第2章OSI分層模型

第二章

OSI層次模型本章目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，您應(yīng)該掌握以下內(nèi)容:掌握OSI分層模型（Cisco的模型?)描述數(shù)據(jù)在源和目標(biāo)設(shè)備間的傳送過程清楚集線器、交換機(jī)和路由器在網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧凸δ?；懂得在什么情況下該用什么樣的設(shè)備每層的設(shè)備？數(shù)據(jù)？網(wǎng)絡(luò)帶來的變化？每天都在運(yùn)行？例子？標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOISO:國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(InternationalOrganizationforStandardization)(很多產(chǎn)品都有該標(biāo)識)OSI:開放系統(tǒng)互聯(lián)(

opensysteminterconnection)(藍(lán)圖？)20世紀(jì)70年代后期，ISO創(chuàng)建OSI參考模型，希望不同供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)能夠相互協(xié)同工作，但迄今為止，這仍然是一個偉大的目標(biāo)！80?90?00?10?我們使用最多的實際模型？目標(biāo)解釋清楚？網(wǎng)管的作用？網(wǎng)絡(luò)層次的安全性？網(wǎng)絡(luò)分層優(yōu)點(網(wǎng)絡(luò)故障排錯，從下往上）層layer：描述了所有需求的有效的通訊過程，并把這些過程邏輯上的組叫做層。分層的優(yōu)點：1.促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作,允許各個供應(yīng)商進(jìn)行開發(fā).（各個公司？）2.各層間相互獨立,把網(wǎng)絡(luò)操作分成低復(fù)雜性單元.3.靈活性好,某一層變化不會影響到別層，設(shè)計者可專心設(shè)計和開發(fā)模塊功能.4.各層間通過一個接口在相鄰層上下通信（樓梯？）OSI模式概述應(yīng)用層(高)會話層表示層應(yīng)用層OSI模式數(shù)據(jù)流層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層應(yīng)用層(高)會話層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層作用TelnetSMTPHTTPFTP用戶接口例子應(yīng)用層TelnetSMTPHTTPFTPASCIIEBCDICJPEG格式，中文英文？用戶接口數(shù)據(jù)表示加密等特殊處理過程例子表示層應(yīng)用層應(yīng)用層作用TelnetHTTPASCIIEBCDICJPEG保證不同應(yīng)用間的數(shù)據(jù)區(qū)分用戶接口數(shù)據(jù)表示加密等特殊處理過程OperatingSystem/ApplicationAccessScheduling例子會話層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層作用QQ？保證不同應(yīng)用間的數(shù)據(jù)區(qū)分netstat–n查木馬netstat–nb對應(yīng)的程序用戶接口數(shù)據(jù)表示加密等特殊處理過程TelnetHTTPASCIIIE亂碼EBCDICJPEGqq軟件加密壓縮OperatingSystem/ApplicationAccessScheduling服務(wù)器必須知道每個客戶端看電影到什么進(jìn)度傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層ADSL撥號網(wǎng)絡(luò)層選擇路徑冗余物理層例子IE插件會話層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層作用產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)流量軟件實現(xiàn)？流量控制可靠不可靠滑動窗口下載電影好處弊端一包能解決不可靠最優(yōu)如何來標(biāo)識計算機(jī)設(shè)備，以太網(wǎng)，MAC地址ipconfig/all電壓接口查錯根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層次怎么查錯？數(shù)據(jù)流層的作用EIA/TIA-232

V.35例子物理層設(shè)備間接收或發(fā)送比特流說明電壓、線速和線纜等光纖、同軸電纜？物理層安全大樓單位遷移接口802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232

V.35例子數(shù)據(jù)流層的作用數(shù)據(jù)鏈路層物理層

將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀用MAC地址訪問介質(zhì)錯誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正設(shè)備間接收或發(fā)送比特流說明電壓、線速和線纜等實驗？制定MAC地址通信802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232

V.35IPIPX例子數(shù)據(jù)流層的作用網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀用MAC地址訪問介質(zhì)錯誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正設(shè)備間接收或發(fā)送比特流說明電壓、線速和線纜等提供路由器用來決定路徑的邏輯尋址網(wǎng)絡(luò)工程師？在網(wǎng)絡(luò)層指定ACLTCPUDPSPX802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232

