OSI - 国际标准化组织ISO 于1981年正式推荐了一个网络系统结构–七层参考模型,叫做开放系统互连模型(Open System Interconnection,OSI)。
OSI的作用:
降低复杂性
标准化接口
简化模块化设计
确保技术的互操作性
加快发展速度
简化教学
主要为启动、维护以及关闭物理链路定义了电气规范、机械规范、过程规范和功能规范。
物理层主要功能:
①为数据端设备提供传送数据的通路
②传输数据
物理层要形成合适数据传输的实体,为数据传输服务。
一是保证数据能在其上正确通过。
二是提供足够的带宽(带宽是指每秒钟能够通过的比特数(Bit)),以减少信道上的拥塞。传输数据的方式能满足点到点、一点到多点,串行或并行,半双工或全双工,同步或异步的需要。
数据链路层定义了物理地址,用来标识网络中网络设备的唯一标识–MAC地址
MAC(媒体访问控制)地址是物理地址,世界唯一,出厂设定。数据链路层主要功能:
①链路连接的建立,拆除,分离。
②帧定界和帧同步。链路层的数据传输单元是帧 ,协议不同,帧的长短和界面有差别,但是无论如何必须对帧进行定界。
③顺序控制,指对帧的收发顺序的控制
④差错检测和恢复。还有链路标识,流量控制等等。 (3)network 网络层:(数据传输)
路由数据包
选择传递数据的最佳路径
支持逻辑寻址和路径选择
网络层为建立网络连接和为上层提供服务
MAC地址不具有可管理性,逻辑地址具有可管理性;逻辑地址依赖于底层物理地址进行通信;网络地址就是逻辑地址即IP地址;通过IP地址可以区分不同的网络
网络层主要功能:
①路由选择和中继
②激活,终止网络连接
③在一条数据链路上复用多余网络连接,采用分时复用技术
④差错检测与恢复
⑤排序,流量控制
⑥服务选项
⑦网络管理
确保数据传输的可靠性
建立、维护和终止虚拟电路
通过错误检测与恢复
信息流控制来保障可靠性
传输层功能:
①电话交换网,分组交换网,公用数据交换网,局域网等通信子网都可互连,但它们提供的吞吐量,传输速率,数据延迟通信费用各不相同,传输层采用分流/合流,复用/解复用技术来调节这些通信子网的差异,使会话层感受不到。
②传输层还要具备差错恢复,流量控制等功能。
建立、管理和终止在应用程序之间的会话
会话层功能:
①将会话地址映射为运输地址
②选择需要的运输服务质量参数(QOS)
③对会话参数进行协商
④识别各个会话连接
⑤传送有限的透明用户数据
确保接收系统可以读出该数据
格式化数据
构建数据
协商用于应用层的数据传输语法
提供加密
(7)application 应用层:(网络进程访问应用层)为应用进程(例如:电子邮件、文件传输和终端仿真)提供网络服务
提供用户身份验证
OSI 七层模型:
发送方:
接收方:
综上:
①用户数据到达OSI每一层,每一层都会在前面添加一些属于自的头部信息。
②FCS:校验位,数据链路层将前面的数据总体做一个计算,得出一个数据放在FCS处。 数据接收方以同样的算法得出校验位的值与FCS比较。检验数据的完整性。
③接收方反过来,拆读报文。
PDU: Protocol Data Unit,协议数据单元是指对等层次之间传递的数据单位
物理层的 PDU是数据位 bit
数据链路层的 PDU是数据帧 frame
网络层的PDU是数据包 packet
传输层的 PDU是数据段 segment
其他更高层次的PDU是消息 message
三种通讯机制单工:单向传输;收音机
HD(Half Duplex)–半双工:轮流双向传输;对讲机
FD(Full Duplex)–全双工:同时双向;手机
全双工效率最高,半双工效率减半
三种通讯方式UNICAST单播:目标计算机只有一台计算机,并不代表其他主机收不到
MULTCAST多(组)播:目标为一些计算机,并不代表其他主机收不到
BROADCAST广播:目标是所有主机,存在干扰的可能性
~]# ifconfig 物理网卡:ens33 lo:回环网卡,虚拟网卡 ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500 <BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>支持广播,组播,也支持单播 lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536 <..>不支持广播和多播查询物理网卡特性和工作状态:mii-tool 和 ethtool <以下命令内容部分显示> ~]# mii-tool -v ens33 ens33: negotiated 1000baseT-FD flow-control, link ok 目前物理网卡工作状态为:千兆全双工模式 具有流控制 <link ok 表示网线连接> 具有流控制表示中间的网络速度可调节 <no link 表示网线断开> product info: Yukon 88E1011 rev 3 basic mode: autonegotiation enabled capabilities: 1000baseT-FD 100baseTx-FD 100baseTx-HD 10baseT-FD 10baseT-HD ..... ~]# ethtool ens33 Supported link modes: 10baseT/Half 10baseT/Full ...... Link detected: yes 帧结构※※※※※ Ethernet Frame结构 (以太网的帧结构)以太网是工作在数据链路层的,以太网定义了帧的标准格式:
8个字节:7个字节的前导信息+1个字节的SOF(帧开始的分隔符)
6个字节:6个字节的目标MAC地址
6个字节:6个字节的源MAC地址
2个字节:2个字节的上层协议类型(2代以太网)(1代以太网为2个字节的长度)
DATA字节:数据的字节范围(46-1500)注:此时的数据包含了数据链路层以上层的封装头部
4个字节:4字节的校验位;FSC
注意: 前8个字节和最后4个字节一般不关心;一般关心中间的部分;
MAC地址:eg:00:0c:29:05:29:6e
广播: 目标MAC地址全是1(brd ff:ff:ff:ff:ff:ff)
单播: 目标MAC地址为具体设备的MAC(00:0c:29:05:29:6e)
多播/组播:目标MAC的前三位的高八位的最后一位可以区分多播和单播