CH2-L3 物理层、通信基础
408考研计算机网络知识点归纳
408考研|计算机网络知识点归纳总结本文档适用于考前复习查漏补缺和考场前快速回顾知识点使用目录第1章计算机网络体系结构 (1)1.1计算机网络概述 (1).计算机网络的定义 (1).计算机网络的组成 (1).计算机网络的功能 (1).计算机网络的分类 (1).性能指标（速率、时延、利用率等） (2)✳计算机中KB与kb的换算 (2)*局域网与广域网的互联P8T12P8T16 (2)1.2计算机网络体系结构与参考模型 (2).PCI+SDU=PDU (2).协议、接口、服务的概念 (3).网络体系结构 (3).ISO/OSI参考模型 (3).TCP/IP参考模型 (4).OSI和TCP/IP差别 (4).五层参考模型 (5)*服务访问点P22T19 (5)*不同层的设备P23T25 (5)第2章物理层 (6)2.1通信基础 (6).基本概念（信源、信宿、信道） (6).通信方式 (6).数据传输方式（串行/并行） (6).同步/异步传输 (6).码元、波特率 (6).影响失真的因素 (7).奈氏准则 (7).香农定理 (7).奈奎斯特定理与香农定理的对比 (7).带宽 (7).基带信号/宽带信号 (7).数字数据编码为数字信号 (8).模拟数据编码为数字信号 (9).数据交换方式（电路交换、报文交换、分组交换） (9).虚电路服务 (10)*虚电路分类P42T29 (10)2.2传输介质 (11).导向性传输介质 (11).非导向性传输介质 (11)2.3物理层设备 (11).中继器 (11).集线器 (11)第3章数据链路层 (12)3.1数据链路层的功能 (12).链路管理 (12).组帧（帧定界、帧同步、透明传输） (12).流量控制 (12).差错控制 (12)*三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测 (12)3.2组帧 (13).字符计数法 (13).字符填充的首尾定界符法 (13).零比特填充法 (13).违规编码法 (13)3.3差错控制 (13).差错 (13).检错编码（奇偶校验码、循环冗余码CRC） (13).纠错编码（海明码） (14)*海明距离与检错纠错P71T5 (15)3.4流量控制与可靠传输机制 (15).流量控制 (15).可靠传输 (15).停止-等待协议 (15).后退N帧协议GBN (15).选择重传协议SR (15).信道利用率和信道吞吐率 (15)3.5介质访问控制 (16).介质访问控制MAC，Medium Access Control (16).信道划分介质访问控制（多路复用技术） (16).随机访问介质访问控制（ALOHA协议、CSMA协议、CSMA/CD协议、CSMA/CA协议） (17).轮询访问介质访问控制（令牌传递协议） (18)3.6局域网LAN，Local Area Network (18).局域网的基本概念和体系结构 (18).以太网的基本概念、传输介质与高速以太网 (19).网卡与MAC地址 (19).以太网的MAC帧 (20).无线局域网IEEE802.11 (20).虚拟局域网VLAN，Virtual LAN (21)*放大器与中继器P111T4 (22)*重复硬件地址P112T9 (22)3.7广域网 (22).广域网基本概念 (22).PPP（Point-to-Point Protocol）协议 (22)*PPP协议认证P120T6 (23)3.8数据链路层设备 (23).交换机 (23)第4章网络层 (25)4.1网络层的功能 (25).异构网络互连 (25).路由与转发 (25).软件定义网络SDN的基本概念 (25)4.2路由算法 (26).静态路由与动态路由 (26).距离-向量路由算法 (26).链路状态路由算法 (26).层次路由 (27)*路由回路的根本原因P142T5 (27)4.3IPv4 (27).IPv4分组 (27).IPv4地址 (28).私有IP与网络地址转换NAT (29).子网划分与子网掩码，无分类编址CIDR与链路聚合 (30).TCP/IP协议栈 (30).地址解析协议ARP，Address Resolution Protocol (30).动态主机配置协议DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol (31).网际控制报文协议ICMP，Internet Control Message Protocol (31)4.4IPv6 (32).IPv6的主要特点 (32).IPv6地址 (33)4.5路由协议 (34).自治系统AS，Autonomous System (34).