tcp/ip プロトコル スイートの中で物理メディア上でバイナリ ストリームを送信するもの

tcp/ip プロトコル スイートの「物理層」は、物理メディア上でバイナリ ストリームを送信します。物理層は、デバイス間のデータ通信のための伝送メディアと相互接続機器を提供し、データ伝送のための信頼できる環境を提供します。物理層の電気的特性は、物理層上でバイナリ ビット ストリームを伝送する際の信号電圧レベルと回線上のインピーダンス整合を指定します。接続の有無、通信速度や距離の制限など

このチュートリアルの動作環境: Windows 10 システム、Dell G3 コンピューター。

tcp/ip プロトコル スイートの「物理層」は、物理メディア上でバイナリ ストリームを送信します。

物理層 (または物理層、物理層) は、コンピュータ ネットワーク OSI モデルの最下位層です。物理層の仕様: データの送信に必要な物理リンクの作成、保守、および解体のための機械的、電子的、機能的、および規範的特性を提供します。簡単に言えば、物理層は生データがさまざまな物理メディア上で送信できることを保証します。 LAN と WAN は両方ともレイヤー 1 とレイヤー 2 に属します。

物理層はOSIの最初の層であり、最下位ではありますがオープンシステム全体の基盤となります。物理層は、デバイス間のデータ通信のための伝送メディアと相互接続機器を提供し、データ伝送のための信頼できる環境を提供します。この最初の層をできるだけ少ない単語で覚えたい場合は、「信号と媒体」です。

物理層が解決すべき主な問題:

(1) 物理層は、物理機器と伝送媒体を可能な限りシールドする必要があります。メソッドはデータを作成します。リンク層はこれらの違いを感じず、この層のプロトコルとサービスを完了することだけを考慮します。

(2) サービス ユーザー (データ リンク層) に、物理伝送媒体上でビット ストリーム (通常はシリアルおよび順次伝送ビット ストリーム) を送受信できるようにする。この目的のために、物理層は次のことに対処する必要がある。物理接続の確立、維持、解放。 (3) 隣接する 2 つのシステム間のデータ回線を一意に識別します。 [2]

物理層の主な機能: データ送信チャネルを提供し、データ側デバイスにデータを送信します。

1. データ端末デバイスにデータを送信するためのパスを提供します。データ パスには、1 つの物理メディアまたは接続された複数の物理メディアを使用できます。完全なデータ転送には、物理​​接続のアクティブ化、データの送信、および物理接続の終了が含まれます。いわゆるアクティベーションとは、物理メディアがいくつであっても、通信中の 2 台のデータ端末装置が接続されてパスを形成する必要があることを意味します。

2. データを送信するには、物理​​層がデータ送信のニーズに適したエンティティを形成し、データ送信に対応する必要があります。 1 つは、データが正しく通過できるようにすること、もう 1 つは、チャネル上の輻輳を軽減するために十分な帯域幅 (帯域幅とは 1 秒あたりに通過できるビット数 (BIT) を指します) を提供することです。データ送信方法は、ポイントツーポイント、ポイントツーマルチポイント、シリアルまたはパラレル、半二重または全二重、同期または非同期送信のニーズを満たすことができます。

3. 物理層での管理作業を完了します。

物理層インターフェイスの特性

物理インターフェイス プロトコルに反映される物理インターフェイスの 4 つの特性は、機械的特性、電気的特性、機能的特性、および手続き的特性です。

(1) 機械的特性

インターフェースに使用するコネクタの形状、サイズ、リード線の数と配置、固定具、ロック具などを示します。これは、厳しい規制があるさまざまな仕様の一般的な電源プラグのサイズと非常に似ています。

(2) 電気的特性

インターフェースケーブルの各線に現れる電圧の範囲を示します。

物理層の電気特性は、物理接続上でバイナリ ビット ストリームを送信する際の回線上の信号電圧、インピーダンス整合、送信速度および距離制限を規定します。初期の電気特性規格では物理的な接続境界点での電気特性が定義されていましたが、新しい電気特性規格では送信機と受信機の両方の電気特性が定義され、相互接続ケーブルに関する関連規制も規定されています。それに比べて、新しい規格は送信回線と受信回線の統合に役立ちます。物理層インターフェースの電気的特性は、主にアンバランス型、ニューアンバランス型、ニューバランス型の3つに分類されます。

不平衡信号の送信機と受信機は不平衡方式で動作し、各信号は 1 本のワイヤで送信され、すべての信号はアース線を共有します。信号レベルは 5V ～ 15V で 2 進数の「0」を表し、-5V ～ -15V で 2 進数の「1」を表します。信号伝送速度は 20Kbps に制限され、ワイヤ長は 15M に制限されます。信号線は単線であるため、線間の干渉が大きく、伝送過程での外部からの干渉も大きくなります。

