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网络基础培训资料
OSI参考模型
OSI（OpenSystemInterconnect）开放式系统互联。
一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模型。
国际标准化组织ISO发布的最著名的标准是ISO/iIEC7498，又称为X.200协议。
该体系结构标准定义了网络互连的七层框架，即ISO开放系统互连参考模型。
在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。
简介
开放系统OSI标准定制过程中所采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构方法。
在OSI中，采用了三级抽象，即体系结构、服务定义和协议规定说明。
OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包含的可能的服务。
它是作为一个框架来协调和组织各层协议的制定，也是对网络内部结构最精练的概括与描述。
OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。
某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力，它通过接口提供给更高一层。
各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。
同时，各种服务定义还定义了层与层之间的接口和各层的所使用的原语，但是不涉及接口是怎么实现的。
OSI标准中的各种协议精确定义了应当发送什么样的控制信息，以及应当用什么样的过程来解释这个控制信息。
协议的规程说明具有最严格的约束。
ISO/OSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法。
ISO/OSI参考模型只是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定。
在OSI范围内，只有在各种的协议是可以被实现的而各种产品只有和OSI的协议相一致才能互连。
这也就是说，OSI参考模型并不是一个标准，而只是一个在制定标准时所使用的概念性的框架。
在历史来看，在制定计算机网络标准方面起着很大作用的两大国际组织是CCITT和ISO。
CCITT与ISOTC97的工作领域是不同的，CCITT主要是从通信角度考虑一些标准的制定，而ISO的TC97则关心信息的处理与网络体系结构。
但是随着科学技术的发展，通信与信息处理的界限变得比较模糊了。
于是，通信与信息处理就都成为了CCITT与TC97共同关心的领域。
CCITT的建议书X.200就是开放系统互连的基本参考模型，它和ISO7498基本是相同的。
最早的时候网络刚刚出现的时候，很多大型的公司都拥有了网络技术，公司内部计算机可以相互连接。
可是却不能与其它公司连接。
因为没有一个统一的规范。
计算机之间相互传输的信息对方不能理解。
所以不能互联。
七个层次划分原则
ISO为了更好的使网络应用更为普及，就推出了OSI参考模型。
其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。
这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。
提供各种网络服务功能的计算机网络系统是非常复杂的。
根据分而治之的原则，ISO将整个通信功能划分为七个层次，划分原则是：
（1）网路中各结点都有相同的层次；
（2）不同结点的同等层具有相同的功能；
（3）同一结点内相邻层之间通过接口通信；
（4）每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；
（5）不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。
七个层次内容
其内容如下：
第7层应用层：
OSI中的最高层。
应用层确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。
应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。
它包括：
文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造业报文规范MMS、目录服务DS等协议；
第6层表示层：
主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。
它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能；
第5层会话层：
—在两个节点之间建立端连接。
此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层4中处理双工方式；
第4层传输层：
—常规数据递送－面向连接或无连接。
包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务；
第3层网络层：
—本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，它包括通过互连网络来路由和中继数据；
第2层数据链路层：
—在此层将数据分帧，并处理流控制。
本层指定拓扑结构并提供硬件寻址；
第1层物理层：
处于OSI参考模型的最底层。
物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。
数据发送时，从第七层传到第一层，接受方则相反。
上三层总称应用层，用来控制软件方面。
下四层总称数据流层，用来管理硬件。
数据在发至数据流层的时候将被拆分。
在传输层的数据叫段，网络层叫包，数据链路层叫帧，物理层叫比特流，这样的叫法叫PDU（协议数据单元）
如以此规定。
OSI各层的功能
OSI中每一层都有每一层的作用。
比如网络层就要管理本机的IP的目的地的IP。
数据链路层就要管理MAC地址（介质访问控制）等等，所以在每层拆分数据后要进行封装，以完成接受方与本机相互联系通信的作用。
物理层
物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。
该层为上
层协议提供了一个传输数据的物理媒体。
在这一层，数据的单位称为比特（bit）。
属于物理层定义的典型规范代表包括：
EIA/TIARS-232、EIA/TIARS-449、V.35、RJ-45等。
数据链路层
数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。
该层的作用包括：
物理地址寻址、数据的成帧、流量
控制、数据的检错、重发等。
在这一层，数据的单位称为帧（frame）。
数据链路层协议的代表包括：
SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。
网络层
网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。
网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。
网络层协议的代表包括：
IP、IPX、RIP、OSPF等
传输层
传输层是第一个端到端，即主机到主机的层次。
传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不
可靠的传输。
此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。
在这一层，数据的单位称为数据段（segment）。
传输层协议的代表包括：
TCP、UDP、SPX等。
会话层
会话层管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。
会话层还利用在数据中插入
校验点来实现数据的同步。
表示层
表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。
表示层
的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。
应用层
应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。
应用层协议的代表包括：
Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。
TCP/IP协议
TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。
定义
TCP/IP是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议。
TCP/IP指传输控制协议/网际协议（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）。
TCP/IP定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。
