第2章OSI分层模型

第二章

OSI层次模型本章目标通过本章的学习，您应该掌握以下内容:掌握OSI分层模型（Cisco的模型?)描述数据在源和目标设备间的传送过程清楚集线器、交换机和路由器在网络中担当的角色和功能；懂得在什么情况下该用什么样的设备每层的设备？数据？网络带来的变化？每天都在运行？例子？标准化组织ISOISO:国际标准化组织(InternationalOrganizationforStandardization)(很多产品都有该标识)OSI:开放系统互联(

opensysteminterconnection)(蓝图？)20世纪70年代后期，ISO创建OSI参考模型，希望不同供应商的网络能够相互协同工作，但迄今为止，这仍然是一个伟大的目标！80?90?00?10?我们使用最多的实际模型？目标解释清楚？网管的作用？网络层次的安全性？网络分层优点(网络故障排错，从下往上）层layer：描述了所有需求的有效的通讯过程，并把这些过程逻辑上的组叫做层。分层的优点：1.促进标准化工作,允许各个供应商进行开发.（各个公司？）2.各层间相互独立,把网络操作分成低复杂性单元.3.灵活性好,某一层变化不会影响到别层，设计者可专心设计和开发模块功能.4.各层间通过一个接口在相邻层上下通信（楼梯？）OSI模式概述应用层(高)会话层表示层应用层OSI模式数据流层传输层数据链路层网络层物理层应用层(高)会话层表示层应用层应用层作用TelnetSMTPHTTPFTP用户接口例子应用层TelnetSMTPHTTPFTPASCIIEBCDICJPEG格式，中文英文？用户接口数据表示加密等特殊处理过程例子表示层应用层应用层作用TelnetHTTPASCIIEBCDICJPEG保证不同应用间的数据区分用户接口数据表示加密等特殊处理过程OperatingSystem/ApplicationAccessScheduling例子会话层表示层应用层应用层作用QQ？保证不同应用间的数据区分netstat–n查木马netstat–nb对应的程序用户接口数据表示加密等特殊处理过程TelnetHTTPASCIIIE乱码EBCDICJPEGqq软件加密压缩OperatingSystem/ApplicationAccessScheduling服务器必须知道每个客户端看电影到什么进度传输层数据链路层ADSL拨号网络层选择路径冗余物理层例子IE插件会话层表示层应用层应用层作用产生网络流量软件实现？流量控制可靠不可靠滑动窗口下载电影好处弊端一包能解决不可靠最优如何来标识计算机设备，以太网，MAC地址ipconfig/all电压接口查错根据网络层次怎么查错？数据流层的作用EIA/TIA-232

V.35例子物理层设备间接收或发送比特流说明电压、线速和线缆等光纤、同轴电缆？物理层安全大楼单位迁移接口802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232

V.35例子数据流层的作用数据链路层物理层

将比特组合成字节进而组合成帧用MAC地址访问介质错误发现但不能纠正设备间接收或发送比特流说明电压、线速和线缆等实验？制定MAC地址通信802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232

V.35IPIPX例子数据流层的作用网络层数据链路层物理层将比特组合成字节进而组合成帧用MAC地址访问介质错误发现但不能纠正设备间接收或发送比特流说明电压、线速和线缆等提供路由器用来决定路径的逻辑寻址网络工程师？在网络层指定ACLTCPUDPSPX802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232

V.35IPIPX例子数据流层的作用传输层数据链路层物理层

可靠或不可靠的数据传输数据重传前的错误纠正将比特组合成字节进而组合成帧用MAC地址访问介质错误发现但不能纠正设备间接收或发送比特流说明电压、线速和线缆等网络层提供路由器用来决定路径的逻辑寻址考试注意？TCPUDPSPX802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232

V.35IPIPX表示层应用层会话层例子数据流层的作用可靠或不可靠的数据传输数据重传前的错误纠正将比特组合成字节进而组合成帧用MAC地址访问介质错误发现但不能纠正设备间接收或发送比特流说明电压、线速和线缆等传输层数据链路层物理层网络层提供路由器用来决定路径的逻辑寻址七层学习后的排错？举例？ShowiprouteIpconfig?Ping?装杀毒软件应用层防火墙TCP传输前要分段编号

