1、OSI七層模型概述及線纜介紹七層模型概述及線纜介紹什么是網絡什么是網絡?連接連接Internet的方式的方式什么是協議？什么是協議？ 為了使數據可以在網絡上從源傳遞到目的地，網絡上所有設備需要“講”相同的“語言”； 描述網絡通信中“語言”規范的一組規則就是協議； 數據通信協議的定義：決定數據的格式和傳輸的一組規則或者一組慣例；協議分層協議分層網絡通信的過程很復雜： 數據以電子信號的形式穿越介質到達正確的計算機，然后轉換成最初的形式，以便接收者能夠閱讀； 為了降低網絡設計的復雜性，將協議進行了分層設計；分層的意義分層的意義分層設計的意義： 用戶服務層的模塊設計可相對獨立于具體的通信線路和通信硬件

2、接口的差別； 而通信服務層的模塊設計又可相對獨立于具體用戶應用要求的不同； 例如：文件傳輸或電子郵件服務模塊的設計，不必關心底層通信線路是光纖還是雙絞線；服務與服務訪問點服務與服務訪問點服務 是網絡中各層向其相鄰上層提供的一組操作；服務訪問點（SAP） N+1層實體是通過N層的SAP來使用N層所提供的服務； SAP相當于相鄰層之間的接口服務的類型服務的類型面向連接的服務 先建立連接再傳輸數據，之后再斷開連接； 數據傳輸過程中，數據包不需要攜帶目的地址； 保證數據傳輸的可靠性；TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制，傳輸控制協議）是基于連接的協議，也就是說，

3、在正式收發數協議）是基于連接的協議，也就是說，在正式收發數據前，必須和對方建立可靠的連接。一個據前，必須和對方建立可靠的連接。一個TCP連接必連接必須要經過三次須要經過三次“對話對話”才能建立起來才能建立起來.服務的類型服務的類型無連接的服務 不需要事先建立連接，直接發送數據； 每個報文都帶有完整的目的地址； 不保證報文傳輸的可靠性；UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）是與，用戶數據報協議）是與TCP相對應的協議。它是面向非連接的協議，它不與相對應的協議。它是面向非連接的協議，它不與對方建立連接，而是直接就把數據包發送過去！對方建立連接，而是直接就把數據包發送過去！面

4、向連接和無連接的比對面向連接和無連接的比對 面向連接的服務是可靠的，為什么還要有無連接的服務？ (1) 面向連接服務面向連接服務 “面向連接面向連接”就是在正式通信前必須要與對方建立起就是在正式通信前必須要與對方建立起連接。比如你給別人打電話，必須等線路接通了，對連接。比如你給別人打電話，必須等線路接通了，對方拿起話筒才能相互通話。方拿起話筒才能相互通話。 連接：兩對等實體為進行數據通信而進行一種結合。連接：兩對等實體為進行數據通信而進行一種結合。 面向連接服務具有連接建立，數據傳輸和連接釋放這面向連接服務具有連接建立，數據傳輸和連接釋放這三個階段，在網絡層中又稱為虛電路服務。三個階段，在網絡

5、層中又稱為虛電路服務。 面向連接服務中面向連接服務中 數據按序傳送數據按序傳送,可靠性高；可靠性高； 適合于在適合于在一定期間內向同一目的地發送許多報情況。一定期間內向同一目的地發送許多報情況。(2) 無連接服務 “面向非連接面向非連接”就是在正式通信前不必與對方先建立連就是在正式通信前不必與對方先建立連接，不管對方狀態就直接發送。這與手機發送短信非接，不管對方狀態就直接發送。這與手機發送短信非常相似：你在發短信的時候，只需要輸入對方手機號常相似：你在發短信的時候，只需要輸入對方手機號及內容就及內容就OK了。了。 兩個實體之間的通信不需要事先建立好一個連接；其兩個實體之間的通信不需要事先建立好