V.35IPIPX例子數(shù)據(jù)流層的作用傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層

可靠或不可靠的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)重傳前的錯誤糾正將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀用MAC地址訪問介質(zhì)錯誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正設(shè)備間接收或發(fā)送比特流說明電壓、線速和線纜等網(wǎng)絡(luò)層提供路由器用來決定路徑的邏輯尋址考試注意？TCPUDPSPX802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232

V.35IPIPX表示層應(yīng)用層會話層例子數(shù)據(jù)流層的作用可靠或不可靠的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)重傳前的錯誤糾正將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀用MAC地址訪問介質(zhì)錯誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正設(shè)備間接收或發(fā)送比特流說明電壓、線速和線纜等傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層提供路由器用來決定路徑的邏輯尋址七層學(xué)習(xí)后的排錯？舉例？ShowiprouteIpconfig?Ping?裝殺毒軟件應(yīng)用層防火墻TCP傳輸前要分段編號

要建立連接UDP一個數(shù)據(jù)包就能完成任務(wù)不需要建立連接從網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型來看1.接入層2.匯集層3.核心層案例：PDUPDU（protocoldataunit):每一層使用自己層的協(xié)議和別的系統(tǒng)的對應(yīng)層相互通信，協(xié)議層的協(xié)議在對等層之間交換的信息叫協(xié)議數(shù)據(jù)單元。上層:message數(shù)據(jù)transportlayer:segment段Networklayer:packet分組Data-linklayer:Frame幀Physicallayer:bit比特物流系統(tǒng)的傳送？封裝與解封裝封裝（encapsulate/encapsulation）：數(shù)據(jù)要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，要從高層一層一層的向下傳送，如果一個主機(jī)要傳送數(shù)據(jù)到別的主機(jī)，先把數(shù)據(jù)裝到一個特殊協(xié)議報頭中，這個過程叫-----封裝封裝分為：切片和加控制信息解封裝：上述的逆向過程通俗來講？上層數(shù)據(jù)LLC頭+IP+TCP+上層數(shù)據(jù)MAC頭IP+TCP+上層數(shù)據(jù)LLC頭TCP+上層數(shù)據(jù)IP頭上層數(shù)據(jù)TCP頭0101110101001000010傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層表示層應(yīng)用層會話層封裝過程LLC頭IP頭FCSFCSHello?上層數(shù)據(jù)LLC頭+IP+TCP+上層數(shù)據(jù)MAC頭IP+TCP+上層數(shù)據(jù)LLC頭TCP+上層數(shù)據(jù)IP頭上層數(shù)據(jù)TCP頭0101110101001000010傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層表示層應(yīng)用層會話層解封裝過程數(shù)據(jù)傳輸過程通信介質(zhì)應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)連路層物理層應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)連路層物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)連路層物理層通信介質(zhì)傳輸層協(xié)議會話層協(xié)議表示層協(xié)議應(yīng)用層協(xié)議端系統(tǒng)A端系統(tǒng)B定義介質(zhì)類型連接器類型

信令類型Ethernet802.3V.35物理層EIA/TIA-232物理層功能1.集線器（Hub）10M100M100米（衰減）不安全有沖突30臺左右2.網(wǎng)橋部分阻斷通信數(shù)據(jù)（隔絕沖突域）3.交換機(jī)（基于MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)）安全

帶寬獨享10M100M1000M

（每個端口是一個沖突域）4.路由器基于IP地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)廣播域有廣域網(wǎng)接口5.網(wǎng)線同類設(shè)備交叉線異類設(shè)備直連線1.半雙工

集線器2.全雙工交換機(jī)物理設(shè)備Ethernet/802.3的物理層集線器多個主機(jī)主機(jī)10Base2—細(xì)纜以太網(wǎng)

