osi七层模型 - 技术栈

文章目录

1、网络层

路由器就是网络层设备，因为是根据目标ip报文来实现转发的，三层的

1、数据链路层

作用
- 解决了，ip报文在链路层之间的传递，ip报文不能在链路上传递的问题
位于网络层和物理层的之间，在这个过程中传输的数据被称为帧，以太网就是数据链路层的协议
端与端的通信，就是链路上面的通信，就是1.1.1.1到2.2.2.2之间要经过的流程，就是被称为段内通信
一个接口到另外一个接口通信
ip报文sip ，dip定义的是端到端的通信，不能代表链路之间的通信，根据ip地址不能解决之间的通信，所以的话，需要将数据包再一次封装成链路层的数据帧，利用帧地址来实现链路的数据传递，实际上就是有mac地址

链路层协议
- p2p,有ppp,HDLC,这个就是点到点的之间的通信，不需要封装成帧地址，封装成ppp的，可以直接从另外一个接口发出去
- Brodcast广播地址，有以太网
  - 是将一个数据从一个设备发送到同一个网络内的所有设备

物理层在传输过程中很容易受到环境干扰，进而产生错误但物理层无法察觉：1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1，因此数据链路层负责起"差错监测"的工作。并采用重传的方法进行帧的差错恢复
交换机是链路层设备，根据的目标数据的mac地址来实现转发，二层设备

2、以太网和mac地址

以太网是一个广播式数据链路层协议
因为在这个广播的链路上面的话，通信不确定的话，就需要mac地址来唯一标识一个设备，点到点之间的话，就不需要mac地址，帧上面有源mac地址和目标mac地址
就是在以太网(广播)链路上时，进行传递的时候，对2个接口进行mac地址标识，也就是物理地址，硬件地址，是在以太网链路上唯一标识的接口，但是不是在整个网络上的唯一，mac地址只能在链路上唯一，这样的话在不同的链路上面会有相同的mac地址，以太网上面都一个mac地址，以太网多的时候，链路的mac相同时，就会有冲突，而且还不能改变mac地址，因此，mac地址全球唯一
ip地址是在整个网络上面的唯一的标识的接口，可以更改，mac地址就是固定到接口上面的，改变不了的

3、地址解析协议(arp)

属于链路层协议
根据已知的ip地址实现，获取到mac地址，从而实现发送到对方的接口(mac地址)
它的主要作用是通过已知的 IP 地址解析对应的 MAC 地址，从而实现网络层到链路层的地址映射。这是因为在以太网等链路层网络中，通信需要依赖 MAC 地址来识别设备，而 IP 地址仅在网络层有效

arp的工作流程
- 源设备发送一个数据到指定设备上面去，数据包含了目标ip地址，源Ip地址，源mac地址，但是不知道目标mac地址(发送一个全F)，因此会发出一个arp请求，来获取到指定的mac地址
- 通过广播发送出去后，目标设备的ip会接收这个请求，然后记录到自己的arp表，发送一个arp单播回复个源设备
- 源设备会记录目标mac地址

ping 1.1.1.3的之前,发送一个arp请求
arp报文

bash 复制代码

# 目标设备会记录源mac地址，其他的mac地址不会记录
<r4>display arp
IP ADDRESS      MAC ADDRESS     EXPIRE(M) TYPE        INTERFACE   VPN-INSTANCE 
                                          VLAN/CEVLAN PVC                      
------------------------------------------------------------------------------
1.1.1.4         00e0-fc89-09da            I -         GE0/0/0
1.1.1.3         5489-9808-5c57  18        D-0         GE0/0/0
------------------------------------------------------------------------------
Total:2         Dynamic:1       Static:0     Interface:1    
<r4>

# 源pc会记录这个mac地址，这个记录是有时间，再次发送的时候不会发送一个arp请求
PC>arp -a

Internet Address    Physical Address    Type
1.1.1.4             00-E0-FC-89-09-DA   dynamic

1、免费arp

当接口获取到ip地址时，会主动的发送一个免费arp
当接口ip地址变更时，主动发送一个arp请求
就是路由器的接口地址发生改变的时候，会给自己发送一个免费arp,全0

作用
- 用于检测ip地址的冲突，改变了地址的话，就会发送arp广播，如果这个时候有链路有相同的ip地址话，就会发生了冲突，如果有相同的ip地址的话，其他主机访问的时候就会不唯一了，就会泛洪
- ip地址只是逻辑地址，可以更改，但是一个多个链路上有相同的ip地址冲突的话，根据arp表，发送给对应的目标设备，也就是mac地址，但是不能准确的发送到，因为你想发送给.1但是arp表记录的.1是另外一个mac地址，这个时候通信收到了影响
- 免费arp用于刷新其他主机的arp缓存，就是更改路由器的ip地址，访问其他主机，其他主机上的已有的arp表，就会更改
- 出现了不同ip对应相同的mac地址情况，过一段时间之前的ip就会消失

bash 复制代码

[r2-GigabitEthernet0/0/0]display arp
IP ADDRESS      MAC ADDRESS     EXPIRE(M) TYPE        INTERFACE   VPN-INSTANCE 
                                          VLAN/CEVLAN PVC                      
------------------------------------------------------------------------------
1.1.1.1         00e0-fcdf-188c            I -         GE0/0/0
1.1.1.3         5489-9808-5c57  17        D-0         GE0/0/0
------------------------------------------------------------------------------
Total:2         Dynamic:1       Static:0     Interface:1    

[r2-GigabitEthernet0/0/0]display arp
IP ADDRESS      MAC ADDRESS     EXPIRE(M) TYPE        INTERFACE   VPN-INSTANCE 
                                          VLAN/CEVLAN PVC                      
------------------------------------------------------------------------------
1.1.1.10        00e0-fcdf-188c            I -         GE0/0/0
1.1.1.3         5489-9808-5c57  16        D-0         GE0/0/0
------------------------------------------------------------------------------
Total:2         Dynamic:1       Static:0     Interface:1

思科的设备的会，可以更改设备的mac地址，修改了接口的mac地址，会发送一个免费的arp请求，其他设备的arp表，ip地址没有变，但是mac地址就会发生改变

4、物理层

数据到达物理层之后，物理层会根据物理介质的不同，将数字信号转换成光信号，电信号或者是电磁波信号
物理层的PDU被称为比特流
负责比特位在介质上的传输
对0和1进行转发

1、双绞线(网线)

直通线
- 桥接设备(交换机/集线器)和路由设备相连时用直通线
- 将计算机连入到HUB(集线器)或者交换机，符合568B，2边的颜色一样
- 端1 白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕
- 端2 白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕
交叉线
- 相同的设备连接(桥接设备和桥接设备，交换机和交换机)的时候，使用的就是交叉线
- 计算机和计算机直接相连，交换机与交换机相连，符合568A和568B的规则
- 所以的一边是568A，另外一边是568B的线就是交叉线了
- 端1 白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕
- 端2 白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕
全反线
- 就是1,2,3,4,5,6,7,8 全部反过来
- console线，但是现在的设备都会自己有
规范

568A:
- 颜色白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕
568B:
- 颜色白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕

目前
- 设备的现在会自动的识别直通线和交叉线，非常的方便，设备支持线序自适应的能力的话

5、总结

osi七层模型
- 应用层将数据变成data
- 发送给传输层，打上tcp，udp ，段
- 网络层，打上ip，包
- 数据链路层，打上帧
- 物理层，位，bit，将帧变成物理信号(光)进行传输

中间网络传输的过程

发送数据

接收数据