TCPIP参考模型之物理层
TCPIP五层模型
(1)OSI七层模型OSI中的层功能 TCP/IP协议族应用层文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端 TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 表示层数据格式化，代码转换，数据加密没有协议会话层解除或建立与别的接点的联系没有协议传输层提供端对端的接口 TCP，UDP网络层为数据包选择路由 IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP数据链路层传输有地址的帧以及错误检测功能 SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU物理层以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 ISO2110，IEEE802，IEEE802.2(2)TCP/IP五层模型的协议应用层传输层网络层数据链路层物理层物理层：中继器、集线器、还有我们通常说的双绞线也工作在物理层数据链路层：网桥(现已很少使用)、以太网交换机(二层交换机)、网卡(其实网卡是一半工作在物理层、一半工作在数据链路层)网络层：路由器、三层交换机传输层：四层交换机、也有工作在四层的路由器二、TCP/UDP协议TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)协议属于传输层协议。
其中TCP提供IP环境下的数据可靠传输，它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复用。
通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。
通俗说，它是事先为所发送的数据开辟出连接好的通道，然后再进行数据发送;而UDP则不为IP提供可靠性、流控或差错恢复功能。
一般来说，TCP对应的是可靠性要求高的应用，而UDP对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。
TCP支持的应用协议主要有：Telnet、FTP、SMTP等;UDP支持的应用层协议主要有：NFS(网络文件系统)、SNMP(简单网络管理协议)、DNS(主域名称系统)、TFTP(通用文件传输协议)等.TCP/IP协议与低层的数据链路层和物理层无关，这也是TCP/IP的重要特点三、OSI的基本概念OSI是Open System Interconnect的缩写，意为开放式系统互联。
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议TCP/IP模型和OSI七层参考模型是两种不同的网络协议体系架构，用于描述和管理计算机网络中传输数据的过程。
虽然它们是两个独立的模型，但是它们之间存在着很多相似之处。
下面详细介绍TCP/IP模型和OSI七层参考模型各层的功能和主要协议。
一、TCP/IP模型TCP/IP模型是互联网常用的网络协议体系架构，由四个层次构成，即网络接口层、网际层、传输层和应用层。
1.网络接口层：网络接口层是通过物理连接和电流，将数据变成二进制电信号以便于在网络中传输。
它负责将数据包转换成比特流传输，是数据在局域网中的传输介质，主要包含物理层和数据链路层。
物理层：负责物理传输介质的传输细节，如光纤、电缆等。
数据链路层：负责数据在物理网络中的传输，通过帧传输保证数据的准确性，如以太网、WiFi等。
主要协议：Ethernet、PPP、ARP等。
2.网际层：网际层是在网络中定位和标识主机的过程，它负责通过IP地址将数据传输到目标主机。
网际层是TCP/IP模型中最重要的层，提供传送和路由数据包的功能。
主要协议：IP、ICMP、ARP、RARP等。
3.传输层：传输层主要是为应用层提供可靠的数据传输，负责数据的分段、传输和排序，确保数据的有序、可靠和无差错。
主要协议：TCP、UDP。
4.应用层：应用层是TCP/IP模型最上层的层次，主要是用户和网络应用之间的接口层。
应用层的协议提供了网络应用之间的通信。
主要协议：HTTP、FTP、SMTP、DNS等。
二、OSI七层参考模型OSI（Open System Interconnection）七层参考模型是国际标准化组织（ISO）提出的通信协议模型，它将数据传输过程分成了七个不同层次，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
1.物理层：物理层是物理媒介上数据的传输和传输的电流、光信号转换的功能部分，负责传输原始的比特流。
osi和tcpip层次模型的区别
osi和tcpip层次模型的区别OSI和TCP/IP层次模型的区别在计算机网络中，层次模型是一种组织和管理计算机网络功能的方法。
OSI（开放式系统互联）和TCP/IP（传输控制协议/因特网互联协议）是两种不同的层次模型，它们都为网络通信提供了标准化的框架。
然而，它们在结构和功能上存在一些区别。
一、OSI层次模型OSI层次模型是由国际标准化组织提出的，它将网络通信划分为七个不同的层次，每个层次负责一种特定的功能。
以下是每个层次的简要介绍：1. 物理层（Physical Layer）：负责传输原始的比特流，例如通过光缆或电缆发送数字信号。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：负责在直接相连的设备之间传输数据帧，并检测和纠正传输中的错误。
3. 网络层（Network Layer）：负责在多个网络之间进行数据包的路由和转发，以实现数据的传递。
