物理层(一)：物理层与物理层协议

1、物理层的基本服务功能

1.1、物理层与数据链路层的关系

　　物理层是OSI参考模型的最低层，它向数据链路层提供比特流传输服务。

　　发送端的数据链路层通过与物理层的接口，将待发送的帧传送到物理层，物理层不关心帧的结构，它将构成帧的数据看成是待发送的比特流。

　　物理层的主要任务：保证比特流通过传输介质的正确传输，为数据链路层提供数据传输服务。

1.2、传输介质与信号编码的关系

　　连接物理层的传输介质可以有不同类型，不同类型的传输介质对于被传输信号要求也不同。

　　物理层的一个重要功能：根据所适用传输介质的不同，制定相应的物理层协议，规定数据信号编码方式，传输速率，以及相关的通信参数。

1.3、设置物理层的目的

　　屏蔽物理层所采用的传输介质、通信设备与通信技术的差异性，使数据链路层只需要考虑如何使用物理层的服务，而不需要考虑物理层的功能具体是使用了哪种传输介质、通信设备与技术实现的。

2、物理层协议的类型

　　计算机网络使用的通信线路分为两类：点-点通信线路和广播通信线路。点-点通信线路用于两个通信的主机；而广播线路的一条公共通信线路可连接多个主机。

物理层协议可分为两类：基于点-点通信线路的物理层协议 与 基于 广播通信线路的物理层协议。

3、物理层向数据链路层提供的服务

　　点-点通信线路：

　　

3.1、点-点通信线路的物理层比特流传输过程

　　通信线路由传输介质与通信设备组成。

　　点-点传输介质连接着两个相邻通信主机的物理层，主机A的物理层只能与路由器A的物理层直接传输比特流。

　　主机A向主机B传输比特流：主机A物理层将比特流发送到路由器A的物理层，经路由器A的数据链路层与网络层处理后，再由路由器A的物理层发送到路由器B的物理层，以此类推，通过多段点-点传输介质连接的物理层之间的协作，共同完成网络中主机A与主机B之间比特流的正确传输。

3.2、点-点通信线路的物理层的通信过程与高层协议层的关系

　　主机A将数据传输到主机B，由主机A网络层启动路由选择算法来决定下一个主机是谁。在网络层IP的表述中，将路由选择算法选择的"下一个主机"称为"下一跳节点"或"下一跳路由器"。

　　假设主机A的网络层选择的下一跳主机是路由器A，则主机A的网络层通知数据链路层，数据链路层通知物理层，在主机A的物理层与路由器A的物理层之间建立物理连接，通过该连接传送比特流，当比特流传输完成后，释放物理链接。

　　路由器A的网络层根据数据传输的目的地址，启动路由选择算法确定下一跳节点，若下一跳选择了路由器B，那么路由器A的物理层就必须与路由器B的物理层建立连接，然后再传送比特路。一直持续到目的主机位置。

　　点-点通信线路的物理层的通信需要经过：建立物理连接 -> 传输比特流 -> 释放物理连接的过程。