网络OSI模型—物理层

根据之前OSI参考模型的回顾,我们知道网络体系结构可分成7层,其中第一层即为物理层,​那么物理层究竟有什么作用呢?概括来说,物理层主要完成相邻节点比特流之间的传输,控制数据怎样被放在通信介质上的,关心的是用什么物理信号来表示“0”和“1”,以及最初的连接是如何建立的,或者连接后是如何终止的。

那么要完成这些功能​,物理层有哪些设备​呢?物理层的主要设备有中继器(Repeater)和集线器(Hub)。我们知道双绞线的有效传输距离是100米,超过100米后就会数据衰减,难以保证数据的准确性,因此我们需要借助中继器(Repeater),中继器的作用是对信号进行放大,保持与原来数据相同;集线器(Hub)相当于多个端口的中继器(Repeater),其内部构造是总线型的共享​带宽方式。下面分别展示了中继器(Repeater)和集线器(Hub)面板的大概模样​:
网络OSI模型—物理层_第1张图片
中继器(Repeater)

网络OSI模型—物理层_第2张图片
集线器(Hub)

无论是中继器(Repeater)还是集线器(Hub)​,都是使用广播方式传输信息的。我们知道当两个比特流在同一介质上同时传输就产生冲突,在网络领域有个冲突域和广播域的概念,冲突域是指发送数据给一个单一目标(单播)所影响的范围,广播域是指发送数据给一个不明确的目标所影响的范围。

广播方式发送数据有两个​不足之处:1、用户的数据向所有节点发送,这样就给数据的通信带来了不安全的因素,一些别有用心的人就很容易截获他人的数据包​;2、所有数据包都向所有节点发送,加上它是共享带宽的方式,就会更加造成网络拥塞现象,降低网络执行效率​。

最后替初学者​提三个问:
初学者问1:集线器有几个广播域和几个冲突域?
网络雇佣军答:无论网络中接了多少个HUB,都只有一个广播域和一个冲突域。初学者可以通过简单网络拓扑​结构分析出。

初学者问2:既然集线器有这么多不足,那我们应该什么样的场合使用集线器呢?
网络雇佣军答:因为集线器有很多地方不足,所以它不能应用于较大的网络,但是它通常用于和交换机等设备一起分担小部分的网络通信负荷。如果网络中要使用HUB,那么PC最好在10台以内,带宽要在10/100Mbps以上​。

初学者问3:广播方式有那么多不足,为什么集线器还要使用广播的方式呢?
网络雇佣军答:因为它是一个物理层的设备,基本不具备“智能”能力,更别说“学习”能力了,它也不具备交换机所具有的MAC地址表,因此它发送数据都是没有针对性的,只能使用广播。

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网络OSI模型—物理层_第3张图片

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