OSI七层模型

1. 物理层（Physical）
   实现在物理媒体上透明地传送原始比特流。
2. 数据链路层（Data Link）
   在物理线路上提供可靠的数据传输，使之对网络层呈现为一条无错的线路。
   主要功能服务有：物理地址、成帧、定界与同步、差错恢复法、流量控制和信道的访问控制等。
3. 网络层（Network）
   在源结点与目的结点之间建立、维护、终止网络连接。
   主要功能服务有：路由选择、数据分组转发、流量控制与拥塞控制、差错检测与灰度、流量统计与记账
4. 传输层 (Transport)
   为源端主机到目的端主机提供可靠的、满足服务质量要求的数据传输服务。
   主要功能和服务：

   屏蔽各类通信子网的差异，使上层不受通信子网技术变化的影响；
   弥补应用层和通信子网间差异；提供进程级通信能力。
   

5. 会话层（Session）
   建立、管理和中止不同机器上的应用程序之间的会话。
   会话：完成一项任务而进行的一系列相关的信息交换。
6. 表示层（Presentation）
   处理被传送数据的表示问题，即信息的语法和语义。
7. 应用层(Application)
   为用户的应用程序提供网络通信服务
   主要功能包括：

   识别并证实目的通信方的可用性
   使协同工作的应用程序之间进行同步
   判断是否为通信过程申请了足够的资源
   

应用层（报文）
负责用户信息的语义表示，即：做什么？
表示层（报文）
解决用户信息的语法表示，即：任务怎么描述？
会话层（报文）
会话的管理与数据的同步，即：从何时、何处开始？
传输层（报文）
建立一条传输的连接，即：对方在何处？
网络层（分组或包）
选择合适的路由，即：走哪条路可到达该处？
数据链路层（帧）
在链路上无差错地传送帧，即：每一步应该怎样走？
物理层（比特）
将比特流送到物理媒体上传送，即：怎样利用物理媒体？

五层协议

TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。
但最下面的网络接口层并没有具体内容。
因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构 。

数据链路层

为什么要设计数据链路层

• 在原始的物理传输线路上传输数据信号是有差错的，存在一定的误码率；
• 设计数据链路层的目的就是如何在有差错的线路上，进行无差错传输。向网络层提供高质量的服务。
• 从网络参考来看，物理层之上的各层都有改善数据传输质量的要求，数据链路层是重要的一层。

简单模型

数据链路层传送的是帧

三个基本问题

1. 封装成帧
   封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。
   首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
2. 透明传输
   发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)。
   字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)——接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。
   如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
3. 差错控制
   在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)。
   误码率与信噪比有很大的关系

MAC地址

在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或 MAC 地址（48位）。

集线器和交换机

• 集线器：集线器（HUB），它是工作在物理层的设备， 由于它只是工作在物理层的设备，所以它并不关心也不可能关心OSI上面几层所涉及的。Hub是一个共享设备，主要提供信号放大和中转的功能，它把一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去。

• 网桥：网桥又称桥接器，英文名Network Bridge，数据链路层设备。它也是转发数据包的设备，但和HUB不一样的是，它工作在数据链路层，HUB只能看懂物理层上的东西（比如一段物理信号），网桥却能看懂一些帧的信息。在以太网构造的局域网上，最终的寻址是以数据链路层的MAC地址作为标识的(就是用MAC地址可以在局域网上找到一台唯一的机器)，网桥能从发来的数据包中提取MAC信息，并且根据MAC信息对帧进行有目的的转发，而不采用广播的方式，这样就能减少广播风暴的出现，提升整个网络的效率

• 交换机(Switch)是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。

网桥和集线器的不同：
集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测。
网桥在转发帧之前必须执行 CSMA/CD 算法。
若在发送过程中出现碰撞，就必须停止发送和进行退避。

集线器属于一层设备，数据进来以后广播形式发送，对应OSI物理层

网桥属于二层设备，根据MAC地址进行帧转发，可以看做是2层路由，对应OSI数据链路层

交换机属于二层设备，根据MAC地址进行数据转发，他跟集线器不同于他每一个端口属于一个冲突域，而集线器所有端口属于一个冲突域，对应OSI的数据链路层。以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥。

路由器是三层设备，根据IP进行寻址转发数据包，对应OSI网络层