‘壹’ 计算机网络——2.物理层
确定与传输媒体的 接口 的一些特性，解决在各种传输媒体上传输 比特流 的问题
1.机械特性 ：接口的形状尺寸大小。
2.电气特性 ：在接口电缆上的各条线的电压范围。
3.功能特性 ：在某一条线上出现的某个电平电压表示的意义。
4.过程特性 ：对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
传输媒体主要可以分为 导引型传输媒体 和 非导引型传输媒体 ：
导引型传输媒体 ：信号沿着固体媒体(铜线或光纤，双绞线)进行传输， 有线传输 。
非导引型传输媒体 ：信号在自由空间传输，常为 无线传输 。
数据通信系统：包括 源系统 (发送方)， 传输系统 (传输网络)， 目的系统 (接收方)。
一般来说源系统发出的信号(数字比特流)不适合直接在传输系统上直接传输，需要转化(模拟信号)。
调制 ：数字比特流-模拟信号
解调 ：模拟信号-数字比特流
数据 ——运送消息的实体。
信号 ——数据的电气化或电磁化的表现。
模拟信号 ——代表消息的参数的取值是 连续 的。
数字信号 ——代表消息的参数的取值是 离散 的。
码元 ——在使用时间域代表不同离散值的基本波形。
信道 ：表示向某一个方向传送信息的媒体。
单向通信(单工通信) ：只有一个方向的通信，不能反方向。
双向交替通信(半双工通信) ：能两个方向通信，但是不能同时。
双向同时通信(全双工通信) ：能同时在两个方向进行通信。
基带信号 ：来自信源的信号(源系统发送的比特流)。
基带调制 ：对基带信号的波形进行变换，使之适应信道。调制后的信号仍是基带信号。基带调制的过程叫做 编码 。
带通调制 ：使用载波进行调制，把基带信号的频率调高，并转换为模拟信号。调制后的信号是 带通信号 。
1.归零制 ：两个相邻信号中间信号记录电流要恢复到 零电平 。 正脉冲表示1，负脉冲表示0 。在归零制中，相邻两个信号之间这段磁层未被磁化，因此在写入信息之前必须去磁。
2.不归零制 ： 正电平代表1，负电平代表0 ，不用恢复到零电平。难以分辨开始和结束，连续记录0或者1时必须要有时钟同步，容易出现直流分量出错。
3.曼彻斯特编码 ：在每一位中间都有一个跳变。 低->高表示0，高->低表示1 。
4.差分曼彻斯特编码 ：在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表0，没有跳变代表1。 位中间的跳变代表时钟，位前跳变代表数据 。
调幅（ AM ）：载波的 振幅 随着基带数字信号而变化。
调频（ FM ）：载波的 频率 随着基带数字信号而变化。
调相（ PM ）：载波的 初始相位 随着基带数字信号而变化。
失真 ：发送方的数据和接收方的数据并不完全一样。
限制码元在信道上的传输速率的因素：信道能够通过的 频率范围 ； 信噪比 。
码间串扰 ：由于系统特性，导致前后码元的波形畸变。
理想低通信号的最高码元传输速率为 2W ，单位是波特，W是理想低通信道的 带宽 ，理想带通特性信道的最高码元传输速率为W。
信噪比 ：信号的平均功率与噪声的平均功率的比值，单位是 dB ， 值=10log10(S/N) 。
信噪比对信道的 极限 信息传输速率的影响：速率 C=Wlog2(1+S/N)——香农公式 ，单位为 bit/s 。
信噪比越大，极限传输速率越高。实际速率比极限速率低不少。还可以用编码的方式来提高速率(让一个码元携带更多的比特量)。
所谓 复用 就是一种将若干个彼此独立的信号合并成一个可以在 同一信道 上同时传输的 复合信号 的方法。
比如，传输的语音信号的频谱一般在300~3400Hz内，为了使若干个这种信号能在 同一信道（相当于共享信道，能够降低成本，提高利用率） 上传输，可以把它们的频谱调制到不同的频段，合并在一起而不致相互影响，并能在接收端彼此分离开来（ 分用 ）。
信道复用技术就是将一个物理信道按照一定的机制划分多个互不干扰互不影响的逻辑信道。信道复用技术可分为以下几种： 频分复用，时分复用和统计时分复用，波分复用，码分复用 。
1.频分复用技术FDM（也叫做频分多路复用技术）： 条件是传送的信号的带宽是有限的，而 信道的带宽要远远大于信号的带宽 ，然后采用 不同频率 进行调制的方法，是各个信号在信道上错开。频分复用的各路信号是在 时间 上重叠而在 频谱 上不重叠的信号。将整个带宽分为多份，用户分配一定的带宽后通信过程 自始至终都占用 这个频带。另外，为保证各个子信道传输不受干扰，可以设立 隔离带 。
