重要筆記 網路訊號在網線和集線器中傳輸

2021-10-01 23:41:39 字數 2695 閱讀 1794

本文寫的是網路包由網絡卡發出後怎樣在網線和集線器中傳輸的過程。以下是個人學習筆記,記錄的是較為重要的部分。

目錄

網絡卡如何將包轉換成電訊號

訊號在網線的傳輸過程中,能量會逐漸損失

「雙絞」是為了抑制雜訊

集線器會將訊號傳送給所有連線在它上面的線路

從計算機傳送出來的網路包會通過集線器

、路由器等裝置被**

,最終到達目的地。**裝置會根據

包頭部中的控制資訊

,在**裝置內部乙個寫有**規則的表中進行查詢, 以此來判斷包的目的地

,然後將包朝目的地的方向進行**

網絡卡中的

phy(

mau)

模組負責將包轉換成電訊號

,訊號通過

rj-45

介面進入雙絞線。

phy(

mau):乙太網有多重派生方式,每種方式中訊號收發模組的名稱都不一樣。現在

100 mbit/s

以上的乙太網中叫作

phy(物理層裝置),以前低速方式中則叫作

mau(介質連線單元)。

乙太網訊號的本質是正負變化的電壓

可以認為網絡卡的

phy(

mau)

模組就是乙個從正負兩個訊號端子輸出訊號的電路

訊號在網線的傳輸過程中

,能量會逐漸損失

。網線越長

,訊號衰減就越嚴重

。訊號到達集線器的時候並不是跟剛傳送出去的時候一模一樣

,集線器收到的訊號有時會出現衰減

。乙太網中的訊號波形是方形的

,但損失能量會讓訊號的拐角變圓

,這是因為電訊號的頻率越高

,能量的損失率越大

(高頻訊號會釋放出更多的電磁波,這些電磁波帶走了一部分能量,就造成 了能量的損失)。

訊號的拐角意味著電壓發生劇烈的變化

,而劇烈的變化意味著這個部分的訊號 頻率很高

。高頻訊號更容易損失能量

,因此本來劇烈變化的部分就會變成緩慢的變化

,拐角也就變圓了

。即便線路條件很好

,沒有雜訊

,訊號在傳輸過程中依然會發生失真, 如果再加上雜訊的影響

,失真就會更厲害。

區域網網線使用的是雙絞線,其中

「雙絞」的意思就是以兩根訊號線為一組纏繞在一起

,這種擰麻花一樣的設計是為了抑制雜訊的影響

。產生雜訊的原因是網線周圍的電磁波

,當電磁波接觸到金屬等導體時

,在其中就會產生電流。因此

,如果網線周圍存在電磁波

,就會在網線中產生和原本的訊號不同的電流

。由於訊號本身也是一種帶有電壓變化的電流

,其本質和雜訊產生的電流是一樣的

,所以訊號和雜訊的電流就會混雜在一起

,導致訊號的波形發生失真

,這就是雜訊的影響。

要抑制這種雜訊

,關鍵在於雙絞線的纏繞方式

。在一根網線中

,每一對訊號線的扭絞間隔(節距

)都有一定的差異

,這使得在某些地方正訊號線距離近

,另一些地方則是負訊號線距離近

。由於正負訊號線產生的雜訊影響是相反的

,所以兩者就會相互抵消

。從網線整體來看

,正負的分布保持平衡

,自然就會削弱雜訊的影響

。通過將訊號線纏繞在一起的方式

,雜訊得到了抑制

,從結果來看提公升了網線的效能

,除此之外還有其他一些工藝也能夠幫助提公升效能

。例如在訊號線之間加入隔板保持距離

,以及在外面包裹可阻擋電磁波的金屬遮蔽網等

集線器

的作用:廣播網路訊號

接收訊號的裝置:

交換機、

路由器、

伺服器等。

當訊號到達集線器後

,會被廣播到整個網路中

。乙太網的基本架構就是將包發到所有的裝置

,然後由裝置根據接收方

mac

位址來判斷應該接收哪些包

,而集線器就是這一架構的忠實體現

,它就是負責按照乙太網的基本架構將訊號廣播出去。

訊號到達集線器的

phy(

mau)

模組後,

會進入中繼電路

。中繼電路的基本功能就是將輸入的訊號廣播到集線器的所有埠上。當然

,也有一些產品具有訊號整形

、錯誤抑制等功能

,但基本上就是將輸入的訊號原封不動地輸出到網線介面。

接下來,訊號從所有介面流出

,到達連線在集線器上的所有裝置

。然後,

這些裝置在收到訊號之後會通過

mac

頭部中的接收方

mac 位址判斷是不是發給自己的

,如果是發給自己的就接受

,否則就忽略 。這樣

,網路包就能夠到達指定

mac

位址的接收方了。

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