计算机网络期末总复习

碎碎念

在进行计算机网络课程的复习记录时，我遇到了一个意料之外的情况。起初，我计划严格按照课程顺序，逐章节进行深入复习并记录。然而，在复习过程中，我意识到教师强调的重点与考研考核的核心内容存在偏差。鉴于此，我决定对考研复习部分做临时调整，尽管已着手撰写的数据链路层内容已近半，这一变动实属无奈。但请放心，这部分内容未来必定会得到补充，毕竟408考试的重要性不言而喻。

因此，当前阶段我将优先学习并分享针对期末考试的复习资料，基本依据教师所划重点进行，以确保复习的针对性与效率。本文目前正处于持续更新状态，目的是为了避免因内容分散而造成的冗余。原计划是完成后再统一发布，但考虑个人复习进度的实际情况，决定提前分享。目前文章前端已涵盖教师重点标示的详细内容，可供大家参考使用。

考点总览

第1章 概述（基本概念）

• 计算机网络的定义，特点，互联网概述及其组成
• 速率（bit/s），带宽，吞吐量，时延（包括发送时延、传播时延、处理时延、排队时延），时延带宽积，往返时间（RTT）
• 电路交换，报文交换，分组交换，交换方式的比较
• 分层的概念和优点，OSI/RM和TCP/IP体系结构的比较
• 应用层，运输层（TCP/UDP），网际层（IP），数据链路层，物理层
• 信道利用率的概念，网络利用率的概念，两者之间的区别
• 应用层，运输层，网际层，数据链路层，物理层
• TCP/IP模型的层次结构，每层的功能和协议

第2章 物理层（基本概念）

• 物理层基本概念与特性
• 数据通信系统模型
• 编码方式（不归零制、归零制、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码）
• 信道基本概念（单工、半双工、全双工通信，基带信号与带通信号）
• 信道极限容量（奈氏准则、信噪比、香农公式）
• 信道复用技术（频分复用、时分复用、波分复用、码分复用）重点
• 传输媒体（导引型与非导引型）

第3章 数据链路层（大题重点）

• 数据链路层地位与作用
• 数据链路与帧
• 点对点协议 PPP
• 局域网数据链路层
• 透明传输（字节填充、字符填充）
• CRC 冗余码计算
• 三个基本问题（封装成帧、透明传输、差错控制）
• CSMA/CD 协议（原理、要点、工作流程）
• 以太网的信道利用率与碰撞检测
• 传播时延计算
• 以太网的 MAC 层
• 以太网自学习功能

第4章 网络层（都是重点）

• 网络层基本概念（虚电路与数据报服务对比）
• 软件定义网络 SDN
• 使用中间设备进行互联
• IP 地址（表示方法、结构、分类、CIDR、特殊IP地址、各类IP地址范围、超网构造）大题
• ARP 协议（流程、使用两个地址的原因）
• IP 数据报首部字段、分片、基于终点的转发
• IPv6 表示方法、从 IPv4 到 IPv6 的过渡
• 路由选择协议（RIP、OSPF）
• IP 多播基本概念、协议
• 虚拟专用网 VPN 与网络地址转换 NAT

第5章 运输层（都是重点）

• 运输层协议概述：进程间通信、UDP和TCP的主要特点、端口的作用
• 用户数据报协议UDP：无连接、尽最大努力交付、首部格式、与TCP的区别、典型应用
• 传输控制协议TCP：面向连接、可靠交付、全双工通信、面向字节流、连接的建立和释放、报文段首部格式
• 可靠传输的工作原理：停止等待协议、连续ARQ协议、信道利用率计算
• TCP可靠传输的实现：三段握手、同步位、终止位、最大报文段长度MSS
• TCP流量控制：滑动窗口机制、发送缓存与发送窗口的关系、可变窗口流量控制举例
• TCP拥塞控制：拥塞控制定义、拥塞控制算法、慢开始和拥塞避免控制举例
• TCP连接管理：TCP状态转换、有限状态机、连接的建立和释放、四报文握手过程
• 计算时间部分：RTT测量、超时重传时间RTO设置

