第二章OSI层次模型ppt课件

1、 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2第二章第二章OSI层次模型层次模型 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2本章目的本章目的经过本章的学习，您应该掌握以下内容经过本章的学习，您应该掌握以下内容:掌握掌握OSI分层模型分层模型描画数据在源和目的设备间的传送过程描画数据在源和目的设备间的传送过程清楚集线器清楚集线器,交换机和路由器任务在网络的第交换机和路由器任务在网络的第几层几层 在网络中担当的角色和功能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懂得在什么情况下该用什么样的设备 2009, Cisco Systems, Inc.

2、ICND2规范化组织规范化组织ISOISO:国际规范化组织国际规范化组织 ( International Organization for Standardization )OSI:开放系统互联模型开放系统互联模型 ( open system interconnection )早期不同厂商之间的网络是不可以进展互联早期不同厂商之间的网络是不可以进展互联的，的， 20世纪世纪70年代后期，为理处理这个问题年代后期，为理处理这个问题，国际规范化组织，国际规范化组织ISO就推出了就推出了OSI模型希望模型希望不同供应商的网络之间可以相互协同任务，不同供应商的网络之间可以相互协同任务，但迄今为止，这依

3、然是一个伟大的目的！但迄今为止，这依然是一个伟大的目的！ 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2OSI模型简介模型简介OSI模型模型 描画了数据和网络信息怎样从一台机通描画了数据和网络信息怎样从一台机通 过介质传送到下一台过介质传送到下一台 协助不同类型的主机实现相互之间的数据协助不同类型的主机实现相互之间的数据传输，比如传输，比如UNIX主机和主机和PC或或MAC进展数据传进展数据传输输 为创建并实现联网规范设备和网际互联方为创建并实现联网规范设备和网际互联方案提供了一个框架案提供了一个框架 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2OSI参考模型

4、有参考模型有7层层数据流层数据流层传输层传输层数据链路层数据链路层网络层网络层物理层物理层运用层运用层 (高高) 会话层会话层表示层表示层运用层运用层担任主机之间的数据传输担任主机之间的数据传输担任网络数据传输担任网络数据传输Application layerPresentation layerSession layerTransport layerNetwork layerDatalink layerPhysical layer 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2运用层运用层用户接口用户接口1.OSI参考模型的最高一层参考模型的最高一层,它它提供人机交互用户界面提

5、供人机交互用户界面. 2.用户与计算机进展实践通讯用户与计算机进展实践通讯的地的地 方方3.提供用户接口提供用户接口运用层运用层完全与程序相关，包括完全与程序相关，包括定义文件的读取定义文件的读取 复制复制 翻开翻开 封锁等封锁等例子：例子：协议协议 ： ftp 程序程序 ： 阅读器阅读器 IM 电子邮件系统等电子邮件系统等 2009, Cisco Systems, Inc. ICND22.提供编码和转换提供编码和转换 加密等特加密等特殊处置过程殊处置过程例如：例如：数据的加密解密也是在这一数据的加密解密也是在这一层上完成的层上完成的数据表示数据表示加密等特殊处置过程加密等特殊处置过程例子例子

6、表示层表示层表示层表示层功能：功能：1.为运用层提供数据为运用层提供数据 并担任数据转换和代码的并担任数据转换和代码的 格式化格式化例如：运用程序上所制造出的数据不一定符合例如：运用程序上所制造出的数据不一定符合网络传输的规范编码格式。所以在这个层中的网络传输的规范编码格式。所以在这个层中的主要操作是：未来自本地端运用程序的数据格主要操作是：未来自本地端运用程序的数据格式转换成为网络的规范格式，然后交给下面的式转换成为网络的规范格式，然后交给下面的传输层进展处置。所以这个层级上面主要定义传输层进展处置。所以这个层级上面主要定义的是网络效力或程序之间的数据格式转换。的是网络效力或程序之间的数据格

7、式转换。 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2表示层举例表示层举例我们在电脑里面存储的各种各样的数据如我们在电脑里面存储的各种各样的数据如word pdf 文档以及文档以及JPG 格式的图片，和格式的图片，和MP3格式的音乐。他们在电脑中存储的方格式的音乐。他们在电脑中存储的方式都是式都是 01010101 这样的方式，但是我们用不同的软件翻开这这样的方式，但是我们用不同的软件翻开这个文件，就会得到不同的界面，比如听到声音以及看到图片。个文件，就会得到不同的界面，比如听到声音以及看到图片。这些都是由于表示层的缘故，相应的软件，把内存中的这些都是由于表示层的缘故，相应的

