网络基本知识—OSI七层模型全解

网络基础知识学习目标理解网络结构知道局域网和广域网的基本概念掌握ISOOSI参考模型的基本结构课程内容网络概述OSI参考模型网络概述网络定义LAN和WAN网络拓扑标准化组织通信协议网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。5432154321TCP/IP协议栈SourceHostADestinationHostB好啊！我刚好也懂TCP/IP。请问可以用TCP/IP和你通信吗?TCP/IP协议栈LAN定义LAN定义：通常指几公里以内的，可以通过某种介质互联的计算机、打印机、modem或其他设备的集合。特点：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。标准(standard)：描述了协议的规定，设定了最简的性能集。LAN常用设备LAN的设计目标：运行在有限的地理区域；允许同时访问高带宽的介质；通过局部管理控制网络的私有权利；提供全时的局部服务；联接物理相临的设备。HUB交换机路由器ATM交换机广域网定义及分类WAN定义：在大范围区域内提供数据通信服务，主要用于互连局域网。WAN分类：共用电话网：PSTN综合业务数字网：ISDN数字数据网：DDNX.25共用分组交换网帧中继：FrameRelay异步传输模式：ATMWAN交换模式电路交换：基于电话网的电路交换优点：时延小、透明传输；缺点：带宽固定，网络资源利用率低。分组交换：以分组为单位存储转发优点：多路复用，网络资源利用率高；缺点：实时性差。WAN的设计目标：运行在广阔的地理区域；通过低速串行链路进行访问；网络控制服从公共服务的规则；提供全时的或部分时间的联接性；联接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备。WAN常用设备Modem/CSU/DSU路由器广域网交换机接入服务器带宽和延迟带宽定义：描述网络上数据在一定时刻从一个节点传送到任意节点的信息量。以太网带宽：10M、100M、1000M等。广域网各类服务带宽。延迟：节点间数据传送时间。常见网络拓朴结构拓扑结构：总线、星型、树型环型、网型总线型拓扑结构图TerminatorSegmentTerminator总线型拓扑结构计算机连接到公共的共享电缆上在共享的电缆两端均有终结器,起到边界定义的作用如果线路有一处断点，那么整个网络将停止通信计算机数目越多，网络上的噪音越大，从而网络的效率越低星型拓扑结构图HuborSwitch星型拓扑结构如果单个计算机发生故障，只有单个的计算机不能与网络通信网络中的每台计算机上引出的电缆线段都连接到中央的交换机或集线器因为每台计算机都连接到中央设备上，所以中央设备出现故障，那么整个网络瘫痪星型拓扑结构的网络中也产生噪声环型拓扑结构环型拓扑结构每台计算机的作用就像一台中继器，将信号重写一遍并发到下一台计算机。计算机连接到缆线组成的单/双环上，这里没有终结器，信号一个方向在环中运行通过每台计算机网型拓扑结构网型拓扑结构网型提供了网络的冗余路径，因此，如果一条线路出现故障，另一条线路，继续发挥作用因为冗余路径比在其他拓扑结构中所需的缆线更多，所以网状拓扑结构会更昂贵混合型拓扑结构图Star-BusBusStar-Ring课程内容网络概述OSI参考模型OSI参考模型物理层数据链路层网络层传输层会话层、表示层和应用层OSI参考模型OSIRM：开放系统互连参考模型(OpenSystemInterconnectionReferenceModel)网络世界的法律!七层功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层1234567底层:负责网络数据传输高层:负责主机之间的数据传输七层功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层1234567提供应用程序间通信处理数据格式、数据加密等建立、维护和管理会话建立主机端到端连接寻址和路由选择提供介质访问、链路管理等比特流传输对等通信每一层利用下一层提供的服务与对等层通信；每一层使用自己的协议。HostAHostBAPDUPPDUSPDUSegmentPacketFrameBit应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层数据封装DataDataHDataHH主机服务器交换机路由器应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层DataDataHDataHH传输层数据链路层物理层网络层上层数据上层数据TCP头数据IP头数据LLC头0101110101001000010数据MAC头表示层应用层会话层段包比特帧PDUFCSFCS封装数据PDU:协议数据单元（ProtocolDataUnit）是指对等层次之间传递的数据单位.上层数据LLC头+IP+TCP+上层数据IP+TCP+上层数据TCP+上层数据上层数据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数据数据传输过程中的帧结构和包结构Data2.2.2.21.1.1.1DataAA2.2.2.2EthernetBB1.1.1.1FromLANFrameRelaytoWANDatatoLAN2.2.2.21.1.1.1Data2.2.2.21.1.1.1Data2.2.2.21.1.1.1Data2.2.2.21.1.1.1DataFramrelay2.2.2.21.1.1.1DataEthernet2.2.2.21.1.1.1Data数据传输过程中，帧结构在改变，但是包结构不改变物理层物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。