物理層
1、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：源系統(tǒng)<——>傳輸系統(tǒng)<——>目的系統(tǒng)
2、信號(hào)的傳送方向
單向通信（單工通信）、雙向交替通信（半雙工通信）、雙向同時(shí)通信（全雙工通信）
3、影響失真程度的因素：①碼元傳輸速率；②信號(hào)傳輸距離；③噪聲干擾程度；④傳輸媒體質(zhì)量?? （前三種因素都是正相關(guān)，第四種是負(fù)相關(guān)）
4、計(jì)算公式：奈斯公式和香農(nóng)定理
5、物理層下面的傳輸媒體
導(dǎo)引型媒體：①無(wú)屏蔽雙絞線，②屏蔽雙絞線，③同軸電纜，④光纖（工作原理：光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷洌?/p>
非導(dǎo)引型媒體：①無(wú)線傳輸（頻段很廣），②短波通信（主要靠電離層的反射，但通信質(zhì)量差），③微波通信（在空間中主要是直線傳播）
6、信道復(fù)用技術(shù)
①頻分復(fù)用，②時(shí)分復(fù)用，③統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用，④波分復(fù)用
⑤碼分復(fù)用（也常稱(chēng)作碼分多址CDMA）
令向量 S 表示站 S 的碼片向量，令 T 表示其他任何站的碼片向量。
兩個(gè)不同站的碼片序列正交，就是向量 S 和T 的規(guī)格化內(nèi)積都是0。
任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1 。一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是 –1。
數(shù)據(jù)鏈路層
1、認(rèn)識(shí)一些概念
結(jié)點(diǎn)：指的是主機(jī)或者路由器
鏈路：指的是物理鏈路，就是從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到相鄰結(jié)點(diǎn)的一段物理通道
數(shù)據(jù)鏈路：指的是邏輯鏈路，網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)之間的邏輯通道，把實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上。即 ?數(shù)據(jù)鏈路=物理鏈路+通信協(xié)議
幀：數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，封裝網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)
MTU：最大數(shù)據(jù)傳送單元
作用：數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)通過(guò)一條鏈路從一個(gè)結(jié)點(diǎn)向另一條鏈路直接相連的相鄰結(jié)點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)報(bào)
數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題：①封裝成幀，②透明傳輸，③差錯(cuò)檢測(cè)
2、封裝成幀
就是為網(wǎng)絡(luò)層傳下來(lái)的數(shù)據(jù)報(bào)添加首部和尾部。首部和尾部包含很多重要的控制信息，比如幀定界（即確定幀的界限），SOH放在幀的最前面表示幀開(kāi)始符，編碼為01，EOT放在幀的最后面表示幀結(jié)束符，編碼為04。幀定界的作用是有助于接收端識(shí)別數(shù)據(jù)幀是否有錯(cuò)誤，是否是一個(gè)完整的幀。
3、透明傳輸
就是數(shù)據(jù)鏈路層為保證數(shù)據(jù)的傳輸是透明安全的，比如讓一個(gè)人帶一個(gè)盒子給另一個(gè)人，帶盒子的人只負(fù)責(zé)把盒子安全帶給另一個(gè)人而不會(huì)去看盒子藏著什么東西。
①無(wú)論從鍵盤(pán)輸入什么字符都可以放在幀中傳輸過(guò)去，因此這樣的傳輸就叫做透明傳輸。②當(dāng)傳送的幀是由非ASCLL碼的文本文件組成時(shí)（比如圖像），就要字符填充法實(shí)現(xiàn)透明傳輸
字符填充法具體做法是：發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的控制字符"SOH"或者"EOT"的前面加上一個(gè)轉(zhuǎn)義字符“ESC”（十六進(jìn)制是1B），而在接收端的數(shù)據(jù)鏈路層再把數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡(luò)層前刪除掉這個(gè)轉(zhuǎn)義字符，若轉(zhuǎn)義字符出現(xiàn)在幀中也一樣在其前面加上“ESC”。
4、差錯(cuò)檢測(cè)
就是比特在傳輸過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò)，即0變成1,1變成0，這就叫做比特差錯(cuò)。
循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC檢錯(cuò)技術(shù)，而其中為了進(jìn)行檢錯(cuò)而添加的冗余碼叫做幀檢驗(yàn)序列FCS。具體原理計(jì)算過(guò)程之后習(xí)題再分享出來(lái)，請(qǐng)大家留意習(xí)題部分。（PS:CRC是檢錯(cuò)方法，而FCS是添加在數(shù)據(jù)后面的冗余碼）
發(fā)送端幀檢驗(yàn)序列FCS的生成和接收端的CRC檢驗(yàn)都是用硬件完成的，不會(huì)延誤數(shù)據(jù)的傳輸。
“凡是接收端數(shù)據(jù)鏈路層接受的幀均無(wú)差錯(cuò)”，因?yàn)橛胁铄e(cuò)就被丟棄，無(wú)差錯(cuò)才被接受。“可靠傳輸”指的是數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送端發(fā)送什么，接收端就接受什么。
傳輸差錯(cuò)有2大類(lèi)：①比特差錯(cuò)，②幀丟失、幀重復(fù)、幀失序。于是我們?cè)跀?shù)據(jù)鏈路層使用CRC檢驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)比特差錯(cuò)的傳輸，但這還不是可靠傳輸。在CRC檢錯(cuò)的基礎(chǔ)上，還可以增加幀編號(hào)、確認(rèn)和重傳機(jī)制。
5、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP
PPP協(xié)議是用戶(hù)計(jì)算機(jī)與ISP進(jìn)行通信所使用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。
PPP協(xié)議的三個(gè)組成部分：①一個(gè)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法。②一個(gè)用來(lái)建立、配置和測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路連接的鏈路控制協(xié)議LCP。③一套網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP。
