OSI七层协议概述及线缆介绍

1、http:/www.cisco.com1 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0osi七层模型概述七层模型概述http:/www.cisco.com2 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0什么是网络什么是网络?http:/www.cisco.com3 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0连接连接internet的方式的方式http:/www.

2、cisco.com4 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0osi 参考模型参考模型 osi的概念：的概念：open system interconnect开放系统互连参考模型，是由开放系统互连参考模型，是由iso（国（国际标准化组织）定义的。它是个灵活的、稳健的和可互操作的模型，际标准化组织）定义的。它是个灵活的、稳健的和可互操作的模型，并不是协议，是用来了解和设计网络体系结构的。并不是协议，是用来了解和设计网络体系结构的。 osi模型的目的：模型的目的：规范不同系统的互联标准，使两个不同的系统能够较容易的通

3、信，规范不同系统的互联标准，使两个不同的系统能够较容易的通信，而不需要改变底层的硬件或软件的逻辑。而不需要改变底层的硬件或软件的逻辑。 osi模型分为七层：模型分为七层：osi把网络按照层次分为七层，由下到上分别为物理层、数据链路把网络按照层次分为七层，由下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。http:/www.cisco.com5 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0 特点：特点：1、osi模型每层都有自己的功能集；模型每层都有自

4、己的功能集；2、层与层之间相互独立又相互依靠；、层与层之间相互独立又相互依靠；3、上层依赖于下层，下层为上层提供服务。、上层依赖于下层，下层为上层提供服务。面向用户应用面向数据传输osi参考模型体系结构参考模型体系结构传输层传输层数据链路层数据链路层网络层网络层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层http:/www.cisco.com6 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0应用层应用层 应用层的作用：应用层的作用： 为应用软件提供接口，使应用程序能够使用网络服务为应用软件提供接口，使应用程序能够使

5、用网络服务 常见的应用层协议：常见的应用层协议： http(80)、ftp(20/21)、smtp(25)、pop3(110)、telnet(23)、dns(53)等等应用层用户l7l7数据数据到表示层http应用层用户l7l7数据数据到表示层httphttp:/www.cisco.com7 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0表示层表示层 表示层的作用：表示层的作用：数据的解码和编码数据的解码和编码 数据的加密和解密数据的加密和解密 数据的压缩和解压缩数据的压缩和解压缩l7l7数据数据数据的编码、数据的编码

6、、加密和压缩加密和压缩表示层表示层从应用层从应用层h6h6l6l6数据数据到会话层到会话层l7l7数据数据数据的解码、数据的解码、解密和解压解密和解压表示层表示层到应用层到应用层h6h6l6l6数据数据从会话层从会话层http:/www.cisco.com8 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0会话层会话层 会话层的作用：会话层的作用：建立、维护、管理应用程序之间的会话。建立、维护、管理应用程序之间的会话。 功能：功能：对话控制对话控制同步同步l6数据数据会话层会话层从表示层从表示层synl5数据数据到传输层

7、到传输层synsyn h5l6数据数据会话层会话层到表示层到表示层synl5数据数据从传输层从传输层synsyn h5http:/www.cisco.com9 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0传输层传输层 传输层的作用：传输层的作用：负责建立端到端的连接，保证报文在端到端之间的传输。负责建立端到端的连接，保证报文在端到端之间的传输。 传输层的功能：传输层的功能：服务点编址、分段与重组、连接控制、流量控制、差错控制。服务点编址、分段与重组、连接控制、流量控制、差错控制。l5l5数据数据传输层传输层从会话层从

8、会话层h4h4l4l4数据数据到网络层到网络层h4h4h4h4l4l4数据数据l4l4数据数据l5l5数据数据传输层传输层到会话层到会话层h4h4l4l4数据数据从网络层从网络层h4h4h4h4l4l4数据数据l4l4数据数据http:/www.cisco.com10 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0l4l4数据数据网络层网络层从传输层从传输层h3h3包包l3l3数据数据到数据链路层到数据链路层l4l4数据数据网络层网络层到传输层到传输层h3h3包包l3l3数据数据从数据链路层从数据链路层网络层网络层 网

