2-OSI参考模型概述物理层

CiscoPublicITEPCv4.0Chapter11CCNA(640-802)CCNA200-120计算机网络的功能数据通信Data什么是协议什么是协议？为了使数据可以在网络上从源传递到目的地，网络上所有设备需要“讲”相同的“语言”描述网络通信中“语言”规范的一组规则就是协议例如：两个人交谈，必须使用相同的语言，如果你说汉语，他说阿拉伯语……数据通信协议的定义决定数据的格式和传输的一组规则或者一组惯例@#&$％……协议分层网络通信的过程很复杂数据以电子信号的形式穿越介质到达正确的计算机，然后转换成最初的形式，以便接收者能够阅读为了降低网络设计的复杂性，将协议进行了分层设计协议分层分层设计的意义用户服务层的模块设计可相对独立于具体的通信线路和通信硬件接口的差别而通信服务层的模块设计又可相对独立于具体用户应用要求的不同例如：文件传输或电子邮件服务模块的设计，不必关心底层通信线路是光纤还是双绞线OSI协议模型通信协议协议分层OSI7层模型通信的双方需要“讲”相同的语言网络通信的过程很复杂，为了降低复杂性1974年，ISO组织发布了OSI参考模型OSI(OpenSystemInternetwork)是开放的通信系统互联参考模型邮局实例写信人邮局运输部门收信人邮局甲地乙地邮局实例邮局对于写信人来说是下层运输部门是邮局的下层－－下层为上层提供服务写信人与收信人之间使用相同的语言邮局之间的约定－－同层次之间使用相同的协议服务与服务访问点服务是网络中各层向其相邻上层提供的一组操作服务访问点（SAP）N+1层实体是通过N层的SAP来使用N层所提供的服务SAP相当于相邻层之间的接口OSI的七层框架物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层物理层协议数据链路层协议网络层协议传输层协议会话层协议表示层协议应用层协议比特帧报文TPDUSPDUPPDUAPDU1接口2接口3接口4接口5接口6接口主机A主机B数据单元层OSI的七层框架数据流层传输层数据链路层网络层物理层应用(上)层会话层表示层应用层数据流层TCPUDPSPX802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX表示层应用层会话层举例•可靠或不可靠的递送•重传前的差错检测•将比特组合成字节，再将字节组合成帧•使用MAC地址来访问介质•检测(但不更正)差错•在设备之间传输比特•规定电平、线速和电缆针脚传输层数据链路层物理层网络层提供逻辑地址，供路由器用来确定路径应用层的功能将不同应用程序的数据分开用户接口•如何表示数据•特殊处理，如加密TelnetFTPASCIIEBCDICJPEG操作系统/应用程序访问调度传输层数据链路层网络层物理层举例会话层表示层应用层数据的封装与解封装过程InternetHello!IP包头数据的封装与解封装过程Hello物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层比特帧报文段PDUHelloTCP/UDP头HelloIP包头LLC子层TCP/UDP头HelloIP包头LLC子层MAC子层TCP/UDP头HelloTCP/UDP头高层数据MAC子层LLC子层FCSIP包头数据的封装与解封装过程Hello物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层比特帧报文段PDUHelloTCP/UDP头HelloIP包头LLC子层MAC子层TCP/UDP头HelloIP包头LLC子层MAC子层FCSTCP/UDP头HelloTCP/UDP头高层数据LLC子层物理层－网络的基础物理层是OSI的最底层物理层为数据传输提供可靠环境物理层是网络的基础，正如同公路是汽车通行的基础一样物理层的功能规定•介质类型•连接类型•信号类型802.3物理介质物理层：Ethernet/802.3集线器主机主机10Base2—细以太网10Base5—粗以太网10BaseT—双绞线以太网接口RJ－45RJ是描述公用电信网络的接口，常用的有RJ-11和RJ-45光纤接口用以稳定地但并不是永久地连接两根或多根光纤的无源组件FC圆形带螺纹光纤接头ST卡接式圆形光纤接头(最常见)SC方型光纤接头LC窄体方形光纤接头MT-RJ收发一体的方型光纤接头物理层的传输介质有线介质双绞线光纤无线介质无线电微波激光红外线双绞线双绞线TP是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质由两根绝缘铜导线相互缠绕组成，以减少对邻近线对的电气干扰由若干对双绞线构成的电缆被称为双绞线电缆非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP双绞线的标准EIA/TIA-568——“商用建筑物电信布线标准”Cat5：适用于100Mbps的100Base-TX和100Base-T4支持高达100MHz的数据通信传输频率为100MHz用于语音传输和最高传输速率为1000Mbps的数据传输主要用于100base-T和10base-T网络。Cat5e：超五类双绞线Cat6:传输频率为200MHzCat5eUTPCat5eSTP六类布线系统六类系统向下兼容三类、五类、超五类布线产品，同时满足混合使用的要求六类提供2倍于超五类的带宽改善了在串扰以及回波损耗方面的性能6类线与5类和超5类标准存在许多不同之处：最高工作带宽200MHz按照250MHz下检测进行设计可作为UTP和STP的解决方案包括超5类的所有测试，并加入新的参量以太网标准中的线缆规范以太网标准传输介质拓扑接口最大传输距离（m）速率（Mb/s）10Base-T2对三类或以上UTP星形RJ-4510010100Base-TX2对五类UTP或以上星形RJ-451001001000Base-T4对五类UTP或以上星形RJ-4510010001000Base-LX光缆星形SC①500010001000Base-SX多模光缆星形SC①5501000UTP设备TheRJ-45Connector188Pair4R41234567WirePairTisTipRisRingPair3T2Pair3R2Pair2T3Pair1R1Pair1T1Pair2R3Pair4T4PinUTP直连线缆两边线缆的顺序是一致的PinLabel1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NCCable10BaseT/100BaseTx直通线缆PinLabel1TD+2TD-3RD+4NC5NC6RD-7NC8NCServer/Router81wggbwowbobrwbr18直通线缆81Hub/Switch81wggbwowbobrwbrUTP交叉线缆一部分的线缆是交叉的81woobwgwbgbrwbrCable10BaseT/100BaseT交叉线缆PinLabel1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NCPinLabel1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NC交叉线缆181881wggwbwobobrwbrHub/SwitchHub/Switch线缆的连接标准网线的线序交叉网线的线序制作过程双绞线实现直通式与交叉当两边的端口都有X时使用交叉线缆当一个端口有X时使用直通线缆1x2x3x4x1x2x3x4x1x2x3x4x线缆的连接EIA/TIA568A和568B线缆的连接标准网线交叉网线全反线直通/交叉直通交叉直通交叉直通交叉交叉管脚号用途颜色1发送+白色和绿色2发送-绿色3接收+白色和橘黄色4不被使用蓝色5不被使用白色和蓝色6接收-橘黄色7不被使用白色和棕色8不被使用棕色T568A标准中RJ-45连接器的管脚号和颜色编码实现控制线连接电脑需要一个RJ-45的DB-9或RJ-45对的DB-25适配器COM端口设置为9600点，8个数据位，无奇偶校验，1停止位，无流量控制提供带控制台的访问AUX交换机端口可用于调制解调器连接控制台Devicewithconsole集线器(HUB)工作在物理层ABCD物理层•所有的设备在同一个冲突域中•所有的设备在同一个广播域中•设备共享相同的带宽Hubs:一个冲突域•节点越多意味着冲突越多•CSMA/CD被使用用来避免冲突以太网采用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）以后，再重新尝试网络设备划分的域HubBridgeSwitchRouterCollisionDomains:1444BroadcastDomains:1114