OSI体系结构慕课视频播放-网络技术与应用-MOOC慕课视频教程-柠檬大学

凡是讲到网络体系结构

都会介绍OSI体系结构

因为OSI体系结构是最早定义的网络体系结构

下面我们就来学习这种体系结构的网络环境

各层功能以及数据的传输过程和这种体系结构的特点和作用

什么是OSI

OSI是国际标准化组织最早定义的网络体系结构

它的全称是开放系统互连/参考模型

我们知道网络的这种功能或者说网络的最终目的

是要实现两个终端之间的数据通信

那么两个终端所处的网络环境不同

它的通信过程的实现的难度和过程是不一样的

因此我们谈到某一个网络体系结构

首先要来了解一下

这种体系结构是在什么样的网络环境下提出来的

我们来看一下OSI体系结构所基于的网络环境

这是一个简单的网络拓扑图

那么这个网络拓扑图有些什么样的特点呢

我们来分析一下

首先从互连方式上

终端与交换机之间是直接用物理链路连接的

而交换机之间也是直接用物理链路连接的

第三个还允许多点接入

比如说终端E和终端F

两个终端都接到交换机的一个端口3上面

这是互连方式

第二个交换方式

所有交换机的交换方式都是相同的

那么基于这样一个网络环境

OSI体系结构把网络分为几层呢

我们来看一下

这种体系结构把网络分成七层

从上到下是应用层表示层会话层传输层

网络层数据链路层和物理层

我们从底层开始分别来介绍

首先物理层

物理层要完成的功能主要实现二进制位流的传输过程

它的功能有三个

首先要建立一个信道就是信号的传输通道

第二个完成二进制位流和信号之间的转换

因为计算机处理的是二进制位流

而信道上传输的是信号

因此它要实现信号和二进制位流之间的转换

第三就是实现信号真正的传输过程

这是物理层

我们前面讲过完成某一层的软件和硬件总称称为实体

那么物理层的实体有软件和硬件

比如说像电脑里的网卡

还有调制解调器Modem

数据链路层的功能有这样两个

一个事实现差错控制

就是数据是否出错出错之后怎么办

第二个把需要传输的数据封装成分组

前面我们讲到

数据报交换和虚电路交换都要把数据封装成分组

那么链路层的功能数据的封装也涉及到硬件和软件

比如说网卡等等

网络层的核心功能就是路由

也就是为分组选择正确的传输路径

比如说我们前面讲过的数据报分组交换

那么它是通过一个转发表来实现

比如我们现在有个终端A要给终端C发送数据

那么涉及到可能有三个交换机

交换机1 交换机3和交换机2 这样三个交换机

每个交换机有一个转发表

那么根据终端和交换机之间连接

和交换机和交换机之间的物理链路以及交换机的转发表

就可以生成这样一个交换路径

好这就是网络层的功能

那么网络层实现功能主要是通过交换机

我们来看一下传输层的功能

传输层主要是实现进程之间的通信

什么叫进程间通信呢

我们说网络层只负责把信息从一个终端送到另外一个终端

但是在终端里面有可能同时运行着不同的进程

比如说同时运行着QQ 微信还有浏览器

那么这三个不同的进程

在发送端发送的时候就要有一个标志

就是要告诉我这个信息是要发送给哪个进程的

这就要数据在发送的时候要携带进程的标识符

在接收端要根据标识符把数据送给不同的进程

比如说根据QQ进程的标识符送给QQ进程

根据不同的进程标识符送给不同的进程

这是传输层的功能

那么会话层的功能呢

会话层主要是用来管理两个进程之间会话过程

比如说大家熟悉的迅雷软件

可以实现数据的下载

在下载的过程当中

如果因为某种原因中断了

那么它可以从中断那地方开始下载而不需要从头开始下载

而会话层的功能通常是通过软件来实现的

比如说像迅雷这样的软件

再来看一下表示层

表示层的功能是什么呢

它主要用于统一通信双方描述传输信息所使用的语义和语法

因为网络当中可以实现不同终端之间的通信

那么为了实现不同终端之间的通信

两个终端所表示的用的语言格式比如编码格式等必须统一的

比如说这是我们通过浏览器访问Web服务器的网页

现在是正常的

它采用的编码是Unicode

我们来把它的编码格式改成繁体中文

这个显示马上就变成乱码了

现在我们把它改回Unicode的编码

显示就回到原来正常的状态

这是表示层的功能

那么应用层干什么的呢

它用来定义某一个应用的消息格式和实现过程

比如说http 就定义了用户应该输入什么样的命令

Web服务器应该根据这个命令返回什么样的内容

比如我们现在输入http://www.163.com

那么屏幕上就返回了服务器返回的内容

这就是OSI体系结构七层的具体功能的定义

那么定义了这个七层功能以后

数据在实际的传输过程当中是怎么进行传输的呢

我们来看一下还是以刚才那个例子为例

比如说终端A要向终端C发送数据

那么除了终端A和终端C以外

还涉及到三个分组交换机

终端A这一头把功能分成了七层

终端C同样也是七层

终端A发送数据的时候把数据按照逐层进行封装

到了物理层以后把封装以后的数据转换成信号

通过物理链路传输给分组交换机1

分组交换机1把收到的信号再还原为二进制位流

并且从二进制位流里解封装以后

取出目的终端的地址

根据目的终端的地址确定转发端口

再一次进行封装

然后通过物理链路传输给分组交换机3

分组交换机3和分组交换机2以同样的方法对数据进行传输

最终由分组交换机2通过物理链路传输给终端C

终端C接到分组以后