物理层线缆：同轴电缆(coaxicalcable)：细缆和粗缆双绞线(twistedpair)：UTP、STP光纤(fibre)无线电波(wirelessradio)：无线局域网WLAN网络线缆同轴电缆ThinNetThickNet10Base2,10Base5光纤双绞线Unshielded(UTP)Shielded(STP)10BaseT双绞线是由八根直径为1mm的铜线组成，两两互相缠绕，形成四对缠绕线UTP非屏蔽双绞线STP屏蔽双绞线（干扰大的场合）三类线，五类线cat-5．超五类线最远传输距离：100米RJ-45线缆分类直连电缆（异种设备）主机到交换机或集线器路由器到交换机或集线器交叉电缆（同种设备）交换机到交换机集线器到集线器主机到主机集线器到交换机反转电缆从主机到路由器控制台串行通信端口的连接双绞线橙白、橙绿白、绿蓝白、蓝棕白、棕橙白、橙绿白、蓝蓝白、绿棕白、棕标准化线序568A绿白，绿，橙白，蓝，蓝白，橙，棕白，棕568B橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕物理层局域网与物理层线缆标准：10Base-T、100Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX；网络设备：中继器、集线器等。广域网与物理层DTE设备：路由器、终端主机等；DCE设备：广域网交换机、Modem、CSU/DSU等；常见接口：RS-232、V.24、V.35等。数据链路层数据链路层分为2个子层：LLC子层和MAC子层。数据链路层的功能：物理地址定义网络拓扑结构链路参数差错验证物理介质访问流控制(可选)MAC/物理地址MAC地址有48位，华为产品前3个字节是0x00E0FC。00e0.fc01.2345厂商编号序列号24bits24bits00e0.fc01.2345RomRamLAN与数据链路层IEEE802标准：当今最为流行的LAN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以太网交换机WAN与数据链路层WAN数据链路层标准：HDLCPPPISDNX.25FrameRelayWAN数据链路层设备：Modem、ISDN终端适配器CSU/DSU、广域网交换机网络层编址和路由应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层网络地址网络层地址由两部分地址组成：网络层地址和主机地址。网络层地址是全局唯一的。IP地址IPX地址网络地址主机地址10.8.2.48网络地址主机地址1aceb0b1.0000.0c00.6e25路由协议与可路由协议可路由协议：IP、IPX路由协议：RIP、OSPF、BGP等N2N1N1.H1N1.H2N2.H1面向连接和无连接的服务面向连接的服务：适合延迟敏感性应用建立连接数据传输断开连接无连接的服务：适合延迟不敏感的应用无需建立连接资源动态分配网络层协议操作网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层表示层会话层传输层应用层ABCDERouterARouterBRouterC传输层传输层功能：分段上层数据；建立端到端连接；将数据从一端主机传送到另一端主机；保证数据按序、可靠、正确传输。传输层协议：主要有TCP/IP协议栈的TCP协议和UDP协议，IPX/SPX协议栈的SPX协议等。端到端通信传输虚电路Host流量控制流量控制的三种方式：缓存技术：突发缓存，空闲发送。源抑制报文：利用ICMP协议向源端发送sourcequench报文。窗口机制：报文中包含窗口字段，用于控制源端一次发送数据的多少。确认技术传输虚电路Host源目的Send1,2,3Acknowledge4Send4,5,6Acknowledge4Send4,5,6高层协议会话层协议：SQL、NFS、RPC等；表示层协议：ASCII、MPEG、JPEG等；应用层协议：文字处理、邮件、电子表格等。学习完此课程，您将会：了解TCP/IP协议栈与OSI参考模型的区别与联系了解TCP/IP协议栈各层的功能掌握IP地址的分类和子网划分TCP/IP与OSI模型第1章TCP/IP协议与OSI参考模型第2章IP地址分类与子网划分TCP/IP协议和OSI参考模型TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层7654321物理层数据链路层OSI参考模型TCP/IPTCP/IP协议栈的封装过程用户数据用户数据Appl首部应用数据Tcp首部Ip首部应用数据Tcp首部以太网首部应用数据Tcp首部Ip首部以太网首部TCP段IP数据报1420204以太网帧46-1500字节应用程序TCPIP以太网驱动程序TCP/IP协议数据封装方式TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69SEGMENTIPPACKETSFRAMESBITSTCP/IP协议栈HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPIGMPICMPEthernet、802.3、PPP、HDLC、FR、etc接口和线缆应用层传输层网络层数据链路层提供应用程序网络接口建立端到端连接寻址和路由选择物理介质访问二进制数据流传输物理层传输层协议概述应用层传输层网络层网络接入层TCPUDP端口号传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序。HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP数据包套接字8020/2123255369161TCP连接clientserver滑动窗口需要修改窗口大小发送数据太快了！网络层协议概述网络接入层应用层传输层网络层IPARPRARPICMPIP报文格式版本报文长度服务类型总长度标识符标志片偏移生存时间协议报头校验和源IP地址目的IP地址IP选项ARP－地址解析协议需要10.0.0.2的MAC地址？IP:10.0.0.1/24MAC:00-E0-FC-00-00-11IP:10.0.0