计算机网络物理层传输介质
导向型:双绞线,光纤(信号朝着固定的方向传播)
非导向型:无传输介质(信号朝着四面八方传播)
双绞线
主要构成:两根导线相互绞合而成
- 有屏蔽层:屏蔽双绞线(STP)
- 无屏蔽层:非屏蔽双绞线(UTP)
抗干扰能力:较好,绞合,屏蔽层都可以提升抗干扰能力
提高绞合度,增加屏蔽层的好处:
- 抗电磁干扰能力强
- 信道噪声功率低
- 信道极限效率高
光纤
主要构成:纤芯+包层
利用光的全反射特性,在纤芯内传输光脉冲信号
- 单模光纤:只有一条光线在一根光纤中传输,适合长距离传输
- 多模光纤:多条光线在一根光线内传输,适合近距离传输
以太网对有线传输介质的命名规则
格式:速度 + Base + 介质信息
无线传输介质
无线电波:
特点:穿透能力强,传输距离长,信号指向性较弱
微波通信:
特点:频率带宽高,信号指向性强
物理层设备
若传输距离增长,信号会失真
中继器
若要使信号不失真,就需要引入中继器
中继器只有两个端口,将信号传输到第一个端口,将信号整形后再发送到第二个端口,之后在对信号进行传输。中继器仅支持半双工通信,即两端节点不可同时发送数据,避免冲突
集线器,中继器不能无限串联,一如:10Base5,5-4-3原则
5-4-3原则:使用集线器(或中继器),连接10Base5 网段时,只能串联5个网段,使用4台集线器(中继器),只有3个网段能连接计算机
数据链路层
数据链路层的功能:
封装成帧(组帧):
四种组帧方法:
- 字符集书法:在每个帧开头,用一个定长计数字段表示帧长,(帧长=计数字段长度+帧的数据部分长度)
- 字节填充法:在帧的开头加上SOH控制字符,帧的末尾加上EOT控制字符,如果帧的数据中包含部分控制字符的特殊字符,则需要在这些特殊字符前填充转义字符ESC
- 零比特填充法(HDLC):在帧的开头和结尾加上特殊比特串表示帧开始/结束(01111110),发送方先对数据部分进行处理,如果有连续5个1,那么在第5个1后填充个0
- 违规编码法:在帧的开头和结尾加上违规的曼彻斯特编码。(曼彻斯特编码,上0 下1,中必变,如果周期中间没跳变,则是违规的曼彻斯特编码)
差错控制:
1. 奇偶校验:
在信息为的首部或尾部添加一个校验位,奇校验码:整个校验码中1的个数为奇数;偶校验码:整个校验码1的个数为偶数。奇偶校验码仅能检测书奇数位没错误,无纠错能力
两个编码 1001101和 1010111 的奇校验码和偶校验码。
奇校验:11001101 01010111
偶校验:01001101 11010111
偶校验码的硬件实现:各信息位进行异或运算,得到的结果即为偶校验位,进行偶校验(所有位进行异或,若结果为0说明结果没有错误)
2. 循环冗余校验法(CRC)
数据发送方,接受方约定一个除数,K个信息为+R个校验位作为“被除数”,添加校验位后需要保证除法的余数为0,收到数据后,进行除法检查余数是否为0,若余数非0说明出错,则进行重传或纠错
步骤:
- 确定K,R以及生成多项式对应的二进制编码(除数)
- 移位:信息码左移R位,低位补0
- 相除:对移位后的信息码,用生成多项式进行模2除法,产生余数