网络七层结构认识基础

1、网络七层结构认识基础NO1.初识OSI模型:在网络互连中，有两个标准可以考虑：合法的和事实的。合法 的意味着用权力或法律建立。事实的意味着用实际的事实建立，尽管没有得到官 方或法律上的承认，但TCP/IP为那个协议创建了 一个事实标准，尽管它在得到 广泛接受之前并没有成为标准。OSI（Open Systeminterconnection,开放系统互 连）参考模型是一个合法的标准。国际标准化组织（ISO）创建了 OSI模型，并在1984年发布，以为供应商提 供一个网络模型，这样它们的产品可以在网络上协调工作。OSI参考模型提供了 层次分析工具，以理解互连技术，以及当前和未来网络发展的基础。这个模

2、型也考虑了由DARPA项目工程师面对的互通性和互操作性挑战。OSI 模型回答这些挑战的方法是通过一个7层的协议模型，如图1 -1所示。通过将 模型分解为层，互通性和互操作性的能力变得可以管理，因为每层都是自包含的， 而并不依赖于操作系统或其他的因素。分层方法也使供应商受益，因为它们仅仅 需要将开发工作集中在它们自己的产品使用的层上，而且可以建立在其他层的现 有协议基础上。不仅仅使开发代价降低到最低程度，而且可销售性增加了，因为 可以使用其他供应商的产品。第嵯一甬抵对应用徉序提供喉黄.府用程序可以 变化，但要笆括电了消息将蝠璃队略式化数槛、以便为服用程.序旌供近用接 口-这可以包括加富魅每第5信

3、一在曲个甘点之间建立档连接:此服务包括建立逢建是以全强工还是以半丑工的方式进行畿虽斡旬口注史只中迎理江工方式第4垣一禽规数常涯遥一面向连搂或无遮搂，包括 金双丁或半双T.淹控制和辑谡恢受服务茹3厚一本层通过寻址来建立两个节点之间的连接r 它包括沔注豆还网堵来对由和中弟条蛹常上W 任就蛀格救搦分帧，弁处理筑控制，成 指定拓扑结构井提依瑛件号址涉竖一峭亩比待流的诰峰.电产佶号传蝙和I硬件接口Applic iiion应用福Present nticrn&示七Seioa.会话曷NenvoEfc网钢Data Link校据E挪J三PliysiEa物理屋图1-1 OSI参考模型模型描述了每个层如何与其他节点上

4、的对应层进行通信。图1-2说明了数 据如何在网络中找到它的道路。在第一个节点上，最终用户创建一些数据，发送 到其他节点，例如电子邮件。在应用层，在数据上加入了应用层报头。表示层在 从应用层接收到的数据上加入了它自己的报头，每层在从上层收到的数据上加入 它们自己的报头。然而，在较低层，数据分隔为较小的信元，并在每个信元上加 入报头。例如，传输层具有较小的数据报文，网络层有数据包，数据链路层有帧。 物理层处理原始比特流中的数据。当这个比特流到达目的地时，数据在每层重新 集合，并且去除每层的报头，直至最终用户可以阅读电子邮件。用于记忆层(应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物 理层)

5、正确顺序的普通方法是All People Seem To Need Data Processing(APSTNDP)。NO2.OSI网络七层协议：而依据上面的流程来看，我们就不难了解到OSI(Reference Model for Open System Interconnection ) 的一个模式(model)， 称为OSI七层协议的一个模式啰！这个七层协议可以简单的分为两大群组，一 个用在网络的基础(硬件协议与网络地址)方面，主要规定了一堆硬件的相关协议; 另一个则是使用者部分的协议，使用者可以利用这四个协议来设定自己的应用程 序！分别可以这样看：-网络基础：实体层、资料连接层、网络层-

6、使用者方面：传输、会谈、表现及应用层我们可以简单的用下表来稍微了解一下这七层分别在干嘛？请特别留意，下 表请由下往上看，亦即由实体层看到应用层呦！OSI 七层 协议 的名 称该层负责的工作应用层表现层是将资料转换成PC的资料格式，而应用层则是跟应用程序有 关的转换了！例如您的浏览器若只认识BMP的图档，那么在应用层就 会将来自JPG或GIF的档案转成BMP啰！表现层当接受了会谈层传送来的资料之后，当然，我们必须要针对各个不同 的资料与字符进行译码与转换的工作！例如ASCII与EDCDIC之转换， 及资料的加密与与压缩等等功能！会谈层-资料是藉由传送层传送来的，而这一层则是将来自传送层传来的资

