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第1章 計算機網路和協議(2)_OSI參考模型

2. OSI參考模型

2.1 OSI參考模型詳解

(1)參考模型的優點

  ①將網路的通訊過程劃分為小一些、功能簡單的部件,有助於各個部件開發、設計和故障排除。

  ②通過網路元件的標準化,允許多個供應商進行開發生產出標準的網路裝置(如裝置的介面標準和電壓標準)

  ③允許各種型別的網路硬體或軟體相互通訊。(如思科的交換機和華為的交換機能很好的連線;IE瀏覽器和火狐瀏覽器都能瀏覽網頁等)

  ④每一層完成各自的事情,互不干擾。某一層更改不會影響其它層

(2)各層的主要功能

  ①應用層、表示層:如上圖所示

  ②會話層和傳輸層的區別:

    A.會話層:建立、維護和管理應用程式之間

面向使用者)的會話。比如流媒體伺服器和每一個點播節點的客戶端軟體分別建立會話,伺服器才能區分每個使用者點播的節目和相應的進度。再比如,網購時客戶下訂單、商家發貨、客戶確認的購買流程也屬於會話層,這個流程由應用程式自己維護,而貨物由哪一家或哪幾家快遞公司來運輸是由傳輸層去建立連線的。即會話層負責的是在兩個應用程式之間建立會話。

    B.傳輸層:提供可靠或不可靠傳輸,能夠糾正或失敗重傳。可靠傳輸負責端對端的連線,並負責資料在端到端連線上的傳輸。傳輸層通過埠號區分上層服務,並通過滑動視窗技術實現可靠傳輸、流量控制、擁塞控制等。傳輸層負責的是兩臺計算機之間的連線。

  ③網路層:為網路裝置提供邏輯地址,根據資料包的邏輯地址選擇最佳路徑。負責資料從源端傳送到目的端,以及資料傳輸的尋徑和轉發。(路由器工作在網路層,當然這裡指的是其工作的最高層,但它們實際上是兼有資料鏈路層、物理層功能的

  ④資料鏈路層:不同的鏈路上使用不同的資料幀格式。如乙太網使用CSMA/CD協議楨(會使用到MAC地址),而路由器之間使用PPP協議楨。資料鏈路層負責將這些資料包封裝成幀同時,執行差錯檢測,但不糾正。(交換機工作在該層、網絡卡工作在資料鏈路和物理層

  ⑤物理層:主要負責二進位制資料位元流在裝置之間的傳輸。它關心的內容主要有:介面和媒體的物理特性、位的表示和傳輸速率、位的同步、物理拓撲(星狀、環狀或匯流排拓撲等)和傳輸模式(單工、半雙工或全雙工)(集線器只是將電訊號傳遞到全部介面,它和網線一樣工作在物理層

2.2 通訊過程——以瀏覽網頁為例

(1)Web伺服器和瀏覽器屬應用層

(2)網頁中的文字和內容要進行傳輸,必須轉成數字資訊,這要求對文字進行編碼(如utf-8、GBK)、加密或壓縮等,這是表示層要解決的問題。

(3)計算機A的瀏覽器和Web伺服器上程序建立會話,建立和維持會話功能的稱為會話層。它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通訊。

(4)伺服器將網頁分段編號,並放入快取,然後依次傳送給計算機A,A將收到的分段放入快取,當A收到編號連續的第1-3個數據段,就會給網站傳送一個確認包,告訴網站傳送第4個數據段,這時網站就可以將第1-3個數據段刪除,接著傳送後面的資料段。如果傳輸過程中丟了某個資料包(如3),則A會給網站傳送一個確認資料包,告訴網站傳送第3個數據段以後的資料段。該過程由傳輸層完成,傳輸層能夠實現可靠傳輸和流量控制。

(5)資料的傳送離不開網路,路由器是專門負責不同網路轉發資料包的,為資料包選擇轉發路徑(由網路層來完成)

(6)資料鏈路層就是將資料包封裝成能夠在不同鏈路傳輸的幀。資料包在傳遞過程中要經過不同網路就需要封裝成不同的幀格式。如集線器或交換機組建的乙太網採用CSMA/CD協議幀,路由器與路由器之間採用PPP協議幀或FrameRelay幀。

(7)物理層規定了網路裝置的介面標準、電壓標準。該層也包括通訊技術(如頻分複用或時分複用技術等)

2.3 學以致用

(1)通過傳輸層連線檢視是否中了木馬:“netstat -nb”檢視是否有可疑連線。(其中b可以檢視建立會話的應用程式)

(2)通過“tracert 目標地址”檢視在網路層經過了多少個路由器

(3)網路排錯:由底層向高層依次排查

  ①物理層問題:主要是連線問題。如網線沒接好,本地連線為大紅叉。網絡卡的收發資料為0,也說明物理層出問題。

  ②資料鏈路層問題:

    A.MAC地址衝突:交換機上限定了指定MAC地址的計算才能上網。(解決方案——複製MAC地址:網絡卡→“屬性”→“網路”→“配置”→“高階”→“Network Address”中修改網絡卡的MAC

    B. 網絡卡和交換機網速不一致。(一般會自動協商,也可以通過以下路徑配置網絡卡的速率,網絡卡→“屬性”→“網路”→“配置”→“高階”→“連線速度和雙工模式(Speed&Duplex)”

    C. ADSL欠費、將計算機連線到錯誤的VLAN

  ③網路層問題:

    A.路由器上路由表不全或錯誤,不知到其他網段如何轉包資料包。

    B.配置了錯誤的子網掩碼、閘道器和DNS設定。(可用ipconfig /all檢視)

  ④表示層問題:亂碼問題、字符集設定錯誤。

  ⑤應用層問題:應用程式配置錯誤(如IE指定了一個錯誤的代理。檢視方式IE→“internet”→“連線” →“區域網設定”的代理伺服器)

(4)網路安全

  ①物理層安全:防止非法計算機接入;無線AP很容易被別人發現,無線訊號是物理上的不安全,而但可以用密碼來實現資料鏈路層的安全。

  ②資料鏈路層安全:通過MAC地址控制能接入網路的計算機。ADSL撥號才能接入網路。劃分VLAN、連線無線AP密碼等都是實現資料鏈路上的安全。

  ③網路層的安全:路由器上設定ACL控制資料包轉發(如只轉發哪些源網段或目標網段的計算機資料包)、計算機上設定網路安全。

  ④應用層(包含會話、表示層)安全:如網站SQL漏洞。