2.时分复用技术TDM：采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号。 也就是在信道带宽上划分出几个子信道后，A用户在某一段时间使用子信道1，用完之后将子信道1释放让给用户B使用，以此类推。将整个信道传输时间划分成若干个时间片（时隙），这些时间片叫做 时分复用帧 。每一个时分用户在每一个TDM帧中占用 固定时序 的时隙。
4.波分复用技术WDM： 将两种或多种不同波长的光载波信号在发送端经过 复用器汇合 在一起，并耦合到光线路的 同一根光纤 中进行传输，在接收端经过 分波器 将各种波长的光载波分离进行 恢复 。整个过程类似于频分复用技术的共享信道。波分复用其实就是光的频分复用。
1.比特时间，码片
1比特时间就是发送 1比特 需要的时间，如数据率是10Mb/s，则100比特时间就等于10微秒。
每一个比特时间划分为m个短的间隔，称为码片。每个站被指派一个唯一的m bit 的码片序列（例如S站的8 bit 码片序列是00011011）。
如果发送 比特1 ，则发送自己的m bit 码片序列。如果发送 比特0 ，则发送该码片序列的二进制反码。
S站的码片序列：（-1，-1，-1，+1，+1，-1，+1，+1） -1代表0，+1代表1
用户发送的信号先受 基带数字信号 的调试，又受 地址码 的调试。就比如数据发送后受到基带数字信号的调试之后变为10，然后又受到地址码的调试后1就变为了00011011（上面的S站码片序列），0就变成了11100100。
由于每个比特要转换成m个比特的码片序列，因此原本S站的数据率b bit/s要提高到mb bit/s，同时S站所占用的频带宽度也提高到原本数值的m倍。这种方式是扩频通信中的一种。
扩频通信通常有两大类：直接序列扩频DSSS（上述方式）；跳频扩频FHSS。
2.码分多址（CDMA）
CDMA的重要特点 ：每个站分配的码片序列不仅必须 各不相同 ，并且还必须 相互正交 。在实用系统中使用的是 伪随机码序列 。
码片的互相 正交 的关系：令向量S表示站S的码片向量，令T表示其他任何站的码片向量。两个不同站的码片序列正交，就是向量S和T的 规格化内积 等于0。
即S T=（S1 T1+S2 T2+......Sm Tm）/m（其实就相当于 两个向量垂直 ，/m对结果其实也没多大关系）
推论 ： 1. 一个码片向量和另一码片反码的向量的规格化内积值为0（如果ST=0,那么ST'也=0）
2. 任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1，即S S=1
3. 一个码片向量和该码片向量的规格化内积值是-1，即S S'=-1
CDMA的工作原理：
用一个列子来说明，假设S站的码片序列为（-1，-1，-1，+1，+1，-1，+1，+1），S站的扩频信号为Sx，即若数据比特=1那么S站发送的是码片序列本身Sx=S，若数据比特=0那么S站发送的是码片序列的反码Sx=S’。T站的码片序列为（-1，-1，+1，-1，+1，+1，+1，-1），T站的扩频信号为Tx。因为所有的站都使用相同的频率，因此每一个站都能够收到所有的站发送的扩频信号。所有的站收到的都是叠加的信号 Sx+Tx 。
当接收站打算收S站发送的信号时，就用S站的码片序列与收到的信号求规格化内积，即S （Sx+Tx）=S Sx+S Tx。前者等于+1或0，后者一定等于0，具体看下面（参考上面的 CDMA的工作原理 ）：
当数据比特=1时，Sx=S，那么S Sx=S S=1；同理 ，当数据比特=0时，Sx=S’，那么S Sx=S S’=0
当数据比特=1时，Tx=S，那么S Tx=S T=0（参考上面 码片序列的正交关系 ）；同理 ，当数据比特=0时，Sx=S’，那么S Tx=S*T’=0
‘贰’ 计算机网络发展的四个阶段是如何划分的
计算机网络发展的四个阶段：第一代计算机网络---远程终端联机阶段；第二代计算机网络---计算机网络阶段；第三代计算机网络---计算机网络互联阶段；第四代计算机网络---国际互联网与信息高速公路阶段。
1、第一阶段：计算机技术与通信技术相结合，形成了初级的计算机网络模型。此阶段网络应用主要目的是提供网络通信、保障网络连通。这个阶段的网络严格说来仍然是多用户系统的变种。
2、第二阶段：在计算机通信网络的基础上，实现了网络体系结构与协议完整的计算机网络。此阶段网络应用的主要目的是：提供网络通信、保障网络连通，网络数据共享和网络硬件设备共享。这个阶段的里程碑是美国国防部的ARPAnet网络。
3、第三阶段：计算机解决了计算机联网与互连标准化的问题，提出了符合计算机网络国际标准的“开放式系统互连参考模型（OSIRM）”，从而极大地促进了计算机网络技术的发展。此阶段网络应用已经发展到为企业提供信息共享服务的信息服务时代。