对数据逐层进行解封装

然后最终把数据交给最上层的应用层来进行处理

这就是数据沿着这样一个传输通路来进行传输的过程

在上面的应用层表示层等等这样的对等层之间

存在一个逻辑上的传输通路

但是真正的数据是通过物理层物理链路来进行传输的

这是整个的传输过程

那么在这个传输过程当中

有两个术语后面经常要用到

在这儿解释一下

一个就是对等层传输的数据单元称为协议数据单元

简称为PDU

而上一层协议数据单元提交给下一层的时候

作为下一层的叫服务数据单元

简称为SDU

因此本层在服务数据单元的基础上

增加了本层的协议控制信息以后

产生本层的协议数据单元

后面会可能会经常用到PDU和SDU这两个术语

通过前面的讨论我们可以看出来

OSI体系结构有这样一些特点

第一个它是一个分层结构

而且这种分层机构基于一种特定的网络环境

划分并定义了每一层的功能

每一层只定义了功能

并没有系统制定对等层之间的协议

也正因为没有制定相应的协议

每一层的封装信息也是没有具体定义的

因此这种体系结构并没有在真正的具体的网络当中应用

那么这个体系结构有什么作用呢

首先这种分层结构和每一层的功能划分

为网络设计和实现提供了一个依据

同时为我们学习网络理解网络提供了思路

那么真正在实际一个网络中应用的

是我们后面介绍的TCP/IP体系结构

网络技术与应用课程列表：

先导语

-课程先导语

--先导语

第1讲概论

-1.1 网络内涵

--网络内涵

-1.2 互联网发展过程

--互联网发展过程

-1.2 互联网发展过程--作业

-1.3 交换方式

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-1.3 交换方式--作业

-1.4 计算机网络体系结构和协议

-1.4 计算机网络体系结构和协议--作业

-第一讲内容的启示

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-例题分析

--例题分析

-测验--作业

第2讲数据通信基础

-本讲内容简介

--2.0 数据通信基础

-2.1 数据传输系统

--2.1 数据传输系统

-2.1 数据传输系统--作业

-2.2 信号

--2.2 信号

-2.2 信号--作业

-2.3 编码和调制

--2.3-1 编码

--2.3-2 调制

-2.3 编码和调制--作业

-2.4 差错控制

--2.4-1 差错控制—检错码

--2.4-2 差错控制—确认和重传

-2.4 差错控制--作业

-2.5 传输媒体

--2.5 传输媒体

-2.5 传输媒体--作业

-2.6 Packet Tracer6.2使用说明

--2.6 Packet Tracer6.2使用说明

-第二讲内容的启示

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-例题分析

--例题分析

-测验--作业

第3讲以太网

-以太网发展过程与内容简介

--3.1 以太网发展过程和本讲内容简介

-以太网发展过程与内容简介--作业

-3.1 总线形以太网

-3.1 总线形以太网--作业

-3.2 网桥与冲突域分割

--3.2-1 网桥与冲突域分割

--3.2-2 网桥工作过程演示

-3.2 网桥与冲突域分割--作业

-3.3 交换式以太网与VLAN

--3.3-1 VLAN与广播域分割

--3.3-2 单交换机VLAN划分过程

--3.3-3 跨交换机VLAN划分

--3.3-4 跨交换机VLAN划分配置过程演示

-3.3 交换式以太网与VLAN--作业

-3.4 以太网标准

--3.4 以太网标准

-3.4 以太网标准--作业

-第三讲内容的启示

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-例题分析

--例题分析

-案例设计

--案例设计

-测验--作业

第4讲无线局域网

-本讲内容简介

--无线局域网

-4.1 无线局域网概述

--4.1-1 无线数据传输

--4.1-2 无线局域网体系结构

-4.1 无线局域网概述--作业

-4.2 无线局域网应用方式

--4.2 无线局域网组网方式

-4.2 无线局域网应用方式--作业

-4.3 无线局域网MAC层

--4.3-1 无线局域网的MAC帧

--4.3-2 DCF和CSMA/CA

-4.3 无线局域网MAC层--作业

-4.4 终端接入无线局域网过程

--4.4 终端接入无线局域网过程

-4.4 终端接入无线局域网过程--作业

-4.5 无线局域网设计和分析

--4.5-1 无线局域网设计

--4.5-2 无线局域网设计演示实验

-第四讲内容的启示

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-例题分析

--例题分析

-测验--作业

第5讲 IP和网络互连

-本讲内容简介

-- IP与网络互连

-5.1 网络互连机制

--5.1 网络互连机制

-5.1 网络互连机制--作业

-5.2 网际协议

--5.2-1 IP-分类编址

--5.2-2 IP-无分类编址

--5.2-3 IP-分组格式

-5.2 网际协议--作业

