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  • 传输介质也称传输媒体/传输媒介,它就是数据传输系统中在发送设备接收设备之间的物理通路。 传输媒体并不是物理。 传输媒体在物理的下面,因为物理是体系结构的第一,因此有时称传输媒体为0。 在传输...

    一、物理层传输介质

    (一)传输介质及分类

    • 传输介质也称传输媒体/传输媒介,它就是数据传输系统中在发送设备和接收设备之间的物理通路
    • 传输媒体并不是物理层
    • 传输媒体在物理层的下面,因为物理层是体系结构的第一层,因此有时称传输媒体为0层。
    • 在传输媒体中传输的是信号,但传输媒体并不知道所传输的信号代表什么意思。但物理层规定了电气特性,因此能够识别所传送的比特流。
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    1. 导向性传输介质——1.双绞线

    • 双绞线是古老、又最常用的传输介质,它由两根采用一定规则并排绞合的、相互绝缘的铜导线组成。
    • 绞合可以减少对相邻导线的电磁干扰。
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    • 为了进一步提高抗电磁干扰能力,可在双绞线的外面再加上一个由金属丝编织成的屏蔽层,这就是屏蔽双绞线(STP),无屏蔽层的双绞线就称为非屏蔽双绞线(UTP)
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    2. 导向性传输介质——2.同轴电缆

    • 同轴电缆由导体铜质芯线绝缘层网状编织屏蔽层塑料外层构成。
    • 按特性阻抗数值的不同,通常将同轴电缆分为两类:50Ω同轴电缆和75Ω同轴电缆。
      ①、其中,50Ω同轴电缆主要用于传送基带数字信号,又称为基带同轴电缆,它在局域网中得到广泛应用;②、75Ω同轴电缆主要用于传送宽带信号,又称为宽带同轴电缆,它主要用于有线电视系统。
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    3. 导向性传输介质——3.光纤

    • 光纤通信就是利用光导纤维(简称光纤)传递光脉冲来进行通信。有光脉冲表示1,无光脉冲表示0。而可见光的频率大约是108MHz,因此光纤通信系统的带宽远远大于目前其他各种传输媒体的带宽。

    光纤在发送端有光源,可以采用发光二极管或半导体激光器,它们在电脉冲作用下能产生出光脉冲;在接收端用光电二极管做成光检测器,在检测到光脉冲时可还原出电脉冲。

    • 光纤主要由纤芯(实心的!)包层构成,光波通过纤芯进行传导,包层较纤芯有较低的折射率。当光线从高折射率的介质射向低折射率的介质时,其折射角将大于入射角。因此,如果入射角足够大,就会出现全反射,即光线碰到包层时候就会折射回纤芯、这个过程不断重复,光也就沿着光纤传输下去。
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    • 光纤的特点:
      ①、传输损耗小,中继距离长,对远距离传输特别经济。
      ②、抗雷电和电磁干扰性能好。
      ③、无串音干扰,保密性好,也不易被窃听或截取数据
      ④、体积小,重量轻

    4. 非导向性传输介质

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    二、物理层设备

    (一)中继器

    • 诞生原因:由于存在损耗,在线路上传输的信号功率会逐渐衰减,衰减到一定程度时将造成信号失真,因此会导致接收错误。
    • 中继器的功能: 对信号进行再生和还原,对衰减的信号进行放大,保持与原数据相同,以增加信号传输的距离,延长网络的长度。
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    • 中继器的两端:两端的网络部分是网段,而不是子网,适用于完全相同的两类网络的互连,且两个网段速率要相同。两端可连相同媒体,也可连不同媒体。
    • 中继器只将任何电缆段上的数据发送到另一段电缆上,它仅作用于信号的电气部分,并不管数据中是否有错误数据或不适于网段的数据。
    • 中继器两端的网段一定要是同一个协议。(中继器不会存储转发,傻)
    • 5-4-3规则:网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定,因而中继器只能在规定的范围内进行,否则会网络故障。
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    (二)集线器(多口中继器)

    • 集线器的功能: 对信号进行再生放大转发,对衰减的信号进行放大,接着转发到其他所有(除输入端口外)处于工作状态的端口上,以增加信号传输的距离,延长网络的长度。不具备信号的定向传送能力,是一个共享式设备。
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  • 数据链路层主要设备:二层交换机、网桥网络层主要设备:路由器传统交换机从网桥发展而来,属于osi第二层即数据链路层设备。它根据mac地址寻址,通过站表选择路由,站表的建立维护由交换机自动进行。路由器属于osi...