第6章 应用层（无大重点）

• 域名系统 DNS
• 文件传送协议
• 远程终端协议 TELNET
• 万维网 WWW
• 电子邮件
• 动态主机配置协议 DHCP
• 简单网络管理协议 SNMP
• 应用进程跨越网络的通信
• P2P 应用

第9章 无线网络和移动网络（看看）

• 大致看看，没重点（反正老师是这么说的）

第一章：概述

定义和特点

• 定义: 计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件设备通过通信媒介互联而成,这些硬件设备并非专门用来实现某一特定目的,如传送数据或视频信号。它们能够传送多种不同类型的数据,并支持广泛的应用。
• 特点:
  • 可扩展性: 网络可以灵活地添加或移除设备。
  • 可编程性: 网络设备包含中央处理器,可以根据需求执行不同的任务。
  • 互操作性: 不同的网络设备和系统能够互相通信和协作。
  • 分布式: 网络中的资源和控制是分散的。

基本特点

1. 连通性 (Connectivity)
   • 互联网提供了高度的连通性，使用户之间能够便捷地交换信息。
   • 这种连通性让上网用户之间可以非常经济地交换各种信息，好像这些用户终端都彼此直接连通一样。
2. 资源共享 (Sharing)
   • 互联网实现了信息共享、软件共享、硬件共享。
   • 资源共享使得网络中的资源好像就在用户身边一样，可以非常地方便使用。
   • 这些基本特点构成了Internet提供许多服务的基础。

互联网概述

• 互联网概述: 互联网是一个全球性的计算机网络系统,由数以百万计的私人、公共、学术、商业和政府网络组成,通过电子、无线和光纤网络技术相互连接。
• 组成部分:
  • 边缘部分: 由所有连接在互联网上的主机(端系统)组成，用户直接使用，用于通信和资源共享。
    • 处在互联网边缘部分的就是连接在互联网上的所有的主机。这些主机又称为端系统
  • 核心部分: 由网络和路由器组成，为边缘部分提供连通性和交换服务。
    • 是互联网中最复杂的部分。
    • 向网络边缘中的主机提供连通性，使任何一台主机都能够向其他主机通信。
    • 在网络核心部分起特殊作用的是路由器 (router)。
    • 路由器是实现分组交换 (packet switching) 的关键构件，其任务是转发收到的分组。

边缘和核心

性能指标

• 速率: 数据传输速率,单位通常是bit/s、kbit/s、Mbit/s、Gbit/s 等，往往是指额定速率或标称速率，非实际运行。
• 带宽: 链路能够传输数据的最高速率
  • 频域：某信道允许通过的信号频带范围称为该信道的带宽（或通频带）单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
  • 时域：网络中某通道传送数据的能力，表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”，单位就是数据率的单位 bit/s。

  两者本质相同。一条通信链路的“带宽”越宽，其所能传输的“最高数据率”也越高。

• 吞吐量: 单位时间内通过网络的实际数据量。
• 时延: 数据从源到目的地所需的时间,包括:
  • 发送时延: 数据帧从发送开始到发送完毕的时间。

  

  • 传播时延: 信号在传输介质中传播的时间。

  

  • 处理时延: 路由器或主机处理数据的时间。
  • 排队时延: 数据在路由器中等待处理的时间。

  对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率，而不是比特在链路上的传播速率，提高数据的发送速率只是减小了数据的发送时延。（P85习题）

• 时延带宽积: 传播时延与带宽的乘积,表示链路中可以容纳的数据量。

• 往返时间(RTT): 数据从发送方发出到接收方确认收到的总时间。（P89习题）

交换方式

• 电路交换: 建立专用物理通路,占用通信资源直到通信结束。

电路交换主要特点

• 特点: 建立连接、通话、释放连接三个阶段。
• 优点: 通信双方始终占用端到端的通信资源。
• 缺点: 通信线路利用率低。

• 报文交换: 整个报文在传输前先存储在交换节点,然后转发至下一个节点。
  • 特点: 存储-转发方式,时延较长。
  • 优点：基于存储转发原理
  • 缺点: 时延太长，没人用。
• 分组交换: 数据被分割成小的数据包(分组),独立选择路由进行传输。

