CH2 计算机网络物理层
计算机网络的工作原理
计算机网络的工作原理计算机网络是现代信息技术的基础，它使得人与人之间、人与计算机之间能够进行迅速、准确的信息交流。
计算机网络的工作原理是基于一系列协议和技术实现的，接下来将详细介绍计算机网络的工作原理。
一、物理层物理层是计算机网络的最基本的层次，它负责将数据从一个地方传输到另一个地方。
物理层使用不同的电子、光学和无线传输介质来传输数据。
其中，最常见的物理层设备是网线、光纤和无线网卡。
二、数据链路层数据链路层负责管理和组织物理层传输的数据，将其划分为适当的数据帧，并通过物理层进行传输。
数据链路层还处理数据的错误检测和纠正，以确保数据的可靠性。
常见的数据链路层设备有交换机和网桥。
三、网络层网络层负责在计算机网络中进行数据的路由和转发，以确保数据从源地址传输到目标地址。
网络层使用IP地址来标识网络上的设备，并使用路由算法来选择最佳的路径将数据发送到目标地址。
常见的网络层设备包括路由器和三层交换机。
四、传输层传输层提供端到端的可靠数据传输服务。
它通过使用传输协议（如TCP或UDP）来确保数据的可靠传输和完整性。
传输层还负责对数据进行分段和重组，以适应下层网络的传输能力和接收方的接收能力。
五、应用层应用层是计算机网络中最高层，它提供了各种应用程序的接口。
应用层协议定义了数据的格式和交换规则，常见的应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP等。
应用层协议与传输层协议进行交互，以实现数据的可靠传输和应用程序的正常运行。
总结：计算机网络的工作原理是由不同层次的协议和设备相互配合实现的。
物理层负责传输数据，数据链路层管理和组织数据，网络层进行数据的路由和转发，传输层提供可靠的数据传输服务，应用层提供各种应用程序的接口。
这些层次之间相互依赖，共同构建起了一个稳定、高效的计算机网络系统。
通过学习计算机网络的工作原理，我们能够更好地理解计算机网络的运作过程，为我们日常的网络使用和网络应用的开发提供有力的支持。
计算机网络的不断发展和创新将为我们的生活和工作带来更多便利和可能性。
ch2 计算机网络的体系结构
1
主机 1 向主机2 发送数据
主机 1
AP1 5
我收到了 AP1 发来的 应用程序数据！
主机 2
AP2 5 4 3 2 1
4
3 2
1
① 客户发起连接建立请求 ② 服务器接受连接建立请求 以后就逐级使用下层 提供的服务 (使用 TCP 和 IP）
应用层
服务器
运输层
网络层
数据链路层
网络层
数据链路层
物理层
因特网
物理层
功能较强的计算机可同时运行多个服务器进程
计算机 1 应用层 客户 1
计算机 3 应用层 服务器 服务器 2 1
计算机 2 应用层 客户 2
1
主机 1 向主机 2 发送数据
主机 1
AP1 5
主机 2
AP2 5 4 3
4
3 2
数据链路层帧再传送到物理层 最下面的物理层把比特流传送到物理媒体
2 1
1
主机 1 向主机 2 发送数据
主机 1
AP1 5
主机 2
AP2 5 4 3
4
3 2
1
电信号（或光信号）在物理媒体中传播 从发送端物理层传送到接收端物理层
OSI模型
从下到上依次为 物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层
各层功能
物理层：物理信道上传输比特流，DTE与DCE的接口 ：机械、电气、功能、规程 数据链路层：相邻两节点间无差错传输数据帧，建 立和拆除数据链路（逻辑通道）、帧传输、差错与 流量控制、链路管理。 网络层：报文分组，点到点通信。地址翻译确定路 由；分组交换、拥塞控制和流量控制。
2、协议分层
网络互联信息交换、资源共享 复杂的工程设计问题，采用分层结构
《计算机网络（第7版）谢希仁著》第二章物理层要点及习题总结
《计算机⽹络（第7版）谢希仁著》第⼆章物理层要点及习题总结1.物理层基本概念：物理层考虑的是怎样才能再连接各种计算机的传输媒体上传输数据⽐特流，⽽不是指具体的传输媒体2.物理层特性：机械特性，电⽓特性，功能特性，过程特性3.数据通信系统：分为源系统（发送端）、传输系统（传输⽹络）、⽬的系统（接收端）三⼤部分，通信的⽬的是传送消息，数据是运送消息的实体，信号则是数据的电⽓或电磁的表现，通信系统必备的三⼤要素：信源，信道，信宿4.信号： （1）模拟信号（连续信号） 代表消息的参数的取值是连续的，连续变化的信号，⽤户家中的调制解调器到电话端局之间的⽤户线上传送的就是模拟信号。
（2）数字信号（离散信号），代表消息的参数的取值是离散的。
⽤户家中的计算机到调制解调器之间，或在电话⽹中继线上传送的就是数字信号。
在使⽤时间域（或简称为时域）的波形表⽰数字信号时，代表不同离散数值的基本波形就称为码元。
在使⽤⼆进制编码时，只有两种不同的码元，⼀种代表0状态⽽另⼀种代表1状态。
（1码元可以携带的信息量不是固定的，⽽是由调制⽅式和编码⽅式决定的，1码元可以携带n bit的信息量，可以通过进制转换和多级电平）5.信道 （1）基本概念：信道⼀般⽤来表⽰向某⼀个⽅向传送信息的媒体，⼀条通信电路往往包含⼀条发送信道和⼀条接收信道。
