关于网络:网络互连模型之物理层和数据链路层

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OSI 参考模型 是 ISO 公司提出的理论知识,并不具备理论利用。

在实在应用中真正失去认可的是 TCP/IP 协定,学习的时候会把【网络接口层】还原成【数据链路层】和【物理层】,因为这两层关乎通信原理,十分重要。

物理层

物理层定义了接口标准、线缆规范、传输速率、传输方式等,比如说网线。数据传输有两种形式,别离是模拟信号和数字信号。

  • 模拟信号是间断的信号,适宜长距离传输,抗干扰能力差,受到烦扰时波形变形很难纠正
  • 数字信号是离散的信号,不适宜长距离传输,它抗干扰能力强,受到烦扰时波形失真能够修复

而网线的传输间隔最多不可超过 100 米,局域网通信能够只应用数字信号,因为间隔短,而广域网中通信就须要数字信号 + 模拟信号组合应用。

另外,一条传输介质上(比方网线)上能够有多条信道(信息传输的通道),大抵分为三类,单工通信、半双工通信、全双工通信。

  • 单工通信:信号只能往一个方向传输,任何时候都不能扭转信号的传输方向,比方无线电播送。
  • 半双工通信:信号能够双向传输,但必须是交替进行,同一时间只能往一个方向传输,比方对讲机
  • 全双工通信:信号能够双向传输,比方手机。

数据链路层

链路示意从 1 个节点到相邻节点的一段物理线路(有线或无线),两头没有其余替换节点(如交换机等)。比方下图中框住的局部就别离示意一条链路(集线器可看作网线,不算作替换节点)。

另外,数据链路层还有三个问题:封装成帧、通明传输和过错检测。

封装成帧

IP 数据包来自网络层,MTU 示意最大传输单元,以太网的 MTU 为 1500 字节。从网络层到数据链路层,会给数据左右两侧加上首部尾部组成帧。

通明传输

当 SOH、EOT 别离作为帧开始符和结束符时,如果数据局部呈现了 EOT,可能截取谬误,所以须要对其进行本义。

过错检测

那么如何测验传递过程中数据是否正确呢?
存在一个 FCS 的数据,是依据帧的数据局部和数据链路层首部计算得出,当接收数据时,网卡会对其进行校验。

在一条链路上传输数据时,须要有对应的通信协议来控制数据的传输,不同类型的数据链路,所用的通信协议可能是不同的,次要有两种。

  • 播送信道:CSMA/CD 协定(比方同轴电缆、集线器等组成的网络)
  • 点对点信道:PPP 协定(比方 2 个路由器之间的信道)
CSMA/CD 协定

具备载波侦听、多路拜访、冲突检测的性能,应用了 CSMA/CD 的网络为以太网(Ethernet),传输以太网帧。

  • 载波侦听:计算机的端口检测该条信道上有没有数据传输,有的话不发送信号
  • 多路拜访:多个 pc 都能够发消息
  • 冲突检测:当多个 pc 相互发送音讯到集线器时,信号碰撞就会抵触而后回弹,pc 本身要检测回来的音讯是抵触弹回还是别的机器发送的有用音讯

交换机反对全双工通信,具备下面的性能,所以用交换机组件的网络,不须要应用 CSMA/CD 协定,但它传输的帧仍然是以太网帧,所以能够叫做以太网。

以太网帧应用得最多的是 Ethernet V2 规范

以太网帧由首部(指标 MAC 地址、源 MAC 地址、网络类型)+ 数据 + FCS 组成,而为了检测发送的数据是否有抵触,以太网帧的最小长度为 64 字节,而 MTU 为 1500 字节,所以计算失去数据长度范畴为 46 ~ 1500 字节,如果数据长度小于 46 字节,数据链路层会主动填充一些数据,接收端再剔除。

PPP 协定

路由器之间不应用 CSMA/CD 协定,而是 PPP 协定。

  • Address 字段:图中的值是 0xFF,点到点信道不须要源 MAC、指标 MAC 地址
  • Control 字段:图中的值是 0x03,目前没有什么作用
  • Protocol 字段:PPP 协定外部用到的协定类型
  • 帧开始符、帧结束符:0x7E

当 IP 数据报中存在与帧开始符、帧结束符抵触的数据会进行替换。

以上就是 物理层和数据链路层的相干常识 ,更多无关 前端 网络协议 的内容能够参考我其它的博文,继续更新中~

正文完
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