物理层
定义层数和物理层数
定义层数和物理层数层数和物理层数是两个概念，它们在不同领域有着不同的定义和含义。
我们来定义层数。
在一般的语境下，层数指的是一个物体或系统中所包含的层次结构的数量。
例如，在建筑物中，我们可以说一栋楼有几层，这指的是建筑物的垂直层次结构。
在计算机科学中，我们可以说一个网络有多少层，这指的是网络的分层结构。
在自然界中，我们可以说一个生态系统有多少层，这指的是生态系统中不同生物之间的层次关系。
接下来，让我们来定义物理层数。
物理层数是指在计算机科学中，网络或系统中实际存在的层次结构的数量。
这些层次结构是通过不同的协议或技术实现的，每一层都负责不同的功能和任务。
物理层数的数量取决于网络或系统的设计和需求。
举个例子来说明物理层数的概念。
在计算机网络中，我们常常使用OSI模型来描述网络的层次结构。
根据OSI模型，网络被分为七个不同的层次，从物理层到应用层依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每一层都负责不同的功能和任务，例如物理层负责传输比特流，数据链路层负责传输帧，网络层负责路由和转发等。
这些层次结构的数量就是物理层数。
物理层数的定义在不同的领域中可能有所差异。
例如，在电子工程中，物理层数可以指代电路板或芯片中的层次结构。
在地质学中，物理层数可以指代地层中不同岩石层的数量。
在化学中，物理层数可以指代分子中不同原子层的数量。
在宇宙学中，物理层数可以指代宇宙中不同的空间层次。
总结起来，层数和物理层数都是描述层次结构的概念。
层数是一个更广泛的概念，可以应用于不同领域，而物理层数则是在计算机科学和其他领域中描述实际存在的层次结构的数量。
通过理解和定义这些概念，我们可以更好地理解和描述各种系统和网络的结构和功能。
网络分几层
1、物理层(Physical Layer)要传递信息就要利用一些物理媒体，如双纽线、同轴电缆等，但具体的物理媒体并不在OSI的7层之内，有人把物理媒体当作第0层，物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接，以及它们的机械、电气、功能和过程特性。
如规定使用电缆和接头的类型，传送信号的电压等。
在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电气电压处理，单位是比特。
2、数据链路层(Data Link Layer)数据链路层负责在两个相邻结点间的线路上，无差错的传送以帧为单位的数据。
每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息。
和物理层相似，数据链路层要负责建立、维持和释放数据链路的连接。
在传送数据时，如果接收点检测到所传数据中有差错，就要通知发方重发这一帧。
3、网络层(Network Layer)在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。
网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时传送。
网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。
4、传输层(Transport Layer)该层的任务时根据通信子网的特性最佳的利用网络资源，并以可靠和经济的方式，为两个端系统（也就是源站和目的站）的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责可靠地传输数据。
在这一层，信息的传送单位是报文。
5、会话层(Session Layer)这一层也可以称为会晤层或对话层，在会话层及以上的高层次中，数据传送的单位不再另外命名，统称为报文。
会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。
如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。
