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物理层

admin

11月 28, 2021

一、介绍

1、简介

OSI的物理层规范是有关传输介质的特性,这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。连接头、帧、帧的使用、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容。物理层常用多个规范完成对所有细节的定义。示例:Rj45,802.3等。

他的主要作用是传入比特流(就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后再转化为1、0,也就是我们通常所说的数模转换与模数转换)。这一层的数据叫做比特流。

属于物理层定义的典型规范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45、fddi令牌环网等。

 二、设备

1、网线

网线,一般由金属或玻璃制成,它可以用来在网络内传递信息。常用的网络电缆有三种:双绞线、同轴电缆和光纤电缆(光纤)。双绞线是由许多对线组成的数据传输线。它的特点是价格便宜,所以被广泛应用。双绞线是用来和RJ45连接器水晶头相连的,有屏蔽双绞线STP和非屏蔽双绞线UTP两种,常用的是UTP。注:不同品牌的网线颜色可能不尽相同,原理一样)。

使用同轴细缆进行网络连接比较简单,只要将每台计算机或网络设备串联起来就可以了,但是维护起来比较麻烦,如果某处出了故障,整个网络就有可能瘫痪。从网络中添加或者去掉一台计算机,就必须停止网络的工作,等到添加或去掉计算机后,才能继续使用。同时,这种方式必须采用总线型拓扑结构,这种结构现在很少使用。

双绞线是由四对外覆绝缘材料的互相绞叠的铜质导线组成,并包裹在一个绝缘外皮内。它可以减少杂波造成的干扰,并抑制电缆内信号的衰减。如果使用双绞线,我们可以方便地在网络中添加或去掉一台计算机而不必中断网络的工作,网络的维护也比较简单,如果某处网线出现故障,只会影响到该条双绞线连接的计算机或设备,并不会造成网络的瘫痪。但是使用双绞线就必须在网络中添加集线器或交换机,增加了网络的成本。

光纤(Fiber Optic Cable)以光脉冲的形式来传输信号,因此材质也以玻璃或有机玻璃为主。它由纤维芯、包层和保护套组成。

双绞线的连接方法也主要有两种:直通线缆和交叉线缆。

直通网线的连接方式,有ANSI、TIA和EIA认可的两个标准:T568A和T568B。这两个标准都可以使用。然而,T568B被很多人认为比T568A接线标准更好。

不管采用T568A或者T568B,接直通接线时,网线两端的网线引出线应该相同。但是对于交叉接线方式,网线的两端的RJ45引出线却不相同,因为一头采用568A标准,一头采用568B标准。。

交叉网线适用于,电脑和电脑互联,交换机级联。但对于现在的网络设备都有端口自动翻转功能,所以交叉线的作用已经步明显了。

注意事项:

如果连接的双方地位不对等的,则使用平行(直通)线,例如电脑连接到路由器或交换机。

如果连接的两台设备是对等的,则使用交叉线,例如电脑连接到电脑。

都接一样是可以的,因为一般网线用的只有1.2.3.6 其他就算没接通一样都是可以用的。

2、中继器

中继器又叫重发器,是LAN(局域网)环境下用来延长网络距离的互连设备中最简单、最廉价的设备。中继器是物理层上的网络互连设备,它的作用是重新生成信号(即对原信号进行放大和整形)。

中继器(RP repeater)是工作在物理层上的连接设备。适用于完全相同的两个网络的互连,主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发,来扩大网络传输的距离。 中继器是对信号进行再生和还原的网络设备:OSI模型的物理层设备。

中继器是局域网环境下用来延长网络距离的,但是它属于网络互联设备,操作在OSI的物理层,中继器对在线路上的信号具有放大再生的功能,用于扩展局域网网段的长度(仅用于连接相同的局域网网段)。

物理层设备和其他层次的设备(如:交换机、网桥、路由器)最大的区别在于:集线器和中继器工作在同一个网段下的,而交换机、路由器等设备是工作在不同网段下的。网段:指一个计算机网络中使用同一物理层设备(传输介质、中继器、集线器)能够直接通信的那一部分。也就是说,互联网划分为大大小小的网络,而一个网段只属于互联网中的某一个网络。

SI模型中第一层——物理层面上延长网络的设备;由电缆传过来的波信号或光信号,经由中继器波形调整和放大再传给两一个电缆。

一般情况下,中继器两端连接的是相同的通信媒介(有些中继器也可完成不同通信媒介之间的转接工作)。有些中继器可提供多个端口服务,被称为中继集线器(Hub)或者集线器,每个端口都可称为一个中继器。

3、集线器

集线器(hub)属于纯硬件网络底层设备,基本上不具有类似于交换机的”智能记忆”能力和”学习”能力。

它也不具备交换机所具有的MAC地址表,所以它发送数据时都是没有针对性的,而是采用广播方式发送。

也就是说当它要向某节点发送数据时,不是直接把数据发送到目的节点,而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。

集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离,同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层,即“物理层”。

集线器是中继器的一种形式,也称为盒装总线,所以集线器连接的计算机是共享同一物理带宽的。正是因为这个特点,集线器不适合用来构建大型网络。集线器也工作在OSI/RM中的物理层。集线器的组成,集线器实质是一个中继器,主要功能:对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离,同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它的特性与中继器很相似(被称为多端口中继器multiport repeater)。集线器使用星型网络布线,如果一个工作站出现问题,不会影响到整个网络的正常运行。

由于集线器会把收到的任何数字信号,经过再生或放大,再从集线器的所有端口提交,这会造成信号之间碰撞的机会很大,而且信号也可能被窃听,并且这代表所有连到集线器的设备,都是属于同一个碰撞域名以及广播域名,因此大部份集线器已被交换机取代。

三、工具

四、协议

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