8、软件，把内存中的010101代码转换成了我代码转换成了我 们需求的视频或者音乐们需求的视频或者音乐例子：例子： jpg ascII mp3 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2保证不同运用间的数据区保证不同运用间的数据区分分会话层会话层会话层会话层功能：功能：1.建立建立 管理和终止表示层实体之间的会话衔接管理和终止表示层实体之间的会话衔接2.在设备或结点之间提供会话控制在设备或结点之间提供会话控制3.保证不同运用之间的数据区分保证不同运用之间的数据区分4.确定网络效力建立衔接确实认确定网络效力建立衔接确实认 例如例如 TCP 的三次握手的三次握手5.三种通讯方式组织

9、协调通讯过程三种通讯方式组织协调通讯过程 单工单工 全双工全双工 半双工半双工我们用我们用PC翻开多个网络运翻开多个网络运用时候，数据不会错乱用时候，数据不会错乱 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2概念引见概念引见单单 工：工： 通讯双方中，一方固定为发送端，一方那么固定为接纳端通讯双方中，一方固定为发送端，一方那么固定为接纳端。信息只能沿一个方向传输，运用一根传输线。信息只能沿一个方向传输，运用一根传输线。半双工：半双工： 通讯运用同一根传输线，既可以发送数据又可以接纳数据通讯运用同一根传输线，既可以发送数据又可以接纳数据，但不能同时进展发送和接纳。数据传输允许数

10、据在两个方向，但不能同时进展发送和接纳。数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在任何时辰只能由其中的一方发送数据，另一上传输，但是，在任何时辰只能由其中的一方发送数据，另一方接纳数据。因此半双工方式既可以运用一条数据线，也可以方接纳数据。因此半双工方式既可以运用一条数据线，也可以运用两条数据线。运用两条数据线。 例如例如 ： 对讲机对讲机全双工全双工: 数据通讯允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工数据通讯允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通讯是两个单工通讯方式的结合，它要求发送设备和接纳设备通讯是两个单工通讯方式的结合，它要求发送设备和接纳设备都有独立的接纳和发送才干，就和一样

11、。在全双工方式中，每都有独立的接纳和发送才干，就和一样。在全双工方式中，每一端都有发送器和接纳器，有两条传输线，可在交互式运用和一端都有发送器和接纳器，有两条传输线，可在交互式运用和远程监控系统中运用，信息传输效率高。远程监控系统中运用，信息传输效率高。 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2数据流层数据流层传输层传输层网络层网络层数据链路数据链路物理层物理层 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2传输层传输层功能：功能： 将数据分段并重组为数据流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在互联网发送方主机和目的方主机之间建立

12、逻辑衔接立逻辑衔接 提供端口对端口的传输效力提供端口对端口的传输效力 提供可靠提供可靠TCP和不可靠和不可靠UDP的传输效力的传输效力 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2传输层面向衔接的可靠协议传输层面向衔接的可靠协议传输层可以是无衔接或者是面向衔接的传输层可以是无衔接或者是面向衔接的面向衔接效力的主要特点有：面向衔接效力要经过三个阶段：数据传数面向衔接效力的主要特点有：面向衔接效力要经过三个阶段：数据传数前，先建立衔接，衔接建立后再传输数据，数据传送完后，释放衔接。前，先建立衔接，衔接建立后再传输数据，数据传送完后，释放衔接。面向衔接效力，可确保数据传送的次序和传

13、输的可靠性。面向衔接效力，可确保数据传送的次序和传输的可靠性。无衔接效力的特点是：无衔接效力只需传输数据阶段。消除了除数据通无衔接效力的特点是：无衔接效力只需传输数据阶段。消除了除数据通讯外的其它开销。只需发送实体是活泼的，无须接纳实体也是活泼的。讯外的其它开销。只需发送实体是活泼的，无须接纳实体也是活泼的。它的优点是灵敏方便、迅速，特别适宜于传送少量零星的报文，但无衔它的优点是灵敏方便、迅速，特别适宜于传送少量零星的报文，但无衔接效力不能防止报文的丧失、反复或失序。接效力不能防止报文的丧失、反复或失序。 区分区分面向衔接效力面向衔接效力和和无衔接效力无衔接效力的概念，特别简单、笼统的例子是的

