物理层

物理层

计算机网络结构

• OSI 将网络分为七层：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层、物理层。OSI 七层协议体系结构概念清除，理论完善，但是既复杂也不实用。

• TCP/IP 是一个四层体系结构，包含应用层、运输层、网际层和网络接口层（网际层是为了强调该层是为了解决不同网络的互联问题），这种体系结构得到了广泛应用。

• 但是 TCP/IP 从实质上讲只有最上面三层，最下面的网络接口层并没有什么具体内容，因此一般学习时结合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种五层协议的体系结构：

• 应用层 ：应用层的任务是为特定的应用程序提供数据传输服务。例如 HTTP、DNS、SMTP 等协议。数据单位为报文。

• 运输层 ：运输层的任务是为两台主机进程间的通信提供通用的数据传输服务。

  ​ 运输层包括两种协议：

  • 传输控制协议 TCP，提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据单位为报文段(segment)；
  • 用户数据报协议 UDP，提供无连接、尽最大努力的数据传输服务，数据单位为用户数据报。
  • TCP 主要提供完整性服务，UDP 主要提供及时性服务。

• 网络层 ：网络层的任务是为主机间的通信提供数据传输服务。

  • 网络层把运输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组。
  • 网络层的另外一任务是选择合适的路由，将运输层传下来的分组通过网络中的路由器找到目的主机。
  • 网络层的协议有 IP、ARP、ICMP、IGMP、DHCP 等。网络层使用的中间设备是路由器。

• 数据链路层 ： 数据链路层的任务是将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧，在两个相邻结点之间的链路上传输帧，每一帧包括数据和必要的控制信息（同步信息、地址信息、差错控制等）。

  • 数据链路层的协议有 PPP、CAMA/CD 等。数据链路层使用的中间设备是网桥或桥接器。

• 物理层 ：物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异， 使其只需考虑本层的协议和服务 。

  • 物理层所传输的数据单位是比特，发送方发送1或0，接收方也接收1或0，物理层需要考虑用多大的电压代表1或0。物理层使用的中间设备是转发器。

TCP/IP

它只有四层，相当于五层协议中数据链路层和物理层合并为网络接口层。

TCP/IP 体系结构不严格遵循 OSI 分层概念，应用层可能会直接使用 IP 层（网络层）或者网络接口层。

数据在层与层之间传播

在向下的过程中，需要添加下层协议所需要的首部或者尾部，而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。

路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心中，不需要为进程或者应用程序提供服务，因此也就不需要传输层和应用层。

一、通信方式

根据信息在传输线上的传送方向，分为以下三种通信方式：

• 单工通信：单向传输
• 半双工通信：双向交替传输
• 全双工通信：双向同时传输

二、带通调制

模拟信号是连续的信号，数字信号是离散的信号。带通调制把数字信号转换为模拟信号。