一.通信基础
1.信号
数据电气或电磁的表现，就是将数据用另外一种形态表现出来，就好像水转换成冰，其实质还是水，仅仅只是形态变了。而数据是传送信息的实体。
信道上传送的信号分为基带信号和宽带信号，基带信号是将数字信号0与1直接用两种好不同的电压表示，然后传送到数字信道上去传输，称为基带传输。宽带信号是将基带信号进行调制后形成模拟信号，然后再传送到模拟信道上去传输，称为宽带传输。总之一句话，基带对应数字信号，宽带对应模拟信号。
2.信源
就是信息的源泉，也就是通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。
3.信道
信息传送的道路，也就是信号的传输媒质。分为有限信道和无线信道。
4.信宿
信息的归宿地，也就是通信过程中接受和处理信息的设备或计算机。
5.波特率和比特率
在计算机网络中，速率顾名思义就是指数据的传输速率，即单位时间内传输的数据量，一般速率有两种描述形式，波特率和比特率。
（1）波特率：又称为码源传输速率，它表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数，也可以成为脉冲个数或者信号变化的次数。单位是波特。
（2）比特率：又称为信息传输速率，它表示单位时间内数字通信系统所传输的二进制码元个数，即比特数，单位为bit/s。
正常情况下，每比特只能表示两种信号变化（0或1），可看成二进制。
6.带宽
带宽是用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力。
二.编码与调制
1.模拟数据和数字数据都可以转换为模拟信号或数字信号，将模拟数据或数字数据转换为模拟信号的过程成为调制。将模拟数据或数字数据转换为数字信号的过程成为编码。
2.数字数据调制技术在发送端将数字信号转换为模拟信号，而在接受端将模拟信号还原为数字信号，分别对应于调制解调器的调制和解调过程。
三．数据传输方式
数据传输方式包括电路交换，报文交换和分组交换。
1.电路交换
电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由于通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成）。
优点：通信时延小，实时性强，有序传输，适用范围广，控制简单，避免冲突
缺点：建立连接时间长，信道利用率低，缺乏统一标准，灵活性差
2.报文交换
数据交换的单位就是报文，报文携带有目的地址，源地址等信息，报文交换在交换结点采用存储转发的传输方式。
优点：无需建立连接，动态分配线路，提高可靠性，提高线路利用率，提供多目标服务
缺点：
（1）由于数据进入交换机结点后要经历存储，转发这一过程，从而引发转发时延
（2）报文交换对报文的大小没有限制，这就要求网络结点需要有较大的存储缓存空间
3.分组交换
分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源地址，目的地址和编码信息）逐个地发送出去。
优点：加速传输，简化了存储管理，减少联出错概率和重发数据量
缺点：存在传输时延
电路交换与分组交换的特性比较：
4.虚拟电路
虚拟电路要求在发送数据之前，在源主机和目的主机之间建立一条虚连接。一旦虚连接建立以后，用户发送的数据将通过该路径按顺序传送到达目的主机。当通信完成之后用户发出释放电路请求，由网络清除该虚连接。
虚拟电路方式就是将数据报方式与电路交换方式结合起来，充分发挥二者优点。虚拟电路方式的通信过程分为三个阶段，虚电路建立，数据传输与虚电路释放阶段。
数据报服务与虚电路服务的特性比较：
四．传输介质
1.传输介质分类
传输介质分为两大类，导向性传输介质（就是用一根实实在在的线来传播，如双绞线和光纤）和非导向性传输介质（在自由空间中自由传播，如红外线，微波）。
2.导向性传输介质包括双绞线，同轴电缆和光纤
(1)双绞线：把两根互相绝缘的铜导线绞合起来，特点是既可以传输模拟信号，又可以传输数字信号（距离太远时，对于模拟信号传输，要用放大器衰减了的信号，对于数字信号传输，要用中继器将失真的信号整形）。
双绞线又可以分为无屏蔽双绞线和屏蔽双绞线，屏蔽双绞线就是在普通的双绞线外加上金属丝编织的屏蔽层，以起到提高抗电磁干扰的能力。
（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以保护塑料外层组成。它比双绞线的抗干扰能力强，因此传输距离更远。按照特性阻抗数值的不同，同轴电缆又可以分为两类，50Ω同轴电缆和75Ω同轴电缆。50Ω同轴电缆主要用于传送基带数字信号，所以又称为基带同轴电缆；75Ω同轴电缆主要用于传送宽带信号，所以又称为宽带同轴电缆。
3.光纤
即光导纤维，根据光纤传输方式不同，可以分为单模光纤和多模光纤。
单模光纤：直径只有一个光波的波长，光纤在其中一只向前传播，不会发生多次反射。单模光纤的光源使用的是昂贵的半导体激光器，而不使用较便宜的发光二极管，因此单模光纤的衰减较小，适合远距离传输。
多模光纤：利用光的全反射特性，多模光纤的光源为发光二极管，由于光脉冲在多模光纤中传输会逐渐展宽，造成失真，所以多模光纤只适合近距离传输。
非导向性介质有短波，微波，红外线与可见光等。常见的通信方式有短波通信，微波通信，卫星通信，激光通信等等。
五.物理层接口特性
传输介质并不是物理层，传输介质在物理层的下面。由于物理层是体系结构的第一层，因此有时将传输介质成为第0层。在传输介质中传输的是信号，但传输介质并不知道所传输的信号代表什么意思。而物理层由于规定了功能特性，因此能够识别所传输的比特流。
物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输介质上传输数据比特流，而不是具体的传输介质。物理层应该尽可能地屏蔽各种物理设备的差异，使得数据链路层只需要考虑本层的协议和服务。换句话说，物理层主要的功能其实就是确定与传输介质的接口有关的一些特性，即物理层接口的特性。
六.物理层设备
1.中继器
物理层设备主要包含中继器和集线器。
在计算机网络中，最简单的就是两台计算机通过两块网卡构成双击互连，一般由双绞线来充当信号线。由于双绞线在传输信号时功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时会造成信号失真，所以为保证质量，双绞线最大传输距离为100m。超过100米时，为实现双机互连，便在这两台计算机之间安装一个中继器。它的作用就是将已经衰减得不完整的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送。
放大器和中继器都是起放大信号的作用，只不过放大器放大的是模拟信号，中继器放大的是数字信号。
2.集线器
中继器是普通集线器的前身，集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4，8，16，24等数量的接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的计算器完成“中继”功能。由于它在网络中心处于一种“中心”的位置，因此集线器也叫做“Hub”。
集线器工作原理就是连接多台计算机，通过对信号的转发，可以实现多台计算机之间的互联互通。
通过中继器或集线器连接起来的几个网段仍然是一个局域网。
使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是CSMA/CD协议，并共享逻辑上的总线。