14、概念，特别简单、笼统的例子是：打和写信。两个人假设要通，必需先建立衔接：打和写信。两个人假设要通，必需先建立衔接-拨号，等待应对后才拨号，等待应对后才干相互传送信息，最后还要释放衔接干相互传送信息，最后还要释放衔接-挂。写信就没有那么复杂了，地挂。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。址姓名填好以后直接往邮筒一扔，收信人就能收到。 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2传输层面向衔接的可靠协议传输层面向衔接的可靠协议1.流量控制流量控制 防止发送主机和接纳主机之间产生缓冲溢防止发送主机和接纳主机之间产生缓冲溢出导致数据丧失。出导致数据丧失

15、。 例如当一台主机收到了大量的数据报，速例如当一台主机收到了大量的数据报，速度太快来不及处置，那么会将数据存储在被度太快来不及处置，那么会将数据存储在被称为称为“缓冲区的内存单元中，假设数据报继缓冲区的内存单元中，假设数据报继续泛滥，设备的内存最终被耗尽，那么会丢续泛滥，设备的内存最终被耗尽，那么会丢包。包。 流量控制可以处理这个问题，它不会让资流量控制可以处理这个问题，它不会让资源耗尽而引起数据丧失，而是发送一个源耗尽而引起数据丧失，而是发送一个“没有没有预备好的指示给发送方，当接纳方处置完预备好的指示给发送方，当接纳方处置完曾经在缓冲区的数据段之后，他会发出一个曾经在缓冲区的数据段之后，他

16、会发出一个曾经预备好的传输指示。当发送方主机接到曾经预备好的传输指示。当发送方主机接到这个指示之后，就可以恢复数据传输这个指示之后，就可以恢复数据传输 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2面向衔接的可靠协议面向衔接的可靠协议2.面向衔接的通讯：面向衔接的通讯： 一台想要传送数据的设备经过创建一个会话，与远程设一台想要传送数据的设备经过创建一个会话，与远程设备建立起面向衔接的通讯。例如备建立起面向衔接的通讯。例如 TCP的三次握手的三次握手 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2概念引见概念引见TCP的三次握手：的三次握手：第一次握手：建立衔接时

17、，客户端发送第一次握手：建立衔接时，客户端发送syn包包(syn=j)到效力器，并进入到效力器，并进入SYN_SEND形状，等待效力器确认形状，等待效力器确认；SYN：同步序列编号：同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)。第二次握手：效力器收到第二次握手：效力器收到syn包，必需确认客户的包，必需确认客户的SYNack=j+1，同时本人也发，同时本人也发一个一个SYN包包syn=k，即，即SYN+ACK包，此时效力器包，此时效力器进入进入SYN_RECV形状；形状；第三次握手：客户端收到效力器的第三次握手：客户端收到效力器的SYN+ACK包，向效包，向效力器发

18、送确认包力器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送终了，客户，此包发送终了，客户端和效力器进入端和效力器进入ESTABLISHED形状，完成三次握手形状，完成三次握手。 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2同步恳求同步恳求回应同步恳求回应同步恳求, 同步恳求同步恳求回应同步恳求回应同步恳求数据传输数据传输(传输数据段传输数据段)发送方发送方接纳方接纳方可靠的传输层功能可靠的传输层功能 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2面向衔接的可靠协议面向衔接的可靠协议3.窗口机制窗口机制 发送方主机在没有收到对所传数据确实发送方主机在没有收到对所传

19、数据确实认时，被允许发送的数据段的数量，称为窗认时，被允许发送的数据段的数量，称为窗口口 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2网络层网络层作用：作用： 提供逻辑地址，转发数据包和选择数据走向提供逻辑地址，转发数据包和选择数据走向任务过程任务过程 1.接口接受数据包接口接受数据包 2.检查检查IP头部的目的地址头部的目的地址 3.假设不是本地那么查找路由表假设不是本地那么查找路由表 4.假设表中无此条目那么假设表中无此条目那么 丢弃丢弃 假设有那么选择出口假设有那么选择出口 5.接口把数据包封装成帧接口把数据包封装成帧 6.发送出本地网络发送出本地网络 2009, Ci

