CCNA笔记2--OSI参考模型与设备的关系

OSI:OSI是Open System Interconnection的缩写，意为开放式系统互联。国际标准化组织(ISO)制定了OSI模型。这个模型把网络通信的工作分为7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层

物理层：

中继器(repeater)： 双绞线（RJ-45接口网线）的理论最大传输距离是100M，超过100M信号会衰减，这时候就要用到中继器，它能起到放大信号延长传输距离的作用。

光纤：以功能分为单模光纤和多模光纤（传输速度慢，距离短），也可以分为室内（橙黄色）和室外（橙红色）。光纤有效传输距离为1000米，不受电磁干扰，但安装时弯曲半径不得小于30cm。

同轴电缆：用于闭路电视和监控等。分为细轴电缆（10base2）和粗轴电缆（10base5），一个细缆可以接收35个RJ45网线口的数据量，传输距离为185米；一个粗缆可以接收100个RJ45网线口的数据量，传输距离为1500米。

集线器(hub)：集线器相当于一个多端口的中继器，也能起到放大信号的作用，并且集线器是属于半双工模式的（简单的理解成在同一时刻只有一个方向的数据 可以传输，收的时候不能发，发的时候不能收），而在集线器连接的网络中，不管有多少个集线器，都只有一个广播域和一个冲突域。

物理层：定义了网络接口标准，以及电压，确定了数据如何传输。

数据链路层(Data Link Layer)：

数据链路层的主要功能是在不可靠的物理层上进行数据的可靠传输，将用户数据封装成帧（Frame），进行CRC效验（循环冗余效验）以及防止高速发送方的数据将低速方淹没，物理地址定义，差错验证，物理介质访问，网络拓扑结构，链路参数，流控制。

数据帧：共分5段，A、B、C、D、E。A段：起始字段，提醒帧来了。B段：数据帧地址字段，MAC地址表示原地址和目的地址。C段：长度类型控制字段，识别帧的类型和长度。D字段：原始据字段，原始数据。E段：帧校验字段，校验帧的完整性。

MAC地址：由48个十六进制数组成，不可更改，直接集成在网卡上，具有全球唯一性。前24为作为一个厂商号，后24位是厂商自己定制的。若后24位全为F，MAC地址为广播地址。

数据链路层包含LLC子层和MAC子层。LLC子层称为逻辑链路控制子层，负责识别网络协议，并对其 进行封装，LLC报头告诉数据链路层一旦帧被接收，该如何处理。MAC子层：识别MAC地址，封装是添加MAC地址。

网络层(Network)：

路由器和三层交换机都属于网络层设备，它们是应用于不同网段间的设备；路由器的每个端口属于一个单独的广播域，也是一个单独的冲突域。

传输层(Transport Layer)：

传输层实现了用户进程间端到端的通信（End-to-End），传输层相关的协议有TCP、UDP等。我们会经常看到这两个协议名称出现 在Windows CMD的”netstat -ano”这条命令的显示里，Linux下可以在终端中输入”netstat -nautp”来查看这些端口。

在网际层中的IP协议，采用无连接的数据报机制，不做验证也不进行确认，而TCP/IP的可靠性体现在传输层，传输层的常见协议如下：
TCP(Transmission Control Protocol)——是一种面向连接的传输层协议，能提供可靠的数据传输，在传输数据前需要先建立连接，下面是TCP从”三次握手”建立连接到数据传输，再到”四次握手”断开连接的过程：

建立连接的”三次握手”过程：
1）首先客户端发送连接请求报文（SYN）；
2）服务端接受连接后回复（SYN+ACK）报文，并为这次连接分配资源；
3）客户端接收到（SYN+ACK）报文后向服务端回发（ACK）报文，并分配资源，这样TCP连接就建立了；
数据传输阶段——建立连接后双方的状态都是”ESTABLISHED”，此时就可以互传数据了；
断开连接的”四次握手”过程：
1）断开连接的（FIN）报文可以是客户端也可以是服务端发出，本例假设是客户端发出，（FIN）报文告诉服务器：”我是客户端，我已经没有数据需要发给你了，但是如果你还有数据没有发送完成，不必急着关闭Socket，仍然可以继续发送数据给我”；
2）服务器收到这个（FIN）报文后，先发送（ACK）告诉客户端：”你的请求我收到了，请继续等我的消息”；客户端收到这个（ACK）就进入FIN_WAIT状态，继续等待Server端的FIN报文；
3）当服务器确定数据已发送完成，则向客户端发送（FIN）报文告诉客户端：”我这边数据发完了，准备好关闭连接了”；

4）客户端收到（FIN）报文后，知道可以关闭连接了，最后向服务端发送（ACK）进行关闭确认，然后进入”TIME_WAIT”状态，如果服务端没有收 到（ACK）则可以重传；服务端收到（ACK）后，将连接关闭。客户端等待了MSL（在RFC793指出MSL为2分钟，然而，实现中的常用值是30 秒，1分钟或2分钟）后依然没有收到回复，则证明服务端已正常关闭，此时客户端也将连接关闭。TCP连接断开完成。

TCP协议：可靠传输控制协议，不允许有丢帧现象，延迟比较高。用于http,ftp协议等。

UDP协议：不可靠传输控制协议，没有差错验证，延迟低。用于视频通话，语音通话等。

会话层(Session Layer)：

会话层提供的主要服务是会话控制、同步、重传等。

表示层(Presentation Layer)：

表示层提供的主要服务为数据的编码、压缩、加密解密等。

应用层(Application Layer)：

应用层包含了大量协议的应用，最常见的有： HTTP-TCP80、FTP-TCP21、SMTP-TCP25、POP3-TCP110、DNS-TCP/UDP53、TELNET-TCP23等。