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1、计计算机网算机网络络教学教学课课件件ch2物物理理层层物理层概述物理层传输介质数据通信基础物理层设备物理层协议实例物理层安全与防护contents目录01物理物理层层概述概述0102物理层的定义物理层的主要任务是建立、维护和拆除物理连接，确保物理设备之间的通信。物理层是计算机网络体系结构中的最底层，负责传输比特流，即数据的最小单位。物理层负责建立物理连接，确保发送方和接收方之间的通信链路。建立物理连接传输数据设备识别物理层负责将比特流从发送方传输到接收方，确保数据的完整性和正确性。物理层负责识别和检测连接的设备，以便进行通信。030201物理层的作用EIA/TIA-232是一种串行通信协议，用
2、于连接计算机和终端设备。EIA/TIA-232IEEE 802.3是局域网和以太网的标准，定义了以太网的数据链路层和物理层。IEEE 802.3IEEE 802.11是无线局域网的标准，定义了无线局域网的数据链路层和物理层。IEEE 802.11物理层协议与标准02物理物理层传输层传输介介质质同轴电缆是早期计算机网络中常用的传输介质，其优点是抗干扰能力强，传输距离远，但成本较高。同轴电缆双绞线是目前应用最广泛的传输介质之一，其优点是价格便宜，易于铺设和维护，适用于短距离通信。双绞线光纤具有传输容量大、传输距离远、抗干扰能力强等优点，是未来网络通信的重要发展方向。光纤有线传输介质 无线传输介质无
3、线电波无线电波是无线通信中常用的传输介质，包括长波、中波、短波等不同波段，适用于不同应用场景。微波微波通信具有传输容量大、传输距离远等优点，但易受天气和环境影响，需要采用相应的技术手段进行补偿。红外线红外线通信具有高度的保密性和抗干扰能力，适用于短距离、高保密的通信场景。在选择传输介质时，需要根据实际需求进行综合考虑，包括传输距离、传输速率、成本等因素。根据实际需求选择在选择传输介质时，还需要考虑未来的发展趋势和技术进步，以便更好地适应未来的需求。考虑未来发展传输介质的选择03数据通信基数据通信基础础负责将原始数据信号转换成适合传输的信号，并发送出去。发送设备是数据传输的物理通道，包括双绞线、
4、同轴电缆、光纤等。传输介质负责接收传输介质中的信号，并将其还原成原始数据信号。接收设备规定了数据在传输过程中的格式、速率、误码率等参数，以确保数据传输的可靠性和有效性。数据通信协议数据通信系统的组成串行传输并行传输异步传输同步传输数据传输方式01020304数据一位一位地顺序传输，适合长距离传输。数据多位同时传输，适合近距离传输。数据以独立的数据单元形式传输，每个数据单元前面有起始位，后面有停止位。数据在时钟信号的同步下进行传输，数据的每一位都具有固定的时间间隔。数据通信技术通过连续的模拟信号传输信息，如电话通信。通过离散的数字信号传输信息，如数字电视信号。将频带宽度划分为若干个小的频带，将多
5、个信号调制到不同的频带上进行传输。将时间划分为若干个时间段，将多个信号分配到不同的时间段进行传输。模拟通信数字通信频分多路复用时分多路复用04物理物理层设备层设备调制解调器是一种将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号的设备。调制解调器的主要技术指标包括传输速率、调制方式、接口类型等。调制解调器通常用于连接计算机和电话线，以便通过拨号方式接入互联网。常见的调制解调器类型有外置式和内置式两种，根据传输速率的不同，调制解调器的价格也有所不同。调制解调器集线器是一种网络设备，用于连接多个网络节点，并集中它们的流量。集线器采用广播方式发送数据，将所有发送到集线器的数据发送到连接的所有端口上。
6、集线器通常用于小型网络中，如家庭和小型企业网络。集线器的优点是连接简单、价格便宜，但缺点是容易发生广播风暴和安全问题。01020304集线器010204网关网关是一种网络设备，用于连接两个不同的网络协议或网络体系结构。网关通常用于实现不同网络之间的通信和数据转换。网关可以用于连接不同类型的网络，如局域网和广域网、以太网和光纤网等。网关的主要技术指标包括数据转换能力、协议支持、安全性能等。0305物理物理层协议实层协议实例例以太网是一种广泛使用的局域网技术，它定义了如何在物理层和数据链路层实现网络连接。以太网协议基于CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）机制，允许多个设备在共享介质上通信。
7、以太网帧是数据传输的基本单位，包括源地址、目标地址和数据等字段。以太网协议FDDI是一种使用光纤作为传输介质的环形局域网标准，具有高带宽和可靠的数据传输能力。FDDI使用双环结构，提供冗余的通信路径，确保数据的可靠传输。它支持多种拓扑结构，如星型、树型或环型，并使用令牌环协议进行媒体访问控制。光纤分布式数据接口（FDDI）WLAN使用无线电波作为传输介质，提供灵活的网络接入方式，广泛应用于家庭、办公室和公共场所。WLAN基于IEEE 802.11标准，支持多种传输速率和频段。它使用扩频或跳频技术来提高抗干扰能力，并通过MAC层协议实现多用户访问控制和数据加密。无线局域网（WLAN）协议06物理
8、物理层层安全与防安全与防护护如火灾、地震等自然灾害导致设备损坏，影响网络的正常运行。设备损坏未经授权的设备或人员可能通过物理层连接网络，获取敏感信息或进行恶意攻击。非法访问未经授权的第三方可能通过物理媒介（如电缆、无线信号等）窃取传输的数据。窃听设备在传输数据时产生的电磁辐射可能被第三方截获，导致数据泄露。电磁泄露物理层面临的安全威胁通过设置物理访问控制设备（如门禁、摄像头等）限制未经授权的人员进入网络设施区域。访问控制数据加密电磁屏蔽冗余备份对传输的数据进行加密，防止数据在传输过程中被窃取或篡改。采用电磁屏蔽技术减少设备在传输数据时的电磁辐射，防止数据被截获。对关键设备进行冗余备份，确保在设备损坏时能够快速恢复网络的正常运行。物理层安全防护技术案例一某大型企业为了保护其数据中心的安全，采取了严格的物理访问控制措施，包括门禁、监控摄像头和安全检查等，确保只有授权人员能够进入数据中心区域。同时，该企业还采用了电磁屏蔽技术，减少数据泄露的风险。案例二某政府机构为了防止非法访问其网络，采用了数据加密技术对所有传输的数据进行加密，确保数据在传输过程中不会被窃取或篡改。同时，该机构还对关键设备进行了冗余备份，以应对设备损坏的情况。物理层安全防护案例THANKYOU