题目
【简答题】2-01 物理层要解决哪些问题?物理层的主要特点是什么?
【简答题】2-01 物理层要解决哪些问题?物理层的主要特点是什么?
题目解答
答案
答:物理层要解决的主要问题: ( 1 )物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备[1]和传输媒体,通信手段的不同,使数据链路[2]层感觉不到这些差异,只考虑完成本层的协议和服务。 ( 2 )给其服务用户(数据链路层)在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流(一般为串行按顺序传输的比特流)的能力,为此,物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。 ( 3 )在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路[3] 物理层的主要特点: ( 1 )由于在 OSI 之前,许多物理规程[4]或协议已经制定出来了,而且在数据通信[5]领域中,这些物理规程已被许多商品化的设备所采用,加之,物理层协议涉及的范围广泛,所以至今没有按 OSI 的抽象模型制定一套新的物理层协议,而是沿用已存在的物理规程,将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械,电气,功能和规程特性[6]。 ( 2 )由于物理连接的方式很多,传输媒体的种类也很多,因此,具体的物理协议相当 复杂。
解析
物理层是 OSI 开放系统互联模型的最底层，主要负责比特流的物理传输。本题需要掌握两个核心内容：
- 物理层的功能：理解它如何为高层提供透明的比特流传输，屏蔽底层设备差异。
- 物理层的特点：结合历史背景和实际需求，说明其协议复杂性和沿用性。
关键思路：物理层通过标准化接口特性（机械、电气、功能、规程）实现设备互连，同时因传输介质多样性和历史协议的延续性，导致协议体系复杂。
物理层要解决的主要问题
(1) 屏蔽物理设备和传输媒体差异
物理层需隐藏不同设备（如网线、光纤）和传输介质的物理特性，使数据链路层只需关注比特流传输，无需关心底层实现。
(2) 建立、维持和释放物理连接
物理层负责物理链路的创建与管理，确保比特流（如串行传输的二进制数据）能在介质上传输，为数据链路层提供稳定基础。
(3) 标识数据电路
在相邻节点间唯一标识物理传输路径，避免数据传输混淆，支持高层通信的有序性。
物理层的主要特点
(1) 协议的沿用性
OSI 模型制定前，已有大量物理协议（如以太网规范）被广泛应用。为兼容现有设备，物理层沿用历史协议，而非重新设计，仅规范接口特性。
(2) 协议的复杂性
物理连接方式（如双绞线、光纤）和传输介质种类繁多，导致具体协议实现复杂，需针对不同场景定制解决方案。