域内路由与域间路由 (34).路由信息协议RIP，Routing Information Protocol (34).开放最短路径优先OSPF协议 (35).外部网关协议BGP，Border Gateway Protocol (36).三种路由协议的比较 (36)4.6IP组播 (37).组播的概念 (37).组播地址 (37).网际组管理协议IGMP，Internet Group Management Protocol (38)*组播路由避免路由环路P194T2 (38)4.7移动IP (38).移动IP相关概念 (38).移动IP通信过程 (38)4.7网络层设备 (39).冲突域和广播域 (39).路由器的组成和功能 (39).路由表与路由转发 (39)第5章传输层 (41)5.1传输层提供的服务 (41).传输层的功能 (41).传输层的寻址与端口 (41)✳各层服务访问点 (41).无连接服务UDP与面向连接服务TCP (42)5.2UDP协议 (42).UDP数据报特点 (42).UDP数据报格式 (42).UDP校验 (42)5.3TCP协议 (43).TCP特点 (43).TCP报文段 (44).TCP连接管理 (45).TCP可靠传输 (46).TCP流量控制 (47).TCP拥塞控制 (47)第6章应用层 (49)6.1网络应用模型 (49).客户/服务器模型C/S (49).对等连接P2P模型 (49)6.2域名系统DNS，Domain Name System (49).DNS概念 (49).层次域名空间 (49).域名服务器 (50).域名的解析过程 (50)6.3文件传输协议FTP，File Transfer Protocol (51).FTP概念与特点 (51).控制连接和数据连接 (51)6.4电子邮件E-mail (52).电子邮件系统的组成结构 (52).电子邮件格式 (53).多用途网际邮件扩充MIME，Multipurpose Internet Mail Extensions (53).简单邮件传输协议SMTP，Simple Mail Transfer Protocol (53).邮局协议POP，Post Office Protocol (54).因特网报文存取协议IMAP (54)*POP3传输密码P265T7 (54)6.5万维网WWW，World Wide Web (54).WWW的概念与组成结构 (54).超文本传输协议HTTP (55)*HTTP1.0P273T6 (56)*HTTP请求报文中的Connection和Cookie P273T12 (56)第1章计算机网络体系结构1.1计算机网络概述·计算机网络的定义广义观点：计算机网络是能实现远程信息处理的系统或进一步达到资源共享的系统。
数据通信CH2 物理层PPT课件
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(2) 信噪比
香农(Shannon)用信息论的理论推导出了 带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的 极限、无差错的信息传输速率。
信道的极限信息传输速率 C 可表达为
C = W log2(1+S/N) b/s
第 2 章 物理层
1
第 2 章 物理层
2.1 物理层的基本概念 2.2 数据通信的基础知识 2.3 物理层下面的传输媒体 2.4 信道复用技术 2.5 数字传输系统 2.6 宽带接入技术
2
2.1 物理层的基本概念
任务：透明地传输比特流。 物理层考虑的是如何在连接各种计
算机的传输媒体上传输比特流，而 不是指连接计算机的具体的物理设 备或具体的传输媒体。 物理层要屏蔽各种物理设备、传输 媒体和各种通信方式间的差异。
示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
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2.2.2 有关信号的几个基本概念
单向通信（单工通信）——只能有一个方 向的通信而没有反方向的交互。
双向交替通信（半双工通信）——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)。
双向同时通信（全双工通信）——通信的 双方可以同时发送和接收信息。
W 为信道的带宽（以 Hz 为单位）； S 为信道内所传信号的平均功率； N 为信道内部的高斯噪声功率。
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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。
