网络(二)物理层

it2025-01-16  19

第二章 物理层

2.1 通信基础

一. 基本概念

信道,信号,带宽 (1)信道:向某一个方向传输的媒体 (2)信号:数据的电磁或电气表现 (3)带宽:媒介中信号可使用的最高频率与最低频率之差,又称频带的宽度。单位赫兹Hz                   另一个定义是信道中数据的传送速率,单位是bps(每秒多少bit) (4)码元:在使用时间域(时域)的波形表示数字信号时,代表不同离散值的基本波形 (5)波特:单位时间内传输的码元速率 (6)比特率:单位时间内传输的比特 (7)信源 (8)信宿

二. 计算机网络的性能

比特:单位bps(b/s)带宽: (1)本来是Hz,但是在网络中是b/s (2)常用单位:千比特每秒(Kb/s)                          兆比每秒(Mb/s)                          吉比每秒(Gb/s)             网络中,k,G都是10进制的(\(10^3\)为一个单位)时延 (1)传输时延:发送数据时,数据由节点进入传输媒体所需的时间\[发送时延 = \frac{数据块长度(bit)}{信道宽度(bit/s)}\] (2)传播时延:电磁波在信道中的的传播速率(20万km/s) (3)处理时延与排队时延:软件时延(可忽略不计) 【注】:传输时延与数据长度和信道宽度有关              传播时延只和传输的距离有关\[总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理或排队时延\]

三. 奈奎斯特与香农定理

奈奎斯特定理 (1)无噪声下的码元速率极限值B(波特)与信道带宽的关系:\[B = 2H(此处带宽的单位是赫兹)\] (2)对应的(bps)计算:N是一个码元所取的离散值个数\[C = 2H * log_2N (b/s)\]

香农公式 (1)有噪声的信道容量公式(bps)\[C = H * log_2(1 + \frac{S}{N})\] (2)\(\frac{S}{N}\)位信噪比:S为信号功率。N为噪声功率

编码 (1)编码:用不同电压极性或电平值信号代表二进制数据0和1的过程,就称作数字基带信号的编码;其反过程称作解码 (2)编码分为归零码和曼彻斯特编码      (a)归零码:信号在一个码元内都要恢复到0。              码元开始是正电平为1,码元开始是负电平为0                    (b)曼彻斯特编码:              曼彻斯特编码是不归零编码,一个码元内,不用让电平归零。              而是采用一个码元内,电平升高为1,电平下降为0               (c)拆分曼彻斯特编码:              每个时钟周期的起始处,电平跳变表示0,电平不跳变表示1              

四. 电路交换,报文交换,分组交换

电路交换 (1)电路交换的三个过程      i.   电路建立      ii.  数据传输      iii. 电路拆除 (2)优点:传输时延小,通讯实时性强,适用于交互式会话类通信。 (3)缺点:对突发性通信不适应,系统效率低,不具备数据存储功能,不能平滑网络通信量,不具备差错控制能力,无法纠正传输过程中的数据差错。

报文交换 (1)报文交换和分组交换都是基于存储转发:数据要经过中间节点若干次存储转发才能到达目的地,因此传输时延较大。 (2)报文交换传输的报文长度不固定且很长,而分组交换的报文有最大长度限制且较小,所以报文交换的时延比分组交换的大得多

分组交换 (1)分组交换分为:数据报,虚电路 (2)数据报:         面向无连接,提供不可靠服务。它不保证分组不会丢失,也不能保证分组到达主机的顺序和发送顺序一致。但由于每个分组能独立选择路由,所以当网络中一个节点损坏,其他报文还能选择其他路径进行传输。而且,通过高层如TCP的差错控制和流量控制技术可以保证其传输的可靠性,有序性。 (3)虚电路:         面向连接,提供可靠服务。保证数据的可靠性和有序性。,但是所有富足都按一样的路径转发,一旦节点出现故障,会导致。因此,对于线路不稳定的网络,虚电路这种重新建立连接的行为非常耗时,所以使用数据报方式更合适。 (4)数据报与虚电路的其他特点:         分组交换的结果是容易丢包,因此在分组交换的基础上,加上面向连接的通信方式:虚电路。以保证通信所需的一切网络资源。每个虚电路都会有一个编号,发送分组时也带上这个编号;途经的路由器,看到这个编号后,会转发到相应的某一个路由器,使得每次该线路上的包走的路由器是一致的。保证不会丢包。虚电路和电路交换的区别是:电路交换是物理电路独享,虚电路是物理电路共享,但是走的路由器每次是一样的,形成一个逻辑线路。         现在的TCPIP协议栈就是数据报服务,这些数据报每次走的路由器都不一样。         虚电路传输数据前要先建立连接,而数据报不用建立连接。         因此,是否连接建立,是数据报和虚电路的区别

2.2 传输介质

一. 物理接口层特性

特性

二. 物理层设备

中继器 (1)放大信号:信号在传输过程中会衰减集线器 (1)多端口的中继器 (2)集线器设备处于同一个广播域(底层设备不能干扰高层概念) (3)集线器会放大冲突域

转载于:https://www.cnblogs.com/moonlord/p/5937814.html

最新回复(0)