OSI参考模型和设备之间的对应关系

作者:课课家教育更新于： 2016-09-18 18:31:19

今天，小编给大家介绍的是OSI参考模型以及在这个参考模型下设备是怎样运作的。OSI指的是开放式系统互联，一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模型。

　　OSI参考模型和设备之间的关系

　　这是一个标准的OSI七层参考模型，从下往上依次是：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层以及应用层；

　　下面我将详解在这个参考模型当中，对设备运行在哪一层这些知识的了解对大家以后的学习是非常有帮助。

　　（1）物理层：物理层中典型问题就是使用什么方式来发送1和0，一位的持续时间，是否可同时双向进行，连接如何建立和如何终止等。

　　工作在物理层的设备有：

　　A:中继器：RJ-45接口网线在理论上最大的传输距离为100M，如果超过100M信号就会衰减，这时就要用到中继器，它具有放大信号来达到延长传输距离的作用。

　　A:集线器：集线器就是一个多端口的中继器，也可以起到放大信号的作用，重要的是，集线器在同一时刻只有一个方向的数据可以传输，就是说发的时候不能收，收的时候不可以发。在集线器连接的网络当中，无论有几个集线器，都只会有一个广播域和一个冲突域。

　　集线器工作原理如下图：

　　注意：因为集线器为物理层设备，没有办法判断数据链路层的MAC地址以及网络层IP地址。因此，在这个集线器相连的网络里面，假设PC0封装数据发送给PC1，集线器接收到PC0发来的数据以后，会直接将它转发到除了接收端口之外的全部端口，这时候PC1/3/4能收到这个数据，不过根据包头部的MAC地址信息，就只有PC1会处理它，PC3/4将会丢弃这个数据包，然而，如果PC3/4上面运行了数据包分析软件，就可以捕获并且分析PC0发出的数据，这种网络拓扑设计是非常不安全的。

　　（2）数据链路层：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，以及将用户数据封装成帧，进行循环冗余效验等等。

　　工作在数据链路层的设备主要有：

　　A:网卡：又名网络适配器，在生产时将一个唯一的网络节点地址，即MAC地址，烧录到了ROM当中。MAC地址占用48位，前面的24位代表的是厂商，后24位为设备号。MAC地址可以通过一些软件设备来更改，但是更改的内容只能是显示，ROM中的MAC地址除非重新烧录否则无法更改。

　　B:网桥：网桥可以将两个局域网连接并且按照MAC地址转发数据帧，目前的网桥大多应用于软件。

　　如图，A、C连接在集线器1（Hub1）上，B、D连接在Hub2上，Hub1的一个接口连接在网桥的接口1上，Hub2的一个接口就连接在网桥的接口2上（集线器，网桥，计算机三者属于不同设备，所以使用直通线），各PC的MAC地址以及IP地址如上图所示，其工作原理如下：

　　1）如果网桥刚加电启动了，它的MAC地址缓存就是空的，此时假设A要发送数据给C，并且A已经知道C的MAC地址，A就把数据封装然后发送给Hub1，Hub1为物理层设备，它简单的将信号放大从接收端口之外的其他任何端口将数据发送出去（发送给C和网桥的接口1）；

　　2）网桥从接口1接收到A发过来的数据以后，首先添加这个数据帧的源MAC地址，既A的MAC（AAAAAAAAAAAA）以及对应的端口1添加到自己的MAC地址表中，然后从自己的MAC地址表中去找这个数据帧目的地C的MAC地址。此时是找不到，所以网桥用广播的形式把这个数据帧从接口2发送出去；

　　3）集线器2收到这个数据帧，然后将这个数据帧从除接收端口以外的其他端口发送出去，D以及B均接收到了这个数据帧，D和B对数据帧进行检查时发现目的MAC地址与自己的网卡MAC地址不一样，计算机D以及B丢弃这个数据帧；

　　4）在第1步中C也同时接收了这个数据帧，C检查目的MAC地址的时候发现与本机相同，C接收这个数据包之后回发数据包对A进行确认，C封装一个源地址为自己MAC地址，目的地址为A的MAC地址的数据帧发送给集线器1，集线器就把该数据帧发给网桥的接口1和A；

　　5）网桥接收到这个数据帧，它首先添加C的MAC和对应的接口1到自己的MAC地址表，在查询地址表时发现A的MAC地址同样处在接口1，网桥不再将这个数据帧从接口2发出，也不会把该数据帧重新从接口1发回去了；

　　6）A收到C发回的确认，通信成功；

　　7）通过这种形式，最后网桥学习到了这个简单局域网中所有的电脑的MAC地址还有所在接口。如下：

　　MACADdress    端口

　　AAAAAAAAAAAA    1

　　BBBBBBBBBBBB    2

　　CCCCCCCCCCCC    1

　　DDDDDDDDDDDD    2

　　一个网桥中有两个冲突域以及一个广播域；冲突域表示发送一个单播会影响的范围，广播域指的是发送一个广播会影响的范围。

　　注意：网桥不具有三层设备的特性，这就意味着如果通过网桥就会有两个不同网段的局域网连接起来，这两个局域网之间是没有办法通信的，如果不是在其中配置默认路由指向一台三层设备，这台三层设备需要有去往这两个网段的路由，不然的话当计算机往其他网段发送数据的时候，本地路由表并没有这个网段的路由，也没有配置默认路由，数据就会在发送端直接被丢弃。

　　C.交换机:可以将交换机看做是多端口的网桥，它根据收到的数据帧的源地址进行学习，也根据MAC地址表中的目的地址进行转发。

　　如果这个交换机学习到的MAC地址表如下：

　　MACAddress    端口

　　AAAAAAAAAAAA    1

　　BBBBBBBBBBBB    2

　　CCCCCCCCCCCC    3

　　1）：交换机对已知的单播帧，只发送相对应的端口；比如把A发给B，交换机中学习到了B的MAC，那么直接发往端口2；

　　2）：交换机对还未知的单播帧，进行泛洪的转发，就是说发往除接收端口以外的所有端口。比如说：C发送一个单播帧给D，这个数据帧到达交换机后，交换机MAC表中还未学习到D的MAC，交换机将这个数据帧从1、2、4端口发出；

　　3）：交换机对所有广播和组播，进行泛洪转发，就是发往除接收端口以外的所有端口；

　　交换机可以划分为以下三类：

　　A:传统交换机是属于链路层，一个为广播域，每个接口都是一个冲突域；

　　B:VLAN交换机是属于链路层，可网管型，可以划分多个VLAN，每个VLAN是一个广播域，每个接口是一个冲突域，还可以配置IP地址；

　　C:三层交换机比VLAN型交换机多了路由功能，就是说交换机+路由器，属于OSI模型网络层；

　　（3）网络层：路由器和三层交换机均为网络层的设备，它们分别是应用在不同网段的设备；路由器端口均属于一个单独的广播域，也是一个单独的冲突域。

　　（4）传输层：传输层实现了用户进程间端到端的通信（End-to-End），传输层有关的协议有TCP、UDP等等。

　　（5）会话层：会话层所提供的服务包括会话控制、同步、重传等等。

　　（6）表示层：表示层具有数据的编码、压缩、加密解密等主要服务。

　　（7）应用层：应用层包括大量协议的应用，最常见的有：HTTP-TCP80

　　以上就是OSI参考模型以及在这个参考模型下设备是怎样运作教程的主要内容了，大家都掌握了OSI参考模型以及在这个参考模型下设备是怎样运作的了吧。大家如果希望能够学习到更多关于CCNA的内容，那就继续关注我们的网站：课课家教育吧。