6、表示层(Presentation Layer)这一层主要解决拥护信息的语法表示问题。
它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。
物理层流程
物理层流程物理层是计算机网络中的第一层，负责实现网络硬件设备之间的物理连接和数据传输。
在计算机网络中，物理层的主要任务是将比特流转换为电信号，并通过物理媒介传输给接收方。
下面将介绍物理层的流程。
1. 信号编码：在物理层中，发送方首先需要将数据转换为比特流，并进行信号编码。
信号编码是将比特流映射为电信号的过程，常用的编码方式有不归零编码、曼彻斯特编码等。
编码的目的是为了提高信号的可靠性和抗干扰能力。
2. 传输介质选择：物理层还需要选择合适的传输介质进行数据传输。
常见的传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤等。
不同的传输介质具有不同的传输速率、传输距离和成本等特点，选择合适的传输介质可以满足网络的需求。
3. 传输方式选择：物理层还需要选择合适的传输方式进行数据传输。
常见的传输方式有串行传输和并行传输。
串行传输是逐位地发送数据，传输速率相对较慢，但传输距离较远；并行传输是同时发送多个比特，传输速率较快，但传输距离较短。
4. 数据传输：在物理层中，数据的传输是通过物理媒介进行的。
发送方将经过信号编码的数据通过传输介质发送给接收方。
在传输过程中，可能会出现信号衰减、噪声干扰等问题。
为了保证数据的可靠传输，物理层通常会采用差错检测和纠错技术，如奇偶校验、循环冗余检验等。
5. 信号解码：接收方在接收到电信号后，需要将其解码为比特流。
解码的过程与编码相反，根据编码规则将接收到的信号转换为比特流。
6. 数据接收：接收方在解码后得到比特流，进一步处理数据。
根据需要，可能会进行数据重组、重新排序等操作，以恢复原始数据。
7. 信号放大与整形：在信号传输过程中，可能会受到信号衰减的影响，导致信号强度减弱。
为了保证信号的可靠传输，物理层可能会使用信号放大器来增加信号的强度，并使用整形器来重新整形信号的波形。
8. 时钟同步：在数据传输过程中，发送方和接收方需要保持时钟同步，以确保数据能够按照正确的速率进行传输。
物理层可能会使用时钟信号来实现时钟同步，或者通过协商的方式来协调发送方和接收方的时钟。
层的概念数据库
层的概念数据库
在数据库中，层的概念指的是将数据分为不同的逻辑层次，以便更好地组织和管理数据。
通过将数据按照其功能或用途分成不同的层，可以使数据库更加灵活和可维护。
常见的数据库层包括以下几种：
1. 物理层：物理层是数据库的底层，负责存储和管理数据在磁盘上的存储结构。
它处理磁盘空间的分配、文件的读写、索引的建立等底层任务。
2. 逻辑层：逻辑层是对数据进行组织和管理的中间层。
它定义了数据的结构、关系和约束条件，以及对数据的操作和查询方式。
逻辑层包括了数据模型、数据表、视图、存储过程、触发器等对象。
3. 操作层：操作层是用户通过数据库管理系统（DBMS）对数据库进行操作的接口层。
它提供了各种数据库操作命令和语言，如SQL语言，用于对数据库进行查询、插入、更新和删除等操作。
4. 应用层：应用层是建立在数据库之上的应用程序层。
它通过调用数据库操作层提供的接口，实现具体的业务逻辑。
应用层可以包括Web应用、移动应用、企业应用等。
osi模型物理层功能
osi模型物理层功能OSI模型是一个具有七层的网络体系结构模型，每一层都有相应的功能和任务。
物理层是OSI模型的第一层，它负责在物理介质上传输比特流。
本文将详细介绍OSI模型物理层的功能。
一、物理层的概述物理层是OSI模型的基础，它直接与通信设备的物理层面进行交互。
物理层的主要任务是将比特流转化为电信号或光信号，并在网络中传输这些信号。
物理层通过传输媒介来实现信息的传输，如双绞线、同轴电缆、光纤等。
二、物理层的功能1. 数据编码与解码：物理层将传输的数据进行编码，将比特流转化为电信号或光信号，以便在传输媒介上进行传输。
同时，在接收端，物理层也负责对收到的信号进行解码，将其转化为比特流。
