OSI
应用 表示 会话, 传输 网络 数据, 物理.
l 上三层一组, 定义终端系统中的应用程序如何彼此通信(how the applications within the end stations will communicate with each other and with users.), 以及如何与用户通信. 下四层一组, 定义怎样进行端对端数据传输(how data is transmitted end to end).
l 工作在OSI模型所有7层的网络设备包括:
网络管理工作站 NMS Network management stations (NMSs);
Web 和应用服务器 Web and application servers;
网关 不是默认网关 Gateways (not default gateways);
网络主机 Network hosts;
1. Application layer
l 用户和计算机进行通信, 当马上访问网络的时候才能用到这一层
比如IE可以打开本地html文件, 也可以浏览http文档, 但IE不驻留在应用层当中, 只是当它 处理远程资源的时候, 需要应用层协议起接口作用.
l 其次, 识别并建立想要通信的计算机一方的可用性, 并且决定想要的通信是否存在足够的资源.
The Application layer is also responsible for identifying and establishing the availability of the intended communication partner and determining whether sufficient resources for the intended communication exist.
l 特别注意: 应用层仅仅是个接口, 是实际的应用程序之间的接口. 比如word 并不驻留在应用层, 而是与应用层协议接口. 真正驻留在应用层的程序是FTp和TFTP等等.
2. Presentation layer
l 为应用层提供数据, 数据转换, 代码格式化
l 其实这一层就是一个翻译器, 并且提供编码和转化功能
l 保证一个系统的应用层传送过来的数据可以被另一个系统的应用层所识别
3. Session layer
l 建立, 管理, 终止表示层实体之间的会话连接. The Session layer is responsible for setting up, managing, and then tearing down sessions between Presentation layer entities.
l 同时也在设备或节点之间提供会话控制. 它在系统间协调通信过程, 并提供3种不同的方式来组织他们之间的通信:单工, 半双工, 全双工. It coordinates communication between systems and serves to organize their communication by offering three different modes: simplex, half duplex, and full duplex.
l 基本上是用来使不同应用程序的数据和其他应用程序的数据保持隔离.
4. Transport layer
l 将数据分段并重组为数据流.
l 将来自上层应用程序的数据进行分段和重组, 并且将它们组合成为同样的数据流形式. 他们提供端到端的数据传输服务, 并且可以再互联网的发送方主机和目的主机只见建立逻辑连接.
l 传输层负责为实现上层应用程序的多路复用, 建立会话连接和断开虚电路提供机制.
l 面向连接或者无连接.
l 流量控制
保证数据完整性, 过程如下:
n 根据所传送的数据段的接收情况, 对发送方做出确认.
n 重新传送没有收到确认的数据段
n 根据到达接收方的情况, 对数据段进行排序, 以得到正确的顺序
n 维持可管理的数据流量, 以避免拥塞, 过载和数据丢失.
l 如何判断面向连接:
n 建立虚电路(比如三方握手)
n 排序
n 确认
n 流量控制
l 窗口机制
窗口:”时间差”内发送的数据段的数量. 以字节为单位
l 确认
给发送方一个确认信息, 与发送方及其保持通信. 发送方将它所受到的每个数据段都记录下来, 并在发送下一个数据段之前, 等待对他们的确认. 当发送一个数据段时, 发送方及其启动一个计时器, 如果在的受到从接收方反悔的确认之前计时器到期了, 就重新传输这个数据段.
5. Network layer
l 设备寻址, 跟踪网络中的设备位置, 决定传送数据的最佳路径
l 路由器工作于此层, 工作过程如下:
路由器接口收到一个包, 路由器检查其IP地址, 判断是否发给自己. 若不是, 则在路由表中查找目的网络地址, 一旦选择了一个外出接口, 包就被送到那个接口上并且封装成帧, 最后送出本地网络. 如果在路由表里找不到对应于包的目的网络, 就丢弃.
l 两种包
数据包和路由更新包—构建和维护路由表.
l 路由表中包含的内容
n 网络地址: 与协议有关, 不同协议有不同的表示方法. 所以路由器为每种协议维护一个唯一的路由表.
n 接口:外出接口, 出本地网络
n 度量(Metric) 远程网络距离
l 路由器小结:
n 默认时, 不会转发任何广播包或者组播包
n 使用逻辑地址, 逻辑地址在网络层的包头中, 用来决定将包转发到的下一跳路由器
n 路由器可以使用管理员创建的访问表来控制被允许进入或者流出一个接口的包的安全性
n 可提供第二层桥接功能, 并且可以通过同一个接口同时进行传送
n 第三层可以提供VLAN只见的连接
n 提供QOS
Routers, by default, will not forward any broadcast or multicast packets.
