计算机网络基础-物理层要点
计算机网络复习提纲_谢(5)版
《计算机网络基础》复习提纲第1章概述1、了解计算机网络向用户提供的两个主要功能：连通性、共享。
2、结合“4.2.1 虚拟互连网络”（P110）理解“因特网是网络的网络”。
3、了解因特网发展的三个阶段。
ARPANET、三级结构Internet、多层次ISP结构Internet。
4、了解因特网的标准化工作、RFC的概念。
5、了解因特网的组成：边缘部分（资源子网）、核心部分（通信子网）。
6、了解资源子网的两种通信方式：客户服务器方式（C/S）、对等连接方式（P2P）。
7、理解三种交换方式，重点掌握分组交换（所用技术、原理、优缺点），并结合图1-12（P15）掌握三种交换的主要区别。
8、理解计算机网络的定义，了解网络的不同分类。
9、掌握计算机网络的主要性能指标，重点掌握三种时延的概念及计算、理解数据传送总时延的关系、理解RTT。
10、了解计算机网络体系结构的形成、体会采用分层思想的必要性。
11、了解网络协议的概念和组成要素。
12、理解网络体系结构各层需实现的“差错控制”、“流量控制”、“分段和重装”、“复用和分用”、“连接建立和释放”等功能（概念、在TCP/IP的哪些层次实现、如何实现）。
13、掌握五层协议的网络体系结构的要点和各层的功能。
14、结合图1-17（P29）掌握数据在各层之间的传递过程。
15、了解PDU、协议栈、对等层等概念。
16、理解协议与服务的区别和联系。
17、结合图1-21（P32）了解和体会TCP/IP体系结构中Everything over IP和IP over Everything的思想。
复习参考题：P33——2、3、8、13、14、17、18、19、21、22、24、26、27第2章物理层1、了解物理层的主要任务。
2、理解数据通信系统的模型。
3、了解数字、模拟、数据、信号等概念。
4、了解信道、基带、宽度的概念，了解通信双方信息交互的方式。
5、理解调制器和解调器的作用、三种基本的调制方法。
计算机网络 物理层
计算机网络物理层
物理层是OSI参考模型的最低层，建立在传输介质基础上，利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的传输。
该层不仅定义了通信设备与传输线缆接口硬件的电气、机械以及功能和规程的特性，还定义了传输通道上的电气信号以及二进制位是如何转换成电流、光信号或者其他物理形式。
物理层是OSI参考模型的最底层，它向下直接与传输介质相连接，向上为数据链路层提供服务。
它为数据链路层实体之间建立必须的物理连接，按顺序传输数据，并进行差错检查。
在发现错误时，向数据链路层提出报告。
物理层协议定义了数据终端设备与通信设备之间的接口。
数据终端设备（DTE）是指数据输入、输出设备和传输控制器或者计算机等数据处理设备，以及通信控制器。
数据通信设备（DCE）是对为用户提供接入点的网络设备的统称，如自动呼叫应答设备、调制解调器等。
DTE的基本功能是产生、处理数据；DCE的基本功能是沿传输介质发送和接收数据。
如图2-5所示，为DTE/DCE接口示意图。
图2-5 DTE/DCE接口示意图
DTE与DCE之间要连接，需要遵循共同的接口标准，即物理层接口协议。
物理层协议规定了标准接口的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性，不仅为完成实际通信提供了可靠的保证，而且使不同厂家的产品可相互兼容，设备间可有效交换数据。
计算机网络基础谢希仁第五版2章u
双绞线缆线
计算机网络工程使用4对非屏蔽双绞线导线，物理结构如图16所示。 1．非屏蔽双绞线电缆的优点 非屏蔽双绞线电缆的优点如下。
1）无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间。 2）质量小、易弯曲、易安装。 3）将串扰减至最小或加以消除。 4）具有阻燃性。 5）具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。
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2.1 物理层的基本概念
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接 口的一些特性，即：
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。
电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的 电压的范围。
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。
过程特性 指明对于不同功能的各种可能事件
下面详细介绍使用110配线系统构建4对UTP电缆交叉连接管 理系统的步骤：
（1）在墙上标记好110配线架安装的水平和垂直位置，如图 所示。
（2）300线对配线架及线缆管理槽固定方法 ，如图所示。 100线对配线架及线缆管理槽固定方法 ，如图。
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110配线系统安装技术要点
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第 2 章 物理层（续）
2.4 信道复用技术
2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用 2.4.2 波分复用 2.4.3 码分复用
2.5 数字传输系统 2.6 宽带接入技术
2.6.1 xDSL技术 2.6.2 光纤同轴混合网（HFC 网） 2.6.3 FTTx 技术
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同轴电缆根据其直径大小可以分为粗同轴电缆与细同轴电缆。
细缆的直径为0.26cm，最大传输距离为185m，细缆的阻抗是50 。
研究生计算机网络知识点归纳总结
研究生计算机网络知识点归纳总结计算机网络是指通过通信线路连接起来的多台计算机系统组成的系统。