4、第四阶段：计算机网络向互连、高速、智能化和全球化发展，并且迅速得到普及，实现了全球化的广泛应用。代表作是Internet。
(2)计算机网络频分扩展阅读：
计算机网络类型：
1、局域网
（LocalAreaNetwork；LAN）通常我们常见的“LAN”就是指局域网，这是我们最常见、应用最广的一种网络。局域网随着整个计算机网络技术的发展和提高得到充分的应用和普及，几乎每个单位都有自己的局域网，有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。
2、城域网
（MetropolitanAreaNetwork；MAN）这种网络一般来说是在一个城市，但不在同一地理小区范围内的计算机互联。城域网多采用ATM技术做骨干网。ATM是一个用于数据、语音、视频以及多媒体应用程序的高速网络传输方法。
3、广域网
（WideAreaNetwork；WAN）这种网络也称为远程网，所覆盖的范围比城域网（MAN）更广，它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围可从几百公里到几千公里。
4、互联网
互联网，英文是internet，又称国际网络，属于传媒领域。指的是是网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组通用的协议相连，形成逻辑上的单一巨大国际网络。互联网始于1969年美国的阿帕网。通常internet泛指互联网，而Internet则特指因特网。
‘叁’ 计算机网络入门知识
计算机网络 课程的特点是计算机技术与通信技术的结合,从事计算机网络课程教学的教师应具备计算机网络建设、管理和研究的背景。下面是我整理的一些关于计算机网络入门知识的相关资料，供你参考。
计算机网络入门知识大全
一、计算机网络基础
对“计算机网络”这个概念的理解和定义，随着计算机网络本身的发展，人们提出了各种不同的观点。
早期的计算机系统是高度集中的，所有的设备安装在单独的大房间中，后来出现了批处理和分时系统，分时系统所连接的多个终端必须紧接着主计算机。50年代中后期，许多系统都将地理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机上，这样就出现了第一代计算机网络。
第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机定票系统。
终端：一台计算机的外部设备包括CRT控制器和键盘，无GPU内存。
随着远程终端的增多，在主机前增加了前端机FEP当时，人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来，实现远程信息处理或近一步达到资源共享的系统”，但这样的通信系统己具备了通信的雏形。
第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来，为用户提供服务，兴起于60年代后期，典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPAnet。
主机之间不是直接用线路相连，而是接口报文处理机IMP转接后互联的。IMP和它们之间互联的.通信线路一起负责主机间的通信任务，构成了通信子网。通信子网互联的主机负责运行程序，提供资源共享，组成了资源子网。
两个主机间通信时对传送信息内容的理解，信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必须遵守一个共同的约定，称为协议。
在ARPA网中，将协议按功能分成了若干层次，如何分层，以及各层中具体采用的协议的总和，称为网络体系结构，体系结构是个抽象的概念，其具体实现是通过特定的硬件和软件来完成的。
70年代至80年代中第二代网络得到迅猛的发展。
第二代网络以通信子网为中心。这个时期，网络概念为“以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体”，形成了计算机网络的基本概念。
第三代计算机网络是具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。
IS0在1984年颁布了0SI/RM，该模型分为七个层次，也称为0SI七层模型，公认为新一代计算机网络体系结构的基础。为普及局域网奠定了基础。(^60090922a^1)
70年代后，由于大规模集成电路出现，局域网由于投资少，方便灵活而得到了广泛的应用和迅猛的发展，与广域网相比有共性，如分层的体系结构，又有不同的特性，如局域网为节省费用而不采用存储转发的方式，而是由单个的广播信道来连结网上计算机。