4. 传输层（Transport Layer）：负责确保端到端的可靠传输，提供数据的分段和重组等功能。
5. 会话层（Session Layer）：负责建立、管理和终止网络会话，以便在通信设备之间进行通信。
6. 表示层（Presentation Layer）：负责将数据进行编码和解码，以便不同设备之间可以正确地解释和处理数据。
7. 应用层（Application Layer）：负责提供特定应用程序（如电子邮件、文件传输）所需的服务和协议。
二、TCP/IP层次模型TCP/IP层次模型是因特网的基本通信协议，它将网络通信划分为四个层次，每个层次有不同的功能。
以下是每个层次的简要介绍：1. 网络接口层（Network Interface Layer）：与OSI的物理层和数据链路层相对应，负责提供网络接口以进行数据传输。
2. 网络层（Internet Layer）：与OSI的网络层相对应，负责在不同网络之间进行数据包的路由和转发。
3. 传输层（Transport Layer）：与OSI的传输层相对应，提供可靠的端到端数据传输，并为应用层提供端口和流控制等功能。
OSI模型与TCPIP协议的关系
OSI模型与TCPIP协议的关系OSI模型与TCP/IP协议的关系在计算机网络领域中，为了实现不同设备之间的通信和数据传输，出现了OSI模型（Open Systems Interconnection Model）和TCP/IP协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）。
OSI模型是一种理论框架，用于描述和规范计算机网络中各个层次的功能和交互关系，而TCP/IP协议则是一种实际应用在网络中的协议集合，它实现了OSI模型中的相关功能。
OSI模型总共分为七个层次，每个层次负责不同的功能。
而TCP/IP协议则是根据OSI模型进行了简化和整合，将其分为四个层次。
下面将逐层介绍OSI模型和TCP/IP协议的关系。
第一层：物理层（Physical Layer）物理层是OSI模型和TCP/IP协议中的第一层。
它定义了硬件设备之间数据传输的物理特性和参数。
OSI模型中的物理层负责电压、电流、物理接口等底层细节，而TCP/IP协议中的物理层则更加关注网络传输媒介，如以太网、无线等。
第二层：数据链路层（Data Link Layer）数据链路层是OSI模型和TCP/IP协议中的第二层。
它负责将物理层所传输的数据包进行分割和组装，并进行差错检测和纠正。
OSI模型中的数据链路层主要包括了逻辑链路控制（LLC）和媒体访问控制（MAC）两个子层，而TCP/IP协议中的数据链路层则更加关注网络节点之间的直接通信，如以太网、无线等。
第三层：网络层（Network Layer）网络层是OSI模型和TCP/IP协议中的第三层。
它负责为数据包选择合适的路径和转发决策，以实现不同网络之间的数据传输。
OSI模型中的网络层包括了路由（Routing）和网络互联（Network Interconnection）等功能，而TCP/IP协议中的网络层则主要使用IP协议来实现数据的寻址和路由。
TCPIP四层模型和OSI七层模型功能及不同点
试述TCP/IP四层模型和OSI七层模型中每一层所完成的功能，以及这两个模型的不同点。
(一）OSI七层模型O S I模型将网络结构划分为七层：即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每一层均有自己的一套功能集，并与紧邻的上层和下层交互作用。
，在顶端与底端之间的每一层均能确保数据以一种可读、无错、排序正确的格式被发送.物理层是O S I模型的最低层或第一层，该层包括物理连网媒介，如电缆连线连接器。
物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。
尽管物理层不提供纠错服务，但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。
网络物理问题，如电线断开，将影响物理层。
数据链路层是O S I模型的第二层，它控制网络层与物理层之间的通信。
它的主要功能是将从网络层接收到的数据分割成特定的可被物理层传输的帧.帧是用来移动数据的结构包，它不仅包括原始（未加工)数据，或称“有效荷载”，还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息。
其中的地址确定了帧将发送到何处，而纠错和控制信息则确保帧无差错到达.网络层，即O S I模型的第三层,其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。
例如，一个计算机有一个网络地址1 0 。
3 4 . 9 9 。
1 2（若它使用的是T C P / I P协议）和一个物理地址0 0 6 0 9 7 3 E 9 7 F 3.传输层主要负责确保数据可靠、顺序、无错地从Ａ点到传输到Ｂ点（Ａ、Ｂ点可能在也可能不在相同的网络段上）。
因为如果没有传输层，数据将不能被接受方验证或解释，所以，传输层常被认为是O S I模型中最重要的一层。
会话层负责在网络中的两节点之间建立和维持通信。
术语“会话”指在两个实体之间建立数据交换的连接；常用于表示终端与主机之间的通信。
会话层的功能包括：建立通信链接，保持会话过程通信链接的畅通，同步两个节点之间的对话，决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送.表示层如同应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。
TCPIP各层主要功能
TCPIP各层主要功能