    满意答案

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    hupoi

    2020.01.14

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    采纳率:51%    等级:12

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    物理层的主要设备:中继器、集线器。

    数据链路层主要设备:二层交换机、网桥

    网络层主要设备:路由器

    传统交换机从网桥发展而来,属于osi第二层即数据链路层设备。它根据mac

    地址寻址,通过站表选择路由,站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属于osi第三层即网络层设备,它根据

    ip

    地址进行寻址,通过路由表路由协议产生。交换机最大的好处是快速,由于交换机只须识别帧中mac

    地址,直接根据mac

    地址产生选择转发端口算法简单,便于asic实现,因此转发速度极高。但交换机的工作机制也带来一些问题。

    从过滤网络流量的角度来看,路由器(在网络层实现互连的设备)的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层、从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。

    网桥工作在数据链路层,将两个

    lan

    连起来,根据

    mac

    地址来转发帧,可以看作一个“低层的路由器”(路由器工作在网络层,根据网络地址如ip

    地址进行转发)。远程网桥通过一个通常较慢的链路(如电话线)连接两个远程lan,对本地网桥而言,性能比较重要,而对远程网桥而言,在长距离上可正常运行是更重要的。

    网桥与路由器的比较:网桥并不了解其转发帧中高层协议的信息,这使它可以同时以同种方式处理

    ip、ipx等协议,它还提供了将无路由协议的网络(如netbeui)分段的功能。由于路由器处理网络层的数据,因此它们更容易互连不同的数据链路层,如令牌环网段和以太网段。网桥通常比路由器难控制。像ip等协议有复杂的路由协议,使网管易于管理路由;ip等协议还提供了较多的网络如何分段的信息(即使其地址也提供了此类信息)。而网桥则只用

    mac

    地址和物理拓扑进行工作。因此网桥一般适于小型较简单的网络。

    网桥不同于中继器和集线器:网桥是通过逻辑判断而确定如何传输帧。这个逻辑是基于以太网的协议的,符合

    osi的第二层规范。所以网桥可以被看作是第二层的设备。

    中继器(repeater

    )是连接网络线路的一种装置,常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器工作于osi的物理层,是最简单的网络互联设备,主要完成物理层的功能,负责在两个节点的物理层上按位传递信息,完成信号的复制、调整和放大功能,以此来延长网络的长度。由于存在损耗,在线路上传输的信号功率会逐渐衰减,衰减到一定程度时将造成信号失真,因此会导致接收错误。中继器就是为解决这一问题而设计的。它完成物理线路的连接,对衰减的信号进行放大,保持与原数据相同。一般情况下,中继器用于完全相同的两类网络的互连。

    集线器(hub)属于数据通信系统中的基础设备,它和双绞线等传输介质一样,是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备。它被广泛应用到各种场合。集线器工作在局域网(lan)环境,像网卡一样,应用于osi参考模型第一层,因此又被称为物理层设备。集线器内部采用了电器互联,当维护lan

    的环境是逻辑总线或环型结构时,完全可以用集线器建立一个物理上的星型或树型网络结构。在这方面,集线器所起的作用相当于多端口的中继器。其实,集线器实际上就是中继器的一种,其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务,所以集线器又叫多口中继器。

    自己整理的,希望能对你有点帮助:)

