• 计算机网络之物理层


    一:物理层(网卡这一层)
     
    • 作用:
    如何在计算机的传输媒体上传输数据比特流
     
    • 任务:
    确定传输媒体的借口的特性
    1、机械特性:接口形状、大小、引线数目(网线的水晶头)
    2、电气特性:规定电压范围
    3、功能特性:例如:规定-5V为0,+5V为1等
    4、过程特性:规定连接时各个部件的工作步骤
     
    • 信道:
    有一个发送端,一个接收端的传递信息的媒体就叫信道
    1、单向通信:只能一个方向的通信(例如:电视机接受信号)
    2、半双工通信:双方可以互相发送信息,但是双方不能同时发送(例如:对讲机)
    3、全双工通信:双方可以互相且同时发送信息(例如:打电话)
     
    • 调制:
    1、基带信号:来自信源的信号(例如:说话的声音)
    2、带通信号:把基带信号进行调制,把信号的频率搬到较高的频段以便传输(例如:收音机接收音频)
    基带信号变成带通信号调制方法:调幅、调频、调相
     
    • 奈圭斯特定理和香农定理
    1、奈圭斯特定理(无噪音)
    C = 2 * H * log2(N)
    H 是带宽、N是一个码元所取离散值的个数
    注:B = 2 * H(最大数据传输速率)
    2、香农定理(带噪音)
    C = H * log2( 1 + S/N )
    H 是带宽、 S/N是信噪比(分贝 = 10 * lg(S/N))
     
    • 电路交换、报文交换和分组交换
    1、电路交换:先建立连接,连接之后传输完所有数据再断开连接
    2、报文交换:以报文的方式,挨个节点传输
    3、分组交换:报文的改良版,将报文细化分组发出(最高效)
     
    • 数据报和虚电路
    1、数据报:无连接的、尽最大努力交付的数据报服务
    2、虚电路:逻辑电路,必须要有连接
     
    • 中继器和集线器
    1、中继器:相当于一个信号放大器,就是将传输过程中逐渐变得微弱的信号放大再传播
    2、集线器:相当于多个端口的中继器,每个集线器对应这一个碰撞域。
    优点:可以跨碰撞域通信,扩大局域网覆盖的地理范围
    缺点:碰撞域扩大
     
     
    二:物理层下面的传输媒体
     
    • 导向传输媒体:
    电磁波沿着固体传播。双绞线、同轴电缆、光缆。
     
    1、网线:网线有8根,分顺序(现在的设备能自动协商线序)
    2、直通线:线的顺序一一对应,
    用于:主机到交换机或集线器, 路由器到交换机或集线器
    3、交叉线:收信息的线接发信息的线,
    用于:同类设备相连
    4、光纤:通过光信号传播信号(光的全反射)
        1.单模光纤:很细,不反射,直传,传播信号好(有限电视使用单模)
        2.多模光纤:可以传输不同角度的光信号,带宽大
     
    • 非导向传输媒体:即无线传播
    1、短波:电离层的反射
    2、微波:直线传播(地面微波接力,卫星通讯等)
    3、集线器:能实现信号放大和重发,扩大网络的传输范围(不具备定向能力)
    特点:是一个大的冲突域(只有两台电脑能在同一时间通讯),不认识任何网络的一层信息(相当于网线)
     
    • 信道复用:
    1、频分复用FDM
    2、时分复用TDM:线路浪费
    3、统计时分复用STDM:减少线路浪费(数据加标记,每集齐一帧就发送)
    4、波分复用WDM
     
    • 宽带接入技术:
    1、ADSL拨号上网:非对称数字用户电路(下行信道比上行信道多很多)
    电话线接分离器,分离器接电话和ADSL的锚(调制解调器),锚接电脑,电脑通过锚来拨号上网
    功能:上网通话两不误
    原理:将电话线中没有用到的高频段分给用户上网使用(频分多路复用)
    2、HFC光纤同轴混合网:通过有线电视的网络进行internet接入访问
    特点:频带很宽
    3、FTTx:光纤到户(不需要调制解调器,直接上网)
    (注:电话局的网络四通八达且都是广域网,可以租用电话局的线进行通讯 )
     
     
    三:概念解释
     
    1、传输速率和传播速率
    传输速率是指发送速率(最大的传输速率即带宽);
    传播速率指信号在信道上的速率。
    2、bit和Byte
    bit是指比特(binary),只有0和1的取值,是传输的基本单位(通常说带宽都是以比特为单位);
    Byte指字节,一个字节等于8个比特。
    3、时延
    时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+排队时延。
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