概述

  • 物理层规定了数据在传输媒介(线缆)中的流动规则,并对物理性质做了规定,如线缆材质,连接器形状,pin的接法。
  • 物理层接收由数据链路层发送的由0和1构成的数据帧,并将它们转换为电信号或光信号。
  • 可以把LAN网线看成物理层,无线LAN就把信号理解成物理层。 e107681113208384073800177b2ff0b0

标准规格

  • 物理层的标准化是和数据链路层一起成套实现的,是由IEEE802委员会的国际标准化组织设定的。以太网(Ethernet)标准IEEE802.3,无线LAN标准是IEEE802.11。
  • IEEE802.3有多种标准,都是在IEEE802.3后面加不同英文字母命名,但一般用别名来称呼它们。如使用双绞线电缆的千兆位以太网标准是IEEE802.3ab,别名是1000BASE-T。 af6d63b2e8900d55678348955f4c9e6e

    线缆

    一般使用双绞线和光纤光缆,线缆不同,连接器也不同 8e18c0edeff6a99b7b3b3a4a8bad99f9 c5a371af9fa2154f68d78e4b86513990

    双绞线

    一、概念

  • 由8根铜线,每两根相互缠绕,最后再全部绞合成一整根线缆。这种拧麻花的设计是为了抑制噪声的影响。信号线缠绕在一起,两根信号线中产生的噪声电流方向是相反的,产生的噪声电流相互抵消,噪声得到抑制。

  • 产生噪声的原因是网线周围的电磁波,当电磁波接触到金属等导体时在其中会产生电流,就会在网线中产生和原本的信号不同的电流。原本的电信号和噪声的电流就会混杂在一起,导致信号的波形发生失真。

  • 影响网线的电磁波:1.由电机,荧光灯,CRT显示器等设备泄露出来的。2.网线相邻的信号线泄露出来的,传输的电信号本身就是电流,周围会发出电磁波。

  • 最多只能延伸100米,超过100米,电信号会衰减,数据会消失,所以超过100米时必须设置交换机等中转机器以延长传输距离。 85c98b407caeaf4438b45ca4ac5b0e6d 763645607204eff461ba6b51761723b5 二、分类

    材质

  • UTP 线缆部分没做绝缘处理,常见的LAN网线是UTP,使用方便,便宜,但是不抗电磁干扰,不适合在工厂等电磁干扰较多的环境中使用。

  • STP 线缆部分用铝箔等材质做了绝缘处理。抗电磁,只有在工厂等条件恶劣的环境中才会使用,服务器端基本不用。

    代表传输速度,数字越大,传输速度越快。目前以太网环境使用的类都不低于5. 25958a6c3082cb4dc7d1627badfc60e2

    百兆传输

    服务器,PC的网卡和交换机的物理端口有8个PIN,用于连接8根铜线,从左至右都有响应的编号,各有各的作用。 641f5d48f452d53055474259ba005b43

1.100BASE-TX中,MDI端口通过1号和2号PIN发送信息,3号和6号接收信息,剩余的并不使用.
2.MDI-X端口和MDI相反,1号和2号PIN接收信息,3号和6号发送信息。L2和L3交换机的物理端口是MDI-X端口。

  • 直通线 双绞线电缆中的铜线是平行排列时,必须将MDI于MDI-X连接,这种铜线为平行状态的线缆叫作直通线,如PC或服务器连接到交换机时,MDI和MDI-X就使用直通线。 895d0f7836cecdd38a13dd59786af582
  • 交叉线 内部铜线配置收发相互颠倒,使得相同端口类型也能收发信息。 计算机之间互联或交换机互联的情况,收发信息的关系并不成立,对接都无法实现。 cb6e9377a6f23d31327cf1681adf9741
  • 自动识别MDI/MDI-X 由于直通线和交叉线在架构大规模网络环境时非常容易弄错,出现了能自动识别对方端口类型功能的交换机,根据类型将收信器和发信器进行调换。同样的端口类型也能够直接使用直通线,无需用到交叉线了。 2f765e5cb680dd3df9f4d288bdd8df6b

千兆传输

  • 1000BASE-T中,剩余的4个PIN也用在数据通信上以提高吞吐率,是千兆以太网环境中最常用的标准,标准是IEEE802.3ab。
  • 用同样的PIN进行数据收发,收发器和PIN之间有一个混合电路板,在那里将发送的数据和接收的数据分开,然后分别交给发信器和收信器。
  • 8个PIN都用来收发数据,实现了1Gbit/s的高速通信。 6b7cf86c106057ef6574ba5c59f55e0b

    光纤光缆

  • 光纤光缆是用极细的玻璃管做成的,用于传输光信号。由折射率较高的纤芯和折射率较低的包层构成,为同芯双层结构。94448271c9a1f468a623d38f877e2d36

  • 传输数据时,一根芯用于发送信息,另一根用于接收信息,组成一对,形成全双工通信。 8d0930276d54d4586d91cdb2944f5fab

  • 传输距离很长信号也不会衰减,和双绞线电缆相比能延伸到更远的距离。缺点就是结构过于精密,使用起来不方便。