（2）通信双⽅的交互⽅式： ①单⼯通信（单向通信）：即只能有⼀个⽅向的通信⽽没有反⽅向的交互，例如：⽆线电⼴播，有线电⼴播 ②半双⼯通信（双向交替通信）：即通信的双⽅都可以发送信息，但不能双⽅同时发送（当然也就不能同时接收）。
这种通信⽅式是⼀⽅发送另⼀⽅接收，过⼀段时间后可以再反过来。
例如：对讲机 ③全双⼯通信（双向同时通信）：即通信的双⽅可以同时发送和接收信息。
例如：打电话 （3）调制和解调 原因：信源的信号常称为基带信号（即基本频带信号）。
像计算机输出的代表各种⽂字或图像⽂件的数据信号都属于基带信号。
计算机网络课后习题第2章物理层
第二章物理层2-01物理层要解决哪些问题？物理层的主要特色是什么？答：物理层要解决的主要问题：（1）物理层要尽可能地障蔽掉物理设施和传输媒体，通讯手段的不一样，使数据链路层感觉不到这些差别，只考虑达成本层的协讲和服务。
（2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传递和接收比特流（一般为串行按次序传输的比特流）的能力，为此，物理层应当解决物理连结的成立、保持和开释问题。
（3）在两个相邻系统之间独一地表记数据电路。
物理层的主要特色：①因为在 OSI 以前，很多物理规程或协议已经拟订出来了，并且在数据通讯领域中，这些物理规程已被很多商品化的设施所采纳，加之，物理层协议波及的范围宽泛，所以致今没有按OSI 的抽象模型拟订一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确立为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和过程特征。
②因为物理连结的方式好多，传输媒体的种类也好多，所以，详细的物理协议相当复杂。
2-02归层与协议有什么差别？答：规程专指物理层协议。
2-03试给出数据通讯系统的模型并说明其主要构成建立的作用。
答：源点：源点设施产生要传输的数据。
源点又称为源站。
发送器：往常源点生成的数据要经过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。
接收器：接收传输系统传递过来的信号，并将其变换为能够被目的设施办理的信息。
终点：终点设施从接收器获取传递过来的信息。
终点又称为目的站。
传输系统：信号物理通道。
2-04试解说以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通讯号，数字数据，数字信号，码元，单工通讯，半双工通讯，全双工通讯，串行传输，并行传输。
答：数据：是运送信息的实体。
信号：则是数据的电气的或电磁的表现。
模拟数据：运送信息的模拟信号。
模拟信号：连续变化的信号。
基带信号（即基本频带信号）：来自信源的信号。
像计算机输出的代表各样文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
带通讯号：把基带信号经过载波调制后，把信号的频次范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频次范围内能够经过信道）。
CH2 物理层
课件制作人：谢希仁
几种最基本的调制方法
调制就是进行波形变换（频谱变换）。 最基本的二元制调制方法有以下几种：
调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。 调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。 调相(PM) ：载波的初始相位随基带数字信号而 变化。
不能通过
0
能通过 W (Hz)
不能通过
频率(Hz)
每赫带宽的理想低通信道的最高码元传 输速率是每秒 1 个码元。
课件制作人：谢希仁
要强调以下两点
实际的信道所能传输的最高码元速率， 要明显地低于奈氏准则给出上限数值。 波特(Baud)和比特(bit)是两个不同的概念。
波特是码元传输的速率单位（每秒传多少个 码元）。码元传输速率也称为调制速率、波 形速率或符号速率。 比特是信息量的单位。传输速率“比特/秒”与码元的传 输速率“波特”在数量上却有一定的关 系。 若 1 个码元只携带 1 bit 的信息量，则 “比特/秒”和“波特”在数值上相等。 若 1 个码元携带 n bit 的信息量，则 M Baud 的码元传输速率所对应的信息传 输速率为 M × n b/s。
课件制作人：谢希仁
2.4.3 数字传输系统
现在的数字传输系统均采用脉码调制 PCM (Pulse Code Modulation)体制。
信号
采样周期 T
产生量化噪声
课件制作人：谢希仁
产生量化噪声的地方（续）
（经过 A/D 变化的地方）
使用 V.90 调制解调器（56 kb/s）
