前言：本章作為《計算機網路》系列的第二篇文章，內容主要是向大家介紹物理層的內容，引入資料通信基本知識、編碼&調制、資料交換方式、傳輸媒介及分類、物理層設備等內容（參考資料為b站上點擊量最高的兩個計網視頻——王道&方老師，王道有的地方會講的不夠好，大家可以兩個交替看），
文章目錄
- 1.物理層的基本概念
- 1.1 物理層的主要任務
- 2.資料通信基本知識
- 2.1 典型的資料通信模型
- 2.1.1 端系統之間通信的含義
- 2.1.2 端系統之間兩種通信方式
- 2.2 資料通信相關術語
- 2.3 三種通信方式
- 2.4 兩種資料傳輸方式
- 2.5 同步傳輸&異步傳輸
- 2.6 碼元（Symbol）
- 2.7 資料傳輸速率的兩種傳輸方法
- 2.8 帶寬
- 2.9 信號極限容量
- 2.9.1 奈式準則（Nyquist）
- 2.9.2 香農定理（Shannon）
- 2.9.3 奈式準則和香農定理的異同
- 3.編碼&調制
- 3.1基帶信號和寬帶信號（Base band，pass band）
- 3.2 四種常用的編碼、調制方式
- 3.2.1 數字資料編碼為數字信號
- 3.2.2 數字資料調制為模擬信號
- 3.2.3 模擬資料編碼為數字信號
- 3.2.4 模擬資料調制為模擬信號
- 3.3 思維導圖
- 4.資料交換方式
- 4.1 電路交換
- 4.1.1 電路交換的原理
- 4.1.2 電路交換的特點
- 4.1.3 電路交換的優缺點
- 4.2 報文交換
- 4.2.1 報文交換的原理
- 4.2.2 報文交換的流程
- 4.2.3 報文交換優缺點
- 4.3 分組交換
- 4.3.1 分組交換的原理
- 4.3.2 分組交換的流程
- 4.3.3 分組交換的特點
- 4.3.4 分組交換的優缺點
- 4.4 資料交換方式的選擇
- 4.5 分組交換的資料報方式
- 4.5.1 資料報方式的特點
- 4.6 分組交換的虛電路方式
- 4.6.1 虛電路方式的特點
- 4.6.2 資料報&虛電路對比
- 5 . 傳輸媒介及分類
- 5.1 導向性傳輸介質
- 5.1.1 雙絞線
- 5.1.2 同軸電纜（Coaxial Cable）
- 5.1.3 光纖
- 5.2 非導向性傳輸介質
- 5.3 思維導圖
- 6.物理層設備
- 6.1 中繼器（RP repeater）
- 6.2 集線器（Hub）
- 7.本章知識點思維導圖
1.物理層的基本概念
1.1 物理層的主要任務
2.資料通信基本知識
2.1 典型的資料通信模型
2.1.1 端系統之間通信的含義
2.1.2 端系統之間兩種通信方式
C/S方式
P2P方式
2.2 資料通信相關術語
2.3 三種通信方式
| 名稱 | 英文 | 定義 | 需要信道條數 |
|---|---|---|---|
| 單工通信 | Simplex | 只能一個發一個收 | 一條 |
| 半雙工通信 | half-duplex | 都可以發或者收，但是同一時間只能進行一個 | 兩條 |
| 全雙工通信 | duplex | 都可以同時收發資料 | 兩條 |
2.4 兩種資料傳輸方式
| 傳輸方式 | 特點 |
|---|---|
| 串行傳輸 | 速度慢，省錢，適合遠距離 |
| 并行傳輸 | 速度快，耗錢，適合近距離 |
2.5 同步傳輸&異步傳輸
2.6 碼元（Symbol）
2.7 資料傳輸速率的兩種傳輸方法
分為碼元傳輸速率和資訊傳輸速率
資訊傳輸速率就是b/s，就是我們平常說的網速