PPP的幀格式：首部的第一個(gè)字段F和尾部的第二個(gè)字段FCS都是標(biāo)志字段，標(biāo)志字段就是PPP幀的定界符。如果連續(xù)出現(xiàn)兩個(gè)標(biāo)志字段就表示是一個(gè)空幀，應(yīng)當(dāng)丟棄。
字節(jié)填充（異步傳輸，即逐個(gè)字符地傳送），把轉(zhuǎn)義符定義為0x7D
①把信息字段中出現(xiàn)的每一個(gè)0x7E字節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)?字節(jié)序列（0x7D，0x5E）。②把信息字段中出現(xiàn)的每一個(gè)0x7D字節(jié)都轉(zhuǎn)變?yōu)?字節(jié)序列（0x7D，0x5D）。③若信息字段中出現(xiàn)ASCII碼的控制字符（即數(shù)值小于0x20的字符），則在該字符前面要加入一個(gè)0x7D字節(jié)，同時(shí)將該字符的編碼加以改變。
零比特填充（同步傳輸，即一連串的比特傳送），發(fā)送端發(fā)現(xiàn)5個(gè)連續(xù)的1，則立即填入一個(gè)0，接收端發(fā)現(xiàn)5個(gè)連續(xù)1時(shí)，則把5個(gè)連續(xù)1后的一個(gè)0刪除。
6、以太網(wǎng)2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：①DIX Ethernet V2是世界上第一個(gè)局域網(wǎng)產(chǎn)品（以太網(wǎng)）的規(guī)范。②IEEE的802.3標(biāo)準(zhǔn)
7、數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層：①邏輯鏈路控制子層LLC，②媒體接入控制子層MAC（常用）
8、適配器（又稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)接口板、通信適配器、網(wǎng)卡）
作用：①進(jìn)行串行/并行的轉(zhuǎn)換，②對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，③在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，④實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議
為了通信的方便，以太網(wǎng)采用較為靈活的無(wú)連接的工作方式，且以太網(wǎng)對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號(hào)，也不要求對(duì)方發(fā)回確認(rèn)。
以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。
9、CSMA/CD協(xié)議
載波監(jiān)聽(tīng)：每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前都會(huì)檢測(cè)總線上有沒(méi)有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有則暫時(shí)不發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。
多點(diǎn)接入：許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在同一根總線上。
碰撞檢測(cè)：計(jì)算機(jī)便發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓大?。ㄒ卜Q(chēng)“沖突檢測(cè)”）。
爭(zhēng)用期：2τ（τ表示傳播時(shí)延）：從端A到端B所花時(shí)間。在最多經(jīng)過(guò)2τ的時(shí)間之后就可以知道數(shù)據(jù)幀是否發(fā)生了碰撞。
以太網(wǎng)取用51.2μs作為爭(zhēng)用期長(zhǎng)度，對(duì)于10Mbit/s的以太網(wǎng)，在爭(zhēng)用期內(nèi)可發(fā)送512bit，即64字節(jié)。
使用CSMA/CD協(xié)議時(shí)，一個(gè)站不可能同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收，即不能全雙工通信，而只能進(jìn)行雙向交替通信。
以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，若前64字節(jié)沒(méi)有發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會(huì)發(fā)生沖突。
以太網(wǎng)規(guī)定了最小有效幀長(zhǎng)為 64 字節(jié)，凡長(zhǎng)度小于 64 字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止的無(wú)效幀。
幀間最小間隔為 9.6 ms，相當(dāng)于 96 bit 的發(fā)送時(shí)間。
集線器
以太網(wǎng)采用星形拓?fù)?，在星形的中心增加一種可靠性高的設(shè)備，就叫做集線器。
特點(diǎn)：使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個(gè)總線網(wǎng)，各工作站使用的還是CSMA/CD協(xié)議，并共享邏輯上的總線。集線器很像一個(gè)一個(gè)多接口的轉(zhuǎn)發(fā)器，工作在物理層。
10、以太網(wǎng)的信道利用率
11、MAC地址（又稱(chēng)為物理地址或硬件地址）
12、擴(kuò)展局域網(wǎng)
①用集線器擴(kuò)展局域網(wǎng)
②在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)使用的是網(wǎng)橋，網(wǎng)橋根據(jù)MAC幀的目的地址對(duì)收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)橋具有過(guò)濾幀的功能，即收到幀后，先檢查幀的目的MAC地址，然后再確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪個(gè)接口去。
多接口網(wǎng)橋——以太網(wǎng)交換機(jī)。以太網(wǎng)交換機(jī)的每個(gè)接口都直接與主機(jī)相連，并且一般都工作在全雙工方式。
交換機(jī)的交換模式——直通交換，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)
直通交換特點(diǎn)：交換機(jī)只讀出數(shù)據(jù)幀的幀頭，直接獲取幀的目的地址動(dòng)態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口，將數(shù)據(jù)幀傳送到相應(yīng)的端口上。
存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)特點(diǎn)：交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)包后，首先將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)到緩沖器中，進(jìn)行CRC循環(huán)冗余校驗(yàn),如果這個(gè)數(shù)據(jù)包有CRC錯(cuò)誤，則該包將被丟棄；如果數(shù)據(jù)包完整，交換機(jī)才取出MAC地址，查找輸出端口后送出幀。