第⼀层：⽹路接⼝层（物理层和链路层）
提供TCP/IP协议的数据结构和实际物理硬件之间的接⼝。
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。
链路层的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进⾏数据的可靠传递。
第⼆层：⽹路层
对应于OSI七层参考模型的⽹络层。
本层包含IP协议、RIP协议（Routing Information Protocol,路由信息协议），负责
数据的包装、寻址和路由。
⽹路层负责在原机器和⽬标机器之间建⽴它们所使⽤的路由。
这⼀层本⾝没有任何错误检测和修
正机制，因此，⽹路层必须依赖端到端之间的可靠传输服务。
第三层：传输层
对应于OSI七层参考模型的传输层。
它提供两种端到端的通信服务。
其中TCP协议（Transmission Control Protocol）提供
可靠的数据流运输服务。
UDP协议（Use Datagram Protocol）提供不可靠的⽤户数据报服务。
第四层：应⽤层
对应于OSI七层参考模型的应⽤层和表达层。
因特⽹的应⽤协议包括Finger、Whois、FTP（⽂件传输协议）、Gopher、
HTTp（超⽂本传输协议）、Telnet（远程终端协议）、SMTP（简短邮件传送协议）、IRC（因特⽹中继会话）、NNTP（⽹路新闻传输协议）等。
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议注：⽹络体系结构是分层的体系结构，学术派标准OSI参考模型有七层，⽽⼯业标准TCP/IP模型有四层。
后者成为了事实上的标准，在介绍时通常分为5层来叙述但应注意TCP/IP模型实际上只有四层。
1、TCP/IP模型（1）物理层物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，⽽提供具有机械的，电⼦的，功能的和规范的特性，确保原始的数据可在各种物理媒体上传输，为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。
（2）数据链路层主要提供链路控制（同步，异步，⼆进制，HDLC），差错控制（重发机制），流量控制（窗⼝机制）1） MAC：媒体接⼊控制，主要功能是调度，把逻辑信道映射到传输信道，负责根据逻辑信道的瞬时源速率为各个传输信道选择适当的传输格式。
MAC层主要有3类逻辑实体，第⼀类是MAC-b，负责处理⼴播信道数据；第⼆类是MAC-c，负责处理公共信道数据；第三类是MAC-d，负责处理专⽤信道数据。
2）RLC：⽆线链路控制，不仅能载控制⾯的数据，⽽且也承载⽤户⾯的数据。
RLC⼦层有三种⼯作模式，分别是透明模式、⾮确认模式和确认模式，针对不同的业务采⽤不同的模式。
3）BMC：⼴播/组播控制，负责控制多播/组播业务。
4）PDCP：分组数据汇聚协议，负责对IP包的报头进⾏压缩和解压缩，以提⾼空中接⼝⽆线资源的利⽤率。
（3）⽹络层提供阻塞控制，路由选择（静态路由，动态路由）等1）IP：IP协议提供不可靠、⽆连接的传送服务。
IP协议的主要功能有：⽆连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。
IP地址是重要概念2）ARP：地址解析协议。
基本功能就是通过⽬标设备的IP地址，查询⽬标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进⾏。
以太⽹中的数据帧从⼀个主机到达⽹内的另⼀台主机是根据48位的以太⽹地址（硬件地址）来确定接⼝的，⽽不是根据32位的IP地址。
OSI与TCPIP参考模型和各层协议介绍
OSI与TCPIP参考模型和各层协议介绍OSI是Open System Interconnect的缩写，意为开放式系统互联。
国际标准组织（国际标准化组织）制定了OSI模型。
这个模型把网络通信的工作分为7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
OSI模型的设计目的是成为一个所有销售商都能实现的开放网路模型，来克服使用众多私有网络模型所带来的困难和低效性。
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet最基本的协议、Internet 国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。
TCP/IP 定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。
TCP/IP是一个四层的分层体系结构。
高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。
低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。
