第8章osi资料链结层.ppt

第8章 OSI資料鏈結層 學習目標 在學習本章之後，讀者將可以回答下列的問題： 在進行通訊時，實體層的通訊協定和服務所扮演的角色為何？ 在網路中，實體層之訊號和編碼的目的為何？ 訊號是如何透過本地媒體進行傳送？ 銅線、光纖和無線網路等媒體的基本特性為何？ 在網路上，銅線、光纖和無線媒體的運作方式為何？ 實體層：通訊的訊號 將介紹實體層的相關目的、運作和基本原則 實體層：通訊的訊號（續） 實體層的目的 實體層運作 實體層標準 實體層的基礎原則 實體層的目的 OSI實體層的角色，是要將資料框的二進位數值編碼成訊號，並在實體媒體上傳送及接收訊號 銅線、光纖或無線 電壓、光線或無線電波的訊號 實體層的目的（續） 實體層元件 實體媒體及相關的連接頭 媒體上的位元表達方式 資料和控制資訊的編碼方式 在網路設備上，傳送和接收的線路 實體層的目的（續） 實體層運作 實體層標準 國際標準組織（ISO） 電子和電機工程師協會（IEEE） 美國國家標準局（ANSI） 國際電信聯盟（ITU） 電子工業聯盟/電信工業協會（EIA/TIA） 國家電信授權組織，例如美國地區的聯邦通訊委員會（FCC） 實體層標準（續） 實體層標準（續） 實體層的標準劃分成四個部分 媒體的實體和電子屬性 連接頭的機構屬性（材料、尺寸和腳位） 表示位元的訊號（編碼） 控制資訊的訊號定義 實體層的基礎原則 實體元件 編碼方式 訊號模式 實體層的基礎原則（續） 實體訊號和編碼方式：表示位元 所傳送的訊息是二進位碼 接收二進位的邏輯訊息 轉換成一種電能的訊號 在實體媒體上傳輸 實體訊號和編碼方式：表示位元（續） 媒體上的位元訊號 編碼方式：位元分群 資料運載的容 媒體上的位元訊號 「位元時間」（bit time） 一個位元時間是取決於NIC的速度，更快的NIC會產生較短的位元時間 振幅（Amplitude） 頻率（Frequency） 相位（Phase） 媒體上的位元訊號（續） 表達位元的三種方式： 振幅（Amplitude） 頻率（Frequency） 相位（Phase） 媒體上的位元訊號（續） 媒體上的位元訊號（續） 非回歸零 非回歸零（Nonreturn to Zero，NRZ）的訊號方法，會在位元時間內取樣其電壓層級 低電壓表示0，而高電壓表示1 媒體上的位元訊號（續） 媒體上的位元訊號（續） 曼徹斯特編碼 曼徹斯特編碼方式（Manchester Encoding）會在位元時間的中間，有電壓值的變動 電壓從低值變化到高值則表示為1 反之，在位元時間中，電壓從高值變化到低值則表示為0 媒體上的位元訊號（續） 編碼方式：位元分群 在第1層傳送每筆資料框之前，會先以訊號模式（signal pattern）來進行編碼，告知接收設備有關資料框的起始和結束 「碼群」（code group）是另一種編碼方法，可以增進網路的效率和訊號的可靠性 編碼方式：位元分群（續） 編碼方式：位元分群（續） 編碼方式：位元分群（續） 改進高速度網路的效能 降低位元層級的錯誤 限制傳輸到媒體的有效能量 協助區分資料位元與控制位元 提供較佳的媒體錯誤偵測 編碼方式：位元分群（續） 三種不同類型的符號 資料符號（data symbols） 控制符號（control symbols） 不正確符號（invalid symbols） 4B/5B分組方法是「碼群」中一個相當簡單的範例 編碼方式：位元分群（續） 資料運載的容量 分析一個媒體的資料傳輸速度： 理論上的頻寬（bandwidth） 實務上的運載率（throughput） 品質上的傳輸率（goodput） 頻寬（bandwidth）是在限定時間內，運載資料之媒體的容量 資料運載的容量（續） 資料運載的容量（續） 運載率（throughput）是一段時間內，媒體運載的實際資料速率 許多因素會影響到運載率 交通的總量 交通的類型 網路上網路設備的數目 傳輸率（goodput）是實際可用之資料位元的傳輸速率 資料運載的容量（續） 實體媒體：連線通訊 實體層是指一些網路媒體和訊號，它們能夠以電壓、無線電頻率或光波的方式來表示 一群位元 實體媒體：連線通訊（續） 實體媒體的類型 銅線媒體 媒體連接頭 實體媒體的類型 銅線和光纖 電壓、光脈衝和無線電訊號 實體媒體的類型（續） 銅線媒體 最常用於資料傳輸的媒體是銅線 銅線的類型 通訊的頻寬 連接頭的類型 銜接至媒體之連線的腳位和色碼 媒體的最長距離 「無遮蔽式雙絞線」（UTP） 遮蔽式雙絞線（shielded twisted-pair cables） 銅線媒體（續） 無遮蔽式雙絞線（UTP） 乙太網路中的UTP線具有八條線，雙絞成四種著色的