网络协议底层原理(四):物理层

一、网络分层
    1. 为了更好的促进互联网的发展,国际标准化组织制定了网络互联模型,如下图所示,也就是常说的OSI参考模型,但是日常生活中用到的却是TCP/IP四层模型,为了方便学习研究,我们将网络接口层拆成物理层和数据链路层,也就是下图最右边的五层参考模型
      OSI参考模型
    1. 数据传输的过程就像下图所示,从应用层开始,一层一层往下传,并层层打包数据,然后通过物理层发送出去,在从下往上层层解包,最终传输给应用层


      数据传输过程
    1. 前人按照参考模型已经给各层实现好了各种协议,如下图所示,我们常用的HTTP协议处于应用层,TCP协议处于传输层,IP协议处于网络层,这些协议都是按照模型中既定好的标准进行实现的;每层数据的叫法也不一样,应用层的数据一般叫做报文传输层的数据叫做网络层的数据叫做数据链路层的数据叫做物理层的数据叫做比特流
      每层的协议和单位
二、物理层
    1. 物理层定义了接口标准、线缆标准、传输速率、传输方式等参数,如下图所示:
      image.png
    1. 我们日常上网传输的数据都是通过这些电缆、交换机、路由器等进行传输的,物理层就是定义了这些设备的标准,大家都按照这个标准进行制造硬件,这样大家的设备就可以互相通信
    1. 数据传输的过程中有两种信号:模拟信号、数字信号,模拟信号是连续的信号,适合长距离传输,但是抗干扰能力差;数据信号是离散的信号,适合短距离传输,抗干扰能力强;信号的本质其实就是用二进制数字对信息的描述,信号的波峰代表1,波谷代表0;
      模拟信号.png

      数字信号.png
    1. 所以日常生活中,我们经常在电脑和路由器之间使用数字信号,在路由器和路由器之间使用光纤发送模拟信号,如下图所示,这里光电转化器就是猫


      数据通讯模型
  • 5.一条传输介质,例如网线,可以有多个信道,所谓信道就是信息的通道,根据信道的多少分为:单工通信、半双工通信、全双工通信

    • 单工通信,一条介质只有一个信息传输通道,信号只能往一个方法传输,任何时候都不能改变信号的传输方向,例如无线电广播、有线电视广播等

    • 半双工通信,虽然只有一个信道,但是信号可以双向传输,就是只能交替进行,同一时间内信号只能往一个方向传输,例如对讲机

    • 全双工通信,有至少两个通道,信号可以同时双向传输,例如手机等,目前市面上见到的交换机、路由器都是全双工通信了

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