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-1互聯(lián)網(wǎng)模型完成這一章，你將能夠列出至少三個(gè)使用層次網(wǎng)絡(luò)模型的原因列出ISO/OSI模型每一層的功能詳細(xì)說明數(shù)據(jù)封裝的五個(gè)步驟?

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-目的OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型?

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各大廠商為占據(jù)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的主要地位，紛紛推出自己的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系和標(biāo)準(zhǔn)（如IBM的SNA、NOVELL的IPX/SPX、APPLE的APPLETALK、DEC的DECnet、TCP/IP等），并生產(chǎn)出各種不同的硬件和軟件。多協(xié)議的共存以及各廠商設(shè)備互不兼容使得網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜。

為了使各廠商的設(shè)備相互兼容，ISO組織于1984年制定了OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型。OSI模型的特點(diǎn)：各層間有清晰的邊界，便于理解每層實(shí)現(xiàn)特定的功能層次的劃分有利于國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的制定共有7層，各層的功能互不重復(fù)分分層層就就是是在在通通訊訊環(huán)環(huán)境境中中將將通通訊訊功功能能和和應(yīng)應(yīng)用用進(jìn)進(jìn)程程分分離離開開來來。。OSI模模型型將將網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分分為為七七層層。。TCP/IP將將網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分分為為四四層層。。不不管管將將網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分分為為幾幾層層，，其其目目的的都都是是相相同同的的將將相相互互關(guān)關(guān)聯(lián)聯(lián)的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)操操作作劃劃分分在在一一起起，，減減少少復(fù)復(fù)雜雜性性。。定定義義標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)接接口口，，增增加加多多廠廠商商間間的的兼兼容容性性和和即即插插即即用用的的適適應(yīng)應(yīng)性性。。

可可以以使使工工程程師師將將精精力力放放在在設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)和和發(fā)發(fā)展展模模塊塊功功能能上上。。增增加加不不同同網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)模模型型的的對(duì)對(duì)稱稱性性，，使使其其可可以以相相互互操操作作將將各各層層隔隔離離開開來來，，減減少少相相互互之之間間的的影影響響，，每每一一層層都都可可以以獨(dú)獨(dú)立立的的發(fā)發(fā)展展

將將復(fù)復(fù)雜雜的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分分段段，，更更容容易易操操作作和和學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)為什么使用層次化的網(wǎng)絡(luò)模型?ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData

LinkPhysical7?

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-654321減少復(fù)雜性統(tǒng)一接口簡易化模塊引擎確保技術(shù)共用加速發(fā)展易教易學(xué)主主要要是是基基于于以以下下的的一一些些好好處處，，國國際際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化組組織織(ISO)把把開開放放系系統(tǒng)統(tǒng)互互(OSI)一一個(gè)個(gè)大大問問題題劃劃分分成成七七個(gè)個(gè)小小問問題題，，即即網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)互互聯(lián)聯(lián)七七層層參參考考模模型型OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用層表示層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層會(huì)話層7654321電氣的機(jī)械的RTS程序的特性CTS傳輸窄帶或?qū)拵Ы橘|(zhì)數(shù)字集線器交換機(jī)介質(zhì)訪問和邏輯拓?fù)渎酚善鱎outing?

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-路由器路由器網(wǎng)絡(luò)A網(wǎng)絡(luò)B路由器網(wǎng)絡(luò)CISO網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)模模型型的的每每一一層層都都執(zhí)執(zhí)行行特特有有的的功功能能。。這這些些功功能能由由OSI定定義義，，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)產(chǎn)產(chǎn)品品商商都都可可以以使使用用。。應(yīng)應(yīng)用用層層○為為用用戶戶的的應(yīng)應(yīng)用用提提供供服服務(wù)務(wù)。。例例如如，，一一個(gè)個(gè)字字處處理理應(yīng)應(yīng)用用將將使使用用文文件件傳傳輸輸服服務(wù)務(wù)。。表表示示層層○提提供供數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的表表示示和和編編碼碼的的格格式式。。保保證證數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)經(jīng)經(jīng)過過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)傳傳輸輸后后能能夠夠被被其其它它應(yīng)應(yīng)用用使使用用。。

