OSI模型課件(賽講)

OSI模型概述OSI模型是開(kāi)放式系統(tǒng)互連參考模型，是一個(gè)抽象的框架，用于描述網(wǎng)絡(luò)通信的各個(gè)層次和它們之間的相互作用。OSI模型將網(wǎng)絡(luò)通信劃分為七層，每層負(fù)責(zé)特定的功能，并通過(guò)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)層間通信。ffbyfsadswefadsgsaOSI模型的七層結(jié)構(gòu)OSI模型將網(wǎng)絡(luò)通信分為七層，每一層都負(fù)責(zé)特定的功能，從下到上依次是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話(huà)層、表示層和應(yīng)用層。每一層都與相鄰的上下層交互，共同完成數(shù)據(jù)的傳輸和處理，確保網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性和效率。物理層物理層是OSI模型的底層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)在物理介質(zhì)上的傳輸。它定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢硖匦?，例如電氣特性、機(jī)械特性、過(guò)程特性和功能特性。物理層的主要功能是將數(shù)據(jù)比特流轉(zhuǎn)換為電信號(hào)、光信號(hào)或其他物理信號(hào)，并在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層是OSI模型的第二層，負(fù)責(zé)在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間建立、維護(hù)和拆除數(shù)據(jù)鏈路連接。它通過(guò)MAC地址識(shí)別網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的封裝和解封裝，確保數(shù)據(jù)幀在鏈路上的可靠傳輸。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是OSI模型的第三層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的路由和尋址。網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)傳輸?shù)侥繕?biāo)主機(jī)，并確保數(shù)據(jù)包能夠在網(wǎng)絡(luò)中正確地傳遞。網(wǎng)絡(luò)層使用IP協(xié)議來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)主機(jī)，并使用路由協(xié)議來(lái)找到數(shù)據(jù)包到達(dá)目標(biāo)主機(jī)的最佳路徑。傳輸層傳輸層是OSI模型的第四層，負(fù)責(zé)在兩個(gè)應(yīng)用程序之間提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。傳輸層的主要功能是為應(yīng)用程序提供端到端的連接，并確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。傳輸層協(xié)議可以根據(jù)需要提供流量控制、擁塞控制、錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正等功能。會(huì)話(huà)層會(huì)話(huà)層是OSI模型的第五層，負(fù)責(zé)建立、管理和終止應(yīng)用程序之間的會(huì)話(huà)連接。它提供了一種機(jī)制，允許應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行交互，并確保數(shù)據(jù)在會(huì)話(huà)期間的可靠傳輸。表示層表示層是OSI模型的第六層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換和編碼。它將來(lái)自應(yīng)用層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)層可以識(shí)別的格式，同時(shí)將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，還原成應(yīng)用層可以理解的格式。表示層還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)壓縮和加密，確保數(shù)據(jù)的安全性和效率。應(yīng)用層應(yīng)用層是OSI模型的最高層，直接與用戶(hù)交互。負(fù)責(zé)提供用戶(hù)所需的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電子郵件、文件傳輸?shù)?。物理層的作用?shù)據(jù)傳輸物理層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)以電信號(hào)的形式進(jìn)行傳輸，確保數(shù)據(jù)在物理介質(zhì)上傳輸。信號(hào)轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)或光信號(hào)，并根據(jù)不同的物理介質(zhì)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)。連接設(shè)備定義物理連接方式和傳輸介質(zhì)，連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如網(wǎng)卡、交換機(jī)、路由器等。數(shù)據(jù)編碼定義數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷胶途幋a方案，確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不被誤解。數(shù)據(jù)鏈路層的作用數(shù)據(jù)幀的封裝與解封裝數(shù)據(jù)鏈路層將來(lái)自網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包封裝成數(shù)據(jù)幀，并添加幀頭和幀尾，以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)鏈路層會(huì)從數(shù)據(jù)幀中提取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。物理地址的識(shí)別數(shù)據(jù)鏈路層使用MAC地址來(lái)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，并進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收。數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詳?shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在物理層的基礎(chǔ)上提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)錯(cuò)誤檢測(cè)、流量控制和重傳機(jī)制來(lái)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墓芾頂?shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，例如以太網(wǎng)中的MAC地址表，并為數(shù)據(jù)幀提供路由信息。網(wǎng)絡(luò)層的作用11.路由選擇網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)路由到目標(biāo)主機(jī)，選擇最佳路徑，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。22.地址分配網(wǎng)絡(luò)層為每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分配唯一的IP地址，確保數(shù)據(jù)包能正確地到達(dá)目的地。33.數(shù)據(jù)包分片網(wǎng)絡(luò)層將過(guò)大的數(shù)據(jù)包分成更小的數(shù)據(jù)包，以便在不同網(wǎng)絡(luò)之間傳輸。