分组交换的还原

• 特点: 存储-转发方式,动态分配传输带宽。
• 优点: 动态分配，逐段占用，为每个分组独立选择最合适的转发路由，可以不先建立连接，可靠的网络协议，分布式多路由分组交换网，网络生存性高。
• 缺点: 引入排队延迟,不保证带宽,增加开销。

• 注：互联网的核心部分采用分组交换技术。
• 区别：
  • 连接：电路交换需要建立和释放连接，而报文交换和分组交换不需要建立端到端的连接。
  • 数据传输单元：电路交换是比特流直达终点，报文交换是整个报文作为数据传输单元，分组交换则是将报文划分为多个分组。
  • 存储与转发：报文交换和分组交换都采用存储转发技术，但分组交换的存储转发发生在每个分组级别上，而不是整个报文。
  • 网络效率：分组交换通常比报文交换更有效，因为它允许更灵活的路由选择和更好的带宽利用。

区别

分层思想

• 分层概念: 将复杂问题分解为多个小问题,每一层提供特定的服务给上层,并使用下层的服务，每一层具有不同的功能。
• 优点:
  • 简化了设计和实现。
  • 增强了模块化,易于维护和升级。
  • 促进了标准化。
• 缺点：
  • 有些功能会重复出现，因而产生了额外开销。
• 分层主要功能：
  • 差错控制：使相应层次对等方的通信更加可靠。
  • 流量控制：发送端的发送速率必须使接收端来得及接收，不要太快。
  • 分段和重装：发送端将要发送的数据块划分为更小的单位，在接收端将其还原。
  • 复用和分用：发送端几个高层会话复用一条低层的连接，在接收端再进行分用。
  • 连接建立和释放：交换数据前先建立一条逻辑连接，数据传送结束后释放连接。

OSI/RM和TCP/IP

• OSI/RM: 七层模型,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
  • 优点: 标准化程度高,层次清晰。
  • 缺点: 实现复杂,缺乏商业驱动力。
• TCP/IP: 四层模型,包括应用层、运输层、网际层和网络接口层。
  • 优点: 实现简单,运行效率高,有商业驱动力。
  • 缺点: 层次划分不如OSI/RM清晰。
• 五层架构：集结两者的优点，最终形成了五层协议的体系架构。

各个协议

功能和协议

• 应用层: 与用户的应用进程直接交互,如HTTP、SMTP等，定义应用进程间通信和交互的规则，数据单元为报文
• 运输层: 提供进程间的通信,包括TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)，具有复用和分用的功能
  • 复用：在同一网络连接上，多个应用程序可以同时发送数据。运输层通过端口号来区分不同的应用程序，使得数据能够正确地发送到目标应用程序。
  • 分用：当数据到达接收端时，运输层根据端口号将数据分发到正确的应用程序。这个过程确保了不同应用程序的数据能够被正确地识别和处理。
  • TCP：面向连接的协议，确保数据传输的可靠性。使用报文段作为数据传输的基本单位。
  • UDP：无连接的协议，提供尽力而为的服务，不保证数据传输的可靠性。使用用户数据报作为数据传输的基本单位。
• 网际（网络）层: 负责数据包从源到目的地的整个传输过程,主要协议是IP，有两个具体任务，路由选择和转发。
  • 路由选择（Routing）：网络层使用路由算法来确定数据包在网络中的最佳路径。这个过程涉及到在路由器上生成转发表，转发表包含了如何将数据包从一个网络转发到另一个网络的指令。
  • 转发（Forwarding）：当路由器接收到一个数据包时，它会查看自己的转发表，并根据表中的信息将数据包转发到下一个路由器，直到数据包到达目的地。
• 数据链路层: 在相邻节点间传输帧,可能包括错误检测和纠正机制。
• 物理层: 涉及物理媒介的传输,如电缆和交换器。