會(huì)會(huì)話話層層○提提供供在在應(yīng)應(yīng)用用間間建建立立，，維維護(hù)護(hù)和和管管理理會(huì)會(huì)話話的的功功能能。。傳傳輸輸層層○傳傳輸輸層層的的功功能能是是將將數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流分分段段或或重重組組。。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層層○決決定定傳傳輸輸數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的傳傳輸輸?shù)牡淖钭罴鸭崖仿窂綇?，，它它管管理理設(shè)設(shè)備備的的地地址址，，定定義義使使設(shè)設(shè)備備在在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中的的位位置置。。路路由由器器在在這這一一層層工工作作。。數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路層層○的的主主要要任任務(wù)務(wù)是是通通過過一一定定格格式式及及誤誤碼碼控控制制、、流流量量控控制制來來保保證證信信息息以以幀幀為為單單位位在在物物理理鏈鏈路路上上可可靠靠傳傳輸輸。。物物理理層層○定定義義了了由由主主機(jī)機(jī)建建立立的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)連連接接的的一一系系列列物物理理特特征征和和電電氣氣規(guī)規(guī)范范，，如如線線纜纜類類型型、、連連接接器器類類型型、、信信號(hào)號(hào)頻頻率率、、信信號(hào)號(hào)強(qiáng)強(qiáng)度度以以及及最最大大的的線線纜纜長長度度等等等等。。各層的功能ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData

LinkPhysical7?

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-654321應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程數(shù)據(jù)表示連接控制端到端的連接

地址和最優(yōu)路徑鏈路傳輸二進(jìn)制傳輸OSI模型說明面向端到端的數(shù)據(jù)流Data

FlowLayersTransport

LayerData

LinkNetwork

LayerPhysical面向應(yīng)用的上層Application(Upper)LayersSession?

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-PresentationApplicationOSI開放系統(tǒng)互連參考模型是一種協(xié)議規(guī)范，用來規(guī)范網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。引入OSI參考模型的目的在于使得各廠家之間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠互聯(lián)互通物理層為執(zhí)行、維護(hù)、和終止物理鏈路定義了電子、機(jī)械、過程及功能的規(guī)則，物理層具體定義了諸如電位級(jí)別、電位變化間隔、物理數(shù)據(jù)率、最大傳輸距離和物理互聯(lián)裝置等特性HUB集線器工作在物理層上。常見的物理層協(xié)議：LAN：局域網(wǎng)以太網(wǎng)

IEEE802.3100BaseT令牌環(huán)/IEEE

802.5FDDI...WAN:廣域網(wǎng)

EIA/TIA-232EIA/TIA-449V.35...物理層ApplicationPresentationTransportNetworkData

LinkPhysicalSession7654321信號(hào)介質(zhì)規(guī)范電氣機(jī)械RTSCTS程序傳輸基帶或?qū)拵?shù)字模擬集線器Hub?

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-HUB集線器是工作在第一層即物理層的設(shè)備，是最簡單的連網(wǎng)設(shè)備所有設(shè)備聯(lián)結(jié)在HUB內(nèi)的同一總線上，從一個(gè)端口發(fā)送的信息，被所有端口收到，多個(gè)用戶同時(shí)要發(fā)送信息就會(huì)導(dǎo)致沖突，以以太網(wǎng)為例，要采CSMA\CD(載波監(jiān)聽多路訪問\沖突檢測(cè))退避算法，因此導(dǎo)致帶寬利用率較低由HUB集線器設(shè)備連接的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)沖突域和一個(gè)廣播域，共享10Mbps或100Mbps的帶寬，隨著用戶數(shù)目的增多，每個(gè)用戶可用的帶寬資源急劇下降。沒有路徑選擇，沒有基于地址的工作機(jī)制，也沒有數(shù)據(jù)包過濾的功能是智能最低的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集線器層1以太網(wǎng)Ethernet10所有節(jié)點(diǎn)共享10M帶寬同一時(shí)間只能有一個(gè)設(shè)備發(fā)送信息?

