《OSI参考模型》PPT课件.ppt

1、OSI 参考模型,第1章,本章目标,理解OSI物理层功能入设备 掌握OSI 7层模型数据链路层及设备,一、物理层（Physical Layer）,1、 物理层的功能,功能一：为数据端设备提供传送数据的通路 功能二：传输数据,物理层关心的是信号、接口和传输介质,物理层关心的是什么,为了传输信号，物理层规定了那些特性？,物理层的机械特性示例,串行接口的分类,同步接口对应于同步通信，异步接口对应于异步通信 同步通信和异步通信,2、 物理层的介质,导向介质（有线）： 同轴电缆 (Coax Cable) 双绞线 (Twisted-pair Cable) 光纤 (Fiber-optic Cable) 非导

2、向介质（无线）：无线电波、红外线等。,2-1同轴电缆（Coax Cable）,2-2双绞线（Twisted-pair Cable）,双绞线分类 屏蔽双绞线STP 铜线外包裹一层金属网膜 用于电磁环境非常复杂的工业环境中 非屏蔽双绞线UTP 用于电磁干扰相对较弱的环境,双绞线的连接规范,EIA/TIA 568A和568B T568A：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕 T568B：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕 线缆的连接 标准网线 交叉网线 全反线,交叉网线的线序,标准网线的线序,11,2-3光纤概述,光纤的特点 传输带宽高 传输距离远 抗干扰能力强 光脉冲在光纤中的传输是利用了光

3、的全反射原理,12,光纤分类,光纤分为单模光纤和多模光纤,多模光纤,单模光纤,13,多模光纤和单模光纤的比较,2-4无线通信,无线介质是指信号通过空气传输，信号不能被约束在一个物理导体内 无线介质实际上就是无线传输系统，主要包括: 无线电 微波 红外线 激光 卫星通信,各种传输介质总结,3-1物理层的设备-中继器（Repeater）,能放大信号 延长网络传输距离 只包含有一个输入端口和一个输出端口，所以只能接收和转发数据流 成本低,3-2 集线器,集线器 最初只是一个多端口的中继器 可用于星形拓扑结构 能够支持各种不同的传输介质和数据传输速率 有些集线器具有内部处理能力，例如，可以接受远程管理

4、、过滤数据或提供网络诊断信息 被交换机所取代,二、数据链路层（Data Link Layer）,1、 数据链路层的功能,数据链路层 位于网络层与物理层之间 数据链路的建立、维护与拆除 帧包装、帧传输、帧同步 帧的差错校验 流量控制,物理层,物理层,数据链路层,数据链路层,网络层,网络层,数据链路层协议,比特（Bit）,帧（Frame）,包(Packet）,主机A,主机B,数据单元,2、以太网,以太网工作在数据链路层,物理层,物理层,数据链路层,数据链路层,网络层,网络层,物理层协议,数据链路层协议,网络层协议,比特,帧,包,1,2,主机A,主机B,数据单元,层,以太网,2-1 什么是以太网,我

5、们平常使用的局域网就是以太网,如果中间的线路是共享的，这条链路在同一时间由谁来使用呢？如何来保证这些主机能有序的使用共享线路，不发生数据的冲突？, 如果主机A发出一个数据包给主机B，如何标识主机A和主机B呢？这就是主机的地址问题。, 主机之间发送的数据，需要保证双方互相都能读懂，那么它们发送的数据的格式，是不是需要有一个统一的规范呢？,以太网采用CSMA/CD,CSMA/CD带冲突检测的载波监听多路访问 以太网采用CSMA/CD避免信号的冲突 工作原理 发送前先监听信道是否空闲， 若空闲则立即发送数据。 在发送时，边发边继续监听 若监听到冲突，则立即停止 发送 等待一段随机时间（称为退 避）以

6、后，再重新尝试,2-1 以太网MAC地址,以太网地址用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备,2-3 以太网帧格式,802.3 以太网帧格式,7字节,6字节,6字节,前导码,目的地址,源地址,类型/长度,数据,帧校验 序列,461500 字节,4字节,1 字 节,2 字 节,帧启始定界符,大于0600H表示类型，小于0600H表示长度,2-4 网络拓扑结构,星型拓扑 优点 易于实现 易于网络扩展 易于故障排查 缺点 中心节点压力大 组网成本较高 网型拓扑 各个节点至少与其他两个节点相连 可靠性高、组网成本也高,26,2-5 交换机数据转发原理121,11,B,33,44,22,AA,BB