6、一個連接；其下層資源只需在數據傳輸時動態地進行分配，不需予下層資源只需在數據傳輸時動態地進行分配，不需予留；收發二實體只是在工作時才處于激活態。留；收發二實體只是在工作時才處于激活態。 無連接服務的優點是通信比較迅速，使用靈活方便，無連接服務的優點是通信比較迅速，使用靈活方便，連接開銷小；但可靠性低，不能防止報文的丟失，重連接開銷小；但可靠性低，不能防止報文的丟失，重復或失序，適合于傳送少量零星的報文。復或失序，適合于傳送少量零星的報文。服務元素服務元素元素意義舉例請求（Request）用戶請求建立一個連接用戶撥號指示（Indication）服務提供者向被呼叫方示意有人請求建立連接被呼叫用戶電

7、話振鈴響應（Response）被呼叫方用來表示接受建立連接的請求被呼叫方摘機確認（Confirm）服務提供者通知呼叫方建立連接的請求已被接受呼叫方聽到撥號音停止，對方摘機v面向連接的服務在建立連接和斷開連接過程中，使用以下幾個服務元素：服務元素舉例服務元素舉例11112222撥號撥號2222，請求請求建立連接建立連接振鈴，得到建振鈴，得到建立連接的立連接的指示指示摘機，對連接請求的摘機，對連接請求的響應響應聽到振鈴音停聽到振鈴音停止，得到建立止，得到建立連接的連接的確認確認連接已建立，連接已建立，這時可以通這時可以通電話了電話了關于面向連接和無連接的服務，在傳輸層協議中將有應用關于面向連接和無

8、連接的服務，在傳輸層協議中將有應用信函郵寄信函郵寄收信人收信人郵局郵局寫信人寫信人郵局郵局運輸部門運輸部門甲地甲地乙地乙地理解服務與協議理解服務與協議 郵局對于寫信人來說是下層 運輸部門是郵局的下層 下層為上層提供服務 寫信人與收信人之間使用相同的語言 郵局之間的約定 同層次之間使用相同的協議通信通信協議協議協議協議分層分層OSI7OSI7層層模型模型通信的雙方需要通信的雙方需要“講講”相同的語言相同的語言網絡通信的過程很復雜，為了降低復雜性網絡通信的過程很復雜，為了降低復雜性1974年，年，ISO組織發布了組織發布了OSI參考模型參考模型v OSI(Open System Internetw

9、ork)是開放的通信系統互聯參考模型是開放的通信系統互聯參考模型OSI 參考模型參考模型OSI 參考模型參考模型 OSI的概念： Open System Interconnect開放系統互連參考模型，是由ISO（國際標準化組織）定義的。它是個靈活的、穩健的和可互操作的模型，并不是協議，是用來了解和設計網絡體系結構的。 OSI模型的目的： 規范不同系統的互聯標準，使兩個不同的系統能夠較容易的通信，而不需要改變底層的硬件或軟件的邏輯。 OSI模型分為七層： OSI把網絡按照層次分為七層，由下到上分別為物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。18特點： 1、OSI模型每層都有自己

10、的功能集； 2、層與層之間相互獨立又相互依靠； 3、上層依賴于下層，下層為上層提供服務。4.4.傳輸層傳輸層 2. 2.數據鏈路層數據鏈路層3.3.網絡層網絡層1.1.物理層物理層5.5.會話層會話層 6. 6.表示層表示層面向用戶應用面向數據傳輸 7. 7.應用應用層層OSI參考模型體系結構參考模型體系結構允許接入網絡資源應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層建立、管理和終止會話將分組從源端傳送到目的端；提供網絡互聯在媒體上傳輸比特；提供機械的和電氣的規約對數據進行轉換、加密和壓縮提供可靠的端到端的報文傳輸和差錯控制將分組數據封裝成幀；提

