2-4物理层(传输介质)
物理层传输介质
物理层传输介质以物理层传输介质为标题，我们将探讨计算机网络中常用的物理层传输介质，包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线传输等。
一、双绞线双绞线是计算机网络中最常用的传输介质之一。
它由一对绝缘的铜线紧密绞合而成，采用对称传输方式。
双绞线分为无屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两种类型。
其中，UTP常用于家庭和办公场所的局域网，而STP则用于一些对抗干扰要求较高的环境。
双绞线的传输距离较短，一般在100米以内。
它具有成本低、安装方便、易于维护等优点。
然而，双绞线的传输速率相对较低，受到信号衰减和干扰的影响较大，限制了其在长距离和高速传输方面的应用。
二、同轴电缆同轴电缆是一种由中心导体、绝缘层、金属网层和外层包覆层组成的传输介质。
它通过中心导体传输信号，而金属网层则用于屏蔽外界干扰。
同轴电缆常用于有线电视网络和以太网中。
同轴电缆的传输距离较长，可达数百米甚至数千米。
它具有较高的传输速率和较好的抗干扰能力，适用于长距离和高速传输。
然而，同轴电缆的安装维护相对较为复杂，成本较高。
三、光纤光纤是一种利用光传输信号的传输介质。
它由一个或多个纤维芯和包覆层组成，纤维芯是由高纯度的玻璃或塑料制成。
光纤可以实现高速、长距离的传输，广泛应用于远程通信和局域网等领域。
光纤具有传输速率高、抗干扰能力强、传输距离远等优点。
它还可以同时传输多个信道，实现频分复用。
然而，光纤的安装和维护成本较高，对环境要求较严格，需要专用设备进行连接和测试。
四、无线传输无线传输是一种通过无线电波传输信号的传输方式。
它采用无线电频谱进行通信，常见的无线传输介质包括无线局域网（WLAN）、蓝牙、红外线等。
无线传输具有便捷、灵活的特点，可以实现移动通信和宽带接入。
它适用于无线网络覆盖较广的场景，如公共场所、移动通信等。
然而，无线传输受到信号干扰和传输距离限制，传输速率和稳定性相对较低。
不同的物理层传输介质具有各自的特点和适用场景。
双绞线适用于局域网；同轴电缆适用于长距离和高速传输；光纤适用于远程通信和高速传输；无线传输适用于移动通信和无线网络。
基本传输知识点总结
基本传输知识点总结传输是信息技术领域中一个重要的概念，它涉及到数据、信号、能量等在不同媒介中的传递过程。
而在网络通信中的传输则是涉及到网络包在网络中的传递和交换，这是一个非常重要的环节。
通过传输，数据能够在不同的终端设备之间进行传递，以实现信息的传输和共享。
因此，了解传输的基本知识是非常重要的。
下面将从传输的基本原理、传输媒质、传输信道、传输协议等方面对传输知识点进行总结。
一、传输的基本原理1. 信号传输在信息传输中，最基本的就是信号的传输。
信号的传输是指将表达信息的波形从一个地方传送到另一个地方。
通常，信号可以通过电磁波、光波或者声波进行传输。
在数字通信中，主要使用数字信号进行传输。
2. 数据传输数据传输是指将数据从一台设备传输到另一台设备的过程。
数据传输需要通过网络或者数据线进行，可以是有线传输，也可以是无线传输。
传输的数据可以是文本、图片、音频、视频等形式的信息。
3. 传输过程传输过程包括数据的编码、传输介质、传输协议等环节。
在传输过程中，信号需要经过编码、调制、调制解调等处理，然后通过传输介质进行传播。
传输介质可以是导线、光纤、空气等媒介，不同的传输介质对传输速率、传输距离、抗干扰能力等都有不同的影响。
二、传输媒质1. 有线传输介质有线传输介质主要包括双绞线、同轴电缆和光纤。
其中，双绞线是最常见的传输介质，它可以传输音频、视频和数据。
同轴电缆主要用于电视信号、数据通信等传输。
而光纤则是一种高速传输介质，能够传输大容量数据，广泛应用于网络通信和数据中心。
2. 无线传输介质无线传输介质主要包括微波、红外线、无线电波等。
无线传输介质主要用于无线通信、卫星通信、蓝牙、Wi-Fi等领域，适用于移动通信、宽带接入、无线局域网等应用。
三、传输信道1. 单工传输单工传输是指数据只能在一个方向上传输，不能实现双向通信。
常见的单工传输包括广播、电视信号等。
2. 半双工传输半双工传输是指数据能够在两个方向上传输，但是不能同时进行。
物理层
OSI物理层制作人：邓荣嘉目录物理层 (1)主要功能 (2)物理层要解决的主要问题： (2)组成部分 (2)重要内容 (3)重要标准 (4)通信硬件 (5)编程方法 (6)常见的物理层设备 (6)物理层在无线传感器中的应用 (6)物理层物理层（或称物理层，Physical Layer）是计算机网络OSI模型中最低的一层。
物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的，电子的，功能的和规范的特性。
简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。
局域网与广域网皆属第1、2层。
物理层是OSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础。
物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。
如果您想要用尽量少的词来记住这个第一层，那就是“信号和介质”。
OSI采纳了各种现成的协议，其中有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、和IEEE802.5的物理层协议。
物理层关注在一条通道上传输原始比特。
设计问题必须确保当一方发送了比特1时，另一方收到的也是比特1，而不是比特0。
这里的典型问题包括用什么电子信号来表示1和0、一个比特持续多少秒、传输是否可以在两个方向上同时进行、初始连接如何建立、当双方结束后如何撤销连接、网络连接器有多少针对以及每一针的用途是什么等。
这些设计问题主要涉及机械、电子和时序接口，以及物理层之下的物理传输介质等。
