《韩立刚计算机网络》第二章

本文深入探讨物理层网络技术,覆盖数据通信基础、信号调制、信道复用及传输媒体等核心概念。解析奈氏准则、信噪比原理,详解频分、时分、波分复用技术,以及光纤、电缆等传输媒体特性。

关于我的仓库

  • 这篇文章是我为面试准备的学习总结中的一篇
  • 我将准备面试中找到的所有学习资料,写的Demo,写的博客都放在了这个仓库里iOS-Engineer-Interview
  • 欢迎star??
  • 其中的博客在简书,优快云都有发布
  • 博客中提到的相关的代码Demo可以在仓库里相应的文件夹里找到

前言

  • 该系列为学习韩立刚老师《计算机网络》课程的系列学习笔记,目前计划是一章写一篇
  • 韩老师这个课程貌似是好几年前的,但怎么说呢,计算机网络作为计算机领域的基础,其实变化不大
  • 课程在b站上:计算机网络
  • 老师的课看起来贼欢乐,看的很开心,配着弹幕那是更开心。主要老师很很实在,脚踏实地吧,讲的例子都贼接地气
  • 本来是在看《趣谈网络协议》的,可惜看到第二章实在看不懂了,把我当宝搞,顶不住,所以先看下韩老师的打个基础
  • 计算机网络这本书也买了,买的第七版,美丽美丽计网学起来
  • 博客内容也就是截图+理解+书本,希望把基础搞好
  • 作为一个计算机的学生,没点基础知识,确实8⃣️行
  • 这一章物理层,感觉和我们关系不是很大,就粗略了解下
  • 毕竟我这主要还是面试驱动学习?

物理层的基本概念

  • 这一块关系不大,粗

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  • 就好想可乐瓶子有不同的大小,但是瓶口需要固定大小,方便灌输
  • 对于物理层的学习主要放在掌握基本概念,抽象具体的传输介质

数据通信的基础知识

数据通信模型

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  • 数字比特流【数字信号】是离散的【只有0/1】,而模拟信号【连续信号】是连续的【连续的正余弦变化】
  • 公用电话网是一个广域网

相关术语

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  • 消息是对用户来说有用的信息,数据是计算机能传送的,信号是电磁信号【离散,连续】
  • 码元比如说就是010101010中的一个0/1
  • 为什么码元可以携带nbit的信息?在于如果可以有多个电压的话,码元将不止能代表0/1,而是能代表更多的数据

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  • 比如这里,由于有八种电压,一个码元将可以代表一个三位二进制

信道

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  • 对于计算机通信,基本上都是采取双向

信号

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  • 基带信号就好像人普通说话,过了一定距离就听不到了,通过调制,加强了信号,可以传的更远

调制方法

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  • 聪明人看图就理解了

编码

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  • 归零指的是1和1之间要经历一次归零

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  • 曼彻斯特编码不一定有固定的0/1标准,约定好即可

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  • 曼切斯特编码,如果一直为0就是没有数据传输

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信道的极限容量

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奈氏准则

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  • 这里简单来说就是当你的速率越快,你的码元越短,用肉眼来形容就是都连成一根线了,也就分不出0/1高低电平了

信噪比

[外链图片转存失败(img-5lSOt28M-1568463373345)(https://tva1.sinaimg.cn/large/006y8mN6ly1g6z42m64ukj30eo0aywhv.jpg)]

  • 这里就比如说,当外面有噪声的时候,如果人讲话速率太快,你就听不懂了,把速率降下来还能听懂,?

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应用范围

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物理层下面的传输媒体

  • 这一块感觉离我最远了,水一水,不过挺有意思的

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各种电缆

  • 有线电视用的就是同轴电缆

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网线

  • 这一块书上没有
  • 要记住就是不同的设备之间可以用直通线,相同的设备不行,但是现在基本上都会自动适配了,因此全部使用直通线就行

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光纤

  • 这一块记住是当光纤从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时,其折射角会大于入射角

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非导向传输媒体

  • 短波:依靠电离层的反射实现,通信质量较差
  • 微波:直线传播
  • 地面微波接力通信:由于地球是圆的,直线传播相当于给个切线,因此要造很高的信号塔进行接力

频谱

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远古设备:集线器

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  • 集线器不是交换机
  • 非智能,电脑A给电脑B发送信息会广播到连接在该集线器上的所有电脑

信道复用技术

复用

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  • 复用就是在发送端加上复用器,把信号合在一起,在接受端使用分用器【过滤加解调】

频分复用技术FDM

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  • 频分复用实际上就是给每个用户都分配一个频带让其进行发送

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  • 下面两张神图讲的很清楚:

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  • 在看一个FDM的例子

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  • 我觉得对于复用关键还是要明白有过滤以及调制两部分
  • 也可以进行多重组合:

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时分复用技术TDM

  • 时分复用技术是划分一个个TDM帧,将多个用户的信息按序塞入

[外链图片转存失败(img-5SRHbLE1-1568463373350)(/Users/mac/Library/Containers/com.tencent.qq/Data/Library/Application Support/QQ/Users/894912881/QQ/Temp.db/BCE52505-69BB-4CC6-AEEE-8FD0A5C8D55C.png)]

[外链图片转存失败(img-RqW7RLHN-1568463373351)(https://tva1.sinaimg.cn/large/006y8mN6ly1g6z5d53tpbj30hi0d3dii.jpg)]

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  • 时分复用有个特别屌的解释,把时看作时钟,也就是内置了一个时钟,按照时间一点点波动,波到哪里就进行一次输入TDM帧,有点酷的

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统计时分复用STDM

  • 这个技术出现的原因在于TDM会出现浪费,因为当某一个时间用户没发送信息,TDM帧上有一块就会是空的

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  • 因此出现了STDM,还是按顺序进入帧,但是此时不会再放入空的了,遇到空直接按顺序处理下一个
  • 但这就出现问题,之前根据顺序就能知道是哪个用户发送的信息,但此时由于有跳过,没法得知到底是谁发送的信息,因此需要使用一块专门存储信息的地方存放相关信息

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波分复用WDM

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数字传输系统

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  • 在广域网【电话线路】这一段用的是数字传输系统

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  • PCM是啥意思呢,就是说打电话时,一秒钟采样8k次,每次采样出来一个码元【8位二进制】,这样子一秒就是8 * 8k = 64k
  • 对于E1:

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  • 对于T1:

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宽带接入技术

xDSL

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DMT

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  • 这里上行线路就比如请求一个网页之类,下行线路比如下载一个视频之类,明显下行需要的流量更大,因此下行线路更多

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HFC

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FTTx

  • 现在运营商说的光线到户基本上都是FTTx,并不是真的

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