大纲
一、OSI七层模型概念
二、基本网络拓扑结构
三、网络地址分类
四、OSI模型一层之中继器、集线器
五、OSI模型二层之网桥、交换机
六、OSI模型三层之路由器
一、OSI七层模型概念
开放式系统互联通信参考模型（英语：Open System Interconnection Reference Model，ISO/IEC 7498-1），简称为OSI模型（OSI model），一种概念模型，由国际标准化组织（ISO）提出，一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。总共分为7层，从下至上分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
OSI七层模型图示
提供为应用软件而设的界面，以设置与另一应用软件之间的通信。例如: HTTP，HTTPS，FTP，TELNET，SSH，SMTP，POP3等。
把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式。
负责在数据传输中设置和维护电脑网络中两台电脑之间的通信连接。
把传输表头(TH)加至数据以形成数据报。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。例如:传输控制协议义(TCP) 等。
决定数据的路径选择和转寄，它网络表头(NH)加至数据报，以形成分组。网络表头包含了网络数据。例如:互联网协议(IP) 等。
负责网络寻址、错误侦测和改错。当表头和表尾被加至数据包时，会形成了帧。数据链表头(DLH)是包含了物理地址和错误侦测及改错的方法。数据链表尾(DLT)是一串指示数据包末端的字符串。例如以太网、无线局域网(Wi-Fi)和通用分组无线服务(GPRS)等。
在局部局域网上传送帧，它负责管理电脑通信设备和网络媒体之间的互通。包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机适配器等。
二、基本网络拓扑结构
1、总线型(Bus)
该总线是资料链接于一个总线网络，该总线只会发送数据于单一方向性，以及如果有网段被切断，所有的网络传输将停止运作。
主机在总线网络中被称为站点或工作站，在总线网络中，每一台接收所有的网络流量，并通过各站所产生的流量具有相等之传输优先级[2]。每个网络段，因此，一个冲突域中。为了使节点在同一电缆同时传输，他们使用的介质访问的控制技术，如载波侦听多路访问（CSMA）或总线主控器。
2、星型(Star)
星型拓扑（英文：Star Topology）是指网络中的各节点设备通过一个网络集中设备（如集线器HUB或者交换机Switch）连接在一起，各节点呈星状分布的网络连接方式。这种拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准的以太网中。其本质还是个总线型
3、环形(Ring)
kim network(英文：Ring Topology) 环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户，直到将所有的端用户连成环型。数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。最著名的环形拓扑结构网络是令牌环网（Token Ring）
注：其他的一些什么网状结构、树状结构都是在这三种基本结构之上形成的
三、网络地址分类
四、OSI模型一层之中继器、集线器
1、中继器(repeater)
一般的双绞线有效传输距离为100m，如果需要传输的距离超过100m，那么此时就需要用到中继器了。中继器是网络物理层上面的连接设备。适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离，本质其实就是对信号进行放大和还原，现在很少看到了。
2、集线器(Hub)
本质就是个多端口的中继器，把每个输入端口的信号放大再发送到其他的端口去，集线器有多个端口，方便了计算机之间的互联。因为集线器为物理层设备，不能识别帧中的MAC地址，所以在传输数据时，都是通过广播的形式，连接该集线器上的所有节点都会收到这个广播帧，包括网桥连接到该集线器的端口
五、OSI模型二层之网桥、交换机
1、网桥(Bridge)
桥接器（英语：network bridge），又称网桥，一种网络设备，负责网络桥接（network bridging）之用。根据MAC分区块，可隔离碰撞。桥接器将网络的多个网段在数据链路层（OSI模型第2层）连接起来（即桥接）。桥接器在功能上与集线器等其他用于连接网段的设备类似，不过后者工作在物理层（OSI模型第1层）。桥接器仅仅在不同网络之间有数据传输的时候才将数据转发到其他网络，不是像集线器那样对所有数据都进行广播。对于以太网，“桥接”这一术语正式的含义是指符合IEEE 802.1D标准的设备，即“网络切换”。