该层定义了了比特作为信号在通道上发送时相关的电气、时序和其他接口。
物理层是构建网路的基础。
物理信道的不同特征决定了其传输性能的不同（比如，吞吐量、延迟和误码率），所以物理层是我们展开网络旅行的始发地。
物理层一般有三种传输介质：有线（铜线和光纤）、无线（陆地无线电）和卫星。
这里要说的是信号在物理层存在的两种方式，数字信号（电脑可以识别的0和1即比特），模拟信号是铜线和光纤等可以传输的电信号或者无线信号，在悠闲中模拟信号的存在方式诸如连续变化的电压，而在无线传输中类似光照强度或者声音强度。
计算机网络技术 课后习题答案 第4章 计算机网络协议与网络体系结构
4．接口
“接口”是同处某地的同一节点系统内相邻层之间信息交换的连接点。 5．网络体系结构
计算机网络是一个十分复杂的系统。将计算机互联的功能划分成有明确 定义的层次，并规定同层实体通讯的协议和邻层间的接口服务。这 种层和协议的集合称之为网络体系结构。
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计算机网络与Internet应用
4.2.2 OSI参考模型
件;WEB访问和HTTP;对远程主机的Telnet等,对应的通信应用协议 如 P34所列8种。 OSI/RM清晰地定义了服务,接口和协议三个概念,将功能与 实现细节分开,概括性强,理论完整, 便于理解,普遍实用性强,至 今仍被用于理论学习和系统分析;但OSI 协议实现复杂,没有商业 驱动力,未被实际采用。
计算机网络基础PPT课件
100BASE-TX
使用两对双绞线作为传输介质，在星型拓扑结构中实现100Mbps的传输速率。
2024/1/27
千兆以太网（Gigabit Ethernet）
使用光纤或双绞线作为传输介质，在星型或环型拓扑结构中实现1Gbps的传输速率。
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03
网络层与IP协议
2024/1/27
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网络层基本概念与功能
组转发到相应的链路上。
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04
传输层与应用层
2024/1/27
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传输层基本概念与功能
传输层基本概念
传输层是计算机网络体系结构中负责数据通信的一层， 主要任务是为上层应用提供可靠、高效的数据传输服务 。
传输层功能
传输层具有以下主要功能
数据分段与重组
将上层应用数据分割成适合网络传输的小段，并在接收 端进行重组。
网络管理定义
对计算机网络进行规划、设计 、配置、监控和维护的过程。
2024/1/27
网络管理工具
网络管理系统（NMS）、简单 网络管理协议（SNMP）、远 程监控（RMON）等。
网络管理功能
配置管理、故障管理、性能管 理、安全管理和计费管理等。
常见网络管理应用
网络设备配置与监控、网络故 障诊断与排除、网络性能优化
等。
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06
无线网络与移动计算
2024/1/27
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无线网络基本概念及类型划分
无线网络定义
通过无线通信技术实现数据传输的网络系统。
2024/1/27
无线网络类型
根据覆盖范围可分为广域网（WWAN）、城域网（WMAN）、 局域网（WLAN）和个人区域网（WPAN）。
无线网络标准
《计算机网络技术基础》第三章
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
图3-3 OSI参考模型的结构
OSI参考模型中，划分层（子模块）要遵循以下原则： （1）各层（子模块）具有相对的独立性，保持层间交互的信息最少。 （2）单向调用：各层（子模块）只能引用其下层提供的服务。 （3）增值服务：在使用下层服务的基础上，各层完成特定的通信功能。
用户写信人邮政局运输部门用户收信人邮政局运输部门用户间约定信件格式和内容邮局间约定邮政编码等运输部门间约定到站地点费用等用户邮局约定信封格式及邮票邮局运输部门约定到站地点时间等用户子系统邮局子系统运输部门子系统甲地乙地图31邮政通信系统分层模型31网络体系结构概述从图31中可以看出邮政系统中的各种约定都是为了将信件从写信人送到收信人而设计的也就是说它们是因信息的流动而产生的
计算机网络技术基础
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03
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第3章
网络体系 结构
章节导读
计算机网络是一个庞大的、多样化的复杂 系统，涉及多种通信介质、多厂商和异种机互 连、高级人机接口等各种复杂的技术问题。要 使这样一个系统高效、可靠地运转，网络中的 各个部分都必须遵守一套合理而严谨的网络标 准。这套网络标准就称之为网络体系结构。
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3.2 OSI参考模型
世界上第一个网络体系结构是1974年由IBM公司提出的“系统网络体系结构 （System Network Architecture，SNA）”。此后，许多公司纷纷推出了各自的网 络体系结构。虽然这些体系结构都采用了分层技术，但层次的划分、功能的分配 及采用的技术均不相同。随着信息技术的发展，不同结构的计算机网络互联已成 为迫切需要解决的问题。
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3.2 OSI参考模型
机械特性：规定了物理连接时所使用可接插连接器的形状和尺寸，连接器中引脚的数量与 排列情况等。
