導致LAN擁塞的常見原因：

廣播域或沖突域中的主機太多

廣播風暴、

組播數據流太多

帶寬太低

使用集線器拓展網絡

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

路由器的的優點：

默認情況下，路由器不轉發廣播

路由器可根據第3層信息對分組進行過濾

路由器的功能：

分組交換

分組過濾

網絡間通信

路徑選擇

交換機的主要用途讓LAN更好的運行，向LAN用戶提供更高的帶寬，優化LAN的性能

交換機與網橋的區別：

端口密度不同，交換機的端口遠比網橋多

交換機使用物理硬件進行轉發，網橋使用軟件進行轉發

交換機的所有接口轉發數據時彼此獨立；網橋所有接口彼此互通

網橋和交換機能將網絡分段，但不能隔離廣播和組播分組

國際標準化組織（ISO）開發了開放式系統互連（OSI）參考模型
IOS：思科開發的互聯網絡操作系統

OSI參考模型的優點：

將網絡通信過程劃分更小、更簡單的組件，有助于組件的開發、設計和故障排除

通過標準化網絡組件，讓更多廠商能協作開發

定義了模型每層執行的功能，從而支持行業標準化

讓不同類型的網絡硬件和軟件能彼此通信

避免對一層的修改影響其他層，避免了對開發工作的影響

OSI模型包含7層：上3層指定終端中的應用程序如何彼此通信以及如何與用戶交流；下4層指定如何進行端到端的數據傳輸

上三層的功能：
應用層：提供用戶界面
表示層：表示數據；進行加密
會話層：將不同應用程序的
通過應用層與計算交互，負責主機之間的應用程序通信；對聯網和網絡地址一無所知

下四層的功能：
傳輸層：提供可靠傳輸或不可靠的傳輸；再重傳前執行糾錯
網絡層：提供邏輯地址
數據鏈路層：將分組拆分成字節，并將字節組合成幀；使用MAC地址提供介質訪問；執行錯誤檢測，但不糾錯
物理層：在設備之間傳輸比特；指定電平、電纜速度和電纜針腳
定義了數據是如何通過物理介質、交換機和路由器進行傳輸，還定義了如何發送方主機和目標主機的應用程序之間重建數據流

另一種分層方式：
上層：負責與用戶界面和應用程序通信
應用層：文件、打印、消息、數據庫和應用程序服務
表示層：數據較密、壓縮和轉換服務
會話層：對話控制

中層：負責與遠程網絡可靠的通信及路由到遠程網絡
傳輸層：端到端連接
網絡層：路由選擇

下層：負責與本地網絡通信
數據鏈路層：成幀
物理成：物理拓撲

七、應用層：用戶與計算機交流的場所，僅當馬上需要訪問網絡時，這一層才會發揮作用
讓應用層能夠將信息沿協議棧向下傳輸，充當應用程序和下一層之間的接口；同時負責確定目標通信方的可用性，并判斷是否有足夠的資源進行所需的通信

六、表示層：向應用層提供數據，并負責數據轉換和代碼格式化（還有數據壓縮、解壓、加密、解密）；
轉換方法：確保數據轉換為標準格式再進行傳輸
轉換服務將數據從EBCDIC（廣義二進制編碼的十進制交換碼）轉換為ASCII（美國標準信息交換碼）
確保來自一個系統的應用層的數據可被另一個系統的應用層讀取

五、會話層：在表示層之間建立、管理和終止會話；將用戶數據分開；對設備間的對話進行控制
提供模式：單工、半雙工、全雙工

四、傳輸層：將數據進行重組為數據流；提供了端到端數據傳輸服務；再發送主機與目標主機之間建立邏輯連接
對上層應用程序進行多路復用，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：進行可靠的傳輸，要傳輸的數據首先必須建立到遠程設備（對等系統）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，就可以傳輸數據了。傳輸完畢后，將通過呼叫終止拆除虛鏈路
三次握手步驟：

連接協定數據段，用于請求同步（SYN）

接下來進行數據請求（ACK），并在主機之間確定連接參數。這些數據段請求同步（SYN）接受方排序，以建立雙向連接

最后進行確認，通知目標主機，接受了連接協定且連接已建立。

2）流量控制（讓接收方能夠控制發送方發送的數據量）
當數據流過大可能導致數據丟失，使用流量控制（流控機制）。
作用：在傳輸層確保數據的完整性，通過允許應用程序請求在系統間進行可靠的數據傳輸實現的。流控可避免發送主機讓接收主機的緩沖區溢出

收到數據后，向發送方進行確認

重傳所有未得到確認的數據段

數據段到達目的后，按正確的順序排列

確保數據流控不超過處理能力，以免擁塞，過載和數據丟失

在面向連接的可靠數據傳輸中，數據包到達接收主機的順序與發送順序完全相同。

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

使用確認機制

使用流控機制

流控機制的方式：緩沖、滑動窗口、擁塞避免

3）窗口技術
在傳輸方收到接收方的確認前，傳輸方發送的數據段數量稱為窗口大小

窗口用于控制未確認的數據段數量

窗口大小決定了在收到對方確認前可發送的信息量。TCP/IP以字節度量信息量（有些協議以分組數量度量信息量）
如果未收到所有應確認的字節，接收方應當縮小窗口，改善通信會話