11、供節點到節點方式的傳輸各層之間的聯系各層之間的聯系OSI七層通信參考模型七層通信參考模型網絡設備傳輸數據的過程是按照OSI參考模型的層次結構運動的。5.5.會話層會話層 6. 6.表示層表示層 7. 7.應用層應用層4.4.傳輸層傳輸層2.2.數據鏈路數據鏈路層層1.1.物理層物理層4.4.傳輸層傳輸層2.2.數據鏈路層數據鏈路層3.3.網絡層網絡層1.1.物理層物理層5.5.會話層會話層 6. 6.表示層表示層 7. 7.應用層應用層數據數據3.3.網絡層網絡層2.2.數據鏈路層數據鏈路層3.3.網絡層網絡層1.1.物理層物理層2.2.數據鏈路層數據鏈路層3.3.網絡層網絡層1.1.物理層物

12、理層5.5.會話層會話層 6. 6.表示層表示層 7. 7.應用層應用層4.4.傳輸層傳輸層2.2.數據鏈路層數據鏈路層1.1.物理層物理層4.4.傳輸層傳輸層2.2.數據鏈路層數據鏈路層3.3.網絡層網絡層1.1.物理層物理層5.5.會話層會話層 6. 6.表示層表示層 7. 7.應用層應用層數據數據3.3.網絡層網絡層2.2.數據鏈路層數據鏈路層3.3.網絡層網絡層1.1.物理層物理層2.2.數據鏈路層數據鏈路層3.3.網絡層網絡層1.1.物理層物理層對等層對等層 按照OSI參考模型的定義，任何開放式的網絡系統中都存在與OSI參考模型對應的層次，這樣，與其他開放式網絡系統通信的過程中，均可

13、以抽象出各個層次與對端系統的對應層次的對應關系。 兩個系統之間的通信可以理解為兩個系統之間各個對等層之間的通信的有機結合。物理層物理層物理層物理層數據鏈路層數據鏈路層數據鏈路層數據鏈路層網絡層網絡層網絡層網絡層傳輸層傳輸層傳輸層傳輸層會話層會話層會話層會話層表示層表示層表示層表示層應用層應用層應用層應用層-5V-5V代表代表0 0 IEEE802.3 IEEE802.3 IP IP TCP TCP ASCII ASCII E-mail 比特比特 幀幀 報文報文TPDUSPDUPPDUAPDU1 接口接口2 接口接口3 接口接口4 接口接口5 接口接口6 接口接口主機主機A主機主機B數據單元數據

14、單元層層用戶系統用戶系統1用戶系統用戶系統2+5V+5V代表代表1 1信件內容信件內容郵件地址郵件地址貨物地址貨物地址發信人發信人郵局郵局運輸系統運輸系統信件內容信件內容郵件地址郵件地址貨物地址貨物地址收信人收信人對信件內容的共識對信件內容的共識對信件如何傳遞的對信件如何傳遞的共識共識對貨物如何運輸的對貨物如何運輸的共識共識P3P2P1公路，鐵路，航空公路，鐵路，航空郵局郵局運輸系統運輸系統問題：問題：收信人與發信人之間、郵局之間，他們是在直接通信嗎？收信人與發信人之間、郵局之間，他們是在直接通信嗎？郵局、運輸系統各向誰提供什么樣的服務？郵局、運輸系統各向誰提供什么樣的服務？郵局、收發信人各使

15、用誰提供的什么服務？郵局、收發信人各使用誰提供的什么服務？對等層通信的實質 對等層實體之間實現的是虛擬的邏輯通信； 下層向上層提供服務； 上層依賴下層提供的服務來與其它主機上的對等層通信； 實際通信在最底層完成。數據的發送數據的發送報文封裝報文封裝封裝每一層都把上層的協議包當成數據部分，加上自己的協議頭部，組成自己的協議包數據數據數據網絡層報頭數據數據鏈路層報頭 傳輸層傳輸層 數據鏈路層數據鏈路層 物理層物理層 網絡層網絡層 表示層表示層應用層應用層會話層會話層源端口、目的端口源IP、目的IP、協議號源MAC、目的MAC、幀類型二進制流“0、1”傳輸層報頭比特 Bit數據幀Frame數據包Pa

