《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件》ch2物理層

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件》ch2物理層物理層概述物理層傳輸介質(zhì)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)物理層設(shè)備物理層協(xié)議實(shí)例物理層安全與防護(hù)contents目錄01物理層概述0102物理層的定義物理層的主要任務(wù)是建立、維護(hù)和拆除物理連接，確保物理設(shè)備之間的通信。物理層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的最底層，負(fù)責(zé)傳輸比特流，即數(shù)據(jù)的最小單位。物理層負(fù)責(zé)建立物理連接，確保發(fā)送方和接收方之間的通信鏈路。建立物理連接傳輸數(shù)據(jù)設(shè)備識(shí)別物理層負(fù)責(zé)將比特流從發(fā)送方傳輸?shù)浇邮辗剑_保數(shù)據(jù)的完整性和正確性。物理層負(fù)責(zé)識(shí)別和檢測(cè)連接的設(shè)備，以便進(jìn)行通信。030201物理層的作用EIA/TIA-232是一種串行通信協(xié)議，用于連接計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備。EIA/TIA-232IEEE802.3是局域網(wǎng)和以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，定義了以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。IEEE802.3IEEE802.11是無(wú)線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，定義了無(wú)線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。IEEE802.11物理層協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)02物理層傳輸介質(zhì)同軸電纜是早期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)，其優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，但成本較高。同軸電纜雙絞線是目前應(yīng)用最廣泛的傳輸介質(zhì)之一，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，易于鋪設(shè)和維護(hù)，適用于短距離通信。雙絞線光纖具有傳輸容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)通信的重要發(fā)展方向。光纖有線傳輸介質(zhì)

無(wú)線傳輸介質(zhì)無(wú)線電波無(wú)線電波是無(wú)線通信中常用的傳輸介質(zhì)，包括長(zhǎng)波、中波、短波等不同波段，適用于不同應(yīng)用場(chǎng)景。微波微波通信具有傳輸容量大、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但易受天氣和環(huán)境影響，需要采用相應(yīng)的技術(shù)手段進(jìn)行補(bǔ)償。紅外線紅外線通信具有高度的保密性和抗干擾能力，適用于短距離、高保密的通信場(chǎng)景。在選擇傳輸介質(zhì)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行綜合考慮，包括傳輸距離、傳輸速率、成本等因素。根據(jù)實(shí)際需求選擇在選擇傳輸介質(zhì)時(shí)，還需要考慮未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)進(jìn)步，以便更好地適應(yīng)未來(lái)的需求?？紤]未來(lái)發(fā)展傳輸介質(zhì)的選擇03數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)負(fù)責(zé)將原始數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合傳輸?shù)男盘?hào)，并發(fā)送出去。發(fā)送設(shè)備是數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢硗ǖ?，包括雙絞線、同軸電纜、光纖等。傳輸介質(zhì)負(fù)責(zé)接收傳輸介質(zhì)中的信號(hào)，并將其還原成原始數(shù)據(jù)信號(hào)。接收設(shè)備規(guī)定了數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的格式、速率、誤碼率等參數(shù)，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院陀行浴?shù)據(jù)通信協(xié)議數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成串行傳輸并行傳輸異步傳輸同步傳輸數(shù)據(jù)傳輸方式01020304數(shù)據(jù)一位一位地順序傳輸，適合長(zhǎng)距離傳輸。數(shù)據(jù)多位同時(shí)傳輸，適合近距離傳輸。數(shù)據(jù)以獨(dú)立的數(shù)據(jù)單元形式傳輸，每個(gè)數(shù)據(jù)單元前面有起始位，后面有停止位。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘信號(hào)的同步下進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)的每一位都具有固定的時(shí)間間隔。數(shù)據(jù)通信技術(shù)通過(guò)連續(xù)的模擬信號(hào)傳輸信息，如電話通信。通過(guò)離散的數(shù)字信號(hào)傳輸信息，如數(shù)字電視信號(hào)。將頻帶寬度劃分為若干個(gè)小的頻帶，將多個(gè)信號(hào)調(diào)制到不同的頻帶上進(jìn)行傳輸。將時(shí)間劃分為若干個(gè)時(shí)間段，將多個(gè)信號(hào)分配到不同的時(shí)間段進(jìn)行傳輸。模擬通信數(shù)字通信頻分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用04物理層設(shè)備調(diào)制解調(diào)器是一種將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)或?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的設(shè)備。調(diào)制解調(diào)器的主要技術(shù)指標(biāo)包括傳輸速率、調(diào)制方式、接口類(lèi)型等。