4）確認機制
可靠傳輸可確保機器間發送的數據流的完整性。通過確認機制和重傳輸實現，用于確保數據不會重復或丟失

要求接收方收到數據后向發送方發送確認消息
發送方以字節為單位記錄每個數據段，將其發送后等待確認
在發送數據段后，發送方啟動定時器；如果在定時器到期后發送方仍未收到接收方的確認，就重傳該數據

接收方發送的確認包是確認下一個要傳輸的數據段或沒有被確認的數據段

注：傳輸層與會話層緊密協作，并將來自不同應用程序的數據分開，稱為會話多路復用

三、網絡層：管理設備編址、跟蹤設備在網絡中的位置并確定最佳的數據傳輸路徑。網絡層負責在位于不同網絡中的設備之間傳輸數據流。

網絡層使用的分組：

數據分組：用戶互聯網絡中傳輸用戶數據。支持數據分組的協議稱為被路由的協議（IPv4、IPv6）

路由更新分組：包含有關互連網絡中路由器連接的網絡的更新信息，用于將這些信息告知鄰接路由器。發送路由更新分組的協議被稱為路由選擇協議（RIP、OSPF……）

路由表包含信息：

網絡地址：隨協議而異的網絡地址

接口：前往特定網絡的分組選擇的出站接口

度量值：到遠程網絡的距離

路由器

默認情況下，不轉發任何廣播分組和組播分組

路由器根據網絡層報頭中的邏輯地址來確定分組轉發到哪一個下一跳路由器

路由器是使用管理員創建的訪問列表來控制可進出接口的分組類型，以提高安全性

路由器可在同一個接口提供第2層橋接功能和路由功能

第3層設備在VLAN之間提供連接

路由器可為特定類型的網絡流量提供服務質量（QOS）

二、數據鏈路層：提供數據的物理傳輸，并處理錯誤通知、網絡拓撲和流量控制
在數據鏈路層將使用硬件地址確保報文傳輸到LAN中的正確設備，并將來自網絡層的報文轉換為比特，供物理層傳輸

數據鏈路層將報文封裝成數據幀，并添加定制報頭，其中包含目標硬件地址和源硬件地址

路由器并不關心主機位于什么位置，只關心網絡位于什么地方以及前往這些網絡的最佳路徑，數據鏈路層負責本地網絡中每臺設備進行標識

數據鏈路層使用硬件地址，讓主機能夠給本地網絡中的其他主機發送分組及穿越路由器發送分組（將數據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行封裝，以便能夠通過不同的介質進行傳輸

數據鏈路層包含兩個子層：

介質訪問控制（MAC）：定義了如何通過戒指傳輸分組，采用先到先服務的訪問方式，帶寬由大家共享，也被稱為競用介質訪問；該子層定義了物理地址和邏輯拓撲。邏輯拓撲是指信號在物理拓撲中的傳輸路徑。在該子層，還可使用線路控制、錯誤通知（不糾錯）、順序傳遞幀、可選的流量控制

邏輯鏈路控制（LLC）：負責識別網絡層協議并對其進行封裝。LLC報頭告訴數據鏈路層，收到幀后如何對分組進行處理；工作原理：收到幀后，主機查看LLC報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，使用控制信息對數據進行封裝，封裝后的數據統稱為協議數據單元（PDU）
傳輸層為數據段；網絡層為分組；數據鏈路層為幀；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），其速度可高達吉比特，且延遲非常低

第3層設備需要確定網絡位置；第2層設備需要確定設備的位置

交換機和網橋通過讀取網絡傳輸的每個幀，第二層設備將源硬件地址加入過濾表中，以記錄幀從哪個端口收到的
如果目標設備設備與發送設備位于同一個網段，第2層將禁止幀進入其他網段；如果目標設備位于另一個網段，幀將之傳輸到該網段，這將稱為透明橋接

交換機接口在接收到幀后，如果在過濾表中找不到其目的硬件地址，交換機將把幀轉發到所有網段。如果有未知設備對這種轉發操作做出應答，交換機將更新其過濾表中有關該設備位置的信息。如果幀的目標地址為廣播地址，交換機將默認把廣播轉發給與之相連的所有網段

注：在使用集線器時，每個網段不能有多臺設備同時通信

一、物理層：
功能：接受和發送比特。物理層直接與各種通信介質交流。
不同的介質以不同的方式表示比特，對于每種類型的介質，都需要特定的協議，協議描述了正確的比特模式，如何將數據編碼成介質信號及物理介質連接頭的各個特征

物理層定義了終端之間激活、維護、斷開物理鏈路，且需要滿足電氣、機械、規程和功能需求。還確定數據終端設備（DTE）和數據通信設備（DCE）之間的接口（通常情況下，DTE通過調制解調器或信道服務單元/數據服務單元【CSU/DSU】來使用可用的服務）

集線器：一種多端口轉發器。轉發器接受數字信號，對其進行放大或重建，再通過所有活動端口將其轉發出去，不查看信號標識的數據。從任何端口受到數字信號后，都進行放大或重建，再通過所有的集線器端口轉發出去
集線器不查看進入的數據流，之將其轉發到物理介質的其他部分。在有數據進行傳輸時，與集線器相連的所有設備必須偵聽

小結：
1.OSI七層模型，用于幫助應用程序開發人員設計可在任何類型的系統和網絡中運行的應用程序
2.集線器屬于物理設備，將數據轉發給除源信號所屬網段以外的其他所有網段；交換機使用硬件地址將網絡分段，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絡中傳輸分組

總結

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