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-數(shù)據(jù)鏈路層通過物理網(wǎng)絡(luò)鏈路提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸。不同的數(shù)據(jù)鏈路層定義了不同的網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議特性，其中包括物理地址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、差錯(cuò)校驗(yàn)、幀序列及流量控制等。數(shù)據(jù)鏈路層是交換機(jī)的主要工作數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈路控制(LLC)和介質(zhì)訪問控制(MAC)兩個(gè)子層根據(jù)固定的物理地址(MAC)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包常見的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議:LAN：局域網(wǎng)以太網(wǎng)

IEEE802.3100BaseT令牌環(huán)/IEEE

802.5FDDI...WAN:廣域網(wǎng)

EIA/TIA-232EIA/TIA-449V.35...交換機(jī)層(1)PresentationTransportNetworkData

LinkPhysicalSession7Application654312基于物理地址介質(zhì)訪問和邏輯拓?fù)浣粨Q機(jī)Switches?

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-交換機(jī)(Switch)與HUB相比具有較高的智能，他通過維護(hù)一個(gè)雙向的表格把他的物理端口和連接在交換機(jī)上的設(shè)備的MAC地址對(duì)應(yīng)起來。他從一個(gè)端口接收數(shù)據(jù)包，然后根據(jù)目的的物理地址(MAC)把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口上，而除目的端口之外的其它的端口不會(huì)收到這些數(shù)據(jù)包交換機(jī)為每一個(gè)源和目的端口之間臨時(shí)建立一個(gè)虛連接，因此不會(huì)發(fā)生沖突，具有2N個(gè)端口的交換機(jī)里可最多同時(shí)存在N個(gè)數(shù)據(jù)流，而HUB集線器卻同一時(shí)間只能有一個(gè)設(shè)備發(fā)送信息交換機(jī)上的廣播信息仍然可以被所有的端口收到交換機(jī)上的各個(gè)端口連接的網(wǎng)段處于同一個(gè)廣播域和不同的沖突域中交換機(jī)層(2)骨干交換式以太網(wǎng)10多個(gè)設(shè)備可同時(shí)發(fā)送信息?

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-網(wǎng)絡(luò)層提供最佳的路由選擇及其相關(guān)功能，網(wǎng)絡(luò)層為高層協(xié)議提供面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)層計(jì)算路由，并且控制阻塞現(xiàn)象。他基于邏輯地址(如IP地址)，跟蹤網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的邏輯位置和網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)的變化。最常見的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：IPIPXApple

TalkDEC

Net…路由選擇協(xié)議：RIPRIP

IIIGRPEIGRPBGP4NLSP…網(wǎng)絡(luò)層是路由器的主要功能路由器層(1)ApplicationPresentationTransportData

LinkPhysicalSession7654213Network路由路由器路由器路由器網(wǎng)絡(luò)

A網(wǎng)絡(luò)

B網(wǎng)絡(luò)

C路由器Routers?

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-路由器是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有最高的智能水平。路由器根據(jù)路由表里儲(chǔ)存的路由信息(主要是目的網(wǎng)段與路由器端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系)，以邏輯IP地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，并定期地或者根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化及時(shí)地更新路由表里的路由信息路由器的各個(gè)端口分別處于不同的沖突域和不同的廣播域，因此可以起到劃分網(wǎng)段的作用，路由器還可以把不同的數(shù)據(jù)幀格式相互轉(zhuǎn)換，如：FDDI和以太網(wǎng)，因此適合異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可以連接不同的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)網(wǎng)段路由表192.168.3.0192.168.1.0192.168.2.0Frame

RelayEthernetFDDI網(wǎng)絡(luò)192.168.2.0FDDI網(wǎng)絡(luò)192.168.3.0Frame

Relay幀中繼網(wǎng)絡(luò)192.168.1.0Ethernet總部?