44.數(shù)據(jù)包重組網(wǎng)絡(luò)層將分片的數(shù)據(jù)包重新組裝成完整的數(shù)據(jù)包，確保數(shù)據(jù)完整性。傳輸層的作用數(shù)據(jù)分段傳輸層將數(shù)據(jù)分割成數(shù)據(jù)段，并在每個(gè)段中添加控制信息。數(shù)據(jù)流控制傳輸層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流的控制，確保數(shù)據(jù)能夠被可靠地傳輸?shù)侥康牡?。連接管理傳輸層建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接，以便應(yīng)用程序之間進(jìn)行通信。錯(cuò)誤控制傳輸層會(huì)檢測(cè)并糾正數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤，確保數(shù)據(jù)完整性。會(huì)話(huà)層的作用建立和管理會(huì)話(huà)會(huì)話(huà)層負(fù)責(zé)建立、管理和終止應(yīng)用程序之間的通信會(huì)話(huà)，確保數(shù)據(jù)在兩個(gè)應(yīng)用程序之間可靠地傳輸。它為應(yīng)用層提供了一個(gè)抽象接口，屏蔽了底層網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。數(shù)據(jù)同步與恢復(fù)當(dāng)會(huì)話(huà)連接中斷時(shí)，會(huì)話(huà)層可以負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的同步和恢復(fù)，確保會(huì)話(huà)數(shù)據(jù)的一致性和完整性。它可以利用各種機(jī)制，例如檢查點(diǎn)和數(shù)據(jù)重傳，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步和恢復(fù)。會(huì)話(huà)控制和管理會(huì)話(huà)層負(fù)責(zé)會(huì)話(huà)的控制和管理，例如建立會(huì)話(huà)、終止會(huì)話(huà)、會(huì)話(huà)的恢復(fù)和數(shù)據(jù)同步。它還負(fù)責(zé)管理會(huì)話(huà)的各種參數(shù)，例如會(huì)話(huà)的類(lèi)型、優(yōu)先級(jí)和安全級(jí)別。表示層的作用數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換表示層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式，例如ASCII或Unicode，確保不同系統(tǒng)之間可以互通。數(shù)據(jù)加密和壓縮表示層可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和壓縮，提高數(shù)據(jù)傳輸效率和安全性。數(shù)據(jù)編碼和解碼表示層負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼，確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不會(huì)被破壞。應(yīng)用層的作用用戶(hù)接口應(yīng)用層為用戶(hù)提供訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口，例如瀏覽器、電子郵件客戶(hù)端和文件傳輸工具。數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換應(yīng)用層負(fù)責(zé)將用戶(hù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可理解的格式，并將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用戶(hù)可理解的格式。網(wǎng)絡(luò)資源管理應(yīng)用層負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)資源，例如文件、打印機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)，并為用戶(hù)提供訪(fǎng)問(wèn)這些資源的接口。安全性控制應(yīng)用層負(fù)責(zé)確保用戶(hù)數(shù)據(jù)的安全，例如加密、認(rèn)證和授權(quán)，以防止數(shù)據(jù)被竊取或篡改。OSI模型的優(yōu)缺點(diǎn)1優(yōu)點(diǎn)OSI模型是一個(gè)抽象的參考模型，方便理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)。OSI模型的層次結(jié)構(gòu)清晰，各層職責(zé)明確，有利于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的開(kāi)發(fā)和維護(hù)。2缺點(diǎn)OSI模型過(guò)于復(fù)雜，難以完全實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，TCP/IP模型更加實(shí)用。3優(yōu)勢(shì)OSI模型的標(biāo)準(zhǔn)化，為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互連提供了標(biāo)準(zhǔn)。OSI模型的開(kāi)放性，允許不同廠(chǎng)商的設(shè)備相互連接。4劣勢(shì)OSI模型的復(fù)雜性，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本較高。OSI模型的標(biāo)準(zhǔn)化程度不夠高，導(dǎo)致不同廠(chǎng)商的設(shè)備兼容性問(wèn)題。OSI模型與TCP/IP模型的對(duì)比層次結(jié)構(gòu)差異OSI模型擁有七層，TCP/IP模型只有四層，OSI模型更詳細(xì)，更便于理解網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程。功能重疊TCP/IP模型的某些層包含了OSI模型中多個(gè)層的功能，例如，TCP/IP模型的應(yīng)用層對(duì)應(yīng)了OSI模型的應(yīng)用層、表示層和會(huì)話(huà)層?；パa(bǔ)性O(shè)SI模型側(cè)重于理論標(biāo)準(zhǔn)，TCP/IP模型更注重實(shí)際應(yīng)用，兩者相輔相成，共同促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展。OSI模型在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)OSI模型為網(wǎng)絡(luò)通信提供了標(biāo)準(zhǔn)框架，確保不同設(shè)備和軟件之間能夠有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。它為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和軟件的開(kāi)發(fā)提供參考，促進(jìn)不同廠(chǎng)商的產(chǎn)品兼容性，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)OSI模型為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造提供了指導(dǎo)，例如路由器、交換機(jī)、網(wǎng)卡等，使它們能夠根據(jù)OSI模型的各層協(xié)議進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和處理。網(wǎng)絡(luò)故障排查OSI模型幫助網(wǎng)絡(luò)工程師更準(zhǔn)確地定位和解決網(wǎng)絡(luò)故障。通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)通信中各個(gè)層面的問(wèn)題，可以快速找到故障原因并進(jìn)行修復(fù)。網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)OSI模型有助于理解網(wǎng)絡(luò)攻擊的原理和防御方法。