導(dǎo)致LAN擁塞的常見原因：

廣播域或沖突域中的主機(jī)太多

廣播風(fēng)暴、

組播數(shù)據(jù)流太多

帶寬太低

使用集線器拓展網(wǎng)絡(luò)

ARP廣播太多

注：路由器提供WAN連接，使用串行接口建立WAN連接，在思科路由器上，這種接口為V.35物理接口

路由器的的優(yōu)點(diǎn)：

默認(rèn)情況下，路由器不轉(zhuǎn)發(fā)廣播

路由器可根據(jù)第3層信息對分組進(jìn)行過濾

路由器的功能：

分組交換

分組過濾

網(wǎng)絡(luò)間通信

路徑選擇

交換機(jī)的主要用途讓LAN更好的運(yùn)行，向LAN用戶提供更高的帶寬，優(yōu)化LAN的性能

交換機(jī)與網(wǎng)橋的區(qū)別：

端口密度不同，交換機(jī)的端口遠(yuǎn)比網(wǎng)橋多

交換機(jī)使用物理硬件進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)橋使用軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)

交換機(jī)的所有接口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)彼此獨(dú)立；網(wǎng)橋所有接口彼此互通

網(wǎng)橋和交換機(jī)能將網(wǎng)絡(luò)分段，但不能隔離廣播和組播分組

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）開發(fā)了開放式系統(tǒng)互連（OSI）參考模型
IOS：思科開發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

OSI參考模型的優(yōu)點(diǎn)：

將網(wǎng)絡(luò)通信過程劃分更小、更簡單的組件，有助于組件的開發(fā)、設(shè)計(jì)和故障排除

通過標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)組件，讓更多廠商能協(xié)作開發(fā)

定義了模型每層執(zhí)行的功能，從而支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化

讓不同類型的網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件能彼此通信

避免對一層的修改影響其他層，避免了對開發(fā)工作的影響

OSI模型包含7層：上3層指定終端中的應(yīng)用程序如何彼此通信以及如何與用戶交流；下4層指定如何進(jìn)行端到端的數(shù)據(jù)傳輸

上三層的功能：
應(yīng)用層：提供用戶界面
表示層：表示數(shù)據(jù)；進(jìn)行加密
會話層：將不同應(yīng)用程序的
通過應(yīng)用層與計(jì)算交互，負(fù)責(zé)主機(jī)之間的應(yīng)用程序通信；對聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)地址一無所知

下四層的功能：
傳輸層：提供可靠傳輸或不可靠的傳輸；再重傳前執(zhí)行糾錯(cuò)
網(wǎng)絡(luò)層：提供邏輯地址
數(shù)據(jù)鏈路層：將分組拆分成字節(jié)，并將字節(jié)組合成幀；使用MAC地址提供介質(zhì)訪問；執(zhí)行錯(cuò)誤檢測，但不糾錯(cuò)
物理層：在設(shè)備之間傳輸比特；指定電平、電纜速度和電纜針腳
定義了數(shù)據(jù)是如何通過物理介質(zhì)、交換機(jī)和路由器進(jìn)行傳輸，還定義了如何發(fā)送方主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)的應(yīng)用程序之間重建數(shù)據(jù)流

另一種分層方式：
上層：負(fù)責(zé)與用戶界面和應(yīng)用程序通信
應(yīng)用層：文件、打印、消息、數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序服務(wù)
表示層：數(shù)據(jù)較密、壓縮和轉(zhuǎn)換服務(wù)
會話層：對話控制

中層：負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)可靠的通信及路由到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)
傳輸層：端到端連接
網(wǎng)絡(luò)層：路由選擇

下層：負(fù)責(zé)與本地網(wǎng)絡(luò)通信
數(shù)據(jù)鏈路層：成幀
物理成：物理拓?fù)?/p>

七、應(yīng)用層：用戶與計(jì)算機(jī)交流的場所，僅當(dāng)馬上需要訪問網(wǎng)絡(luò)時(shí)，這一層才會發(fā)揮作用
讓應(yīng)用層能夠?qū)⑿畔⒀貐f(xié)議棧向下傳輸，充當(dāng)應(yīng)用程序和下一層之間的接口；同時(shí)負(fù)責(zé)確定目標(biāo)通信方的可用性，并判斷是否有足夠的資源進(jìn)行所需的通信

