计算机网络（一）

物理层

单工通信：只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需一条信道。如：无线电波、电视广播。
半双工通信：通信双发都可以但不能同时发送或接受信息，需要两条信道。
全双工通信：通信双发都可以同时发送或接受信息，需要两条信道。
数据、信号和码元
连续变化的数据/信号称为模拟数据/模拟信号，取值仅允许为有限的几个离散数值的数据/信号称为数字数据/数字信号。
码元是固定时长的信号波形（数字脉冲），1码元可以携带多个比特信息。如二进制编码时，有两种不同的码元，0状态和1状态。
信源、信道与信宿
信源 → 变换器 → 信道…（受到噪声源干扰）…信道 → 反变换器 → 信宿
速率、波特与带宽
速率：单位时间内传输的数据量。
1. 码元传输速率：1秒内传输多少个码元。单位是Baud（波特）。
（1波特）1 Baud = 1码元/s
2. 信息传输速率：1秒内传输多少个比特。单位是b/s（比特/秒）。
n bit/s × M baud = Mn b/s ——> 1码元携带n bit的信息量时，M Baud码元传输速率所对应的信息传输速率为M×n bit/s。
带宽是指信号的频带宽度，单位是赫兹（Hz）。

奈氏准则：在低通（无噪、带宽有限）的信道中，极限码元传输速率为2W Baud。（理想低通信道下的极限传输速率=2Wlog2V，W是指理想低通信道的带宽，x Hz，V表示几种不同的码元）
1. 码元传输速率是有上限的。超过上限——>码间串扰。
2. 信道频带W越宽，码元传输速率越高
3. 一个码元可以对应多个二进制位
香农定理：信道的极限传输速率 = Wlog2(1+S/N) （单位b/s）
信噪比 = 10log10(S/N) （单位dB）
S/N = 信道所传输信号的平均功率/信道内部的噪声功率
1. 带宽、信噪比越大，信道的极限传输速率越大
2. 带宽、信噪比确定信道的极限传输速率上限

调制：把数据变换成模拟信号的过程
编码：把数据变换成数字信号的过程
数字数据→数字信号
1. 非零编码(NRZ)：0/1编码，无检错功能，无判码元的起始功能无法使双方保持同步
2. 曼彻斯特编码：高低/低高编码，利用跳变作时钟信号和数据信号，但频带宽度是原始基带宽度的2倍。如：以太网
3. 差分曼彻斯特编码：高低高/高低低编码，利用码元间电频的跳转实现自同步，抗干扰性好。如：局域网
4. 4B/5B编码：了解即可
数字数据→模拟信号
1. 幅移键控(ASK)
2. 频移键控(FSK)
3. 相移键控(PSK)
4. 正交振幅调制(QAM)：R = Nlog2(m*n) （单位b/s）
模拟数据→数字信号
脉码调制(PCM)
1. 抽样
2. 量化
3. 编码
模拟数据→模拟信号
频分复用技术(FDM)

电路交换：两点之间建立一条专用的物理通信路径，传输期间一直独占资源（用户始终占用端到端的固定传输带宽），通信结束才释放。
三个阶段：1. 连接建立 2. 数据传输 3. 连接释放
电路交换的优点：1.通信延时小，2.有序传输，3.没有冲突，4.使用范围广，5.实时性强，6.控制简单
电路交换的缺点：1.建立连接时间长，2.线路独占，3.灵活性差，4.难以规格化
报文交换：无需建立专门连接，报文携带有目标地址等信息，采用存储转发方式
报文交换的优点：
报文交换的缺点：
分组交换：把报文分割成小的数据块，加上必要的控制信息进行传输
分组交换的优点：
分组交换的缺点：