20、sco Systems, Inc. ICND2网络层两种类型的包网络层两种类型的包 数据包：数据包： 用来在网络中传送用户数据用来在网络中传送用户数据路由更新包：路由更新包： 向相邻路由器通告衔接到网络的一切路由器的更新信向相邻路由器通告衔接到网络的一切路由器的更新信息息路由协议路由协议自动路由协议自动路由协议: RIP RIPv2 EIGRP OSPF被动路由协议：被动路由协议：IP IPV6 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2数据数据源地址源地址目的地址目的地址IP头头主机号主机号网络号网络号逻辑地址逻辑地址网络层的数据包网络层的数据包网络层

21、功能网络层功能( (续续) )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。网络地址是全局独一的。网络地址是全局独一的。IP地址的相关问题地址的相关问题 以后会详细引见以后会详细引见 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2定义定义物理地址物理地址 MAC与帧关联的高层协议与帧关联的高层协议 SAP(Service Access Point)网络拓扑网络拓扑 数据流控制数据流控制数据链路层数据链路层物理层物理层EIA/TIA-232v.35EthernetFrame RelayHDLC802.2802.3数据链路层功能数据

22、链路层功能 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2数据链路层数据链路层作用：作用： 提供数据的物理传输提供数据的物理传输 将数据封装为帧将数据封装为帧 运用硬件寻址方式运用硬件寻址方式(MAC)地址地址两个子层两个子层MAC：定义了数据怎样在介质上传输：定义了数据怎样在介质上传输LLC ：担任识别网络层协议然后封装：担任识别网络层协议然后封装 子层协议子层协议 802.2 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2MAC子层子层MAC子层子层media access control):担任担任MAC寻址寻址和定义介质访问控制方法和定义介质访问控制方法

23、MAC子层普通的访问控制方式：子层普通的访问控制方式：1。争用式：大家抢占信道。争用式：大家抢占信道 冲突不可防止冲突不可防止 处理方法处理方法 CSMA/CD 载波侦听多路访问；载波侦听多路访问； FCFSfirst come first service)2。轮番式：访问时间可预见，不发生冲突。轮番式：访问时间可预见，不发生冲突 延迟延迟大大所以目前争用式是主流所以目前争用式是主流 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2数据数据源地址源地址FCS长度长度目的地址目的地址可变长可变长26640000.0C xx.xxxx厂商本人分配厂商本人分配IEEE 分配分配MAC子

24、层子层- 802.3前导符前导符Ethernet II 在这在这里用里用 “Type指指明上层协议，所明上层协议，所以不用以不用 802.2.MAC 地址地址8# 字节字节数据链路层功能数据链路层功能( (续续) ) 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2MAC地址引见地址引见第三层网络层担任IP地址，第二层数据链路结层那么担任MAC位址。因此一个主时机有一个IP地址，而每个网络位置会有一个专属于它的MAC位址。MAC地址也应该是全球独一的。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， 2009, Cisco Systems, Inc.

25、ICND2LAN与数据链路层与数据链路层IEEE802规范：定义了系列局域网规范规范：定义了系列局域网规范IEEE802.1 根本局域网问题根本局域网问题IEEE802.2 定义定义LLC子层子层IEEE802.3 以太网规范以太网规范IEEE802.4 令牌总线网令牌总线网IEEE802.5 令牌环网令牌环网 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2WAN与数据链路层与数据链路层WAN数据链路层规范：数据链路层规范：HDLC PPPISDNX.25Frame Relay 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2数据链路层数据链路层或或123124交

26、换机和网桥运转在链路层交换机和网桥运转在链路层 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2交换机交换机 每个端口一个冲突域每个端口一个冲突域 广播信息向一切端口转发广播信息向一切端口转发 这是我们所不希望看到这是我们所不希望看到的经过的经过vlan可以可以 处理处理 支持支持VLAN缓冲区缓冲区交换交换 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2定义定义传输介质类型传输介质类型衔接器类型衔接器类型 信令类型信令类型Ethernet802.3V.35物理层物理层EIA/TIA-232物理层功能物理层功能 2009, Cisco Systems, Inc.

