OSI分层模型.pptx

Body Text,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,Slide Title,1999,Cisco Systems,Inc.,ICND2-,#,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，但迄今为止，这仍然是一个伟大的目标！,网络分层的优点,层,layer：,描述了所有需求的有效的通讯过程，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,模式 概述,应用层,(,高),会话层,表示层,应用层,OSI,模式,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,Telnet SMTP,HTTP FTP,用户接口,例子,应用层,Telnet SMTP,HTTP FTP,ASCII,EBCDIC,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,用户接口,数据表示,加密等特殊处理过程,Operating System/,Application Access,Scheduling,例子,会话层,表示层,应用层,应用层作用,保证不同应用间的数据区分,用户接口数据表示,加密等特殊处理过程,Telnet,HTTP,ASCII,EBCDIC,JPEG,Operating System/,Application Access,Scheduling,传输层,数据链路层,网络层,物理层,例子,会话层,表示层,应用层,应用层作用,数据流层的作用,EIA/TIA-232V.35,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,802.3/802.2,HDLC,EIA/TIA-232V.35,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,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,802.3/802.2,HDLC,EIA/TIA-232V.35,IP,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,TCP,UDP,SPX,802.3/802.2,HDLC,EIA/TIA-232V.35,IP,IPX,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,TCP,UDP,SPX,802.3/802.2,HDLC,EIA/TIA-232V.35,IP,IPX,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,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,transport layer:segment,Network layer:packet,Data-link layer:Frame,Physical layer: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,封装分为：切片和加控制信息,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,通 信 介 质,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据连路层,物理层,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据连路层,物理层,网络层数据连路层,物理层,通 信 介 质,传输层协议,会话层协议,表示层协议,应用层协议,端系统,A,端系统,B,定义,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,Ethernet/802.3,的物理层,集线器,多个主机,主机,10,Base2,细缆以太网10,Base5,粗缆以太网,10,BaseT,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,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),：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,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,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,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,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 service),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，要采用服务访问点,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),数据,目标,SAP,源,SAP,数据,源地址,FCS,长度,目标地址,可变长,1,1,802.2(,SAP),MAC,子层-802.3,Ctrl,1,or 2,3,2,前导符,数据,目标,SAP,AA,源,SAP,AA,可变长,1,1,802.2(,SNAP),Ctrl,03,1,or 2,OR,OUI,ID,类型,数据链路层功能(续),每段有自己的冲突域,所有的段都在同一广播域,数据链路层,或,1,2,3,1,2,4,交换机和桥运行在链路层,交换机,每段有自己的冲突域,广播信息向所有段转发,缓冲区,交换,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,网络层,IP,IPX,数据链路层,物理层,EIA/TIA-232,v.35,Ethernet,帧中继,HDLC,802.2,802.3,网络层功能,数据,源地址,目标地址,IP,头,172.15.1.1,主机号,网络号,逻辑地址,网络层端接设备的数据包,网络层功能(续),路由表,目标网络,端口,距离,1,2,4,S0,S0,E0,1,0,0,1.0,4.0,1.3,E0,4.3,S0,2.2,E0,2.1,S0,4.1,4.2,1.1,1.2,路由表,目标网络,端口,距离,1,2,4,E0,S0,S0,0,0,1,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,网络层功能(续),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,路由器提供远程访问服务,因特网,家庭办公用户,分部,调制解调器 或,ISDN,适配卡,移动用户,公司总部,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,网络层,IPX,IP,传输层,SPX,TCP,UDP,传输层功能,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,OSI,模型的意义,提供了网络间互连的参考模型,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）,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）,集线器,桥,交换机,路由器,冲突域,1 4 4 4,广播域,1 1 1 4,网络设备的域,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,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,1,.,在网络环境下应用,OSI,模式有什么优点,?,2.,描述数据封装的过程。,3.,集线器、交换机、路由器和广播域、冲突域,?,问题回顾,