仅在此处 产生量化噪声 用户环路 模拟信号 A D/A 交换机 A/D 2/4 V.90 56 kb/s 调制解调器 A/D 数字信号 V.90 56 kb/s 调制解调器 仅在此处 产生量化噪声 因特网服务提供者 至因特网 （数字信号）
计算机网络的网络层次结构
计算机网络的网络层次结构
计算机网络的网络层次结构是指将计算机网络中的各种设备和
协议划分为不同的层次，以实现数据传输和通信的有效性和可靠性。
1. 物理层
物理层是网络层次结构的最底层，主要负责传输原始比特流。
它涉及硬件设备，例如网线、光纤和网络接口卡。
物理层的功能包
括数据传输的编码和解码，数据的传输速率控制，以及物理连接的
建立和维护。
2. 数据链路层
数据链路层位于物理层之上，负责将原始比特流划分为帧，并
提供基本的错误检测和纠正功能。
数据链路层主要解决点对点直连
的通信问题，确保数据在物理链路上的可靠传输。
3. 网络层
网络层是计算机网络中最重要的层次之一。
它负责为数据包选
择和设置最合适的路径以进行跨网络的传输。
网络层协议有IP
（Internet Protocol），它通过将数据包封装在各自的数据报中，使
得数据能够在不同网络之间传输。
4. 传输层
传输层负责在源主机和目标主机之间提供可靠的数据传输。
传
输层的主要协议是传输控制协议（TCP），它使用错误检测和重新
发送机制确保数据的完整性和可靠性。
5. 应用层
网络层次结构的设计和实现可以简化网络的管理和维护，提高
网络的可靠性和性能。
通过将不同的功能划分到不同的层次，网络
设备和协议可以更加独立地进行开发和升级。
总结：
计算机网络的网络层次结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
每个层次都有各自的功能和协议，以实现数据传
输和通信的可靠性和效率。
计算机网络(第二版)课后习题答案
计算机网络(第二版)课后习题答案计算机网络(第二版)课后习题答案一、绪论计算机网络是指在多个计算机之间传输数据和共享资源的系统。
随着互联网的普及和发展，计算机网络已经成为现代社会中不可或缺的组成部分。
本文将回答《计算机网络(第二版)》课后习题，并提供详细的解答。
二、物理层1. 什么是物理层？物理层的任务是什么？物理层是计算机网络模型中的第一层，主要负责传输比特流。
其任务包括确定物理传输媒介的规范、数据的编码认证、物理连接的建立和维护等。
2. 传输媒介可分为哪几种类型？各有什么特点？传输媒介可分为有线传输媒介和无线传输媒介两种类型。
有线传输媒介包括双绞线、同轴电缆和光纤等，其特点是传输速度快、传输距离较长、抗干扰能力强。
无线传输媒介包括无线电波和红外线等，其特点是灵活性高、易于扩展和部署，但传输速度和距离受到限制。
3. 什么是调制和解调？其作用是什么？调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
调制和解调的作用是在发送端将数字数据转换为适合在传输媒介上传输的模拟信号，然后在接收端将模拟信号转换为可被计算机理解的数字数据。
4. 什么是信道复用？常见的信道复用技术有哪些？信道复用是指通过合理地利用通信线路，将不同用户的数据流合并在一起传输的技术。
常见的信道复用技术包括频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDM）等。
三、数据链路层1. 数据链路层有哪些基本的功能？数据链路层的基本功能包括封装成帧、物理寻址、错误检测和流量控制等。
封装成帧将网络层交付的数据分成适当的数据帧进行传输；物理寻址通过物理地址标识源和目的设备；错误检测使用帧检验序列等方法检测传输中的错误；流量控制通过控制数据的发送速率来保证接收端能够正确接收数据。
2. 什么是差错控制？常见的差错检测技术有哪些？差错控制是指在数据传输过程中采取一定的机制来检测和纠正传输中发生的差错。
常见的差错检测技术有纵向奇偶校验、循环冗余检验（CRC）和海明码等。
CH02物理层_4
第3次课知识点
2.7 传输媒体可分为两大类：导引型传输媒体和 非导引型传输媒体
2.8 导引型传输媒体可分为：双绞线、同轴电缆、 光纤
2.9 导引型传输媒体的特点 习题：2-10、11、12
随堂测试2
单选题 问答题
单选题
1. 通信的双方都可以发送信息，但不能同时发送 的通信方式称为（ ）。
C2
频分复用 FDM (Frequency Division Multiplexing)
将整个带宽分为多份，用户在分配到一定的频带后，在通信过 程中自始至终都占用这个频带。
频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注 意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。
频率 频带 n
第 2 章 物理层
五层协议的体系结构
5 应用层 4 运输层 3 网络层 2 数数据据链链路路层层 1 物理层
应用层 (application layer) 运输层 (transport layer) 网络层 (network layer) 数据链路层 (data link layer) 物理层 (physical layer)
