CCNA学习笔记1-OSI参考模型

OSI层次模型

层Layer:描述了所有需求的有效地通讯过程，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。

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，设计者可以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。

OSI -all people seem to need data processing

应用层 application

表示层 presentation

会话层 session

传输层 transport

网络层 network

数据链路层 data link

物理层 Physical

应用层

提供用户接口

例子：Telnet SMTP

HTTP FTP

表示层

数据表示

加密等特殊处理过程

例子：ASCII

EBCDIC

JPEG

会话层

保证不同应用间的数据区分

例子：Operating System

Application Access

Scheduling

PS：上三层实际上可以合并为一层，类似于应用层，下四层合并为数据流层

物理层

设备间接口或者发送的比特流

说明电压，线速和线缆等

例子：EIA\TIA-232

V.35

数据链路层

将比特流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

例子：802.3/802.2

HDLC

网络层

提供路由器来决定路径的逻辑寻址

例子：IP

IPX

传输层

可靠或不可靠数据传输

数据重传前的错误纠正

例子：TCP

UDP

SPX

PDU(protocol data unit)协议数据单元，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。

上三层 message

transport segment

network packet

data-link frame

physical bit

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信息到别的主机，先把数据装到一个特殊协议报头中，这个过程叫做封装。

封装分为：切片和加控制信息

解封装：上述的逆向过程

路由器只有三层，没有上四层

交换机只有两层

物理层功能

定义

介质类型

连接器类型

信令类型

Ethernet/802.3的物理层

10Base2-细缆以太网

10Base5-粗缆以太网

10BaseT-双绞线（带T的一般都表示介质双绞线）

物理层设备

集线器

中继器

编码-解码器

传输介质连接器

集线器（多端口的中继器，层1的设备）

仅在物理层

所有设备都在同一冲突域

所有设备都在同一广播域

所有设备共享相同的带宽

PS:大概损耗只剩30%~40%的带宽

冲突域 广播域

冲突(collision):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段

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router不转发广播）

集线器：同一冲突域

接入设备越多冲突机率越大

用CSMA/CD技术

CSMA/CD技术

载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD(carrier sense multiple access/collision detect):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。

当一个节点想要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正在发送，如果有，说明其他主机在发送数据，自己则利用退避(backof)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，不停地监听线路，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而只能进行双向交替通信（半双工通信 half duplex）

每一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最高速率

数据链路层功能

定义

源和目标的物理地址

与帧关联的高层协议（Service Access Point）

网络拓扑

帧顺序

数据流控制

有向或无向连接

MAC子层

MAC子层（media access control）：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(First come first serives)

2.轮流式：访问时间可预见，不发生冲突，但是要有Token令牌

MAC子层的协议有：802.3 802.5 FDDI(fiber distributed data interface)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（Logical link control）：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：802.2

802.2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（service access point 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，而采用服务访问点

交换机和网桥在链路层

交换机用硬件，网桥是软件，交换机实际上就是网桥的商业化产品

交换机

每端口都有自己的冲突域

所有的段都在同一广播域

广播信息向所有段转发

网络层(可路由性)

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

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

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

传输层功能

-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

OSI模型的意义

提供了网络间互联的参考模型

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)