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-路由器層(2)不不同同系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的同同一一層層都都使使用用層層內(nèi)內(nèi)相相同同的的協(xié)協(xié)議議聯(lián)聯(lián)系系。。每每層層的的協(xié)協(xié)議議交交換換信信息息稱稱為為PDU(協(xié)協(xié)議議數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)單單元元)。。每每一一層層的的PDU都都有有特特定定的的名名字字。。例例如如，，在在TCP/IP的的傳傳輸輸控控制制協(xié)協(xié)議議的的傳傳輸輸層層之之間間是是通通過過數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段通通訊訊的的。。同同層層協(xié)協(xié)議議之之間間的的通通訊訊是是通通過過下下一一層層的的服服務(wù)務(wù)完完成成的的。。每每一一層層下下的的所所有有層層都都為為該該層層提提供供服服務(wù)務(wù)。。低低層層之之間間是是通通過過將將上上一一層層的的PDU加加上上本本層層的的控控制制信信息息形形成成的的本本層層的的PDU來來通通訊訊的的。。這這樣樣，，TCP的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段封封裝裝成成網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層層的的包包在在IP層層之之間間交交換換。。同同樣樣，，IP包包封封裝裝成成鏈鏈路路幀幀在在設(shè)設(shè)備備間間傳傳輸輸。。最最終終，，這這些些幀幀成成為為數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)位位流流在在物物理理層層上上通通過過硬硬件件傳傳輸輸。。對(duì)等層間的通訊PresentationSessionTransportNetworkData

LinkPhysicalHOST

AApplicationHOST

B段segments包packets幀frames位bitsApplicationPresentationSessionTransportNetworkData

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-在在ISO/OSI層層次次結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)中中，，每每一一層層都都依依靠靠下下一一層層所所提提供供的的服服務(wù)務(wù)。。低低層層是是通通過過將將上上一一層層的的PDU當(dāng)當(dāng)作作數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)封封裝裝進(jìn)進(jìn)本本層層的的PDU中中來來向向高高層層提提供供服服務(wù)務(wù)的的。。即即加加入入行行使使該該層層功功能能的的信信息息頭頭和和尾尾。。

例例如如，，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層層為為傳傳輸輸層層提提供供服服務(wù)務(wù)，，傳傳輸輸層層將將數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)遞遞交交給給網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)子子系系統(tǒng)統(tǒng)。。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層層的的任任務(wù)務(wù)是是在在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)間間傳傳輸輸數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)。。它它將將數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)封封裝裝在在一一個(gè)個(gè)信信息息頭頭內(nèi)內(nèi)，，這這個(gè)個(gè)信信息息頭頭含含有有完完整整的的傳傳輸輸信信息息，，例例如如邏邏輯輯源源地地址址和和邏邏輯輯目目的的地地址址。。數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路層層為為網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層層提提供供服服務(wù)務(wù)，，它它將將網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層層的的信信息息封封裝裝在在幀幀中中。。幀幀頭頭包包括括完完整整的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路功功能能的的信信息息。。例例如如，，幀幀頭頭包包括括了了物物理理地地址址。。物物理理層層同同樣樣為為數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路層層提提供供服服務(wù)務(wù)。。在在物物理理層層，，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路幀幀被被編編碼碼成成0、、1模模式式在在媒媒體體上上傳傳輸輸。。ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData

LinkPhysical數(shù)據(jù)封裝ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData

LinkPhysical應(yīng)用層頭信息DataData表示層頭信息Data會(huì)話層頭信息Data傳輸層頭信息Data網(wǎng)絡(luò)層頭信息0101101010110001Data鏈路幀頭信息?

