计算机网络第二章——物理层（下）

提示：君子可内敛不可懦弱，面不公可起而论之

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2.1.7 数据交换方式

为什么要进行数据交换

两个计算机之间要进行数据交换，就需要链路的连接，当计算机的数目增多时，链路的条数可能也会过多，一个方式就是将主机连接在一个中间设备上，局域网内部就是交换机，广域网就是使用路由器，

数据交换的方式

电路交换

主机A 首先会先离最近的交换设备A发送一个呼叫请求，这个请求就包括源主机A和目的主机B的主机地址，也就是IP地址，主机A就要执行一个路由请求算法，这个算法就是选择合适的路由，选择交换设备B之后，交换设备B同样执行算法来进行路由选择，在数据通信阶段A主机以及B主机都是可以发送数据的，也就是一个全双工的方式，当发送完之后也就进入了第三阶段，释放链接，主机A会先发送一个释放请求，经过相同的路径到达主机B,然后B返回一个释放应答，按照DCBA依次断开连接，

电路交换的优缺点

优点传输时延小是因为独占线路资源，所以数据是直达的，建立连接时间长是因为主机A发送一个连接请求，主机B还需要进应答，无数据存储能力，难以平滑通信量，这是指电路交换的设备是没有存储能力的，当有大量数据涌入到这些交换设备中的时候，这些交换设备没有办法存储，数据就可能丢失，

报文交换

假如我要给你发送一个文件，一个段对话，一个文字，都可以是一个报文，就是单次发送的一个数据块，所以长度是很不确定的，而且是可变的，

报文交换的优缺

分组交换

分组交换是目前互联网上常使用的一种方式，在发送源有一个大的数据块，若是不进行切割就是报文交换的方式了，在小的数据块上加上一定的控制信息，这个控制信息就是一定的源地址，目的地址，分组的编号，不同的分组可以走不同的交换设备，这取决于当时的网络状态，到了目的主机之后根据编号进行重组，

分组交换的优缺点

数据交换方式的选择

分组交换中，在第一个分组开始转发的时候，第二个分组进行的是存储过程，所以说第一个分组和第二个分组的存储转发是并行的，所以说时延更小，更适合突发式的数据通信，

数据报方式

数据报方式的特点
对于长报文，或者会话式通信可以使用电路交换的方式，

虚电路方式

虚电路方式就好像电路连接一样先建立一个连接，主机A会发送一个呼叫请求，结点A收到呼叫请求之后，根据路由选择算法选择下一个结点，一直到主机B,若是主机B可以应答，此时就会发送一个对这个请求的应答，在这个建立连接的阶段，这个呼叫请求或者说是应答都是以分组的形式，要包含源主机地址以及目的主机地址的，在数据传输的过程中传输的是分组，每个分组所携带的信息和之前建立连接的时候是不一样的，而需要携带目的地址，因为路径是确定的，分组只能沿着这个路径走，但是多了一个虚电路号用来标识是哪一个电路过来的分组，

虚电路方式的特点

数据报VS虚电路

2.2.1 物理层传输介质

传输介质以及分类

传输媒体只是单纯无脑的传递信号，单纯的作为一个物理通路，而物理层是可以根据电压来区分出这个信号是多少，

双绞线

右手准则若是对应两个相反方向的电流，产生的电磁波是可以相互抵消的，一组铜线它们的电流是相反的，电磁场相互抵消就会减少对相邻导线的影响

同轴电缆

同轴电缆的抗干扰性较双绞线要更强一些，

光纤

光纤里面是光脉冲，里面的传递对是光波，带宽就非常大，若是传递相同通信量的话，光纤的数量少，而上面两种传播的是电脉冲，

单模光纤是将光的直径减小到只有一个光的波长，不用过多的反射，造成的损耗少，因此适合于远距离传输

非导向性的传输介质

这三种波，每一个都在固定的频段范围，地面微波接力通信就是地球的各个位置都会有一个中继站，中继站可以对信号进行扭转转发，从而实现几个中继站而达到全球通信的效果，同步卫星就是放在天空上的中继站，基本上三个同步卫星就可以实现全球通信

脑图时刻

中继器

5-4-3规则的意思是5 指的是最多不超过五个网段，每一个中继器两端连接的是两个网段，四指的是在这五个网段内只有四个物理层设备，只有三个段可以挂计算机

集线器

集线器使用的类似于广播的形式，当多个主机发送信息给同一个主机的时候，需要经过集线器，此时就容易发生碰撞，遇到碰撞先停下休息一会，然后在等一个随机的时间发送数据，直到不发生碰撞为止，集线器在一个时钟周期内只能传输一组信息，只能实现一组的通信

第二章总结

首先介绍了概念，主要解决了如何在连接计算机的传输媒体上传输数据bit流，因此物理层的主要任务就是确定与传输媒体有关接口的特性，也就定义了接口上的一些标准，这些特性分为四种 机械特性，电气特性，功能特性，规程特性，主要是电气特性以及功能特性比较容易混淆，信道是一个有方向性的概念，你可以往我这里传你就有一个信道 我可以往你那里传同样也有一个信道，然后产生三种通信方式，单工，半双工，双工，串行和并行的主要区别就是对于一些列的bit是一个个发送还是一次发送多个bit，数字和模拟主要是说这个信号的波形是连续的还是离散的，基带信号就是一个数字信号直接传到信道上去，宽带信号就是把基带信号进行调制，调制成模拟信号在放到模拟信道上进行传输，传输的过程就是宽带传输，编码和调制的主要区别就是看最后是数字信号还是模拟信号

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