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1、,课程名称：网络工程 主讲：胡晓玲,第一章 OSI层次模型,本章目标,通过本章的学习，您应该掌握以下内容: 掌握OSI分层模型以及每一层的功能 清楚集线器、交换机（网桥）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冲突域、广播域的概念 描述数据在源和目标设备间的传送过程,国际标准化组织ISO,ISO:国际标准化组织 ( International Organization for Standardization ) OSI:开放系统互联 ( open system interconnection ) 20世纪70年代后期，ISO创建OSI参考模型，希望不同供应商（如DEC
2、net、IBM）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！（ISO从来没有被真正实现过）,网络分层的优点,1、促进标准化工作，增进各厂商产品之间的互通性。 2、各层间相互独立，把复杂的网络操作分成低复杂性单元，同时也简化了故障排除。 3、灵活性好，某一层变化不会影响到别层，设计者可以专心设计和开发相应的模块。 4、各层间通过一个接口在相邻层上下通信。,如PC机就是一个模块化设备的实例,OSI 七层模型,应用层作用,例子,应用层,能够感知网络的各种应用程序， 通常基于GUI、CLI与人进行交互。,Telnet、 Email FTP、 Web浏览器,CISCO路由器和交换机基于C
3、LI，而Web浏览器则基于图形界面。,文本：ASCII、 EBCDIC 图像：JPEG、BMP 音频：WAV、MIDI 视频：WMV、AVI,定义各种信息的数据表示格式 加密等特殊处理过程,例子,表示层,表示层作用,负责定义信息是如何通过用户正在使用的界面呈现给用户,会话层作用,启动连接、区分多个连接，这个过程的实际技术细节是在传输层完成。,TCP UDP SPX,例子,传输层的作用,传输层,可靠或不可靠的数据传输 流量控制、多路复用,负责连接的实际技术细节，同时对数据提供可靠对和不可靠的传输。,IP IPX DECnet Apple Talk,例子,网络层的作用,网络层,定义第三层逻辑地址、
4、逻辑路径寻址、连接不同的链路类型,路由器工作在这个层次,网络层的作用(续),LAN：802.3、802.4、802.5 、FDDI、Token ring WAN：ATM、FR、HDLC、PPP、SLIP、X.25,例子,数据链路层的作用,网桥和交换机工作在这个层次,Ethernet II帧格式,物理层的作用,提供网络连接的物理技术细节，包括如下内容： 线缆类型：3类、5类UTP、多模光纤、单模光纤 接口连接器：AUI、BNC、DB-60、RJ-11、RJ-45 各信号线电气特性、规程特性,集线器和中继器工作在这个层次,数据传输过程,协议数据单元（PDU）,PDU（protocol data u
5、nit)：协议对等层之间交换的信息叫协议数据单元。 上层 : message transport layer : segment Network layer: packet Data-link layer: Frame Physical layer: bit,上层数据,LLC 头 + IP + TCP + 上层数据,MAC 头,IP + TCP +上层数据,LLC 头,TCP+上层数据,IP 头,上层数据,TCP 头,0101110101001000010,传输层,数据链路层,物理层,网络层,表示层,应用层,会话层,封装过程,LLC 头,IP 头,FCS,FCS,上层数据,LLC 头 + IP
6、 + TCP + 上层数据,MAC 头,IP + TCP +上层数据,LLC 头,TCP+上层数据,IP 头,上层数据,TCP 头,0101110101001000010,传输层,数据链路层,物理层,网络层,表示层,应用层,会话层,解封装过程,OSI模型的意义,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 OSI/RM的思想为我们提供了进行网络设计与分析的方法 （实际的网络几乎都是分层结构，功能分层，协议分层，只是根据实际需要，层次有多有少。模块化的结构便于同时开发、升级换代，维护管理）,OSI模型的缺陷,许多功能在多个层次重复，有冗余感（如流控，差错控制等） 各
7、层功能分配不均匀（链路、网络层任务重，会话层任务轻） 功能和服务定义复杂，很难产品化 实际应用中几乎没有完全按OSI七层模型设计的产品,二、联网设备,集线器 交换机（网桥） 路由器,冲突域 广播域,冲突 （collision）：在以太网中，当两个节点同时传输数据时，从两个设备发出的帧将会碰撞，在物理介质上相遇，彼此数据都会被破坏 冲突域（collision domain）一个支持共享介质的网段 广播域 (broadcast domain)：广播帧传输的网络范围，一般是路由器来设定边界（因为router不转发广播）,A,B,C,D,物理层,所有设备在同一冲突域 所有设备在同一广播域 所有设备共享
8、相同的带宽,集线器运行在物理层,集线器：同一个冲突域,接入设备越多冲突机率越大 跟集线器相连的所有主机只能以半双工方式工作，且必须运行CSMA/CD协议,CSMA/CD工作原理,发送数据前先监听信道，若信道空闲，则发送数据，若信道忙继续监听，直到信道空闲再发送数据，称之为载波监听。 若两台主机同时监听到信道空闲，同时将数据送往信道，则必然冲突。此外，信道的“假空闲”也会导致冲突发生。因此，要求主机边发送数据边检测冲突。 如果冲突发生，则立刻发送一个JAM信号以强化冲突，随后随即等待一段时间再次监听信道。,每段有自己的冲突域 所有的段都在同一广播域,数据链路层,或,1,2,3,1,2,交换机和桥
9、运行在链路层,交换机,每段有自己的冲突域 广播信息向所有段转发,缓冲区,交换,路由器：运行在网络层,广播、组播信息控制 路径优化 流量管制 逻辑寻址 提供WAN连接,路由器提供远程访问服务,因特网,家庭办公用户,分部,调制解调器 或 ISDN适配卡,移动用户,公司总部,集线器,桥,交换机,路由器,冲突域,1 4 4 4,广播域,1 1 1 4,网络设备的域,路由器交换机比较,连接异构网络的能力 所构建网络的可扩展性 转发表的形成过程,本章总结,通过本章的学习，您应该掌握以下内容: 掌握OSI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 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,1. 在网络环境下应用 OSI 模式有什么优点? 2. 描述数据封装的过程。 3. 集线器、交换机、路由器和广播域、冲突域?,问题回顾,