10Base5—粗纜以太網(wǎng)10BaseT—雙絞線物理層設(shè)備集線器中繼器（信號放大器）編碼—解碼器傳輸介質(zhì)連接器接口介質(zhì)網(wǎng)線端口接口連線1連線2異種設(shè)備互聯(lián)使用直通線同種設(shè)備用交叉線現(xiàn)在兼容做實驗？串行線？配置線？連線3單個接口的路由器連線題DCEDTE主要是廣域網(wǎng)使用路由器和路由器之間ABCD物理層所有設(shè)備在同一沖突域？所有設(shè)備在同一廣播域？所有設(shè)備共享相同的帶寬集線器運(yùn)行在物理層網(wǎng)絡(luò)螞蟻？沖突域廣播域沖突（collision）：在以太網(wǎng)中，當(dāng)兩個節(jié)點同時傳輸數(shù)據(jù)時，從兩個設(shè)備發(fā)出的幀將會碰撞，在物理介質(zhì)上相遇，彼此數(shù)據(jù)都會被破壞沖突域（collisiondomain）一個支持共享介質(zhì)的網(wǎng)段廣播域(broadcastdomain)：廣播幀傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)范圍，一般是路由器來設(shè)定邊界（因為router不轉(zhuǎn)發(fā)廣播）區(qū)別？集線器：同一個沖突域接入設(shè)備越多沖突機(jī)率越大用CSMA/CD技術(shù)先聽后發(fā)邊聽邊發(fā)沖突停止延時重發(fā)汽車行駛？怎么類比？CSMA/CD技術(shù)載波偵聽多路訪問/沖突檢測

CSMA/CD（carriersensemultipleaccess/collisiondetect)：一種介質(zhì)訪問的控制方法，當(dāng)在同一個共享網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點同時傳送數(shù)據(jù)包時，不可避免的會產(chǎn)生沖突，而CSMA/CD機(jī)制就是用來解決這種沖突問題圖解CSMA/CD工作原理當(dāng)一個節(jié)點想在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)時，它首先檢查線路上是否有其他主機(jī)的信號在傳送：如果有，說明其他主機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，自己則利用退避算法等一會再試圖發(fā)送；如果線路上沒有其他主機(jī)的信號，自己就將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，同時，不停的監(jiān)聽線路，以確信其他主機(jī)沒有發(fā)送數(shù)據(jù)，如果檢測到有其他信號，自己就發(fā)送一個JAM阻塞信號，通知網(wǎng)段上的其他節(jié)點停止發(fā)送數(shù)據(jù)，這時，其他節(jié)點也必須采用退避算法等一會再試圖發(fā)送。教室同學(xué)說話？CSMA/CD重要特性使用CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信（半雙工通信）每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性這種發(fā)送的不確定性使整個以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率定義源和目標(biāo)的物理地址與幀關(guān)聯(lián)的高層協(xié)議

