计算机网络

学习到计算机与互联网之间的联系

笔记作于:计算机网络微课堂

文档更新于: 2022-4-21 00:48

概述

物理层

基本概念

物理层考虑的是如何才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流

传输媒体

graph TB
A((导引型))
B((非导引型))
C[无线电频谱管理机构]
D((同轴电缆))
E((双绞线))
F((光纤))
G((电力线))
H((无线电))
I((微波))
J((红外线))
K((可见光))
L((单模))
M((多模))
A-->F-->L
A-->E
A-->G
A-->D
F-->M
B-->I
B-->H
B-->J
B-->K

$$
D = \frac{D_{0}}{1-U}
$$

导引型

• 同轴电缆

  

• 双绞线

  

• 光纤

  

  传输的基本原理:

  

  

• 电力线

  

非导引型

• 无线电波
• 微波
• 红外线
• 可见光

传输方式

• 串行传输和并行传输
• 同步传输和异步传输
• 单向通信和双向交替通信和双向同时通信

编码与调制

信道的极限容量

奈氏准则

在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，码元传输速率是有上限的

在带宽为$W(Hz)$的低通信道中，若不考虑噪声影响，则码元传输的最高速率是$2W(码元/秒)$

香农公式

带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率

公式如下:

$$
c = W \times \log_{2}(1 + \frac{S}{N})
$$

• c:信道的极限信息传输速率（单位：b/s）

• W:信道带宽（单位：Hz）

• S:信道内所传信号的平均功率

• N:信道内的高斯噪声功率

• S/N：信噪比，使用分贝（dB）作为度量单位

  信噪比（dB）= $10 \times\log_{10}( \frac{S}{N})(dB)$

---

数据链路层

• 链路：是从一个节点到相邻节点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换节点
• 数据链路：是指把实现通信协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路
• 数据链路层以帧为单位传输和处理数据

数据链路层的三个重要问题：

graph TB
A[封装成帧]
B[差错检测]
C[可靠传输]

封装成帧

差错检测

可靠传输

基本概念

信道利用率$U = \frac{T_{D}}{T_{D}+RTT+T_{A}}$

停止-等待

回退N帧

选择重传

点对点协议PPP

媒体接入控制

静态划分信道

动态接入