第二章 OSI七层模型,本章目标,通过本章的学习，您应该掌握以下内容: 掌握OSI七层模型 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,标准化组织ISO,ISO:国际标准化组织 ( International Organization for Standardization ) OSI:开放系统互联 ( open system interconnection ) 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。,OSI 模型,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,HTTP，FTP，Telnet,用户接口,应用层,实例：,Telnet HTTP FTP,ASCII JPEG,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,Telnet HTTP,ASCII EBCDIC JPEG,保证不同应用间的数据区分，区分不同会话,用户接口,数据表示 加密等特殊处理过程,例子,会话层,表示层,应用层,应用层作用,数据流层的作用,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,802.3-以太网,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（网卡） 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,IPv4 IPv6 IPX,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,802.3-以太网,TCP UDP,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,IPv4 IPv6 IPX,802.3-以太网,TCP UDP,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,IPv4 IPv6 IPX,802.3-以太网,PDU,PDU（protocol data unit):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（信息） transport layer : segment（分段） Network layer: packet（分组） Data-link layer: frame（帧） Physical layer: bit（比特）,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 解封装：上述的逆向过程,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,FCS,FCS,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,物理层设备,集线器 中继器 传输介质连接器,A,B,C,D,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,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（collision domain）：一个支持共享介质的网络 广播域 (broadcast domain)：广播帧传输的网络范围，一般是路由器来设定边界（因为路由器不转发广播，路由器的一个接口就是一个广播域）,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,CSMA/CD技术,载波侦听多路访问/冲突检测 CSMA/CD（carrier sense multiple access/collision detect)：这是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，CSMA/CD机制就是用来解决这种冲突问题。,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（随机等待时间）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。,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,每一个接口便是一个冲突域 整个交换机同处在同一广播域,数据链路层,或,1,2,3,1,2,交换机和网桥运行在链路层,路由器：运行在网络层,隔离广播 路径优化（路径选择） 流量管制 提供WAN连接,集线器,桥,交换机,路由器,冲突域,() () () (),广播域,() () () (),网络设备的域,OSI模型的意义,提供了网络间互连的参考模型 网络学习的工具 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）,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）,本章总结,通过本章的学习，您应该掌握以下内容: 掌握OSI层次模型各层的主要功能及实例 描述数据在源和目标设备间的传送过程（三层实例） 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,