用户 Aa
时分复用 当某用户暂时无数据发送时，
a t①
在时分复用帧中分配给该用户 的时隙只能处于空闲状态。
Bb b
t②
C
cc
t③
④
D
dt
ab #1
bc
ca d
t #2 #3 #4
4 个时分复用帧
时分复用可能会造成线路资源的浪费
统计时分复用 STDM (Statistic TDM)
用户 Aa
统计
STDM 帧不是固定分配时
计算机网络知识点总结
计算机网络知识点总结CH1概述：1网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络2共享——即资源共享。
可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。
3网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。
互联网是“网络的网络”(network of networks)。
连接在因特网上的计算机都称为主机4网络把许多计算机连接在一起。
因特网则把许多网络连接在一起。
5在网络核心部分起特殊作用的是路由器路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。
6路由器处理分组的过程是：a把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；b查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发c把分组送到适当的端口转发出去。
7分组交换的优点：a高效:动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
b灵活:以分组为传送单位和查找路由.c迅速:不必先建立连接就能向其他主机发送分组。
d可靠:保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。
缺点：分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。
分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。
8时延：数据从网络一端传送到另一端所需的时间时延总时延= 发送时延+传播时延+ 处理时延+排队时延9对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。
提高链路带宽减小了数据的发送时延。
10分层的好处：各层之间是独立的。
灵活性好。
结构上可分割开。
易于实现和维护。
能促进标准化工作。
11协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。
五层协议：应用层,运输层,网络层(network layer),数据链路层(data link layer)物理层协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。
计算机网络 CH2 网络通信基础
39
10BASE-T，10BASE-5，10BASE-2，以太网的 技术标准，10Base-2、10Base-5、10Base-T都 是以太网的技术标准，传输速率为10Mbps，其 中10Base-2技术以细同轴电缆为传输介质， 10Base-5技术以粗同轴电缆为传输介质， 10Base-T技术以非屏蔽双绞线为传输介质。 100Base-TX快速以太网标准 支持平行/交叉线自 动识别功能 。
24
信道的极限容量
实际的信道都不是理想的，在传输信号时 会产生各种失真以及带来多种干扰。 码元传输的速率越高，或信号传输的距离 越远，在信道的输出端的波形的失真就越 严重。
25 25
数字信号通过实际的信道
有失真，但可识别
实际的信道 （带宽受限、有噪声、干扰和失真）
发送信号波形
接收信号波形
计算机网络
第 2 章 网络通信基础
1
第 2 章 网络通信基础
2.1 网络通信模型 2.2 传输介质
2.2.1 有线介质 2.2.2 无线介质
2.3 网络拓扑结构 2.4 多路复用
2.4.1 频分复用 2.4.2 时分复用 2.4.3 波分复用 2.4.4 码分复用
2
第 2 章 物理层（续）
2.5 数据交换 2.5.1 电路交换 2.5.2 报文交换 2.5.3 分组交换
3
2.1 数据通信的基础知识
2.1.1 网络通信系统的模型
数据通信系统
输入 汉字
数字比特流
模拟信号 公用电话网
模拟信号
数字比特流
显示 汉字
计算机网络CH2物理层
12
说明
• According to Nyquist theorem, it is not possible to just keep increasing the sampling for higher transmission rate.