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的各層進(jìn)行安全加固，可以有效地預(yù)防和抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊。物理層常見(jiàn)設(shè)備1集線(xiàn)器集線(xiàn)器是網(wǎng)絡(luò)中最基本的設(shè)備之一，它將來(lái)自不同設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行集中，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到連接的其它設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備之間的互連。2網(wǎng)卡網(wǎng)卡是計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間連接的橋梁，它負(fù)責(zé)將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接將數(shù)據(jù)發(fā)送到其它設(shè)備上。3雙絞線(xiàn)雙絞線(xiàn)是最常用的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)之一，它由兩根相互纏繞的導(dǎo)線(xiàn)組成，通過(guò)電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有成本低、傳輸距離較短等特點(diǎn)。4光纖光纖是近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)傳輸中常用的介質(zhì)，它以光信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，具有傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適用于高速網(wǎng)絡(luò)和長(zhǎng)距離傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層常見(jiàn)設(shè)備網(wǎng)卡網(wǎng)卡是連接計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收。集線(xiàn)器集線(xiàn)器是一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將多個(gè)設(shè)備連接在一起，但不能區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)包的目的地，所有設(shè)備共享帶寬。交換機(jī)交換機(jī)是一種更智能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以根據(jù)數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)MAC地址，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的設(shè)備，提高網(wǎng)絡(luò)效率。網(wǎng)橋網(wǎng)橋是一種連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)段的設(shè)備，可以根據(jù)MAC地址過(guò)濾數(shù)據(jù)幀，防止沖突，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。網(wǎng)絡(luò)層常見(jiàn)設(shè)備路由器路由器是網(wǎng)絡(luò)層的重要設(shè)備。它根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議中的地址信息，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。路由器可以連接不同的網(wǎng)絡(luò)，并提供網(wǎng)絡(luò)間的通信。網(wǎng)橋網(wǎng)橋是連接兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。它通過(guò)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)地址來(lái)識(shí)別不同網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，并將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)橋主要用于連接局域網(wǎng)，它可以提高網(wǎng)絡(luò)性能，并擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。傳輸層常見(jiàn)協(xié)議TCPTCP是一種面向連接的協(xié)議，提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸。它會(huì)建立連接、進(jìn)行數(shù)據(jù)分段、排序和重傳。UDPUDP是一種無(wú)連接的協(xié)議，速度快，適合實(shí)時(shí)應(yīng)用。它不保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，可能丟失數(shù)據(jù)包。SCTPSCTP是一種可靠的、面向連接的傳輸層協(xié)議，具有更高的安全性。它被設(shè)計(jì)用于多播和可靠的數(shù)據(jù)傳輸。會(huì)話(huà)層常見(jiàn)協(xié)議NetBIOSNetBIOS是一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序編程接口，允許應(yīng)用程序在同一網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信。RPCRPC是一種允許程序調(diào)用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上過(guò)程的協(xié)議，允許應(yīng)用程序以透明的方式訪(fǎng)問(wèn)遠(yuǎn)程資源。SQL/NetSQL/Net是一種用于訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，允許應(yīng)用程序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到數(shù)據(jù)庫(kù)并執(zhí)行SQL查詢(xún)。X.500X.500是一種目錄服務(wù)協(xié)議，允許應(yīng)用程序查找和訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)象，例如用戶(hù)、設(shè)備和資源。表示層常見(jiàn)協(xié)議ASCIIASCII是美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼，是最常用的字符編碼系統(tǒng)之一，它將字符映射到數(shù)字，用于計(jì)算機(jī)處理文本信息。ASCII代碼是基于拉丁字母的，它包含128個(gè)字符，包括字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和控制字符。EBCDICEBCDIC是擴(kuò)展二進(jìn)制編碼十進(jìn)制交換碼，是一種用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中表示字符的編碼。它是由IBM開(kāi)發(fā)的，主要用于大型機(jī)和中型機(jī)系統(tǒng)。EBCDIC使用8位表示一個(gè)字符，包含256個(gè)字符，包括字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和控制字符。UnicodeUnicode是一種字符編碼標(biāo)準(zhǔn)，它旨在統(tǒng)一所有語(yǔ)言中的字符，為每種字符提供唯一的數(shù)字表示。Unicode包含了來(lái)自世界各地各種語(yǔ)言的字符，可以用于表示幾乎所有已知的語(yǔ)言。UTF-8UTF-8是Unicode的一種變體，它使用可變長(zhǎng)度的字節(jié)表示字符。UTF-8是一種廣泛使用的字符編碼，因?yàn)樗募嫒菪院茫軌蛑С指鞣N語(yǔ)言的