0×1.ISO/OSI參考模型和設備的關系
這是一個標準的OSI七層參考模型,從下往上依次是:物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層;

下面將詳解在這個參考模型中,我們的設備都運行在哪一層,這些知識的了解會對以后的學習非常有幫助。
a.物理層(Physical Layer)
物理層關心的典型問題就是用什么方式來發送1和0,一位的持續時間,是否可同時雙向進行,連接如何建立和如何終止等。
工作在物理層的設備有:
中繼器(repeater): 雙絞線(RJ-45接口網線)的理論最大傳輸距離是100M,超過100M信號會衰減,這時候就要用到中繼器,它能起到放大信號延長傳輸距離的作用。集線器(hub):集線器相當于一個多端口的中繼器,也能起到放大信號的作用,并且集線器是屬于半雙工模式的(簡單的理解成在同一時刻只有一個方向的數據可以傳輸,收的時候不能發,發的時候不能收),而在集線器連接的網絡中,不管有多少個集線器,都只有一個廣播域和一個沖突域。集線器工作原理如下圖:

b.數據鏈路層(Data Link Layer)
數據鏈路層的主要功能是在不可靠的物理層上進行數據的可靠傳輸,將用戶數據封裝成幀(Frame),進行CRC效驗(循環冗余效驗)以及防止高速發送方的數據將低速方淹沒等。
工作在數據鏈路層的設備主要有:
網卡(NIC Network Interface Card):也叫網絡適配器,在生產時將一個唯一的網絡節點地址(MAC地址)燒錄到了它的ROM中。MAC地址占用48位,前24位代表廠商,后24位為設備號。MAC地址可以通過一些軟件設備來更改,但是更改的僅僅是顯示,ROM中的MAC地址除非重新燒錄否則無法更改。Windows系統在CMD中輸入"ipconfig /all"來查看網卡的MAC地址;Linux系統可以在終端中輸入"ifconfig"來查看;網橋(Bridge):網橋可以將兩個局域網(LAN)連接并按照MAC地址轉發數據幀,就好像他們是一個LAN一樣,現在網橋大多應用于軟件。工作原理如下圖:

MAC Address
端口
AAAAAAAAAAAA
1
BBBBBBBBBBBB
2
CCCCCCCCCCCC
1
DDDDDDDDDDDD
2
一個網橋包含兩個沖突域、一個廣播域;沖突域是發送一個單播會影響的范圍,廣播域是發送一個廣播會影響的范圍。
注:網橋并不具備三層設備的特性,這就意味著如果通過網橋將兩個不同網段的局域網連接起來,這兩個局域網之間是無法通信的,除非在其中配置默認路由指向一臺三層設備,這臺三層設備需要具有去往這兩個網段的路由,否則當計算機往其他網段發送數據時,由于本地路由表并沒有這個網段的路由,也沒有配置默認路由,數據會在發送端直接被丟棄。
交換機(Switch): 可以將交換機簡單的看做多端口的網橋,因為它也根據收到的數據幀的源地址進行學習,也根據MAC地址表中的目的地址進行轉發,但交換機有下面幾個需要注意的地方,請看下圖:

假如這個交換機學習到的MAC地址表如下:
MAC Address
端口
AAAAAAAAAAAA
1
BBBBBBBBBBBB
2
CCCCCCCCCCCC
3
其一:交換機對已知的單播幀,只發往對應的端口;比如A發給B,交換機中學習到了B的MAC,那么直接發往端口2;其二:交換機對未知的單播幀,進行泛洪轉發(即發往除接收端口以外的所有端口),比如C發送一個單播幀給D,這個數據幀到達交換機后,交換機MAC表中還沒有學習到D的MAC,交換機將這個數據幀從1、2、4端口發出;其三:交換機對所有廣播和組播,進行泛洪轉發(即發往除接收端口以外的所有端口);
交換機可以劃分為下面三類:傳統交換機:屬于鏈路層,一個廣播域,每個接口是一個沖突域;VLAN交換機:屬于鏈路層,可網管型,可以劃分多個VLAN,每個VLAN是一個廣播域,每個接口是一個沖突域,并且可以配置IP地址;三層交換機:比VLAN型交換機多了路由功能,可以理解成交換機+路由器,屬于OSI模型網絡層;
c.網絡層(Network)
路由器和三層交換機都屬于網絡層設備,它們是應用于不同網段間的設備;路由器的每個端口屬于一個單獨的廣播域,也是一個單獨的沖突域。
d.傳輸層(Transport Layer)
傳輸層實現了用戶進程間端到端的通信(End-to-End),傳輸層相關的協議有TCP、UDP等。我們會經常看到這兩個協議名稱出現在Windows CMD的"netstat -ano"這條命令的顯示里,Linux下可以在終端中輸入"netstat -nautp"來查看這些端口。
e.會話層(Session Layer)
會話層提供的主要服務是會話控制、同步、重傳等。
f.表示層(Presentation Layer)
表示層提供的主要服務為數據的編碼、壓縮、加密解密等。
g.應用層(Application Layer)
應用層包含了大量協議的應用,最常見的有: HTTP-TCP80、FTP-TCP21、SMTP-TCP25、POP3-TCP110、DNS-TCP/UDP53、TELNET-TCP23等。