要建立连接UDP一个数据包就能完成任务不需要建立连接从网络设计模型来看1.接入层2.汇集层3.核心层案例：PDUPDU（protocoldataunit):每一层使用自己层的协议和别的系统的对应层相互通信，协议层的协议在对等层之间交换的信息叫协议数据单元。上层:message数据transportlayer:segment段Networklayer:packet分组Data-linklayer:Frame帧Physicallayer:bit比特物流系统的传送？封装与解封装封装（encapsulate/encapsulation）：数据要通过网络进行传输，要从高层一层一层的向下传送，如果一个主机要传送数据到别的主机，先把数据装到一个特殊协议报头中，这个过程叫-----封装封装分为：切片和加控制信息解封装：上述的逆向过程通俗来讲？上层数据LLC头+IP+TCP+上层数据MAC头IP+TCP+上层数据LLC头TCP+上层数据IP头上层数据TCP头0101110101001000010传输层数据链路层物理层网络层表示层应用层会话层封装过程LLC头IP头FCSFCSHello?上层数据LLC头+IP+TCP+上层数据MAC头IP+TCP+上层数据LLC头TCP+上层数据IP头上层数据TCP头0101110101001000010传输层数据链路层物理层网络层表示层应用层会话层解封装过程数据传输过程通信介质应用层表示层会话层传输层网络层数据连路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据连路层物理层网络层数据连路层物理层通信介质传输层协议会话层协议表示层协议应用层协议端系统A端系统B定义介质类型连接器类型

信令类型Ethernet802.3V.35物理层EIA/TIA-232物理层功能1.集线器（Hub）10M100M100米（衰减）不安全有冲突30台左右2.网桥部分阻断通信数据（隔绝冲突域）3.交换机（基于MAC地址转发）安全

带宽独享10M100M1000M

（每个端口是一个冲突域）4.路由器基于IP地址转发数据广播域有广域网接口5.网线同类设备交叉线异类设备直连线1.半双工

集线器2.全双工交换机物理设备Ethernet/802.3的物理层集线器多个主机主机10Base2—细缆以太网

10Base5—粗缆以太网10BaseT—双绞线物理层设备集线器中继器（信号放大器）编码—解码器传输介质连接器接口介质网线端口接口连线1连线2异种设备互联使用直通线同种设备用交叉线现在兼容做实验？串行线？配置线？连线3单个接口的路由器连线题DCEDTE主要是广域网使用路由器和路由器之间ABCD物理层所有设备在同一冲突域？所有设备在同一广播域？所有设备共享相同的带宽集线器运行在物理层网络蚂蚁？冲突域广播域冲突（collision）：在以太网中，当两个节点同时传输数据时，从两个设备发出的帧将会碰撞，在物理介质上相遇，彼此数据都会被破坏冲突域（collisiondomain）一个支持共享介质的网段广播域(broadcastdomain)：广播帧传输的网络范围，一般是路由器来设定边界（因为router不转发广播）区别？集线器：同一个冲突域接入设备越多冲突机率越大用CSMA/CD技术先听后发边听边发冲突停止延时重发汽车行驶？怎么类比？CSMA/CD技术载波侦听多路访问/冲突检测

CSMA/CD（carriersensemultipleaccess/collisiondetect)：一种介质访问的控制方法，当在同一个共享网络中的不同节点同时传送数据包时，不可避免的会产生冲突，而CSMA/CD机制就是用来解决这种冲突问题图解CSMA/CD工作原理当一个节点想在网络中发送数据时，它首先检查线路上是否有其他主机的信号在传送：如果有，说明其他主机在发送数据，自己则利用退避算法等一会再试图发送；如果线路上没有其他主机的信号，自己就将数据发送出去，同时，不停的监听线路，以确信其他主机没有发送数据，如果检测到有其他信号，自己就发送一个JAM阻塞信号，通知网段上的其他节点停止发送数据，这时，其他节点也必须采用退避算法等一会再试图发送。教室同学说话？CSMA/CD重要特性使用CSMA/CD协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率定义源和目标的物理地址与帧关联的高层协议