第四代计算机网络从80年代末开始，局域网技术发展成熟，出现光纤及高速网络技术，多媒体，智能网络，整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统，发展为以Internet为代表的互联网。
计算机网络：将多个具有独立工作能力的计算机系统通过通信设备和线路由功能完善的网络软件实现资源共享和数据通信的系统。
从定义中看出涉及到三个方面的问题：
(1)至少两台计算机互联。
(2)通信设备与线路介质。
(3)网络软件，通信协议和NOS
二、计算机网络的分类
用于计算机网络分类的标准很多，如拓扑结构，应用协议等。但是这些标准只能反映网络某方面的特征，最能反映网络技术本质特征的分类标准是分布距离，按分布距离分为LAN，MAN，WAN，Internet。
1.局域网
几米——10公里。小型机，微机大量推广后发展起来的，配置容易，速率高，4Mbps～2GbpS。 位于一个建筑物或一个单位内，不存在寻径问题，不包括网络层。
2.都市网
10公里——100公里。对一个城市的LAN互联，采用IEEE802.6标准，50Kbps～l00Kbps，位于一座城市中。
3.广域网
也称为远程网，几百公里——几千公里。发展较早，租用专线，通过IMP和线路连接起来，构成网状结构，解决循径问题，速率为9.6Kbps～45Mbps 如：邮电部的CHINANET，CHINAPAC，和CHINADDN网。
4.互联网
并不是一种具体的网络技术，它是将不同的物理网络技术按某种协议统一起来的一种高层技术。
三、局域网的特征
局域网分布范围小，投资少，配置简单等，具有如下特征：
(1)传输速率高：一般为1Mbps--20Mbps，光纤高速网可达100Mbps，1000MbpS
(2)支持传输介质种类多。
(3)通信处理一般由网卡完成。
(4)传输质量好，误码率低。
(5)有规则的拓扑结构。
四、局域网的组成
局域网一般由服务器、工作站、网卡和传输介质四部分组成。
1.服务器
运行网络0S，提供硬盘、文件数据及打印机共享等服务功能，是网络控制的核心。
从应用来说较高配置的普通486以上的兼容机都可以用于文件服务器，但从提高网络的整体性能，尤其是从网络的系统稳定性来说，还是选用专用服务器为宜。
目前常见的NOS主要有Netware，Unix和Windows NT三种。
(1)Netware：
流行版本V3.12，V4.11，V5.0，对硬件要求低，应用环境与DOS相似，技术完善，可靠，支持多种工作站和协议，适于局域网操作系统，作为文件服务器，打印服务器性能好。
(2)Unix：
一种典型的32位多用户的NOS，主要应用于超级小型机，大型机上，目前常用版本有Unix SUR4.0。支持网络文件系统服务，提供数据等应用，功能强大，不易掌握，命令复杂，由AT&T和SCO公司推出。
(3)Windows NT Server 4.0：
一种面向分布式图形应用程序的完整平台系统，界面与Win95相似，易于安装和管理，且集成了Internet网络管理工具，前景广阔。
服务器分为文件服务器，打印服务器，数据库服务器，在Internet网上，还有Web，FTP，E-mail等服务器。
网络0S朝着能支持多种通信协议，多种网卡和工作站的方向发展。
2.工作站
可以有自己的0S，独立工作;通过运行工作站网络软件，访问Server共享资源，常见有DOS工作站，Windows 95工作站。
3.网卡
将工作站式服务器连到网络上，实现资源共享和相互通信，数据转换和电信号匹配。
网卡(NTC)的分类：
(1)速率：10Mbps，100Mbps
(2)总线类型：ISA/PCI
(3)传输介质接口：
单口：BNC(细缆)或RJ-45(双绞线)。(^60090922b^2)
4.传输介质
目前常用的传输介质有双绞线，同轴电缆，光纤等。
(1)双绞线(TP)：
将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低干扰，每对相互扭绕而成。分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。局域网中UTP分为3类，4类，5类和超5类四种。
以AMP公司为例：
3类：10Mbps，皮薄，皮上注“cat3”，箱上注“3类”，305米/箱，400元/箱。
4类：网络中用的不多。
5类：(超5类)100Mbps，10Mbps，皮厚，匝密，皮上注“cat5”，箱上注5类，305米/箱，600—700元/箱(每段100米，接4个中继器，最大500米)。
接线顺序：
正常： 白桔 桔 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕
(对应) 1 2 3 4 5 6 7 8
集联： 白绿 绿 白桔 棕 白棕 桔 白蓝 蓝
(对应) 1 2 3 4 5 6 7 8
STP：内部与UTP相同，外包铝箔，Apple，IBM公司网络产品要求使用STP双绞线，速率高，价格贵。
(2)同轴电缆：
由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成，两导体间用绝缘材料隔开。
按直径分为粗缆和细缆。
粗缆：传输距离长，性能高但成本高，使用于大型局域网干线，连接时两端需终接器。
A.粗缆与外部收发器相连。
B.收发器与网卡之间用AUI电缆相连。
C.网卡必须有AUI接口：每段500米，100个用户，4个中继器可达2500米，收发器之间最小2.5米，收发器电缆最大50米。
细缆：传输距离短，相对便宜，用T型头，与BNC网卡相连，两端安50欧终端电阻。
每段185米，4个中继器，最大925米，每段30个用户，T型头之间最小0.5米。 按传输频带分为基带和宽带传输。
基带：数字信号，信号占整个信道，同一时间内能传送一种信号。
宽带：传送的是不同频率的信号。
(3)光纤：
应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。分为单模光纤和多模光纤。绝缘保密性好。
单模光纤：由激光作光源，仅有一条光通路，传输距离长，2公里以上。
多模光纤：由二极管发光，低速短距离，2公里以内。
五、局域网的几种工作模式
1.专用服务器结构(Server-Baseb)
又称为“工作站/文件服务器”结构，由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成工作站存取服务器文件，共享存储设备。
文件服务器自然以共享磁盘文件为主要目的。 对于一般的数据传递来说已经够用了，但是当数据库系统和其他复杂而被不断增加的用户使用的应用系统到来的时候，服务器已经不能承担这样的任务了，因为随着用户的增多，为每个用户服务的程序也增多，每个程序都是独立运行的大文件，给用户感觉极慢，因此产生了客户机/服务器模式。
2.客户机/服务器模式(client/server)
其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取，称为服务器，而将其他的应用处理工作分散到网络中其他微机上去做，构成分布式的处理系统，服务器控制管理数据的能力己由文件管理方式上升为数据库管理方式，因此，C/S由的服务器也称为数据库服务器，注重于数据定义及存取安全后备及还原，并发控制及事务管理，执行诸如选择检索和索引排序等数据库管理功能，它有足够的能力做到把通过其处理后用户所需的那一部分数据而不是整个文件通过网络传送到客户机去，减轻了网络的传输负荷。C/S结构是数据库技术的发展和普遍应用与局域网技术发展相结合的结果。
‘肆’ 计算机网络按照信号频带占有方法来划分为
计算机网络按照信号频带占用的方式可分为基带网和宽带网。
未经调制的原始数字信号称为“基带信号”，传输此类信号的网络称为“基带网”。正弦波经过数字信号调制后，可得到一个具有固定频率的模拟信号，称为调制信号。传输具有不同频率调制信号的网络称为“宽带网”。
基带是一个将直流脉冲直接应用到电缆以传输数字信号的传输方法。这个离散信号由表示二进制1和O(和存放编码形式的二进制信息)的高电压或低电压脉冲组成。在基带方式中，电压脉冲直接加到电缆，并且使用电缆的整个信号频率范围。基带网络通常只局限于本地区域。以太网是一个一次只传输一个信号的基带网络。
基带传输系统上的直流信号往往因为衰减和其他因素而随距离的增加逐渐变弱。此外,由汽车、日光灯以及其他电气设备产生的电场引起的外部干扰也可进一步破坏该信号。数据传输速率越高,信号就越容易衰变。因此,各种网络标准(如以太网)便指定了电缆类型、电缆屏蔽、电缆距离、传输速率以及其他一些为确保高质量服务而必须遵守的细节。
将基带传输与宽带传输加以比较。大多数人认为宽带是高于电话线路上所能传输的任何数据速率。即对标准线路使用56kbit/s或对ISDN使用l28kbit/s。宽带传输中，来自多条信道的无线信号调制到不同的“载波”频率上，带宽被划分为不同信道，每个信道上的频率范围一定,分别用于发送、接收和传输不同类型的信息和数据。
‘伍’ 请问计算机网络中说的频分复用是什么意思啊
频分复用是指一条线路给多个用户共同使用，按照频率分割给各个用户，收音机就是个例子，你在调台时候就是调节接受的频率，所有的信号共用“无线”这个载体。
‘陆’ 计算机网络中采用的最基本的多路复用技术是频分还是时分
频分