若信道带宽 W 或信噪比 S/N 没有上限（当然实 际信道不可能是这样的），则信道的极限信息 传输速率 C 也就没有上限。
①西北工业大学《801计算机专业基础》考试大纲(2021年官方版)
题号：801《计算机专业基础》考试大纲注：以下五部分内容只选择两部分进行答题（一）、计算机组成原理（75分）一、考查目标1.深入理解单处理器计算机系统的组织结构、工作原理、互连结构，具有完整的计算机系统整机的概念；2.掌握各部件的组成结构、工作原理、软硬件设计的舍取、以及硬件实现；3.综合运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行逻辑设计。
二、考试内容1.总线：总线的组成、分类、特性和性能指标，总线的层次结构，总线定时、传送、仲裁。
2.内存储器：存储器的基本概念、分类、层次结构，半导体主存储器，高速缓冲存储器（Cache），差错检测。
3.输入/输出：I/O编制的方法，编程I/O、程序中断、DMA的原理及控制机制。
4.运算方法与运算器：计算机中的数制系统，数的表示方法，定点数四则运算方法，浮点数四则运算方法，定点加减法器设计。
5.指令系统：指令格式、数据类型、寻址方式、指令类型、指令系统设计与优化。
6.处理器技术：CPU的结构、CPU中的寄存器组织、控制器的结构和工作原理、微程序设计技术。
三、参考书目1.唐朔飞编著.计算机组成原理（第二版）.高等教育出版社，20082.白中英主编.计算机组成原理（第四版）.科学出版社，20093.蒋本珊编著.计算机组成原理（第二版）.清华大学出版社，2008（二）、数据结构（75分）考查目标1．理解数据结构的基本概念；掌握数据的逻辑结构、存储结构及其差异，以及各种基本操作的实现。
2．掌握基本的数据处理原理和方法，在此基础上能够对算法进行设计与分析。
3．能够选择合适的数据结构和方法进行问题求解。
考查内容一、线性表（一）线性表的定义和基本操作（二）线性表的实现1．顺序存储结构2．链式存储结构3．线性表的应用二、栈、队列和数组（一）栈和队列的基本概念（二）栈和队列的顺序存储结构（三）栈和队列的链式存储结构（四）栈和队列的应用（五）特殊矩阵的压缩存储三、树与二叉树（一）树的概念（二）二叉树1．二叉树的定义及其主要特征2．二叉树的顺序存储结构和链式存储结构3．二叉树的遍历4．线索二叉树的基本概念和构造5．二叉排序树6．平衡二叉树（三）树、森林1．树的存储结构2．森林与二叉树的转换3．树和森林的遍历（四）树的应用1．等价类问题2．哈夫曼树和哈夫曼编码四、图（一）图的概念（二）图的存储及基本操作1．邻接矩阵法2．邻接表法（三）图的遍历1．深度优先搜索2．广度优先搜索（四）图的基本应用及其复杂度分析1．最小（代价）生成树2．最短路径3．拓扑排序4．关键路径五、查找（一）查找的基本概念（二）顺序查找法（三）折半查找法（四）B-树（五）散列（Hash）表及其查找（六）查找算法的分析及应用六、内部排序（一）排序的基本概念（二）插入排序1．直接插入排序2．折半插入排序3．希尔（shell）排序（三）交换排序1．冒泡排序2．快速排序（四）选择排序1．简单选择排序2．堆排序（五）归并排序1．二路归并排序（六）基数排序（七）各种内部排序算法的比较（八）内部排序算法的应用参考书从考试大纲看，所要求的知识在一般的大学数据结构教材中都已经包含，所以，选择哪本书并不是重要的事情。
L2与L3基础.
中试部XX专业培训教材（培训对象）内部资料注意保存保密L2与L3基础编写：陶光庆22014审核：XXX测试中心2002年7月初版XXXX年X月第X次修订第一章绪论第 3 页1.802.3协议第 3 页2.CSMA/CD第 4 页3.集线器第 4 页4.网桥第 5 页5.交换机第 7 页6.路由器与三层交换机第 7 页第二章二层交换原理第 9 页1.以太网的封装形式第 9 页2.L2交换第 10 页3.VLAN第 10 页4.MAC地址转发表第 11 页5.地址表管理第 12 页6.二层转发配置第 13 页第三章二层交换机相关技术第 16 页1.干路端口（Port Trunking）第 16 页2.汇聚端口（Port Aggregation）第 16 页3.自协商第 16 页4.流控第 17 页5.生成树（Spanning Tree）第 17 页6.MDI/MDI-X自适应第 17 页7.镜像功能第 18 页8.广播风暴抑制第 18 页9.GARP/GVRP/VTP第 18 页10.组播技术第 19 页第四章三层交换原理第 19 页1.IP协议数据包第 20 页2.L3路由与L3交换第 20 页3.IP转发表第 21 页4.VRP（Virtual Router Port）接口第 22 页5.三层交换配置第 23 页第五章交换机高级功能第 27 页1.服务质量（QoS）第 27 页2.802.1x认证第 28 页3.集群管理第 28 页4.堆叠第 29 页5.其他第 30 页第六章 L3交换机与路由器的比较第 31 页附录：参考资料第 33 页第一章绪论摘要介绍以太网的工作机制，冲突域和广播域概念，各种网络设备基本工作原理，包括：集线器、网桥、交换机、路由器和三层交换机。
