书名：趣学CCNA——路由与交换（第2版）
ISBN：978-7-115-65133-4
本书由人民邮电出版社发行数字版。版权所有，侵权必究。
您购买的人民邮电出版社电子书仅供您个人使用，未经授权，不得以任何方式复制和传播本书内容。
我们愿意相信读者具有这样的良知和觉悟，与我们共同保护知识产权。
如果购买者有侵权行为，我们可能对该用户实施包括但不限于关闭该帐号等维权措施，并可能追究法律责任。
著 田 果 刘丹宁
责任编辑 吴晋瑜
人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
邮编 100164 电子邮件 315@ptpress.com.cn
网址 http://www.ptpress.com.cn
读者服务热线：(010)81055410
反盗版热线：(010)81055315
本书用直白风趣的语言、通俗易懂的方式讲述路由交换方向CCNA考试所涉及的基础理论与核心技术。
本书主要介绍OSI和TCP/IP模型、TCP/IP、以太网、路由器和交换机在网络中的作用、IP编址、操作与配置Cisco IOS设备、管理网络设备、路由基础与静态路由、动态路由基础与RIP、EIGRP、链路状态路由协议概述与OSPF协议、网络地址转换、广域网、访问控制列表、IPv6、二层交换技术、VLAN技术、配置STP、第一跳冗余协议、网络架构设计等内容，既涵盖了网络技术的宏观理论，也囊括了网络协议的微观工作原理和针对网络设备的具体操作方式。
本书专为技术层次介于零基础和CCNA水平之间的初学者打造，既适合作为相关课程的辅助教材和课后读物，也可作为参加CCNA认证考试的考生的自学读物。
田果，CCIE #19036（RS&SEC），毕业于北京工业大学，曾在网络系统集成企业担任网络售后、售前工程师、项目经理，并在技术培训机构担任讲师。2008年开始与人民邮电出版社合作，翻译技术类图书二十余种，亦是人民邮电出版社计算机类外版图书的引进顾问。针对网络技术领域，曾参与思科网络技术学院的中国本土化工作，也曾担任华为ICT学院系列教材和华为HCIA Datacom、HCIP Datacom Core Technology系列认证教材的作者。此外，在软件开发、旅游和思维导图领域也取得了大量笔耕成果。
田果先生酷爱读书、旅游，足迹遍及40余个联合国会员国，最远曾经陆路往返北京和欧亚大陆最西端的罗卡角（Cabo da Roca）。
刘丹宁，CCIE #19920（SEC&Voice&DC），毕业于北京邮电大学，拥有17年的从业经验，曾为金融、制造业和政府等行业的多家国有银行、金融机构和大型制造企业提供服务。主要工作内容包括带领团队完成网络整体规划、网络实施和网络运维，尤其擅长思科协作技术。自2008年以来，刘丹宁与人民邮电出版社建立了长期合作关系，参与翻译技术类图书，并撰写技术教材，为行业知识的传播和技术人才的培养贡献力量。
把本书献给她的每一位读者。自本书第1版上市以来，你们的支持一直让我受宠若惊。
——田果
首先，仍然第一个要感谢彭定学老师，这本书的第1版是我在他讲课视频的基础上创作出来的，这个版本则延续了原版的知识架构。此外，曾经在YESLAB一起奋斗的兄弟们包括苏函老师、郭毅老师和闫斌老师，都为这本书的内容作出过重要贡献。另外，韩士良老师也为这本书提供了大量的重要参考和意见。
在这一版中，感谢《漫画面向对象编程 Java语言版》和《学C编程也可以卡通一点》的作者李思老师绘制了大量漫画，我也在此向希望学习编程语言的读者强烈推荐李思老师的优秀技术作品。
感谢余建威老师、曹鑫磊老师、刘静老师、李红老师、江永红老师、杨建武老师、刘军老师、傅道坤老师、李静老师、张红霞经理、何伟经理、熊露颖经理、韩江经理、朱志明经理。虽然你们工作在不同领域、不同企业、不同部门，但你们每个人都曾经在最关键的时刻给予过我重要的帮助和信任。虽然不常表达，但我感激之情永存心中。
田果何幸，这一生能与大家相遇。
另外，无论何时何地，感谢我的每一位家人，尤其是奶奶。最后，特别感谢我的夫人刘丹宁女士审核了本书的全部书稿，也要感谢我所有的宝宝们。与你们相伴的每分每秒，弥足珍贵。
