《OSI层次模型》PPT课件

Body Text,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,Slide Title,2009,Cisco Systems,Inc.,ICND2,1999,Cisco Systems,Inc.,2-,*,Body Text,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,Slide Title,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,描述数据在源和目标设备间的传送过程,清楚集线器,交换机和路由器工作在网络的第几层,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:,开放系统互联模型,(,open system interconnection),早期不同厂商之间的网络是不可以进行互联的，,20,世纪,70,年代后期，为了解决这个问题，国际标准化组织,ISO,就推出了,OSI,模型希望不同供应商的网络之间能够相互协同工作，但迄今为止，这仍然是一个伟大的目标！,OSI,模型简介,OSI,模型,描述了数据和网络信息怎样从一台机通 过介质传送到下一台,帮助不同类型的主机实现相互之间的数据传输，比如,UNIX,主机和,PC,或,MAC,进行数据传输,为创建并实现联网标准设备和网际互联方案提供了一个框架,OSI,参考模型有,7,层,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,负责主机之间的数据传输,负责网络数据传输,Application layer,Presentation layer,Session layer,Transport layer,Network layer,Datalink layer,Physical layer,应用层,用户接口,1.OSI,参考模型的最高一层,它提供人机交互用户界面,.,2.,用户与计算机进行实际通信的地 方,3.,提供用户接口,应用层,完全与程序相关，包括定义文件的读取 复制 打开 关闭等,例子：,协议：,http ftp,程序：,浏览器,IM,电子邮件系统等,2.,提供编码和转换 加密等特殊处理过程,例如：,数据的加密解密也是在这一层上完成的,数据表示,加密等特殊处理过程,例子,表示层,表示层,功能：,1.,为应用层提供数据 并负责数据转换和代码的 格式化,例如：应用程序上所制作出的数据不一定符合网络传输的标准编码格式。所以在这个层中的主要操作是：将来自本地端应用程序的数据格式转换成为网络的标准格式，然后交给下面的传输层进行处理。所以这个层级上面主要定义的是网络服务或程序之间的数据格式转换。,表示层举例,我们在电脑里面存储的各种各样的数据如,word pdf,文档以及,JPG,格式的图片，和,MP3,格式的音乐。他们在电脑中存储的形式都是,01010101,这样的形式，但是我们用不同的软件打开这个文件，就会得到不同的界面，比如听到声音以及看到图片。这些都是因为表示层的缘故，相应的软件，把内存中的,010101,代码转换成了我 们需要的视频或者音乐,例子：,jpg,ascII,mp3,保证不同应用间的数据区分,会话层,会话层,功能：,1.,建立 管理和终止表示层实体之间的会话连接,2.,在设备或结点之间提供会话控制,3.,保证不同应用之间的数据区分,4.,确定网络服务建立连接的确认,例如,TCP,的三次握手,5.,三种通信方式组织协调通信过程,单工 全双工 半双工,我们用,PC,打开多个网络应用时候，数据不会错乱,概念介绍,单 工：,通信双方中，一方固定为发送端，一方则固定为接收端。信息只能沿一个方向传输，使用一根传输线。,半双工：,通信使用同一根传输线，既可以发送数据又可以接收数据，但不能同时进行发送和接收。数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双工模式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。例如：对讲机,全双工,:,数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力，就和电话一样。在全双工模式中，每一端都有发送器和接收器，有两条传输线，可在交互式应用和远程监控系统中使用，信息传输效率高。,数据流层,传输层,网络层,数据链路,物理层,传输层,功能：,将数据分段并重组为数据流,在互联网发送方主机和目的方主机之间建立逻辑连接,提供端口对端口的传输服务,提供可靠,TCP,和不可靠,UDP,的传输服务,传输层面向连接的可靠协议,传输层可以是无连接或者是面向连接的,面向连接服务的主要特点有：面向连接服务要经过三个阶段：数据传数前，先建立连接，连接建立后再传输数据，数据传送完后，释放连接。面向连接服务，可确保数据传送的次序和传输的可靠性。,无连接服务的特点是：无连接服务只有传输数据阶段。消除了除数据通信外的其它开销。只要发送实体是活跃的，无须接收实体也是活跃的。它的优点是灵活方便、迅速，特别适合于传送少量零星的报文，但无连接服务不能防止报文的丢失、重复或失序。,区分,面向连接服务,和,无连接服务,的概念，特别简单、形象的例子是：打电话和写信。两个人如果要通电话，必须先建立连接,-,拨号，等待应答后才能相互传递信息，最后还要释放连接,-,挂电话。写信就没有那么复杂了，地址姓名填好以后直接往邮筒一扔，收信人就能收到。,传输层面向连接的可靠协议,1.,流量控制,防止发送主机和接收主机之间产生缓冲溢出导致数据丢失。,例如当一台主机收到了大量的数据报，速度太快来不及处理，则会将数据存储在被称为“缓冲区”的内存单元中，如果数据报持续泛滥，设备的内存最终被耗尽，则会丢包。