03 物理层概述、数据通信、传输介质
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计算机网络技术基础
人民邮电出版社
屏蔽双绞线
优点
传输质量较高；电缆尺寸和重量与UTP相当。
缺点
安装不合适有可能引入外界干扰；成本较高。
2、同轴电缆
同轴电缆由两个导体组成，是一个空心圆柱 形网状导体围裹着一个实心导体的结构。
光纤的特点
传输特性：数据传输率可达几千Mb/s，传输 距离达几千米。 连 通 性：普遍用于点到点的链路。 地理范围：6km～8km的距离内不用中继器传 输。 抗干扰性：不受电磁波干扰或噪声影响。 价 格：目前价格较高，但随着技术的改 进会大幅下降。
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计算机网络技术基础
人民邮电出版社
无线传输介质
计算机网络技术基础 人民邮电出版社
DTE
DCE
DTE 2 3 4 5 8 7 6 20 （b）近程连接
DTE 2 3 4 5 8 7 6 20
1 2 3 4 5 8 7 6 20
（a）远程连接
1 2 3 4 5 8 7 6 20
EIA RS-232-C接口的物理特性
两个DTE通过DCE进行通信的例子
人民邮电出版社
信道容量
2、香农公式 香农公式表明，信道的带宽或信道中的信噪 比越大，则信息的极限传输速率就越高。只要信 息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一 定可以找到某种办法来实现无差错的传输。 由于码元传输速率受奈氏准则的制约，所以 要提高信息的传输速率，就必须设法使每一个码 元能携带更多个比特的信息量。这就需要采用多 元制（又称多进制）的调制方法。
DTE-A 信号线与控制线 DCE-A 调制解调器 EIA-232/V.24 接口 用户环境 用户设施
计算机网络知识精讲 第二章 物理层
第二章物理层(一) 通信基础1. 信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念2. 奈奎斯特定理与香农定理3. 编码与调制4. 电路交换、报文交换与分组交换5. 数据报与虚电路(二) 传输介质1. 双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质2. 物理层接口的特性(三) 物理层设备1. 中继器2. 集线器2.1 通信基础2.1.1 信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念（1）信道：向某一个方向传送信息的媒体。
（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和最低频率之差，或者说是频带的宽度，Hz；另一定义是信道中数据的传送速率，bps。
（4）码元：在使用时间域（简称时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
（5）波特：单位时间内传输的码元数。
（6）比特率：单位时间内传输的比特数。
（7）信源（8）信宿计算机网络的性能计算1. 速率比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
一个比特就是二进制数字中的一个1 或0。
速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。
速率的单位是b/s（bps），kb/s, Mb/s, Gb/s 等“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或b/s (bit/s)，bps。
更常用的带宽单位是千比每秒，即kb/s （103 b/s）兆比每秒，即Mb/s（106 b/s）吉比每秒，即Gb/s（109 b/s）太比每秒，即Tb/s（1012 b/s）请注意：在计算机界，K = 210 = 1024M = 220, G = 230, T = 240。
3. 时延(delay 或latency)传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
《计算机网络》复习
第1章计算机网络概述本章要点：网络体系就是为了完成计算机之间的通信合作，把每台计算机相连的功能划分成有明确定义的层次，并规定了同层次的进程通信的协议及相邻之间的接口及服务。
本章要求熟悉网络的概念、组成、分类、发展过程等内容，同时还要理解网络分层结构、网络层协议、接口、服务等概念，掌握ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型的区别与联系。
这部分知识理论性强，主要以选择题、填空题的形式出现。
1、计算机网络的功能计算机网络有很多用处，其中最重要的三个功能是：数据通信、资源共享、分布处理。
数据通信是计算机网络最基本的功能。
它用来快速传送计算机与终端、计算机与计算机之间的各种信息，包括文字信件、新闻消息、咨询信息、图片资料、报纸版面等。
利用这一特点，可实现将分散在各个地区的单位或部门用计算机网络联系起来，进行统一的调配、控制和管理。
“资源”指的是网络中所有的软件、硬件和数据资源。
“共享”指的是网络中的用户都能够部分或全部地享受这些资源。
当某台计算机负担过重时，或该计算机正在处理某项工作时，网络可将新任务转交给空闲的计算机来完成，这样处理能均衡各计算机的负载，提高处理问题的实时性。
2、网络与因特网的概念网络是把许多具有自主功能的计算机连接在一起；把众多计算机有机连接起来要遵循规定的约定和规则，即通信协议。
因特网：网络的网络3、因特网的发展：ARPAnet；三级结构的因特网；多层次ISP结构的因特网。
4、电路交换、报文交换及分组交换的比较一、填空题1、网络是把许多具有功能的计算机连接在一起。
2、世界上最早的计算机网络指的是。
3、对于通信子网，早期ARPAnet中承担通信控制处理机功能的设备是接口报文处理机/IMP，而现代计算机网络中承担该功能的设备是。