——田果
本书的完成离不开许多人的帮助和支持。在此，我要向所有曾在不同阶段给予我指导和帮助的人表达最诚挚的感谢。
首先，我要感谢本书的合作者田果，感谢他在本书改版时邀请我一同进行创作。他在网络技术领域的专业和博学总是让我感到惊叹。
其次，我要感谢人民邮电出版社的编辑团队，感谢他们在图书出版过程中所付出的努力和专业精神，使得本书能够顺利面世。
最后，特别感谢我的家人和朋友，他们在我写作过程中给予的理解、鼓励和支持，是我完成本书的重要动力。
衷心感谢所有帮助和支持过我的人！
——刘丹宁
本书的核心编写理念是为准备投身网络行业却没有任何基础，或者刚刚学习过一两遍CCNA课程的读者创作一本可以随时翻阅的读物。我们的写作不求精，不求深，更不求全，只求通俗易懂，老少咸宜。我们渴望本书能够把读者的自学能力发挥到极致。
换句话说，如果你在阅读某些知识点的时候，发现我的讲解方式比同类教材更难理解，并不意味着我在故作高深，只意味着我也不精于叙事说理。当然，本书经过多位编辑层层把关，并按照通俗易懂的方式修改处理后，出现上述情况的机会应该不会太多。
所以，本书的使用方法其实相当简单，那就是打开、阅读、合上，再打开、再阅读、再合上，仅此而已。而我唯一的期望是，上述的过程不会让人感到痛苦和乏味。现在，检验标准就在你们手里。
CCNA是Cisco认证体系中的初级认证，对于有志进入网络行业的从业者而言，CCNA是理想的敲门砖。而对于已经从业多年的人士来说，很多年之后再回首当年学习CCNA的日子，多半也是一种情怀。
但实事求是地说，仅凭一个CCNA认证就可以找到一份满意工作的日子早已一去不返了。无论读者去哪家培训机构咨询，得到的答案都是类似的：在这个CCIE满天纷飞的年代，用于求职的认证至少应该是CCNP级别。
对于只想获得CCNA认证的读者来说，上面的文字必是一瓢劈头凉水。但浇过之后，是醍醐灌顶、一蹶不振还是恼羞成怒，全看你们对于自己未来职业生涯的定位和决心，无关其他。
至于我，窃以为这是件好事，“以考促学”虽是职业培训市场的游戏规则，又何尝不是体制内教育的立身之本？虽是应试教育的核心理念，又何尝不是素质教育的应有之义？
借CCNA认证已不足以从人才市场中脱颖而出之机，渴望鹤立鸡群之人自会将目光锁定CCNP甚至CCIE。
那么，你呢？
CCNA、CCNP各个方向的认证考试的费用和路线图（包括获得相关认证需要参加的考试）会时常发生变化。所以，考生应该关注Cisco官方网站来了解即时信息，而不是随意拿一本书按图索骥。一旦开始关注官网的认证信息，你就能很快明白一个道理：不在本书中提供各项认证考试的考试号才是负责之举，尽管复制粘贴于我而言并不会花费太多时间。授人以鱼不如授人以渔，是我们不变的坚持。
获得CCNA和CCNP认证需要参加一系列规定的考试。至于考试的形式，考生都需要在一家Pearson VUE认证的考试中心参加考试。考试的过程是你坐在一台计算机面前，回答计算机事先从数据库中下载的题目。当然，除CCNA可以提供中文考试且应试者寥寥，其他考试的题目全是英文。所以，你需要熟悉这个行业中常见的英文单词，并且具备一定的英语水平，才不至于让语言成为你通过考试的障碍。YESLAB就拥有一家Pearson VUE认证的考试中心，如果读者有任何问题，可以致电YESLAB，考试中心的老师会耐心解答你的疑问。
获得CCIE认证的方式则有所不同。CCIE考试分为两部分，即笔试考试和实验考试。考生必须先通过笔试考试才能预约实验考试的时间。笔试考试和CCNA、CCNP的各项考试在方式上没有区别，这里不再赘述。实验考试则需要考生在Cisco公司应考，考生需要用整整一天的时间，按照Cisco考试的需求，在设备上完成相应的实际操作。考试持续一天，正常情况下，Cisco会为考生提供工作餐。也有极个别情况，考生需要自己下楼觅食。另外，获得CCIE认证不需要考生提前通过CCNA或CCNP认证，通过该方向的CCIE笔试是唯一的前提条件。所以，如果你的终极目标是CCIE，不必费心准备CCNA的认证考试。
本书各章的主要内容如下。
