網(wǎng)絡(luò)七層結(jié)構(gòu)認識基礎(chǔ)

1、網(wǎng)絡(luò)七層結(jié)構(gòu)認識基礎(chǔ)NO1.初識OSI模型:在網(wǎng)絡(luò)互連中，有兩個標準可以考慮：合法的和事實的。合法 的意味著用權(quán)力或法律建立。事實的意味著用實際的事實建立，盡管沒有得到官 方或法律上的承認，但TCP/IP為那個協(xié)議創(chuàng)建了 一個事實標準，盡管它在得到 廣泛接受之前并沒有成為標準。OSI（Open Systeminterconnection,開放系統(tǒng)互 連）參考模型是一個合法的標準。國際標準化組織（ISO）創(chuàng)建了 OSI模型，并在1984年發(fā)布，以為供應(yīng)商提 供一個網(wǎng)絡(luò)模型，這樣它們的產(chǎn)品可以在網(wǎng)絡(luò)上協(xié)調(diào)工作。OSI參考模型提供了 層次分析工具，以理解互連技術(shù)，以及當前和未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)。這個模

2、型也考慮了由DARPA項目工程師面對的互通性和互操作性挑戰(zhàn)。OSI 模型回答這些挑戰(zhàn)的方法是通過一個7層的協(xié)議模型，如圖1 -1所示。通過將 模型分解為層，互通性和互操作性的能力變得可以管理，因為每層都是自包含的， 而并不依賴于操作系統(tǒng)或其他的因素。分層方法也使供應(yīng)商受益，因為它們僅僅 需要將開發(fā)工作集中在它們自己的產(chǎn)品使用的層上，而且可以建立在其他層的現(xiàn) 有協(xié)議基礎(chǔ)上。不僅僅使開發(fā)代價降低到最低程度，而且可銷售性增加了，因為 可以使用其他供應(yīng)商的產(chǎn)品。第嵯一甬抵對應(yīng)用徉序提供喉黃.府用程序可以 變化，但要笆括電了消息將蝠璃隊略式化數(shù)檻、以便為服用程.序旌供近用接 口-這可以包括加富魅每第5信

3、一在曲個甘點之間建立檔連接:此服務(wù)包括建立逢建是以全強工還是以半丑工的方式進行畿雖斡旬口注史只中迎理江工方式第4垣一禽規(guī)數(shù)常涯遙一面向連摟或無遮摟，包括 金雙丁或半雙T.淹控制和輯謖恢受服務(wù)茹3厚一本層通過尋址來建立兩個節(jié)點之間的連接r 它包括沔注豆還網(wǎng)堵來對由和中弟條蛹常上W 任就蛀格救搦分幀，弁處理筑控制，成 指定拓撲結(jié)構(gòu)井提依瑛件號址涉豎一峭畝比待流的誥峰.電產(chǎn)佶號傳蝙和I硬件接口Applic iiion應(yīng)用福Present nticrn&示七Seioa.會話曷NenvoEfc網(wǎng)鋼Data Link校據(jù)E挪J三PliysiEa物理屋圖1-1 OSI參考模型模型描述了每個層如何與其他節(jié)點上

4、的對應(yīng)層進行通信。圖1-2說明了數(shù) 據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中找到它的道路。在第一個節(jié)點上，最終用戶創(chuàng)建一些數(shù)據(jù)，發(fā)送 到其他節(jié)點，例如電子郵件。在應(yīng)用層，在數(shù)據(jù)上加入了應(yīng)用層報頭。表示層在 從應(yīng)用層接收到的數(shù)據(jù)上加入了它自己的報頭，每層在從上層收到的數(shù)據(jù)上加入 它們自己的報頭。然而，在較低層，數(shù)據(jù)分隔為較小的信元，并在每個信元上加 入報頭。例如，傳輸層具有較小的數(shù)據(jù)報文，網(wǎng)絡(luò)層有數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)鏈路層有幀。 物理層處理原始比特流中的數(shù)據(jù)。當這個比特流到達目的地時，數(shù)據(jù)在每層重新 集合，并且去除每層的報頭，直至最終用戶可以閱讀電子郵件。用于記憶層(應(yīng)用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物 理層)

