系列文章目录

什么是计算机网络？
什么是网络协议？
计算机网络的结构
数据交换之电路交换
数据交换之报文交换和分组交换
分组交换 vs 电路交换
计算机网络性能（1）——速率、带宽、延迟
计算机网络性能（2）——时延带宽积、丢包率、吞吐量/率
计算机网络体系结构概念
OSI参考模型基本概念
OSI参考模型中非端-端层（物理层、数据链路层、网络层）功能介绍
OSI参考模型中端-端层（传输层、会话层、表示层、应用层）功能介绍
TCP/IP参考模型基本概念，包括五层参考模型
网络应用的体系结构
网络应用进程通信
网络应用对传输服务的需求
Web应用之HTTP协议（涉及HTTP连接类型和HTTP消息格式）
Cookie技术
Web缓存/代理服务器技术
传输层服务概述、传输层 vs. 网络层
传输层——多路复用和多路分用
传输层——UDP简介
传输层——可靠数据传输原理之Rdt协议
传输层——可靠数据传输之流水线机制与滑动窗口协议
传输层——TCP特点与段结构
传输层——TCP的可靠数据传输
TCP连接管理（图解三次握手和四次挥手）
传输层——拥塞控制原理与解决方法
TCP的拥塞控制机制
网络层服务与核心功能
网络层服务模型——虚电路网络
网络层服务模型——数据报网络
Internet网络的网络层——IP协议之IP数据报的结构
IP分片
IP编址与有类IP地址
IP子网划分与子网掩码
CIDR与路由聚合
DHCP协议
网络地址转换(NAT)
ICMP（互联网控制报文协议）
IPv6简介
路由算法之链路状态路由算法
路由算法之距离向量路由算法
路由算法之层次路由
数据链路层概述
数据链路层——差错编码
多路访问控制(MAC)协议——随机访问MAC协议
ARP协议
以太网
交换机
虚拟局域网(VLAN)
PPP协议
802.11无线局域网
物理层——数据通信基础
物理层——物理介质

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基带传输

信源发出的原始电信号是基带信号。基带信号中的“基带”意味这信号由一些基本频带宽度的信号构成。基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分。

基带信号在有些信道中可以直接传输，在有些信道则不能直接传输。如果能够直接在信道中传送基带信号就称为基带传输。比如前面讲到的以太网就是基带传输。相对应地，实现基带传输的系统称为基带传输系统。在信道中直接传输数字基带信号，称为数字基带传输，相应的系统称为数字基带传输系统。

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数字基带传输系统

• 基带信号比较适合在具有低通特性的有线信道中传输，通常不适合在无线信道中直接传输
• 信道的传输特性会引起波形失真，并会受噪声的影响
• 信道中的信号传播一定距离后，信号质量就会有所下降，甚至出现传输误码现象

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典型数字基带信号码型

• 单极不归零码 (Not Return to Zero-NRZ)。这种码型易于产生，但不适合长距离传输

  

• 双极不归零码。有两种脉冲

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• 单极归零码。在每个比特周期的中间时刻要回归0电压。码元不为零的时间占一个码元周期的百分比称为占空比。若码元不为零时间为Tb/2，码元周期为T，则该单极归零码的占空比为50%

  

• 双极归零码。优点在于每次在中间归零的时候相当于有一个电压的跳变

  

• 差分码。又称为相对码。这个编码不是利用电压的高低或者有无来编码数据，而利用相邻的脉冲有没有跳变来表示数据的0或者1

  

• 还有的码型是针对传输的，即传输码型。也就是说信号编码后在传输的过程中可能还需要再次编码以便拥有更好的传输特性。比较典型的是AMI码

  • AMI(AIternative Mark Inversion)码的全称是信号交替反转码

  • AMI码的编码规则:

    • 信息码中的o编码为AMI传输码中的o(零电平)
    • 信号码中的1交替编码为AMI传输码中的+1(正脉冲)和-1(负脉冲）

  • 例如：

    

• 双相码

  • 双相码 (Biphase Code)又称为曼彻斯特(Manchester)码

  • 双相码只有正、负两种电平

  • 每个比特持续时间的中间时刻要进行电平跳变

  • 正(高)电平跳到负 低) 电平表示1

  • 负电平跳到正电平表示0

  • 双相码在每个比特周期中间时刻都会有电平跳变，因此便于提取定时信息

  • 双相码利用了两个脉冲编码信息码中的一个比特，相当于双极码中的两个比特

  • 10Mbps的以太网采用曼彻斯特码

  • 双相码的另一种码型是差分双相码，也称为差分曼彻斯特码。

  • 差分双相码的每个比特周期的中间时刻也要进行电平跳变，但该跳变仅用于同步。而利用每个比特开始处是否存在电平跳变编码信息:

    • 开始处有跳变表示1
    • 无跳变表示0

  • IEEE802.5令牌环网采用差分曼彻斯特码

  • 例如：

    

• nBmB

  • nBmB码将n位二进制信息码作为一组，映射成m位二进制新码组，其中m>n
  • 由于m>n，因此2m个码的新码组中只会用到2n个，多出(2m-2n)个码
  • 可以从2^{m个码中优选出2}n个码作为有效码，已获得良好的编码性能，其余码则作为禁用码，可以用于检错
  • 快速以太网(100BASE-TX和100BASE-FX)传输码采用的是4B5B编码。这样只需从2^{5=32个码中优化选择2}4=16个码，以便保证足够的同步信息，并且可以利用剩余的16个禁用码进行差错检测