1、第二章第二章OSI层次模型层次模型计算机网络实践教程计算机网络实践教程配套配套PPT本章目标本章目标通过本章的学习，您应该掌握以下内容通过本章的学习，您应该掌握以下内容:掌握掌握OSIOSI分层模型分层模型 描述数据在源和目标设备间的传送过程描述数据在源和目标设备间的传送过程 清楚集线器、交换机和路由器在网络中担当的角色清楚集线器、交换机和路由器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和功能；懂得在什么情况下该用什么样的设备标准化组织标准化组织ISOISO：国际标准化组织：国际标准化组织（International Organization for Standardizat
2、ion）OSI：开放系统互联模型：开放系统互联模型（open system interconnection）背景：背景：20世纪世纪70年代后期，年代后期，ISO创建创建OSI参考模型，希望不同参考模型，希望不同供应商的网络能够相互协同工作，但迄今为止，这仍然是一个供应商的网络能够相互协同工作，但迄今为止，这仍然是一个伟大的目标！伟大的目标！OSI分层结构分层结构数据流层数据流层（低）（低）传输层传输层链路层链路层网络层网络层物理层物理层应用层应用层（高）（高）会话层会话层表示层表示层应用层应用层负责主机之间的数据传输负责主机之间的数据传输负责网络数据传输负责网络数据传输应用层应用层用户接口用
3、户接口OSIOSI参考模型的最高一层参考模型的最高一层,它提它提供人机交互用户界面。供人机交互用户界面。应用层应用层例子：例子：TELNETTELNET HTTP HTTP FTPFTPASCIIASCIIEBCDICEBCDICJPEGJPEGMP3MP3数据表示数据表示加密等特殊处理过程加密等特殊处理过程例子例子表示层表示层表示层表示层表示层提供数据表示的方法，包括表示层提供数据表示的方法，包括数据格式、数据压缩以及数据加密数据格式、数据压缩以及数据加密等。等。保证不同应用间保证不同应用间的数据区分的数据区分Operating System/Operating System/Applica
4、tion Access Application Access SchedulingScheduling例子例子会话层会话层会话层会话层会话层用于建立、维护和管理会话连接会话层用于建立、维护和管理会话连接.TCPUDPSPX802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX例子例子数据流层的作用数据流层的作用 可靠或不可靠的数据传输可靠或不可靠的数据传输 数据重传前的错误纠正数据重传前的错误纠正 将比特组合成字节进而组合成帧将比特组合成字节进而组合成帧 用用MAC地址访问介质地址访问介质 错误发现但不能纠正错误发现但不能纠正 设备间接收或发送比特流设备间接收或发送比特流 说明
5、电压、线速和线缆等说明电压、线速和线缆等传输层传输层 链路层链路层物理层物理层网络层网络层 提供路由器用来决定路径的逻辑寻址提供路由器用来决定路径的逻辑寻址定义定义 传输介质类型传输介质类型 连接器类型连接器类型 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）：细缆和粗缆双绞线（双绞线（twisted pair）：）：UTP、STP光纤（光纤（fiber）：单模、多模）：单模、多模无线（无线（wireless）：红外线、蓝牙）：红外线、蓝牙Blue Too
6、th、WLAN技术技术Ethernet的物理层的物理层交换机交换机多个主机多个主机主机主机1010Base2Base2细缆以太网细缆以太网1010Base5Base5粗缆以太网粗缆以太网10100BaseT0BaseT双绞线双绞线广域网与物理层广域网与物理层DTE设备：路由器、终端主机等；设备：路由器、终端主机等；DCE设备：广域网交换机、设备：广域网交换机、Modem、CSU/DSU等；等；常见接口：常见接口：RS-232、V.24、V.35等。等。物理层设备物理层设备集线器集线器中继器中继器 定义定义 物理地址物理地址 与帧关联的高层协议与帧关联的高层协议(Service Access P
7、oint)网络拓扑网络拓扑 数据流控制数据流控制链路层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链路层功能MAC子层子层MAC子层（子层（media access control):负责负责MAC寻寻址和定义介质访问控制方法址和定义介质访问控制方法MAC子层一般的访问控制方式：子层一般的访问控制方式：1.争用式：冲突不可避免；争用式：冲突不可避免；CSMA/CD；FCFS（first come first service)2.轮流式：访问时间可预见，不发生冲突；但是轮流式：访问时间可预见，不发生冲突；但是
8、要有要有Token 令牌令牌MAC子层协议有：子层协议有：802.3 802.5 FDDI（fiber distributed data interface)这三个这三个LAN技术的不技术的不同在于帧结构和访问机制的不同同在于帧结构和访问机制的不同LLC子层子层LLC子层（子层（logical link control):为上层协议提供为上层协议提供SAP 服务服务访问点，并为数据加上控制信息访问点，并为数据加上控制信息LLC子层协议：子层协议：802.2 数据数据源地址源地址FCS长度长度目标地址目标地址可变长可变长26640000.0C xx.xxxx厂商自己分配厂商自己分配IEEE 分配