,流量控制可以解决这个问题，它不会让资源耗尽而引起数据丢失，而是发送一个“没有准备好”的指示给发送方，当接收方处理完已经在缓冲区的数据段之后，他会发出一个已经准备好的传输指示。当发送方主机接到这个指示之后，就可以恢复数据传输,面向连接的可靠协议,2.,面向连接的通信：,一台想要传送数据的设备通过创建一个会话，与远程设备建立起面向连接的通信。例如,TCP,的三次握手,概念介绍,TCP,的三次握手：,第一次握手：建立连接时，客户端发送,syn,包,(syn=j),到服务器，并进入,SYN_SEND,状态，等待服务器确认；,SYN,：同步序列编号,(,Synchronize Sequence Numbers,),。,第二次握手,：服务器收到,syn,包，必须确认客户的,SYN,（,ack=j+1,），同时自己也发,一个,SYN,包（,syn=k,），即,SYN+ACK,包，此时服务器进入,SYN_RECV,状态；,第三次握手：客户端收到,服务,器的,SYN+ACK,包，向服务器发送确认包,ACK(ack=k+1),，此包发送完毕，客户端和服务器进入,ESTABLISHED,状态，完成三次握手。,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,面向连接的可靠协议,3.,窗口机制,发送方主机在没有收到对所传数据的确认时，被允许发送的数据段的数量，称为窗口,网络层,作用：,提供逻辑地址，转发数据包和选择数据走向,工作过程,1.,接口接受数据包,2.,检查,IP,头部的目的地址,3.,如果不是本地则查找路由表,4.,如果表中无此条目则,丢弃,若有则选择出口,5.,接口把数据包封装成帧,6.,发送出本地网络,网络层两种类型的包,数据包：,用来在网络中传送用户数据,路由更新包：,向相邻路由器通告连接到网络的所有路由器的更新信息,路由协议,主动路由协议,:RIP RIPv2 EIGRP OSPF,被动路由协议：,IP IPV6,数据,源地址,目标地址,IP,头,主机号,网络号,逻辑地址,网络层的数据包,网络层功能(续),网络层地址由两部分地址组成：网络地址和主机地址。,网络地址是全局唯一的。,IP,地址的相关问题 以后会详细介绍,定义,物理地址,MAC,与帧关联的高层协议,SAP,(,Service Access Point,),网络拓扑,数据流控制,数据链路层,物理层,EIA/TIA-232,v.35,Ethernet,Frame Relay,HDLC,802.2,802.3,数据链路层功能,数据链路层,作用：,提供数据的物理传输,将数据封装为帧,使用硬件寻址方式,(MAC),地址,两个子层,MAC,：定义了数据怎样在介质上传输,LLC,：负责识别网络层协议然后封装 子层协议,802.2,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：大家抢占信道 冲突不可避免,解决方法,CSMA/CD,载波侦听多路访问,；,FCFS（first come first service),2。轮流式：访问时间可预见，不发生冲突 延迟大,所以目前争用式是主流,数据,源地址,FCS,长度,目标地址,可变长,2,6,6,4,0000.0,C xx.xxxx,厂商自己分配,IEEE,分配,MAC,子层-802.3,前导符,Ethernet II,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),MAC,地址介绍,第三层,网络层,负责,IP,地址,，第二层数据链路结层则负责,MAC,位址。因此一个主机会有一个,IP,地址，而每个,网络位置,会有一个专属于它的,MAC,位址。,MAC,地址也应该是全球唯一的。长度为,48,比特 由十六进制数字组成,前,24,位是我们不能用的 叫做,OUI,厂商标识符，,LAN与数据链路层,IEEE802,标准：定义了系列局域网标准,IEEE802.1,基本局域网问题,IEEE802.2,定义,LLC,子层,IEEE802.3,以太网标准,IEEE802.4,令牌总线网,IEEE802.5,令牌环网,WAN与数据链路层,WAN,数据链路层标准：,HDLC,PPP,ISDN,X.25,Frame Relay,数据链路层,或,1,2,3,1,2,4,交换机和网桥运行在链路层,交换机,每个端口一个冲突域,广播信息向所有端口转发,这是我们所不希望看到的通过,vlan,可以 解决,支持,VLAN,缓冲区,交换,定义,传输介质类型,连接器类型,信令类型,Ethernet,802.3,V.35,物理层,EIA/TIA-232,物理层功能,物理层功能,作用：,1.,发送和接受比特流,2.,直接与各种类型的介质进行通信,DCE:,数据通信设备 连接运营商,DTE,：数据终端设备 连接本地,物理层介质,同轴电缆（,coaxial cable,）,：,细缆和粗缆,带宽均为,10M,只是传输距离不同,双绞线（,twisted pair,）：,UTP,（非屏蔽双绞线）,STP,（屏蔽双绞线）,双绞线常见的有,3,类线,5,类线,和超,5,类线，以及最新的,6,类,三类：,该电缆的传输频率,16MHz,，最高传输速率为,10Mbps,（,10Mbit/s,），主要应用于语音、,10Mbit/s,以太网（,10BASE-T,）和,4Mbit/s,令牌环，最大网段长度为,100m,，采用,RJ,形式的连接器，目前已淡出市场,五类：,线缆最高频率带宽为,100MHz,，最高传输率为,100Mbps,，用于语音传输和最高传输速率为,100Mbps,的数据传输，主要用于,100BASE-T,和,1000BASE-T,网络，最大网段长为,100m,，采用,RJ,形式的连接器。这是最常用的以太网电缆,。,超五类,:,主要用于,千兆位以太网,物理层