OSI的七層模型,網(wǎng)線(xiàn),網(wǎng)卡,集線(xiàn)器,交換機(jī),路由器,網(wǎng)關(guān)

1、OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型由下至上為1至7層，分別為物理層(Physical layer),數(shù)據(jù)鏈路層(Data link layer)，網(wǎng)絡(luò)層(Network layer)，傳輸層(Transport layer)，會(huì)話(huà)層(Session layer)，表示層 (Presentation layer)， 應(yīng)用層(Application layer)。應(yīng)用層，很簡(jiǎn)單，就是應(yīng)用程序。這一層負(fù)責(zé)確定通信對(duì)象，并確保由足夠的資源用 于通信，這些當(dāng)然都是想要通信的應(yīng)用程序干的事情。表示層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的編碼、轉(zhuǎn)化，確保應(yīng)用層的正常工作。這一層，是將我們看到的 界面與二進(jìn)制間互相轉(zhuǎn)化的地方，就是我們的語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言

2、間的轉(zhuǎn)化。數(shù)據(jù)的壓縮、解壓， 加密、解密都發(fā)生在這一層。這一層根據(jù)不同的應(yīng)用目的將數(shù)據(jù)處理為不同的格式，表現(xiàn)出 來(lái)就是我們看到的各種各樣的文件擴(kuò)展名。會(huì)話(huà)層，負(fù)責(zé)建立、維護(hù)、控制會(huì)話(huà)，區(qū)分不同的會(huì)話(huà)，以及提供單X(Simplex).半 雙X(Half duplex)、全雙工(Full duplex)三種通信模式的服務(wù)。我們平時(shí)所知的NFS，RPC,X Windows等都工作在這一層。傳輸層，負(fù)責(zé)分割、組合數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)端到端的邏輯連接。數(shù)據(jù)在上三層是整體的，到 了這一層開(kāi)始被分割，這一層分割后的數(shù)據(jù)被稱(chēng)為段(Segment)。三次握手(Three-wayhandshake)，面向連接(Connec

3、tion-Oriented)或非面向連接(Connectionless-Oriented)的服務(wù)， 流控(Flow control)等都發(fā)生在這一層。網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)地址，定位設(shè)備，決定路由。我們所熟知的IP地址和路由器就 是工作在這一層。上層的數(shù)據(jù)段在這一層被分割，封裝后叫做包(Packet)，包有兩種，一種 叫做用戶(hù)數(shù)據(jù)包(Data packets)，是上層傳下來(lái)的用戶(hù)數(shù)據(jù);另一種叫路由更新包(Route update packets)，是直接由路由器發(fā)出來(lái)的，用來(lái)和其他路由器進(jìn)行路由信息的交換。數(shù)據(jù)鏈路層，負(fù)責(zé)準(zhǔn)備物理傳輸，CRC校驗(yàn)，錯(cuò)誤通知，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌骺氐?。我們?熟知的MAC

4、地址和交換機(jī)都工作在這一層。上層傳下來(lái)的包在這一層被分割封裝后叫做幀 (Frame)。物理層，就是實(shí)實(shí)在在的物理鏈路，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)以比特流的方式發(fā)送、接收，就不多 說(shuō)了。一個(gè)設(shè)備工作在哪一層，關(guān)鍵看它工作時(shí)主要利用哪一層的數(shù)據(jù)的頭部信息。網(wǎng)橋工作時(shí)， 是以MAC頭部來(lái)決定轉(zhuǎn)發(fā)端口的，因此顯然它是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備。具體說(shuō)：網(wǎng)卡，網(wǎng)線(xiàn)，集線(xiàn)器，中繼器，調(diào)制解調(diào)器物理層網(wǎng)橋，交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路路由器網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)關(guān)工作在第四層及其以上交換機(jī)就是用來(lái)進(jìn)行報(bào)文交換的機(jī)器.它和HUB最重要的區(qū)別就HUB是物理層設(shè)備，采用廣 播的形式來(lái)傳輸信息，交換機(jī)多為鏈路層設(shè)備(二層交換機(jī))，能夠進(jìn)行地址學(xué)習(xí)，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) 的形式

5、來(lái)交換報(bào)文.它和路由器的區(qū)別在于路由器由DDN,ADSL等接口，交換機(jī)只有以太網(wǎng) 接口.交換機(jī)和路由器的區(qū)別交換機(jī)交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線(xiàn)和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背 部總線(xiàn)上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的 MAC (網(wǎng)卡的硬件地址)的NIC (網(wǎng)卡)掛接在哪個(gè)端口上，通過(guò)內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù) 據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī) 會(huì)“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過(guò)對(duì)照MAC地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通 過(guò)交換機(jī)。通過(guò)交換機(jī)的

