OSI七层模型
OSI 模型是一个理论模型,一共有七层,但是互联网实际使用的是 TCP/IP 模型,后者不使用前者中的第五层和第六层因此 TCP/IP 模型一共有五层,从上到下分别是:
第 七层:应用层(Application layer)
第四层:传输层(Transport layer),管理应用程序的连接,保证连接的有效建立。
第三层:网络层(Network layer),让各个网络间相互连接,同时能够分割传输的数据包,相关设备如路由器。
第二层:数据链路层(Data Link layer),让局域网中的机器互相连接,同时能够侦测传输错误,相关设备如交换机。
第一层:物理层(Physical layer),为通信提供传输媒介,相关的设备如集线器,双绞线等。
OSI模型的两个原则
①每一层都相对独立:信息只能在本层使用,不能跨层,这样保证在修改了某一层信息的时候,不用再更改其他层。
②每一层只能和相邻的层通信:当传输数据时,OSI从最上层遍历到最下层 7>4>3>2>1,接收数据时,则从最下层到最上层 1>2>3>4>7。
OSI第一层
要传输电信号,就必须要有传输媒介,常见的传输媒介有
①同轴电缆
直径超过1cm,里外共有四层,从外到内分别是:外部绝缘层、网状导体、内部绝缘层、数据线。我记得小时候家里电视的闭路线就是这种,现在已经基本被淘汰 。
②双绞线
目前使用最广泛的线缆,就是平时我们看到的网线,通过RJ45接口连接在设备上,RJ45接口分为一公一母,网线头的这一端称为公头,网卡的接口处就是母头。
双绞线里面有4对线两两绞在一起,一共8根线,目前我们只使用到里面的2对线,一对用于接收数据,一对用于发送数据。
③光纤
光纤是由石英或塑料制成的纤维,通过光传输信号:电信号通过光发射机转为光信号,光信号沿着光纤传输到目的地,光接收机再将光信号转换为电信号。
光纤分为单模光纤和多模光纤。单模光纤使用的是激光,波长单一。多模光纤使用的是白光,包含多种波长。在传输距离和效率上面,单模光纤的性能更好。
光在光导纤维中传输的损耗比电在电线中传输的损耗更低,但是目前一般还是使用双绞线,因为使用光纤,所有接口必须换成光卡口,同样长度的光纤也比双绞线更贵。
④集线器
集线器用于连接多台设备,如多台电脑、打印机、路由器等
集线器与交换机的区别
相同点:
都是用于连接多个设备,都可以转发数据。
不同点:
a.端口的数量不同,集线器端口较少,常见的有4口,交换机端口较多,常见24口、48口。
b.转发数据方式不同,集线器采用的是广播的方式,他会将信息转发给除了发送端口以外的所有端口,所有相连的设备都能收到信息,所以不利于信息的保密。交换机则是根据设备的 MAC 地址进行转发数据,只与发送源和接受源发生关系,从而可以达到防止数据丢失和提高吞吐量的目的。
c.集线器属于osi第一层,交换机属于osi第二层。交换机的性能优于集线器,随着技术进步,集线器已经慢慢退出市场。
网络拓扑和 CSMA/CD 协议
网络拓扑表示机器互相连接的方式,有一下三种方式
①总线拓扑
所有的机器都连接到一条相同的线缆,同一时间只能有一台机器发送信息,因此机器数目越多,每台机器能发送信息的机会就越少。
当多台机器同时发送信息的时候就会产生冲突,这个时候需要用 CSMA/CD 协议解决冲突,如果有两台机器同时发送信息,则产生冲突的机器都停止发送,并等待一个随机时长,再重新发送信息,如果再次发生冲突,则再等待一个随机时长。
②环型拓扑
所有的机器也都连接到一条相同的线缆,但这条线缆成一个环,所有机器共享一个令牌,只有持有令牌的机器才能发言,当然环越大,令牌传递所需要的时间就越久。
③星型拓扑
这是目前主要使用的网络拓扑,所有的机器都连接到一个中央机器(如交换机),中央机器负责处理信息的接收与发送。
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