2. 传输介质的选择与接口规范：物理层选择合适的传输介质，并规定相关的接口标准。
这些接口标准确保不同设备间的互操作性，使得不同厂商的设备可以在同一网络中进行通信。
3. 数据传输的时序控制：物理层负责控制数据传输过程中的时序，以确保信号的正确接收。
它控制数据的发送速率，保证发送端和接收端的速率匹配，并调整传输速率以适应传输媒介的特性。
4. 基本的传输错误检测与纠正：物理层需要进行基本的错误检测与纠正，以确保数据的可靠传输。
它通过检测比特流中的错误，并进行必要的纠正，防止传输中出现丢失、替换或损坏的数据。
5. 物理拓扑的定义：物理层定义网络的物理拓扑结构，包括网络中节点的连接方式和布局形式。
不同的物理拓扑结构对数据传输的性能、可靠性和扩展性都有不同的影响。
6. 传输媒介的管理：物理层负责管理传输媒介的分配和使用。
它需要设置传输媒介的参数，如带宽、速率和距离等，以确保数据的传输和接收正常进行。
7. 链路建立与拆除：物理层负责建立和拆除通信链路，即在发送和接收端之间建立起可靠的连接。
链路的建立和拆除需要一系列的握手和协商过程，以确保通信的可靠性和正确性。
三、物理层的重要性物理层是整个网络体系结构中最底层的一层，它直接面对网络中的物理设备和传输媒介。
物理层详解
物理层详解物理层是计算机网络领域中的一个重要概念，它是网络协议中的第一层，主要功能是将数据转换成物理信号进行传输。
本文将详细介绍物理层的定义、功能和组成部分。
一、物理层的定义：物理层是网络协议的第一层，主要负责透明地传输原始数据。
在物理层中，数据被转换成特定的电信号，在网络媒介上传输。
它定义了数据传输的物理规范，包括传输介质、数据编码、数据传输速率等。
二、物理层的功能：1.数据的编码和解码：物理层负责将数字数据转换为模拟信号进行传输，并将接收到的模拟信号转换为数字数据进行解码。
为此，物理层需要定义数据的编码方式，例如常见的8B/10B编码、曼彻斯特编码等。
2.数据的传输：物理层负责将编码过的数据按照预定的方式传输。
它需要定义传输介质的类型和特性，例如有线传输、无线传输和光纤传输等。
传输速率是物理层的另一个重要特性，它决定了数据传输的速度。
3.传输媒介的管理：物理层需要定义传输媒介的类型、长度、宽度等，以便正确地传输数据。
它还负责检测传输媒介上的错误和干扰，并进行纠正或重传。
三、物理层的组成部分：物理层包括以下组成部分：1.传输介质：物理层使用不同类型的传输介质，例如双绞线、同轴电缆、光纤等。
每种介质都有其特定的传输特性和使用限制。
2.传输速率：物理层定义了数据传输的速率，通常以bps（比特每秒）为单位，例如10M bps、100M bps和1G bps等。
3.信号编码：物理层使用不同类型的编码方式将数字数据转换为模拟信号进行传输。
编码方式取决于传输介质的特性和信号需求。
4.传输媒介的处理：物理层需要对传输介质进行预处理，例如放大、整形、调整等，以保证数据在传输过程中的稳定性和正确性。
综上所述，物理层是网络协议中最基本的层次之一。
它负责将原始数据转换为物理信号进行传输，为更高层次的网络协议提供底层的传输支持。
一个高效、可靠的物理层是实现网络快速、稳定传输的关键。
osi七层模型的分层结构
osi七层模型的分层结构OSI（开放系统互联）七层模型是国际标准化组织（ISO）制定的网络协议体系结构，用于规范计算机网络的设计和实现。
该模型将网络通信分为七个不同的层次，每一层都有其特定的功能和责任。
以下是对OSI七层模型的分层结构的详细说明：1. 物理层（Physical Layer）：物理层是整个网络通信的起点，它是处理网络硬件和传输介质的层次。
在物理层中，传输的是比特流（0和1）的电子信号，主要用于传输数据。
在物理层中，主要的设备包括网线、光纤、集线器等。
这一层主要关注的是信号的传输速率和物理连接的形式，并不关心数据包的内部结构。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层提供了通过物理连接进行数据传输的功能。
它负责将比特流转换为数据帧，并在传输过程中进行差错检测和纠正。
数据链路层主要分为两个子层：逻辑链路控制（LLC）子层和介质访问控制（MAC）子层。
