
一、物理层
核心职责 :在传输介质上实现比特流的透明传输(不考虑数据含义,只关注0/1传输)
四大核心功能 :
① 定义接口特性(机械、电气、功能、规程)
② 定义传输模式(单工/半双工/全双工)
③ 定义传输速率(带宽、波特率、比特率)
④ 比特同步与编码
传输介质 :
有线介质:双绞线(UTP/STP)、同轴电缆、光纤(单模/多模)
无线介质:无线电波(Wi-Fi)、微波、红外线
数字信号编码 :
数据通信基础:
模拟信号 vs 数字信号:
模拟信号:连续波形(如电话语音)
数字信号:离散脉冲(如计算机数据)
调制与编码:
调制:数字信号→模拟信号(如QAM用于Wi-Fi)
编码:数字信号→数字信号(如曼彻斯特编码用于以太网)
信道复用技术:
频分复用(FDM):不同频率划分信道(如广播电视)
时分复用(TDM):固定时隙轮流占用(传统电话网络)
码分复用(CDM):正交码片序列区分用户(CDMA移动通信)
物理层设备:
中继器(Repeater):放大信号,延伸传输距离(不超过5个中继器,4个网段)
集线器(Hub):多端口中继器,所有端口处于同一冲突域
二、 数据链路层
数据链路层协议根据链路的特性分为三类:
点对点协议(PPP) :(只能全双工)常用于拨号网络和广域网,提供简单的封装和错误检测。
局域网协议 (如以太网):在局域网环境下使用,以太网协议采用CSMA/CD 机制进行冲突检测。
无线局域网协议 (如802.11):采用CSMA/CA避免冲突,提供可靠的无线数据传输。
网桥 vs 交换机:都是数据链路层
网桥:基于MAC地址转发帧,分割冲突域(已淘汰)。
交换机:多端口网桥,每个端口为独立冲突域,支持全双工通信。
例题6:一个16端口交换机的冲突域数量是?
答案:16个(每个端口一个冲突域)

根据交换机的帧转发方式,交换机可以分为以下3类:
1、直接交换方式
直接交换方式中,交换机只要接收并检测到目的地址字段就立即将该帧转发出去,而不管这一帧数据是否出错。帧出错检测任务由结点主机完成。这种交换方式的优点是交换延迟时间短,缺点是缺乏差错检测能力,不支持不同输入/输出速率的端口之间的帧转发。
2、存储转发交换方式
存储转发交换方式中,交换机首先完整的接收发送帧,并先进行差错检测。如接收帧是正确的,则根据帧目的地址确定输出端口号,再转发出去。这种交换方式的优点是具有帧差错检测能力,并能支持不同输入/输出速率的端口之间的帧转发,缺点是交换延迟时间将会增长。
3、改进直接交换方式
改进的直接交换方式则将二者结合起来,它在接收到帧的前64个字节后,判断Ethernet帧的帧头字段是否正确,如果正确则转发
拓展关于海明码的知识:
三、网路层
IP地址与子网划分
IP地址:
IPv4 使用32位地址,共4个字节(如:192.168.1.1)。
IPv6 使用128位地址(如:2001:0db8::1428:57ab)。
子网划分:
使用子网掩码划分网络和主机。
常用格式:CIDR(Classless Inter-Domain Routing)表示法,例如 192.168.1.0/24。
📖 常用子网掩码示例
CIDR 表示法 子网掩码 可用主机数
/24 255.255.255.0 254
/25 255.255.255.128 126
/26 255.255.255.192 62
解析:
IP地址 192.168.10.17/28 中的 /28 表示子网掩码的前28位为1,剩下的4位为0。
子网掩码就是:
255.255.255.240
转换成二进制:
11111111.11111111.11111111.11110000
前28位是网络部分,后4位是主机部分。
子网中主机部分的4位,可以表示的地址数量为:2的4次方=16
这16个地址包括:
1个网络地址:标识子网本身
1个广播地址:用于向子网中的所有主机发送消息
14个可用地址:用于分配给设备
网络156.26.0.0/28的广播地址是( )
A. 156.26.255.255
B. 156.26.0.16
C. 156.26.0.15
D. 156.26.0.255
正确答案: C:156.26.0.15;
解析:主机号全为1的是广播地址

未完待续~