TCP/IP各层对应的协议TCP/IP的层对应的TCP/IP协议应用在各层的硬件设备应用层(Application)：应用程序网关（application gateway）Telnet: 远程登录（在应用层连接两部分应用程序）FTP（File Transfer Protocol）：文件传输协议HTTP（Hyper Text Transfer Protocol）：超文本传输协议SMTP（Simple Mail Transter Protocol）：简单邮件传输协议POP3（Post Office Ptotocol）：邮局协议SNMP（Simple Network Mangement Protocol）：简单网络管理协议DNS（Domain Name System）：域名系统传输层（Transport）：传输网关（transport gateway）TCP（Transmission Control Potocol)：传输控制协议（在传输层连接两个网络）UDP（User Data Potocol）：用户数据协议网络层（Internet）：多协议路由器（multiprotocol router）IP（Internet Protocol）：网络协议（在异构网络间转发分组）ARP（Address Resolution Protocol）：地址解析协议RARP（Reverse Address Resolution Protocol) ：逆地址解析协议ICMP（Internet Control Message Protocol）：因特网控制消息协议IGMP（Internet Group Manage Protocol）：因特网组管理协议BOOTP （Bootstrap）：可选安全启动协议数据链路层（Data Link）：网桥（bridge）交换机（switcher）HDLC（High Data Link Control）：高级数据链路控制（在LAN之间存储-转发数据链路针）SLIP（Serial Line IP）：串行线路IPPPP（Point-to-Point Protocol）：点到点协议802.2等物理层（Physical）：中继器（repeater）集线器（hub）无（放大或再生弱的信号，在两个电缆段之间复制每一个比特）应用层包括所有和应用程序协同工作，利用基础网络交换应用程序专用的数据的协议。
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线缆的连接-2
• 标准网线的线序 • 交叉网线的线序 • 制作过程
物理层的设备-1
• 网络接口卡 • 连接计算机和网络硬件 • 按照提供的线缆接口类型可分为RJ-45接 口网卡、光纤网卡等 • 便携式电脑可使用PCMCIA网络接口卡
物理层的设备-2
• 中继器
• 能放大信号 • 延长网络传输距离 • 只包含有一个输入端口和一个输出端口，所以只能接收和转发数据流 • 成本低
• 双绞线TP是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质 • 由两根绝缘铜导线相互缠绕组成，以减少对邻近线对的电气干扰 • 由若干对双绞线构成的电缆被称为双绞线电缆 • 非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP
双绞线的标准
• EIA/TIA-568——“商用建筑物电信布线标准”
Cat 5e UTP Cat 5e STP
以太网接口
• RJ－45
• 光纤接口
• FC 圆形带螺纹光纤接头 • ST 卡接式圆形光纤接头 • SC 方型光纤接头 • LC 窄体方形光纤接头 • MT-RJ 收发一体的方型光纤接头
物理层的传输介质
• 有线介质
• 双绞线 • 光纤
• 无线介质
• 无线电 • 微波 • 激光 • 红外线
双绞线
输出脉冲
光缆的结构和传播特性
• 光缆的结构
• 光缆的传播特性 • 损耗 • 色散
外护套 远供电源线 光纤及其包层 填充物
加强芯 包带层
线缆的连接-1
• EIA/TIA 568A和568B • 线缆的连接
• 标准网线 • 交叉网线 • 全反线
直通 交叉
直通/交叉 交叉
直通
T568A标准中RJ-45连接 器的管脚号和颜色编码
物理层的设备-3
• 集线器 • 最初只是一个多端口的中继器 • 可用于星形拓扑结构 • 能够支持各种不同的传输介质和数据传输速率 • 有些集线器具有内部处理能力，例如，可以接受远程管理、 过滤数据或提供网络诊断信息 • 被交换机所取代
光传输系统
• 光传输系统由三个部分组成：光纤传输介质、光源和检测器
电信号
驱动器
光源
光信号 光纤
光检测器
电信号
放大璃 熔硅纤维
光电二极管
光信号在光纤中的传输
• 光脉冲在光纤中的传输是利用了光的全反射原理 • 光纤分为多模光纤和单模光纤
输入脉冲
输出脉冲
输入脉冲
多模光纤 单模光纤
职业证书-企业证书-神州数码 TCP/IP参考模型之物理层
TCP/IP协议参考模型
应用层 传输层 互联网层
应用层 传输层 互联网层
网络接口层
TCP/IP 4层模型
数据链路层 物理层
TCP/IP 5层模型
应用层 表示层 会话层 传输层
网络层
数据链路层 物理层
OSI 7层模型
物理层
物理层－网络的基础
物理层的功能
一：为数据端设备提供传送数据的线路 二：在线路上传输数据
传输介质
PC
网络设备
网络设备
PC
接口
信号的传输
物理层关心的是什么
机械特性 电气特性 功能特性 规程特性
通信设备间硬件连接接口的机械特点
规定了在物理连接上导线的电气连接及有关 的电路的特性
指明物理接口各条信号线的用途
指明利用接口传输的全过程及各项用于传输 的事件发生的合法顺序
• 物理层是TCP/IP模型的最底层 • 物理层为数据传输提供可靠环境
物理层是网络的基 础，正如同公路是 汽车通行的基础一 样
物理层概述
• 物理层是TCP/IP五层模型的最底层，为数据通信的介质提 供规范和定义
• 直接面向实际承担数据传输的物理介质 • 传输单位为比特 • 主要负责在通信线路上比特流如何传输
直通
交叉
交叉
线缆的连接-1
• EIA/TIA 568A和568B • 线缆的连接
• 标准网线 • 交叉网线 • 全反线
管脚号 1 2 3 4 5 6 7 8
用途 发送 + 发送 接收 + 不被使用 不被使用 接收 不被使用 不被使用
颜色 白色和绿色 绿色 白色和橘黄色 蓝色 白色和蓝色 橘黄色 白色和棕色 棕色