网络基础(三)物理层功能,Hub的工作原理

物理层作为 OSI七层原理的第一层,它主要是定义了一个 “电气特性”。
包含了我们线缆的 “针脚”, “电压”, “接口”、等等,其中包含了:

  • 介质类型
  • 连接器类型
  • 信号类型
    等等…

物理层主要功能:为数据端设备提供传送数据通路、传输数据。

  1. 为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成。

    一次完整的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,终止物理连接。所谓激活,就是不管有多少物理媒体参与,都要在通信的两个数据终端设备间连接起来,形成一条通路。

  2. 传输数据,物理层要形成适合数据传输需要的实体,为数据传送服务。一是要保证数据能在其上正确通过,二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞。

    传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行,半双工或全双工,同步或异步传输的需要。

  3. 完成物理层的一些管理工作。

物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。
通信用的互连设备指DTE和DCE间的互连设备。
DTE即数据终端设备,又称物理设备,如计算机、终端等都包括在内。
而DCE则是数据通信设备或电路连接设备,如调制解调器等。

数据传输通常是经过DTE──DCE,再经过DCE──DTE的路径。
互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置,如各种插头、插座。
LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接、插头,接收器,发送器,中继器等都属物理层的媒体和连接器。

在这里插入图片描述
物理层 在以太网中 Hub(集线器) 是非常重要的。
大家在图中可以看到:

  1. 我们的主机 通过线缆连接到 Hub
  2. Hub再将接收到的信息,去访问路由器
  3. 然后通过路由器去链接其他的设备
  • 10Base2
    10在这里代表的是 带宽 10M
    Base 指的是 基带传输
    2 指的是传输距离,图中后面的185m,代表着距离185米

  • 10Base5
    10在这里代表的是 带宽 10M
    Base 指的是 基带传输
    5 指的是传输距离,图中后面的500m,代表着距离500米

  • 10BaseT
    10在这里代表的是 带宽 10M
    Base 指的是 基带传输
    T 代表双角线,也就是100米

  • 10M 网络使用的是 802.3 的规范

  • 100M 网络使用的是 802.3u 的规范

  • 1000M 网络使用的是 802.3z 的规范
    这三个都属于 802.3 系列的规范

什么是Hub

简单了解一下就好
HUB是一个多端口的转发器,在以HUB为中心设备时,即使网络中某条线路产生了故障,并不影响其它线路的工作。所以HUB在局域网中得到了广泛的应用。大多数的时候它用在星型与树型网络拓扑结构中,以RJ45接口与各主机相连(也有BNC接口),HUB按照不同的说法有很多种类。 HUB按照对输入信号的处理方式上,可以分为无源HUB、有源HUB、智能HUB。

HUB是大家常说的集线器,它应用于使用星型拓扑结构的网络中,连接多个计算机或网络设备。
集线器又分成:1.能动式 2.被动式 3.混合式。
1.动能式:对所连接的网络介质上的信号有再生和放大的作用,可使所连接的介质长度达到最大有效长度,需要有电源才能工作,目前多数HUB为此类型。
2.被动式只充当连接器,其不需要电源就可以工作,市场上已经不多见。
3.混合式:可以连接多种类型线缆,如同轴和双绞线。
集线器(HUB)是对网络进行集中管理的重要工具,像树的主干一样,它是各分枝的汇集点。
HUB是一个共享设备,其实质是一个中继器,而中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大,以扩大网络的传输距离。
在网络中,集线器主要用于共享网络的建设,是解决从服务器直接到桌面的最佳、最经济的方案。在交换式网络中,HUB直接与交换机相联,将交换机端口的数据送到桌面。
使用HUB组网灵活,它处于网络的一个星型结点,对结点相连的工作站进行集中管理,不让出问题的工作站影响到整个网络的正常运行。
由于HUB在网络中的重要作用,所以对于它的选型也是非常重要的。

Hub工作原理

在这里插入图片描述

  • Hub在收到A机器的数据的时候,会将此数据发送给所有连着线的端口 也就是 B,C,D

并且Hub连接的所有设备

  • 都是在相同的冲突域
  • 相同的广播域
  • 设备之间会共享相同的带宽

什么是 冲突域?

  • 设备A 和 设备B 同时发送了数据,因为Hub连接的设备之间是共享相同的带宽的,所以此时就是 设备A 和 设备B 就是在冲突域内。

广播域说的就是连接的所有接口的设备,因为Hub收到消息 会发送给所有的连接设备

Hub传输原理

在这里插入图片描述
图片中有 执行的步骤,这里不做多解释。

CSMA/CD 这个机制是什么意思?

载波侦听多路访问 冲突检测的 一个机制,他就是专门来解决 Hub 数据发送的冲突的

CSMA/CD 原理

在这里插入图片描述
小车代表的就是 Hub中多设备的同时发送数据,造成了冲突。
原理:

  • 先检测网络是否正在通信,如无通信则发送数据直到时间片用完为止,如有通信则等待一段时间后在检测。
  • 监测网络有无冲突的方法:在发送数据的同时接收数据,如二者不同表明有冲突,反之无冲突。

Hub的功能 说白了就是将我们的数据连接到网络 或 上一层

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