TCP/IP（传输控制协议/网际协议）是互联网中的基本通信语言或协议。
在私网中，它也被用作通信协议。
当你直接网络连接时，你的计算机应提供一个TCP/IP程序的副本，此时接收你所发送的信息的计算机也应有一个TCP/IP程序的副本。
整体构架概述
TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。
传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。
该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。
这7层是:
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。
这4层分别为：
应用层：
应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。
传输层：
在此层中，它提供了节点间的数据传送，应用程序之间的通信服务，主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等。
如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。
互连网络层：
负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。
网络接口层（主机-网络层）：
接收IP数据报并进行传输，从网络上接收物理帧，抽取IP数据报转交给下一层，对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、SerialLine等）来传送数据。
主要协议
以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能，都是如何工作的：
1．IP
网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议。
IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。
IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。
IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。
高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。
也可以这样说，IP地址形成了许多服务的认证基础，这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。
IP确认包含一个选项，叫作IPsourcerouting，可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。
对于一些TCP和UDP的服务来说，使用了该选项的IP包好像是从路径上的最后一个系统传递过来的，而不是来自于它的真实地点。
这个选项是为了测试而存在的，说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。
那么，许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。
2.TCP
如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。
TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。
TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。
TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。
应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。
面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、XWindows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。
DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。
3.UDP
UDP与TCP位于同一层，但它不管数据包的顺序、错误或重发。
因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询---应答的服务，例如NFS。
相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。
使用UDP的服务包括NTP（网络时间协议）和DNS（DNS也使用TCP）。
欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连接（也可以称为握手）（因为在两个系统间没有虚电路），也就是说，与UDP相关的服务面临着更大的危险。
4.ICMP
ICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP的的控制信息。
它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。
ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径，而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。
另外，如果路径不可用了，ICMP可以使TCP连接‘体面地’终止。
PING是最常用的基于ICMP的服务。
5.TCP和UDP的端口结构
TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关系，例如，一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态，等待着连接。
用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接。
客户程序向服务进程写入信息，服务进程读出信息并发出响应，客户程序读出响应并向用户报告。
因而，这个连接是双工的，可以用来进行读写。
两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢？
TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认：
源IP地址发送包的IP地址。
目的IP地址接收包的IP地址。
源端口源系统上的连接的端口。
目的端口目的系统上的连接的端口。
端口是一个软件结构，被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。
一个端口对应一个16比特的数。
服务进程通常使用一个固定的端口，例如，SMTP使用25、Xwindows使用6000。
这些端口号是‘广为人知’的，因为在建立与特定的主机或服务的连接时，需要这些地址和目的地址进行通讯。
IP地址
所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。
按照TCP/IP协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比特换算成字节，就是4个字节。
例如一个采用二进制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”，这么长的地址，人们处理起来也太费劲了。
为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。
于是，上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。
IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记忆得多。
IP构成
Internet上的每台主机（Host）都有一个唯一的IP地址。
IP协议就是使用这个地址在主机之间传递信息，这是Internet能够运行的基础。
IP地址的长度为32位，分为4段，每段8位，用十进制数字表示，每段数字范围为0～255，段与段之间用句点隔开。
例如159.226.1.1。
IP地址有两部分组成，一部分为网络地址，另一部分为主机地址。
IP地址分为A、B、C、D、E5类。
常用的是B和C两类。
ip地址就像是我们的家庭
住址一样，如果你要写信给一个人，你就要知道他（她）的地址，这样邮递员才能把信送到，计算机发送信息是就好比是邮递员，它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。
只不过我们的地址使用文字来表示的，计算机的地址用十进制数字表示。
众所周知，在电话通讯中，电话用户是靠电话号码来识别的。
同样，在网络中为了区别不同的计算机，也需要给计算机指定一个号码，这个号码就是“IP地址”。
有人会以为，一台计算机只能有一个IP地址，这种观点是错误的。
