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網路概論 第二章、網路 OSI 模型

網路概論 第二章、網路 OSI 模型. Defining Networks with the OSI Model. 參考書. 蔡逸舟、鐘俊仁、沂岡 (2011) ， MTA Exam 98-366 Networking Fundamentals 官方認證教材， 碁峰資訊股份有限公司， ISBN: 9789862762448 （書號 CMS100600 ） 林文恭、吳進北、吳惠雯 (2011) ， MTA Exam 98-366 網路管理與應用認證實戰寶典， 碁峰資訊股份有限公司， ISBN: 9789862761915 （書號 CMS101700 ）.

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網路概論 第二章、網路 OSI 模型

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Presentation Transcript

  1. 網路概論第二章、網路 OSI 模型 Defining Networks with the OSI Model

  2. 參考書 蔡逸舟、鐘俊仁、沂岡(2011)， MTA Exam 98-366 Networking Fundamentals 官方認證教材， 碁峰資訊股份有限公司， ISBN: 9789862762448 （書號 CMS100600） 林文恭、吳進北、吳惠雯(2011)， MTA Exam 98-366 網路管理與應用認證實戰寶典， 碁峰資訊股份有限公司， ISBN: 9789862761915 （書號 CMS101700）

  3. 大綱 OSI 參考模型 通訊子網路（Communication Subnetwork） TCP/IP 模型

  4. 目標 Objectives

  5. Open Systems Interconnection (OSI) • Open Systems Interconnection • 開放 系統 互連 • 參考模型（Reference Model） • 分層負責（Layering） • 如何溝通？ • 上下層之間 • 不同系統的同一層 • 通訊協定（Protocol） • 通訊協定組（Protocol Stack） • 通訊協定堆疊

  6. OSI Model Layers 接收端 傳送端 Destination 目的地 Source 來源

  7. OSI 模型七層架構

  8. 通訊子網路（Communication Subnetwork） • 網路傳輸的最主要部份 • 由OSI參考模型的第 1、2、3 層構成 • 每一種網路都一定具備這三層

  9. 第一層：實體層Layer 1 – Physical Layer • 實體機構 • 傳輸媒介：纜線、無線電 • 電氣特性與訊號：接頭、Patch Panel（配線盤）、Punch Block（衝頭座）、MAU • 主題： • 拓樸（Topology）、類比編碼（Analog Encoding）、數位編碼（Digital Encoding）、位元同步（Bit Synchronization）、基頻（Baseband）、寬頻（Broadband）、多工（Multiplexing） • 傳輸單位：位元（Bit）

  10. 基頻傳輸（Baseband）寬頻傳輸（Broadband） • 基頻 • 以數位訊號傳輸資料 • 傳輸時佔用整個頻道 • 同一時間只能傳輸一種信號 • 將訊號以原來的形式傳送 • 只有一個頻道 • 例：50 歐姆基頻同軸電纜，資料傳送採曼徹斯特編碼，維持原訊號波形來傳送。 •  寛頻 • 以類比訊號傳輸資料 • 傳輸媒體切割成多個頻道，可以同時進行多重通訊 • 需要數據機（Modem） • 訊號在傳送之前，必須先經過調變(Modulation) 處理 • 收到之後做解調變 (Demodulation) 處理

  11. 乙太網路實體層術語 • 100BASE-T • 100 表示 100 Mbps, • BASE 表示『基頻』（Baseband） • T 表示『雙絞線』（Twisted-pair Cabling） • Coaxial Cable 同軸纜線 • Fiber 光纖

  12. 第二層：資料鏈結層Layer 2 – Data Link Layer • 縮寫為 DLL • 基於實體層，進行資料傳輸 • 裝置：網路卡（NIC）、橋接器（Bridge） • 修正實體層產生的錯誤 • 錯誤檢查碼 • Parity、Checksum、CRC • 錯誤修正碼 • Hamming Code • 實體位址（Physical Addresses） • MAC Address • 傳輸單位：訊框（Frame）

  13. 媒體存取控制位址（Media Access Control Address） • 每一張乙太網路介面卡都有一個獨一無二的 MAC 位址 • Octet 八位字節 • 網路用語，相當於位元組 Byte

  14. 第二層交換機Layer 2 Switch • 一般最常見的交換機 • Port 連接埠 • 通常是 RJ45 • 基於每一個連接埠上電腦 NIC 的 MAC 位址，以硬體交換的功能，轉送訊框 • CAM Table • Content Addressable Table 內容尋址表 • 安全性：不廣播 • 不能測錄他人的訊框 • MAC Flooding Attack 讓交換機停止運作