六、表示層：向應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和代碼格式化（還有數(shù)據(jù)壓縮、解壓、加密、解密）；
轉(zhuǎn)換方法：確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式再進(jìn)行傳輸
轉(zhuǎn)換服務(wù)將數(shù)據(jù)從EBCDIC（廣義二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制交換碼）轉(zhuǎn)換為ASCII（美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）
確保來自一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用層的數(shù)據(jù)可被另一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用層讀取

五、會話層：在表示層之間建立、管理和終止會話；將用戶數(shù)據(jù)分開；對設(shè)備間的對話進(jìn)行控制
提供模式：單工、半雙工、全雙工

四、傳輸層：將數(shù)據(jù)進(jìn)行重組為數(shù)據(jù)流；提供了端到端數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；再發(fā)送主機(jī)與目標(biāo)主機(jī)之間建立邏輯連接
對上層應(yīng)用程序進(jìn)行多路復(fù)用，建立會話、拆除虛鏈路、提供透明傳輸、對高層隱藏
可為無連接和面相連接的
1）面向連接的通信：進(jìn)行可靠的傳輸，要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)首先必須建立到遠(yuǎn)程設(shè)備（對等系統(tǒng)）的面向連接通信會話，該過程稱為呼叫建立或三次握手；建立會話后，就可以傳輸數(shù)據(jù)了。傳輸完畢后，將通過呼叫終止拆除虛鏈路
三次握手步驟：

連接協(xié)定數(shù)據(jù)段，用于請求同步（SYN）

接下來進(jìn)行數(shù)據(jù)請求（ACK），并在主機(jī)之間確定連接參數(shù)。這些數(shù)據(jù)段請求同步（SYN）接受方排序，以建立雙向連接

最后進(jìn)行確認(rèn)，通知目標(biāo)主機(jī)，接受了連接協(xié)定且連接已建立。

2）流量控制（讓接收方能夠控制發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)量）
當(dāng)數(shù)據(jù)流過大可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，使用流量控制（流控機(jī)制）。
作用：在傳輸層確保數(shù)據(jù)的完整性，通過允許應(yīng)用程序請求在系統(tǒng)間進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)的。流控可避免發(fā)送主機(jī)讓接收主機(jī)的緩沖區(qū)溢出

收到數(shù)據(jù)后，向發(fā)送方進(jìn)行確認(rèn)

重傳所有未得到確認(rèn)的數(shù)據(jù)段

數(shù)據(jù)段到達(dá)目的后，按正確的順序排列

確保數(shù)據(jù)流控不超過處理能力，以免擁塞，過載和數(shù)據(jù)丟失

在面向連接的可靠數(shù)據(jù)傳輸中，數(shù)據(jù)包到達(dá)接收主機(jī)的順序與發(fā)送順序完全相同。

如何判斷建立的連接為面向連接：

建立虛鏈路（或三次握手）

使用排序技術(shù)

使用確認(rèn)機(jī)制

使用流控機(jī)制

流控機(jī)制的方式：緩沖、滑動窗口、擁塞避免

3）窗口技術(shù)
在傳輸方收到接收方的確認(rèn)前，傳輸方發(fā)送的數(shù)據(jù)段數(shù)量稱為窗口大小

窗口用于控制未確認(rèn)的數(shù)據(jù)段數(shù)量

窗口大小決定了在收到對方確認(rèn)前可發(fā)送的信息量。TCP/IP以字節(jié)度量信息量（有些協(xié)議以分組數(shù)量度量信息量）
如果未收到所有應(yīng)確認(rèn)的字節(jié)，接收方應(yīng)當(dāng)縮小窗口，改善通信會話

4）確認(rèn)機(jī)制
可靠傳輸可確保機(jī)器間發(fā)送的數(shù)據(jù)流的完整性。通過確認(rèn)機(jī)制和重傳輸實(shí)現(xiàn)，用于確保數(shù)據(jù)不會重復(fù)或丟失