● 第1章“OSI和TCP/IP”，旨在帮助读者理解协议和协议分层的概念，同时对两种常见的分层模型进行了比较，介绍了各层所定义的功能。
● 第2章“TCP/IP”，介绍了网络技术世界几大“定义级”的协议，包括TCP、IP、UDP、ICMP、ARP等。显然，由于IP和ARP在这一章中粉墨登场，因此本章也会首次提及IP地址和MAC地址。
● 第3章“以太网”，对和以太网有关的内容进行了简单的概述，包括以太网速率、双工模式、线缆、以太网数据帧结构和MAC地址等。值得说明的是，为简化起见，本章只介绍了相对简单的Ethernet II封装格式。
● 第4章“路由器和交换机在网络中的作用”，本章将网络设备套用在第1章介绍的分层模型中，以方便读者理解数据是如何进行端到端传输的。读者在阅读本章之前，应该复习本书的第1章而不是第3章。
● 第5章“IP编址”，对IP编址进行了相对具体的介绍，其中包括打破传统IP地址分类的VLSM和CIDR这两项技术。十进制与二进制如何相互转换也包含在本章中。此外，这一章也演示了如何在Windows、macOS和Linux系统的图形用户界面中查看系统当前的IPv4地址。
● 第6章“操作与配置Cisco IOS设备”，本章的内容是进行一切实际操作的起点，内容包括路由器和交换机的外观及构造，如何通过Console线缆对它们进行管理，以及设备操作系统（Cisco IOS）的几种常见的配置模式。本章不仅演示了如何对设备进行管理，还演示了设备的启动过程，以及一些简单的配置和查看操作。
● 第7章“管理网络设备”，进一步介绍Cisco设备的一些使用方式，包括CDP的使用，如何通过Telnet协议远程管理设备，如何通过修改寄存器的值来修改设备的启动行为等。既然本章的操作管理与寄存器的值有关，因此升级IOS和恢复密码的方法必然会在本章进行演示。
● 第8章“路由基础与静态路由”，从向读者展示路由表开始，渐渐开始对路由条目的参数一一进行说明，此后又一直延伸到静态路由的理论、配置方法及一些高级应用。在CCNA阶段，读者务必完全掌握与静态路由有关的知识。这不仅是因为在此后的学习中，不会再涉及静态路由的知识，更是因为理解静态路由有助于读者对比理解动态路由协议。
● 第9章“动态路由基础与RIP”，将带领读者进入长达三章的动态路由漫漫征途。为了帮助读者理解动态路由的使用方法，本章一反常态，采用了先行后知的做法，从RIP的配置方法切入，循序渐进地引导读者了解动态路由协议的概念，继而引出RIP的理论及更加详细的配置使用方法。RIP的两大版本及特性在本章均有涉及。
● 第10章“EIGRP”，对这款协议的算法、原理进行了相对详细的说明，此后用一个案例介绍了EIGRP的使用方法。在本章的最后，我们借由介绍no auto- summary命令的大好东风，对不连续子网的概念进行了补充说明。
● 第11章“链路状态路由协议概述与OSPF协议”，首先对距离矢量路由协议的缺陷进行了说明，由此引入了链路状态路由协议的概念，进而引出了本章的重点——OSPF协议。当然，鉴于本书的目标读者仅有CCNA阶段的水平，因此无论是理论还是配置，我们对OSPF协议的介绍只能算作基础铺垫水平。在本章最后，对第8章中引出的开销和管理距离的概念进行了补充说明。
● 第12章“网络地址转换”，介绍了一种为了“节流”快速消耗的IP地址而产生的转换地址技术。本章对NAT这种貌似简单但实则容易让人晕头转向的技术进行了相对简单的介绍，并通过配置案例进行演示。
● 第13章“广域网”，介绍了大量与广域网有关的技术，包括HDLC、PPP、帧中继。这些技术均有自己的特点，配置方式也大异其趣，值得读者花时间阅读掌握。在本章的最后，我们对新版CCNA新增知识点PPPoE的原理和配置方法进行了介绍。
● 第14章“访问控制列表”，从ACL的应用场合说起，讲到了设备处理这种列表的顺序和原则，而后介绍了ACL的几种常用的类型。在本章的最后，我们一如既往地提供了配置ACL的方法和配套案例。