27、ICND2物理层功能物理层功能作用：作用： 1. 发送和接受比特流发送和接受比特流 2. 直接与各种类型的介质进展通讯直接与各种类型的介质进展通讯DCE: 数据通讯设备数据通讯设备 衔接运营商衔接运营商DTE：数据终端设备：数据终端设备 衔接本地衔接本地 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2物理层介质物理层介质同轴电缆同轴电缆coaxial cable：细缆和粗缆：细缆和粗缆 带宽均为带宽均为10M 只是传输间隔不同只是传输间隔不同双绞线双绞线twisted pair：UTP 非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线STP屏蔽双绞线屏蔽双绞线双绞线常见的有双绞线常见的有3类线类线5类

28、线和超类线和超5类线，以及最新类线，以及最新的的6类类三类：该电缆的传输频率三类：该电缆的传输频率16MHz，最高传输速率为，最高传输速率为10Mbps10Mbit/s，主要运用于语音、，主要运用于语音、10Mbit/s以太网以太网10BASE-T和和4Mbit/s令牌环令牌环，最大网段长度为，最大网段长度为100m，采用，采用RJ方式的衔接器方式的衔接器，目前已淡出市场，目前已淡出市场五类：线缆最高频率带宽为五类：线缆最高频率带宽为100MHz，最高传输率，最高传输率为为100Mbps，用于语音传输和最高传输速率为，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于的数据传输，主

29、要用于100BASE-T和和1000BASE-T网络，最大网段长为网络，最大网段长为100m，采用，采用RJ方式的衔接器。这是最常用的以太网电缆。方式的衔接器。这是最常用的以太网电缆。超五类超五类:主要用于千兆位以太网主要用于千兆位以太网 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2物理层介质物理层介质无线无线wireless：蓝牙蓝牙Blue Tooth 任务频段任务频段 2.4GHZ 数据传输速率数据传输速率 1MbpsWLAN技术技术 采用采用 802.11规范，后续会有详细引见规范，后续会有详细引见 比比如如802.1B G N 2009, Cisco Systems

30、, Inc. ICND2物理层介质物理层介质光纤光纤fiber单模单模 多模多模区别：单模光纤相比于多模光纤可支持更长传输间区别：单模光纤相比于多模光纤可支持更长传输间隔，在隔，在100Mbps的以太网以致这行的的以太网以致这行的1G千兆网千兆网，单模光纤都可支持超越，单模光纤都可支持超越5000m的传输间隔。的传输间隔。 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2物理层设备物理层设备集线器集线器中继器中继器 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2对等层通讯对等层通讯Host AHost BAPDUPPDUSPDUSegmentPacketFrame

31、Bit运用层运用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层运用层运用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层每一层利用下一层提供的效力与对等层通讯；每一层利用下一层提供的效力与对等层通讯；每一层运用本人的协议。每一层运用本人的协议。 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2封装与解封装封装与解封装封装封装 encapsulate/encapsulation：数：数据要经过网络进展传输，要从高层一层一层据要经过网络进展传输，要从高层一层一层的向下传送，假设一个主机要传送数据到别的向下传送，假设

32、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的主机，先把数据装到一个特殊协议报头中，这个过程叫，这个过程叫-封装封装封装分为：切片和加控制信息封装分为：切片和加控制信息解封装：上述的逆向过程解封装：上述的逆向过程 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2上层数据上层数据LLC 头头 + IP + TCP + 上层数据上层数据MAC 头头IP + TCP +上层数据上层数据LLC 头头TCP+上层数据上层数据IP 头头上层数据上层数据TCP 头头0101110101001000010传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层 网络层网络层 表示层表示层运

33、用层运用层会话层会话层封装过程封装过程LLC 头头IP 头头FCSFCS 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2上层数据上层数据LLC 头头 + IP + TCP + 上层数据上层数据MAC 头头IP + TCP +上层数据上层数据LLC 头头TCP+上层数据上层数据IP 头头上层数据上层数据TCP 头头0101110101001000010传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层 网络层网络层 表示层表示层运用层运用层会话层会话层解封装过程解封装过程 2009, Cisco Systems, Inc. ICND2Cisco 分层网络模型分层网络模型中心层中心层分布层分布层接入层接入层中心层提供高速的交换根底设备中心层提供高速的交换根底设备并且通常不支配分组内容并