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OSI模型详解

时间:2020-06-13 15:30:22      阅读:62      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

1. OSI概述

1.1 模拟器说明

1.1.1 模拟器的作用

搭建实验环境进行测试。

1.1.2 模拟器的类型

  • PT:一般是学校中使用,命令不完整,且不能抓包
  • GNS3:思科(CCNA,CCNP),命令行比较完整,可以抓包分析(运行IOS)
  • EVE:思科(CCIE)
  • ENSP:华为

1.2 集线器和交换机

1.2.1 集线器(HUB)

只是简单的将多个计算机串联起来(HUB带电源供电,以放大电信号)。HUB是物理层设备。

和HUB相连的所有主机都在一个冲突域内,所以同一时间只能有一个主机发送报文,而其他所有主机都只能接受。即某个时段,HUB接口中,只能有一个用户建立数据链路和目的端进行通信,而其他端口只能处于监听状态。

CSMA/CD:载波侦听多路访问/冲突检测 协议:是广播型信道中采用的一种随机访问技术的竞争型访问方法,是一种退让机制。

HUB集线器采用是是半双工通信机制。

1.2.2 交换机(Switch)

Switch和主机相连的每个接口都会把电信号(高低电频)转换为数字信号(100101010)。

交换机是拥有CPU、内存、缓存以及一系列芯片的,可以边缓存边转发,所以可以对从接口传入过来的数据进行处理。

Switch的每一个接口是一个冲突域,所以和交换机相连的所有主机都可以同时发送报文。

网桥:PC1  --> (电信号转换为数字信号) 网桥 (数字信号转换为电信号) --> PC2  (网桥还会对接收的信息进行纠错)

1.3 OSI七层模型概述

1.3.1 OSI七层&TCP/IP五层

OSI七层图示:
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TCP/IP五层图示:(TCP/IP四层是将数据链路层和物理层合并成了网络接口层)

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1.3.2 对OSI七层各个层次的解释

  • 第七层:应用层
    • QQ、搜狗、思维导图等应用软件
  • 第六层:表示层
    • 转码的过程、压缩、应用软件之间的数据交互
  • 第五层:会话层
    • 迅雷下载、限速
    • 应用层:数据 = PDU
  • 第四层:传输层
    • TCP、UDP
    • TCP + 数据 = 段(segment)
  • 第三层:网络层
    • 路由、如何到达到对方
    • IP + TCP + 数据 = 包(packet)
  • 第二层:数据链路层
    • MAC地址
    • MAC + IP + TCP + 数据 = 帧(frame)
  • 第一层:物理层
    • 比特(bit)

 2. 物理层(传输介质)

2.1 有线介质

2.1.1 双绞线

特点:电传输(线缆+水晶头)

  • 传输距离:100m
  • 传输介质:铜
  • 误码率:线缆传输过程中受到干扰发生错误的比例
  • 绞线的主要目的就是屏蔽信号,所以要绞在一起,绞的越紧抗干扰能力越强;全平的线容易受到干扰。

线缆的部分:

  • 非屏蔽线:
    • CAT5:五类线
    • CAT5E:超五类线
    • CAT6:六类线
    • CAT6E:超六类线
    • 建议使用六类线,部分六类线有屏蔽功能
  • 屏蔽线:(屏蔽线外面有一层铝箔包裹,以屏蔽信号)
    • CAT7:七类线
    • 七类线默认就是屏蔽线,建议在机房环境下使用七类线

水晶头部分:(RJ45水晶头)

  • 线序:线序从左到右
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  • 直通线和交叉线:
    • 直通线:568B-568B、568A-568A
    • 交叉线:568B-568A
  • 通断规则:
    • 4芯通:百兆(线序中的第1236通)
    • 8芯全通:千兆(在应急情况下,可以将一根网线分成两个头,第1236和第4578)
  • 设备连线标准:
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 POE设备:通过双绞线进行供电(类似一台2层或3层的交换机)

  • 作用:供电 + 数据传输
  • 支持:POE交换机
    • 摄像头支持POE供电
    • 无线路由器支持POE供电
  • 图示:
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2.1.2 光纤

特点:光传输(玻璃纤维,塑料)

  • 不受电磁信号干扰
  • 传输速率快:
    • 1000M:G
    • 10000M:TEN-G
    • 100000M:E
  • 传输距离大:
    • 多模:2KM
      • 类比于手电筒
    • 单模:42KM
      • 类比于激光
  • 光缆本身不值钱,但是接口比较贵(接口就是一个光模块)

2.2 无线介质(WiFi)

2.2.1 运营商网络

5G:

  • 高频:波长比较短
  • 干扰源:不容易受到干扰
  • 特点:
    • 价格贵
    • 穿墙能力比较差

2.4G:

  • 低频:波长比较长
  • 干扰源:
    • 电磁炉
    • 蓝牙鼠标
    • 电吹风
  • 特点:穿墙能力比较好

2.2.2 无线路由器

 把RJ45的有限网络,放出无线的信号。

3. 数据链路层

3.1 数据链路层概述

  • 由来:单纯的数字信号0和1没有任何意义,必须规定电信号多少位一组,每组什么意思。
  • 数据链路层的功能:
    • 在数据链路层进行比特转换(电信号 --> 数字信号)
    • 定义了数字信号的分组方式

3.2 数据链路层:MAC子层+LLC子层

  • MAC Sub-layer(介质访问控制子层)
    • 指定数据如何通过物理线路进行传输,并与物理层通信
  • LLC Sub-layer(逻辑链路控制子层)
    • 对数据进行识别并纠错、重传(误码率)、协商速率等
      • 若误码率较高,会直接将接口速率降低(如千兆变百兆),若再高,会将接口直接宕掉
    • 全双共和半双共也是LLC子层协商的,正常情况下都是全双工,可以手动调
  • 图示:
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3.2 MAC地址

组成:12个十六进制数字组成

  • 前6位:厂商编号
  • 后6位:流水线号

3.3 交换机与MAC地址

  • MAC地址表:MAC -> 接口
    • 若交换机中的MAC表有目标MAC的记录:直接查表转发
    • 若交换机中的MAC表没有目标MAC的记录:就发送给除了自己的所有接口(广播的方式)
    • MAC地址表如果过大,内存可能会溢出
  • 接口带宽:
    • E:10M/100M
    • F:100M
    • G:1000M
    • Ten-G:10000M

3.4 接口UP的方式(双UP和单UP)

  • 物理层的UP
  • 协议的UP
    • 协议的UP是需要LLC子层来进行协商看能否UP起来的
  • 双UP才能转发数据(接口和协议都UP)

3.5 双工

  • 全双工:
    • 收发能同时进行
  • 半双工:
    • 收发不能同时进行
    • 如HUB集线器

4. 网络层

5. 传输层

 

OSI模型详解

原文:https://www.cnblogs.com/hgzero/p/13113761.html

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