16、cket數據段Segment協議數據協議數據單元（單元（PDU）數據的接收數據的接收報文拆封報文拆封數據數據網絡層報頭網絡層報頭 + + 傳輸層報頭傳輸層報頭 + + 數據數據數據鏈路層報頭數據鏈路層報頭傳輸層報頭傳輸層報頭+ + 數據數據網絡層報頭網絡層報頭數據數據傳輸層報頭傳輸層報頭01011101010010000100101110101001000010傳輸層傳輸層 數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層 網絡層網絡層 表示層表示層應用層應用層會話層會話層應用層應用層 應用層的作用：為應用軟件提供接口，使應用程序能夠使用網絡服務； 常見的應用層協議： http(80)、ftp(20/21)、

17、smtp(25)、pop3(110)、telnet(23)、dns(53)等應用層用戶L7L7數據數據到表示層HTTP應用層用戶L7L7數據數據到表示層HTTP表示層表示層 表示層的作用：數據的解碼和編碼 數據的加密和解密 數據的壓縮和解壓縮L7L7數據數據數據的編碼、數據的編碼、加密和壓縮加密和壓縮表示層表示層從應用層從應用層H6H6L6L6數據數據到會話層到會話層L7L7數據數據數據的解碼、數據的解碼、解密和解壓解密和解壓表示層表示層到應用層到應用層H6H6L6L6數據數據從會話層從會話層會話層會話層 會話層的作用： 建立、維護、管理應用程序之間的會話。 功能： 對話控制 同步L6數據數據

18、會話層會話層從表示層從表示層synL5數據數據到傳輸層到傳輸層synsyn H5L6數據數據會話層會話層到表示層到表示層synL5數據數據從傳輸層從傳輸層synsyn H5傳輸層傳輸層傳輸層的作用： 負責建立端到端的連接，保證報文在端到端之間的傳輸。傳輸層的功能： 服務點編址、分段與重組、連接控制、流量控制、差錯控制。傳輸層傳輸層L5L5數據數據傳輸層傳輸層從會話層從會話層H4H4L4L4數據數據到網絡層到網絡層H4H4H4H4L4L4數據數據L4L4數據數據L5L5數據數據到會話層到會話層H4H4L4L4數據數據從網絡層從網絡層H4H4H4H4L4L4數據數據L4L4數據數據L4L4數據數據

19、網絡層網絡層從傳輸層從傳輸層H3H3包包L3L3數據數據到數據鏈路層到數據鏈路層L4L4數據數據網絡層網絡層到傳輸層到傳輸層H3H3包包L3L3數據數據從數據鏈路層從數據鏈路層網絡層網絡層 網絡層的作用： 負責將分組數據從源端傳輸到目的端 網絡層功能： 為網絡設備提供邏輯地址 進行路由選擇、分組轉發網絡層的功能網絡層的功能網絡層（從主機到主機的通信） 為每個終端設備之間通過網絡交換數據的片段提供服務 基本過程: 編址 封裝 路由 解封裝 協議： Internet 協議第四版 (IPv4) Internet 協議第六版 (IPv6) AppleTalk Novell 互聯網分組交換協議 (IPX

20、) 無連接網絡服務 (CLNS/DECNet)DataSourceaddressDestination addressIPHeaderNodeNetwork邏輯地址邏輯地址Network Layer End Station Packet網絡設備網絡設備-路由器路由器 廣播控制廣播控制 組播控制組播控制 決定最優路徑決定最優路徑 流量管理流量管理 提供邏輯地址提供邏輯地址 連接廣域網連接廣域網(WAN)數據鏈路層數據鏈路層 數據鏈路層的作用： 在不可靠的物理鏈路上，提供可靠的數據傳輸服務，把幀從 一跳（結點）移動到另一跳（結點）。 數據鏈路層的功能： 組幀、物理編址、流量控制