9、络层的作用：网络层的作用：负责将分组数据从源端传输到目的端负责将分组数据从源端传输到目的端 网络层功能：网络层功能：为网络设备提供逻辑地址为网络设备提供逻辑地址进行路由选择、分组转发进行路由选择、分组转发http:/www.cisco.com11 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0数据链路层数据链路层 数据链路层的作用：数据链路层的作用：在不可靠的物理链路上，提供可靠的数据传输服务，把帧从在不可靠的物理链路上，提供可靠的数据传输服务，把帧从一跳（结点）移动到另一跳（结点）。一跳（结点）移动到另一跳（结点）。

10、 数据链路层的功能：数据链路层的功能：组帧、物理编址、流量控制、差错控制、接入控制组帧、物理编址、流量控制、差错控制、接入控制l3数据数据数据链路层数据链路层从网络层从网络层h2t2帧帧l2数据数据到物理层到物理层l3数据数据数据链路层数据链路层到网络层到网络层h2t2帧帧l2数据数据从物理层从物理层http:/www.cisco.com12 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0物理层物理层 物理层的作用：物理层的作用：负责把逐个的比特从一跳（结点）移动到另一跳（结点）。负责把逐个的比特从一跳（结点）移动到另

11、一跳（结点）。 物理层功能：物理层功能：定义接口和媒体的物理特性定义接口和媒体的物理特性定义比特的表示、数据传输速率、信号的传输模式（单工、半双定义比特的表示、数据传输速率、信号的传输模式（单工、半双 工、全双工）工、全双工）定义网络物理拓扑（网状、星型、环型、总线型等拓扑）定义网络物理拓扑（网状、星型、环型、总线型等拓扑）l2l2数据数据01010100001111000101010000111100传输媒体传输媒体物理层物理层从数据链路层从数据链路层l2l2数据数据01010100001111000101010000111100到数据链路层到数据链路层物理层物理层http:/www.cis

12、co.com13 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0允许接入网络资源应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层建立、管理和终止会话将分组从源端传送到目的端；提供网络互联在媒体上传输比特；提供机械的和电气的规约对数据进行转换、加密和压缩提供可靠的端到端的报文传输和差错控制将分组数据封装成帧；提供节点到节点方式的传输各层之间的联系各层之间的联系http:/www.cisco.com14 2010 cisco systems.inc all rights rese

13、rved.cisco systems v1.0osi七层通信参考模型七层通信参考模型网络设备传输数据的过程是按照网络设备传输数据的过程是按照osi参考模型的层次结构运动的。参考模型的层次结构运动的。5.5.会话层会话层 6. 6.表示层表示层 7. 7.应用层应用层4.4.传输层传输层2.2.数据链路层数据链路层1.1.物理层物理层4.4.传输层传输层2.2.数据链路层数据链路层3.3.网络层网络层1.1.物理层物理层5.5.会话层会话层 6. 6.表示层表示层 7. 7.应用层应用层数据数据3.3.网络层网络层2.2.数据链路层数据链路层3.3.网络层网络层1.1.物理层物理层2.2.数据链

14、路层数据链路层3.3.网络层网络层1.1.物理层物理层http:/www.cisco.com15 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0数据的发送数据的发送报文封装报文封装数据数据数据网络层报头数据数据链路层报头 传输层传输层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 网络层网络层 表示层表示层应用层应用层会话层会话层源端口、目的端口源ip、目的ip、协议号源mac、目的mac、帧类型二进制流“0、1”传输层报头协议数据单元（pdu）数据段数据段segmentsegment数据包数据包packetpacket数据帧数

15、据帧frameframe比特比特 bitbit封装封装每一层都把上层的协议包当成数据部分，加上自己的协议头部，组每一层都把上层的协议包当成数据部分，加上自己的协议头部，组成自己的协议包成自己的协议包http:/www.cisco.com16 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0数据数据网络层报头网络层报头 + + 传输层报头传输层报头 + + 数据数据数据链路层报头数据链路层报头传输层报头传输层报头+ + 数据数据网络层报头网络层报头数据数据传输层报头传输层报头010111010100100001001011

