[重要笔记]网络信号在网线和集线器中传输

本文写的是网络包由网卡发出后怎样在网线和集线器中传输的过程。以下是个人学习笔记,记录的是较为重要的部分。

目录

网卡如何将包转换成电信号

信号在网线的传输过程中,能量会逐渐损失

“双绞”是为了抑制噪声

集线器会将信号发送给所有连接在它上面的线路


从计算机发送出来的网络包会通过集线器路由器等设备被转发最终到达目的地。转发设备会根据包头部中的控制信息在转发设备内部一个写有转发规则的表中进行查询, 以此来判断包的目的地然后将包朝目的地的方向进行转发

网卡如何将包转换成电信号

网卡中的 PHYMAU模块负责将包转换成电信号信号通过 RJ-45 接口进入双绞线

PHYMAU):以太网有多重派生方式,每种方式中信号收发模块的名称都不一样。现在 100 Mbit/s 以上的以太网中叫作 PHY(物理层装置),以前低速方式中则叫作 MAU(介质连接单元)。

以太网信号的本质是正负变化的电压可以认为网卡的 PHYMAU模块就是一个从正负两个信号端子输出信号的电路

信号在网线的传输过程中能量会逐渐损失

信号在网线的传输过程中能量会逐渐损失网线越长信号衰减就越严重

信号到达集线器的时候并不是跟刚发送出去的时候一模一样集线器收到的信号有时会出现衰减以太网中的信号波形是方形的但损失能量会让信号的拐角变圆这是因为电信号的频率越高能量的损失率越大(高频信号会释放出更多的电磁波,这些电磁波带走了一部分能量,就造成 了能量的损失信号的拐角意味着电压发生剧烈的变化,而剧烈的变化意味着这个部分的信号 频率很高高频信号更容易损失能量,因此本来剧烈变化的部分就会变成缓慢的变化拐角也就变圆了即便线路条件很好没有噪声信号在传输过程中依然会发生失真, 如果再加上噪声的影响失真就会更厉害

“双绞”是为了抑制噪声

局域网网线使用的是双绞线其中双绞的意思就是以两根信号线为一组缠绕在一起这种拧麻花一样的设计是为了抑制噪声的影响产生噪声的原因是网线周围的电磁波当电磁波接触到金属等导体时在其中就会产生电流因此如果网线周围存在电磁波就会在网线中产生和原本的信号不同的电流由于信号本身也是一种带有电压变化的电流其本质和噪声产生的电流是一样的所以信号和噪声的电流就会混杂在一起导致信号的波形发生失真这就是噪声的影响

要抑制这种噪声关键在于双绞线的缠绕方式在一根网线中每一对信号线的扭绞间隔节距都有一定的差异这使得在某些地方正信号线距离近另一些地方则是负信号线距离近由于正负信号线产生的噪声影响是相反的所以两者就会相互抵消从网线整体来看,正负的分布保持平衡自然就会削弱噪声的影响通过将信号线缠绕在一起的方式噪声得到了抑制从结果来看提升了网线的性能除此之外还有其他一些工艺也能够帮助提升性能例如在信号线之间加入隔板保持距离以及在外面包裹可阻挡电磁波的金属屏蔽网等

集线器会将信号发送给所有连接在它上面的线路

集线器的作用:广播网络信号

接收信号的设备:交换机路由器服务器等

当信号到达集线器后会被广播到整个网络中以太网的基本架构就是将包发到所有的设备然后由设备根据接收方 MAC 地址来判断应该接收哪些包而集线器就是这一架构的忠实体现它就是负责按照以太网的基本架构将信号广播出去

信号到达集线器的 PHYMAU模块后会进入中继电路。中继电路的基本功能就是将输入的信号广播到集线器的所有端口上当然,也有一些产品具有信号整形错误抑制等功能,但基本上就是将输入的信号原封不动地输出到网线接口。

接下来信号从所有接口流出到达连接在集线器上的所有设备。然后这些设备在收到信号之后会通过 MAC 头部中的接收方 MAC 地址判断是不是发给自己的如果是发给自己的就接受否则就忽略 这样,网络包就能够到达指定 MAC 地址的接收方了

 

网络包经由交换机又会是怎样呢?交换机又是什么呢? ------>https://lan6193.blog.csdn.net/article/details/103876972

 

 

 

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