1、速率：主机在数字信道上传输数据位数的速率
2、带宽：数字信道所能传送的最高速率
3、吞吐量：单位时间内通过某个网络的数据量
4、时延：时延分为四部分，分别是发送时延，传播时延，处理时延和排队时延
发送时延 = $ \frac {数据块长度(比特)}{信道带宽(比特/秒)}$(数据块从刚出网卡到完整到达信道)，传播时延指的是数据块从源主机，到目标主机整个过程所花时间。
我们常说的换光纤，在传播速度上并不比铜线之类的介质快，光纤的主要作用是缩短了发送时延。上面发送时延的公式中，如果想要缩短发送时延，只能够通过增加信道宽度(即带宽)，带宽的增大，减少了发送时延。但是并不可以无限制地增加带宽，带宽增加后，代表数据块的信号的长度将会越来越小，最终导致信号混杂，接收端无法区分出高电位和低电位，光纤的作用就是能够支持更高的带宽，而仍然能够识别出信号。
5、时延带宽积 = 传播时延 * 带宽
时延带宽积的实际意义指的是链路上数据量的多少。
如果传播时延比较大了，意味着链路的长度比较长，在带宽不变的情况下链路流通的数据包数量也比较多
如果带宽比较大，根据第四点关于时延的概念，信号的长度短了，也意味着在长度不变的情况下，能够承载更多的信号(即数据)。
6、往返时间(RTT)
物理层
物理层的主要任务是确定传输媒体接口的一些特性：
机械特性(接口的形状，大小，引线数目)
电气特性(规定电压的范围)
功能特性(如-5v代表0，+5v代表1)
过程特性(规定建立连接时各个相关部件的工作步骤)
数据通信
数据通信不是计算机独有的， 电话，电视这些也有数据通信。
基带信号：来自信号源的信号叫做基带信号，平时计算机输出的各种文字或图像信息都属于基带信号，说话的声波也是基带信号。
带通信号：把基带信号进行调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段，以便在信道中传输，调制后的信号就叫做带通信号。
在近距离传输的时候，基带信号的衰减不大，信号内容不会发生变化，比如计算机到打印机等设备用的就是基带信号，在远距离时使用的带通信号。
对基带信号进行调制的方法有以下三种：
调幅、调频、调相
常见的编码形式：
单极性不归零码：0V电压代表比特0，xV电压代表比特1
双极性不归零码：-xV电压代表比特0，xV电压代表比特1
单极性归零码：在每个时钟周期内，如果出现了比特1，那么电压在前半个时钟周期电压0V变化到xV，在后半个时钟周期从xV变化到0V，如果出现比特0，那就一直保持0v
双极性归零码：在每个时钟周期内，如果出现了比特1，那么电压在前半个时钟周期电压0V变化到xV，在后半个时钟周期从xV变化到0V，如果出现比特0，那么电压在前半个时钟周期电压0V变化到-xV，在后半个时钟周期从-xV变化到0V
曼彻斯特编码：电压从低跳到高代表比特0，从高跳到低代表比特1，使用曼彻斯特编码的好处是，信号自带时钟信号，也能够表示没有数据传输，在上面的单极性不归零码和单极性归零码中，如果电压是0，无法判断是没有信号了，还是信号是比特0。此外，上面的四种编码方式没有携带时钟信号，在发送一长串的比特0和比特1时，判断不出比特0或比特1的长度。
差分曼特斯特编码：如果当前比特与下个比特之间有电压的跳转则代表下一个比特为0，否则为比特1
差分曼特斯特编码的抗干扰性强于曼彻斯特编码
信道复用：信道复用就是在同一介质上创建多个信道，充分利用资源。
频分复用：用户分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终占用这个频带。
时分复用：将时间划分成一段段等长的时分复用帧(TDM帧)，每个时分复用用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙。时分复用的缺点就是线路资源的浪费，因为计算机的数据是具有突发性的，用户分配到的子信道的利用率不高。
统计时分复用：和频分复用差不多，就是在发送用户的数据时，额外加上信道的标志，在接受端处根据标记将数据发往不同的信道。
波分复用：波分复用就是对光的频分复用
链路层
链路层要解决的三个问题
封装成帧：把网络传下来的IP数据报添加上帧首部SOH和帧尾部EOT，当接收端接收到SOH时，就知道后面的内容是要接收的数据了，如果接收到EOT，则说明该帧已经到达尾部了。
透明传输：如果IP数据报中的内容出现了帧首部或者帧尾部的内容，需要加上ESC进行转义
差错控制：数据在传输的过程中难免会出现差错，链路层采用循环冗余crc进行校验。原理如下：
选择一个n位数(2进制数)的除数，然后在要传递的帧后面加上n-1位0，然后让数据报除以前面选择的那个n位二进制数，除法过程采用加法但不进位，最后得到的n-1位余数(FCS,帧检验序列)替代掉前面加在帧后面的n-1个0，然后把该数据报和选择的n位二进制数一起发送出去，检验时，只需要让数据报除以这个n位2进制数，如果余数不为0，则数据有误。
缺点是不能确定哪些比特出现了错误，但是只要经过严格筛选除数，那么检验不到错误的概率会很小。
使用点到点信道的链路层
使用PPP协议
使用广播信道的链路层
CSMA/CD(载波监听，多路访问协议)连接的以太网不能进行全双工通信，只能进行半双工通信。
由于载波监听的机制，发送数据后的2τ(2倍的端到端往返时延，这个时间也称为争用期)时间内都有遭遇碰撞的可能，因此整个以太网发送的数据远小于以太网的最高数据率。
通常取51.2μs作为争用期的长度，对于10M/s的以太网来说，争用期可以发出512bit即64字节。因此如果发出64字节而无冲突，则说明后续的字节也不会有冲突，如果接收端接收到了小于64字节的帧，就知道了该帧是由于冲突产生的无效帧。
二进制指数类型退避算法
如果发生了冲突，则冲突双方会退避一个时间后才能继续发送数据，退避多长时间呢，一般采用的是二进制指数类型退避算法，算法实现如下：
确定基本退避时间，一般为争用期2τ；定义参数k，k=min(重传次数，10)
从整数(0,1,…($2^k$-1))中随机取一个数，记为r，重传所需要的时延为r*2τ
如果重传次数达到16次仍不能成功则丢弃该帧。
扩展以太网
局域网大多是使用的是以太网的标准，可以认为局域网就是以太网。以太网中主机的距离不能太远，否则CSMA/CD协议中τ时间太长，会影响数据帧的发送
首先可以使用光纤和光纤调制器连接到集线器上，把电信号转化成光信号，可以把距离扩大到几公里。
其次，可以使用主干集线器来连接集线器。使用网桥的优点是能够使更多的主机进行通信，扩大了局域网的物理范围，缺点是碰撞域也增大了，吞吐量未能提高。
为了解决上面的缺点，使用网桥代替了主干集线器，网桥可以记录不同主机的MAC地址，当主机A往主机B发送帧时，根据MAC地址决定是否要发往另一端的局域网，大大减少了冲突。
随着网桥接口的增加(接入的局域网数量增加),后面网桥演变成了现在的交换机。交换机也是能够记录主机的MAC地址，当产生数据帧时，根据目标MAC地址直接发送到目标主机，不会有冲突的发生，还更安全。
