二、计算机网络物理层基础知识

一、物理层

        物理层接口特性：解决如何在连接各种计算机传输媒体上的传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体

        物理层的主要任务 ：确定与传输媒体接口有关的一些特性==>定义标准

        1、机械特性：定义物理连接的特性，规定物理连接时所采用的规格、接口形状、引线数目、引脚数量和排列情况

        2、电气特性：规定传输二进制时，线路上信号的电压范围、阻抗匹配、传输速率和距离限制

        3、功能特性：指明某条线上出现某一电平表示如何含义，接口部件的信号线用途

        4、规程特性：定义各条物理线路的工作规程和时序关系

        （一）数据通信基础

                1）典型的数据通信模型

                 2）通信的目的是传递消息

        数据data：传续信息的实体、通常是有意义的符号

        信号：数据的电气/电磁的表现，是数据在传输过程中的存在形式

                数字信号/离散信号：代表消息的参数取值是离散的

                模拟信号/连续信号：代表消息的参数取值是连续的

                信源：产生和发送数据的源头

                信宿：接受数据的终点

                信道：信号传输的媒介，一个方向向某一个方向传输信息的介质，因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道

（二）三种通信方式

        1）单工通信

                只有一个方向的通信，没有反方向的交互，仅需要一条信道

        2）半双工通信/双向交替通信

                通信双方都可以发送或者接受消息，但是任何一方都不能同时发送和接收，需要两条信道

        3）全双工通信/双向同时通信

                通信双方可以同时发送和接受消息，也需要两条信道

（三）数据传输方式

        1）串行传输

                将表示一个字符的8位二进制数由低到高顺序依次发送

                （速度慢、费用低、适合远距离）

        2）并行传输

                将表示一个字符的8位二进制同时通过8条信道发送

                （速度快、费用高、适合近距离）

        3）同步传输

                同步传输模式下，数据的传输是以数据区块为单位，传输数据时需要先送出1个或者多个同步字符，再送出整批的数据

        4）异步传输

                将比特流分成小组，传输数据时加字符起始位和字符终止位

        （四）码元

        码元指固定时长的信号波形（数字脉冲）代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量单位，时长内的信号称为k进制码元，而时长称为码元宽度，当码元的离散状态有M个时，此时码元为M进制码元

        一码元可以携带多个比特的信息量

        1）码元传输速率，单位时间内数字通信系统所传输的码元个数单位是 波特 B

        数字信号有多进制和二进制之分，码元速率和进制数无关只与码元长度T有关

        2）信息传输速率：单位时间内传输的二进制码元个数单位是比特/秒 b/s

（五）带宽

        模拟信号系统中：最高频率和最低频率的差值代表系统通频带宽单位是Hz赫兹

        数字设备中：某一点到另一点所能通过的最高数据率/单位时间内通过链路的数量，传输数据的能力，单位是比特/秒 b/s