一、物理层干了啥？
物理层就是把物理层的实体（这里是数据，可以理解为比特序列，也就是01的组合），
从信源发出，
经过变换器的调制或编码，成为信号，
再让信号在信道上通过介质（有线介质：如光纤，双绞线；无线介质：如无线电波，微波）传输（方式有电路交换，报文交换，分组交换），
经过物理层设备来稳定（如中继器，将信号整型并放大再转发出去），
再经过反变换器的调制和编码，还原成数据，
发送到信宿的过程。
来张流程图：
简而言之：
数据→信源→调制或编码→成为信号→进入信道→通过中继器或放大器来稳定→反调制和编码→信宿
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通信基础概念：
1.数据：传送信息的实体。
2.信号：数据的电气或电磁的表现。如高电平代表1，低电平代表0。
3.模拟数据：连续变化的数据。
4.数字数据：离散的数据。
5.码元：固定时长的信号波形。表示一位K进制数字。称为K进制码元。一个码元可以携带多个比特的信息量。
6.数据通信系统：信源+信道+信宿
7.信源：产生和发送数据的源头。
8.信道：信道是信号的传输媒介，是一种逻辑通道。
9.信宿：接收数据的目标。
10.码元传输速率：单位时间内传输的码元个数。单位是波特。1波特代表数字通信系统每秒可传输一个码元。
11.信息传输速率：表示单位时间内数字通信系统传递的二进制码元个数。如果一个码元携带n比特的信息量，那信息传输速率 = 码元传输速率*n
二、信道
分为三种通信：
1.单工通信。只有一个方向，需要一根信道。
2.半双工通信。双向，需要两个信道，但任何一方都不能同时进行发送和接收。
3.全双工通信。双向，需要两根信道，双方可同时发送和接收数据。
三、奈氏准则（内忧）
条件：没有噪声，带宽有限
结论：
1.任何信道中，码元传输速率有限。
2.信道带宽越大，码元传输速率上限越高。
3.由于受上述制约，若要提高数据传输速率，就必须设法使每个码元携带更多个信息的比特量。
四、香农定理
条件：有噪声，带宽有限
结论：
1.带宽越大，或信噪比（信号：噪声）越大，信息的传输速率上限越高。
2.对一定的带宽和信噪比，信息传输速率上限是确定的。
五、调制与编码
首先，数据分为两类：数字数据和模拟数据。
其次，信号分为两类：数字信号和模拟信号。
数据可变为信号，两两组合：
只要最终变成了数字信号，过程就叫做解码；
只要最终变成了模拟信号，过程就叫做调制。
1.数字数据编码成数字信号
2.数字数据调制成模拟信号
4*4=16 一个码元4位 4*1200=4800bps
3.模拟数据编码成数字信号
三步走：
1.抽样
2.量化
3.编码
4.模拟数据调制为模拟信号
可使用频分复用技术。
六、传输方式
1.电路交换
特点：独占资源，无数据存储能力。
优点：时延小，有序，没冲突，实时性强
缺点：线路独占，灵活性差
2.报文交换
特点：存储转发
优点：无需建立连接，动态分配线路，提高线路利用率，多目标服务
缺点：有转发时延，且报文大小没有限制导致网络结点需要有较大的缓存空间。
3.分组交换
特点：小数据块+控制信息 = 分组，每个分组大小合理。
将报文分成多个分组，再存储转发。
优点：由于分组长度固定，相应缓冲区大小也固定，所以简化了存储管理。
缺点：相比报文交换，需要传输额外的信息量。且可能出现失序，丢失或重复，到目的地后还需要进行排序等工作。
七、分组交换的两种形式
1.数据报（无连接）
数据报的每个分组都有完整的目的地址，
每个分组独立进行路由选择和转发，
不保证分组有序到达。
可靠性差。
2.虚电路（面向连接）
仅在建立连接时使用目标地址，之后每个分组使用长度较短的虚电路号。
属于同一虚电路的分组按照同一路由转发。
保证分组有序到达。
可靠性由网络保证。
致命缺点：若一个结点故障，所有经过该结点的虚电路均无法正常工作。
八、传输介质
传输介质其实并非物理层，他仅传输，不识别。
而物理层规定了电气特性（如高低代表01），因此能够识别所传送的比特流。
1.导向传输介质（电磁波沿着固体媒介传播）
如双绞线，同轴电缆，光纤。
2.无线传输介质
无线电波，微波，红外线等。
九、物理层设备
1.中继器
诞生原因：由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度将导致信号失真，因此会导致接收错误。
功能：对信号进行再生和还原。
2.放大器
和中继器一样，都起放大作用，不过放大器放大的是模拟信号。
3.集线器
多端口中继器
不具备信号的定向传送，而是分享给所有主机。
由主机来判断接不接收信号。
共享式设备。