4、计算机网络有很多用处，其中最重要的三个功能是：、以及。
5、从逻辑功能上，计算机网络可以分成和两个部分。
6、是计算机网络的一个组成部分，由主机、终端、终端控制器、联网外设、各种软件资源与信息资源组成，负责全网的数据处理业务。
传输介质与网络设备
3.4 交换机
3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5
交换机的功能 交换机的分类 交换机的工作原理 交换机的应用 多层交换机
RJ-45 口
千兆光纤口 控制口
图3-33 交换机
3.4.1 交换机的功能
交换是按照通信两端传输信息的需要，用人工 或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合 要求的相应路由上的技术统称。 广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息 交换功能的设备。 交换机和集线器的本质区别是：当A发信息给B 时，如果通过集线器，则接入集线器的所有网络节 点都会收到这条信息（也就是以广播形式发送）， 只能通过网卡在硬件层面过滤掉不是发给本机的信 息；而如果通过交换机，除非A通知交换机广播，否 则发给B的信息C绝不会收到。
【例3-4】 数据帧交换过程。
图3-46 数据帧交换过程
3．帧交换技术
（1）直通交换方式。
（2）交换机检测到某一端口发来的数据包，根据其目标MAC地址，查找交换 机内部的“端口—地址”表，找到对应的目标端口，打开源端口到目标端口之间 的数据通道，将数据包发送到对应的目标端口上。
图3-34 交换方式数据传输
（3）从带宽上来看，交换机上每个端口都独占带宽，同时交换机还支持全 双工通信。
（4）交换机上的每个端口属于一个冲突域，不同的端口属于不同的冲突域， 交换机上所有的端口属于同一个广播域。
有线传输介质：利用金属、石英光纤、塑料光纤等导体传输信号。 无线传输介质：不利用导体，信号完全通过空间从发射器发射到接收器。
3.1.1 双绞线
双绞线是局域网最基本的传输介质，由具有绝缘保护层的4对8线芯组成，每 两条按一定规则缠绕在一起，称为一个线对。
1．双绞线的类型
物理层传输介质
物理层传输介质物理层是计算机网络中的第一层，负责实现数据在传输介质中的传输。
传输介质是物理层的核心组成部分，它决定了数据传输的速度、距离和可靠性。
传输介质可以分为有线传输介质和无线传输介质两种类型。
有线传输介质是通过电缆或光缆等物理媒介传输数据的方式。
在有线传输介质中，最常见的是双绞线、同轴电缆和光纤。
双绞线是一种使用两根绝缘导线对传输信号进行编织的电缆，具有抗干扰能力强、传输距离远等特点，常用于局域网中。
同轴电缆是在中心导线周围加一层金属屏蔽层和一层绝缘层的电缆，用于传输高频信号和视频信号。
光纤则是利用光的传输进行数据传输的一种介质，具有传输速度快、大容量等优点，常用于长距离传输和高速网络中。
无线传输介质则是通过电磁波进行数据传输的一种介质。
其中，无线电波是最常见的无线传输介质，包括了广播、Wi-Fi、蓝牙等技术。
无线电波的传输距离和传输速率取决于频率的高低，低频无线电波传输距离较远但速率较慢，高频无线电波传输速率快但传输距离较短。
另外，红外线和激光也是无线传输介质中的一种，常用于近距离传输，如红外线遥控器和光纤通信。
在选择传输介质时，需要根据实际需求综合考虑多方面因素。
首先是传输速度，如果需要高速传输大量数据，则可以选择光纤等高速传输介质。
其次是传输距离，如果需要远距离传输数据，则应选择传输距离远的介质，如光纤。
再次是成本和可靠性，有线传输介质相对来说成本较低且较为稳定，无线传输介质则更加灵活但受到干扰等因素影响较大。
总结来说，物理层传输介质是计算机网络中的基础，决定了数据传输的速度和可靠性。
在选择传输介质时，需要根据实际需求综合考虑速度、距离、成本和可靠性等因素，以满足网络传输的要求。
无论是有线传输介质还是无线传输介质，都有各自的优缺点，需要根据实际情况选择合适的介质来进行数据传输。
网路七层协议图之每一层对应的设备及功能
⽹路七层协议图之每⼀层对应的设备及功能OSI七层协议在⽹络传输中扮演的⾓⾊及功能：7、应⽤层——–电脑的各种数据6、表⽰层 ——– 处理⽤户信息的表⽰问题，如编码、数据格式转换和加密解密5、会话层——–会话管理、会话流量控制、寻址、寻址4、传输层——–各种协议(TCP/IP中的TCP协议、Novell⽹络中的SPX协议和微软的NetBIOS/NetBEUI协议。
)3、⽹络层——–路由器（通过路由选择算法，为报⽂或分组通过通信⼦⽹选择最适当的路径）2、数据链路层—-交换机/⽹桥（负责建⽴和管理节点间的链路，通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为⽆差错的、能可靠传输数据帧的数据链路）1、物理层——–集线器/中继器（利⽤传输介质为数据链路层提供物理连接，实现⽐特流的透明传输。
）1、物理层物理层协议:物理层:(典型设备：中继器，集线器、⽹线、HUB) 数据单元：⽐特（Bit）以太⽹物理层、调制解调器、PLC 、SONET/SDH 、G.709 、光导纤维、同轴电缆、双绞线1.1介绍：在OSI参考模型中，物理层（Physical Layer）是参考模型的最低层，也是OSI模型的第⼀层。
物理层的主要功能是：利⽤传输介质为数据链路层提供物理连接，实现⽐特流的透明传输。
物理层的作⽤是实现相邻计算机节点之间⽐特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。
使其上⾯的数据链路层不必考虑⽹络的具体传输介质是什么。
“透明传送⽐特流”表⽰经实际电路传送后的⽐特流没有发⽣变化，对传送的⽐特流来说，这个电路好像是看不见的。
物理层概述：这⾥写图⽚描述1.2、物理层主要功能：功能⼀：为数据端设备提供传送数据的通路功能⼆：传输数据这⾥写图⽚描述【转】OSI第⼀层物理层介绍集线器/中继器介绍：1．中继器（repeater）中继器是位于第1层（OSI参考模型的物理层）的⽹络设备。