5、正確順序的普通方法是All People Seem To Need Data Processing(APSTNDP)。NO2.OSI網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議：而依據(jù)上面的流程來看，我們就不難了解到OSI(Reference Model for Open System Interconnection ) 的一個模式(model)， 稱為OSI七層協(xié)議的一個模式啰！這個七層協(xié)議可以簡單的分為兩大群組，一 個用在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)(硬件協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)地址)方面，主要規(guī)定了一堆硬件的相關(guān)協(xié)議; 另一個則是使用者部分的協(xié)議，使用者可以利用這四個協(xié)議來設(shè)定自己的應(yīng)用程 序！分別可以這樣看：-網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)：實體層、資料連接層、網(wǎng)絡(luò)層-

6、使用者方面：傳輸、會談、表現(xiàn)及應(yīng)用層我們可以簡單的用下表來稍微了解一下這七層分別在干嘛？請?zhí)貏e留意，下 表請由下往上看，亦即由實體層看到應(yīng)用層呦！OSI 七層 協(xié)議 的名 稱該層負責的工作應(yīng)用層表現(xiàn)層是將資料轉(zhuǎn)換成PC的資料格式，而應(yīng)用層則是跟應(yīng)用程序有 關(guān)的轉(zhuǎn)換了！例如您的瀏覽器若只認識BMP的圖檔，那么在應(yīng)用層就 會將來自JPG或GIF的檔案轉(zhuǎn)成BMP啰！表現(xiàn)層當接受了會談層傳送來的資料之后，當然，我們必須要針對各個不同 的資料與字符進行譯碼與轉(zhuǎn)換的工作！例如ASCII與EDCDIC之轉(zhuǎn)換， 及資料的加密與與壓縮等等功能！會談層-資料是藉由傳送層傳送來的，而這一層則是將來自傳送層傳來的資

7、料進行響應(yīng)的工作！舉個例子來說：假設(shè)client端為節(jié)點A而 Server端為節(jié)點B。當節(jié)點A要對B要求建立聯(lián)機時，A會先發(fā)出聯(lián)機請求 的訊息，該訊息上面帶有SYN的符號；節(jié)點B收到訊息之后，如果確定接受A的聯(lián)機要求，那么就 會響應(yīng)一個確認請求的訊息給A，該訊息上面則帶有SYN/ACK符 號；然后節(jié)點A再度響應(yīng)給B 一個確認聯(lián)機的訊息，帶有ACK 的符號，這個時候就進入了資料傳送的階段了！當節(jié)點A資料傳送完畢之后，A會發(fā)送一個終止聯(lián)機的 訊息，則在得到B響應(yīng)的確認終止訊息之后，就結(jié)束了該次聯(lián)機！-上面即是有名的三向交握，Three-Way Handshack的工作原 理啦！那就是在這一層里面達

8、成的哩！所以我們可以說，在會談層里面 可以提供穩(wěn)定的可靠的聯(lián)機渠道！傳送層-我們在底下的網(wǎng)絡(luò)功能三層協(xié)議之中，知道資料傳送是以封包（packet ）來傳遞的，而打包的工作就是在這一層里面完成的啦！在這 一層里面，最常見到的協(xié)議就是TCP封包啦！他可以記錄目標及來源 的port與IP ，讓資料封包可以順利的藉由底下的網(wǎng)絡(luò)層來達到傳送 的目的！-所以，在這一層里面，主要負責的工作就是由上面來的資料 需要打包，由下面來的封包則是拆封咯！而且他也會依據(jù)不同的協(xié)議 （ftp, http, smtp.）在同一地址上面來進行追蹤與分析呢！網(wǎng)絡(luò)層-在真實的世界里面，我們在寄出郵件的時候，需要知道的是我們 的門

9、牌及對方的門牌對吧??？那么在網(wǎng)絡(luò)的世界里，我們的資料封包 記錄的來源與目的地址（目前最流行的IPv4這種IP的規(guī)定）， 就是在這一層當中定義出來的！-此外，不要忘記了，資料要能夠流通，還得需要藉由路途 來決定，在網(wǎng)絡(luò)的世界里面，就是我們的route table啰！這東西很 重要！沒有他的話，資料就送不出去啰資料連 接層-我們的資料要透過實體層的網(wǎng)絡(luò)卡及網(wǎng)絡(luò)媒體仗口網(wǎng)絡(luò)線）進行傳輸 的時候，需要將資料打包（打包成為packet,打包的步驟是在傳送層里 面完成的），那么一個封包的大小與格式及所含的內(nèi)容就在這一層當中 規(guī)定！-通常一個打包的資料封包是不可以太大的（所以才會有規(guī)定呀?。?這是因為要避免

