网络基础——从一根网线到TCP/IP

开始于一根网线

在生活中，我们常常能看到这样的网线：

实际上这叫做双绞线，除外还有同轴细线和光纤，以及电磁波，都可以用来传递信息。

同轴细线必须要采用总线型网络，即把网络设备一个个串联起来，连接简单，节省成本但维护麻烦，现在已经被淘汰。
双绞线是由四对(八根)外覆绝缘材料的互相绞叠的铜质导线组成，并包裹在一个绝缘外皮内，因为使用时必须添加集线器或交换机，所以增加了网络的成本。双绞线分为STP和UTP,大多数局域网使用UTP.

从模拟信号到数字信号

学过数电模电的同学都知道可以用0v,5v代表0,1。实际上这个用专业的术语叫状态符号(signals)。只要规定一个固定的频率(我们把它叫做波特率)来传递0v和5v,也就能传递一连串0101。

Q：虽然能传递0和1但如何传递字符？
A：假设每隔8位，比如01001011,转为10进制是75,我们再需要建立数字和字符的关系，即ASCII码表75就代表着K

时钟同步

因为传输的信号不只是如信号A那样，大多数会有连续的0或1,所以我们需要保证双方保持一个时钟同步，即使快/慢了半个周期(时钟滑移)，数据就可能发生很大的变化。
要做到时钟同步，有GPS通过卫星同步，原子钟同步等，最常用的是通过增加一根额外的线来传输时间脉冲，这样虽然做到了数字信号之间的同步，但问题是很难做到时钟脉冲和数字信号之间的同步。
于是我们采用了新的编码方式

曼彻斯特编码

曼彻斯特编码是一种用电平跳变来表示1或0的编码方法，比如在规定的时间内将由高电平到低电平当作0,由低电平到高电平当作1。
特点：
1)传输流的速率是原始数据流的两倍，要占用较宽的频带 。
(2)信号恢复简单，只要找到信号的边缘进行异步提取即可 。
(3)10Mb/s以太网(Ethernet)采用曼彻斯特码 。