当数据离开源在⽹络上传送时，它是转换为能够沿着⽹络介质传输的电脉冲或光脉冲的——这些脉冲称为信号（signal）。
OSI 开放系统互连模型的七层结构
OSI 开放系统互连模型的七层结构听说过OSI的人应该不少，但完全知道其意思的相信并不多，下面，就让我们温故而知新吧！OSI的意思是Open System Interconnection。
是国际标准化组织推荐的一个网络系统结构----七层参考模型，叫做开放系统互连模型(Open System Interconnection)。
由于这个标准模型的建立，使得各种计算机网络向它靠拢，大大推动了网络通信的发展。
OSI的七层可不是说救人一命，胜造七级浮屠的七层，这里七层的意思分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
下面让我们看看这七层的功能介绍。
（1）应用层：与其他计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。
例如，一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码，从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。
但是，如果添加了一个传输文件的选项，那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。
示例：telnet、HTTP、FTP、WWW、NFS、SMTP等。
（2）表示层：这一层的主要功能是定义数据格式及加密。
例如，FTP允许你选择以二进制或ASII格式传输。
如果选择二进制，那么发送方和接收方不改变文件的内容。
如果选择ASII格式，发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASII后发送数据。
在接收方将标准的ASII转换成接收方计算机的字符集。
示例：加密、ASII等。
（3）会话层：他定义了如何开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向小时的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的，在某些情况下，如果表示层收到了所有的数据，则用数据代表表示层。
示例：RPC、SQL等。
（4）传输层：这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。
示例：TCP、UDP、SPX。
2 4ghz无线技术
2.4GHz无线电的天线的体积相当小，产品体积也更小，从而使芯片更集中，减少耗电。因2.4GHz无线技术的 优势，各厂家不断推出新技术，也使此技术发展迅速。
技术标准
ZigBee/IEEE 802.15.4
Wi-Fi
ห้องสมุดไป่ตู้
蓝牙（Bluetooth）
无线USB（Wireless USB）
ZigBee技术是一项新兴的短距离无线通信技术，主要面向的应用领域是低速率无线个人区域（LRWPAN，Low Rate Wireless Personal Area Network），典型特征是近距离、低功耗、低成本、低传输速率，主要适用于 自动控制以及远程控制领域，目的是为了满足小型廉价设备的无线联和控制 。
蓝牙技术最初由爱立信创制。1999年5月20日，索尼爱立信、IBM、英特尔、诺基亚及东芝等业界龙头创立蓝 牙特别兴趣组，制订蓝牙技术标准。1998年，爱立信公司希望无线通信技术能统一标准而取名“蓝牙”。蓝牙 (Bluetooth)技术致力于在10～ 100 m的空间内使所有支持该技术的移动或非移动设备可以方便地建立络、进行 话音和数据通信。
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以水作为稀释剂的漆
2 4ghz无线技术
一种短距离无线传输技术
01 优势
03 缺点
目录
02 技术标准
2.4ghz无线技术，是一种短距离无线传输技术，供开源使用。2.4GHz所指的是一个工作频段，2.4GHz ISM （Industry Science Medicine）是全世界公开通用使用的无线频段，蓝牙技术即工作在这一频段，在2.4GHz频 段下工作可以获得更大的使用范围和更强的抗干扰能力，广泛应用于家用及商用领域。用于短距离无线传输和传 导的技术。
第2章物理层
2.2.5 光纤
光纤传输系统的关键部件：光源、传输介质和检测器 理论上光纤的传输速度应超过50Tbps(=1012=50000G)，目前 受光-电转换速度的限制，可实现100Gbps。 光源：LED发光二极管和半导体激光。图2.8。 玻璃纤维光纤：玻璃芯外面是一个玻璃封套，包层(光密)比纤 芯(光疏)折射率低，入射角大于等于临界值时全反射，光线被限 定在光纤的内部，保证全反射。
2.2.1 磁介质
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2.2.1 磁介质
•优点：带宽特性突出，平均传输速率高、 单位bit传输成本低 •缺点：延迟特性差 •如，银行的大量数据，一般用磁介质备份
2.2.2 双绞线
2.2.2 双绞线
•双绞线(twisted pair)：两根相互绝缘的铜线螺旋状绞扭，直 径1mm(或0.5mm)，线束也需缠绕(平行双线构成天线，绞扭可以 抵消干扰，降低辐射)。 •传输信号以两根电线的压差承载，带宽取决于线径和传输距离 •无屏蔽UTP(Unshielded Twisted Pair)：电话线/LAN数据线， 绞扭越紧(分类依据)，串音越少，性能越好。 •五类线CAT-5：TIA/EIA-568-A所界定及承认，4对双绞线 ○传输特性：最高频率带宽为100MHz，最高传输率可达100M (速率还与编码方法有关)。 ○用于语音传输和快速以太网100BASE-T(4对中的2对)，最大网 段长为100m，采用RJ形式的连接器。