16、10101001000010传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层 网络层网络层 表示层表示层应用层应用层会话层会话层数据的接收数据的接收报文拆封报文拆封http:/www.cisco.com17 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0cables 概述概述http:/www.cisco.com18 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0物理层物理层-用途用途 osi 物理层通过网络介质传输构成数据链路层帧的比特。物理层

17、通过网络介质传输构成数据链路层帧的比特。http:/www.cisco.com19 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0物理层物理层-标准标准 物理层标准规定了物理层标准规定了信号信号、连接器连接器和和电缆要求电缆要求。http:/www.cisco.com20 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0物理层物理层-标准标准 物理层标准规定了物理层标准规定了信号信号、连接器连接器和和电缆要求电缆要求。http:/www.cisc

18、o.com21 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0物理层物理层-标准标准 物理层标准规定了物理层标准规定了信号信号、连接器连接器和和电缆要求电缆要求。http:/www.cisco.com22 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0物理层设备物理层设备- -集线器集线器abcdphysical all devices in the same collision domain all devices in the same b

19、roadcast domain devices share the same bandwidthhttp:/www.cisco.com23 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0终端站点越多，冲突终端站点越多，冲突(域域)越大越大采用采用csma/cd机制机制物理层设备物理层设备- -集线器集线器http:/www.cisco.com24 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0听听数据现在的情况是pca和pcc都要发数据,但是两

20、人刚才都检测到hub上是空闲的.那么两人都发.结果发生了冲突.两人都同时启动back off动作.随机的生成一个秒数,再发数据包.如果再与其他pc发送的数据包冲突.那么再次back off,back off一共可进行15次.pc apc apc bpc bpc cpc cpc dpc d冲突冲突听听数据随机秒数物理层设备物理层设备- -集线器集线器http:/www.cisco.com25 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0数据链路层的功能数据链路层的功能 数据链路层通常拆分成两个子层：上子层和下子层。数据

21、链路层通常拆分成两个子层：上子层和下子层。 逻辑链路控制逻辑链路控制 介质访问控制介质访问控制http:/www.cisco.com26 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0数据链路层数据链路层-标准标准 数据链路层标准数据链路层标准http:/www.cisco.com27 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0数据链路层数据链路层-创建帧创建帧datasource addfcslengthdest addvariable2

22、6640000.0c xx.xxxxvendor assignedieee assignedmac layer ieee 802.3协议协议preambleethernet ii uses “type” here and does not use 802.2.mac address8# bytes 数据链路层帧格式数据链路层帧格式:http:/www.cisco.com28 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0数据链路层设备数据链路层设备-网络适配器（网络适配器（adapter） 网络适配器（网卡）网络适配器

23、（网卡）网络适配器属于数据链路层设备网络适配器属于数据链路层设备 mac地址地址每个网卡芯片都会烧录一个全球唯一的每个网卡芯片都会烧录一个全球唯一的mac地址地址 网卡速率网卡速率10、100、1000m自适应自适应 双工模式双工模式支持全双工、半双工、自适应支持全双工、半双工、自适应http:/www.cisco.com29 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0数据链路层设备数据链路层设备-交换机交换机data linkor123124 each segment has its own collision

24、domain all segments are in the same broadcast domainhttp:/www.cisco.com30 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0数据链路层设备数据链路层设备- -交换机交换机memoryswitchhttp:/www.cisco.com31 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0网络层的功能网络层的功能 网络层网络层（eg:从主机到主机的通信）从主机到主机的通信）为每个终

25、端设备之间通过网络交换数据的片段提供服务为每个终端设备之间通过网络交换数据的片段提供服务基本过程基本过程:编址编址封装封装路由路由解封装解封装协议：协议：internet 协议第四版协议第四版 (ipv4)internet 协议第六版协议第六版 (ipv6)appletalknovell 互联网分组交换协议互联网分组交换协议 (ipx)无连接网络服务无连接网络服务 (clns/decnet)http:/www.cisco.com32 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0网络层的功能网络层的功能datasour

