物理层 ： 规定了网络连接设备的物理特性。（机械特性、电气特性、功能特性和过程特性）。主要功能是完成相邻节点之间的原始比特流的传输。物理层协议关心的是能用什么样的物理信号表示数据“1”“0”；持续的时间多长；数据传输是否可同时在两个方向上进行；Zui初的链路如何建立和完成通信后如何终止。物理层的服务访问点（SAP）是网卡接口（RJ45 接口或BNC 接口），集线器、中继器工作在物理层。集线器就是多口中继器。

集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽

    数据链路层： 在相邻结点可靠的传送帧。它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。帧不仅包括原始数据，还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息。通过循环冗余检验（CRC）判断数据接收的正确性。数据链路层的服务访问点是MAC 地址。网桥、交换机工作在数据链路层。交换机就是多口网桥。

    网络层： 在通信子网中进行路由选择和通信控制。主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点A 到另一个网络中节点B 的zuijia路径。网络层的服务访问点

IP 地址。服务器工作在网络层。

    传输层：在端系统之间可靠的传送报文。OSI 中Zui重要, Zui关键的一层,是唯一负责总体的数据传输和数据控制的一层.传输层提供端到端的交换数据的机制。实现端到端的应答、分组排序和流量控制功能。 O S I 模型中Zui重要的一层。传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。除此之外，传输层按照网络能处理的Zui大尺寸将较长的数据包进行强制分割。例如，以太网无法接收大于1 5 00 字节的数据包。传输层将数据分割成较小的数据片，同时对每一数据片安排一序列号，以便数据到达接收方节点的传输层时，能以正确的顺序重组。该过程即被称为排序。 传输层的服务访问点是端口号。 工作在传输层的一种服务是 T C P / I P 协议套中的T C P （传输控制协议），另一项传输层服务是I P X / S P X 协议集的S P X （序列包交换）。为端到端连接提供传输服务.这种传输服务分为可靠和不可靠的,其中Tcp 是典型的可靠传输,而Udp 则是不可靠传输. 为端到端连接提供流量控,差错控制,服务质量(Quality of Service,QoS)等管理服务。

   会话层： 在分布式应用之间规定了传送的同步点和发送方向。负责在网络中的两节点之间建立和维持通信。 会话层的功能包括：建立通信链接，保持会话过程通信链接的畅通，同步两个节点之间的对 话，决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。

    你可能常常听到有人把会话层称作网络通信的“交通警察”。当通过拨号向你的 I S P （因特网服务提供商）请求连接到因特网时，I S P 服务器上的会话层向你与你的P C 客户机上的会话层进行协商连接。若你的电话线偶然从墙上插孔脱落时，你终端机上的会话层将检测到连接中断并重新发起连接。会话层通过决定节点通信的优先级和通信时间的长短来设置通信期限

   表示层：提供了统一的网络数据表示。应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。表示层管理数据的解密与加密，如系统口令的处理。例如：在 Internet 上查询你银行账户，使用的即是一种安全连接。你的账户数据在发送前被加密，在网络的另一端，表示层将对接收到的数据解密。除此之外，表示层协议还对图片和文件格式信息进行解码和编码。

    应用层：为普通用户提供了分布式应用环境，为gaoji用户（网络程序员）提供了分布式开发环境。负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务。术语“应用层”并不是指运行在网络上的某个特别应用程序 ，应用层提供的服务包括文件传输、文件管理以及电子邮件的信息处理。

冲突域和广播域

网络互连设备可以将网络划分为不同的冲突域、广播域。但是，由于不同的网络互连设备可能工作在OSI 模型的不同层次上。因此，它们划分冲突域、广播域的效果也就各不相同。如中继器工作在物理层，网桥和交换机工作在数据链路层，路由器工作在网络层，而网关工作在OSI 模型的上三层。而每一层的网络互连设备要根据不同层次的特点完成各自不同的任务。

下面我们讨论常见的网络互连设备的工作原理以及它们在划分冲突域、广播域时各自的特点。

1、传统以太网操作

传统共享式以太网的典型代表是总线型以太网。在这种类型的以太网中，通信信道只有一个，采用介质共享（介质争用）的访问方法（CSMA/CD 介质访问方法）。每个站点在发送数据之前首先要侦听网络是否空闲，如果空闲就发送数据。否则，继续侦听直到网络空闲。如果两个站点同时检测到介质空闲并同时发送出一帧数据，则会导致数据帧的冲突，双方的数据帧均被破坏。这时，两个站点将采用"二进制指数退避"的方法各自等待一段随机的时间再侦听、发送。