6、過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯(cuò)包的出現(xiàn)， 避免共享沖突。交 換機(jī)在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對(duì)之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，連 接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無(wú)須同其他設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)B可同時(shí)向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬， 都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機(jī)，那么該交換機(jī)這時(shí) 的總流通量就等于2x10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時(shí)，一個(gè)HUB的總 流通量也不會(huì)超出10Mbps?？傊粨Q機(jī)是一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)

7、備。交換機(jī) 可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過(guò)在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者 之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。路由器路由器的一個(gè)作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)作用是選擇信息傳送的線(xiàn)路。選擇通暢快捷的 近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)暢 通率，從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來(lái)。從 過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)流量的角度來(lái)看，路由器的作用與交換機(jī)和網(wǎng)橋非常相似。但是與工作在網(wǎng)絡(luò) 物理層，從物理上劃分網(wǎng)段的交換機(jī)不同，路由器使用專(zhuān)門(mén)的軟件協(xié)議從邏輯上對(duì)整個(gè)網(wǎng) 絡(luò)進(jìn)行劃分。例如，一臺(tái)支持IP協(xié)議的路由器可以把網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)子網(wǎng)段，只有

8、指向特 殊IP地址的網(wǎng)絡(luò)流量才可以通過(guò)路由器。對(duì)于每一個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包，路由器都會(huì)重新計(jì) 算其校驗(yàn)值，并寫(xiě)入新的物理地址。因此，使用路由器轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾數(shù)據(jù)的速度往往要比只查 看數(shù)據(jù)包物理地址的交換機(jī)慢。但是，對(duì)于那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，使用路由器可以提高網(wǎng) 絡(luò)的整體效率。路由器的另外一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)就是可以自動(dòng)過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)廣播。從總體上說(shuō)，在網(wǎng) 絡(luò)中添加路由器的整個(gè)安裝過(guò)程要比即插即用的交換機(jī)復(fù)雜很多。集線(xiàn)器與路由器在功能上有什么不同？首先說(shuō)HUB,也就是集線(xiàn)器。它的作用可以簡(jiǎn)單的理解為將一些機(jī)器連接起來(lái)組成一個(gè)局域 網(wǎng)。而交換機(jī)（又名交換式集線(xiàn)器）作用與集線(xiàn)器大體相同。但是兩者在性能上有區(qū)別：集 線(xiàn)器采用

9、的式共享帶寬的工作方式，而交換機(jī)是獨(dú)享帶寬。這樣在機(jī)器很多或數(shù)據(jù)量很大時(shí)， 兩者將會(huì)有比較明顯的。而路由器與以上兩者有明顯區(qū)別，它的作用在于連接不同的網(wǎng)段并 且找到網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸最合適的路徑，可以說(shuō)一般情況下個(gè)人用戶(hù)需求不大。路由器是產(chǎn)生 于交換機(jī)之后，就像交換機(jī)產(chǎn)生于集線(xiàn)器之后，所以路由器與交換機(jī)也有一定聯(lián)系，并不是 完全獨(dú)立的兩種設(shè)備。路由器主要克服了交換機(jī)不能路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的不足。總的來(lái)說(shuō)，路由器與交換機(jī)的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）工作層次不同最初的的交換機(jī)是工作在OSI/RM開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)鏈路層，也就是第二層，而路由器 一開(kāi)始就設(shè)計(jì)工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層。由于交換機(jī)工作在

10、OSI的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）， 所以它的工作原理比較簡(jiǎn)單，而路由器工作在OSI的第三層（網(wǎng)絡(luò)層），可以得到更多的協(xié) 議信息，路由器可以做出更加智能的轉(zhuǎn)發(fā)決策。（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)所依據(jù)的對(duì)象不同 交換機(jī)是利用物理地址或者說(shuō)MAC地址來(lái)確定轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的目的地址。而路由器則是利用不 同網(wǎng)絡(luò)的ID號(hào)（即IP地址）來(lái)確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的地址。IP地址是在軟件中實(shí)現(xiàn)的，描述的 是設(shè)備所在的網(wǎng)絡(luò)，有時(shí)這些第三層的地址也稱(chēng)為協(xié)議地址或者網(wǎng)絡(luò)地址。MAC地址通常 是硬件自帶的，由網(wǎng)卡生產(chǎn)商來(lái)分配的，而且已經(jīng)固化到了網(wǎng)卡中去，一般來(lái)說(shuō)是不可更改 的。而IP地址則通常由網(wǎng)絡(luò)管理員或系統(tǒng)自動(dòng)分配。（3）傳統(tǒng)的交換機(jī)只能分割沖突域，不能分割廣播域；而路由器可以分割廣播域由交換機(jī)連接的網(wǎng)段仍屬于同一個(gè)廣播域，廣播數(shù)據(jù)包會(huì)在交換機(jī)連接的所有網(wǎng)段上傳播， 在某些情況下會(huì)導(dǎo)致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的