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Version 1.2
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- 2010-12-27
- Teddy
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- 目的
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预估学习时数
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总计:13课时
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0
- 为什么要建立OSI网络模型
- 1
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1
- OSI参考模型的基本结构
- 1
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2
- 分层结构的工作原理
- 3
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3
- 每个层次功能的介绍
- 4
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4
- OSI模型与TCP/IP协议栈的对比
- 2
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5
- 应用集锦&习题
- 2
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章节
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为什么要建立OSI网络模型
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概述
- 建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来:服务说明某一层为上一层提供一些什么功能,接口说明上一层如何使用下层的服务,而协议涉及实现本层的服务;这样各层之间具有很强的独立性,互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的,只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。
- 网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块(不同层次)分担起不同的职责,从而带来如下好处:
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Topic
- 减轻问题的复杂程度,一旦网络发生故障,可迅速定位故障所处层次,便于查找和纠错;
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Topic
- 在各层分别定义标准接口,使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作,各层之间则相对独立,一种高层协议可放在多种低层协议上运行;
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Topic
- 能有效刺激网络技术革新,因为每次更新都可以在小范围内进行,不需对整个网络动大手术;
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Topic
- 便于研究和教学;
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OSI参考模型的基本结构
- 基本7层结构图
- 7.应用层(Application Layer)
6.表示层(Presentation Layer)
5.会话层(Session Layer)
4.传输层(Transport Layer)
3.网络层(Network Layer)
2.数据链路层(Datalink Layer)
1.物理层(Physical Layer)
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分层结构的工作原理
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Peer-to-Peer Communication
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数据封装的基本流程
- Data encapsulation
- Data de-encapsulation
- 有Sender要与Receiver进行通信,任务从工作站的应用层开始,经由较低的层格式化某类信息,直至数据到达物理层,然后通过网络传输到服务器。服务器于协议栈的物理层获取信息,向上层发送信息以解释信息,直到到达应用层。每一层可用其名称称呼,也可用其在协议栈中的位置表明。
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每个层次功能的介绍
- Topic
- Topic
- Topic
- Topic
- Topic
- Topic
- Topic
- 1层物理层:主要定义物理设备标准,如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流(就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0,也就是我们常说的模数转换与数模转换)。这一层的数据叫做比特。
- 2层数据链路层:主要将从物理层接收的数据进行MAC地址(网卡的地址)的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。在这一层工作的设备是交换机,数据通过交换机来传输。
- 3层网络层:主要将从下层接收到的数据进行IP地址(例192.168.0.1)的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器,常把这一层的数据叫做数据包。
- 4层传输层:定义了一些传输数据的协议和端口号(WWW端口80等),如:TCP(传输控制协议,传输效率低,可靠性强,用于传输可靠性要求高,数据量大的数据),UDP(用户数据报协议,与TCP特性恰恰相反,用于传输可靠性要求不高,数据量小的数据,如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的)。 主要是将从下层接收的数据进行分段进行传输,到达目的地址后在进行重组。常常把这一层数据叫做段。
- 5层会话层:通过传输层(端口号:传输端口与接收端口)建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或或者接受会话请求(设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名)
- 6层表示层:主要是进行对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩等(也就是把计算机能够识别的东西转换成人能够能识别的东西(如图片、声音等))
- 7层应用层 主要是一些终端的应用,比如说FTP(各种文件下载),WEB(IE浏览),QQ之类的(你就把它理解成我们在电脑屏幕上可以看到的东西.就 是终端应用)
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OSI模型与TCP/IP协议栈的对比
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TCP/IP协议栈的层次结构
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1层主机到网络层
- 实际上TCP/IP参考模型没有真正描述这一层的实现,只是要求能够提供给其上层-网络互连层一个访问接口,以便在其上传递IP分组。由于这一层次未被定义,所以其具体的实现方法将随着网络类型的不同而不同。
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2层网络互连层
- 网络互连层是整个TCP/IP协议栈的核心。它的功能是把分组发往目标网络或主机。同时,为了尽快地发送分组,可能需要沿不同的路径同时进行分组传递。因此,分组到达的顺序和发送的顺序可能不同,这就需要上层必须对分组进行排序。
网络互连层定义了分组格式和协议,即IP协议(Internet Protocol)。
网络互连层除了需要完成路由的功能外,也可以完成将不同类型的网络(异构网)互连的任务。除此之外,网络互连层还需要完成拥塞控制的功能。
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3层传输层
- 在TCP/IP模型中,传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。在传输层定义了两种服务质量不同的协议。即:传输控制协议TCP(transmission control protocol)和用户数据报协议UDP(user datagram protocol)。
TCP协议是一个面向连接的、可靠的协议。它将一台主机发出的字节流无差错地发往互联网上的其他主机。在发送端,它负责把上层传送下来的字节流分成报文段并传递给下层。在接收端,它负责把收到的报文进行重组后递交给上层。TCP协议还要处理端到端的流量控制,以避免缓慢接收的接收方没有足够的缓冲区接收发送方发送的大量数据。
UDP协议是一个不可靠的、无连接协议,主要适用于不需要对报文进行排序和流量控制的场合。
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4层应用层
- TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。
应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。其中,有基于TCP协议的,如文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)、虚拟终端协议(TELNET)、超文本链接协议(Hyper Text Transfer Protocol,HTTP),也有基于UDP协议的。
- Topic
- TCP/IP协议栈分为四个层次:应用层、传输层、网络互连层和主机到网络层。
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应用集锦
- 从OSI看三种解决网络故障的思路.pdf
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习题
- 计算机网络基础习题.pdf
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参考文档
- Topic
- 网络发展中一个重要里程碑便是ISO(International Organization for Standardization,国际标准组织)对OSI(Open System Interconnection,开放系统互连)七层网络模型的定义。它不但成为以前的和后续的各种网络技术评判、分析的依据,也成为网络协议设计和统一的参考模型。
通过对OSI的学习,可以使初学者更加清晰、直观的了解到网络层次划分的优势及每个层次的工作原理,为日后深入的学习网络知识奠定基础。