10、某部主機一直占著網(wǎng)絡(luò)媒體不放的緣故！所以如果你的 檔案很大時，那么該檔案就會被分成很多的打包后的資料封包來傳送 呦！-再來，如果發(fā)生了同一個傳送時間點上面有兩個或以上的主機 同時提出傳送的需求時，那么該次傳送將會失?。╟ollision ），此時， 該封包再等待下一次傳送的時間間隔也在這一層內(nèi)規(guī)定！物理層-前面說過了，真的在進行網(wǎng)絡(luò)工作的其實是電子訊號及傳遞電子訊 號的硬設(shè)備。而包括各個網(wǎng)絡(luò)媒體之定義啦、還有網(wǎng)絡(luò)的連接型態(tài)啦！都是在這個層級當中規(guī)定的！例如我們的ethernet網(wǎng)絡(luò)卡還有RJ-45 網(wǎng)絡(luò)線等等！-當然啦，如果你有興趣想要發(fā)展網(wǎng)絡(luò)媒體硬件的話，那么你的 硬件就需要符合這個層級的規(guī)

11、定啦！不然做出來的硬件可就無法與其它 的規(guī)格品溝通啰！請?zhí)貏e留意，OSI僅定義出大略的模式而已，更詳細的定義則需要再參考 各項層級當中的規(guī)定！ ！例如網(wǎng)絡(luò)層在目前最流行的是IPv4的協(xié)議，但是未來 的IPv6協(xié)議也可以適用呦！所以，每次進行網(wǎng)絡(luò)工作的時候，你的資料就會由上（應(yīng)用層）而下（實 體層）的進行數(shù)據(jù)的打包、卷標與傳送，而到達目的地的時候，你的資料就會被 由下（實體層）而上（應(yīng)用層）的解開與運用啦！用郵局的郵件傳送來解說一下好了： 你要寄信的時候是怎樣寄出去的呢？將你所想要寄出的資料進行打包進入資料袋的工作：這里面包含了你所 想要做的工作的判斷，包括是否需要將你的文件資料進行加密呀？等等

12、的（這些 包含了應(yīng)用層、表現(xiàn)層與對談層）；接著下來，你必須要在資料袋上面填寫你的地址與對方的地址，并且還 要注明收信者呦（這部份就屬于傳送層的階段了）；然后你將這封信放入郵筒里面去，等待郵差車來運載（這部份可以想象 成網(wǎng)絡(luò)層）；郵差來收了這封信之后，會先載運到地區(qū)的大型郵件集散地，并依據(jù)信 封上面的地址進行包裹的分類，以進行下一步的傳遞工作；然后分類之后的大型貨柜或包裹，經(jīng)過空運或海運或者是貨運進行傳輸 （有點像在Internet上面呦?。?，送到對方的大型郵件集散地；對方的大型郵件集散地將貨柜打開之后，依據(jù)各包裹的地址進行分類，由郵差將分類過后的信件運載到正確的地址去；收信人收到該信件之后，打

13、開包裹，得到資料之后，再進行進一步的響 應(yīng)！因此，我們可以這樣看，如果您的網(wǎng)絡(luò)要能夠運作的話，那么就需要底下的 幾件東西：網(wǎng)絡(luò)線：這可有的選擇的了！不同等級的網(wǎng)絡(luò)線能夠進行的最大傳輸量 與能支持的網(wǎng)絡(luò)布線類型并不一樣，所以要仔細的給他選擇一下呦！目前的主流 是以RJ-45的Cat5等級網(wǎng)絡(luò)線為主體！網(wǎng)絡(luò)卡：網(wǎng)絡(luò)卡的學問是很大，不過我們這種小站，嗯！普通一點的 10/100網(wǎng)卡即可啦!核心支持的驅(qū)動程序：還記得在 核心編譯 里面提到的吧！對了，除非 你的操作系統(tǒng)能夠跟你的硬件溝通，否則永遠都是個屁！合法的IP :對啦！網(wǎng)絡(luò)世界的門牌啦！必須要是合法的呦！ 那么什么是私有的？后面繼續(xù)會提到的啦！正