7、料进行响应的工作！举个例子来说：假设client端为节点A而 Server端为节点B。当节点A要对B要求建立联机时，A会先发出联机请求 的讯息，该讯息上面带有SYN的符号；节点B收到讯息之后，如果确定接受A的联机要求，那么就 会响应一个确认请求的讯息给A，该讯息上面则带有SYN/ACK符 号；然后节点A再度响应给B 一个确认联机的讯息，带有ACK 的符号，这个时候就进入了资料传送的阶段了！当节点A资料传送完毕之后，A会发送一个终止联机的 讯息，则在得到B响应的确认终止讯息之后，就结束了该次联机！-上面即是有名的三向交握，Three-Way Handshack的工作原 理啦！那就是在这一层里面达

8、成的哩！所以我们可以说，在会谈层里面 可以提供稳定的可靠的联机渠道！传送层-我们在底下的网络功能三层协议之中，知道资料传送是以封包（packet ）来传递的，而打包的工作就是在这一层里面完成的啦！在这 一层里面，最常见到的协议就是TCP封包啦！他可以记录目标及来源 的port与IP ，让资料封包可以顺利的藉由底下的网络层来达到传送 的目的！-所以，在这一层里面，主要负责的工作就是由上面来的资料 需要打包，由下面来的封包则是拆封咯！而且他也会依据不同的协议 （ftp, http, smtp.）在同一地址上面来进行追踪与分析呢！网络层-在真实的世界里面，我们在寄出邮件的时候，需要知道的是我们 的门

9、牌及对方的门牌对吧！？那么在网络的世界里，我们的资料封包 记录的来源与目的地址（目前最流行的IPv4这种IP的规定）， 就是在这一层当中定义出来的！-此外，不要忘记了，资料要能够流通，还得需要藉由路途 来决定，在网络的世界里面，就是我们的route table啰！这东西很 重要！没有他的话，资料就送不出去啰资料连 接层-我们的资料要透过实体层的网络卡及网络媒体仗口网络线）进行传输 的时候，需要将资料打包（打包成为packet,打包的步骤是在传送层里 面完成的），那么一个封包的大小与格式及所含的内容就在这一层当中 规定！-通常一个打包的资料封包是不可以太大的（所以才会有规定呀！） 这是因为要避免

10、某部主机一直占着网络媒体不放的缘故！所以如果你的 档案很大时，那么该档案就会被分成很多的打包后的资料封包来传送 呦！-再来，如果发生了同一个传送时间点上面有两个或以上的主机 同时提出传送的需求时，那么该次传送将会失败（collision ），此时， 该封包再等待下一次传送的时间间隔也在这一层内规定！物理层-前面说过了，真的在进行网络工作的其实是电子讯号及传递电子讯 号的硬设备。而包括各个网络媒体之定义啦、还有网络的连接型态啦！都是在这个层级当中规定的！例如我们的ethernet网络卡还有RJ-45 网络线等等！-当然啦，如果你有兴趣想要发展网络媒体硬件的话，那么你的 硬件就需要符合这个层级的规

11、定啦！不然做出来的硬件可就无法与其它 的规格品沟通啰！请特别留意，OSI仅定义出大略的模式而已，更详细的定义则需要再参考 各项层级当中的规定！ ！例如网络层在目前最流行的是IPv4的协议，但是未来 的IPv6协议也可以适用呦！所以，每次进行网络工作的时候，你的资料就会由上（应用层）而下（实 体层）的进行数据的打包、卷标与传送，而到达目的地的时候，你的资料就会被 由下（实体层）而上（应用层）的解开与运用啦！用邮局的邮件传送来解说一下好了： 你要寄信的时候是怎样寄出去的呢？将你所想要寄出的资料进行打包进入资料袋的工作：这里面包含了你所 想要做的工作的判断，包括是否需要将你的文件资料进行加密呀？等等

12、的（这些 包含了应用层、表现层与对谈层）；接着下来，你必须要在资料袋上面填写你的地址与对方的地址，并且还 要注明收信者呦（这部份就属于传送层的阶段了）；然后你将这封信放入邮筒里面去，等待邮差车来运载（这部份可以想象 成网络层）；邮差来收了这封信之后，会先载运到地区的大型邮件集散地，并依据信 封上面的地址进行包裹的分类，以进行下一步的传递工作；然后分类之后的大型货柜或包裹，经过空运或海运或者是货运进行传输 （有点像在Internet上面呦！），送到对方的大型邮件集散地；对方的大型邮件集散地将货柜打开之后，依据各包裹的地址进行分类，由邮差将分类过后的信件运载到正确的地址去；收信人收到该信件之后，打

