根据TCP/IP体系，计算机网络分成4层体系结构。学习时作5层：物理层（比特流）、数据链路层（帧）、网络层（IP数据报(分组))、运输层（报文）、应用层（PDU）。其中关系：对等层->协议；上下层->服务。
物理层
物理层的数据传输单元为位(比特bit)。是指为上一层(数据链路层)提供原始(数据)比特流传输服务的一个可靠的物理连接(即通信通道)的所有构件。
功能：
- 为相邻节点设备提供传送数据的通路(信道)。
- 为相邻节点设备提供透明、可靠的比特流传输。
ISO称OSI四个功能要素的某种协议/规范为特性：机械特性、电气特性、功能特性、过程（规程）特性。
按信道属性分类信道，与传输的信号方向有关的信道类型
- 单向—单工信道
- 交错双向—半双工信道
- 同时双向信道—全双工信道
信噪比
码元传输的速率越高，信号传输的距离越远，信号波形的失真就越严重。
信噪比即信号的电压与噪声电压的比，常以 S/N 表示，记为分贝（dB）。信噪比应该越高越好
- 信噪比 = 10log10（S/N) （dB）
香农定理
香农定理用信号处理和信息理论等推导出了带宽受限且有高斯白噪声（随机热噪声）干扰的信道的极限信息传输速率。
信道的极限信息传输速率 C 可表达为
- C = W log2(1+S/N) b/s 或 bps
W：信道带宽；
S ：为信道内所传信号的平均功率；
N ：为信道内部的高斯噪声功率。
表明：只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。
数据链路层
为网络层结点（主机/路由器等）等相邻结点之间提供通过公共或本地 信道进行（可靠、有效）数据帧（位流组）传输服务(支持)。
功能
- 封装成帧(framing):将上层(网络层)交下来的数据包按照所采用协议分别添加首部和尾部协议控制信息，构成了一个帧。帧首部+帧的数据部分(IP数据报)+帧尾部
- 帧同步：产生和识别帧界，界定帧的开始和结束位置
- 透明传输，有字节填充、位填充
- 差错检验与控制（CRC校验）
- 流量控制
点对点协议PPP
3个主要组件：
- HDLC(High-level Data Link Control)高级数据链路控制–>帧格式
- LCP(Link Control Proocol)链路控制协议–>链路管理
- NCP(Network Control Procol)网络控制协议–>与网络层协商用什么协议
以太网MAC地址结构
以太网是一种基带总线局域网，局域网的数据链路层分为LLC(Logical Link Control)逻辑链路控制子层和MAC(Medium Access Control)媒体接入控制子层。
在局域网中硬件地址又称为物理地址或MAC地址(因为这种地址在MAC层中)。
MAC帧有三种
- 多播(multicast)地址(帧) (一对多传输帧)
- 单播(unicast)地址(帧) (一对一传输帧)
- 广播(broadcast)地址(帧) (一对全体传输帧)
有效的 MAC 帧长度为 64 ~ 1518 字节之间。
CSMA/CD
载波监听多点接入/碰撞检测 CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）
- 退避算法
- 最小帧长的计算(四个参数：最小帧长、发送速率、传播时延、组网距离)
- 争用期与碰撞检测
常用：
- 最小帧64字节512bit