在图1 中，主机A 只是想要发送一个单播数据包给主机B。但由于传统共享式以太网的广播性质，接入到总线上的所有主机都将收到此单播数据包。同时，此时如果任何第二方，包括主机B 也要发送数据到总线上都将冲突，导致双方数据发送失败。我们称连接在总线上的所有主机共同构成了一个冲突域。

当主机A 发送一个目标是所有主机的广播类型数据包时，总线上的所有主机都要接收该广播数据包，并检查广播数据包的内容，如果需要的话加以进一步的处理。我们称连接在总线上的所有主机共同构成了一个广播域。

2、中继器（Repeater）

中继器（Repeater）作为一个实际产品出现主要有两个原因：

第一，扩展网络距离，将衰减信号经过再生。

第二，实现粗同轴电缆以太网和细同轴电缆以太网的互连。

通过中继器虽然可以延长信号传输的距离、实现两个网段的互连。但并没有增加网络的可用带宽。如图2 所示，网段1 和网段2 经过中继器连接后构成了一个单个的冲突域和广播域。

3、集线器（HUB）

集线器实际上相当于多端口（在本章，我们常用"端口"一词代替"接口"这个术语）的中继器。集线器通常有8 个、16 个或24 个等数量不等的接口。

集线器同样可以延长网络的通信距离，或连接物理结构不同的网络，但主要还是作为一个主机站点的汇聚点，将连接在集线器上各个接口上的主机联系起来使之可以互相通信。

如图3 所示，所有主机都连接到中心节点的集线器上构成一个物理上的星型连接。但实际上，在集线器内部，各接口都是通过背板总线连接在一起的，在逻辑上仍构成一个共享的总线。因此，集线器和其所有接口所接的主机共同构成了一个冲突域和一个广播域。

4、网桥（Bridge）

网桥（Bridge）又称为桥接器。和中继器类似，传统的网桥只有两个端口，用于连接不同的网段。和中继器不同的是，网桥具有一定的"智能"性，可以"学习"网络上主机的地址，同时具有信号过滤的功能。

如图4 所示，网段1 的主机A 发给主机B 的数据包不会被网桥转发到网段2。因为，网桥可以识别这是网段1 内部的通信数据流。同样，网段2 的主机X 发给主机Y 的数据包也不会被网桥转发到网段1。可见，网桥可以将一个冲突域分割为两个。其中，每个冲突域共享自己的总线信道带宽。

但是，如果主机C 发送了一个目标是所有主机的广播类型数据包时，网桥要转发这样的数据包。网桥两侧的两个网段总线上的所有主机都要接收该广播数据包。因此，网段1 和网段2 仍属于同一个广播域。

5、交换机（Switch）

交换机（Switch）也被称为交换式集线器。它的出现是为了解决连接在集线器上的所有主机共享可用带宽的缺陷。

交换机是通过为需要通信的两台主机直接建立专用的通信信道来增加可用带宽的。

从这个角度上来讲，交换机相当于多端口网桥。

如图5 所示，交换机为主机A 和主机B 建立一条专用的信道，也为主机C 和主机D 建立一条专用的信道。只有当某个接口直接连接了一个集线器，而集线器又连接了多台主机时，交换机上的该接口和集线器上所连的所有主机才可能产生冲突，形成冲突域。换句话说，交换机上的每个接口都是自己的一个冲突域。

但是，交换机同样没有过滤广播通信的功能。如果交换机收到一个广播数据包后，它会向其所有的端口转发此广播数据包。因此，交换机和其所有接口所连接的主机共同构成了一个广播域。

我们将使用交换机作为互连设备的局域网称为交换式局域网。

6、路由器（Router）

路由器工作在网络层，可以识别网络层的地址-IP 地址，有能力过滤第3 层的广播消息。实际上，除非做特殊配置，否则路由器从不转发广播类型的数据包。因此，路由器的每个端口所连接的网络都独自构成一个广播域。如图6 所示，如果各网段都是共享式局域网，则每网段自己构成一个独立的冲突域。

7、网关（Gateway）

网关工作在OSI 参考模型的高三层，因此，并不使用冲突域、广播域的概念。网关主要用来进行高层协议之间的转换。例如，充当LOTUS 1-2-3

邮件服务和Microsoft Exchange 邮件服务之间的邮件网关。

注意，这里网关的概念完全不同于PC 主机以及路由器上配置的默认网关（default gateway）。