• A possible solution is to focus on getting more bits per sample. Such as QAM
2024年9月4日6时59分
20
信噪比换算举例
• db = 10*log10(S/N) • S/N=10 db/10 • 题目：一条信噪比为30db，带宽为3Khz的信
道，其最大信息传输速率为多少？ • 解：因为s/n=30db,所以换算成比值为： • S/N=1030/10 = 103 • 代入香农公式C = Wlog2(1+S/N) 可得 • C= 3000*log2(1000+1)=3000*Log2(1001)
2024年9月4日6时59分
6
几个术语
• 数字(digital)信号——代表消息的参数的取值是离散的。
• 码元(code)——在使用时间域（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。
注意：采用不同的编码，码元数量不同；如 采用二进制编码，只有两种码元，一种代表0，一种代表1。
• Baud : the number of samples per second (Most Modem)
2024年9月4日6时59分
13
正交振幅调制 QAM
(Quadrature Amplitude Modulation)
举例
可供选择的相位有 12 种，
最新《计算机网络》第二章-作业参考答案资料
第二章作业参考答案2-01 物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？（1）物理层要解决的主要问题：①物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流。
②物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本层的协议与服务。
（2）物理层的主要特点：①物理层确定与传输媒体接口的机械、电气、功能和过程特性。
②由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此物理层的协议种类较多。
2-05物理层的接口有哪几个特性？各包含什么内容？答：（1）机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
（2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
（3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
（4）过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
2-08 假定要用3kHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应该具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示），这个结果说明什么问题？解：由香农公式C=Wlog2（1+S/N）其中W=3khz，C=64kb/s可以计算出（用比值）：S/N=221-1=2.64×106或用分贝表示：信噪比（dB）=10log10（S/N）=10log10（2.64×106）＝64.2dB此结果说明：即使在无差错传输电话信道上要达到64kb/s的数据速率，对信噪比要求也很高。
2-10 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？答：常见的传输媒体有以下几种：1.双绞线特点：①可以传输模拟信号和数字信号；②双绞线容易受到外部高频电磁波的干扰，误码率高；③因为其价格便宜，且安装方便，既适于点到点连接，又可用于多点连接，故仍被广泛应用。
2.同轴电缆特点：①在局域网发展初期被广泛采用；②具有很好的抗干扰性能。
3.光导纤维特点：①传输损耗小，可实现长距离传输；②直径小、质量轻；③传播速率高、通信容量大；④抗雷电和电磁干扰性能好，保密性好、误码率低。
计算机网络课后题答案第二章
第二章物理层2-01 物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？（1）物理层要解决的主要问题：①.物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本曾的协议与服务。
②.给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力。
为此，物理层应解决物理连接的建立、维持和释放问题。
③.在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。
（2）物理层的主要特点：①.由于在OSI 之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备锁采用。