(ServiceAccessPoint)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋷樞驍?shù)據(jù)流控制有向或無向連接數(shù)據(jù)鏈路層物理層EIA/TIA-232v.35EthernetFrameRelayHDLC802.2802.3數(shù)據(jù)鏈路層功能分成兩個子層？MAC子層MAC子層（mediaaccesscontrol):負(fù)責(zé)MAC尋址和定義介質(zhì)訪問控制方法MAC子層一般的訪問控制方式：1。爭用式：沖突不可避免；CSMA/CD；FCFS（firstcomefirstservice)2。輪流式：訪問時間可預(yù)見，不發(fā)生沖突；但是要有Token令牌MAC子層協(xié)議有：802.3802.5FDDI（fiberdistributeddatainterface)這三個LAN技術(shù)的不同在于幀結(jié)構(gòu)和訪問機(jī)制的不同LLC子層LLC子層（logicallinkcontrol):為上層協(xié)議提供SAP服務(wù)訪問點，并為數(shù)據(jù)加上控制信息LLC子層協(xié)議：802.2802.2協(xié)議只在LLC子層，為以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)提供了通用功能SAP服務(wù)訪問點SAP（ServiceAccessPoint服務(wù)訪問點）：LLC子層為了網(wǎng)絡(luò)層的各種協(xié)議提供服務(wù)，而上層可能運(yùn)行不同協(xié)議，為區(qū)分不同上層協(xié)議的數(shù)據(jù)，要采用服務(wù)訪問點數(shù)據(jù)源地址FCS長度目標(biāo)地址可變長26640000.0Cxx.xxxx廠商自己分配IEEE分配MAC子層-802.3前導(dǎo)符EthernetII在這里用“Type”指明上層協(xié)議，所以不用802.2.MAC地址8#字節(jié)數(shù)據(jù)鏈路層功能(續(xù))以前實驗？Ipconfig48位每段有自己的沖突域所有的段都在同一廣播域數(shù)據(jù)鏈路層或123124交換機(jī)和橋運(yùn)行在鏈路層交換機(jī)的前身網(wǎng)橋基于軟件交換機(jī)基于硬件81224區(qū)別？c4g1多少個沖突域？HubHub交換機(jī)每段有自己的沖突域廣播信息向所有段轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)交換轉(zhuǎn)發(fā)速率快，提供用戶更多的帶寬？交換機(jī)圖片集線器整個設(shè)備是一個沖突域交換機(jī)或網(wǎng)橋交換機(jī)交換機(jī)的每個端口是一個沖突域定義與指定協(xié)議相關(guān)聯(lián)的源和目標(biāo)邏輯地址定義通過網(wǎng)絡(luò)的路徑多鏈路連接網(wǎng)絡(luò)層IP,IPX數(shù)據(jù)鏈路層物理層EIA/TIA-232v.35Ethernet幀中繼HDLC802.2802.3網(wǎng)絡(luò)層功能數(shù)據(jù)源地址目標(biāo)地址IP頭主機(jī)號網(wǎng)絡(luò)號邏輯地址網(wǎng)絡(luò)層端接設(shè)備的數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)層功能(續(xù))進(jìn)制Ip地址轉(zhuǎn)換？路由表目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)端口距離124S0S0E01001.04.01.3E04.3S02.2E02.1S01.2路由表目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)端口距離124E0S0S0001邏輯地址提供分層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)需要的配置利用配置信息來識別到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑網(wǎng)絡(luò)層功能(續(xù))重點？有無目的網(wǎng)絡(luò)地址？路由器：運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)層廣播信息控制多點發(fā)送信息控制路徑優(yōu)化流量管制邏輯尋址提供WAN連接路由器放到衛(wèi)星？美國，考慮問題？默認(rèn)不會轉(zhuǎn)發(fā)廣播？對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行過濾？相當(dāng)于一堵墻阻隔作用G1c5路由器提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)因特網(wǎng)家庭辦公用戶分部調(diào)制解調(diào)器或ISDN適配卡移動用戶公司總部區(qū)分不同的上層應(yīng)用建立應(yīng)用間的端到端連接定義流量控制為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠或不可靠的連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層IPXIP傳輸層SPXTCPUDP傳輸層功能同步請求回應(yīng)同步請求,同步請求回應(yīng)同步請求數(shù)據(jù)傳輸(傳輸數(shù)據(jù)段)發(fā)送方接收方連接建立可靠的傳輸層功能OSI模型的意義提供了網(wǎng)絡(luò)間互連的參考模型成為實際網(wǎng)絡(luò)建模、設(shè)計的重要參考工具和理論依據(jù)OSI/RM的思想為我們提供了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與分析的方法（實際的網(wǎng)絡(luò)幾乎都是分層結(jié)構(gòu)，功能分層，協(xié)議分層，只是根據(jù)實際需要，層次有多有少。模塊化的結(jié)構(gòu)便于同時開發(fā)、升級換代，維護(hù)管理）缺陷？OSI模型的缺陷許多功能在多個層次重復(fù)，有冗余感（如流控，差錯控制等）各層功能分配不均勻（鏈路、網(wǎng)絡(luò)層任務(wù)重，會話層任務(wù)輕）功能和服務(wù)定義復(fù)雜，很難產(chǎn)品化（實際應(yīng)用中幾乎沒有完全按OSI七層模型設(shè)計的產(chǎn)品）集線器橋交換機(jī)路由器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的域沖突域？廣播域？集線器橋交換機(jī)