关键词以太网、802.3、CSMA/CD、集线器、网桥、交换机、路由器、三层交换机以太网是一种采用CSMA/CD（载波监听多路访问和冲突检测）介质访问控制方式的局域网技术，它广泛应用于目前的办公环境和商业网络中。
nr物理层基础知识简介
nr物理层基础知识简介物理层是计算机网络的基础，负责传输原始的比特流。
在物理层中，信息以电流、电压或电磁波的形式在通信媒介中传输。
本文将对物理层的基础知识进行简要介绍。
1. 物理层的作用物理层负责将比特流转换为适合传输的信号，并控制信号在通信媒介中的传输。
它定义了电缆的连接方式、传输速率、电压等细节。
物理层还负责处理数据的同步、时钟信号以及物理接口的规范。
2. 物理层的通信媒介物理层使用不同的通信媒介进行数据传输，常见的媒介包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线信道。
不同的媒介具有不同的传输特性和传输距离，选择合适的媒介对于网络性能至关重要。
3. 物理层的信号编码为了提高数据传输的可靠性和效率，物理层使用各种信号编码方式对原始比特流进行编码。
常见的编码方式包括不归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。
这些编码方式可以提高数据的抗干扰能力和传输速率。
4. 物理层的调制与解调调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，而解调则是相反的过程。
调制方式包括振幅调制、频率调制和相位调制等。
调制技术使得数字信号能够通过模拟信号传输，从而实现远距离的数据传输。
5. 物理层的传输模式物理层的传输模式可以分为单工、半双工和全双工三种。
单工模式只允许数据在一个方向上进行传输，如广播电视。
半双工模式允许数据在两个方向上交替传输，但不能同时进行，如对讲机。
全双工模式允许数据在两个方向上同时传输，如电话通信。
6. 物理层的传输速率物理层的传输速率是指单位时间内传输的比特数。
常见的传输速率有bps（比特每秒）、Kbps（千比特每秒）、Mbps（兆比特每秒）和Gbps（千兆比特每秒）等。
传输速率越高，数据传输的效率越高。
7. 物理层的传输距离物理层的传输距离取决于通信媒介的特性和信号衰减情况。
双绞线和同轴电缆的传输距离较短，光纤的传输距离较长。
为了扩大传输距离，物理层常常使用中继器、集线器和光纤放大器等设备来增强信号。
8. 物理层的错误检测与纠正物理层使用校验码来检测和纠正传输过程中的错误。
2023硕士研究生408计算机学科考试大纲原文
2023硕士研究生408计算机学科考试大纲原文目录I 考试性质II 考查目标III 试形式和试卷结构一、试卷满分及考试时间二、答题方式三、试卷内容结构四、试卷题型结构IV 考查内容【数据结构】一、线性表二、栈、队列和数组三、树与二叉树四、图五、查找六、排序【计算机组成原理】一、计算机系统概述二、数据的表示和运算三、存储器层次结构四、指令系统五、中央处理器(CPU)六、总线和输出输出系统【操作系统】一、操作系统概述二、进程管理三、内存管理四、文件管理五、输入输出(I/O)管理【计算机网络】一、计算机网络体系结构二、物理层三、数据链路层四、网络层五、传输层六、应用层I 考试性质计算机学科专业基础综合考试是为高等院校和科研院所招收计算机科学与技术学科的硕士研究生而设置的具有选拔性质的联考科目，其目的是科学、公平、有效地测试考生掌握计算机科学与技术学科大学本科阶段专业知识、基本理论、基本方法的水平和分析问题、解决问题的能力，评价的标准是高等院校计算机科学与技术学科优秀本科毕业生所能达到的及格或及格以上水平，以利于各高等院校和科研院所择优选拔，确保硕士研究生的招生质量。
II 考查目标计算机学科专业基础综合考试涵盖数据结构、计算机组成原理、操作系统和计算机网络等学科专业基础课程。
要求考生比较系统地掌握上述专业基础课程的基本概念、基本原理和基本方法，能够综合运用所学的基本原理和基本方法分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。
III 试形式和试卷结构一、试卷满分及考试时间本试卷满分为150 分，考试时间为180 分钟。
二、答题方式答题方式为闭卷、笔试。