我们可以指定一台计算机具有多个IP地址，因此在访问互联网时，不要以为一个IP地址就是一台计算机；另外，通过特定的技术，也可以使多台服务器共用一个IP地址，这些服务器在用户看起来就像一台主机似的。
将IP地址分成了网络号和主机号两部分，设计者就必须决定每部分包含多少位。
网络号的位数直接决定了可以分配的网络数（计算方法2^网络号位数）；主机号的位数则决定了网络中最大的主机数（计算方法2^主机号位数-2）。
然而，由于整个互联网所包含的网络规模可能比较大，也可能比较小，设计者最后聪明的选择了一种灵活的方案：
将IP地址空间划分成不同的类别，每一类具有不同的网络号位数和主机号位数。
IP的分配
TCP/IP协议需要针对不同的网络进行不同的设置，且每个节点一般需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”。
不过，可以通过动态主机配置协议（DHCP），给客户端自动分配一个IP地址，避免了出错，也简化了TCP/IP协议的设置。
那么，局域网怎么分配IP地址呢？
互联网上的IP地址统一由一个叫“IANA”（InternetAssignedNumbersAuthority，互联网网络号分配机构）的组织来管理
子网掩码
子网掩码（subnetmask）又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。
子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。
子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
子网掩码的作用
通过IP地址的二进制与子网掩码的二进制进行与运算，确定某个设备的网络地址和主机号，也就是说通过子网掩码分辨一个网络的网络部分和主机部分。
子网掩码一旦设置，网络地址和主机地址就固定了。
子网一个最显著的特征就是具有子网掩码。
与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，也可以使用十进制的形式。
例如，为二进制形式的子网掩码：
11111111、11111111、11111111、00000000，采用十进制的形式为：
255.255.255.0。
网关
网关（Gateway）又称网间连接器、协议转换器。
网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。
网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。
网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。
在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。
与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。
同时，网关也可以提供过滤和安全功能。
大多数网关运行在OSI7层协议的顶层--应用层。
什么是网关
大家都知道，从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。
同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。
顾名思义，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。
按照不同的分类标准，网关也有很多种。
TCP/IP协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。
那么网关到底是什么呢？
网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。
比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192.168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。
在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机（或集线器）上，TCP/IP协议也会根据子网掩码（255.255.255.0）判定两个网络中的主机处在不同的网络里。
而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。
如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。
网络B向网络A转发数据包的过程。
所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。
网关的作用及工作流程的通俗解释
假设你的名字叫小不点，你住在一个大院子里，你的邻居有很多小伙伴，在门口传达室还有个看大门的李大爷，李大爷就是你的网关。
当你想跟院子里的某个小伙伴玩，只要你在院子里大喊一声他的名字，他听到了就会回应你，并且跑出来跟你玩。
但是你不被允许走出大门，你想与外界发生的一切联系，都必须由门口的李大爷（网关）用电话帮助你联系。
假如你想找你的同学小明聊天，小明家住在很远的另外一个院子里，他家的院子里也有一个看门的王大爷（小明的网关）。
但是你不知道小明家的电话号码，不过你的班主任老师有一份你们班全体同学的名单和电话号码对照表，你的老师就是你的DNS服务器。
于是你在家里拨通了门口李大爷的电话，有了下面的对话：
小不点：
李大爷，我想找班主任查一下小明的电话号码行吗？
李大爷：
好，你等着。
（接着李大爷给你的班主任挂了一个电话，问清楚了小明的电话）问到了，他家的号码是211.99.99.99
小不点：
太好了！
李大爷，我想找小明，你再帮我联系一下小明吧。
李大爷：
没问题。
（接着李大爷向电话局发出了请求接通小明家电话的请求，最后一关当然是被转接到了小明家那个院子的王大爷那里，然后王大爷把电话给转到小明家）
就这样你和小明取得了联系。
路由器
路由器：
连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号的设备。
路由器英文名Router，路由器是互联网络的枢纽、"交通警察"。
目前路由器已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已经成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。
基本概念
所谓路由就是指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点的活动。
一般来说，在路由过程中，信息至少会经过一个或多个中间节点。
通常，人们会把路由和交换进行对比，这主要是因为在普通用户看来两者所实现的功能是完全一样的。
其实，路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的第二层（数据链路层），而路由发生在第三层，即网络层。
这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需要使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。
早在40多年前间就已经出现了对路由技术的讨论，但是直到80年代路由技术才逐渐进入商业化的应用。
路由技术之所以在问世之初没有被广泛使用主要是因为80年代之前的网络结构都非常简单，路由技术没有用武之地。
直到最近十几年，大规模的互联网络才逐渐流行起来，为路由技术的发展提供了良好的基础和平台。
路由器是互联网的主要节点设备。
路由器通过路由决定数据的转发。
转发策略称为路由选择（routing），这也是路由器名称的由来（router，转发者）。
作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于TCP/IP的国际互联网络Internet的主体脉络，也可以说，路由器构成了Internet的骨架。
它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。
因此，在园区网、地区网、乃至整个Internet研究领域中，路由器技术始终处于核心地位，其发展历程和方向，成为整个Internet研究的一个缩影。
在当前我国网络基础建设和信息建设方兴未艾之际，探讨路由器在互连网络中的作用、地位及其发展方向，对于国内的网络技术研究、网络建设，以及明确网络市场上对于路由器和网络互连的各种似是而非的概念，都有重要的意义。
原理
路由器（Router）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。
当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。
因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。
它不关心各子网使用的硬件设备
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