逻辑链路控制子层负责建立和维护链路的逻辑连接，而介质访问控制子层负责调度数据帧的传输，以及解决多个设备同时访问网络的冲突问题。
3. 网络层（Network Layer）：网络层负责将数据包从源主机传输到目标主机。
它通过路由选择算法来确定数据包的传输路径，并对数据包进行分组和寻址。
网络层中最重要的协议是Internet协议（IP），它是整个互联网通信的基础。
网络层还提供了一些其他的功能，如流量控制、拥塞控制、分片和重组等。
4. 传输层（Transport Layer）：传输层主要负责端到端的数据传输和可靠性保证。
它处理端口号、会话管理、流量控制以及错误恢复等功能。
在传输层中，最常用的协议是传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
TCP提供了可靠的数据传输服务，确保数据包的有序性、完整性和可靠性；而UDP提供了不可靠的数据传输服务，适用于实时性要求较高的应用。
5. 会话层（Session Layer）：会话层主要负责建立、管理和终止会话。
osi七层模型的定义和各层功能
OSI七层模型的定义和各层功能随着网络技术的不断发展，我们的生活已经离不开网络了。
而OSI七层模型是计算机网络体系结构的实质标准，它将计算机网络协议的通信功能分为七层，每一层都有着独特的功能和作用。
下面，我将以此为主题，深入探讨OSI七层模型的定义和各层功能。
1. 第一层：物理层在OSI七层模型中，物理层是最底层的一层，它主要负责传输比特流（Bit Flow）。
物理层的功能包括数据传输方式、电压标准、传输介质等。
如果物理层存在问题，整个网络都无法正常工作。
2. 第二层：数据链路层数据链路层负责对物理层传输的数据进行拆分，然后以帧的形式传输。
它的功能包括数据帧的封装、透明传输、差错检测和纠正等。
数据链路层是网络通信的基础，能够确保数据的可靠传输。
3. 第三层：网络层网络层的主要功能是为数据包选择合适的路由和进行转发。
它负责处理数据包的分组、寻址、路由选择和逻辑传输等。
网络层的存在让不同的网络之间能够互联互通，实现数据的全球传输。
4. 第四层：传输层传输层的功能是在网络中为两个端系统之间的数据传输提供可靠的连接。
它通过TCP、UDP等协议实现数据的可靠传输、分节与重组、流量控制、差错检测和纠正等。
5. 第五层：会话层会话层负责建立、管理和结束会话。
它的功能包括让在网络中的不同应用之间建立会话、同步数据传输和管理数据交换等。
6. 第六层：表示层表示层的作用是把数据转换成能被接收方识别的格式，然后进行数据的加密、压缩和解压缩等。
7. 第七层：应用层应用层是OSI模型中的最顶层，它为用户提供网络服务，包括文件传输、电流信箱、文件共享等。
应用层是用户与网络的接口，用户的各种应用软件通过应用层与网络进行通信。
OSI七层模型是计算机网络体系结构的基本标准，它将通信协议的功能划分为七层以便管理和开发。
每一层都有独特的功能和作用，共同构成了完整的网络通信体系。
只有了解并理解这些层次的功能，我们才能更好地利用网络资源，提高网络效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.3.2 EIA RS-449 (续2)
RS-449接口的功能特性
对30条信号线作了功能性定义。与RS-232-C相比， 新增的信号线主要是为了解决环回测试和其他功能 的问题。
RS-449接口的规程特性
沿用了RS-232-C的规程特性。
22
4.3.3 RJ-45
RJ-45连接器指的是由IEC(60)603-7标准化的接插 件标准定义的8芯的模块化插孔或插座，又称RJ45插头。 IEC (60)603-7是ISO/IEC 11801国际通 用综合布线标准的连接硬件的参考标准。 RJ-45插头是一种只能沿固定方向插入并自动防止 脱落的塑料接头，俗称“水晶头”。
第 4 章 物理层
教学目的
学习内容
4.1 物理层概述 4.2 物理层接口特性 4.3 物理层的常用标准 4.5 宽带接入技术