三、试卷内容结构数据结构45 分、计算机组成原理45 分、操作系统35 分、计算机网络25 分。
四、试卷题型结构单项选择题80 分(40 小题，每小题2 分)、综合应用题70 分。
IV 考查内容【数据结构】【考查目标】掌握数据结构的基本概念、基本原理和基本方法。
掌握数据的逻辑结构、存储结构及基本操作的实现，能够对算法进行基本的时间复杂度与空间复杂度的分析。
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。
计算机网络题库-答案
填空：概述1、计算机网络按网络的覆盖范围可分为_局域网_、城域网和__广域网__。
2．计算机网络体系可划分为资源子网和通信子网。
3．计算机网络最本质的功能是实现_资源共享_。
4．计算机网络中，通信双方必须共同遵守的规则或约定，称为协议。
5．网络互联时，中继器是工作在OSI参考模型的物理层。
6.在计算机网络中，实际应用最广泛的是TCP/IP协议，由它组成了Internet的一整套协议。
通信基础、物理层1．物理层为建立、维护和释放数据链路实体之间二进制比特传输的物理连接，提供机械的、电气的、功能的和规程的特性。
2．五类UTP又称为数据级电缆，它的带宽为100MHz，此类UTP的阻抗为100欧姆。
3．在计算机广域网中，发送方将计算机发出的数字信号转换成模拟信号的过程，称为调制。
4．差分曼彻斯特编码中，每个比特的中间跳变的作用是提供时钟信号。
5．按调制方法分类可以分为幅移键控、频移键控和相移键控三种。
6．在两种基本的差错控制编码中有检错码和纠错码，计算机网络和数据通信中广泛使用的一种检错码是奇偶校验码。
7、脉冲编码调制的过程简单地说可分为三个过程，它们是抽样、量化和编码。
8、在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输。
9、通信信道按传输信号的类型可划分为模拟信道和数字信道。
10、光纤分为单模与多模两种，单模光纤的性能优于多模光纤。
11．在计算机网络中，人们通常用来描述数据传输速率的单位是bps。
局域网技术1．决定局域网特征的主要技术有拓扑结构，传输介质，介质访问控制方法。
2．根据IEEE802模型的标准将数据链路层划分为LLC子层和MAC子层。
3．共享型以太网采用CSMA/CD媒体访问控制技术。
4.在令牌环中，为了解决竞争，使用了一个称为令牌的特殊标记，只有拥有的站才有权利发送数据，令牌环网络的拓扑结构为环型。
6．载波监听多路访问/冲突检测的原理可以概括为先听后发、边听边发、冲突停发、随机重发；网络层、传输层、应用层1．A TM是一种面向连接的快速分组交换技术。
TD-SCDMA物理层概述
TD-SCDMA物理层概述第三代移动通信系统的空中接口，即移动终端和接入网之间的接口Uu，主要由物理层（L1），数据链路层（L2）和网络层（L3）组成。
图3.1 空中接口协议结构上图描述了TD-SCDMA与物理层(L1)有关的UTRAN无线接口协议体系结构。
物理层连接L2的媒质接入控制（MAC）子层和L3的无线资源管理（RRC）子层。
图中不同层/子层之间的圈表示服务接入点(SAPs)。
物理层向MAC层提供不同的传输信道，信息在无线接口上的传输方式决定了传输信道的特性。
MAC层向L2的无线链路控制(RLC)子层提供不同的逻辑信道，传输信息的类型决定了逻辑信道的特性。
物理信道在物理层定义，TDD模式下一个物理信道由码、频率和时隙共同决定，物理层由RRC控制。
物理层向高层提供数据传输服务，这些服务的接入是通过传输信道来实现的，为提供数据服务，物理层需要完成以下功能：1. 传输信道的前向纠错码的编译码2. 传输信道和编码组合传输信道的复用/解复用3. 编码组合传输信道到物理信道的映射4. 物理信道的调制/扩频和解调/解扩5. 频率和时钟(码片、比特、时隙和子帧)同步6. 开环/闭环功率控制7. 物理信道的功率加权和合并8. 射频处理（注：射频处理描述见3GPP TS25.100系列规范）9. 错误检测和控制10. 速率匹配(复用在DCH上的数据)11. 无线特性测量，包括FER、SIR、干扰功率，等等12. 上行同步控制13. 上行和下行波束成形(智能天线)14. UE 定位(智能天线)3.1.1 多址接入接入方案是直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)，扩频带宽为1.6MHz，采用不需配对频率的TDD(时分双工)工作方式。
TDD模式定义如下：TDD：一种双工方法，它的前向链路和反向链路的信息是在同一载频的不同时间间隔上进行传送的。
在TDD模式下，物理信道中的时隙被分成发射和接收两个部分，前向和反向的信息交替传送。