調(diào)制解調(diào)器通常用于連接計(jì)算機(jī)和電話線，以便通過(guò)撥號(hào)方式接入互聯(lián)網(wǎng)。常見(jiàn)的調(diào)制解調(diào)器類(lèi)型有外置式和內(nèi)置式兩種，根據(jù)傳輸速率的不同，調(diào)制解調(diào)器的價(jià)格也有所不同。調(diào)制解調(diào)器集線器是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并集中它們的流量。集線器采用廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)，將所有發(fā)送到集線器的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的所有端口上。集線器通常用于小型網(wǎng)絡(luò)中，如家庭和小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。集線器的優(yōu)點(diǎn)是連接簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但缺點(diǎn)是容易發(fā)生廣播風(fēng)暴和安全問(wèn)題。01020304集線器010204網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于連接兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)關(guān)通常用于實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。網(wǎng)關(guān)可以用于連接不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)，如局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)、以太網(wǎng)和光纖網(wǎng)等。網(wǎng)關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換能力、協(xié)議支持、安全性能等。0305物理層協(xié)議實(shí)例以太網(wǎng)是一種廣泛使用的局域網(wǎng)技術(shù)，它定義了如何在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。以太網(wǎng)協(xié)議基于CSMA/CD（載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)）機(jī)制，允許多個(gè)設(shè)備在共享介質(zhì)上通信。以太網(wǎng)幀是數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝?，包括源地址、目?biāo)地址和數(shù)據(jù)等字段。以太網(wǎng)協(xié)議FDDI是一種使用光纖作為傳輸介質(zhì)的環(huán)形局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，具有高帶寬和可靠的數(shù)據(jù)傳輸能力。FDDI使用雙環(huán)結(jié)構(gòu)，提供冗余的通信路徑，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。它支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如星型、樹(shù)型或環(huán)型，并使用令牌環(huán)協(xié)議進(jìn)行媒體訪問(wèn)控制。光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）WLAN使用無(wú)線電波作為傳輸介質(zhì)，提供靈活的網(wǎng)絡(luò)接入方式，廣泛應(yīng)用于家庭、辦公室和公共場(chǎng)所。WLAN基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，支持多種傳輸速率和頻段。它使用擴(kuò)頻或跳頻技術(shù)來(lái)提高抗干擾能力，并通過(guò)MAC層協(xié)議實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)訪問(wèn)控制和數(shù)據(jù)加密。無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）協(xié)議06物理層安全與防護(hù)如火災(zāi)、地震等自然災(zāi)害導(dǎo)致設(shè)備損壞，影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。設(shè)備損壞未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備或人員可能通過(guò)物理層連接網(wǎng)絡(luò)，獲取敏感信息或進(jìn)行惡意攻擊。非法訪問(wèn)未經(jīng)授權(quán)的第三方可能通過(guò)物理媒介（如電纜、無(wú)線信號(hào)等）竊取傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。竊聽(tīng)設(shè)備在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射可能被第三方截獲，導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露。電磁泄露物理層面臨的安全威脅通過(guò)設(shè)置物理訪問(wèn)控制設(shè)備（如門(mén)禁、攝像頭等）限制未經(jīng)授權(quán)的人員進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)設(shè)施區(qū)域。訪問(wèn)控制數(shù)據(jù)加密電磁屏蔽冗余備份對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，防止數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中被竊取或篡改。采用電磁屏蔽技術(shù)減少設(shè)備在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的電磁輻射，防止數(shù)據(jù)被截獲。對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行冗余備份，確保在設(shè)備損壞時(shí)能夠快速恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。物理層安全防護(hù)技術(shù)案例一某大型企業(yè)為了保護(hù)其數(shù)據(jù)中心的安全，采取了嚴(yán)格的物理訪問(wèn)控制措施，包括門(mén)禁、監(jiān)控?cái)z像頭和安全檢查等，確保只有授權(quán)人員能夠進(jìn)入數(shù)據(jù)中心區(qū)域。同時(shí)，該企業(yè)還