26、ceaddressdestination addressipheadernodenetwork逻辑地址逻辑地址network layer end station packethttp:/www.cisco.com33 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0网络设备网络设备-路由器路由器 广播控制广播控制 组播控制组播控制 决定最优路径决定最优路径 流量管理流量管理 提供逻辑地址提供逻辑地址 连接广域网连接广域网(wan)http:/www.cisco.com34 2010 cisco sys

27、tems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0网络层功能网络层功能http:/www.cisco.com35 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0传输层功能传输层功能 distinguishes between upper layer applications establishes end-to-end connectivity between applications defines flow control provides reliable or unr

28、eliable services for data transfernetworkipxiptransportspxtcpudphttp:/www.cisco.com36 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0练习：计算网络设备域练习：计算网络设备域hubbridgeswitchroutercollision domains:1 4 4 4 broadcast domains:1 1 1 4 http:/www.cisco.com37 2010 cisco systems.inc all rights rese

29、rved.cisco systems v1.0思科网络设计三层模型思科网络设计三层模型distribution layercore layeraccesslayerhttp:/www.cisco.com38 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0案例：校园网设计案例：校园网设计核心层核心层汇聚层汇聚层cernet电信电信1 1电信电信2 2 认证计费平台综合网络管理平台服务器群接入层接入层http:/www.cisco.com39 2010 cisco systems.inc all rights reserv

30、ed.cisco systems v1.0http:/www.cisco.com40 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.01、铜介质：（类型包括）、铜介质：（类型包括） 同轴电缆同轴电缆 双绞线双绞线 -非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线 -屏蔽双绞线屏蔽双绞线物理介质的类型物理介质的类型http:/www.cisco.com41 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0同轴电缆同轴电缆 同轴电缆同轴电缆http:/www.cisco.c

31、om42 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线utp 电缆电缆 utp 电缆的特点电缆的特点http:/www.cisco.com43 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线utp 电缆电缆 utp 电缆类型电缆类型 以太网直通电缆 以太网交叉电缆 反转电缆 线序标准：线序标准：568a 白绿、绿、白橙、兰、白兰、橙、白棕、棕白绿、绿、白橙、兰、白兰、橙、白棕、棕568b 白橙、

32、橙、白绿、兰、白兰、绿、白棕、棕白橙、橙、白绿、兰、白兰、绿、白棕、棕 有效线缆长度有效线缆长度100米米http:/www.cisco.com44 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0以太网直通线以太网直通线cable 10base-t/100base-tx straight-throughpin labelpin label12345678tx+tx-rx+ncncrx-ncnc12345678tx+tx-rx+ncncrx-ncncstraight-through cablewires on cable

33、 endsare in same order.http:/www.cisco.com45 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0以太网交叉线以太网交叉线cable 10base-t or100base-tx straight-throughcrossover cablesome wires on cableends are crossed.pin labelpin label12345678tx+tx-rx+ncncrx-ncnc12345678tx+tx-rx+ncncrx-ncnceia/tia t568a

34、eia/tia t568bhttp:/www.cisco.com46 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0直通线直通线 vs.交叉线交叉线http:/www.cisco.com47 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0屏蔽双绞线屏蔽双绞线 (stp) 电缆电缆 屏蔽双绞线屏蔽双绞线 (stp) 电缆电缆http:/www.cisco.com48 2010 cisco systems.inc all rights reserv

35、ed.cisco systems v1.0物理介质的类型物理介质的类型 光纤中心是光传播的玻璃芯：光纤中心是光传播的玻璃芯：芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保 持在芯内。持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。 光纤分为单模光纤和多模光纤：光纤分为单模光纤和多模光纤：光柱保护层核心线缆保护层光纤结构示意图 2、光纤介质：、光纤介质：http:/www.cisco.com49 2010 cisco systems.inc all rights reserved.cisco systems v1.0光纤介质光纤介质 光缆通常可分为两种类型：光缆通常可分为两种类型：单模和多模。单模和多模。http:/www.cisco.com50 2010 cisco