一、OSI网络模型

个人学习笔记，若有侵权，请告知！

目录

全称：OSI （Open Systems lnterconnection） 开放系统互联

定义：ISO （International Organization for Standardization ）国际标准化组织

目的：

• 规范网络环境
• 实现兼容，以协议的形式帮助厂商生产可互操作的网络设备和软件， 让不同厂商的网络能够协同工作

特点：

• OSI模型每层都有自己的功能集；
• 层与层之间相互独立又相互依靠；
• 上层依赖于下层，下层为上层提供服务。

优点：

• 将网络通信过程划分成更小、更简单的组件，这有助于组件的开发、设计和故障排除;
• 通过标准化网络组件，让多家厂商能够协作开发;
• 规定了每个层次的职责和作用;
• 让不同类型的网络硬件和软件能够彼此通信;
• 更改某一层时不会影响其他层。

内容：一共分为7层，上3 层指定了终端中的应用程序如何彼此通信以及如何与用户交流；下4 层指定了如何进行端到端的数据传输，自上而下依次为：

• 应用层
• 表示层
• 会话层
• 传输层
• 网络层
• 数据链路层
• 物理层

OSI各层功能：

• 应用层：提供用户界面，文件、打印、消息、数据库和应用程序服务
• 表示层：编码加密，数据加密、压缩和转换服务
• 会话层：区分不同会话，提供的主要服务是会话控制、同步、重传等，提供了3 种不同的通信模式：单工、半双工和全双工
• 传输层：提供可靠或不可靠的传输，在重传前执行纠错，提供端口区分不同进程udp、tcp
• 网络层：提供逻辑（IP 地址）寻址ip 地址、icmp、arp，路由选择，数据从源端到目的端的传输——路由器、三层交换机
• 数据链路层：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，用MAC地址访问媒介，进行CRC效验（循环冗余效验）——网卡、网桥、交换机
• 物理层：二进制传输，在设备之间传输比特，提供物理接口——中继器、集线器(hub)

下四层：网络工程师比较关心——面向数据传输
上三层：软件工程师比较关心——面向用户应用

---

MAC地址：是一个十六进制数，标识了主机的物理连接。MAC 地址在OSI 模型的第2 层使用。MAC地址占用48位，前24位代表厂商，后24位为设备号。

MAC地址

IP地址：可表示为二进制，也可表示为十进制，是一种逻辑标识符，位于OSI 模型的第3 层。

位于同一个物理网段的主机使用MAC地址彼此寻找对方，而当主机位于不同的LAN 网段或子网时，将使用IP 地址来寻找对方。即使主机位于不同的子网中，分组通过路由选择到达目标网络后，也将把目标胆地址解析为MAC 地址。

---

集线器：创建一个冲突域和一个广播域。
网桥：分割冲突域，但只形成一个大型广播域，它们使用硬件地址来过滤网络。
交换机：不过是更智能的多端口网桥，它们分割冲突域，但默认创建一个大型广播域。交换机使用硬件地址过滤网络。
路由器：分割冲突域和广播域，并使用逻辑地址过滤网络。
half-duplex(半双工)以太网：它只采用1对线缆，如果hubs与switches相连，那么必须以半双工的模式操作,因为端工作站必须能够检测冲突，半双工以太网带宽的利用率只为上限的30%-40% （双向单车道）
full-duplex(全双工)以太网：采用2对线缆,点对点(point-to-point)的连接，没有冲突，双倍带宽利用率（双向双车道）
自动检测机制(auto-detection mechanism)：当全双工以太网端口电源启动时，它先与远端相连，并且与之进行协商，看是以10Mbps的速度还是以100Mbps的速度运行；再检查是否可以采用全双工模式，如果不行，则切换到半双工模式
TCP (Transmission control protocal)：传输控制协议，面向连接的传输层协议，提供可靠的数据传输，TCP是TCP/IP协议栈的一部分
UDP（User Datagram protocal)：用户报文协议，是一个面向无连接的简单的传输层协议，它在不确认和保证传送的前提下交换报文，差错处理和重发需要其他协议来处理