  15. 虛擬區域網路Virtual LAN (VLAN) • 第二層交換機可以提供 VLAN 功能 • 切割網路 • 降低碰撞（Collision）機率、提昇效能、提昇安全性 • VLAN 標準：IEEE 802.1Q • 在訊框之中加入 VLAN 標記（Tagging） • VLAN Hopping 偷聽其他 VLAN 的訊框 • Switch Spoofing • Double Tagging

  16. Ethernet Frame

  17. 網路分析工具：Wireshark官方網站 http://www.wireshark.org

  18. 第三層：網路層 • 跨網路通訊 • 裝置：路由器（Router）、IP 交換機（IP Switch）、第三層交換機 • 邏輯位址（Logical Address） • IP Address • 傳輸單位：封包（Packet）

  19. 第三層交換機Layer 3 Switch • 基於 IP 位址遞送封包 • Router 以軟體實作 • Layer 3 Switch 以硬體實作 • Managed Switch • 具備網管功能的交換機

  20. 第四層：傳輸層Layer 4 – Transport Layer • 資料切割與重組（Reassembly） • 修正傳輸過程中的錯誤 • 封包遺失 • 內容遭到竄改 • 順序錯誤 • 傳輸單位：資料（Data）、訊息（Message）

  21. TCP 和 UDP • Transmission Control Protocol (TCP) • 連線導向（Connection-oriented） • 保證送達 • 資料速率較慢 • 例：網頁、電子郵件、檔案傳輸 • User Datagram Protocol (UDP) • 非連線導向（Connectionless） • 不保證送達 • 資料速率較快 • 例：串流媒體（視訊、音樂）

  22. 連線導向通訊 • Connection-Oriented，簡稱 CO Mode（CO 模式） • 建立一條端點對端點的連線 • End-to-end logical connection • Three-way Handshake • 可靠的傳輸服務（Reliable） • Error Control 錯誤控制 • Flow Control 流量控制

  23. 非連線導向通訊Connectionless Communications Connectionless Communication，簡稱 CL Mode（CL 模式） 不需事先建立連線 資料效率高 可靠度低

  24. 通訊埠 Ports • 一個 IP 位址，64K 個通訊埠號 • 0~65535 • List of TCP and UDP port numbers • Internet Assigned Numbers Authority（IANA） • 管理 IP 位址與通訊埠號

  25. 通訊埠使用範圍

  26. 通訊埠使用範圍

  27. 流入連接埠 與 流出連接埠 • 流入連接埠 • 輸入埠 • Inbound Port • 流出連接埠 • 輸出埠 • Outbound Port

  28. 常用通訊埠

  29. 第五層：會談層Layer 5 – Session Layer • Session • 從通訊開始到通訊結束的過程 • 一個 Session 可能包含許多個 Connection • Session Layer 負責 • Session 的起始、結束 • 同步（Synchronization） • 屬於 Session Layer 的服務 • NetBIOS (Network Basic Input Output System) • PPTP（Point-to-Point Tunneling Protocol） • H.245（Call Control Protocol for Multimedia Communication） • NOS：Network Operating System 網路作業系統

  30. NetStatCommand觀察通訊埠使用狀況

  31. 第六層：展示層Layer 6 – Presentation Layer • 資料格式轉換 • 資料壓縮/解壓縮 • 資料加密/解密 • Redirectors 轉向器 • 連接遠端磁碟機

  32. 第七層：應用層Layer 7 – Application Layer • 封包產生處 • 終端使用者通訊協定 • FTP • SMTP • Telnet • RAS • 應用層不是應用程式 • 應用層提供 API 給應用程式，方便應用程式使用網路應用服務

  33. HTTP Packet

  34. OSI Model Revisited 應用 展示 會談 傳輸 網路 資料鏈結 實體 All People Seem To Need Data Processing

  35. OSI Model Revisited

  36. TCP/IP 模型 • 只包含四層 • 運用最廣泛的模型 • Internet 的基礎 • 不定義實體層 • 應用層涵蓋 OSI 模型的 應用層、展示層、會談層

  37. TCP/IP 模型 • 第四層：應用層 Application Layer • FTP, HTTP, SMTP, SIP, … • 第三層：傳輸層 Transport Layer • TCP, UDP • 第二層：網路層 Network Layer • IP • 第一層：資料鏈結層 Data link layer • 簡稱鏈結層 Link Layer • MAC

  38. Classful Network 常見網路遮罩 Netmask Class A: 255.0.0.0 Class B: 255.255.0.0 Class C: 255.255.255.0

  39. 內部網路Private Networks Link-local: 169.254.0.0/16 Loopback: 127.0.0.0/8

  40. 總結 • 瞭解 OSI 模型 • 瞭解通訊協定堆疊分層定義 • 分辨 第二層交換機 和 第三層交換機 • OSI 模型和 TCP 模型的異同

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