加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI 的抽象模型制定一套心的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和规程特性。
②.由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。
2-02 规程与协议有什么区别？答：在数据通信的早期，对通信所使用的各种规则都称为“规程”（procedure），后来具有体系结构的计算机网络开始使用“协议”（protocol）这一名词，以前的“规程”其实就是“协议”，但由于习惯，对以前制定好的规程有时仍常用旧的名称“规程”。
2-03 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。
答：一个数据通信系统可划分为三大部分：源系统（或发送端）、传输系统（或传输网络）、和目的系统（或接收端）。
源系统一般包括以下两个部分：源点：源点设备产生要传输的数据。
例如正文输入到PC 机，产生输出的数字比特流。
发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。
例如，调制解调器将PC 机输出的数字比特流转换成能够在用户的电话线上传输的模拟信号。
接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。
例如，调制解调器接收来自传输线路上的模拟信号，并将其转换成数字比特流。
计算机网络教学课件-ch2 物理层-1
事件
事件 S decides to send pkt to D S starts sending pkt S finishes transmitting pkt to D
D begins to recv pkt
D recvs entire pkt and delivers to application
信息(Information)
是数据的内容或解释
信号(Signal)
是数据的电磁或电子编码
传输(Transmission)
指信号的传递
8
信息通过数据通信系统的传输过程
把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地 信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输
频基带带/宽传带输传输
使数字数据能在数字信道上传输 把数字数据转换成某种数字脉冲信号
常见的有两类：不归零码和曼彻斯特编码
不归零码（NRZ，Non-Return to Zero）
二进制数字0、1分别用两种电平来表示；
常用－5V表示1，＋5V表示0；
缺点：
存在直流分量，传输中不能有变压器或电容； 不具备自同步机制，传输时必须使用外同步。
外界：闪电、串扰、电气设备
内部：介质特性（衰减、延迟－与频率有关）
6
2.1 数据通信基础
模拟信号
时间上连续，包含无 穷多个信号值
数字信号
时间上离散，仅包含 有限数目的信号值。 最常见的是二值信号
t a） 模拟信号
t b） 数字信号
7
2.1 数据通信基础
数据(Data)
传递（携带）信息的实体
波分复用WDM （Wave Division Multiplexing）
按波长划分不同的信道，用于光纤传输
计算机网络第二章 知识点总结
Ch2 物理层1、物理层的功能：将数据比特流从一台机器传输到另一台相邻的机器。
2、物理层协议的内容：机械特性、功能特性、过程特性、电气特性（每一特性的具体含义）***3、常见通信术语及含义：模拟、数字、调制、解调、信源、信宿、单工、双工、基带信号、宽带信号4、傅立叶分析及物理含义（信号的分解）5、带宽：信号带宽、介质的带宽6、码元传输速率B和数据传输速率S的关系：S＝B×log2V bps （故调制方式会影响数据传输率）7、恩奎斯特公式：B=2H ***8、香农公式：C = H log2(1+S/N) b/s（信道极限传输速率受带宽和信噪比的影响）***9、常用的有线介质：双绞线、光纤、同轴电缆10、基本的二元制调制方法：调幅、调相、和调频11、QAM12、NRZ编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码13、常用的信道复用技术：时分、频分（光信号叫做波分复用）、码分复用。
14、物理层设备：中继器、集线器的工作原理例：1.在无噪声情况下，若某通信链路的带宽为3kHz，采用4个相位，每个相位具有4种振幅的QAM调制技术，则该通信链路的最大数据传输速率是——————A．12kbps B.24 kbps C.48 kbps D.96 kbps2.在物理层接口特性中用于描述完成每种功能的事件发生顺序的是：A. 机械特性B. 功能特性C. 过程特性D. 电气特性3.下列因素中，会影响信道数据传输速率的是。
（不定项）A．信噪比 B．频率带宽 C．信号调制方式 D．信号传播速度4.收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2*105km /s。