《osi物理层介绍》课件
物理层的错误检测和纠正
1
校验和
将数据进行一定的算法运算，以得到一组校验和，接收端通过再次进行算法运算， 来判断是否出现错误。
2
循环冗余检验（CRC）
将数据看作多项式系数，通过异或运算来寻找是否存在多项式因式，以判断是否 出错。
3
海明码
将数据分段并加入部分冗余的校验码，可以检测和纠正多个比特的错误。
3
无线电波
4
用于移动通信、广播电视和卫星通信等 场景。
双绞线
用于传输数字和模拟信号的低成本传输 介质。
光纤
用于高速数字通信、互联网接入和长距 离电话网络。
物理层的编码方式
非归零编码
利用波形的上升或下降来表示比特值。
曼彻斯特编码
通过波形的变化来表示比特值，有较高的信号 带宽和抗干扰能力。
差分曼彻斯特编码
4 电气规范
定义传输介质和信号电气特性，以确保数据 的可靠传输。
物理层的基本单位
比特（Bit）
最基本的计量单位，表示电子数 据在物理层面上的存储和传输。
字节（Byte）
由八个比特组成，表示计算机系 统中的数据量。
赫兹（Hz）
表示信号的频率，即单位时间内 变化的次数。
物理层的传输介质
1
同轴电缆
2
用于高速数字通信和广播电视信号传输。
《OSI物理层介绍》PPT课 件
物理层是OSI模型的第一层，负责处理物理层面上的数据传输以及设备之间的 物理连接。
物理层的功能
1 数据传输
将数据从计算机转换为信号，并通过传输介 质传输到其他设备。
2 物理连接
在设备之间建立物理连接，使它们能够互相 通信。
3 时序控制
三层通信过程解析
三层通信过程解析嘿，朋友！咱今天来聊聊这神秘的三层通信过程。
你知道吗？这三层通信就像一场精彩的接力赛！想象一下，信息就是那个接力棒，从源点出发，一路奔向终点。
第一层，物理层。
这就好比是道路，为信息的传递提供了最基础的通道。
没有坚实的道路，信息这“接力棒”怎么能跑得顺畅呢？它负责把比特流从一个节点传输到另一个节点，就像在马路上开车，得保证道路畅通无阻，不能有坑坑洼洼，不然车（信息）不就颠簸得厉害啦？再来说第二层，数据链路层。
这就像是给信息“接力棒”加上了保护套和导航仪。
它要保证信息准确无误地在相邻节点间传输，还要处理错误和流量控制。
这不就像是给接力棒加上了一层防护，告诉它该往哪儿跑，跑多快，要是出错了还能及时纠正，不然跑错路或者跑太快摔倒了（传输错误）可就糟糕啦！最后是第三层，网络层。
这简直就是整个接力赛的指挥官！它要为信息选择最佳的路径，就像给运动员规划最优的跑步路线，避开拥堵，选择最快到达终点的路。
如果没有它的指挥，信息不就像没头的苍蝇到处乱撞，怎么能快速又准确地到达目的地呢？你想想看，要是这三层中的任何一层出了岔子，那信息传递不就乱了套？比如说物理层的道路坏了，数据链路层的导航失误了，网络层的路线规划错了，那这信息还能顺利到达吗？所以说，这三层通信过程，每一层都至关重要，它们紧密配合，就像一个默契的团队，共同完成信息传递的伟大使命。
这三层通信过程，不就像我们生活中的团队合作吗？每个人都有自己的职责，只有大家齐心协力，才能把事情做好。
要是有人掉链子，那整个事情不就黄了？总之，三层通信过程是一个精妙的系统，值得我们好好研究和理解。
只有搞清楚了它，我们才能在信息的海洋中畅游无阻，你说是不是？。
计算机网络-物理层
物理层数据通信的基础知识数据通信的模型一个数据通信系统可划分为三大部分，即源系统（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：l 源点源点设备产生要传输的数据。
例如，从计算机的键盘输入汉字时计算机产生输出的数字比特流。
源点又称为源站或信源。
l 发送器通常源点生成的数字比特流要通过发送器编码后才能够在传输系统中进行传输，典型的发送器就是调制器。
现在很多计算机使用内置的调制解调器(包含调制器和解调器)，用户在计算机外面是看不见调制解调器的。
目的系统一般也包括以下两个部分：l 接收器接收传输系统传送过来的信号，并把它转换为能够被目的设备处理的信息。
典型的接收器就是解调器，它把来自传输线路上的模拟信号进行解调提取出在发送端置入的消息,还原出发送端产生的数字比特流。
l 终点(destination) 终点设备从接收器获取传送来的数字比特流，然后把信息输出。
例如，把汉字在计算机屏幕上显示出来。
终点又称为目的站或信宿。
通信的目的是传送消息（message），语音，文字，图像和视频等都是消息。
数据(data)是运送消息的实体，对于数据与信息之间感性的解释是：数据是使用特定方式表示的信息，通常是有意义的符号序列。
信号（signal）则是数据在电磁层面上的表现。
根据信号中代表消息的参数的取值方式的不同，信号又可分为以下两大类：(1). 模拟信号，或连续信号——代表消息的参数的取值是连续的。
