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物理層

物理層設(shè)備

1. 集線器
2. 中繼器
3. 編碼—解碼器
4. 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(lái)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(lái)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(lái)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(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè) CSMA/CD(carrier sense multiple access/collision detect)：一種介質(zhì)訪問(wèn)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(lái)解決這種沖突問(wèn)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(shuō)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(méi)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(tīng)線路，以確信其他主機(jī)沒(méi)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(wèn)控制方法, 將上層交下來(lái)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(guò)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(kāi)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(méi)有完全按OSI七層模型設(shè)計(jì)的產(chǎn)品)