第01章 总体概述

第1章 总体概述本说明书系统介绍各种协议和模块的基本原理和主要功能，并通过具体实例深入分析各自的配置方法及调试信息。

所有这些实现都是建立在OSI模型的基础之上，所以本章主要通过讲解开放系统互连(Open Systems Interconnection，OSI)模型来帮助大家对后面各章介绍的理解。

本章主要内容：z OSI模型z应用OSI模型z使用pingz系统显示信息1.1OSI模型OSI模型由7个层组成：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层（见图1-1所示）。

每一层都处理某特定的通信任务，使用基于协议的通信来与协议栈的下一层交换数据。

两个网络设备间的通信就是通过数据在设备的协议栈中上下传递来完成的。

例如，有一工作站要与一服务器进行通信，任务从工作站的应用层开始，经由较低的层格式化某类信息，直至数据到达物理层，然后通过网络传输到服务器。

服务器从协议栈的物理层获取信息，向上层发送信息以解释信息，直到到达应用层。

每一层可用其名称称呼，也可用其在协议栈中的位置表明。

例如，最底层可称为物理层或第1层。

应用层（第7层）表示层（第6层）会话层（第5层）传输层（第4层）网络层（第3层）数据链路层（第2层）物理层（第1层）图1-1 OSI模型的七层最底层执行的功能与物理通信相关，如构建帧、传输含有包的信号；中间层协调结点间的网络通信，如确保通信会话无中断、无差错地持续进行。

最高层的工作直接影响软件应用和数据表示，包括数据格式化、加密以及数据与文件传输管理。

总括起来，这些层称为协议栈。

1.1.1物理层OSI模型的最底层为物理层。

包含以下各项：z数据传输介质（电线电缆、光纤、无线电波和微波）z网络插头z网络拓扑结构z信令与编码方法z数据传输设备z信令出错检验物理层设备要传输、接收包含数据的信号，需负责产生、携带并检查电压。

在信号传输中，物理层处理数据传输速率，监控数据出错频率，并处理电压电平。

1.1.2数据链路层LAN中数据链路层的作用是构造帧。

每一帧均以特定的方式格式化，使得数据传输可同步和可识别。

这一层将格式化数据，以便作为帧编码为传输结点发送的电子信号，由接收结点解码，并检验错误。

数据链路层创建了所谓的“数据链路帧”，包含着由地址和控制信息组成的域，如下所示：z帧的起始点（SOF）z发送帧的设备的地址（源地址）z接收帧的设备的地址（目标地址）z管理或通信控制信息z数据z差错检验信息z报尾(或称帧的末端)标识符只要在两个结点间建立了通信，它们的数据链路层就在物理(通过物理层)和逻辑(通过协议)上连接起来了。