Routers use the logical address in a Network layer header to determine the next hop router to forward the packet to.
Routers can use access lists, created by an administrator, to control security on the types of packets that are allowed to enter or exit an interface.
Routers can provide layer 2 bridging functions if needed and can simultaneously route through the same interface.
Layer 3 devices (routers in this case) provide connections between virtual LANs (VLANs).
Routers can provide quality of service (QoS) for specific types of network traffic.
l 数据物理传输, 处理出错通知, 网络拓扑和流量控制
l 将信息封装成数据帧, 并且添加定制的包头, 包头中包含了硬件形式的源地址和目的地址.
The Data Link layer formats the message into pieces; each called a data frame, and adds a customized header containing the hardware destination and source address.
l 对于向各个主机或者路由器之间发送数据包的主机来说, 数据链路层使用的是硬件寻址. 在路由器间传送包时, 它就在数据链路层被封装成为带控制信息的帧, 但这些控制信息将被接收方路由器剥离, 只是完整的保留原始数据包, 如此封装信息直到传输到正确的接收方主机. 尤其注意: 数据包在传输过程中从来未曾改变, 只是由它的控制信息进行封装, 然后传输.
l 两个子层: MAC 和 LLC
n MAC 定义数据包如何在介质上传输
n LLC负责识别网络层协议, 然后封装. 其工作原理是: 主机接收到帧, 查看LLC header, 找到目的地. 同时LLC还可以提供流量控制和控制比特流的排序.
l 数据链路层的交换机和网桥
n 第二层是基于硬件的桥接技术. 使用专用集成电路 ASIC.
Layer 2 switching is considered hardware-based bridging because it uses specialized hardware called an application-specific integrated circuit (ASIC).
n 路由器是第三层设备, 它需要定位特定的网络, 而第二层设备(网桥和交换机)需要定位特定的设备. 网络之于路由器就像单个设备至于交换机或网桥. 路由器用路由表映射网络, 那么交换机或我那个桥就用过滤表来映射单个设备.
n 当filter table创建之后, 它只将帧转到目的硬件地址指定网络. 若目的设备和帧在统一网段, 第二层设备将封锁此帧, 不让它转发. 如果不同, 则转发.—–透明桥接. Transparent bridging.
n 当交换机接收到一个帧, 其目的硬件地址不在自己的过滤表中时, 它就会把这个帧转发到所有连接的网段上. 如果接收此帧的设备响应了转发, 那么交换机会更新其过滤表, 定位这个设备. 如果发送的帧的目的地址是广播地址, 那么默认时交换机将转发所有的广播到相连的每个网段上.
n 广播风暴, 位于第二层, 阻止其的唯一办法就是第三层设备路由器.
n 相对于集线器, LAN交换的另一个好处是, 插接到交换机的每个网段上的每台设备可以同时传输数据. 而集线器每次只能允许一台设备进行通信.
7. Physical layer
l 发送和接受比特流. It sends bits and receives bits.
Physical layer communicates directly with the various types of actual communication media.
l 物理层直接与各种类型的实际通信介质进行通信.
l 物理层集线器: 多端口中继器. A hub is really a multiple-port repeater. A repeater receives a digital signal and reamplifies or regenerates that signal and then forwards the digital signal out all active ports without looking at any data. 不管数据是什么, 只是放大或整形. 在集线器的端口上, 从网段接收到的任何数字信号被整形或放大, 然后传送到集线器的所有端口上. 这表明插入集线器的所有设备都在同一个冲突域内, 也在同一广播域内.——不检查数据, 所有设备都监听.
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