第4章-物理层接口和标准课件.ppt
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- 关 键 词:
- 物理层 接口 标准 课件
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1、第四讲物理层接口和标准第四讲物理层接口和标准2引入引入lOSI参考模型层次结构l物理层是七层模型的最底层3学习目标学习目标l描述物理层的功能描述物理层的功能l描述物理层的介质描述物理层的介质l理解线缆的规范和连接方式理解线缆的规范和连接方式l制作和测试线缆制作和测试线缆学习完本章,您应该能够:学习完本章,您应该能够:4课程内容课程内容五层协议的体系结构五层协议的体系结构物理层概述物理层概述物理介质物理介质线缆的规范和连接线缆的规范和连接5一、五层协议的体系结构一、五层协议的体系结构l应用层(application layer)l运输层(transport layer)l网络层(network
2、layer)l数据链路层(data link layer)l物理层(physical layer)数据链路层5 应用层4 运输层3 网络层2 数据链路层1 物理层6计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部,成为应用层 PDU7计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应用层 PDU 再传送到运输层加上运输层首部,成为运输层报文TCP segment(报文段、段)(报文段、段)UDP datagram(数据报)(数据报)IP
3、 datagram/fragment of an IP datagram(数据报或数据报分片)(数据报或数据报分片)各层名称分析各层名称分析8计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2运输层报文再传送到网络层加上网络层首部,成为 IP 数据报(或分组)IP datagram/fragment of an IP datagram(数据报或数据报分片)(数据报或数据报分片)9计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2IP 数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部,
4、成为数据链路层帧10计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体11计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据l应用层(application layer)5432154321物理传输媒体计算机 1AP2AP1电信号(或光信号)在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层计算机 212计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2物理层接收到比特流,上交给数据链路层13计算机计算机 1 向
5、计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分,上交给网络层14计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2网络层剥去首部,取出数据部分上交给运输层15计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2运输层剥去首部,取出数据部分上交给应用层16计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应用层剥去首部,取出应用程序数据上
6、交给应用进程17计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据!18计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应 用 程 序 数 据应用层首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意观察加入或剥去首部(尾部)的层次应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部19计算机计算机
7、 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 210100110100101 比 特 流 110101110101计算机 2 的物理层收到比特流后交给数据链路层H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据20H3H4H5应 用 程 序 数 据计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据21H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据计算机计算机 1 向计算机向计算机
8、2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层22H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层23应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据计算机计算机 1 向计算机向计算机 2 发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应用层剥去应用层 PDU 首部后把应用程序数据交给应用进程24计算机计算机 1 向计算机向计算机 2
9、发送数据发送数据 5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据!25五层协议的体系结构五层协议的体系结构物理层概述物理层概述物理介质物理介质线缆的规范和连接线缆的规范和连接26Ethernet802.3V.35 物理层物理层EIA/TIA-232二、物理层概述二、物理层概述l物理层的功能:实现在传输介质上传输比特流,将原始的位流从一台机器传输到另一台机器上l物理层定义了建立、维护和拆除物理链路的规范和标准l定义了物理层接口通信的标准,包括:机械特性电气特性功能特性规程特性27物理层协议要解决的是主机、工作站等数据终端设备与通信线路上数据通信设备之间的
