计算机网络基础之物理层功能与协议

各位客官库早上好,自今日起小店将陆续推出OSI网络七层的相关套餐,前面已经大致介绍了OSI网络七层中的相关概念,所以接下来几天的时间我会带大家详细了解OSI七层中的每一层,希望能够更深刻的了解每一层的运转,那么接下来,小二上菜。

其实大家可能对物理层并不陌生,你可能会想不就时OSI网络七层中的最底层嘛,从字面意思来看还真的没问题,那么我现在如果要问你对于物理层你还知道什么呢?你可千万不要直接就说物理层就是用于传输的物理线缆这些传输介质。我可以明确的告诉你,这样理解是不对的。真正意义上的物理层并不是指用于连接设备的具体的传输介质,而是介于数据链路层和传输介质之间的一层,起着数据链路层到传输介质之间的接口作用。因为有物理层的存在,使得数据链路层感受不到传输介质的存在,所以大家才会错误的认为物理层就是传输介质。希望我的这段话,能帮大家修正这个错误。

前面的一篇内容中我们讲到了功能、服务和协议,那么身处物理层间的它们又是什么样的呢?

1、物理层的功能和服务

  物理层的功能是传输数据位,它的服务是为上层数据链路层建立、维持和释放物理连接,并在物理连接上透明传输比特流。

2、物理层协议

前面的内容中我们已经讲到过协议其实就是一种工具,本层为上层提供的服务就是根据协议实现的。所以物理层协议的作用就是解决了网络设备和物理信道是如何连接并传输比特流的。目前计算机和调制解调器的串行接口的EIA RS-232C就是物理层协议的一个例子。

 

拓展内容:

物理层的接口的特性

(1) 机械特性

指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。

(2) 电气特性

指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

(3) 功能特性

指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。

(4)规程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

物理层的主要特点:

(1)由于在OSI之前,许多物理规程或协议已经制定出来了,而且在数据通信领域中,这些物理规程已被许多商品化的设备所采用,加之,物理层协议涉及的范围广泛,所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议,而是沿用已存在的物理规程,将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械,电气,功能和规程特性。

(2)由于物理连接的方式很多,传输媒体的种类也很多,因此,具体的物理协议相当复杂。 [2] 

信号的传输离不开传输介质,而传输介质两端必然有接口用于发送和接收信号。因此,既然物理层主要关心如何传输信号,物理层的主要任务就是规定各种传输介质和接口与传输信号相关的一些特性。

1.机械特性

也叫物理特性,指明通信实体间硬件连接接口的机械特点,如接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。这很像平时常见的各种规格的电源插头,其尺寸都有严格的规定。

已被ISO 标准化了的DCE接口的几何尺寸及插孔芯数和排列方式。

DTE(Data Terminal Equipment,数据终端设备,用于发送和接收数据的设备,例如用户的计算机)的连接器常用插针形式,其几何尺寸与.DCE(Data Circuit-terminating Equipment,数据电路终接设备,用来连接DTE与数据通信网络的设备,例如Modem调制解调器)连接器相配合,插针芯数和排列方式与DCE连接器成镜像对称。

2.电气特性

规定了在物理连接上,导线的电气连接及有关电路的特性,一般包括:接收器和发送器电路特性的说明、信号的识别、最大传输速率的说明、与互连电缆相关的规则、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗等电气参数等。

3.功能特性

指明物理接口各条信号线的用途(用法),包括:接口线功能的规定方法,接口信号线的功能分类--数据信号线、控制信号线、定时信号线和接地线4类。

4.规程特性

指明利用接口传输比特流的全过程及各项用于传输的事件发生的合法顺序,包括事件的执行顺序和数据传输方式,即在物理连接建立、维持和交换信息时,DTE/DCE双方在各自电路上的动作序列。

以上4个特性实现了物理层在传输数据时,对于信号、接口和传输介质的规定。

 

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