● 第15章“IPv6”，对新版IP进行了概述性的介绍。在本章的开始，我们将IPv6数据包头部与第2章中出现过的IPv4数据包头部进行了对比，说明了IPv6对于原本IPv4所作的改动。而后对IPv6地址的表示形式及分类进行了相对详细的介绍。最后，我们通过最简单的需求演示了IPv6的配置方法。
● 第16章“二层交换技术”，本章把读者带回了网络的数据链路层。本章从交换机对数据帧进行交换的方法说到了冗余链路在理论上有可能会对网络造成的影响，并毫无悬念地由此引出了交换部分的重中之重，也就是生成树协议（STP）。最后，这一章还介绍了Portfast和BPDU Guard两大特性，也对RSTP实现快速收敛的一些简单概念进行了说明。
● 第17章“VLAN技术”，对虚拟局域网及相关的概念和协议进行了介绍，除了本章的主旨VLAN技术，我们还介绍了Trunk、VTP以及VLAN间通信的实现方式。最后，我们对新版CCNA大纲中出现的SPAN和RSPAN技术进行了简单的讲解。
● 第18章“配置STP”，对PVST和用来将多条链路绑定为一条链路的以太网通道（EtherChannel）技术进行了介绍。如何配置和修改STP相关参数的方法更是本章的重点。
● 第19章“第一跳冗余协议”，解释了第一跳冗余协议（FHRP）的一般原理、概念和工作方式。同时也针对热备份路由器协议（HSRP），介绍了这种协议如何决定参与备份路由器的主备身份，以及HSRP对于抢占机制是如何规定的。
● 第20章“网络架构设计”，会通过不合理的“扁平设计方案”引出园区网常用的三层架构，并对每一层的作用进行了说明。接下来，为了引出数据中心的架构，我们对虚拟化技术进行了介绍，包括介绍了两类虚拟机管理器、容器和VRF的概念。在这一章的最后，我们从数据中心因虚拟化导致不同于园区网的流量模型这个切入点，引出了数据中心的Spine-Leaf架构，并对这个架构的优势进行了说明。
本书提供如下资源：
● 本书思维导图；
● 异步社区7天VIP会员。
要获得以上资源，你可以扫描下方二维码，根据指引领取。
作者和编辑尽最大努力来确保书中内容的准确性，但难免会存在疏漏。欢迎读者将发现的问题反馈给我们，帮助我们提升图书的质量。
当读者发现错误时，请登录异步社区（https://www.epubit.com），按书名搜索，进入本书页面，单击“发表勘误”，输入勘误信息，单击“提交勘误”按钮即可（见下图）。本书的作者和编辑会对读者提交的信息进行审核，确认并接受后，将赠予读者异步社区100积分。积分可用于在异步社区兑换优惠券、样书或奖品。
我们的联系邮箱是wujinyu@ptpress.com.cn。
如果读者对本书有任何疑问或建议，请你发邮件给我们，并请在邮件标题中注明本书书名，以便我们更高效地做出反馈。
如果读者有兴趣出版图书、录制教学视频，或者参与图书翻译、技术审校等工作，可以发邮件给我们。
如果读者所在的学校、培训机构或企业，想批量购买本书或异步社区出版的其他图书，也可以发邮件给我们。
如果读者在网上发现有针对异步社区出品图书的各种形式的盗版行为，包括对图书全部或部分内容的非授权传播，请将怀疑有侵权行为的链接发邮件给我们。这一举动是对作者权益的保护，也是我们持续为广大读者提供有价值的内容的动力之源。
“异步社区”（www.epubit.com）是由人民邮电出版社创办的IT专业图书社区，于2015年8月上线运营，致力于优质内容的出版和分享，为读者提供高品质的学习内容，为作译者提供专业的出版服务，实现作者与读者在线交流互动，以及传统出版与数字出版的融合发展。
“异步图书”是异步社区策划出版的精品IT图书的品牌，依托于人民邮电出版社在计算机图书领域多年来的发展与积淀。异步图书面向IT行业以及各行业使用IT技术的用户。
如果你家电话坏了，需要买一台新的电话来替换这台坏掉的，那么只要你卡里的钱足够支付一台电话的费用，你就可以随便找一个购物网站下个订单。等电话送来之后，你再亲自把电话线插到新电话的插孔里，替换的工作就算大获成功了。只要有张信用卡，连学龄前的小朋友都能轻松完成这项工作。但不知你想过这个问题没有：甭管坏掉的那台电话是美国原装进口的AT&T、德国原装的Gigaset、荷兰原装的飞利浦、日本原装的松下，还是国产的步步高，也甭管你再买来的这台电话是哪国的产品，只要这玩意儿叫“固定电话”，你把线插好之后它都一样好用。这是为什么？现在把这个问题延伸一下思考：如果其他某个星球上也有智慧生命体，它们也独立发展出了和地球人一样发达的科技文明，科技文明的产品中也有电话一类的通信产品，而且这种通信产品所采用的技术和原理与地球上的一样，那么这台外星人生产的电话能够在地球使用吗？
