物理層/數(shù)據(jù)鏈路層/網(wǎng)絡(luò)層工作原理
物理層
物理層設(shè)備
- 集線器
- 中繼器
- 編碼—解碼器
- 傳輸介質(zhì)連接器
集線器運(yùn)行在物理層
- 所有設(shè)備在同一沖突域(二層設(shè)備，橋或交換機(jī)來隔離沖突域)
- 所有設(shè)備在同一廣播域(三層設(shè)備，如路由器來隔離廣播域)
- 所有設(shè)備共享相同的帶寬
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的域
沖突 (collision)：在以太網(wǎng)中，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，從兩個(gè)設(shè)備發(fā)出的幀將會(huì)碰撞，在物理介質(zhì)上相遇，彼此數(shù)據(jù)都會(huì)被破壞
沖突域(collision domain)一個(gè)支持共享介質(zhì)的網(wǎng)段
廣播域 (broadcast domain)：廣播幀傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)范圍，一般是路由器來設(shè)定邊界(因?yàn)閞outer不轉(zhuǎn)發(fā)廣播)
同一個(gè)沖突域
- 接入設(shè)備越多沖突機(jī)率越大
- 用CSMA/CD技術(shù)解決
載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè) CSMA/CD(carrier sense multiple access/collision detect)：一種介質(zhì)訪問的控制方法，當(dāng)在同一個(gè)共享網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳送數(shù)據(jù)包時(shí)，不可避免的會(huì)產(chǎn)生沖突，而CSMA/CD機(jī)制就是用來解決這種沖突問題
CSMA/CD工作原理
當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)想在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它首先檢查線路上是否有其他主機(jī)的信號(hào)在傳送：如果有，說明其他主機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，自己則利用退避算法等一會(huì)再試圖發(fā)送;如果線路上沒有其他主機(jī)的信號(hào)，自己就將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，同時(shí)，不停的監(jiān)聽線路，以確信其他主機(jī)沒有發(fā)送數(shù)據(jù)，如果檢測(cè)到有其他信號(hào)，自己就發(fā)送一個(gè)JAM阻塞信號(hào)，通知網(wǎng)段上的其他節(jié)點(diǎn)停止發(fā)送數(shù)據(jù)，這時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)也必須采用退避算法等一會(huì)再試圖發(fā)送。
CSMA/CD重要特性
使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信(半雙工通信)
每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性
這種發(fā)送的不確定性使整個(gè)以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率
數(shù)據(jù)鏈路層
MAC子層(media access control):
負(fù)責(zé)MAC尋址和定義介質(zhì)訪問控制方法, 將上層交下來的數(shù)據(jù)封裝成幀進(jìn)行發(fā)送(接收時(shí)進(jìn)行相反的過程，將幀拆卸)
LLC子層(logical link control):為上層協(xié)議提供SAP (服務(wù)訪問點(diǎn))，并為數(shù)據(jù)加上控制信息,建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接
LLC子層協(xié)議：802.2
802.2協(xié)議只在LLC子層，為以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)提供了通用功能，標(biāo)識(shí)上層所使用的協(xié)議
SAP( Service Access Point服務(wù)訪問點(diǎn))：LLC子層為網(wǎng)絡(luò)層的各種協(xié)議提供服務(wù)，而上層可能運(yùn)行不同協(xié)議，為區(qū)分不同上層協(xié)議的數(shù)據(jù)，要采用服務(wù)訪問點(diǎn)
報(bào)文頭
網(wǎng)絡(luò)層
- 代表協(xié)議 IP
- 廣播信息控制
- 多點(diǎn)發(fā)送信息控制
- 路徑優(yōu)化
- 流量管制
- 邏輯尋址
- 提供WAN連接
網(wǎng)絡(luò)層功能
- 傳輸層
- 代表協(xié)議 TCP UDP
- 區(qū)分不同的上層應(yīng)用
- 建立應(yīng)用間的端到端連接
- 定義流量控制
- 為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠或不可靠的連接服務(wù)
可靠的傳輸層功能，建立三次握手
OSI模型的意義及缺陷
OSI模型的意義
- 提供了網(wǎng)絡(luò)間互連的參考模型
- 成為實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建模、設(shè)計(jì)的重要參考工具和理論依據(jù)
- OSI/RM的思想為我們提供了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與分析的方法(實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)幾乎都是分層結(jié)構(gòu)，功能分層，協(xié)議分層，只是根據(jù)實(shí)際需要，層次有多有少。模塊化的結(jié)構(gòu)便于同時(shí)開發(fā)、升級(jí)換代，維護(hù)管理)
OSI模型的缺陷
- 許多功能在多個(gè)層次重復(fù)，有冗余感(如流控，差錯(cuò)控制等)
- 各層功能分配不均勻(鏈路、網(wǎng)絡(luò)層任務(wù)重，會(huì)話層任務(wù)輕)
- 功能和服務(wù)定義復(fù)雜，很難產(chǎn)品化(所以實(shí)際應(yīng)用中幾乎沒有完全按OSI七層模型設(shè)計(jì)的產(chǎn)品)