基本过程

信道利用率/网络利用率

• 信道利用率: 信道被用于传输数据的时间比例。
• 网络利用率: 整个网络中所有信道利用率的平均值。
• 区别: 信道利用率关注的是单个信道的使用情况,而网络利用率关注的是整个网络的使用情况。

TCP/IP模型

• 应用层: 为用户提供网络应用和服务。
• 运输层: 确保数据的完整性和可靠性,协议包括TCP和UDP。
• 网际层: 负责数据包从源头到目的地的整个传输过程,主要协议是IP。
• 网络接口层: 涉及实际的硬件传输介质,如以太网、Wi-Fi等。

第二章：物理层

物理层基本概念与特性

物理层主要负责在传输媒体上传输数据比特流，其作用是屏蔽不同传输媒体和通信手段的差异。物理层协议也称为物理层规程。物理层的主要任务是确定与传输媒体接口的四个特性：

1. 机械特性：接口所用接线器的形状、尺寸、引线排列等。
2. 电气特性：接口电缆各条线上的电压范围。
3. 功能特性：某条线上特定电平电压的意义。
4. 过程特性：不同功能事件的出现顺序。

数据通信系统模型

数据通信系统由三大部分构成：源系统（发送端）、传输系统（传输网络）和目的系统（接收端）。数据通信涉及数字比特流的发送和接收，通过调制解调器等设备在公用电话网等传输系统中进行。

数据通信系统模型

1. 消息 (Message) ： 消息是通信中的基本单位，它包含了要传输的信息内容。消息可以是话音、文字、图像、视频等形式，即任何有意义的信息序列。在网络通信中，消息通常指代封装了一定语义内容的数据包，它可能包含了控制信息、用户数据等。
2. 数据 (Data) ： 数据是运送消息的实体，是有意义的符号序列。在计算机和通信系统中，数据通常指代以二进制形式存在的信息，例如，”11001001001100111101011011001110” 就是一个数据序列的例子。数据可以是数字、字符、指令等，它们在传输过程中需要被编码和解码。
3. 信号 (Signal) ： 信号是数据的电气或电磁的表现。在通信过程中，数据需要通过某种形式的信号来传输。信号可以是模拟信号，其中代表消息的参数取值是连续的；也可以是数字信号，其参数取值是离散的。信号通过传输媒介（如电缆、无线电波、光纤等）传播。
4. 码元 (Bit) ： 码元是数字通信中 代表不同离散数值的基本信号单位。在使用时间域（时域）的波形表示数字信号时，一个码元通常对应一个特定的电压或电流状态，代表二进制数中的0或1。码元是构成数字信号的基本元素，多个码元的组合形成了可以传输复杂信息的数字数据流。

编码方式

编码方式是数字信号的电气或电磁表现，主要有以下几种：

1. 不归零制：正电平代表1，负电平代表0。
2. 归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0。
3. 曼彻斯特编码：位周期中心的跳变代表0或1（可逆）。
4. 差分曼彻斯特编码：位中心跳变表示数据变化，边界跳变表示数据位。
   • 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码产生的信号频率比不归零制高。
   • 不归零制不能从信号波形本身中提取信号时钟频率（这叫做没有自同步能力）。
   • 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码具有自同步能力。

每种编码方式在信号频率和自同步能力上有所不同。

基带信号是原始信号，它包含了从信号源直接得到的频率成分，通常这些频率较低，甚至包含直流成分。然而，并非所有信道都能够有效地传输这些低频或直流分量。因此，需要通过调制过程来适应信道的特性，以确保信号能够被有效地传输。