新しいアンバランス規格では、送信機はアンバランス方式で動作します。レシーバーはバランスの取れた方法で動作します (つまり、差動レシーバー)。各信号は 1 本のワイヤを使用して送信されます。すべての信号は、各方向に 1 本ずつ、2 本のアース線を共有します。信号レベルは 4v ～ 6v で 2 進数の「0」を表し、-4V ～ -6V で 2 進数の「1」を表します。伝送距離が1000Mになると信号伝送速度は3kbps以下となり、伝送速度が高くなると伝送距離は短くなります。 10M以内の短距離の場合、伝送速度は300kbpsに達します。受信機は差動受信を採用し、信号グランドを各方向独立して使用するため、線間干渉や外部干渉が軽減されます。

新しい平衡規格では、送信機と受信機の両方が差動方式で動作することが規定されています。各信号は 2 本のワイヤを使用して送信されます。インターフェイス全体は、信号を共有することなく正常に動作できます。信号のレベルは、信号のレベルによって決まります。 2 本のワイヤの差は で表されます。ある配線に関して、4V と 6V の差は 2 進数の「0」を表し、-4V と -6V の差は 2 進数の「1」を表します。伝送距離が1000Mに達すると、信号伝送速度は100kbps未満になりますが、伝送距離が10m以内の場合、信号伝送速度は10Mbpsに達することがあります。各信号を2線で伝送するため、線間干渉や外部干渉が大幅に弱まり、コモンモード干渉に対する高い耐性を備えています。

(3) 機能特性

は、インターフェイス信号のソースと機能、および他の信号間の関係を指定します。つまり、物理インターフェイス上の各信号線の機能割り当てと正確な定義です。物理インターフェース信号線は、一般にデータ線、制御線、タイミング線、グランド線に分けられます。

DTE/DCE 標準インターフェイスの機能特性は、主に各インターフェイス信号線の正確な機能を定義し、それらの間の動作関係を決定することです。通常、各インターフェイス信号線を定義するには 2 つの方法が使用されます。1 つは 1 行 1 意味方法です。つまり、各信号線は関数として定義されます。CCITT V24、EIA RS-232-C、EIA RS- 449 などで使用される方式で、もう 1 つは、各信号線を複数の関数として定義する 1 線多項式方式で、インターフェース信号線の数を減らすのに有利な方式が CCITT X です。 21件採用されました。

インターフェース信号線は一般に、その機能に応じてグランド線、データ線、制御線、タイミング線などに分類できます。各信号線の命名には通常、数字、文字の組み合わせ、英語の略語の 3 つの形式が使用されます。たとえば、EIA RS-232-C は文字の組み合わせ、EIA RS-449 は英語の略語、CCITT V を使用します。 24は数字にちなんで名付けられました。 CCITT Vでは、 24 の勧告では、DTE/DCE インターフェース信号線の名前が 1 で始まるため、通常は 100 シリーズ インターフェース線と呼ばれ、DTE/ACE インターフェース信号線の名前が 2 で始まるため、100 シリーズ インターフェース線と呼ばれます。 200シリーズインターフェースの信号線です。

(4) 手順の特徴

は、各信号線の動作シーケンスとタイミングを含む、信号線上のバイナリ ビット ストリーム伝送のための一連の操作手順を定義します。完成します。

DTE/DCE 標準インターフェイスの規制上の特徴は、DTE/DCE インターフェイスの信号線間の相互関係、一連の動作、および保守およびテスト操作を規定します。手順の特性は、データ通信プロセス中に通信当事者間で発生する可能性のあるさまざまなイベントを反映します。これらの起こり得るイベントの発生順序は同じではなく、多くの組み合わせがあるため、手順の特性は複雑になることがよくあります。プロシージャの特性を説明するより良い方法は、状態遷移図を使用することです。なぜなら、状態遷移図はシステム状態の遷移過程を反映しており、システム状態遷移は現在の状態と発生したイベント（その時点で発生した制御信号を指す）によって決定されるからである。

物理インターフェイス規格が異なると、上記の 4 つの重要な特性が異なります。実際のネットワークでより広く使用されている物理インターフェイス規格には、EIA-232-E、EIA RS-449、CCITT の X などがあります。 21の提案。 EIA RS-232C は、依然として最も一般的に使用されているコンピュータ非同期通信インターフェイスです。

さらに関連する知識については、FAQ 列をご覧ください。

以上がtcp/ip プロトコル スイートの中で物理メディア上でバイナリ ストリームを送信するものの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。