试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：（1）数据长度为107bit，数据发送速率为100kb/s。
（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gb/s。
由计算结果能得出什么结论？5.计算机网络中常用的有线传输介质有__________、__________、__________。
计算机网络五层模型
计算机网络五层模型计算机网络五层模型是计算机网络系统的基本结构模型，它由五层互相联系的子系统组成，分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
各层模型之间相互配合完成计算机网络中所有任务，以实现信息交换、分组传输等功能。
一、物理层：物理层是计算机网络的最底层，它控制有线或无线传输介质的实际传输及信号的传输过程。
物理层的主要功能是建立、维护、终止物理连接，并负责传输数据比特流的传输。
物理层的核心技术主要有基于网络的电缆（电缆、光缆）、传输媒体（主机、被叫机）和传输接口（BNC、RJ45等）等，它们分别负责连接物理设备，编码和解码信号，产生有效信号，以及解释信号，以实现物理连接。
二、数据链路层：数据链路层的主要作用是实现网络互连，它的功能包括物理地址的识别、硬件地址的绑定、数据的表示和识别等。
在数据链路层，运用了桥接技术、路由器技术以及接口协议，主要完成网络划分和数据通信，使各节点之间可以进行数据通信。
三、网络层：网络层是计算机网络系统中的核心层，最重要的功能是路由决策，即在所有网络中传输数据时决定数据应经过哪些节点，它是负责将信息从一个网络传送到另一个网络的层次。
它的重要性在于它决定信息的传送过程，它包括拥塞控制、路由选择、数据包的转发、流量控制等功能，当节点之间的网络发生故障时，也能够自动恢复网络。
四、传输层：传输层的主要功能是将网络层所发送的数据传输到目的计算机，在传输层，运用了流控制技术和拥塞控制技术，以及端到端的协议，主要完成传输数据单元的建立、确认和重传以及保证数据传输的可靠性等功能。
五、应用层：应用层是计算机网络上最上层，它是为网络上各种应用程序提供了接口，它基于网络传输的数据格式，定义了协议，为应用程序之间的信息交换提供了统一的界面。
应用层的核心技术是网络应用程序，主要实现网络应用程序之间的信息交换，比如文件传输、电子邮件、远程登录等。
总之，计算机网络五层模型是计算机网络系统的基本结构模型，它划分了计算机网络的5层，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，它们之间的紧密合作保证了计算机网络的正常运行，它们的功能众多，工作的内容也十分复杂，因此，对计算机网络模型的熟悉和掌握，不仅对解决计算机网络设计和管理问题有重要意义，而且对计算机网络技术的深入研究也有重要意义。
计算机网络五层体系结构
计算机网络五层体系结构计算机网络是现代信息技术的基础，它可以让计算机互相连接，进行通信和数据交换。
为了能够更好地组织和管理计算机网络中各个部分的功能和协议，计算机网络被分为五层体系结构，被称为OSI（Open System Interconnection，开放系统互联）参考模型。
OSI参考模型由国际标准化组织（ISO）在20世纪80年代初制定，它将计算机网络分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层五个层次进行描述和划分。
每一层都具有各自的功能和任务，它们协同工作，以保证网络的正常运行和数据的可靠传输。
1. 物理层（Physical Layer）：物理层是计算机网络的底层，主要负责将网络中的数据转换为比特流，通过物理媒体进行传输。
在这一层次中，数据的传输是以二进制形式进行的，物理层主要负责发送和接收数据，以及控制电流、电压、时钟等物理参数。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层建立在物理层之上，主要负责将网络中的比特流转换为有意义的数据帧，并进行传输错误的检测和纠正。
数据链路层通过帧同步、流量控制和差错检测等技术，保证数据的可靠传输，同时还负责对物理层的传输进行抽象和协调。
3. 网络层（Network Layer）：网络层是计算机网络的关键，它负责将数据包从源主机传输到目标主机，并选择合适的路径进行传输。
网络层通过路由算法、寻址和分组转发等技术，实现了跨网络的数据传输，为上层提供了无差别的网络服务。
4. 传输层（Transport Layer）：传输层位于网络层和应用层之间，主要负责为两个网络节点之间的通信建立端到端的连接。
传输层通过端口号和协议，实现了数据的可靠传输和分段重组，为上层应用提供了端到端的通信服务。
5. 应用层（Application Layer）：应用层是计算机网络的顶层，它为用户提供了各种网络应用和服务。
应用层通过各种应用协议（如HTTP、FTP、SMTP等），支持不同类型的网络应用，例如网页浏览、文件传输、电子邮件等。