调制是将基带信号转换为适合在信道中传输的形式的过程。以下是几种基本的调制方法：

1. 调幅 (AM - Amplitude Modulation) ：
   • 在调幅中，载波的振幅根据基带数字信号的变化而变化。
   • 调制后的信号包含基带信号的信息，通过改变载波的振幅来表示。
2. 调频 (FM - Frequency Modulation) ：
   • 在调频中，载波的频率随着基带数字信号的变化而变化。
   • 调制后的信号频率反映了基带信号的变化。
3. 调相 (PM - Phase Modulation) ：
   • 在调相中，载波的初始相位随着基带数字信号的变化而变化。
   • 调制后的信号的相位变化携带了基带信号的信息。

调制的目的是将基带信号的频率范围搬移到适合信道传输的频段，并且转换成模拟信号，以便于在各种通信信道中有效传播。通过调制，可以克服基带信号直接传输时的限制，如频率成分过低或包含直流分量等问题。

信道基本概念

信道是信息传输的媒体，通信方式可以分为：

1. 单工通信：只有一个方向的通信。
2. 半双工通信：双方可发送信息，但不能同时进行。
3. 全双工通信：双方可同时发送和接收信息。

信号类型分为：

1. 基带信号：原始信号，包含低频成分。
2. 带通信号：基带信号调制到更高频率的信号。

信道极限容量

信道的传输速率受到多种因素的限制，包括信道能够通过的频率范围和信噪比：

1. 奈氏准则：带宽W（Hz）的信道最高传输速率为2W码元/秒。

1. 信噪比：信号与噪声功率的比值，影响信号的清晰度。

1. 香农公式：极限信息传输速率C = W log2(1+S/N) bit/s，其中W是带宽，S是信号功率，N是噪声功率。
2. 极限信息传输速率：其中W为信道的带宽 (Hz)；S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内部的高斯噪声功率。

• 注意：奈氏准则强调了在无噪声条件下，通过提高编码效率来增加传输速率的可能性；而香农公式则提醒我们，在实际应用中，信道的噪声限制了传输速率的最大值，这是工程师在设计通信系统时必须考虑的物理限制。

信道复用技术

信道复用技术允许多个用户共享同一个通信信道，从而提高信道的传输效率和利用率。

频分复用 (FDM)

• 概念：将整个信道的带宽划分为多个子频带，每个子频带分配给一个用户或通信链路。
• 特点：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
• 应用：传统的模拟通信系统，如电话网络。
• 频分多址接入FDMA：N个用户或者多个使用一个或多个宽带。

时分复用 (TDM)

• 概念：将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧），每个用户在每个TDM帧中占用固定序号的时隙。
• 特点：每个用户所占用的时隙是周期性出现的，所有用户在不同时间占用同样的频带宽度，时分复用可能会导致信道利用率不高，因为如果用户暂无数据，可能会导致该时隙处于空闲状态。
• 应用：数字通信系统，如电话交换和某些类型的网络。
• 时分多址接入TDMA：N个用户或者多个使用一个或多个间隙。

时分复用

波分复用 (WDM)

• 概念：在光通信中，使用一根光纤来同时传输多个不同波长的光信号。
• 特点：每个波长的信号可以看作是使用了一个独立的“虚拟”光纤。
• 应用：现代光纤通信网络，大幅提升光纤的传输容量。

波分复用

• 复用器：将多个输入信号合并成一个单一的输出信号，以便在单一的传输媒介（如电缆、光纤等）上进行传输。这是通过按顺序分配每个输入信号到输出信号的不同时间段或频率槽来实现的。
• 分用器：将接收到的复合信号分解回多个原始的独立信号。这样，每个用户或设备可以接收到属于自己的那一部分信号。

码分复用 (CDMA)