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-在在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)為為用用戶戶服服務(wù)務(wù)時(shí)時(shí)，，流流和和包包的的信信息息不不斷斷的的改改變變。。本本例例的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中，，封封裝裝分分為為五五步步:第第一一步步:當(dāng)當(dāng)用用戶戶發(fā)發(fā)送送Email時(shí)時(shí)，，字字符符信信息息轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化成成數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)第第二二步步:將將“數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)”轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換成成數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段，，通通過過數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段，，傳傳輸輸控控制制可可以以在在email系系統(tǒng)統(tǒng)的的兩兩端端主主機(jī)機(jī)之之間間建建立立可可靠靠連連接接第第三三步步:封封裝裝將將數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段裝裝入入一一個(gè)個(gè)含含有有邏邏輯輯目目的的和和源源地地址址的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)頭頭中中。。這這些些地地址址幫幫助助網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)設(shè)設(shè)備備將將包包沿沿選選定定的的路路徑徑發(fā)發(fā)送送到到網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中。。第第四四步步:網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)設(shè)設(shè)備備同同樣樣將將包包轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換為為幀幀。。選選定定網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)路路徑徑中中的的每每個(gè)個(gè)設(shè)設(shè)備備將將幀幀發(fā)發(fā)送送到到相相臨臨的的設(shè)設(shè)備備。。

第第五五步步:為為在在介介質(zhì)質(zhì)上上傳傳輸輸，，幀幀必必須須轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換成成0、、1位位流流。。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)設(shè)設(shè)備備可可以以識(shí)識(shí)別別這這些些位位流流。。在在物物理理網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)上上傳傳輸輸介介質(zhì)質(zhì)可可以以根根據(jù)據(jù)使使用用的的路路徑徑變變化化。。例例如如，，在在局局域域網(wǎng)網(wǎng)上上產(chǎn)產(chǎn)生生的的email信信息息可可以以通通過過校校園園骨骨干干網(wǎng)網(wǎng)、、低低速速廣廣域域網(wǎng)網(wǎng)、、高高速速廣廣域域網(wǎng)網(wǎng)、、最最后后到到達(dá)達(dá)在在遠(yuǎn)遠(yuǎn)端端局局域域網(wǎng)網(wǎng)上上的的目目的的結(jié)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)。。數(shù)據(jù)封裝舉例FrameTrailerDataSegmentHeaderDataDataFrame

Network

SegmentHeader

Header

HeaderNetwork

SegmentHeader

HeaderData0111111010101100010101101010110001E-mail信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)段包幀位流?

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-TransportData

LinkPhysicalNetworkUpper

Layer

DataUpper

Layer

DataTCP

HeaderDataIP

HeaderDataLLC

Header0101110101001000010DataMAC

HeaderPresentationApplicationSessionSegmentPacketBitsFrameUser

dataFCSFCS數(shù)據(jù)封裝Encapsulating

Data?

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-封裝：在發(fā)送端，每一層位要發(fā)送的數(shù)據(jù)加上報(bào)文頭并發(fā)送給下一層，在物理層轉(zhuǎn)換為比特流。Upper

Layer

DataLLC

Hdr

+

IP

+

TCP

+

Upper

LayerDataMAC

HeaderIP

+

TCP

+

Upper

LayerDataLLC

HeaderTCP+

Upper

Layer

DataIP

HeaderUpper

Layer

DataTCP

Header0101110101001000010Data

Link幀Physical位Network包ApplicationPresentation?

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-SessionTransport段解除封裝De-encapsulating

Data解除封裝：在接收端，比特流轉(zhuǎn)換為幀，然后逐層去掉本層的報(bào)文頭，取出本層的數(shù)據(jù)發(fā)往上一層。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的3層邏輯模型DistributionLayer

分發(fā)層Core

Layer核心層AccessLayer接入層注意：這只是一個(gè)概念性的邏輯模型，而不是實(shí)際的物理連接模型。?

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-把終端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，提供本地服務(wù)本地流量不進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)骨干，不通過分發(fā)層的路由器Ac