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音频·灯光
Prolight·Sound
AoIP第一层和第三层考虑
杰伊·耶尔瑞
当提到IP音频（AoIP）时，造成很大混乱的一个方面是某
项技术是工作在第二层还是在第三层。我们中的大多数都知道这
些层其中之一把我们限制于一个网络段，而另一层则不，而在对
AoIP技术及它将在其上运行的网络做出决定时，了解它们中的每
一个的运行方式很重要。
OSI模式
这两个层之间的差异可归结为在它们上面运行的协议以及它
们与其它设备的通信方式。它们只是构成开放系统互连（OSI）
模式的7个层之两个，但它们至关重要，原因是它们确保源和目标
设备之间成功的数据传输。
为弄懂OSI模式（或协议栈），我喜欢把它撂在一边，认为
它更像传统的信号流。事实上所有网络进程都涉及双向通信，因
此协议栈通常处理收发时的双向数据。协议栈本身就是处理网上
数据收发所要求的专门任务的协议组或协议数据单元（PDU）。
将此协议栈构建为7个层意味着随着更高效或改进版本出现，这些
协议可在不打乱协议栈其余部分的情况下得到升级或替换。
OSI协议栈信号流
物理层（1）在第二层数据帧和传输类型（网络所要求的
电、光或射频）之间相互转换。数据链路层（2）在同一网络段
内的设备之间传输数据，并且处理数据进出物理层的任务。保证
任何网络上设备顺利交换数据的工作落在网络层（3）。传输层
（4）分割和重建数据并且保持主设备和网络应用之间的会话。
随着数据在此协议栈向下移动，它被封装，带有标头、标
尾、在第三层和第二层寻址和错误校验形式的其它信息。当数据
被接收和信息被阅读、验证和在返程被移除时，此封装过程被颠
倒过来。最后三层——会话层（五）、呈现层（六）和应用层
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54 MARCH 2017.03 B&P
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（七）全都准备数据供接收主机使用。在OSI协议栈中定义的应
用依然只是网络协议，但它们推动网络用户应用，从事广播的人
都将熟悉这些应用，如FTP、HTTP和IMAP等等。
第二层提供核心网络协议，包括如何从和向物理层移动数据
包以及网络设备使用彼此的独特物理地址（通常为设备中的网络
接口卡（N I C）的媒体访问控制（M A C）地址）互相通信的能
力。物理地址使第二层设备被束缚于一个网络，原因是本地网外
的设备不寻找MAC地址。在AoIP领域，一个全第二层网络应易
于建立和维持，但网络规模将受限，并且没有一旦网络达到饱和
扩展它的能力。超越本地网需要采用第三层设备，它们使用IP逻
辑地址，而非物理地址，在设备之间发送数据，同时也提供将第
二层物理地址与IP地址相关联的能力。
就像第二层设备，每个第三层设备在网上须有一个独特的地
址供识别，在这种情况下是IP地址。第三层也带来用一个默认网
关路由器路由数据到其它网络的能力。该默认网关保持一个包含
本地网上正在使用的一系列设备的路由表及其最近遇到的其它远
程网关路由器，但它一般不了解远程网络上的设备。
与远程设备通信
在一个本地设备想与一个远程设备通信时，它向本地默认网
关路由器发送一个包含其源MAC和IP地址以及只有的远程目标设
备IP地址（因为它并不知道此目标设备的MAC地址）的PDU。
本地路由器使用自己的I P地址作为返回地址，接触其它路
由器，查看在它们的网络上是否有一个有目标设备的IP地址的设
备。每个网关路由器知道其网络上设备的IP和MAC地址，并且当
发现一个匹配设备时，远程网关路由器让本地路由器知道它可发
送数据，开启这两个设备之间的第四层通信会话。
正如你所看到的，第三层网络比第二层要复杂一点，但伴随
着这复杂性而来的是全球扩展性，这种超越本地网和与世界任何
地方的设备互动的能力允许第三层网络增长相当大。
尽管第三层使我们脱离小的单区网络，但我们不能忽视其对
第二层的依赖性，原因是当全部路由和IP地址分配完成后，硬件
地址最终被用于实际的设备通信。
在计划一个AoIP项目时，无论是建立一个纯音频网络（作为
更大的视频IP设施的一部分），还是为了并不比在现有的网络基
础设施上悬挂一些音频设备要复杂的东西，记住最终的网络规模
以及建立一个大网络的意义很重要。
各种AoIP技术也可能有应该考虑的固有的规模和带宽限制。
最终，网络比我们刚刚考察的这两个网络层要复杂得多，因此，
在部署一个网络前，必须再三斟酌，最重要的是考虑业务的优先
次序。B&P