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计算机网络七层模型,osi七层网络结构

时间:2023-05-05 13:14:41 阅读:192716 作者:4015

OSI 七层网络模型 OSI七层模型概念、数据传输过程中的单位、通讯方式、通讯机制、帧结构 OSI

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

(1)physical 物理层:(二进制传输)

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。

(2)data link 数据链路层:(访问介质) 定义如何格式化数据以便于进行传输以及如何控制对网络的访问支持错误检测链路层是为网络层提供数据传送服务的
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

(4)transport 传输层:(端到端连接)

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。

(5)session 会话层:(主机间通信)

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

(6)presention 表示层:(数据表示)

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:

数据报文的封装

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。

数据传输过程中的单位

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

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