同步发布：Hedon丨计算机网络丨（二）链路层 （排版更佳！）
1. 作用
物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。
物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使物理层上层的数据链路层感觉不到差异，这样就可以使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务。
2. 传输介质
2.1 电信领域使用的电磁波的频谱
2.2. 导引型传输媒体
电磁波被导引沿着固体媒体传播。
双绞线
- 用于模拟传输和数字传输。
同轴电缆
- 很好的抗干扰性——用于传输较高速率的数据。
光缆
-
光线在光纤中的折射
当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角将大于入射角。因此，如果入射角足够大，就会出现全反射，光也就沿着光纤传输下去。
-
光波在纤芯中的传播
只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某个临界角度，就可产生全反射。
2.3 非导引型传输媒体
无线传播。
短波通信
- (即高频通信)主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差，传输速率低。
微波通信
- 微波在空间主要是直线传播。
- 传统有两种方式：
- 地面微波接力通信
- 卫星通信
- 陆地微波
红外通信
激光通信
3. 信道复用技术
信道：一个用来表示向某一个方向传送信息的媒体。
3.1 频分复用 FDM
- 相同时间使用不同资源
3.2 时分复用 TDM
- 不同时间使用全部资源
- 更有利于数字信号的传输
- 可能会浪费线路资源（你时间给我，但是我不需要用）
3.3 统计时分复用 STDM
- 按需动态分配时隙。
- 可以提高线路的利用率。
3.4 波分复用 WDM
- 波分复用就是用光的频分复用。
- 使用一根光纤来同时传导多个光载波信号。
3.5 码分多址 CDMA
4. 封装成帧
- “帧”是数据链路层数据的基本单位。
- 发送端在网络层的一段数据前后添加特定标记形成“帧”。
- 接收端根据前后特定标记识别出“帧”。
5. 透明传输
透明：某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。
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字节填充 —— 添加转义符
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字符填充
6. 差错检测
6.1 奇偶校验码
- 传输方将传输的数据的比特流补成偶数个 1 ，接收方根据传输方加的那个比特位来判断数据是否出错。
- 出现偶数次差错就检查不出来。
- 只能知道有错，不知道错在哪。
6.2 循环冗余校验码 CRC
- 一种根据传输或保存的数据而产生固定位数校验码的方法。
- 检测数据传输或者保存后可能出现的错误。
- 生成的数字计算出来并且附加到数据后面。
△ 模“2”除法 -> 异或
操作过程
- 选定一个用于校验的多项式 G(x)，并在数据尾部添加 r 个0
- 将添加 r 个 0 后的数据，使用模“2”除法除以多项式的位串
- 得到的余数填充在原数据 r 个 0 的位置得到可校验的位串
示例
使用 CRC 计算 101001 的可校验位串。
[发送方]
① 选定一个用户校验的多项式 G(x) = x3 + x2 + 1，（它的二进制位串为 1101，最高阶为 r=3），并在数据尾部添加 r 个 0，
也就是 101001 -> 101001000
② 将添加 r 个0后的数据（101001000），使用模“2”除法除以多项式的位串（1101）
③ 得到的余数填充在原数据 r 个 0 的位置得到可校验的位串
也就是 101001000 -> 101001001
[接收方]
④ 接收端接收的数据除以 G(x) 的位串，根据余数判断出错。如果余数是 0，表明数据传输过程中没有出错。