7、,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,主机11给主机33发送一个数据帧： 目标地址：33 源地址： 11,交换机数据转发原理122,A,交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机A查找MAC地址表 交换机A学习主机11的MAC地址 交换机A向其他所有端口发送广播,11 1,交换机数据转发原理123,11,B,33,44,22,AA,BB,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,交换机数据转发原理124,交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机B查看MAC地址表 交换机B学习源MAC地址和端口号 交换机B向所有端口广播数据包 主机22，查看数据包的目标M

8、AC地址不是自己，丢弃数据包,B,11 3,22,交换机数据转发原理125,B,33,44,22,AA,BB,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,11,交换机数据转发原理126,主机33，接收到数据帧 主机44，丢弃数据帧,33,44,在这个过程中，交换机的MAC地址表中没有需要的条目，交换机通过广播的方式，转发了数据帧,交换机数据转发原理127,B,33,44,22,AA,BB,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,11,这时，主机44要给主机11发送一个数据帧： 目标地址：11 源地址： 44,交换机数据转发原理128,B,11 3,交换机B在接收到数据帧后，

9、执行以下操作： 交换机B学习源MAC地址和端口号 交换机B查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目，单播转发数据到端口3,44 2,交换机数据转发原理129,A,11 1,交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机A学习源MAC地址和端口号 交换机A查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目，单播转发数据到端口1 主机11，收到数据帧,44 3,交换机数据转发原理1210,B,33,44,22,AA,BB,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,11,在这个过程中，交换机的MAC地址表中已经学到了需要的条目，交换机通过单播的方式，转发了数据帧,交换机数据转发原理1211,A

10、,11 1,44 3,22 2,33 3,11 3,44 2,22 3,33 1,交换机最终的MAC地址表,B,交换机数据转发原理1212,转发 交换机根据MAC地址表单播转发数据帧 学习 MAC地址表是交换机通过学习接收的数据帧的源MAC地址来形成的 广播 如果目标地址在MAC地址表中没有，交换机就向除接收到该数据帧的端口外的其他所有端口广播该数据帧 更新 交换机MAC地址表的老化时间是300秒 交换机如果发现一个帧的入端口和MAC地址表中源MAC地址的所在端口不同，交换机将MAC 地址重新学习到新的端口,2-6 单工、半双工与全双工,单工 只有一个信道，传输方向只能是单向的 半双工 只有一

11、个信道，在同一时刻，只能是单向传输 全双工 双信道，同时可以有双向数据传输,A,B,A,B,A,B,例如：寻呼机,例如：对讲机,例如：电话,2-7 冲突与冲突域,如果冲突过多，则传输效率就会降低,主机A,主机B,主机C,冲突域,分割冲突域,为了提高传输效率，分割冲突域,. . . . . .,冲突域1,冲突域2,冲突域3,交换机背板交换矩阵结构,交换机的每个端口访问 另一个端口时，都有一条 专有的线路，不会产生冲 突。,冲突域与广播域,广播域指接收同样广播消息的节点的集合，如：在该集合中的任何一个节点传输一个广播帧，则所有其他能收到这个帧的节点都被认为是该广播帧的一部分 交换机分割冲突域，但是

12、不分割广播域，即交换机的所有端口属于同一个广播域,. . . .,广播域,广播域,冲突域,冲突域,广播,2-8 交换机内部交换方式31,存储转发,交换机,发送,接收,FCS校验,缓存,交换机内部交换方式32,快速转发,交换机,发送,接收,交换机内部交换方式33,分段过滤（Fragment Free ）,交换机,发送,接收,冲突检测,交换机产品介绍,阶段总结,交换机的交换矩阵 冲突域与广播域 交换机转发数据的工作原理 交换机的内部交换方式,阶段练习,什么是冲突域？什么是广播域？ 交换机的3种交换方式各有什么优缺点？,请回答(一),以太网交换机在某一时刻的MAC地址表的内容如下，若此时交换机的Fa0/1端口收到一个目的地址为00-06-5C-55-55-55的数据帧，交