要求接收方收到數(shù)據(jù)后向發(fā)送方發(fā)送確認(rèn)消息
發(fā)送方以字節(jié)為單位記錄每個(gè)數(shù)據(jù)段，將其發(fā)送后等待確認(rèn)
在發(fā)送數(shù)據(jù)段后，發(fā)送方啟動定時(shí)器；如果在定時(shí)器到期后發(fā)送方仍未收到接收方的確認(rèn)，就重傳該數(shù)據(jù)

接收方發(fā)送的確認(rèn)包是確認(rèn)下一個(gè)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)段或沒有被確認(rèn)的數(shù)據(jù)段

注：傳輸層與會話層緊密協(xié)作，并將來自不同應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)分開，稱為會話多路復(fù)用

三、網(wǎng)絡(luò)層：管理設(shè)備編址、跟蹤設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的位置并確定最佳的數(shù)據(jù)傳輸路徑。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)在位于不同網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)流。

網(wǎng)絡(luò)層使用的分組：

數(shù)據(jù)分組：用戶互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中傳輸用戶數(shù)據(jù)。支持?jǐn)?shù)據(jù)分組的協(xié)議稱為被路由的協(xié)議（IPv4、IPv6）

路由更新分組：包含有關(guān)互連網(wǎng)絡(luò)中路由器連接的網(wǎng)絡(luò)的更新信息，用于將這些信息告知鄰接路由器。發(fā)送路由更新分組的協(xié)議被稱為路由選擇協(xié)議（RIP、OSPF……）

路由表包含信息：

網(wǎng)絡(luò)地址：隨協(xié)議而異的網(wǎng)絡(luò)地址

接口：前往特定網(wǎng)絡(luò)的分組選擇的出站接口

度量值：到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的距離

路由器

默認(rèn)情況下，不轉(zhuǎn)發(fā)任何廣播分組和組播分組

路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層報(bào)頭中的邏輯地址來確定分組轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個(gè)下一跳路由器

路由器是使用管理員創(chuàng)建的訪問列表來控制可進(jìn)出接口的分組類型，以提高安全性

路由器可在同一個(gè)接口提供第2層橋接功能和路由功能

第3層設(shè)備在VLAN之間提供連接

路由器可為特定類型的網(wǎng)絡(luò)流量提供服務(wù)質(zhì)量（QOS）

二、數(shù)據(jù)鏈路層：提供數(shù)據(jù)的物理傳輸，并處理錯(cuò)誤通知、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜土髁靠刂?br /> 在數(shù)據(jù)鏈路層將使用硬件地址確保報(bào)文傳輸?shù)絃AN中的正確設(shè)備，并將來自網(wǎng)絡(luò)層的報(bào)文轉(zhuǎn)換為比特，供物理層傳輸

數(shù)據(jù)鏈路層將報(bào)文封裝成數(shù)據(jù)幀，并添加定制報(bào)頭，其中包含目標(biāo)硬件地址和源硬件地址

路由器并不關(guān)心主機(jī)位于什么位置，只關(guān)心網(wǎng)絡(luò)位于什么地方以及前往這些網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑，數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)本地網(wǎng)絡(luò)中每臺設(shè)備進(jìn)行標(biāo)識

數(shù)據(jù)鏈路層使用硬件地址，讓主機(jī)能夠給本地網(wǎng)絡(luò)中的其他主機(jī)發(fā)送分組及穿越路由器發(fā)送分組（將數(shù)據(jù)鏈路層控制信息封裝成幀，在穿越路由器后，這些信息都被剝離，只留下完整的原始分組）
在傳輸過程中分組本身從未被修改過，只是使用必要的控制信息對其進(jìn)行封裝，以便能夠通過不同的介質(zhì)進(jìn)行傳輸

數(shù)據(jù)鏈路層包含兩個(gè)子層：

介質(zhì)訪問控制（MAC）：定義了如何通過戒指傳輸分組，采用先到先服務(wù)的訪問方式，帶寬由大家共享，也被稱為競用介質(zhì)訪問；該子層定義了物理地址和邏輯拓?fù)洹＿壿嬐負(fù)涫侵感盘栐谖锢硗負(fù)渲械膫鬏斅窂健Ｔ谠撟訉?#xff0c;還可使用線路控制、錯(cuò)誤通知（不糾錯(cuò)）、順序傳遞幀、可選的流量控制