9、分配MAC子层子层-802.3前导符前导符Ethernet II 在这里用在这里用“Type”指明上层协议，所以不用指明上层协议，所以不用 802.2.8#字节字节数据链路层功能数据链路层功能(续续)LAN与数据链路层与数据链路层IEEE802标准：定义了系列局域网标准标准：定义了系列局域网标准 IEEE802.1 基本局域网问题基本局域网问题 IEEE802.2 定义定义LLC子层子层 IEEE802.3 以太网标准以太网标准 IEEE802.4 令牌总线网令牌总线网 IEEE802.5 令牌环网令牌环网WAN与数据链路层与数据链路层WAN数据链路层标准：数据链路层标准：HDLC PPP I
10、SDN X.25 Frame Relay数据链路层数据链路层或或1 2 31 24交换机和网桥运行在链路层交换机和网桥运行在链路层交换机交换机 每个端口一个冲突域每个端口一个冲突域 广播信息向所有端口转发广播信息向所有端口转发 支持支持VLAN缓冲区缓冲区交换交换 定义与指定协议相关联定义与指定协议相关联的逻辑地址的逻辑地址 定义通过网络的路径格定义通过网络的路径格式式 将不同的网络类型连接将不同的网络类型连接到一起到一起.网络层网络层IP,IPX链路层链路层物理层物理层EIA/TIA-232v.35Ethernet帧中继帧中继HDLC802.2802.3网络层功能网络层功能数据数据源地址源地
11、址目标地址目标地址IP 头头172.15.1.1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。网络地址是全局唯一的。网络地址是全局唯一的。逻辑地址提供分层结构的网络逻辑地址提供分层结构的网络 利用路由信息来识别到达目标网络的路径利用路由信息来识别到达目标网络的路径网络层功能网络层功能(续续)路由器：运行在网络层路由器：运行在网络层 广播信息控制广播信息控制 多点发送信息控制多点发送信息控制 路径优化路径优化 流量管制流量管制 逻辑寻址逻辑寻址 提供提
12、供WAN连接连接 建立和维持两台设备之间的建立和维持两台设备之间的连接连接.区分不同的上层应用区分不同的上层应用 定义流量控制定义流量控制 线路的多路复用线路的多路复用.网络层网络层IPXIP传输层传输层SPXTCPUDP传输层功能传输层功能同步请求同步请求回应同步请求回应同步请求,同步请求同步请求回应同步请求回应同步请求数据传输数据传输(传输数据段传输数据段)发送方发送方接收方接收方可靠的传输层功能可靠的传输层功能流量控制和多路复用流量控制和多路复用传输层可以使用三种基本的流控制方法传输层可以使用三种基本的流控制方法:l 缓存机制缓存机制 l 就绪就绪/未就绪信号未就绪信号l 窗口操作窗口操
13、作线路的多路复用线路的多路复用:l 套接字套接字(端口号端口号)对等层通信对等层通信Host AHost BAPDUPPDUSPDUSegmentPacketFrameBit应用层应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应用层应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服务与对等层通信；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。每一层使用自己的协议。封装与解封装封装与解封装封装封装（encapsulate/encapsulation）：）：数据要通过网络数据要通过网
14、络进行传输，要从高层一层一层的向下传送，如果一个主机进行传输，要从高层一层一层的向下传送，如果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，这个过程叫中，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 链路层链路层物理层物理层 网络层网络
15、层 表示层表示层应用层应用层会话层会话层封装过程封装过程LLC 头头IP 头头FCSFCS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 链路层链路层物理层物理层 网络层网络层 表示层表示层应用层应用层会话层会话层解封装过程解封装过程OSIOSI模型的意义模型的意义 提供了网络间互连的参考模型提供了网络间互连的参考模型 成为实际网络建模、设计的重要参考工具和理论依据成为实际网络建模、设计的重要参考工具和理论依据 OSI/RM OSI/RM的思想为我们提供了进行网络设计与分析的方法的思想为我们提供了进行网络设计与分析的方法本章总结本章总结通过本章的学习，您应该掌握以下内容通过本章的学习，您应该掌握以下内容:掌握掌握OSI层次模型各层的主要功能层次模型各层的主要功能描述数据在源和目标设备间的传送过程描述数据在源和目标设备间的传送过程清楚集线器、交换机和路由器在网络中担当的角色和功能；懂得在什么清楚集线器、交换机和路由器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情况下该用什么样的设备