家中的调制解调器到电话局之间的用户线上传送的就是模拟信号。
(2). 数字信号，或离散信号——代表消息的参数的取值是离散的。
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。
有关信道的几个基本概念信道与电路并不相同，信道一般都是用来表示向某一方向传送信息的媒体，因此，一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
L2、L3交换的应用和发展(20030908《通信世界》)
L2/L3交换的应用和发展中国电信股份有限公司北京研究院胡捷L2/L3交换的应用和发展在当前电信和网络技术领域非常活跃。
根据OSI分层，L2对应数据链路层，L3对应网络层。
本文主要针对对应第二层的以太网协议和对应第三层的IP协议的交换和路由技术进行论述。
1.L2交换的应用和发展1.1 L2交换原理和应用交换的概念最早出现在L2层面。
以太网交换机相当于多端口高密度网桥，所有端口位于一个L2广播域，每个独立的端口是一个L2冲突域。
接入交换机中的所有主机，在开机后相互通信之初，会采用广播方式（如DHCP Discover广播包），寻找网段内的DHCP服务器，进行参数自动配置。
此时交换机通过对进入端口的以太网广播帧的源MAC地址的自动学习功能，获得MAC地址与交换机端口的对应关系，从而在下次进入交换机的以太网帧中，读取目的MAC地址，查找对应的端口，进行交换。
所有的步骤都在第二层进行，交换机不打开第三层，因此可以通过硬件实现，交换的速度很快。
早期的以太网交换采用半双工方式，必须启用CSMA/CD（Carrier sense multi access/collision detect）冲突检测机制。
为了避免两台主机同时侦听网络得知没有流量而同时发送数据导致在中途产生碰撞，对以太网传输距离进行了限制。
在一个冲突域里的往返传输时长（Round-trip time）绝对不能超过512比特的传输时长。
由于100M以太网的每比特传输时间为0.01毫秒，FE网络的最大RTT只有5.12毫秒，因此可计算出基于CAT5的UTP对绞线传输距离大致为100米，可以组建一个最大直径205米的局域网络。
同理，10M以太网，在不考虑线路衰耗等电气特性情况下，理论最大直径为2050米。
对于FE网络而言，可实现在一个楼层、相邻几个机房或公司的几间办公室之间组网。
因此L2交换应用最多的地方为局域网交换，顾名思义是在一个较小的范围内。
这样的应用方式中，用户通常采用运行Windows网络操作系统的PC主机，建立对等模式或域模式Windows局域网，建立本系统内部的文件服务器、打印服务器，以及Email Server、Web Server和Database Server。
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输
输
的信号
出
出
数
信
据
息
源系统
传输系统 数据通信系统
目的系统
术语
▪ 信息(information)：人们关心的事物特征的状态 ▪ 数据(data)：存储和交换信息的载体
➢ 信息是数据的内容，数据是信息的形式 ➢ 数字数据：用0,1串对信息的编码
▪ 信号(signal)：数据在通信传输时的形式(本课程) （数据的表现形式：电、磁、光）
▪ 了解 ➢ 串行通信和并行通信、通信的双工性 ➢ 基带调制、带通调制 ➢ 振幅调制、频率调制、相位调制 ➢ 脉冲编码调制技术 PCM ➢ 信道的极限信息传输速率
第2章教材分析
▪ 三部分内容（教材章节）
➢ 第1层：物理层（第1节） ➢ 第0层：数据通信基础（第2、3、4、5节）
• 是本章主要内容
➢ 宽带接入技术（第6节）
▪ 安排
➢ 第3讲：物理层和数据通信基础(1)
• 物理层（§2.1）、通信系统（§2.2, §2.5.1 ）
➢ 第4讲：数据通信基础(2)
• 传输介质（§2.3） 、信道复用（§2.4） • 宽带接入技术（§2.6），复习
▪ 课时原因，不介绍（自学了解）
➢ 同步光纤网 SONET 、同步数字系列 SDH
▪ 物理层的作用 ▪ 数据链路层的作用 ▪ 网络层的作用 ▪ 传输层的作用 ▪ 什么是协议 ▪ 什么是协议数据单元、一般格式
本讲预习情况检查（快速提问3）
▪ 掌握 ➢ 物理层的作用、四类特性 ➢ 数据通信系统的模型 ➢ 信息、数据和信号、模拟量与数字量 ➢ 信道 ➢ 模拟传输、基带传输 ➢ 模拟通信、数据通信（基带通信、载波模拟通信） 和数字通信
➢ 包含较多的低频成分，甚至有直流成分
术语：串行通信和并行通信 p36
▪ 并行传输：用多条传输介质同时传送多位数据。 ▪ 串行传输：
用一条传输介质同一时刻只能传送一位数据。