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2.3.3 微波传输
扩频通信、ISM 频段 2.4GHz、 WLAN
可实时监控，水平方向 360°连续旋转, 支持自动 翻转,无监视盲区
•300M～300GHz，波长1m～1mm，视距直线传播，通过碟形天线(抛物线)，可以把能 量集中于一束，组成天线阵列。方向性强，收/发天线要精确对齐。
物理层（3）物理层传输介质传输设备
物理层（3）物理层传输介质传输设备⼀、传输介质 传输介质是数据传输系统中在发送设备和接收设备之间的物理通路，也称为传输媒体，可以分为导向传输介质和⾮导向传输介质两类。
在导向传输介质中，电磁波或光波被导向沿着固体媒体传播，包括双绞线、同轴电缆、光纤等，⽽⾮导向传输介质就是指⾃由空间，传输⽅式包括微波、⽆线电、红外线等。
传输媒体并不是物理层，传输媒体在物理层的下⾯，因为物理层是体系结构的第⼀层，因此有时称传输媒体为0层，在传输媒体中传输的是信号，但传输媒体并不知道传输的信号代表什么意思，但物理层规定了电⽓特性，因此能够识别所传送的⽐特流。
⼆、双绞线 把两根互相绝缘的铜导线并排放在⼀起，然后⽤规则的⽅法绞合起来就构成了双绞线，绞合可减少相邻导线的电磁⼲扰。
为了提⾼双绞线的抗电磁⼲扰能⼒，可以在双绞线的外⾯再加上⾦属丝编织的屏蔽层，这就是屏蔽双绞线（STP），⽆屏蔽层的双绞线称为⾮屏蔽双绞线（UTP），它们的结构如图： 注：模拟传输和数字传输都可以使⽤双绞线，其通信距离⼀般为⼏到⼗⼏公⾥，距离太长时，对于模拟传输要加放⼤器以便将衰减的信号放⼤到合适的数值，对于数字传输则要加中继器以便将失真的数字信号进⾏整形。
三、同轴电缆 同轴电缆由内导体铜质芯线、绝缘层、⽹状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层所组成，由于外导体屏蔽层的作⽤，同轴电缆具有很好的抗⼲扰特性，被⼴泛⽤于传输较⾼速率的数据。
如图⽰： 按特性阻抗值的不同，同轴电缆可以分为50Ω同轴电缆和75Ω同轴电缆。
1）50Ω同轴电缆 50Ω同轴电缆主要⽤于在数据通信中传送基带数字信号，⼜称为基带同轴电缆，在局域⽹中得到⼴泛应⽤，⽤这种同轴电缆以10Mbps 的速率可将基带信号传送1km。
在传输基带数字信号时，可以⽤曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码解决信号的同步问题。
2）75Ω同轴电缆 75Ω同轴电缆主要⽤于模拟信号传输，是有线电视系统（CATV）中的标准传输电缆，这种电缆上传送的信号采⽤了频分复⽤的宽带信号，75Ω同轴电缆⼜称为宽带同轴电缆。
计算机网络学习笔记（一）之计算机网络体系结构
计算机⽹络学习笔记（⼀）之计算机⽹络体系结构正在学习计算机⽹络，为了⽅便⽇后回忆，在此记录⾃⼰的学习笔记。
先放上思维导图！⽅便记忆1.1⽹络的⽹络计算机⽹络：结点+链路互连⽹：通过路由器把⽹络互连起来，构成计算机⽹络互联⽹：特指Internet，是全球最⼤的、开放的、采⽤通⽤协议进⾏众多⽹络相连的特定计算机⽹络。
特点：连通性和共享主机：与⽹络相连的计算机1.2互联⽹基础结构发展的三个阶段第⼀阶段：从单个⽹络ARPANET向互联⽹发展得过程第⼆阶段：建成三级结构的互联⽹第三阶段：逐渐形成了多层次ISP结构的互联⽹ISP：互联⽹服务提供商1.3互联⽹的组成边缘部分+核⼼部分1.边缘部分由所有连接在互联⽹上的主机（端系统）组成端系统之间的通信：主机A的某个进程与主机B的另⼀个进程进⾏通信两种通信⽅式：（1）客户端/服务端⽅式（C/S⽅式）：进程之间的服务与被服务（2）对等⽅式（P2P⽅式）：不区分服务与被服务关系⽤户直接使⽤来进⾏通信和资源共享2.核⼼部分重要⼯作者：路由器路由器：实现分组交换，转发收到的分组疑问：什么是分组交换？数据交换是实现数据通过⽹络核⼼从源主机到另⼀个主机!1.为什么需要数据交换？1).链路问题 2).连通性 3).⽹络规模2.什么是交换？动态转接——把⼀条电话线转接到另⼀条电话线，使之连通动态分配传输路线的资源3.数据交换的类型数据交换类型注：计算机交换⽅式绝⼤多数是分组交换，极少数是电路交换，绝不可能是报⽂交换1.4计算机⽹络的类别1.按⽹络作⽤范围：⼴域⽹、城域⽹、局域⽹、个⼈区域⽹2.按⽹络的使⽤者：公⽤⽹、专⽤⽹3.⽤来把⽤户接⼊互联⽹的⽹络1.5计算机性能计算机⽹络的性能速率：数据的传送速度（单位：bit/s）带宽：在单位时间内⽹络中的某信道所能通过的“最⾼数据率”吞吐量：在单位时间内通过某个⽹络的数据量时延：数据从⽹络的⼀端传送到另⼀端所需的时间包括：1）发送时延2）传播时延3）处理时延4）排队时延总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延时延带宽积：传播时延 x 带宽往返时间RTT：从发送⽅到接收⽅总共经历的时间利⽤率：分为信道利⽤率和⽹络利⽤率1.6计算机⽹络的体系结构体系结构=层+协议（协议是⽔平的、服务是垂直的）⽹络协议：为进⾏⽹络的数据交换⽽建⽴的规则（标准或约定）协议三要素：语法、语义、同步（1）语法：数据与控制信息的结构或格式。
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图2-27 双绞线的结构
导向传输媒体
双绞线
屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair) 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)
屏蔽双绞线 STP
无屏蔽双绞线 UTP
聚氯乙烯 套层
绝缘层
铜线
聚氯乙烯 屏蔽层 铜线 绝缘层 套层
双绞线示意图
光导纤维
仅传输数字信号
用于点到点链路，传输速率高
几公里到几十公里，分单模和多模光纤。
抗干扰性相当好。
价格贵。
Example
Gigabit Ethernet cabling.
