计算机网络笔记（二）谢希仁版

二、TCP/IP五层——物理层中的重要概念

*1、物理层的作用：确定与传输媒体接口有关的一些特性：

1.1、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....

1.2、电器特性：指明在接口电缆的各条线路上出现的电压啊的范围

1.3、功能特性：指明某一线路上出现的某一电平的电压表示何种意义

1.4、过程特性：指明对于不同功能的各种可能时间的出现顺序

*2、数据通信系统的组成：源系统，传输系统，目的系统

*3、数据是运送信息的实体，信号是数据电气或电磁的表现

*4、信道表示向某一个方向传送信息的媒体

*5、通信方式：

5.1、单向通信：单工通信

5.2、双向交替通信：半双工通信

5.3、双向同时通信：全双工通信

*6、基带信号需要调制的原因：基带信号包含较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道不能传输这种低频分量或直流分量，因而需要调制

6.1调制分为：基带调制（编码）和带通调制（波的变形）

6.1.1、编码：

1、不归零制：高电平代表1，低电平代表0

2、归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0

3、曼切斯特编码：周期中心向上跳代表0，向下跳代表0

4、查分曼切斯特编码：，每一位的中心始终都有跳变，位开始有跳变代表0，位开始没有跳表代表1

6.1.2、波的变形：改变调幅，调频，调相

*7、产生数据失真的原因：传输速率太大，传输距离太远，噪声干扰太大，传输媒介质量太差

*8、计算防止失真的传送速率极限值：奈氏准则，香浓公式：

S/N（Signal/Noise）（dB）——S和N指平均功率

信噪比（dB）= 10log10（S/N）（dB）

香浓公式：C（信道的极限信息传输速率） = W（带宽Hz）log2（1+S/N）（bps）

香浓公式表明：信噪比越大，信息的极限传输速率越大

*9、物理层下面的传输媒体：

9.1、导引型传输媒体：

1、双绞线：绞合可减少对相邻导线的电磁干扰，并且模拟传输和数字传输都可以使用

2、同轴电缆：具有很好的抗干扰特性，能叫高速传输数据（接近1GHz）

3、光缆：传输损耗小，中继距离长；抗雷电和电磁干扰性能好；无串音干扰，保密性好；体积小，重量轻

4、架空明线

9.2、非导引型传输媒体：

1、短波通信

2、无线电波通信

3、卫星通信：通信距离远，具有较大的传播时延（这是卫星信道的传播时延，而不是数据发信的传播时延）

*10、信道复用技术：

10.1、频分复用：让所有用在同样的时间占有不同的宽带资源。就像一个大的空管，在里面塞进去不同型号的小管，以供·不同的选择，但这就有一个问题了，因为你每根管子都是一直存在的，但不一定一直都在使用；而且一个大的管子总归是有限度了，只能装若干根小管。所以频分复用占资源，效率低

10.2、时分复用：以时间为划分单位，在不同的时段对不同的频率进行通信。这其实是对频分复用的一种改进。如果一个大的信道中只可以放置两根管子，并且在不同时段传输不同的频率，这样效率就高了。如果再把你要发送的数据放在集中器中，然后统一发送，就不会造成时间上的空闲

10.3、波分复用;光的频分复用

10.4、码分复用（CDMA）：把每个比特的时间分为m个码片序列进行传输，然后通过规定不同的码片序列来区别不同的数据。这意味这大家一起可以同时使用一个信道所有资源，并且由于发送的数据的不确定而防止被监听

*11、代表数字信号不同离散数值的基本波形称为码元

*12、物理层主要解决的问题：

1、尽可能屏蔽物理设备、传输媒体、通信手段的差异

  2、为数据链路层的服务提供物理媒体的接收和发送的能力（物理层就是一个协议，规定了物理传输媒体和数据链路层一个怎么交互数据）

3、在两个相邻的系统之间唯一地标识数据电路

*13、码元传输速率受奈氏准则的限制，信息传输速率受香浓公式的限制

*14、香浓公式的意义在于只要信息传输速率在香浓公式的极限值内，都可以实现无差错的传输