：D。集线器的作用是将多个网络端口连接在一起，也就是以集线器为中心。所以使用它的网络在拓扑结构上属于星形结构。
37 解析:C 。物理层的网络设备不能够分开冲突域，整个以物理层设备连接起来的网络是处在一个冲突域中的。
38 解析：B。集线器的工作原理为：当某个端口收到数据，数据将从除了输入端口外的所有端口广播出去，记住即可。
39 解析：C。集线器以广播的方式将信号从除输入端口外的 所有端口输出，因此任意时刻只能有一个端口的有效数据输入，则平均带宽为：YMbit/sX，更详细的解释可参考2.3节的知识点讲解。如果此题改为X台计算机连接到一台YMbit/s的交换机上，则每台计算机多分得的平均带宽为YMbit/s，这里就不必除以X了。此处不理解没有关系，后面讲到交换机的工作原理就明白了。
40 解析：解答此题需要清楚以太网的编码方式为曼彻斯特编码，即将每一个码元分成2个相等的间隔，码元1是在前一个间隔为高电平而后一个间隔为低电平；码元0正好相反，从低电平编导高电平。掌握了这个，这道题就很简单了。首先码元传输速率即波特率，以太网使用曼彻斯特编码，就以为着发送的每一位都有两个信号周期。标准以太网的数据传输率
是10Mbit/s，因此码元传输率是数据传输率的2倍，即20Mbaud。也就是说，码元传输率为20MBaud。
可能疑问点： 知道一个码元可以携带nbit，但是从没有听说过1bit需要多少个码元来表示。是我理解错了，还是本身就是这样？
解析： 不少考生脑海里总是觉得码元应该至少携带1bit或者更多的比特，怎么可能在数值上波特率还大于比特率。其实考上不必纠结于此，解释如下。
现在先不谈曼彻斯特编码，及那种需要同步信号的。假设在二进制的情况下（正常情况）下，一个码元携带1bit数据，这样码元传输率在数量上就等于数据传输率。但是现在不一样了，曼彻斯特编码需要用一半的码元来表示同步信号（关键点），一般码元来传输数据(可以认为2个码元传1bit数据），这样要达到10Mbit/s的数据传输率，码元传输率就应该是20MBaud，解释完毕。不要试图去研究透彻，记住就好！
41 解析：
（1）电路交换
电路交换的过程：先建立连接，建立连接之后在发送数据（发送时延）。这里需要注意，采用电路交换时，中间经过的结点是不需要存储转发的，这点与分组交换不一样。下面分别计算。
建立连接的时间：s秒。
发送时延=报文长度/数据传输率=x/b。
传播时延=没段链路的传播时延×总的链路数=dk。
综上所述，电路交换的总时延=s＋x/b+dk。 (2)分组交换
分组交换的过程：分组交换无需建立连接，直接发送。所以重点在于计算传播时延与发送时延（分组每经过一个结点都需要存储转发）。下面分别计算（计算之前建议大家画一个草图，从图中应该很容易地看出k段链路有k+1各结点。也就是说，除了发送端与接受段，中间还有k-1个结点）。 传播时延： 假设有n个分组，虽然这n个分组都会有传播时延，但是仔细想想，是不是只需计算最后一个分组的传播时延？因为前n-1个分组在传播时，发送端还在发送，时间是重叠的，无需重新计算，所以只需计算最后一个分组的传播时延，则传播时延为kd。 发送时延：应该计算发送端的发送时延，假设有n个分组，则n≈x/p，而每个分组的发送时延为p/b,所以发送端的发送时延为（x/p）×（p/b）。但是这个绝对不是所有的发送时延，仅仅是计算了从第n个分组离开发送端的时间，但是最后一个分组时不是中间还要经过k-1个结点？所以中间产生一个存储转发时延，及（k-1）×（p/b）,总的发送时延=（x/p）×(p/b)＋(k-1)×(p/b)。
综上所述，分组交换的总时延=kd＋（x/p）×(p/b)＋(k-1)×(p/b)。
所以要使分组交换的时延比电路交换的要小，也就是： kd＋（x/p）×(p/b)＋(k-1)×(p/b)＜s+x/b+dk,即 （k-1）×（p/b）＜s
42 解析：如图所示。
非归零码
曼彻斯特编码
差分曼彻斯特编码
43 解析； （1）基带信号
将数字信号“1”或者“0”直接用两种不同的电压表示，这种高电平和低电平不断交替的信号称为基带信号，而基带就是这种原始信号所占的基本频带。将基带信号直接送到线路上的传输称为基带传输。基带传输要求信道有较宽的频带。在基带系统中，要用中继器增加传输距离。 （2）宽带信号
将多路基带信号，音频信号和视频信号的频谱分别移到一条电缆的不同频段传输，这种传输方式称为宽带传输。宽带传输所传输的信号都是经过调制后的模拟信号，因此可以用宽带传输系统实现文字声音和图像的一体化传输。在宽带系统中，要用放大器增加传输距离。 44 解析：模拟传输系统通过导线或空间传输模拟信号，信息是通过信号的幅度，频率，相位及它们的组合变量传递的。普通电话系统是典型的模拟传输实例，调制解调器是利用模拟信道传输数据的典型设备，而RS-232和RS-449是利用模拟信道传输数字数据的典型接口。 数字传输系统利用数字信号进行信息传输，数字信号本身就可以表示二进制信息“1”和“0”。当数字信号沿着线路传播得越来越远时，其衰减要比模拟信号的衰减快，因此一般来说，模拟信号可比数字信号传输更长的距离而不会引起不可接受的衰减。使用模拟传输，可以再传输上做频分复用，对同一介质使用不同的载波频率划分多个通道，让频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源；而数字信号的传输通常占用介质的整个带宽。 但是，在几个重要的方面，数字传输由于模拟传输。数字传输第一个优点是误码率低。模拟电路虽有放大器补偿信号在线路的衰减，然而它们做不到准确补偿，而衰减随频率变化，长途通话经过许多放大器后很可能有相当大的畸变。相反，数字再生器能够将衰减的输入信息准确地恢复到它原来的值，因为输入信号只可能有两个值“1”和“0”，数字再生器不具有累加性误码。数字传输的第二个优点是能够把多媒体信息时分复用（混合）在一起，从而更加有效地利用设备。另外，利用同样的线路，通常数字信号传输能够获得更高的数据传输率。现今电话网的局间线路几乎都采用数字信号传输。