• 概念：每个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信，但使用不同的码型，因此不会造成干扰。
• 特点：用户数据通过唯一的码片序列进行编码，接收端通过匹配的码片序列进行解码。
• 应用：蜂窝移动通信网络，如3G和4G。
• 原理：允许多个用户在同一时间和同一频率带宽上进行通信，而不会互相干扰。CDMA的工作原理基于独特的码片序列为每个用户站分配一个唯一的标识，这些码片序列在数学上是正交的。
  1. 码片序列分配：
     • 每个站被分配一个独特的m位码片序列，这个序列对于每个站都是唯一的。
  2. 比特与码片的关系：
     • 发送比特“1”时，发送站发送自己的m位码片序列。
     • 发送比特“0”时，发送站发送该码片序列的二进制反码。
  3. 扩频技术：
     • CDMA使用扩频技术，将原始数据信号的频带宽度扩展到原来的m倍。
     • 实际发送的数据率变为原始数据率的m倍（𝑚𝑏mb bit/s）。
  4. 正交性：
     • 分配给不同站的码片序列必须互相正交，即它们的规格化内积（点积）为零，这保证了信号之间的正交性，减少了干扰。
  5. 信号的发送与接收：
     • 在发送端，每个站发送自己的码片序列或其反码，表示数据比特。
     • 在接收端，使用与发送站相同的码片序列，通过计算规格化内积来检测和解调原始的比特。
  6. 扩频的两大类：
     • 直接序列扩频（DSSS）：通过将数据信号与伪随机噪声序列（码片序列）相乘来实现扩频。
     • 跳频扩频（FHSS）：通过快速在不同频率间切换来实现扩频。
  7. CDMA的特点：
     • 码片序列的正交性使得多个用户可以同时使用相同的频段进行通信，而不会产生相互干扰。
     • 每个站的码片向量与自己的码片向量的规格化内积是1，而与反码的规格化内积是-1。

CDMA

有点难懂，举个栗子： 我们在一个很大的房间里，里面有很多人在同时说话。为了让每个人都能听到自己想要听的人说话，而不被其他人的谈话声干扰，我们可以给每个人分配一个独特的耳语方式。这个耳语方式就像是CDMA中的“码片序列”，是一组只有你和说话者才知道的秘密信号。

1. 分配秘密信号：首先，我们给房间里的每个人一个专属的耳语方式，这个耳语方式是一组特定的“信号”。
2. 说话时使用秘密信号：当我想传信息给你时，我会用这个秘密信号来“耳语”。如果我想说“是”，我就用这个秘密信号；如果我想说“不”，我就用它的相反信号。
3. 声音扩散：当我耳语时，声音会在整个房间里扩散开来，但是因为只有你知道这个秘密信号，所以只有你能听到我说的话。
4. 保持私密：因为每个人的耳语方式都是独一无二的，所以即使房间里有很多人在同时说话，你也只会听到用你的专属耳语方式传来的声音，其他人的谈话声不会干扰到你。
5. 两种耳语技巧：有两种主要的耳语技巧，一种是“直接序列扩频”，就像我不断地改变声音的音调来耳语；另一种是“跳频扩频”，就像我在耳语时快速地在不同的音调之间跳转。
6. 确保每个人都听得清楚：我们确保每个人的耳语方式都是特别的，这样即使有很多人在说话，你也能找到那个专属于你的耳语声音。
7. 接收信息：当你想听到我说的话时，你会用你的耳朵去捕捉那个专属于你的耳语声音，其他的耳语声对你来说就像是背景噪音，不会干扰到你。

所以，CDMA就像是一个高级的耳语派对，每个人都可以用自己的秘密方式来说话，而不会影响其他人的对话。这样，即使在一个非常繁忙的通信环境中，也能保持通信的清晰和私密。

统计时分复用 (STDM)

• 概念：时分复用帧不是固定分配时隙，而是按需动态地分配时隙，适应不同用户的实际通信需求。
• 特点：可以提高线路的利用率，尤其在用户通信需求不均匀时更为有效。
• 应用：数据网络和某些类型的语音网络，可以更灵活地分配带宽。

统计时分复用

这些复用技术各有优势和适用场景，选择合适的复用技术取决于通信系统的具体需求和特性。例如，FDM适用于频带较宽且用户数较少的场景，而TDM和STDM适用于用户数较多且通信需求相对均衡的场景。WDM和CDMA则分别适用于光通信和移动通信等现代通信系统。

传输媒体

传输介质是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路，分为两大类：导引型传输媒体和非导引型传输媒体。

