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路由器 VS OSI七層模型

      OSI Open Source Initiative(簡稱OSI,有譯作開放源代碼促進會、開放原始碼組織)是一個旨在推動開源軟體發展的非盈利組織。OSI參考模型(OSI/RM)的全稱是開放系統互連參考模型(Open System Interconnection Reference Model,OSI/RM),它是由國際标準化組織ISO提出的一個網絡系統互連模型。它是網絡技術的基礎,也是分析、評判各種網絡技術的依據,它揭開了網絡的神秘面紗,讓其有理可依,有據可循。

一、 OSI參考模型知識要點

路由器 VS OSI七層模型

                                                                                     圖表 1:OSI模型基礎知識速覽

       OSI 七層模型通過七個階層化的結構模型使不同的系統不同的網絡之間實作可靠的通訊,是以其最主要的功能就是幫助不同類型的主機實作資料傳輸 。

      完成中繼功能的節點通常稱為中繼系統。在OSI七層模型中,處于不同層的中繼系統具有不同的名稱。   

      一個裝置工作在哪一層,關鍵看它工作時利用哪一層的資料頭部資訊。網橋工作時,是以MAC頭部來決定轉發端口的,是以顯然它是資料鍊路層的裝置。

具體說:

實體層:網卡,網線,集線器,中繼器,數據機

資料鍊路層:網橋,交換機

網絡層:路由器

網關工作在第四層傳輸層及其以上

二、部分層次結構介紹

第一層:實體層(PhysicalLayer)

  規定通信裝置的機械的、電氣的、功能的和過程的特性,用以建立、維護和拆除實體鍊路連接配接。具體地講,機械特性規定了網絡連接配接時所需接插件的規格尺寸、引腳數量和排列情況等;電氣特性規定了在實體連接配接上傳輸bit流時線路上信号電平的大小、阻抗比對、傳輸速率距離限制等;功能特性是指對各個信号先配置設定确切的信号含義,即定義了DTE和DCE之間各個線路的功能;過程特性定義了利用信号線進行bit流傳輸的一組操作規程,是指在實體連接配接的建立、維護、交換資訊時,DTE和DCE雙方在各電路上的動作系列。

       在這一層,資料的機關稱為比特(bit)。

       屬于實體層定義的典型規範代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。

實體層的主要功能:

1、為資料端裝置提供傳送資料的通路

      資料通路可以是一個實體媒體,也可以是多個實體媒體連接配接而成.一次完整的資料傳輸,包括激活實體連接配接,傳送資料,終止實體連接配接.所謂激活,就是不管有多少實體媒體參與,都要在通信的兩個資料終端裝置間連接配接起來,形成一條通路. 

2、傳輸資料

     實體層要形成适合資料傳輸需要的實體,為資料傳送服務.一是要保證資料能在其上正确通過,二是要提供足夠的帶寬(帶寬是指每秒鐘内能通過的比特(BIT)數),以減少信道上的擁塞.傳輸資料的方式能滿足點到點,一點到多點,串行或并行,半雙工或全雙工,同步或異步傳輸的需要. 

3、完成實體層的一些管理工作.

實體層的主要裝置:中繼器、集線器。

産品代表:TP-LINK TL-HP8MU 集線器

第二層:資料鍊路層(DataLinkLayer)

  在實體層提供比特流服務的基礎上,建立相鄰結點之間的資料鍊路,通過差錯控制提供資料幀(Frame)在信道上無差錯的傳輸,并進行各電路上的動作系列。 

        資料鍊路層在不可靠的實體媒體上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:實體位址尋址、資料的成幀、流量控制、資料的檢錯、重發等。

       在這一層,資料的機關稱為幀(frame)。

       資料鍊路層協定的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。 

       鍊路層的主要功能:鍊路層是為網絡層提供資料傳送服務的,這種服務要依靠本層具備的功能來實作。

鍊路層應具備如下功能:

a -- 鍊路連接配接的建立,拆除,分離; 

b -- 幀定界和幀同步

       鍊路層的資料傳輸單元是幀,協定不同,幀的長短和界面也有差别,但無論如何必須對幀進行定界。 

c -- 順序控制

      指對幀的收發順序的控制。 

d -- 差錯檢測和恢複

      還有鍊路辨別,流量控制等等.差錯檢測多用方陣碼校驗和循環碼校驗來檢測信道上資料的誤碼,而幀丢失等用序号檢測.各種錯誤的恢複則常靠回報重發技術來完成。

資料鍊路層主要裝置:二層交換機、網橋

産品代表:D-Link DES-1024D

第三層:網絡層(Network layer)

        在計算機網絡中進行通信的兩個計算機之間可能會經過很多個資料鍊路,也可能還要經過很多通信子網。網絡層的任務就是選擇合适的網間路由和交換結點, 確定資料及時傳送。網絡層将資料鍊路層提供的幀組成資料包,包中封裝有網絡層標頭,其中含有邏輯位址資訊- -源站點和目的站點位址的網絡位址。 

       其主要任務是:通過路由選擇算法,為封包或分組通過通信子網選擇最适當的路徑。該層控制資料鍊路層與傳輸層之間的資訊轉發,建立、維持和終止網絡的連接配接。具體地說,資料鍊路層的資料在這一層被轉換為資料包,然後通過路徑選擇、分段組合、順序、進/出路由等控制,将資訊從一個網絡裝置傳送到另一個網絡裝置。

        如果你在談論一個IP位址,那麼你是在處理第3層的問題,這是“資料包”問題,而不是第2層的“幀”。IP是第3層問題的一部分,此外還有一些路由協定和位址解析協定(ARP)。有關路由的一切事情都在第3層處理。位址解析和路由是3層的重要目的。網絡層還可以實作擁塞控制、網際互連等功能。

       在這一層,資料的機關稱為資料包(packet)。

       網絡層協定的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等。

網絡層主要功能:

網絡層為建立網絡連接配接和為上層提供服務,應具備以下主要功能:

a -- 路由選擇和中繼 

b -- 激活,終止網絡連接配接 

c -- 在一條資料鍊路上複用多條網絡連接配接,多采取分時複用技術 

d -- 差錯檢測與恢複 

e -- 排序,流量控制 

f --  服務選擇 

g -- 網絡管理

網絡層主要裝置:路由器

産品代表:TP-LINK TL-R4148

       一般地,資料鍊路層是解決同一網絡内節點之間的通信,而網絡層主要解決不同子網間的通信。例如在廣域網之間通信時,必然會遇到路由(即兩節點間可能有多條路徑)選擇問題。 

       在實作網絡層功能時,需要解決的主要問題如下:

a -- 尋址

       資料鍊路層中使用的實體位址(如MAC位址)僅解決網絡内部的尋址問題。在不同子網之間通信時,為了識别和找到網絡中的裝置,每一子網中的裝置都會被配置設定一個唯一的位址。由于各子網使用的實體技術可能不同,是以這個位址應當是邏輯位址(如IP位址)。

b -- 交換

     規定不同的資訊交換方式。常見的交換技術有:線路交換技術和存儲轉發技術,後者又包括封包交換技術和分組交換技術。

c -- 路由算法

     當源節點和目的節點之間存在多條路徑時,本層可以根據路由算法,通過網絡為資料分組選擇最佳路徑,并将資訊從最合适的路徑由發送端傳送到接收端。

d -- 連接配接服務

       與資料鍊路層流量控制不同的是,前者控制的是網絡相鄰節點間的流量,後者控制的是從源節點到目的節點間的流量。其目的在于防止阻塞,并進行差錯檢測。

順便盜張圖,感覺很不錯

路由器 VS OSI七層模型