我們以一個(gè)非常簡單的例子開始：

兩服務(wù)器通訊問題

如上圖，有兩臺(tái)服務(wù)器，分別是?Server?1?和?Server?2?。 我們先做一個(gè)假設(shè)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在還沒有被發(fā)明出來， 作為計(jì)算機(jī)科學(xué)家的你，想在這兩臺(tái)服務(wù)器間傳遞數(shù)據(jù)，怎么辦？

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這時(shí)，你可能會(huì)想到，用一根電纜把兩臺(tái)服務(wù)器連接起來：

物理課大家都學(xué)過，電線可以分為?低電平?和?高電平?。 電平可以高低變化，這樣不就可以傳遞信息了么：?Server?1?控制電纜電平的高低，?Server?2?檢測(cè)電平的高低，這樣就實(shí)現(xiàn)了?Server?1?往?Server?2?發(fā)送數(shù)據(jù)啦！

更進(jìn)一步，可以將高低電平抽象成數(shù)學(xué)語言：我們用低電平表示?0?，高電平表示?1?，這樣就得到一個(gè)理想化的信道：

通過信道，雙方可以傳遞一些?01?比特流。 例子中，我們傳輸?shù)谋忍亓魇?1111010101...?(從右往左看)。 比特流可以編碼任意信息： 比如，我們用?1111?表示告訴對(duì)方本地開機(jī)了，用?0000?告訴對(duì)方本地準(zhǔn)備關(guān)機(jī)了。

到目前為止，我們是不是萬事具備了呢？ 一個(gè)比特流信道成為現(xiàn)實(shí)？——理論上是這樣子的。 但是，現(xiàn)實(shí)世界往往要比理想化的模型復(fù)雜一些。

發(fā)送控制

首先，如上圖，信道是無窮無盡的。 因?yàn)?#xff0c;信道狀態(tài)要么為?0?，要么為?1?，沒有一種表示空閑的特殊狀態(tài)。

舉個(gè)例子，如上圖，?Server?1?向?Server?2?發(fā)送比特序列?101101001101?(從右往左讀)。 最后一個(gè)比特是?1?，對(duì)應(yīng)的電平是高電平。 發(fā)送完畢后，由于沒有沒有其他地方改變電纜的電平，所以還是維持高電平狀態(tài)。 也就是說，信道看起來還是按照既定節(jié)拍，源源不斷地發(fā)送?1?(灰色部分)，?Server?2?怎么檢測(cè)結(jié)尾在哪里？

我們可以定義一些特殊的比特序列，用于定義開頭結(jié)尾：?101010?表示開頭，?010101?表示結(jié)尾。

這時(shí)，?Server?1?先發(fā)送?101010?(紅色)，告訴?Server?2?我要開始發(fā)數(shù)據(jù)了； 然后，?Server?1?開始發(fā)送數(shù)據(jù)?1101011?(黑色部分)； 最后，?Server?1?發(fā)送?010101?(綠色)，告訴?Server?2?數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。 注意到，平時(shí)信道為?1?(灰色)，也就是代表空閑狀態(tài)。

沖突仲裁

如果兩臺(tái)服務(wù)器同時(shí)往信道里發(fā)送數(shù)據(jù)，會(huì)發(fā)生什么事情呢？

肯定沖突了嘛！一臺(tái)發(fā)?0?，一臺(tái)發(fā)?1?，那你說信道到底是?0?還是?1?？ 那么，沖突要怎么解決呢？

解決方式也簡單，只需在硬件層面實(shí)現(xiàn)一種機(jī)制：在檢測(cè)到兩臺(tái)服務(wù)器同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，及時(shí)喊停，并協(xié)商到底由哪一方先發(fā)。

總結(jié)

本節(jié)討論了一個(gè)最簡單的模型，解決兩臺(tái)服務(wù)器之間的通訊問題。 通過電纜，在兩臺(tái)機(jī)器間建立了一個(gè)理想的比特流傳輸信道。 這其實(shí)就是網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)中最底層——物理層的作用：

• 傳輸比特流
• 依賴物理(電氣)特性

這一層對(duì)開發(fā)人員來說，基本上是透明的，我們只需將其理解成一個(gè)比特流傳輸信道即可。 至于細(xì)節(jié)問題，高低電平啦，信號(hào)啦，各種物理特性啦，通通留給電子工程師去關(guān)心好啦！

進(jìn)度

下一步

下一節(jié)，我們將通過?多服務(wù)器通訊問題?進(jìn)入?數(shù)據(jù)鏈路層?的學(xué)習(xí)。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的网络七层协议之物理层的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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