碼元可以理解為幾個位元的集合，所以資訊傳輸速率（網速）=碼元傳輸速率x碼元所帶資訊量（多少位元）
碼元所帶資訊量（位元數）=log2（碼元進制數）
思考題1
決議：
思考題2
2.8 帶寬
2.9 信號極限容量
2.9.1 奈式準則（Nyquist）
只有在奈式準則、香農定理這倆地方用到的帶寬單位是HZ，
奈式準則是在理想狀態下得出的結論，
練習題：
2.9.2 香農定理（Shannon）
香農定理是在有噪聲的信道中得出的結論，
練習題：
2.9.3 奈式準則和香農定理的異同
3.編碼&調制
3.1基帶信號和寬帶信號（Base band，pass band）
計算機網路中用的基帶信號是數字信號
3.2 四種常用的編碼、調制方式
3.2.1 數字資料編碼為數字信號
先介紹下為什么需要編碼？看下圖，高電平表示1，低電平表示0，大家認為他傳遞的信號是啥？
不少人第一眼會認為是010，但是不是還有可能是001100或者000111000呢？多個相同位元重復的話我們無法確認對吧~，所以引入了以下幾種編碼方式！
非歸零編碼
歸零編碼
反向不歸零編碼
曼徹斯特編碼
差分曼徹斯特編碼
4B/5B編碼（了解即可）
3.2.2 數字資料調制為模擬信號
練習題：
3.2.3 模擬資料編碼為數字信號
3.2.4 模擬資料調制為模擬信號
3.3 思維導圖
4.資料交換方式
4.1 電路交換
4.1.1 電路交換的原理
4.1.2 電路交換的特點
4.1.3 電路交換的優缺點
4.2 報文交換
4.2.1 報文交換的原理
4.2.2 報文交換的流程
4.2.3 報文交換優缺點
4.3 分組交換
4.3.1 分組交換的原理
4.3.2 分組交換的流程
4.3.3 分組交換的特點
H1向H5發送分組：從A到C再到E最后抵達H5
分組交換占用的時間極短，資料傳完了就把鏈路釋放出來，提高了線路利用率
路由器
主機跟路由器的作用不同
4.3.4 分組交換的優缺點
優點
缺點
王道的表格
4.4 資料交換方式的選擇
4.5 分組交換的資料報方式
4.5.1 資料報方式的特點
4.6 分組交換的虛電路方式
4.6.1 虛電路方式的特點
4.6.2 資料報&虛電路對比
5 . 傳輸媒介及分類
傳輸介質分為導向性傳輸介質和非導向性傳輸介質
| 導向性傳輸介質 | 電磁波沿著固體媒介（銅線or光纖）被導向傳播 |
|---|---|
| 非導向性傳輸介質 | 自由空間，如空氣，水等等 |
5.1 導向性傳輸介質
5.1.1 雙絞線
根據有無屏蔽層分為屏蔽雙絞線（STP）和無屏蔽雙絞線（UTP）
5.1.2 同軸電纜（Coaxial Cable）
5.1.3 光纖
根據射入光線的數量，又分為單模光纖和多模光纖
光纖的特點
5.2 非導向性傳輸介質
包括無線電波，微波，紅外線和激光等
5.3 思維導圖
6.物理層設備
6.1 中繼器（RP repeater）
5-4-3規則是為了限制中繼器使用次數
5是指不能超過5個網段
4是指在這些網段中的物理層網路設備（中繼器，集線器）最多不超過4個
3是指這些網段中最多只有三個網段掛有計算機
6.2 集線器（Hub）
集線器是個大的沖突域，同時只能有兩個設備進行通訊，只會傳輸信號，沒有智能，
7.本章知識點思維導圖
讀者可自行在思維導圖基礎上進行知識點回顧及內容擴展！！！
計算機網路的物理層部分到此介紹結束了，感謝您的閱讀！！！如果內容對你有幫助的話，記得給我三連（點贊、收藏、關注）——做個手有余香的人，
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