《网络协议分析——第二章 物理层协议》 在计算机网络的世界里,物理层协议是构建通信的基础,它是整个网络协议栈的底层,负责在实际传输媒介上传输原始比特流。这一章我们将深入探讨物理层协议的核心概念、任务、特点,以及常见的物理层协议实例。 2.1 物理层协议概述 物理层协议定义了如何在各种传输媒介上传输数据比特流,而不涉及具体的媒介类型。它的主要任务是确定与传输媒介接口的相关特性,包括机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。机械特性涉及到接口的物理形状、引线布局等;电气特性则定义了接口上电压的范围;功能特性明确了电压水平所代表的信号含义;而过程特性规定了事件发生的顺序。 2.1.5 数据通信系统的物理模型 数据通信系统由源系统、传输系统和目的系统三部分构成。源系统发送数据,传输系统承载数据,目的系统接收数据。通信过程中的信号有数据、模拟信号、数字信号、码元等概念。模拟信号连续变化,而数字信号是离散的;码元则是数字信号在时间上的基本表示。 2.1.6 信道相关概念 信道是信号传输的路径,包括单项、双向交替和双向同时通信模式。基带信号是未经调制的信号,而调制分为基带调制和带通调制,前者仅改变信号波形以适应信道,后者通过载波调制将信号频率转移到较高频段。 2.2 典型的物理层协议 2.2.1 EIA-RS-232/CCITT V.24 协议 RS-232-C协议是早期广泛使用的串行通信标准,包括25针和9针连接器的机械特性,负逻辑的电气特性,以及定义了数据传输、联络信号等功能特性的规程特性。 2.2.2 X.21 协议 X.21协议是面向分组交换的数据通信网络接口,采用15芯DTE-DCE接口,支持不同的传输速率,并有明确的控制阶段和数据传输阶段。 2.3 数据编码和调制解调 2.3.1 数字基带传输码型 不归零编码(NRZ)分为NRZL和NRZI,前者根据电平表示数据,后者根据电压变化来区分0和1;归零编码(RZ)在每个码元内部恢复到零电平;曼彻斯特编码则通过码元中间的电平跳变实现同步,且每个码元都有跳变。 物理层协议的细节不仅关乎信号的传输,还直接影响到整个网络的性能和可靠性。理解这些基本概念和技术对于网络工程师来说至关重要,因为它们是构建高效、稳定网络的基石。通过对物理层协议的深入研究,我们可以更好地设计和优化网络通信,确保数据准确无误地从一端传输到另一端。
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