通信首先由用于数据流定时的短信号集的传输建立。

链接一确立，接收端的数据链路层就将信号解码为单独的帧。

数据链路层检查接收的信号，以防接收到的数据重复、不正确或是接收不完整。

如果检测到了错误，就有相应的错误处理：要么接收端直接丢弃，要么要求发送端重传。

数据链接错误检测过程由循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)处理。

循环冗余校验(CRC)是一种错误检测方法，为帧中包含的整个信息域(SOF，寻址方法、控制信息、数据、CRC和EOF)计算出一个值。

这个值由数据链路层插入到发送结点靠近帧的末端的位置上。

当数据链路层将帧向上传送到上一层时，该值可确保该帧内容和发送时是一致的。

1.1.3网络层协议栈中向上的第3层为网络层。

所有的网络都由物理路由(电缆路径)和逻辑路由(软件路径)组成。

网络层读取包协议地址信息并将每一个包沿最优路径(包括物理的和逻辑的)转发以进行有效传输。

这一层允许包通过路由器从一个网络发送到另一个网络。

网络层控制包的通路，有些像交通控制器，沿几条不同路径中最有效的那一条来路由包。

为确定最优路径，网络层需要持续地收集有关各个网络和结点地址的信息，这一过程称为发现。

网络层可以通过创建虚拟(逻辑)电路在不同的路径上路由数据。

虚拟电路是用来发送和接收数据的逻辑通信路径。

虚拟电路只针对于网络层。

既然网络层沿着多个虚拟电路管理数据，那么数据到达时就有可能出现错误的顺序。

网络层在将包传输给下一层前检查数据的顺序，如有必要就对其进行改正。

网络层还要调整帧的大小使之符合接收网络对帧大小的需要。

1.1.4传输层与数据链路层和网络层一样，传输层的功能是保证数据可靠地从发送结点发送到目标结点。

例如，传输层确保数据以相同的顺序发送和接收，并且传输后接收结点会给出响应。

当在网络中采用虚拟电路时，传输层还要负责跟踪指定给每一电路的唯一标识值(ID)。

这一ID称为端口、连接标识或套接字，是由会话层指定的。

传输层还要确定数据报文错误校验的级别，最高的级别可以确保数据报文在可以接受的时间内无差错地从结点发送到结点。

传输层的另一种功能就是当网络使用不同的,要求包大小各异的协议时，将消息分段为较小的单元。

发送网络上由传输层分割的数据单元被接收端的传输层重新以正确的顺序组合，以便传递给协议使用。

1.1.5会话层会话层负责建立并维护两个结点间的通信链接，也为结点间通信确定正确的顺序。

例如，它可以确定首先传输哪个结点。

会话层还可以确定结点可以传输多远的距离以及如何从传输错误中恢复。

如果传输在低层中无意地中断了，会话层将努力重新建立通信。

1.1.6表示层这一层处理数据格式化问题，由于不同的软件应用程序经常使用不同的数据格式化方案，所以数据格式化是必需的。

在某种意义上，表示层有些像语法检查器。

它可以确保数字和文本以接收结点的表示层可以阅读的格式发送。

例如，从IBM大型机上发送的数据可能使用的是EBCDIC字符格式化，要使运行Windows 95或Windows 98的工作站可以读取信息，就必须将其解释为ASCII字符格式。

表示层还负责数据的加密和数据压缩功能。

1.1.7应用层应用层是OSI模型的最高层，控制着计算机用户绝大多数对应用程序和网络服务的直接访问。

这里的网络服务包括文件传输、文件管理、远程访问文件和打印机、电子邮件的消息处理和终端仿真。

计算机程序员便是使用该层来将工作站连接到网络服务上，例如，可将应用程序链接到电子邮件中，或在网络上提供数据库访问。

1.2应用OSI模型下面我们举例说明分层的通信是如何进行的，假设有一个工作站，欲访问另一网络上的服务器的共享驱动器。

在工作站上，应用层的转向器定位共享驱动器的位置。

表示层可确定工作站和服务器均采用ASCII的数据格式。

会话层建立两个计算机间的链接并确保链接不被中断，直至工作站结束对共享驱动器内容的访问。

传输层可避免包出错，确保数据以发送的顺序来解释。

网络层旨在确保包按照最快的路由来发送以最小化延迟。

数据链路层构造帧并确保帧到达正确的工作站。

最后，物理层通过将信息转换为可以放在网络通信电缆上的电子信号而使数据传输成为可能。

帧形成后，可通过封装或LAN仿真来适应LAN间的WAN通信。

OSI模型也应用于网络硬件和软件通信。

为符合标准，网络硬件和软件必须包含OSI模型的层。

在下面的表1-1中简要列出了网络硬件与软件与特定的OSI模型匹配情况。

O S I层相应的网络硬件或软件应用层应用程序接口、网关表示层数据转换软件、网关会话层网络设备软件驱动程序、计算机名称查找软件、网关传输层网络设备软件驱动程序、网关网络层网关、路由器、源路由网桥数据链路层网络接口卡、智能集线器和网桥、网关物理层电缆电路、电缆插座、多路转接器、发送器、接收器、收发器、无源插孔、无源电缆接头、转发器、网关表1-1与OSI模型各层相关的网络硬件和软件网关在网络中的功能很有限而且比较专用，因此，目前纯粹的网关的实施越来越少了(除E-mail网关软件外)，因为其它设备如网桥、路由器和交换机提供了更多的功能。

