物理层与基础

计算机网络

--学堂在线 华南理工大学

基本概念

• 拓扑：信道的分布方式；总线、星型拓扑、网格拓扑、圆形拓扑等
• 协议：一系列规则和约定的描述
• 数字带宽：单位时间内流经的信息总量，越大越好；比特每秒 bps, 1Kbps=1000bps, 1Mbps=1000Kbps, 1Gbps=1000Mbps，C=B*log2(n)，C为数字带宽，B为波特率，n为信号的分级数
• 吞吐量：实际的、可测到的带宽，受网络设备、用户数量、网络拓扑、用户计算机性能等因素影响
• 点到点和端到端：点到点中源和目的地是由一段一段直接相连的机器间的通信组成的；端到端是源和目的地直接通信
• 计算机网络分类（按规模划分）
  • 个域网 person area network PAN：个人电脑+鼠标+键盘
  • 局域网 Local Area Network LAN：一个单位或一个建筑
  • 城域网 Metropolitan Area Network MAN：一个城市
  • 广域网 Wide Area Network WAN：一个国家或一个州

参考模型

将计算机网络进行分层，各层独立，降低协议工作的复杂度；灵活性好；易于维护；便于标准化

• OSI七层参考模型
  • 应用层
  • 表示层
  • 会话层
  • 传输层：核心层，提供端到端的连接
  • 网络层：地址和路由
  • 数据链路层
  • 物理层：透明的比特流
• TCP/IP四层参考模型
  • 应用层
  • 传输层
  • Internet层
  • 物理层

封装/打包：将信息打包，在每一层上数据会增加头部信息；数据在每一层的形式不同

解包/解封装：将封装后的信息提取出来

每次通信总是从发送方的封装开始，以接收方的解封装结束。

协议数据单元protocol data unit PDU：数据在各层的形式不同

• 应用层：信息 information
• 上三层：数据流 data stream
• 传输层：数据段 segment
• 网络层：分组，报文，包 packet
• 数据链路层：帧 frame
• 物理层：比特流 bits

物理层

提供透明的比特流传输，传输的数据为信号

四大特性

• 机械特性：针脚、形状
• 电气特性：电压
• 功能特性：
• 规程特性

传输介质

• 有线：同轴电缆，双绞线，电力线，水平电缆，光纤
• 无线

复用技术

• 频分多路复用 FDM：根据信号的频率划分
• 正交频分多路复用 OFDM
• 波分多路复用 WDM：根据信号的波长划分
• 时分多路复用 TDM：根据信号的时间划分
• 码分多路复用 CDMA：参考，扩展频谱技术，只提取出需要的信号，将比特细分成更小的正交码片，不同信号接收器分配不同码片，在发送1时发送码片，发送0时发送码片的反码

调制技术

• 基带传输
• 通带传输

公共交换电话网络 PSTN

• 本地回路：传递模拟信号，有调制/解调器（modem猫）
• 干线：连接交换局，调制解调器的调制
• 交换局：电路交换-->包交换（分组交换）

物理层设备

• 收发器：收发信号
• 中继器：再生信号（去噪、放大）
• 集线器：多端口中继器