10、接口问题。DTEDTE的基本功能是产生、处理数据;的基本功能是产生、处理数据;DCEDCE的基本功能是沿传输介质发送和接收数据。的基本功能是沿传输介质发送和接收数据。按照国际标准化组按照国际标准化组织(织(ISO)的术语,)的术语,将这两种设备分别将这两种设备分别称为称为DTE和和DCE。28DTE与与DCEDTE(Data Terminal Equipment)又称数据终端设备,指数据输入、输出设备和传输控制器或者计算机等数据处理装置及其通信控制器。DCE(Data Circuit-Terminating Equipment)又称数据通信设备,指多路复用器、数字设备、调制解调器(Modem)
11、以及其它一些中间装置的集合。DTE的基本功能是产生、处理数据;DCE的基本功能是沿传输介质发送和接收数据。29机械特性机械特性机械特性:规定了DTE与DCE实际的物理连接,如接插件的形状和尺寸、插头的数目、排列方式以及插头和插座的尺寸、电缆的长度以及所含导线的数目等。30电气特性电气特性电气特性:定了数据交换信号以及有关电路的特性。一般包括最大数据传输率的说明、表示信号状态(逻辑电平,通/断)的电压和电流的识别,即什么样的电压表示1或0,以及电路特性的说明和与互联电线相关的规定RS-232C接口的电气特性接口的电气特性 电平电平状态状态负电平负电平正电平正电平逻辑状态逻辑状态10信号状态信号状
12、态传号传号空号空号功能状态功能状态OFF(断)(断)ON(通)(通)电器信号表示电器信号表示 31功能特性功能特性功能特性:说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。即每一条线的功能分配和确切定义。通常信号线可分为四类:数据线、控制线、同步线和地线。引脚号信号线功能说明信号线型连接方向1AA保护地线(GND)地线2BA发送数据(TD)数据线DCE3BB接收数据(RD)数据线DTE4CA请求发送(RTS)控制线DCE5CB清除发送(CTS)控制线DTE6BB数据设备就绪(DSR)控制线DTE7AB信号地线(Sig.GND)地线8CF载波检测(CD)控制线DTE20CD数据终端就绪(DTR)控
13、制线DCE22CE振铃指示(RI)控制线DTE32规程特性规程特性规程特性:即通信协议,说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。即各信号线的工作规则和先后顺序。33课程内容课程内容五层协议的体系结构五层协议的体系结构物理层概述物理层概述物理介质物理介质线缆的规范和连接线缆的规范和连接34物理介质分类物理介质分类有线传输介质有线传输介质 同轴电缆同轴电缆 双绞线双绞线 光纤光纤无线传输介质无线传输介质F 卫星卫星F 微波微波F 红外线红外线35同轴电缆同轴电缆10base5 粗同轴电缆粗同轴电缆10base2 10base2 细同轴电缆细同轴电缆以硬铜线为芯,外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密
14、织的网状导体环以硬铜线为芯,外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕,网外又覆盖一层保护性材料。有两种广泛使用的同轴电缆。一种是绕,网外又覆盖一层保护性材料。有两种广泛使用的同轴电缆。一种是50欧欧姆电缆,用于数字传输,由于多用于基带传输,也叫基带同轴电缆;另一种姆电缆,用于数字传输,由于多用于基带传输,也叫基带同轴电缆;另一种是是75欧姆电缆,用于模拟传输。欧姆电缆,用于模拟传输。36同轴电缆和计算机连接同轴电缆和计算机连接服务器服务器客户机客户机客户机客户机客户机客户机BNC TBNC T型连接器型连接器 终端终端电阻电阻终端终端电阻电阻37细缆以太网细缆以太网1)硬件配置硬件配
15、置(1)网络接口适配器网络接口适配器:网络中每个结点需要一块提供网络中每个结点需要一块提供BNC接口的以太网卡、便协式适配器或接口的以太网卡、便协式适配器或PCMCIA卡。卡。(2)BNC-T型连接器型连接器:细缆细缆Ethernet上的每个结点通过上的每个结点通过T型连接器与网络进行连接型连接器与网络进行连接,它水平方它水平方向的两个插头用于连接两段细缆向的两个插头用于连接两段细缆,与之垂直的插口与网络接口适配器上的与之垂直的插口与网络接口适配器上的BNC连接器相连。连接器相连。(3)电缆系统电缆系统:用于连接细缆以太网的电缆系统包括用于连接细缆以太网的电缆系统包括:细缆细缆(RG-58 A
16、/U):直径为直径为5毫米毫米,特征阻抗为特征阻抗为50欧姆的细同轴电缆。欧姆的细同轴电缆。BNC连接器插头连接器插头:安装在细缆段的两端。安装在细缆段的两端。BNC桶型连接器桶型连接器:用于连接两段细缆。用于连接两段细缆。BNC 终端匹配器终端匹配器:BNC 50欧姆的终端匹配器安装在干线段的两端欧姆的终端匹配器安装在干线段的两端,用于防止电子信号的用于防止电子信号的反射。干线段电缆两端的终端匹配器必须有一个接地。反射。干线段电缆两端的终端匹配器必须有一个接地。(4)中继器中继器:对于使用细缆的以太网对于使用细缆的以太网,每个干线段每个干线段的长度不能超的长度不能超过过185米米,可以用中继
17、器连接两可以用中继器连接两个干线段个干线段,以扩充主干电缆的长度。每个以太网中最多可以使用以扩充主干电缆的长度。每个以太网中最多可以使用四个四个中继器中继器,连接连接五个五个干线干线段电缆。段电缆。382)技术参数技术参数最大的干线段长度最大的干线段长度:185米。米。最大网络干线电缆长度最大网络干线电缆长度:925米。米。每条干线段支持的最大结点数每条干线段支持的最大结点数:30。BNC-T型连接器之间的最小距离型连接器之间的最小距离:0.5米。米。39粗缆以太网粗缆以太网1)硬件配置硬件配置(1)网络接口适配器网络接口适配器:网络中每个结点需要一块提供网络中每个结点需要一块提供AUI接口的
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