若有通讯频繁的机器，则应置于同区之内，否则性能将降低。
桥接器可以分区网段，不似集线器仍是在为同一碰撞域，所以对带宽耗损较大。因桥接器通过其内之MAC表格，让发送帧不会通过，所以其称之为数据链接层操作之网络组件。
工作原理：
①当网桥收到集线器的广播帧后，网桥会把帧中的源MAC 地址和目的MAC 地址与网桥缓存中保存的MAC 地址表进行比较。
②最初，网桥的缓存中是没有任何MAC 地址的，所以一开始它也不知道哪台主机在哪个物理网段上，收到的所有帧都直接以泛洪方式（也是复制原数据帧）转发到另一个端口上，同时会把数据帧中的源MAC 地址所对应的物理网段记录下来（其实就是与对应的网桥端口对应起来）。
③在数据帧被某个PC 机接收后，也会把对应目的MAC 地址所对应的物理网段记录在缓存中的MAC 表中。这样，经过多次这样的记录，就可以在MAC 地址表中把整个网络中各主机MAC 地址与对应的物理网段全部记录下来。因为网桥的端口通常是连接集线器的，所以一个网桥端口会与多个主机MAC 地址进行映射。
④当网桥收到的数据帧中源MAC 地址和目的MAC 地址都在网桥MAC 地址表中可以找到时，网桥会比较这两个MAC 地址是否属于同一个物理网段。如果是同一物理网段，则网桥不会把该帧转发到下一个端口，直接丢弃，起到冲突域隔离作用。相反，如果两个MAC 地址不在同一物理网段，则网桥会把从一个物理网段发来的帧转发到连接另一个物理网段上，然后再通过所连接的集线器进行复制方式的广播。
举例子说明：
一开始网桥的Mac地址表(局域网主机MAC地址与所连接口的对应关系)是空的，第一次A要发送数据给B，于是网桥就知道了A在自己左边接口(1号接口)，但是网桥不知道B在哪个接口，于是将A发送的这个数据帧发送到自己所有接口所连主机，B在接收到数据帧之后，回复给A的时候，网桥就知道了B在自己右边的接口(2号接口)，当下次A再发送给B时，查询MAC地址表就知道B在2号接口，于是直接发送给B，以此类推，网桥可以智能生成一张表：连到自己接口上所有主机的MAC地址与接口的对应关系表。
2、交换机(Switch)
类似网桥。但比网桥功能更加强大，体现在以下方面
①具有多个交换端口
②数据转发效率更高
③更强的MAC地址自主学习能力
六、OSI模型三层之路由器、网关
1、路由器(Router)
路由器就是连接两个以上个别网络的设备。
由于位于两个或更多个网络的交汇处，从而可在它们之间传递分组（一种数据的组织形式）。路由器与交换机在概念上有一定重叠但也有不同：交换机泛指工作于任何网络层次的数据中继设备（尽管多指网桥），而路由器则更专注于网络层。
路由器与交换机的差别，路由器是属于OSI第三层的产品，交换机是OSI第二层的产品。第二层的产品功能在于，将网络上各个电脑的MAC地址记在MAC地址表中，当局域网中的电脑要经过交换机去交换传递数据时，就查询交换机上的MAC地址表中的信息，将数据包发送给指定的电脑，而不会像第一层的产品（如集线器）每台在网络中的电脑都发送。而路由器除了有交换机的功能外，更拥有路由表作为发送数据包时的依据，在有多种选择的路径中选择最佳的路径。此外，并可以连接两个以上不同网段的网络，而交换机只能连接两个。并具有IP分享的功能，如：区分哪些数据包是要发送至WAN。路由表存储了去往某一网络的最佳路径，该路径的“路由度量值”以及下一跳路由器。参考条目路由获得这个过程的详细描述。
尽管也有其它一些很少用到的被路由协议，但路由通常指的就是IP路由。
工作原理：
路由器无论收到从哪个端口来的数据包，首先提取该数据包的目标IP地址和源IP地址：然后根据路由表和路由策略决定是否转发、如何转发、转发到哪个端口。如果确需转发，再根据路由端口所连接的网络类型(如10Mbps以太网、100Mbps以太网、帧中继、T1广域网等连接方式)，对数据包进行拆分并重新封装，最后，将数据包转发到目标端口。
举例子说明：
①A封装了一个数据包，二层封装了A的MAC和R1的MAC地址，三层封装了A的IP地址和M的IP地址。
②Router接收到了这个数据包，发现目的MAC是自己，于是拆开数据包，发现目的IP是2.0网络，于是通过查路由表得知R2可以到达2.0网络，于是将数据包转发给R2接口。
③R2通过广播得到M的MAC地址，于是将刚才的数据包再次进行封装，二层封装R2的MAC地址和M的MAC地址，于是数据包就发送到了M。
总结：
①一层网关集线器；二层网关交换机；三层网关路由器
②交换机隔离了冲突域，路由器隔离了广播域
③IP地址的意义是为了实现能在网络间转发数据包的
④MAC地址表是MAC地址与接口的对应关系；ARP表是MAC与IP地址的对应关系
⑤任何时候本地之间的通信靠的都是物理地址，也即MAC地址
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