網路相關概念一 物理層和資料鏈路層

2022-09-14 06:48:10 字數 2255 閱讀 2533

一 物理層

物理層考慮的是怎樣才能在連線各種計算機的傳輸**上傳輸資料位元流,而不是指具體的傳輸**。物理層的作用是盡可能遮蔽網路中的硬體裝置、傳輸**的差異,使物理層上面的資料鏈路層感覺不到這些差異,這樣就可以使資料鏈路層只需考慮如何完成本層的協議和服務。

頻寬:本來指某個訊號具有的頻頻寬度。在計算機網路中,則指通訊線路所能傳送資料的能力,表示在單位時間內從網路中的某一點到另一點所能通過的「最高資料率」,單位是位元每秒。

吞吐量:單位時間內通過某個網路(或通道、介面)的資料量。

二 資料鏈路層

資料鏈路層使用的通道有兩種型別:點對點通道和廣播通道(需要共享通道協議來協調)。

(1)點對點通道

點對點通道中,ppp點對點協議是使用最廣泛的資料鏈路層協議,其特點如下:

ppp協議不需要的功能:糾錯(只檢錯,ppp協議是不可靠的傳輸協議)、流量控制(tcp負責)、序號、多點線路、半雙工或單工鏈路(只支援全雙工鏈路)。

(2)廣播通道

相比於廣域網,區域網有如下優點:

區域網的拓撲結構:星型網(基於工作在物理層的集線器)、環形網、匯流排網、樹形網

共享通道的方式:

這裡以區域網中的廣播通訊為例進行介紹。

介面卡:計算機與外界區域網的連線是通過通訊介面卡,介面卡和區域網之間的通訊是通過電纜或雙絞線以序列方式進行,介面卡和計算機之間的通訊則是通過計算機主機板上的i/o匯流排以並行方式進行。介面卡上裝有處理器和儲存器,可以轉換資料的序列傳輸和並行傳輸,且具有對資料快取的儲存晶元。計算機的硬體位址(mac位址)就在介面卡的rom中,計算機的軟體位址(ip位址)則在計算機的儲存器上。

csma/cd協議:這個協議主要是為了協調匯流排上在同一時間只能允許一台計算機傳送資訊的要求,否則計算機之間會相互干擾,都無法正常傳送資料。

載波監聽多點接入/碰撞檢測(carrier sense multiple access with collision detection):多點接入說明這是匯流排型網路;載波監聽是指傳送前先監聽,檢測匯流排上是否有其他站在傳送資料,如果有,那麼暫時不傳送資料,它是用電子技術檢測匯流排上有沒有其他計算機傳送的資料;碰撞檢測是指邊傳送邊監聽,即介面卡邊傳送資料邊檢測通道上的訊號電壓的變化情況,如果電壓變大,說明還有其他站在傳送資料,這時,匯流排上傳輸的訊號產生 了嚴重的失真,無法從中恢復出有用的訊號,因此,介面卡應立即停止傳送、免得繼續浪費網路資源,等一段時間後再次傳送。

乙太網(區域網)擴充套件:

a. 在物理層通過光纖和光纖數據機擴充套件,光纖的優點是時延小、頻寬很高、可以很容易地使主機和幾公里以外的集線器相連。

b.在資料鏈路層通過網橋擴充套件,通過網橋相連的每乙個乙太網稱為網段,網橋依靠**表來**幀,採用儲存**方式,會丟棄有差錯的幀。

網橋的優點:過濾通訊量、增大吞吐量;擴大了無力範圍;提高了可靠性(故障只影響個別網段);可互連不通物理層、不同mac子層和不同速率的乙太網。

網橋的缺點:由於要儲存幀、查詢**表和執行csma/cd演算法,因而增加了時延;沒有流量控制功能,當網路負荷很重時,會因為沒有足夠的快取空間而丟失幀;只適用於使用者數不太多和通訊量不太大的乙太網,否則會因傳播過多的廣播資訊而發生網路擁塞,即廣播風暴。

透明網橋:即插即用裝置,初始時**表是空的,需要通過自學習來建立**表,使用了生成樹演算法來避免**的幀在網路中不斷地兜圈子,不能保證路由是最佳的,也不能在鏈路中進行負載均衡。

源路由網橋:以廣播方式向目的站傳送發現幀,從而記錄所有可能的路由並從中選乙個最佳路由,對主機是不透明的,主機必須知道網橋的標識以及連線到哪乙個網段。

多介面網橋:乙太網交換機,工作在資料鏈路層,也稱第二層交換機。網橋的介面數一般只有2-4個,乙太網交換機則有十幾個介面,實質上是乙個多介面的網橋。乙太網交換機的每個介面都直接與乙個主機或集線器相連,不同於普通網橋的介面往往是連線到乙個乙太網的乙個網段,一般是全雙工工作方式,當主機需要通訊時,交換機能同時連通許多對的介面,使每一對相互通訊的主機都能像獨佔通訊**那樣,無碰撞地傳輸資料。是一種即插即用裝置,幀**表是通過自學習演算法自動建立起來的。使用了專用的交換結構晶元,交換速率較高。如果有n對介面,每個介面到註解的頻寬是10mb/s,那麼交換機的總容量為n*10mb/s。乙太網交換機一般都具有多種速率的介面,如10mb/s,100mb/s,1gb/s。可以通過儲存**的方式傳送幀,也可以通過不快取幀的直通方式傳送幀。

虛擬區域網vlan:虛擬區域網vlan是由一些區域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組,這些網段具有某些共同的需求,每乙個vlan的幀都有乙個明確的識別符號,指明傳送的幀的工作站屬於哪乙個vlan。乙太網交換機可以很方便地實現虛擬區域網。 

網路分層之物理層和資料鏈路層

需要配置,兩台電腦的ip位址 子網掩碼 預設閘道器配置成為乙個網路,才能通訊。它們之間的網路包,包含mac層,因為ip層要封裝了mac層才能將包放進物理層。兩台電腦構成了乙個最小的區域網lan。要將多型電腦連線在一起就要使用hub,集線器。集線器會將自己收到的每乙個位元組,都複製到其他埠上去。hub...

TCP IP模型之物理層和資料鏈路層

上次我們簡單介紹了tcp ip模型,它包括五層 也可以叫四層 今天我們具體的看下物理層和資料鏈路層。物理層1.物理層的功能 根據所使用的傳輸介質不同,制定不同的物理層協議,規定資料的編碼方式,傳輸速率,相關的通訊引數。2.物理層的傳輸介質 1 同軸電纜 早期的ethernet是建立在同軸電纜的基礎上...

TCP IP之物理層和資料鏈路層詳解

物理層主要是物理傳輸介質和訊號,主流訊號有模擬訊號和數碼訊號,傳輸介質主要有雙絞線和光纖。模擬訊號 乙個不斷變換的物理量,抗干擾和衰減較弱,主要用於 網路。數碼訊號 兩種恆定的物理量,有點事抗干擾和抗訊號衰減,適用於計算機網路,是目前的主流訊號。雙絞線 按功能分類 遮蔽型和非遮蔽型 按速率分類 五類...