以下是湖科大计算机网络公开课的笔记：

1. 物理层的基本概念

物理层是解决在各种传输媒体上传输比特0和1的问题。

像用双绞线还是光纤或同轴电缆、接线器形状、尺寸、引脚数目、电压范围、某一电平的电压表示何种意义…

物理层为数据链路层屏蔽了各种传输媒体的差异，使数据链路层只需考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是什么。

2. 物理层下的传输媒体

传输媒体其实不属于计算机网络体系结构的任意一层，非要放进来，那就是物理层

3. 传输方式

串行传输和并行传输、同步传输和异步传输、单向通信（单攻）和双向交替通信（半双工）和双向同时通信（全双工）

3.1 串行传输和并行传输

串行传输：数据是一个比特一个比特依次发送的，因此接收端和发送端之间只需要一条数据传输线路即可

并行传输：一次发送n个比特而不是一个比特，需要n条线路

远距离传输（例如计算机网络）通常是采用串行传输，而计算机内部数据传输常采用并行传输方式（如CPU和内存之间通过总线传输，其数据总线宽度有8位、16位、32位和64位，就是一次发送8、16、32、64个比特）

3.2 同步传输和异步传输

同步传输： 数据块以稳定的比特流形式传输，字节之间没有间隔（如图1），接收端在每个比特信号的中间时刻进行检测，以判别接收到的是比特0还是比特1，由于不同设备的时钟频率存在一定差异，导致判别时刻会有误差，累积下来使得对比特信号判别错位（比如接收端时钟频率是发送的1/2，那就会变成隔两个比特检测一个数据了），因此需要采取方法使收发双方时钟保持同步（如图1）

图1

异步传输：以字节为独立的传输单位，而且字节间的间隔也不是固定的，接收端仅在每个字节的起始处对字节内的比特实现同步，所以要在每个字节前后加上起始位和结束位（见上图黑色E和红色S）

TCP是面向字节流的！

3.3 单工、半双工、全双工

单工: 单向通信，通信双方只有一个数据传输方向，如无线电广播就采用这种通信方式

半双工：双向交替通信，通信双方确实可以相互传输数据，但不能同时进行。比如对讲机的通信方式

全双工：双向同时通信通信双方可以同时发送和接收信息，比如电话

单向通信只要一条信道，后两者都需要两条信道（半双工在物理上可以一条线，即信道复用技术，一条传输媒体两个信道，但是切换方向需要“开关”），见图2

信道一般用来表示向某个方向传送信息的媒体，方向不同则信道不同

图2

TCP是全双工的，三次握手使得TCP看起来像半双工，但三次握手只是为了建立连接，而实际TCP传输过程中大多情况是收发端同时发送数据的。

4.编码与调制

网卡将比特0、1变换成相应的电信号发送到网线，信号是数据的电磁表现，分数字信号和模拟信号。信号需要在信道上传输，信道也分数字和模拟信道两种。在不改变信号性质的前提下，仅对数字基带信号（基带信号就是信号发出源发出的原始电信号）的波形进行变换，称为编码，编码后的信号仍为数字信号

把数字基带信号的频率范围搬移到较高频段并转换为模拟信号，称为调制，调制后产生的信号是模拟信号。

对模拟基带信号也有编码和调制，生成对应的数字信号和模拟信号。

还有码元这一概念，如图3：

图3

4.1 常用编码：

现在的网络，用的是差分曼彻斯特编码


注意差分曼彻斯特编码是时钟和数据分开表示