邏輯鏈路控制（LLC）：負(fù)責(zé)識別網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議并對其進(jìn)行封裝。LLC報(bào)頭告訴數(shù)據(jù)鏈路層，收到幀后如何對分組進(jìn)行處理；工作原理：收到幀后，主機(jī)查看LLC報(bào)頭以確定要將分組交給誰（并提供流量控制以及控制比特排序）

在OSI模型的各層，使用控制信息對數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，封裝后的數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）
傳輸層為數(shù)據(jù)段；網(wǎng)絡(luò)層為分組；數(shù)據(jù)鏈路層為幀；物理層為比特

第二層交換可看作基于硬件的橋街，使用專用集成電路（ASIC），其速度可高達(dá)吉比特，且延遲非常低

第3層設(shè)備需要確定網(wǎng)絡(luò)位置；第2層設(shè)備需要確定設(shè)備的位置

交換機(jī)和網(wǎng)橋通過讀取網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拿總€(gè)幀，第二層設(shè)備將源硬件地址加入過濾表中，以記錄幀從哪個(gè)端口收到的
如果目標(biāo)設(shè)備設(shè)備與發(fā)送設(shè)備位于同一個(gè)網(wǎng)段，第2層將禁止幀進(jìn)入其他網(wǎng)段；如果目標(biāo)設(shè)備位于另一個(gè)網(wǎng)段，幀將之傳輸?shù)皆摼W(wǎng)段，這將稱為透明橋接

交換機(jī)接口在接收到幀后，如果在過濾表中找不到其目的硬件地址，交換機(jī)將把幀轉(zhuǎn)發(fā)到所有網(wǎng)段。如果有未知設(shè)備對這種轉(zhuǎn)發(fā)操作做出應(yīng)答，交換機(jī)將更新其過濾表中有關(guān)該設(shè)備位置的信息。如果幀的目標(biāo)地址為廣播地址，交換機(jī)將默認(rèn)把廣播轉(zhuǎn)發(fā)給與之相連的所有網(wǎng)段

注：在使用集線器時(shí)，每個(gè)網(wǎng)段不能有多臺設(shè)備同時(shí)通信

一、物理層：
功能：接受和發(fā)送比特。物理層直接與各種通信介質(zhì)交流。
不同的介質(zhì)以不同的方式表示比特，對于每種類型的介質(zhì)，都需要特定的協(xié)議，協(xié)議描述了正確的比特模式，如何將數(shù)據(jù)編碼成介質(zhì)信號及物理介質(zhì)連接頭的各個(gè)特征

物理層定義了終端之間激活、維護(hù)、斷開物理鏈路，且需要滿足電氣、機(jī)械、規(guī)程和功能需求。還確定數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的接口（通常情況下，DTE通過調(diào)制解調(diào)器或信道服務(wù)單元/數(shù)據(jù)服務(wù)單元【CSU/DSU】來使用可用的服務(wù)）

集線器：一種多端口轉(zhuǎn)發(fā)器。轉(zhuǎn)發(fā)器接受數(shù)字信號，對其進(jìn)行放大或重建，再通過所有活動端口將其轉(zhuǎn)發(fā)出去，不查看信號標(biāo)識的數(shù)據(jù)。從任何端口受到數(shù)字信號后，都進(jìn)行放大或重建，再通過所有的集線器端口轉(zhuǎn)發(fā)出去
集線器不查看進(jìn)入的數(shù)據(jù)流，之將其轉(zhuǎn)發(fā)到物理介質(zhì)的其他部分。在有數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸時(shí)，與集線器相連的所有設(shè)備必須偵聽

小結(jié)：
1.OSI七層模型，用于幫助應(yīng)用程序開發(fā)人員設(shè)計(jì)可在任何類型的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的應(yīng)用程序
2.集線器屬于物理設(shè)備，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給除源信號所屬網(wǎng)段以外的其他所有網(wǎng)段；交換機(jī)使用硬件地址將網(wǎng)絡(luò)分段，并分割沖突域；路由器分割廣播域和沖突域，并使用邏輯地址在互連網(wǎng)絡(luò)中傳輸分組

總結(jié)

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