它使得世界各地的计算机能够相互通信和共享信息，成为了现代社会的重要基础设施。
作为计算机科学与技术领域中的一个重要学科，研究生阶段的计算机网络课程涵盖了多个知识点。
本文将对这些知识点进行归纳总结，以帮助研究生更好地理解和掌握计算机网络的相关概念和技术。
一、计算机网络基础理论1. 计算机网络概述- 计算机网络定义及基本特点- 计算机网络的分类和应用领域- 计算机网络的基本组成部分和功能2. OSI参考模型- OSI参考模型的层次划分及每层的功能- OSI参考模型与实际网络的对应关系- 各层次的协议和常见的子网划分方式3. TCP/IP协议栈- TCP/IP协议栈的层次结构及每层的功能- TCP/IP协议栈与OSI参考模型的关系- IP地址的分类和子网划分二、计算机网络传输层1. 传输层概述- 传输层的作用和功能- 传输层协议的种类及其特点2. 传输层协议TCP- TCP协议的特点和工作原理- TCP的可靠传输机制及流量控制- TCP的拥塞控制机制和算法3. 传输层协议UDP- UDP协议的特点和工作原理- UDP相对于TCP的优缺点及适用场景三、计算机网络网络层1. 网络层概述- 网络层的作用和功能- 网络层协议的种类及其特点2. 网络层协议IP- IP协议的特点和工作原理- IP地址的分配和转发算法- IP路由选择协议及其特点3. 网络层协议ICMP- ICMP协议的特点和用途- ICMP消息类型及其主要功能四、计算机网络数据链路层和物理层1. 数据链路层概述- 数据链路层的作用和功能- 数据链路层协议的种类及其特点2. 数据链路层协议以太网- 以太网的特点和工作原理- 以太网帧的格式和组成部分- 以太网的接入控制方法和介质访问方法3. 物理层概述- 物理层的作用和功能- 物理层的传输介质和传输方式- 物理层的调制解调和编码技术五、计算机网络安全与管理1. 网络安全概述- 网络安全的重要性和基本概念- 常见的网络安全威胁和攻击方式- 网络安全防范措施和技术2. 网络管理- 网络管理的目标和内容- 网络管理的基本方法和工具- 网络故障排除和性能监测技术六、计算机网络应用1. 客户端/服务器模型- 客户端/服务器模型的基本原理和特点 - 常见的应用层协议和应用场景2. 网络应用开发- 网络应用开发的基本要点和流程- 常用的网络编程技术和框架以上仅为部分研究生计算机网络知识点的归纳总结，详细内容可根据实际课程进行拓展和补充。
《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）。
计算机网络基础知识点归纳
计算机网络基础知识点归纳
1. 计算机网络：是通过由网络技术所连接的计算机，相互间共享信息和资源的联网方式。
2. OSI参考模型：是“开放式系统互联”(Open System Interconnection，OSI)的参考模型，由7层组成，用来定义分层网络架构，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
3. 协议：是对网络组件之间进行通信的规则，它能够定义如何组织计算机、路由器和交换机等网络组件之间进行通信以及完成什么样的任务。
4. TCP/IP：是由美国国防部所发展的网络通信协议，又称为因特网协议，它是一组常用的互联网传输协议的集合，包括TCP协议和IP协议。
5. 网络拓扑：是网络的物理布线的图形结构，它包括计算机、路由器、交换机和信息传输介质等。
6. 子网：是把大型的网络分割成小型网络单位，它包含子网段、路由器和子网掩码等。
7. 无线网络：是一种没有物理连接介质，仅利用空中传输信号的网络，其它设备可以通过无线电波接收并发送信息。
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。
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• 欧洲标准E1
–一个时分复用帧包括32个时隙。但是有二个 时隙分别用于同步和信令，只用30个时隙传 数据。
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2.5 模拟传输和数字传输 • 欧洲标准E1
–因此E1的数据率为64k30＝1920kbps。 –但是如果按照32个时隙计算，E1的数据率为 64k 32=2048kbps。
–W为信道的带宽，单位为Hz。 –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的功率。 –S/N为信噪比。用分贝表示：10log10S/N
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2.2 信道的极限容量 • 信道的带宽越大，信道中的信噪比越大， 则最大的数据传输率就越高。
• 提高每一码元携带的信息量，可以提高 数据传输率。
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2.1 物理层的基本概念
• 用OSI物理层模型（实体、服务原语、协议数据单元等） 来描述物理层不或协议已经制定；
– 早期的物理层规程没有像 OSI 那样将服务定义和协议区分开 来；
• 将物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的
一些特性。
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–屏蔽双绞线STP(Shield) –非屏蔽双绞线UTP –UTP Category 3, 5
• 同轴电缆（coaxial cable)
–50同轴电缆(数字传输）
–75 同轴电缆（模拟传输）
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2.3 传输介质 • 光缆
–25000－3000GHz带宽，通信容量非常大。 –多模 –单模 –波分多路复用WDM(wavelength)：光纤信道 上使用的频分多路复用。
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2.1 物理层的基本概念
• 物理层主要考虑的就是怎样才能在连接各种计算机的 传输媒体上传输各种数据的比特流。
