第2章计算机网络低层协议祥解.ppt

第2章 计算机网络低层协议 2.1 物理层 2.2 数据链路层 2.3 面向比特的链路控制规程（HDLC） 2.4 网络层 2.5 拥塞控制 2.1 物 理 层 本节主要内容 　　　　 2.1.1 物理层的基本概念 　　　　 2.1.2 物理层下的传输媒体 　　　　 2.1.3 物理层协议举例 2.1.1 物理层的基本概念 物理层研究的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据的比特流，而不是指连接计算机的具体物理设备或负责信号传输的具体传输媒体。 物理层协议主要解决的是主机、工作站等数据终端设备与通信线路上的通信设备之间的接口问题。 物理层定义了管理（建立、维护和拆除）物理链路的规范和协议； 同时定义了物理层接口通信的标准，包括机械的、电气的、功能的和规程的特性。物理层要实现4种特性的匹配。 物理层的4个特性： ? 机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列方式，定义接插及锁紧方式等。 ? 电气特性：指明在接口电缆的线路上出现的电压、电流等范围。 ? 功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压信号表示何种意义，通信过程中完成何种功能。 ? 规程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序，是功能事件时序的描述。 2.1.2 物理层下的传输媒体 1、 双绞线（Twisted Pair） 双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线按一定密度相互绞缠在一起形成的线对组成。把一对或多对双绞线放在一条导管中便成了双绞线电缆。 双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速率等方面均受到一定限制，但价格较为低廉。 同轴电缆的类型 2.1.3 物理层协议举例 （3）功能特性 功能特性规定接口信号具有的特定功能，即DTE和DCE之间各信号的信号含义。通常信号线可分4类：数据线、控制线、同步线和地线。 RS-232标准的所有线路共用一根地线，是一种非平衡结构，可能在设备之间产生较多的干扰。 2．RS-499接口标准：实际上由3个接口标准组成。相当于V.35。 (1)RS-449 规定了接口的机械特性、功能特性和过程特性，采用37根引脚的插头座。 (2)RS-423A 采用非平衡传输方式（所有电路共用一个公共地），采用单端输出和差分输入电路 (3)RS-422A 采用平衡传输方式（所有电路没有公共地），即双端差分发送，双端差分接收，抗干扰能力大大加强。 拓展： 物理层设备与组件 1．物理层组件 常见的物理层组件包括物理线缆、连接头、连接插座、转换器等。 连接头和连接插座是配对使用的组件，作用是为网络线缆连接提供良好的端接。 转换器用于不同接口或介质之间进行信号转换，例如DB-25到DB-9的转换器，光纤到非屏蔽双绞线的转换器等。 2．常见物理层设备 ① 中继器的功能 中继器主要负责在两个节点的物理层上按位传递信息，同时负责放大或再生局域网的信号，扩展网络连接距离，扩充工作站数目。 ② 中继器的使用原则 ● 用中继器连接的以太网不能形成环形网； ● 必须遵守MAC（介质访问控制）协议的定时特性。用中继器连接电缆的段数是有限的。 应用与实践：双绞线网线的制作与测试 1．双绞线网线制作材料与工具 （1）RJ-45接头 （2）压线钳 （3）打线钳 （4）打线保护工具 2．双绞线制作标准与网线类型 （1）T568-A与T568-B标准 ① T568-A标准 水晶头的8针（或称插针）与线对的分配。线序从左到右依次为：1-白绿（W-G）、2-绿（G）、3-白橙（W-O）、4-蓝（BL）、5-白蓝（W-BL）、6-橙（O）、7-白棕（W-BR）、8-棕（BR）。4对双绞线对称电缆中，线对2接信息插座的3、6针，线对3接信息插座的1、2针。 ③设备间连线 3．双绞线网线的制作 （1）准备好5类双绞线、RJ-45插头（水晶头）和一把专用的压线钳。 （2）用压线钳的剥线刀口将双绞线的外保护套管划开（注意不要将里面双绞线的绝缘层划破），刀口距双绞线的端头至少2cm。 （3）将划开的外保护套管剥去（旋转、向外抽），露出双绞线电缆中的4对双绞线。 （4）按照EIA/TIAT568-B标准和导线颜色将导线按规定的序号排好。 （5）将8根导线平坦整齐地平行排列，导线间不留空隙，准备用压线钳的剪线刀口将8根导线剪断。 （6）剪断电缆线。注意：一定要剪得很整齐。剥开的导线长度不可太短，可以先留长一些。不要剥开每根导线的绝缘外层。 （7）将剪断的电缆线放入RJ-45插头试试长短（要插到底），电缆线的外保护层最后应能够在RJ-45插头内的凹陷处被压实。反复进行调整。 （8）在确认一切都正