在历史上，网关被广泛定义为在OSI模型的任一层上操作的设备。

成功的LAN都在其核心部分实施了OSI模型建立起来的通信标准。

LAN的两个基本属性—网络类型和网络传输方法是保证LAN符合通信标准的基础。

1.3使用pingPing(packet Internet groper)是一个和IP一起使用的普通工具，用于测试两个IP主机之间的连接情况。

通过用ICMP(网际控制消息协议)发送一系列测试数据包而工作。

这些数据包将回到源，显示是否可以达到目的地，并显示一些定时和超时的统计数据。

1. 简单ping简单ping是一个可以在迈普交换机的普通用户模式、特权用户模式下使用的命令。

使用方式如下：Switch>ping 131.199.130.3一般的返回的响应符号为：！成功响应. 超时等待U 目的地不可达& TTL超时它也以成功的比例总结发送5个数据包的结果。

如果ping成功了，则显示网络协议至少在网络层是工作正常的，并且两个主机可以成功地互相连接到网络层。

2. 扩展ping有时候，简单的ping无法对某些故障提供所希望的测试。

如果是这种情况，迈普交换机的普通用户模式、特权用户模式提供了扩展的ping命令。

Ping的这个形式是交互式的，并且提供了规定测试数据包的数量和大小、超时时间和甚至数据形式的功能，以作为不同提示的响应。

使用方式如下： Switch>ping <CR>。

然后，将提示你进行设置，你也可以访问这个命令的帮助文件。

1.4系统显示信息show processshow cpushow stackshow semaphoreshow memoryshow deviceshow arpnetstat –rshow ip socketshow poolnetstat -mshow ip statisticsshow ip icmpstate1.4.1show process显示系统中的主要任务及其运行状态：switch#show process显示内容NAME ENTRY TID PRI STATUS PC SP ERRNO DELAY ---------- ------------ -------- --- ---------- -------- -------- ------- -----tExcTask 2a2aa8 2ffe458 0 PEND 2b8b38 2ffe368 3d0001 0 tLogTask 2ad798 2ffbad0 0 PEND 2b8b38 2ffb9f0 0 0 tExcTrace 103050 2fe98b8 10 PEND 2bf428 2fe9450 0 0 tSysWdog 2fc2e8 2ff7178 15 DELAY 2cc8e8 2ff70f8 0 3 tShell1 1291f0 13280c0 20 PEND 2bf428 1327840 c0002 0 tSysLog 43ebdc 16173e8 40 PEND 2bf428 1617318 3d0001 0 tFwdTask 356a18 235fd78 45 PEND 2bf428 235fcd8 0 0 tMonDscc 3e9fac 1e638f0 45 DELAY 2cc8e8 1e63848 0 66 tNetTask 356984 23626a0 50 PEND 2bf428 23625e8 0 0 tSysTimer 122f88 235d410 50 PEND 2bf428 235d378 0 0 tActive 2fb32c 16087c8 55 DELAY 2cc8e8 1608738 0 8 tSysTask 449a54 2f43d30 60 PEND 2bf428 2f43c80 0 0 tTnd00 4f774c 2feead8 90 PEND+T 2bf428 2fee0e8 3d0004 179 tSh00 4fab9c 12f8098 90 READY 2ccf34 12f6a40 d0001 0 tTffsPTask 5609b0 2ff7e88 100 DELAY 2cc8e8 2ff7e00 0 3 tTelnetd 4f83fc 16066f0 120 PEND 2bf428 16065f0 0 0 tSnmpd 4cf0f8 1322c90 125 PEND 2bf428 1322258 3d0001 0 tSnmpTmr 4cee20 1323ea8 200 PEND 2b8b38 1323da8 0 0显示各项的含义NAME ENTRY TIDPRI STATUS PCSP ERRNO DELAY 任务名任务的入口地址任务的ID号任务优先级任务在系统中的状态程序计数器，目前该任务运行到的指令地址该任务的堆栈地址该任务中目前的错误号任务延迟时间系统中任务状态（STATUS）READY PEND DELAY SUSPEND DELAY+S PEND+S PEND+T PEND+S+T State+I 就绪阻塞睡眠挂起既处于睡眠又处于挂起既处于阻塞又处于挂起带有超时值处于阻塞带有超时处于阻塞又处于挂起处于State带有一个继承优先级的任务状态各任务的主要功能（常用的或已配置的）tExcTask （异常处理任务，提供VxWorks异常处理包，完成在中断级不能执行的功能。