导引型

导引型传输媒体指电磁波沿固体媒介（如铜线或光纤）被导向传播的媒体。

1. 双绞线
   • 最古老但又最常用的传输媒体。
   • 由两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合起来构成。
   • 绞合度越高，可用的数据传输率越高。
   • 分为两大类：
     • 无屏蔽双绞线（UTP）: 无屏蔽层，价格较便宜。
     • 屏蔽双绞线（STP）: 带屏蔽层，必须有接地线。
       • x/UTP：表示对整条双绞线电缆进行屏蔽，但具体屏蔽材料未指定。
       • F/UTP (Foiled UTP)：表明电缆采用铝箔屏蔽层，提供基本的电磁干扰(EMI)防护。
       • S/UTP (Braid Screen UTP)：表明电缆采用金属编织层进行屏蔽，提供更高级别的EMI防护。
       • SF/UTP：结合了铝箔屏蔽层和金属编织层屏蔽，提供更高级别的屏蔽效果。
       • FTP 或 U/FTP (Unshielded FTP)：把电缆中的每一对双绞线都加上铝箔屏蔽层；”U”表示对整条电缆不另增加屏蔽层，即外层没有额外的屏蔽。
       • F/FTP：在每对双绞线的铝箔屏蔽基础上，对整条电缆再加上一层铝箔屏蔽，提供更全面的防护。
       • S/FTP：在每对双绞线的铝箔屏蔽基础上，对整条电缆再加上金属编织层屏蔽，提供最高级别的屏蔽效果。
2. 同轴电缆
   • 由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层及保护塑料外层组成。
   • 具有很好的抗干扰特性，被广泛用于传输较高速率的数据。
   • 分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。
3. 光纤
   • 光纤通信通过传递光脉冲来进行通信，具有非常大的传输带宽。
   • 发送端需要有光源，如发光二极管或半导体激光器。
   • 接收端需要有光检测器，如光电二极管。
   • 光纤由非常透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成。
   • 分为单模光纤和多模光纤：
     • 单模光纤：直径小，适合远距离传输，制造成本高。
     • 多模光纤：可存在多条不同角度入射的光线，适合近距离传输。

   

非导引型传输媒体

非导引型传输媒体指的是在自由空间中传播的电磁波，这种传输方式通常被称为无线传输。

• 无线电微波：
  • 具有强大的穿透能力，能够传播远距离，广泛应用于各种通信领域，例如手机通信。无线电波在空间中主要沿直线传播。
  • 占有特殊重要的地位，频率范围在300 MHz到300 GHz（波长从1米到1毫米）。
  • 主要使用的频率范围是2 GHz到40 GHz。
  • 在空间中直线传播，地球表面的传播距离受到限制，一般约为50公里左右。
  • 使用100米高的天线塔，传播距离可以增大到100公里。
  • 微波通信可能会受到多径效应的影响，即基站发出的信号经过多个障碍物反射，沿多条路径按不同时间到达接收方，导致信号叠加后产生失真。
  • 误码率与信噪比、调制方式和数据率有关。信噪比越大，误码率越低；对于相同的信噪比，数据率越高的调制技术误码率也越高。用户的地理位置变化会引起信道特性改变，从而影响信噪比和误码率。
• 卫星通信：
  • 具有大通信容量和远距离通信能力，通信比较稳定，通信费用与通信距离无关。
  • 存在较大的传播时延，大约在250到300毫秒之间。但需注意，卫星信道的传播时延较大，并不意味着使用卫星信道传送数据的时延也一定较大（意思就是其他的比如处理时延，排队时延等能优化到很小，最后加起来并不一定大）。
  • 保密性相对较差，造价较高。
  • 低轨道卫星通信系统（卫星高度在2000公里以下）已经开始使用，大功率、大容量、低轨道宽带卫星正在空间部署，构成高速空间链路。
• 红外线和激光：
  • 将信号转换为红外线或激光信号，在空间中沿固定方向传播。
  • 通常用于短距离无线通信，如无线局域网(WLAN)中的红外通信。

第三章：数据链路层

待续