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Wissen Sie, wie sich die physische Schicht auf unser tägliches Interneterlebnis auswirkt?
Im siebenschichtigen OSI-Modell der Computervernetzung ist die physische Schicht (Schicht 1) die erste Schicht und die Schicht, die sich am meisten mit den physischen Verbindungen zwischen Geräten befasst. Die physikalische Schicht stellt die elektrische, mechanische und programmtechnische Schnittstelle zum Übertragungsmedium bereit. Alles, von der Form und den Eigenschaften der elektrischen Anschlüsse bis hin zu Parametern auf niedriger Ebene wie Übertragungsfrequenz und Leitungscodeverwendung, wird durch die physische Schicht festgelegt.
Die physische Schicht ist für die Übermittlung der Rohbits eines Datenstroms an die physischen Datenverbindungen verantwortlich, die die Netzwerkknoten verbinden.
Diese Netzwerkschicht basiert auf einer Vielzahl unterschiedlicher Hardwaretechnologien und weist verschiedene Eigenschaften auf. Die Funktion der physischen Schicht besteht darin, die von der Datenverbindungsschicht übertragenen logischen Kommunikationsanforderungen in bestimmte Hardwareoperationen umzuwandeln, um das Senden oder Empfangen elektronischer Signale zu erreichen. Um eine zuverlässige Datenübertragung zu gewährleisten, ist die physische Schicht auch für die Verwaltung des Datenflusses durch Bitsynchronisierung oder Flusskontrolle verantwortlich, sodass mehrere Teilnehmer das Übertragungsmedium gemeinsam nutzen können.
Die Kernrolle der physischen Schicht
Die physische Schicht spielt eine wichtige Rolle im Netzwerk. Zu ihren Kernfunktionen gehören:
- Bitweise Übertragung von Bits oder Symbolen.
- Stellen Sie eine standardisierte Schnittstelle für die Übertragungsmedien bereit, einschließlich der mechanischen und elektrischen Spezifikationen des Steckers.
- Verwaltet die Übertragung zwischen mehreren Teilnehmern, einschließlich einfacher Leitungsvermittlung oder komplexer Medienzugriffskontrollprotokolle.
Durch einfache Leitungsvermittlungs- und Multiplexing-Techniken kann die physikalische Schicht die Datenübertragung effizient koordinieren.
Beziehung zwischen der physischen Schicht und dem Internetprotokoll
Die Beziehung zwischen der physischen Schicht und der Internetprotokollsuite basiert auf Ähnlichkeiten und Komplementaritäten. Während die Internet Protocol Suite (wie etwa RFC 1122 und RFC 1123) eine allgemeine Beschreibung eines Netzwerks definiert, konzentriert sich die physische Schicht auf Spezifikationen und Schnittstellen auf Hardwareebene, die die Grundlage für höhere Schichten bilden.
Die Rolle der physischen Signalschichtung
Wenn die OSI-Architektur in einem Netzwerk verwendet wird, ist die physische Signalschicht Teil der physischen Schicht und hauptsächlich für die Schnittstelle mit der MAC-Schicht (Media Access Control) der Datenverbindungsschicht verantwortlich. Diese Schicht ist für die Symbolkodierung, -übertragung, -empfang und -dekodierung verantwortlich und sorgt für die notwendige elektrische Isolierung.
Servicefunktionen der physikalischen Schicht
Die physische Schicht bietet eine Reihe wichtiger Servicefunktionen, darunter:
- Daten werden Bit für Bit oder Symbol für Symbol durch das Medium übertragen.
- Signalstärke und Bandbreitenzuweisung.
- Überprüfung und Korrektur von Datenfehlern zur Verbesserung der Übertragungszuverlässigkeit.
Eine effektive Fehlerkorrekturtechnologie kann die Zuverlässigkeit der Netzwerkkommunikation erheblich verbessern.
Die Rolle von PHY
PHY oder Physical Layer ist die elektronische Schaltung im Netzwerkschnittstellen-Controller, die Funktionen der Physical Layer ausführt und normalerweise als integrierte Schaltung implementiert ist. Es verbindet das Link-Layer-Gerät (oft MAC genannt) mit dem physischen Medium und umfasst mehrere Kommunikationstechnologien wie Ethernet und Wireless LAN.
Anwendung des physischen Ethernet-Transceivers
Der Hauptzweck von Ethernet PHY besteht darin, auf der physischen Ebene des OSI-Netzwerkmodells zu arbeiten und dabei zu helfen, digitale Darstellungen mit dem analogen Bereich der Signale zu verbinden. Der Ethernet-PHY ist nicht für die Handhabung von MAC-Adressen zuständig, seine Funktionalität ist jedoch für den Gesamtbetrieb des Netzwerks von entscheidender Bedeutung.
WLAN und andere Anwendungen
Bei einem drahtlosen LAN oder Wi-Fi umfasst der PHY-Abschnitt die HF-, Mixed-Mode- und Analogabschnitte, wird üblicherweise als Transceiver bezeichnet und ist in die MAC-Schicht integriert. Ebenso zeigt die Verwendung der PHY-Technologie in verschiedenen Standards wie USB, IrDA und SATA die Bedeutung der physischen Schicht.
Alle diese Technologien spiegeln die grundlegende Rolle der physischen Schicht in der gesamten Netzwerkumgebung wider. Von einem gewöhnlichen Netzwerkkabel bis hin zur fortschrittlichsten drahtlosen Kommunikationstechnologie unterstützt die physische Schicht stillschweigend unsere Datenübertragung.
Obwohl die Funktionsweise der physischen Schicht bei der Verwendung des Netzwerks häufig nicht bemerkt wird, hat sie einen unauslöschlichen Einfluss auf unser tägliches Netzwerkerlebnis und die Qualität der Kommunikation. Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie sich diese zugrunde liegenden Technologien auf die Geschwindigkeit und Stabilität auswirken, die Sie bei der Nutzung des Internets erleben?
