计算机网络笔记-物理层、数据链路层

物理层

通信方式

  根据信息在传输线上的传送方向,分为一下三种通信方式:
  a.单工通信:单向传输
  a.半双工通信:双向交替传输
  a.全双工通信:双向同时传输

带通调制

  模拟信号是连续的信号,数字信号是离散的信号,带通调制把数字信号转换为模拟信号。

数据链路层

基本问题

a.封装成帧

  将网络层传下来的分组添加首部和尾部,用于标记帧的开始和结束。
b.透明传输

  透明表示一个世纪存在的事物看起来好像不存在一样。

  帧使用首部和尾部进行定界,如果帧的数据部分含有和首部尾部相同的内容,那么帧的开始和结束位置就会被错误的判定。需要在数据部分出现首部尾部相同的内容前面插入转义字符。如果数据部分出现转义字符,那么就在转义字符前面再加个转义字符。在接受端进行处理之后可以还原出原始数据。这个过程透明传输的内容是转移字符,用户察觉不到转义字符的存在。
c.差错检测

  目前数据链路层广泛使用了循环冗余检验(CRC)来检查比特差错。

信道复用技术

a.频分复用

  频分复用的所有主机在相同的时间占用不同的频率宽带资源。
b.时分复用

  时分复用的所有主机在不同的时间占用相同的频率带宽资源。

  使用频分复用和时分复用进行通信,在通信的过程种主机会一直占用一部分信道资源。但是由于计算机数据的突发性质,通信过程没必要一直占用信道资源而不让出给其它用户使用,因此这两种方式对信道的利用率都不高。

c.统计时分复用

  是对时分复用的一种改进,不固定每个用户在时分复用帧种的位置,只要有数据就集中起来组成统计时分复用帧然后发送。
4.波分复用

  光的频分复用。由于光的频率很高,因此习惯上用波长而不是频率来表示所使用的光载波。
5.码分复用

  为每个用户分配m bit的码片,并且所有的码片正交,对于任意两个码片有

  为了讨论方便,取m=8,设码片s为00011011。在拥有该码片的用户发送比特1时就发送该码片,发送比特0时就发送该码片的反码11100100。

  在计算时将00011011记作(-1-1-1+1+1-1+1+1),可以得到

  利用上面的式子我们知道,当接受端使用码片s对接收刀的数据进行内积运算时,结果为0的是其他用户发送的数据,结果为1的是用户发送的比特1,结果为-1的是用户发送的比特0。
  码分复用需要发送的数据量为原先的m倍。

CSMA/CD协议

  CSMA/CD表示载波监听多点介入/碰撞检测。
  a.多点接入:说明这是总线型网络,许多主机以多点的方式连接到总线上。
  b.载波监听:每个主机都必须不停地监听信道。在发送前,如果监听刀信道正在使用,就必须等待。
  c.碰撞检测:在发送中,如果监听到信道已有其他主机正在发送数据,就表示发生了碰撞。虽然每个主机在发送数据之前都已经听到信道为空闲,但是由于电磁波的传播时延的存在,还是有可能会发生碰撞。
  记端到端的传播时延为τ,最先发送的站点最多经过2τ就可以知道是否发生了碰撞,称2τ为争用期。

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