非导向传输媒体
无线传输所使用的频段很广。 短波通信主要是靠电离层的反射，但短 波信道的通信质量较差。 微波在空间主要是直线传播。
光纤（结构和分类）
光从一种物质传输到另一种物质将发生折射，当入射角度大于临界 值时，光将被完全反射回来，这就是光纤传输信号的原理。一个光脉冲 表示比特1，而无光脉冲表示比特0。 光纤也是圆筒形的，光纤由能够传导光波的石英玻璃纤维组成的芯 线、包层和外保护层三部分构成，如图2-29所示。 按使用波长的不同，光纤可以分为单模光纤和多模光纤两种。对于 多模光纤，芯的直径为50um，对于单模光纤，芯的直径为8-10um。 按波长区的范围不同，光纤可以分为三种，它们分别为0.85um波长 (0.8-0.9um)、1.3um波长(1.25-1.35um)和1.55um波长区(1.53-1.58um)。
覆盖局部区域，通常跨越数十到几百米，应用在无线 局域网中，如802.11； 运行在广域网，跨越几万米，应用在广域无线接入网 中，如3G等；
卫星无线电信道
短距离内可使用红外线、蓝牙无线电等，距离在10米以内， 数据为1Mbps。
卫星通信
卫星通信是利用地球同步卫星作为中继来转发微波信号的一 种特殊微波通信形式。卫星通信可以克服地面微波通信距离的限 制，三个同步卫星可以覆盖地球上全部通信区域。卫星传输是微 波传输中的一种，只不过它的一个站点是绕地球轨道运行的卫星。 卫星传输是当今一种更为普遍的通信手段，其应用包括电话、电 视、新闻服务、天气预报以及军事用途等。 应用广泛的是地球同步卫星，如图2-31所示。从技术角度上 讲，只要在地球赤道上空的同步轨道上，等距离地放置三颗相隔 120度的卫星，就能基本上实现全球的通信。为了避免产生干扰， 卫星之间的相隔不能小于2度，因此，整个赤道上空只能放置180 个同步卫星。一个典型的卫星通常拥有12～20个转发器，每个转 发器的频带宽度为36或72MHz。
图2-30光纤的电信号传送过程
光导纤维示意图
光纤的工作原理
低折射率 (包层) 高折射率 (纤芯) 光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射
光线在光纤中的折射
包层 纤 芯 折射角 包层 （低折射率的媒体） 纤芯 （高折射率的媒体） 入射角
包层 （低折射率的媒体）
光纤的工作原理
低折射率 (包层) 高折射率 (纤芯) 光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射
用于组建计算机局域网
3类双绞线：支持10Mbps； 5类双绞线：支持100Mbps，是目前高速局域网连网的主 要方式； 超5类双绞线：支持1000Mbps,传输距离100米； 双绞线制作 …...