13、开包裹，得到资料之后，再进行进一步的响 应！因此，我们可以这样看，如果您的网络要能够运作的话，那么就需要底下的 几件东西：网络线：这可有的选择的了！不同等级的网络线能够进行的最大传输量 与能支持的网络布线类型并不一样，所以要仔细的给他选择一下呦！目前的主流 是以RJ-45的Cat5等级网络线为主体！网络卡：网络卡的学问是很大，不过我们这种小站，嗯！普通一点的 10/100网卡即可啦!核心支持的驱动程序：还记得在 核心编译 里面提到的吧！对了，除非 你的操作系统能够跟你的硬件沟通，否则永远都是个屁！合法的IP :对啦！网络世界的门牌啦！必须要是合法的呦！ 那么什么是私有的？后面继续会提到的啦！正

14、确的route table :要让各家门牌可以正确的显示出来，就需要 路径图啦！好让我们的资料封包可以按图索骥呀！呵呵！这个时候，routetable可是不可或缺的喔！好了，底下我们先以一个实际的网络布线情况来加以说明上面的理论啰！然 后在一个一个的拆开来进行说明啦！NO3.相关辅助知识在传统IP网络中，每个转发节点对所有的报文同等对待，采用 先入先出的策略将报文送到目的地，不能对报文传送的可靠性、传输时延等性能 提供任何保证。而在多业务支持的宽带网络环境中，不同类型业务对网络性能要求千差万别，以 客户为中心，满足不同层次的业务质量是网络的一大特征。随着市场竞争的日趋 激烈，各种不同类型的网络

15、运营者，都需要依靠网络提高工作效率，降低工作成 本。一网多能已成为用户需求方向，与之相对应的是以QoS为核心的多种网络管 理控制技术。近年来，QoS实现技术的发展非常快，业内所有的电信级设备供应商都能提供不 同程度的QoS功能，在三层以太网交换机上QoS也逐步成为了普及性的技术应用， 可现实是，距离真正的支持多业务宽带应用的服务质量还相当遥远。因为孤立的 谈论QoS不能彻底解决它需要解决的问题。用户需要带宽的持续提升，需要多种网络应用都能在一个简单平台上运营，需要 网络结构简化但具备最大可控能力，需要现在的组网架构能够向下一代网络平滑 过渡，需要随着整体网络规模和性能成长，成本能够不断降低然而

16、在现在的 以CPU和软件为轴心的网络交换架构中这些又都是矛盾的。网络环境需要更专注的设备。联想与合作伙伴共同推出的天工iSpirit68系列高 端交换机，构建的以太网环境，实现ATM、SONET、SDH等技术所达到的电信级 的可靠保证，并且能够提供比上述技术更为丰富的多业务支持。从而成为联想网 络为用户构筑“可信赖的网络环境”的基础。让Qos助力带宽资源合理使用在整机交换结构方面，其共享内存结构，即中央交换矩阵加分布式交换矩阵的方 式，实现了无阻塞交换结构，可以避免传统路由体系在开启了多种功能后造成的 性能恶化。天工iSpirit68 08的交换结构中，所有的功能模块都带有独立的交 换矩阵，可

17、以独立地进行包的处理和转发工作；CPU负责进行交换资源的分配， 处理一些复杂的任务，而针对对性能影响最大的数据包转发和QoS控制，则有专 门的ASIC芯片进行处理。由于CPU、ASIC分担了不同的工作，并且数据转发和 QoS控制也由不同的ASIC芯片完成，这样就能在保证全线速交换的速度下，实 现QoS的功能。在硬件实现QoS的基础上增加优先级的划分并提高带宽粒度，可弥补CPU对性能 的拖累和ASIC灵活性上的不足。传统的交换机每端口支持的硬件优先级较少， 这样将导致其承载的不同网络应用无法得到相应的优先级分配。像语音、视频等 对传输延迟比较敏感的应用要和像emai l、文件传输等对带宽延迟并不敏感的 应用争抢带宽资源，传输质量无法得到有效的保护。天工iSpirit 68系列产品 每个端口都支持8个硬件优先级