21、、差錯控制、接入控制L3數據數據數據鏈路層數據鏈路層從網絡層從網絡層H2T2幀幀L2數據數據到物理層到物理層L3數據數據數據鏈路層數據鏈路層到網絡層到網絡層H2T2幀幀L2數據數據從物理層從物理層數據鏈路層的功能數據鏈路層的功能 數據鏈路層通常拆分成兩個子層：上子層和下子層。 邏輯鏈路控制 介質訪問控制數據鏈路層數據鏈路層-標準標準 數據鏈路層標準數據鏈路層數據鏈路層-創建幀創建幀MAC Layer IEEE 802.3協議協議DataSource addFCSLengthDest addVariable26640000.0C xx.xxxxVendor assignedIEEE assign

22、edPreambleEthernet II uses “Type” here and does not use 802.2.MAC Address8# Bytes數據鏈路層設備數據鏈路層設備-網絡適配器網絡適配器（Adapter） 網絡適配器（網卡） 網絡適配器屬于數據鏈路層設備 MAC地址 每個網卡芯片都會燒錄一個全球唯一的MAC地址 網卡速率 10、100、1000M自適應 雙工模式 支持全雙工、半雙工、自適應數據鏈路層設備數據鏈路層設備-交換機交換機 每個接口都有自己的沖突域每個接口都有自己的沖突域 所有的接口都在同一個廣播域所有的接口都在同一個廣播域Data LinkOR123124數

23、據鏈路層設備數據鏈路層設備- -交換機交換機MemorySwitch物理層物理層物理層的作用： 負責把逐個的比特從一跳（結點）移動到另一跳（結點）物理層功能： 定義接口和媒體的物理特性 定義比特的表示、數據傳輸速率、信號的傳輸模式（單工或半雙 工、全雙工） 定義網絡物理拓撲（網狀、星型、環型、總線型等拓撲）L2L2數據數據01010100001111000101010000111100傳輸媒體傳輸媒體物理層物理層從數據鏈路層從數據鏈路層L2L2數據數據01010100001111000101010000111100到數據鏈路層到數據鏈路層物理層物理層物理層物理層-用途用途 OSI 物理層通過網

24、絡介質傳輸構成數據鏈路層幀的比特。物理層物理層-標準標準 物理層標準規定了信號、連接器和電纜要求。物理層物理層-標準標準 物理層標準規定了信號、連接器和電纜要求。物理層物理層-標準標準 物理層標準規定了信號、連接器和電纜要求。物理層設備物理層設備- -集線器集線器ABCDPhysical 所有的設備在同一個沖突域所有的設備在同一個沖突域 (collision domain) 所有的設備都在同一個廣播域所有的設備都在同一個廣播域( broadcast domain) 設備共享帶寬設備共享帶寬終端站點越多，沖突終端站點越多，沖突(域域)越大越大采用采用CSMA/CD機制機制物理層設備物理層設備-

25、-集線器集線器聽聽數據現在的情況是PCA和PCC都要發數據,但是兩人剛才都檢測到HUB上是空閑的.那么兩人都發.結果發生了沖突.兩人都同時啟動BACK OFF動作.隨機的生成一個秒數,再發數據包.如果再與其他PC發送的數據包沖突.那么再次BACK OFF,BACK OFF一共可進行15次.PC APC APC BPC BPC CPC CPC DPC D沖突沖突聽聽數據隨機秒數物理層設備物理層設備- -集線器集線器1、銅介質：（類型包括） 同軸電纜 雙絞線 -非屏蔽雙絞線 -屏蔽雙絞線物理介質的類型物理介質的類型同軸電纜同軸電纜 同軸電纜非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線UTP 電纜電纜 UTP 電纜的特

26、點非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線UTP 電纜電纜 UTP 電纜類型 以太網直通電纜以太網直通電纜 以太網交叉電纜以太網交叉電纜 反轉反轉電纜電纜 線纜比較線纜比較線序標準：568A 白綠、綠、白橙、蘭、白蘭、橙、白棕、棕568B 白橙、橙、白綠、蘭、白蘭、綠、白棕、棕有效線纜長度：100米以太網直通線以太網直通線Cable 10BASE-T/100BASE-TX Straight-ThroughPin LabelPin Label12345678TX+TX-RX+NCNCRX-NCNC12345678TX+TX-RX+NCNCRX-NCNCStraight-Through CableWires on