– 物理设备与传输媒体种类繁多； – 通信手段多样；
• 物理层的作用正是要尽可能地屏蔽这些差异，使其上 面的数据链路层感觉不到这些差异，不必考虑网络具
体的传输媒体是什么。
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2.3 传输介质
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2.4 无线传输 • 无线传输所使用的频段
f = c
• 无线电
–蜂窝无线电。GSM,CDMA
• 微波
–地面微波、卫星通信（同步、底轨）
• 红外－短距离通信
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2.5 模拟传输和数字传输
• 计算机接收和发送的是数据。
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2.2 信道的极限容量 3. 时延
• 传播时延-电磁波在信道中传播所需的时 间。取决于电磁波在信道上的传播速率 以及所传播的距离。 • 发送时延-发送数据所需要的时间。取决 于数据块的长度和数据传输速率。 • 重发时延-因传输差错而重发的时延。
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2.3 传输介质 • 双绞线（twisted pair)
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2.5 模拟传输和数字传输
–
– – –
每个字节为一个子信道，每秒8000次，代 表一个PCM信道。 对应于STS-n的光纤载波（optical carrier） 称作OC-n。 STM（synchronous Transport Mode)：SDH 的速率模式。 C(Concatenated): 并置。STS-3c作为一条 STS线路信号，封装了3条STS-1的容量， 作为单个实体传送、复用和交换， 而不是 看成是3条STS-1信号。
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2.1 物理层的基本概念 • 物理层的特性
1. 机械特性－接口所用连接器的形状、尺寸、 引线数目、排列等。 2. 电气特性－接口线的电平范围和0、1含义。 3. 功能特性－接口线的功能和含义。 4. 过程特性－实现各种功能时各线信号的表 示和顺序。
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2.1 物理层的基本概念
• 物理层的主要作用
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V.34Modem
V.34Modem
交换机
A/D 2/4
数字信号
A/D
56kModem
56kModem
Internet 服务商
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2.5 模拟传输和数字传输 • 脉码调制PCM
–一个电话信道带宽3.4kHz；8k采样；每个样 本用8bits表示。因此一路标准的PCM信号速 率为64kbps.
–最高码元速率：2W Baud –最高数据率为： 2W log2 V
• V为信号的离散级数。
bps
• W为理想低通信道的带宽，单位为Hz。
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2.2 信道的极限容量 2.噪声信道上的最高数据率:
• 1948年,Shannon公式：最高数据率为
W log2 (1 S / N ) bps
物理层的主要作用就是给其服务用户（即数据 链路层或数据链路层实体）在一条物理的传输 媒体上传送和接收比特流的能力。 –首先激活（建立）一个连接 –维持这个连接 –去活（释放）这个连接
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2.2 信道的极限容量 1. 有限带宽无噪声信道上的最高码元传输 速率和最高数据率。
• 1924年,Nyquist准则：
• 北美标准T1
–包括24路，加1bit帧同步码。那么数据率为 64k 24+18000＝1544kbps。
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2.5 模拟传输和数字传输 • SONET/SDH
– 光纤TDM标准：北美SONET（同步光纤网 络）和CCITT的SDH（同步数字系列） – 长话的物理层大量使用SONET干线（美） – 最初的设计是使SONET成为TDM系统，因 此它是一个同步系统。 – 基本速率：每125s传一帧(810B)，每秒 81088000=51.84 Mbps 称为同步传输信号STS-1.
course
第二章 物理层 Physical Layer
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第二章 物理层
• 在信道上传输数据有哪些限制？ • 传输介质分类？ • 物理层中的一些新概念和术语？
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第二章 物理层
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
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物理层的基本概念 信道极限容量 传输介质 无线传输 模拟传输与数字传输 常用的物理层接口标准
• 计算机通过模拟通信接口，必须经过D/A或A/D 转换，并经过调制 / 解调在模拟用户环路上传 输。 • 高速MODEM
–提高每码元承载的比特数。 –提高信噪比。（A/D和D/A引起较大的量化噪声）
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2.5 模拟传输和数字传输
交换机
A/D 2/4
交换机
D/A
数字信号
A/D D/A