不怕娜
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【计算机网络笔记】物理层——物理介质

系列文章目录

什么是计算机网络？
什么是网络协议？
计算机网络的结构
数据交换之电路交换
数据交换之报文交换和分组交换
分组交换 vs 电路交换
计算机网络性能（1）——速率、带宽、延迟
计算机网络性能（2）——时延带宽积、丢包率、吞吐量/率
计算机网络体系结构概念
OSI参考模型基本概念
OSI参考模型中非端-端层（物理层、数据链路层、网络层）功能介绍
OSI参考模型中端-端层（传输层、会话层、表示层、应用层）功能介绍
TCP/IP参考模型基本概念，包括五层参考模型
网络应用的体系结构
网络应用进程通信
网络应用对传输服务的需求
Web应用之HTTP协议（涉及HTTP连接类型和HTTP消息格式）
Cookie技术
Web缓存/代理服务器技术
传输层服务概述、传输层 vs. 网络层
传输层——多路复用和多路分用
传输层——UDP简介
传输层——可靠数据传输原理之Rdt协议
传输层——可靠数据传输之流水线机制与滑动窗口协议
传输层——TCP特点与段结构
传输层——TCP的可靠数据传输
TCP连接管理（图解三次握手和四次挥手）
传输层——拥塞控制原理与解决方法
TCP的拥塞控制机制
网络层服务与核心功能
网络层服务模型——虚电路网络
网络层服务模型——数据报网络
Internet网络的网络层——IP协议之IP数据报的结构
IP分片
IP编址与有类IP地址
IP子网划分与子网掩码
CIDR与路由聚合
DHCP协议
网络地址转换(NAT)
ICMP（互联网控制报文协议）
IPv6简介
路由算法之链路状态路由算法
路由算法之距离向量路由算法
路由算法之层次路由
数据链路层概述
数据链路层——差错编码
多路访问控制(MAC)协议——随机访问MAC协议
ARP协议
以太网
交换机
虚拟局域网(VLAN)
PPP协议
802.11无线局域网
物理层——数据通信基础

  • 系列文章目录
  • 导引型传输介质
  • 非导引型传输介质

二进制数据最终是以信号的形式来传输的，信号就在物理媒介或者说物理介质上传输。

在网络中，可以把物理介质大致分为两大类：导引型传输介质、非导引型传输介质

导引型传输介质

可以理解为这个介质本身到达什么样的物理空间，信号才能被引导到那个空间去。

导引型传输介质包括有线介质和部分无线介质。

  • 架空明线

    【计算机网络笔记】物理层——物理介质_第1张图片

  • 双绞线

    • 主要用于基带传输

    • 比较多见，比如家里、实验室、宿舍等等

    • 分为屏蔽双绞线STP(Shielded Twisted Pair)和非屏蔽双绞线UTP(Unshielded Twisted Pair)。非屏蔽双绞线用得多

      【计算机网络笔记】物理层——物理介质_第2张图片

    • 对于非屏蔽双绞线又可以分类：

      【计算机网络笔记】物理层——物理介质_第3张图片

  • 同轴电缆

    【计算机网络笔记】物理层——物理介质_第4张图片

    • 早期用得多，现在用得很少，但生活中还是用得到的。比如家里的电视
    • 主要用于频带传输

  • 光纤

    • 现在应用非常广泛
    • 基本原理：光的全反射
    • 分为：多模光纤和单模光纤两类。多模光纤的纤芯比较粗，成本较低，常用于短距离通信。单模光纤与之相反

非导引型传输介质

信号的传播不受限与物理上的介质的范围。最具有代表性的是无线电传播。简单来说无线信号的传输方式对应非导引型传输介质。由于这种传播并没有通常意义上的一个物理介质，所以可以说是自由空间的传播。

不同频段具有不同传播特性。下面这张表列举了一些频段以及业界给定的名称和典型应用：

【计算机网络笔记】物理层——物理介质_第5张图片

  • 地波传播

    • 频率较低(大约2 MH以下)的电磁波趋于沿地球表面传播
    • 有一定的绕射能力
    • 在低频和甚低频段，地波传播距离可以超过数百米或数千公里

  • 天波传播

    • 电离层，距离地表约60~400km高度
    • 频率较高 (大约在2~30MHz之间)的电磁波会被电离层反射
    • 电离层的密度和厚度随时间随机变化
    • 电磁波可以传播10000km以上
    • 随参信道。也就是说随机性很强

  • 视线传播

    • 频率高于30MHz的电磁波将穿透电离层，不会被反射回来
    • 沿地面绕射能力也很弱
    • 通常采用视线无障碍的点对点直线传播
    • 可以设立地面中继站或卫星中继站进行接力传输

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