并行通信（自学）
发
接
送 端
收 端
▪ 主要用于近距离传输 如，主机与打印机，利用并行端口（LPT）进行 通信，一次可以传输8位数据
▪ 模拟传输： 用连续变化的物理量(模拟信号)传输数据
▪ 数字传输（又称为“基带传输” ）： 用不连续的物理状态(数字信号)传输数据
模拟信号
0 1 0 0 1 01 1
数字信号
t
术语：基带(baseband)信号
▪ 基带信号：原意为“来自信源的信号” ▪ 计算机等设备（信源）提供的是数字信号，
所以，计算机通信将数字信号称为基带信号。
计算机网络原理
第3讲 物理层和数据通信基础(1)
【第2章 物理层（第1讲）】
计算机与通信学院
School of Computer and Communication
大学计算机基础 金可音
欢迎学生使用
第一章小结（快速提问1）
第一章的重点是什么？
第一章要点复习（快速提问2）
▪ 分组交换的思想，优缺点
本章特点
▪ 学习特点
➢ 术语多 ➢ 涉及电子、通信的原理
▪ 学习要求：
➢ 一般了解（不是本课程的重点）
▪ 本章主要给出结论和基本原理
本讲内容及其安排
▪ 1 （狭义的）物理层的基本概念（§ 2.1 ） ▪ 2 数据通信的基础知识（§ 2.2 ）
➢ 2.1 数据通信系统模型（§ 2.2.1 ）
➢ 2.2 信道
人数n
一天的温度 时间t
0811班的人数 时间t
数字量与模拟量可以近似地互相转换
温度C
温度C
一天的温度 时间t
一天的温度
▪ 模拟量转换为数字量：模数（A/D）转换 ▪ 数字量转换为模拟量：数模（D/A）转换 ▪ 数字数据可以表示：
➢ 离散信息：如，整数、文字 ➢ 模拟信息：如，温度、声音
时间t
术语：模拟传输、数字传输
（§ 2.2.2 ）
➢ 2.3 通信类型
➢ 2.4 载波模拟通信和带通调制
➢ 2.5 基带通信和基带调制（补充教材）
➢ 2.6 数字通信和数字化（§2.5.1）
➢ 2.7 信道的极限容量（§ 2.2.3 ）
1. （狭义的） 物理层的基本概念（§ 2.1 ）
▪ 物理层（复习）
➢ 物理层协议：入网设备与信道连接的标准 ➢ 目的：不同厂家的的入网设备与不同信道可以方便地
➢ 电气特性(electrical characteristics) 描述在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
➢ 功能特性(functional characteristics) 描述某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
➢ 过程特性(procedural characteristics) 描述对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
连接（提供信道对计算机系统的独立性)
入网设备 物理 （DTE） 层协议 (计算机)
MoDem 或网卡
(DCE)
物理 传输介质 MoDem 层协议
或网卡 (DCE)
入网设备 （DTE） (计算机)
信道
物理层的四类特性
▪ 物理层：确定与传输媒体的四类接口特性 （连接标准：不仅仅是硬件连接）
➢ 机械特性(mechanical characteristics) 描述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。
传统的物理层协议/标准
▪ RS-232 ▪ RS-449 ▪ X.21
广义的物理层
▪ 狭义的物理层+数据通信
2 数据通信的基础知识（§ 2.2 ）
▪ 2.1 数据通信系统模型（§ 2.2.1 ）
▪ 2.2 信道
（§ 2.2.2 ）
▪ 2.3 通信类型
▪ 2.4 载波模拟通信和带通调制
▪ 2.5 基带通信和基带调制（补充教材）
串行通信（自学）
并
发
串
送
转
端
换
串
并
接
转
收
换
端
▪ 2.6 数字通信和数字化（§2.5.1）
▪ 2.7 信道的极限容量（§ 2.2.3 ）
2.1 数据通信系统模型（ p37 § 2.2.1 ）
数字信号 模拟信号
模拟信号 数字信号
正文 PC 机 调制解调器
公用电话网
调制解调器
正文 PC 机
信源
发送器
输
输
发送
传输 系统
入
入
的信号
信数息源自据接收器信宿
接收
➢ 信号中包含了所要传递的信息 。
源点
发送器
输
输
入
入
信
数
息
据
发 送 的 信 号
传输 系统
接收器
终点
接
输
输
收
出
出
的
数
信
信
据
息
号
术语（续）
▪ 模拟(Analog)量： 值域是连续空间，如温度（实数），sin函数
▪ 数字(Digital)量（离散量）： 取值是不连续的，如文本(字符集)、人数（整数）
温度C