掌握物理层的基本概念 掌握物理层的四个接口特 性 熟知物理层的常用标准 (RS-232，RS-449，RJ45) 掌握常用的宽带接入技术
1
第4章：内容提纲
4.1 物理层概述
用户环境 DTE
DCE
通信设施
用户设施
通信环境
用户设施
6
4.2 物理层接口特性(续1)
DTE：数据终端设备的英文缩写，它是一种具有 一定的数据处理和转发能力的设备。DTE可以是 一台计算机、终端或各种I/O设备。 DCE：数据电路终结设备的英文缩写，是在DTE 和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并 且负责建立、保持和释放数据链路的设备。典型 的DCE，如调制解调器。 DTE/DCE接口是标准化的。它具有机械、电气、 功能和规程四个方面的特性。
最大速率为20kbps；
最大电缆长度为 15米。
15
4.3.1 EIA RS-232(续2) RS-232-C接口的功能特性
信号线的功能定义见表4-6。信号线共20条，可 分为四类：数据线(4条)、控制线(11条) 、定时 线(3条)和地线(2条) 。其余5条是未定义或专用 的。
RS-232-C接口有主、辅两种信道。辅信道用于 在互连设备之间传送一些辅助的控制信息，通常 很少使用，其速率低于主信道。
17
远程连接
（零调制解调方式）
4.3.1 EIA RS-232(续5)
利用零调制解调器方式两台计算机近程连接
DTE DTE
2
3 4 5 0
19
4.3.2 EIA RS-449
EIA RS-449 是为替代EIA RS-232-C而提出的物 理层标准接口。由 3 个标准组成。
4
第4章：内容提纲
4.1 物理层概述
4.2 物理层接口特性
4.3 物理层的常用标准
4.5 宽带接入技术
5
4.2 物理层接口特性
物理层协议实际上是DTE与DCE之间的一组约定。 这组约定规定了DTE与DCE之间标准接口特性。
DTE/DCE接口 串行比特流 DCE
公用交换网
用户环境 DTE
DTE/DCE接口
568A线序：1—绿白， 2—绿，3—橙白，4—蓝， 5—蓝白，6—橙，7—棕 白，8—棕。
568B线序：：1—橙白， 2—橙，3—绿白，4—蓝， 5—蓝白，6—绿，7—棕 白，8—棕
26
4.3.3 RJ-45 (续4) RJ-45上各条网线的用途
线序 1 2 3 4 功用 发送+ 发送－ 接收+ 不用 线序 5 6 7 8 功用 不用 接收－ 不用 不用
7
4.2.1 机械特性 机械特性
主要定义物理连接的边界点，即接线器物理结构。 规定接口所用接线器的形状和尺寸、插针或插孔 的数目和排列次序、固定和锁定装置等。
常用的标准接口
ISO 2110 RS-366-A ISO 2593 ISO 4902 ISO 4903 25芯接线器，EIA RS-232-C，EIA 34芯接线器，V.35宽带MODEM 37芯和9芯接线器，EIA RS-449 15芯接线器，X.20、X.21、X.22
机械特性 (mechanical characteristics)
电气特性 (electrical characteristics) 功能特性 (functional characteristics) 规程特性 (procedural characteristics)
物理层通过这四个特性实现DTE和DCE设备之间的 物理通路连接。
物理层的主要功能：为它的服务用户(即数据链 路层的实体)在具体的物理媒体上提供发送或接收 比特流的能力。
4.1 物理层概述(续1)
物理层的协议与具体的物理设备、传输媒体及通 信手段有关。用于物理层的协议也常称为规程。 物理层的实现的主要功能描述为与传输媒体接口 有关的四个重要特性：
RS-449 规定了接口的机械特性、功能特性 的过程特性(相当于V.35)。 RS-423-A 规定采用非平衡传输时(即所有的 电路共用一个公共地)的电气特性。
RS-422-A 规定采用平衡传输时(即所有的电 路没有公共地)的电气特性。
20
4.3.2 EIA RS-449 (续1)
RS-449接口的机械特性
⑷光纤接入技术
30
4.5.1 基于铜线的xDSL技术