-5.3 IP分组传输过程

--5.3 IP分组传输过程

-5.3 IP分组传输过程--作业

-5.4 路由表建立过程

--5.4-1 人工配置静态路由项

--5.4-2 路由协议与动态路由项

-5.4 路由表建立过程--作业

-5.5 IP over以太网

--5.5 IP Over以太网

-5.5 IP over以太网--作业

-5.6 三层交换机与VLAN间通信过程

--5.6-1 多端口路由器实现VLAN间通信过程

--5.6-2单臂路由器实现VLAN间通信过程

--5.6-3 三层交换机实现Vlan间通信过程

--5.6-4 三层交换机实现VLAN间通信过程演示实验

--5.6-5 互联设备之间的区别

-5.7 Internet控制报文协议

--5.7 Internet控制报文协议

-5.7 Internet控制报文协议--作业

-第五讲内容启示

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-案例设计

-例题分析

-测验--作业

第6讲 Internet接入技术

-本讲内容简介

--本讲内容简介

-6.1 Internet接入控制机制

--6.1 Internet接入控制机制

-6.1 Internet接入控制机制--作业

-6.2 以太网和ADSL接入技术

--6.2-1 通过以太网接入Internet过程

--6.2-2 通过ADSL接入Internet过程

-6.2 以太网和ADSL接入技术--作业

-6.3 家庭局域网接入方式与无线路由器

--6.3-1 家庭局域网接入方式

--6.3-2 家庭无线路由器的配置

-6.3 家庭局域网接入方式与无线路由器--作业

-6.4 接入综合演示实验

--6.4 接入综合演示实验

-6.4 接入综合演示实验--作业

-第六讲内容的启示

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-例题分析

--第六讲例题分析

-测验--作业

第7讲传输层

-本讲内容简介

--传输层

-7.1 传输层服务特性

--传输层服务特性

-7.1 传输层服务特性--作业

-7.2 端口号

--端口号

-7.3 用户数据报协议UDP

--用户数据报协议UDP

-7.3 用户数据报协议UDP--作业

-7.4 传输控制协议TCP

-7.4 传输控制协议TCP--作业

-第七讲内容启示

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-例题分析

--例题分析

-测验--作业

第8讲应用层

-本讲内容简介

-- 应用层

-8.1 应用结构

--应用结构

-8.1 应用结构--作业

-8.2 域名解析

--8.2-1 域名结构与资源记录

--8.2-2 域名解析过程

--8.2-3 DNS演示实验

-8.2 域名解析--作业

-8.3 动态主机配置协议

--8.3-1 动态主机配置协议

--8.3-2 DHCP无中继演示实验

--8.3-3 DHCP中继演示实验

-8.3 动态主机配置协议--作业

-8.4 万维网

-- 万维网

-8.4 万维网--作业

-8.5 电子邮件

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-8.6 文件传输协议

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-例题分析

--例题分析

-案例设计

--CH8 案例设计

-应用层启示

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-测验--作业

第9讲网络安全

-本讲内容简介

-9.1 网络安全概述

-9.1 网络安全概述--作业

-9.2 网络安全基础

--9.2-1 数据加密

--9.2-2 报文摘要和数字签名

-9.2 网络安全基础--作业

-9.3 病毒检测与防御技术

--9.3 病毒检测与防御技术

-9.3 病毒检测与防御技术--作业

-9.4 以太网安全技术

--9.4-1 以太网安全技术

--9.4-2 防DHCP欺骗演示实验

-9.4 以太网安全技术--作业

-9.5 无线局域网安全技术

--9.5 无线局域网安全技术

--9.5-2 无线局域网安全演示实验

-9.5 无线局域网安全技术--作业

-9.6 防火墙

--9.6-1 无状态分组过滤器

--9.6-2 有状态分组过滤器

-9.6 防火墙--作业

-9.7 安全协议

--9.7 安全协议

-9.7 安全协议--作业

-例题分析

--例题分析

-防火墙演示实验

-- 防火墙演示实验

-案例设计

--案例设计

-网络安全的启示

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-测验--作业

附录

-附录1：综合应用分析

--综合应用分析

-附录2：Cisco实际设备网络构建与配置

--Cisco实际设备网络构建与配置

期末考试

-期末考试--考试试题

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