14、確的route table :要讓各家門牌可以正確的顯示出來，就需要 路徑圖啦！好讓我們的資料封包可以按圖索驥呀！呵呵！這個時候，routetable可是不可或缺的喔！好了，底下我們先以一個實際的網(wǎng)絡(luò)布線情況來加以說明上面的理論啰！然 后在一個一個的拆開來進行說明啦！NO3.相關(guān)輔助知識在傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)中，每個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點對所有的報文同等對待，采用 先入先出的策略將報文送到目的地，不能對報文傳送的可靠性、傳輸時延等性能 提供任何保證。而在多業(yè)務(wù)支持的寬帶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，不同類型業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)性能要求千差萬別，以 客戶為中心，滿足不同層次的業(yè)務(wù)質(zhì)量是網(wǎng)絡(luò)的一大特征。隨著市場競爭的日趨 激烈，各種不同類型的網(wǎng)絡(luò)

15、運營者，都需要依靠網(wǎng)絡(luò)提高工作效率，降低工作成 本。一網(wǎng)多能已成為用戶需求方向，與之相對應(yīng)的是以QoS為核心的多種網(wǎng)絡(luò)管 理控制技術(shù)。近年來，QoS實現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展非常快，業(yè)內(nèi)所有的電信級設(shè)備供應(yīng)商都能提供不 同程度的QoS功能，在三層以太網(wǎng)交換機上QoS也逐步成為了普及性的技術(shù)應(yīng)用， 可現(xiàn)實是，距離真正的支持多業(yè)務(wù)寬帶應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量還相當遙遠。因為孤立的 談?wù)換oS不能徹底解決它需要解決的問題。用戶需要帶寬的持續(xù)提升，需要多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都能在一個簡單平臺上運營，需要 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化但具備最大可控能力，需要現(xiàn)在的組網(wǎng)架構(gòu)能夠向下一代網(wǎng)絡(luò)平滑 過渡，需要隨著整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和性能成長，成本能夠不斷降低然而

16、在現(xiàn)在的 以CPU和軟件為軸心的網(wǎng)絡(luò)交換架構(gòu)中這些又都是矛盾的。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需要更專注的設(shè)備。聯(lián)想與合作伙伴共同推出的天工iSpirit68系列高 端交換機，構(gòu)建的以太網(wǎng)環(huán)境，實現(xiàn)ATM、SONET、SDH等技術(shù)所達到的電信級 的可靠保證，并且能夠提供比上述技術(shù)更為豐富的多業(yè)務(wù)支持。從而成為聯(lián)想網(wǎng) 絡(luò)為用戶構(gòu)筑“可信賴的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境”的基礎(chǔ)。讓Qos助力帶寬資源合理使用在整機交換結(jié)構(gòu)方面，其共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)，即中央交換矩陣加分布式交換矩陣的方 式，實現(xiàn)了無阻塞交換結(jié)構(gòu)，可以避免傳統(tǒng)路由體系在開啟了多種功能后造成的 性能惡化。天工iSpirit68 08的交換結(jié)構(gòu)中，所有的功能模塊都帶有獨立的交 換矩陣，可

17、以獨立地進行包的處理和轉(zhuǎn)發(fā)工作；CPU負責進行交換資源的分配， 處理一些復(fù)雜的任務(wù)，而針對對性能影響最大的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和QoS控制，則有專 門的ASIC芯片進行處理。由于CPU、ASIC分擔了不同的工作，并且數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和 QoS控制也由不同的ASIC芯片完成，這樣就能在保證全線速交換的速度下，實 現(xiàn)QoS的功能。在硬件實現(xiàn)QoS的基礎(chǔ)上增加優(yōu)先級的劃分并提高帶寬粒度，可彌補CPU對性能 的拖累和ASIC靈活性上的不足。傳統(tǒng)的交換機每端口支持的硬件優(yōu)先級較少， 這樣將導(dǎo)致其承載的不同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用無法得到相應(yīng)的優(yōu)先級分配。像語音、視頻等 對傳輸延遲比較敏感的應(yīng)用要和像emai l、文件傳輸?shù)葘捬舆t并不敏感的 應(yīng)用爭搶帶寬資源，傳輸質(zhì)量無法得到有效的保護。天工iSpirit 68系列產(chǎn)品 每個端口都支持8個硬件優(yōu)先級