xDSL 技术就是用数字技术对现有的模拟电话用 户线进行改造，使它能够承载宽带业务。
虽然标准模拟电话信号的频带被限制在 300~3400 kHz 的范围内，但用户线本身实际可 通过的信号频率仍然超过 1 MHz。 xDSL 技术就把 0~4 kHz 低端频谱留给传统电话 使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用 户上网使用。
4.2 物理层接口特性
4.3 物理层的常用标准
4.5 宽带接入技术
2
4.1 物理层概述
物理层与传输媒体：物理层不是传输媒体，传输 媒体在物理层之下，有时把它们称为0层。 物理层是指在连接开放系统的物理媒体上为上一 层(指数据链路层)提供传送比特流的一个物理连接。
物理层的作用：是尽可能屏蔽计算机网络使用的 物理设备、传输媒体和通信方式的差异，使得数据 链路层不必去考虑物理设备和传输媒体的具体特性， 而只要考虑完成本层的协议和服务。
16
4.3.1 EIA RS-232(续3)
RS-232-C接口的规程特性
规程特性描述了在不同的条件下，各条信号线呈现 “接通”(正电平，逻辑“0”)或“断开”(负电平， 逻辑“1”)状态的顺序和关系。例如， DTE若想将 数据发往传输线路，必须做到CC、CD、CA、CB这 4条控制线全部呈“接通”状态，也就是既做到设 备就绪，又做到线路就绪。
11
4.2.4 规程特性
规程特性
主要规定接口各信号线之间的相互关系、动作顺 序以及维护测试操作等内容。反映了在数据通信 过程中，通信双方可能发生的各种可能事件。
目前，用于物理层规程特性的标准有：ITU-T V.24、V.25、V.54、X.20、X.20bis、X.21、 X.21bis、X.22、X.150等。
使用37芯和9芯接线器，后者用于辅信道操作。
RS-449接口的电气特性
RS-423-A规定了采用差动接收的非平衡电气连 接特性。信号电平采用±6V的负逻辑，过渡区 为-4～+4V。 RS-422-A规定了采用平衡电气连接特性，信号 电平采用±6V 的负逻辑，过渡区为-2～+2V。 与RS-232-C相连时，采用RS-423-A电气特性。
23
4.3.3 RJ-45 (续1)
RJ-45插头上的网线排序的两种方式
T568A线序，用于网络设备需要交叉互连的场合 。所谓“交叉”是指网线的一端按T568A线序连接 ，另一端按T568B线序连接(见图4-6)。交叉连接适 用于连接两个网络设备，如两台计算机、集线器 或交换机之间。 T568B线序，用于网络设备直接互连的场合。网 线两端都使用T568B线序(见图4-7)。直通连接适用 于布线系统用户工作区的墙壁插座到计算机，以 及两台不同网络设备之间的连接。
DSL 就是数字用户线(Digital Subscriber Line)的 缩写。而 DSL 的前缀 x 则表示在数字用户线上 实现的不同宽带方案。
31
xDSL 的几种类型
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)：非对 称数字用户线 HDSL (High speed DSL)：高速数字用户线 SDSL (Single-line DSL)：1 对线的数字用户线 VDSL (Very high speed DSL)：甚高速数字用户线 DSL ：ISDN 用户线。 RADSL (Rate-Adaptive DSL)：速率自适应 DSL， 是 ADSL 的一个子集，可自动调节线路速率）。
8
4.2.1 机械特性(续1) ISO标准化的部分接线器
9
4.2.2 电气特性
电气特性
指明在接口电缆的各条线上电气连接及有关电路 特性，包括信号电平范围、阻抗、负载、速率和 距离限制等。 给出普通电话交换网接口电气特性的主要规定
发送电平 接收电平 阻 抗 ≤0 dBm －5～－35dBm,视各种modem而定 600Ω
使用25芯接线器。
在DTE侧采用针式(凸插头)结构， DCE侧采用孔式(凹插座)结构。
实际使用可采用芯针较少的 9芯接线器。
14
4.3.1 EIA RS-232(续1)