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    计算机网络之网络层服务和网络层服务模型

    TIPS:大部分知识出自哈尔滨工业大学李全龙老师的课程讲解。

    网络层服务

    • 从发送主机向接收主机传送数据段(segment)

    • 发送主机:将数据段封装到数据报(datagram)中

    • 接收主机:向传输层交付数据段(segment)

    • 每个主机和路由器都运行网络层协议

    • 路由器检验所有穿越它的IP数据报的头部域

      • 决策如何处理IP数据报
        效果图

    网络层核心功能-转发与路由

    • 转发(forwarding):将分组从路由器的输入端转移到合适的输出端口

    • 路由(routing):确定分组从源到目的经过的路径

      • 路由算法(routing algorithms)
        效果图

    网络层核心功能 - 连接建立

    • 某些网络的重要功能:
      • ATM,帧中继,X.25
    • 数据分组传输之前两个端主机需要首先建立虚拟/逻辑链接
      • 发网络设备(如路由器)参与连接的建立
    • 网络层连接与传输层连接的对比:
      • 网络层连接:两个主机之间(路径上的路由器等网络设备参与其中)
      • 传输层链接:两个应用进程之间(对中间网络设备透明)

    效果图

    网络层服务模型

    Q:网络层为发送端(主机)到接收端(主机)的数据包传送“通道(channel)”提供什么样的服务模型(service model)?
    效果图

    无连接服务(connection-less service)

    • 不事先为系列分组的传输确定传输路径
    • 每个分组独立确定传输路径
    • 不同分组可能传输路径不同
    • 数据报网络(datagram network)

    连接服务(connection service)

    • 首先为系列分组的传输确定从源到目的的经过的路径(建立连接)
    • 然后沿该路径(连接)传输系列分组
    • 系列分组传输路径相同
    • 传输结束后拆除连接
    • 虚电路网络(virtual-circuit network)
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  • 中继器对数字信号的再生是需要时间的,如果信号从发送端发出经过了无数个中继器,那么中间处理的时间就很久,最后的网络延迟就非常长,用户体验也就很差,所以中继器的使用需要一个限制。) 集线器(hub)(相当于...

    中继器(relay):

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    (再生的意思是把信号尽可能恢复到发送时的状态。)

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    5-4-3规则中的5表示5个网段,4表示在5个网段内最多只能有4个物理层设备,3表示5个网段中只有3个段可以连接计算机。
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    (中继器对数字信号的再生是需要时间的,如果信号从发送端发出经过了无数个中继器,那么中间处理的时间就很久,最后的网络延迟就非常长,用户体验也就很差,所以中继器的使用需要一个限制。)

    集线器(hub)(相当于多端口的中继器):

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    假如图中每一台主机和集线器的距离都是100米,现在一台主机想要和另外一台主机进行通信,那么信号传输距离就从原来的100米变为200米,通过集线器可以使这两台主机联系在一起进行通信,因此集线器可以增加信号传输的距离延长网络的长度,发送信号的主机传输信号到集线器之后,集线器会对信号进行再生放大,发送时会从其他所有端口转发出去,其实起到一个广播作用,所以说集线器不具备信号的定向传送能力,是一个共享式设备,但是这些接收信号的主机要不要对信号进行下一步的处理呢?这就需要看接收到的信号还原后的数据的目的地址是不是发送到这台主机的,是的话就处理,不是的话就丢弃,正因为有这种广播的形式,就容易产生冲突。
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    我们可以把集线器内部理解为只有一条通道(即公共通道),然后在公共通道上下方就连接着所有端口,如果主机A传输信号给主机E,同时主机C也想传输信号给主机D,那么此时就会产生冲突,因为集线器在一个时钟周期内只能传输一组信息(一组的通信),如果发生冲突的话就需要停下来等待一个随机的时间再次进行发送信号,直到不发生冲突为止才能正确传输到接收端,所以一台集线器连接的机器数目比较多的话,而且其他的主机都需要同时通信,这样就会导致发生冲突,同时还会平分带宽,使集线器工作效率非常低。
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