近端串扰与衰减
近端串扰：干扰，发送端强信号对接收 端弱信号的干扰 衰减：信号过程中在传输必然衰减
根据卫星所处的高度不同，有三类卫星：
传输介质的选择
在通信世界里，每一种传输介质都有它自己的位置，表2-1对 几种介质作了比较。 在实际网络应用中，通信介质的选择取决于实际需要，主要 考虑网络的拓扑结构、实际需要的通信容量、可靠性要求以及价 格等因素。在设计局域网和广域网传输系统时，一般主要关心的 是数据速率与距离两个指标，传输速度越快、传输距离越远就越 好。一些传输介质和信号设计方面的因素决定着速率和距离，主 要表现在以下几个指标： 带宽：若其他特性保持不变，信号的带宽越宽，则可以达到的数 据速率就越高。 传输损耗：对于有线介质而言，双绞线比电缆的损耗大，而电缆 比光缆的损耗大。 干扰：来自于重叠频率的竞争信号会扰乱甚至清除一个信号。 接收者个数：一种有线介质可以用于构造点到点连接或提供多个 实体间的共享连接率。
35,860 公里
地球Leabharlann 图2-31 地球同步卫星通信卫星
卫星通信方式
每颗卫星连接两个或多个位于地球的微波发射/接收站； 卫星上携带转发器，监听频段中的一部分，放大输入 的信号，并且以另一频率重新广播出去。 地球同步卫星：目前远距离通信基本上依靠这一类卫 星，缺点是传输延迟长； 中轨道卫星：目前这一类卫星没有用于电信通信， GPS卫星属于这一类 低轨道卫星：铱系统，Globalstar，Teledesic等，希望 全面替代地面通信系统，提供世界范围内的电信服务； 传输延迟短。
双绞线
可传输模拟信号和数字信号
一般用于点到点链路
<=100m
UTP(Unshielded Twisted Pair)抗干扰性差， STP (Shielded Twisted Pair)抗干扰性好， 分3、4、5超5、6类线等。 价格相对便宜。
同轴电缆
同轴电缆可以分为基带同轴电缆与宽带同轴电缆两大类。宽 带同轴电缆的阻抗为75欧电缆主要用于传输模拟信号，传输最大距 离可以达100km。基带同轴电缆即同轴电缆，以硬铜线为芯，外包 一层绝缘材料，再外一层为密织的网状导体环绕，最外面为一层保 护性材料，如下图所示。单根同轴电缆直径约为1.02-2.54cm，可 在较宽频率范围内工作。常用于直接传输数字信号，使用曼彻斯特 编码，数据传输速率最高可达10Mbps，阻抗为50Ω，最大距离限制 在几公里。最大优点是抗干扰性强，而且支持多点连接。缺点是物 理可靠性不好，易出现故障，而且一点发生故障，整段局域网都无 法通信。可以用于点到点连接或多点连接。为保持同轴电缆的正确 电气特性，电缆必须接地，同时两头要有端接器来削弱信号反射作 用。当它被用来传输数据时，其数据传输率可达每秒几百兆位。
双绞线由两根绝缘铜导线按螺旋状缠绕在一起, 一对双绞线形成一 条通信链路。
双绞线上可以传输模拟信号和数字信号； 带宽：与导线的粗细、长度及螺旋的密度有关； 非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）； 应用
连接电话机和电话端局，传输模拟信号，可以传输几公里； 用于住宅因特网接入，如使用普通模拟电话线和拨号调制解调 器的住宅接入（56Kbps），使用数字用户线的宽带住宅接入 （几个Mbps）。
双绞线
双绞线是目前使用最广、价格相对便宜的一种传输介质。每对双绞线是由两 条螺旋状扭在一起相互绝缘的铜导线所组成。目前双绞线电缆广泛应用于电话系 统。 双绞线一般分为屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP)，普通的电话线就是非 屏蔽双绞线(UTP)中的一种，传输距离一般为100米。UTP由铜线、绝缘层和外保 护层组成，如图2-27(b)所示。屏蔽双绞线STP由铜线、绝缘层、外屏蔽层和外保 护层组成，它的结构如图2-27(a)所示。屏蔽双绞线抗干扰性能好，性能高，但成 本也较高。 按双绞线的性能来划分，目前广泛应用的有七个不同的等级，级别越高性能越 好。常见的有3类线，5类线和超5类线，以及最新的6类线，前者线径细而后者线 径粗。铜质线芯，传导性能良好，可用于传输模拟信号和数字信号。 双绞线通常用于传输10Mbps～100Mbps的数据，不过传输速率会因传输差错 而降低，如数据丢失、数据重复及电磁干扰等。
地面微波接力通信 卫星通信
无线传输
无线传输的频率范围大致从无线电到可见光（104~1015Hz）
频率越高，每赫兹编码的比特数越多，相同波带下所获得的 带宽也越高（f = c/2），所以高速数据传输通常发生在 高频区域。
与计算机网络关系较密切的无线通信介质包括：
陆地无线电信道：
多模光纤与单模光纤
多模光纤
输入脉冲 输出脉冲
输入脉冲
单模光纤
输出脉冲
光纤传输系统由3个部分组成：光源，光纤和光检测器。
光源：发光二极管，激光。 光检测器：光电二极管，将光信号转换成电信号。 光纤：由两种折射系数不同的石英玻璃纤维组成，光线在 光纤中全反射地向前传播。 单模光纤和多模光纤：纤芯直径分别为8-10m和50m。 光纤的最大优点是大容量、长距离、抗干扰，缺点是光设 备成本高。 光纤的3种连接方式：光接头，机械方法，融合。 光纤网络较常使用环形拓扑和星形拓扑。
图2-29 光纤的结构
光纤的信号传送过程
多模光纤采用发光二极管产生可见光作为光源，定向性较差。当光纤芯线的 直径比光波波长大很多时，由于光束进入芯线中的角度不同传播路径也不同，这 时光束是以多种模式在芯线内不断反射而向前传播。多模光纤的传输距离一般在 2km以内。单模光纤采用注入式激光二极管作为光源，激光的定向性强。单模光 纤的芯线直径一般为几个光波的波长，当激光束进人玻璃芯中的角度差别很小时， 能以单一的模式无反射地沿轴向传播。 在计算机网络中均采用两根光纤(一来一去)组成传输系统，采用点到点连接或 者多点连接方式。光传输系统由三部分组成：光源(光发送机)、传输介质和检测 器(光接收机)，其传输的具体过程如图2-30所示。在发信端，有两种不同类型的 光源被用于光纤系统：发光二极管(LED)和激光发射管(ILD)，信息被转换成便于传 输的电信号，电信号控制一个光源，使发出的光信号具有所要传输的信号的特点， 从而实现信号的电—光转换，发信端发出的光信号通过光纤传输到远方的收信端， 经光电二极管等光检测器和放大器转换成电信号，从而实现信号的光—电转换。 电信号再经过处理和转换恢复为与原发信端相同的信息。