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物理層

物理層設備

1. 集線器
2. 中繼器
3. 編碼—解碼器
4. 傳輸介質連接器

集線器運行在物理層

• 所有設備在同一沖突域(二層設備，橋或交換機來隔離沖突域)
• 所有設備在同一廣播域(三層設備，如路由器來隔離廣播域)
• 所有設備共享相同的帶寬

網絡設備的域

沖突 (collision)：在以太網中，當兩個節點同時傳輸數據時，從兩個設備發出的幀將會碰撞，在物理介質上相遇，彼此數據都會被破壞

沖突域(collision domain)一個支持共享介質的網段

廣播域 (broadcast domain)：廣播幀傳輸的網絡范圍，一般是路由器來設定邊界(因為router不轉發廣播)

同一個沖突域

• 接入設備越多沖突機率越大
• 用CSMA/CD技術解決

載波偵聽多路訪問/沖突檢測 CSMA/CD(carrier sense multiple access/collision detect)：一種介質訪問的控制方法，當在同一個共享網絡中的不同節點同時傳送數據包時，不可避免的會產生沖突，而CSMA/CD機制就是用來解決這種沖突問題

CSMA/CD工作原理

當一個節點想在網絡中發送數據時，它首先檢查線路上是否有其他主機的信號在傳送：如果有，說明其他主機在發送數據，自己則利用退避算法等一會再試圖發送;如果線路上沒有其他主機的信號，自己就將數據發送出去，同時，不停的監聽線路，以確信其他主機沒有發送數據，如果檢測到有其他信號，自己就發送一個JAM阻塞信號，通知網段上的其他節點停止發送數據，這時，其他節點也必須采用退避算法等一會再試圖發送。

CSMA/CD重要特性

使用 CSMA/CD 協議的以太網不能進行全雙工通信而只能進行雙向交替通信(半雙工通信)

每個站在發送數據之后的一小段時間內，存在著遭遇碰撞的可能性

這種發送的不確定性使整個以太網的平均通信量遠小于以太網的最高數據率

數據鏈路層

MAC子層(media access control):

負責MAC尋址和定義介質訪問控制方法, 將上層交下來的數據封裝成幀進行發送(接收時進行相反的過程，將幀拆卸)

LLC子層(logical link control):為上層協議提供SAP (服務訪問點)，并為數據加上控制信息,建立和釋放數據鏈路層的邏輯連接

LLC子層協議：802.2

802.2協議只在LLC子層，為以太網和令牌環網提供了通用功能，標識上層所使用的協議

SAP( Service Access Point服務訪問點)：LLC子層為網絡層的各種協議提供服務，而上層可能運行不同協議，為區分不同上層協議的數據，要采用服務訪問點

報文頭

網絡層

• 代表協議 IP
• 廣播信息控制
• 多點發送信息控制
• 路徑優化
• 流量管制
• 邏輯尋址
• 提供WAN連接

網絡層功能

• 傳輸層
• 代表協議 TCP UDP
• 區分不同的上層應用
• 建立應用間的端到端連接
• 定義流量控制
• 為數據傳輸提供可靠或不可靠的連接服務

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

• 提供了網絡間互連的參考模型
• 成為實際網絡建模、設計的重要參考工具和理論依據
• OSI/RM的思想為我們提供了進行網絡設計與分析的方法(實際的網絡幾乎都是分層結構，功能分層，協議分層，只是根據實際需要，層次有多有少。模塊化的結構便于同時開發、升級換代，維護管理)

OSI模型的缺陷

• 許多功能在多個層次重復，有冗余感(如流控，差錯控制等)
• 各層功能分配不均勻(鏈路、網絡層任務重，會話層任務輕)
• 功能和服務定義復雜，很難產品化(所以實際應用中幾乎沒有完全按OSI七層模型設計的產品)