(ServiceAccessPoint)网络拓扑帧顺序数据流控制有向或无向连接数据链路层物理层EIA/TIA-232v.35EthernetFrameRelayHDLC802.2802.3数据链路层功能分成两个子层？MAC子层MAC子层（mediaaccesscontrol):负责MAC寻址和定义介质访问控制方法MAC子层一般的访问控制方式：1。争用式：冲突不可避免；CSMA/CD；FCFS（firstcomefirstservice)2。轮流式：访问时间可预见，不发生冲突；但是要有Token令牌MAC子层协议有：802.3802.5FDDI（fiberdistributeddatainterface)这三个LAN技术的不同在于帧结构和访问机制的不同LLC子层LLC子层（logicallinkcontrol):为上层协议提供SAP服务访问点，并为数据加上控制信息LLC子层协议：802.2802.2协议只在LLC子层，为以太网和令牌环网提供了通用功能SAP服务访问点SAP（ServiceAccessPoint服务访问点）：LLC子层为了网络层的各种协议提供服务，而上层可能运行不同协议，为区分不同上层协议的数据，要采用服务访问点数据源地址FCS长度目标地址可变长26640000.0Cxx.xxxx厂商自己分配IEEE分配MAC子层-802.3前导符EthernetII在这里用“Type”指明上层协议，所以不用802.2.MAC地址8#字节数据链路层功能(续)以前实验？Ipconfig48位每段有自己的冲突域所有的段都在同一广播域数据链路层或123124交换机和桥运行在链路层交换机的前身网桥基于软件交换机基于硬件81224区别？c4g1多少个冲突域？HubHub交换机每段有自己的冲突域广播信息向所有段转发缓冲区交换转发速率快，提供用户更多的带宽？交换机图片集线器整个设备是一个冲突域交换机或网桥交换机交换机的每个端口是一个冲突域定义与指定协议相关联的源和目标逻辑地址定义通过网络的路径多链路连接网络层IP,IPX数据链路层物理层EIA/TIA-232v.35Ethernet帧中继HDLC802.2802.3网络层功能数据源地址目标地址IP头主机号网络号逻辑地址网络层端接设备的数据包网络层功能(续)进制Ip地址转换？路由表目标网络端口距离124S0S0E01001.04.01.3E04.3S02.2E02.1S01.2路由表目标网络端口距离124E0S0S0001逻辑地址提供分层结构的网络需要的配置利用配置信息来识别到达目标网络的路径网络层功能(续)重点？有无目的网络地址？路由器：运行在网络层广播信息控制多点发送信息控制路径优化流量管制逻辑寻址提供WAN连接路由器放到卫星？美国，考虑问题？默认不会转发广播？对网络进行过滤？相当于一堵墙阻隔作用G1c5路由器提供远程访问服务因特网家庭办公用户分部调制解调器或ISDN适配卡移动用户公司总部区分不同的上层应用建立应用间的端到端连接定义流量控制为数据传输提供可靠或不可靠的连接服务网络层IPXIP传输层SPXTCPUDP传输层功能同步请求回应同步请求,同步请求回应同步请求数据传输(传输数据段)发送方接收方连接建立可靠的传输层功能OSI模型的意义提供了网络间互连的参考模型成为实际网络建模、设计的重要参考工具和理论依据OSI/RM的思想为我们提供了进行网络设计与分析的方法（实际的网络几乎都是分层结构，功能分层，协议分层，只是根据实际需要，层次有多有少。模块化的结构便于同时开发、升级换代，维护管理）缺陷？OSI模型的缺陷许多功能在多个层次重复，有冗余感（如流控，差错控制等）各层功能分配不均匀（链路、网络层任务重，会话层任务轻）功能和服务定义复杂，很难产品化（实际应用中几乎没有完全按OSI七层模型设计的产品）集线器桥交换机路由器网络设备的域冲突域？广播域？集线器桥交换机