乍一想，甭管哪里生产的电话，只要原理相同，拿过来都应该能用。如果外星人独立研发出了和地球上的汽车原理相同的机动车，那么只要能把它运过来，在地球上轱辘当然也能转。但稍微仔细想想，大部分人就应该会得出相似的结论：“外星电话”在地球上应该是用不了的。
从宏观的角度上看，外星电话的接口大小几乎不太可能跟咱电话的接口相匹配。而接口不一样大，接头就插不进去；退一万步说，就算接头能插进去，外星人定义的编码转化方式也不可能和地球人定义的完全一样。比如说，对于地球人生产的固定电话，如果你用信号发生器同时产生693赫兹和3336赫兹这两个频率的声音，从听筒传进去，经过咱的电话转码，最终会拨出号码0。这可不是自然规律，这是地球人之间为了相互交流而自己定义的通信规则。人家外星人也会有自己定义的规则（见图1-1）。
这样一来，在其他国家生产的电话也能在国内使用，其原因就很清楚了。这是因为电话生产厂家都遵循了相同的规则，而这些规则来自与电话通信有关的标准，只有遵守这些标准生产出来的电话才能应用于电话通信网。而外星电话（就算有）之所以在地球上使用不了，那是因为人家没有参与制定咱地球人的电话通信协议，所以也不按照咱的规则生产电话。这也是我在上文特意用黑体字强调了“独立发展”这四个字的原因。
图1-1 地球人与外星人的通信障碍
针对这个问题的思考不是无的放矢，而是为了说明一个道理：通信是一项由多方参与的任务，因此要想实现通信，参与通信的各方必须在相关层面遵循相同的标准。相较之下，双方是否使用了相同的通信原理反而并不是那么重要。
甚至可以推断，如果不是地理大发现之后，人类文明日渐走向一体化和全球化，而电话系统的功能又如此单一，很可能至今为止，一个国家生产的电话，到了另一个国家还是使用不了。
有证据吗？有！互联网发展史中，标准化的进程就是最好的证据。标准化的工作就是因为早期异构系统之间无法进行通信，才被推上议事日程的。
懂一点英文构词法的人都明白，所谓“Internet”其实是在“网”（net）这个词的前面加了一个前缀“Inter”，而这个前缀表示的就是“相互”。所以，无论把Internet翻译成“互联网”还是“网际网络”都是十分贴切的。一言以蔽之，Internet就是连接网络的网络。
既然互联网是连接网络的网络，显然说明在互联网产生之前，网络就已经存在了。在早期计算机网络中，最为著名的是阿帕网。这个网络自1969年开始投入运营，它最初只是将位于美国西部四所高校内的核心计算机连接了起来。到了20世纪70年代，阿帕网希望能够进一步与其他节点进行互联。这时，它遭遇了我们在前文中试图通过外星电话解释的那个问题：标准化。正是标准化方案的欠缺，制约了阿帕网的发展。但也是在那个年代，更多机构建立了自己的独立网络。从那时起，人们意识到一个问题：要想实现各个网络的广泛互联，就必须对这些有计算机参与的通信系统进行标准化。于是，通信的标准化模型及协议栈就开始在那个时期酝酿。20世纪70年代中后期，TCP/IP协议栈应运而生。标准化方案的出台为网络互联提供了基础。1986年，基于TCP/IP协议栈的NSFnet建立，在美国国家科学基金会的鼓励与资助下，许多机构将自己的局域网并入NSFnet中。从那时起，网络互联就成了一种不可逆转的趋势，并将深刻影响人类文明的发展进程。
综上所述，在互联网发展的过程中，对网络的通信方式进行标准化的工作厥功至伟。在接下来的两章中，我们会向即将开始了解这个技术世界的读者介绍网络世界的标准。这两章的内容就像一本漫画或者小说的前情提要，或者一部电影的开场白，虽然难免乏味，却必不可少。
那么，在深入讲解OSI和TCP/IP这两个模型所具有的划时代意义之前，让我们先来了解一个术语：协议。
1.1 协议与协议分层上文说过，设备之间要想进行通信，必须遵循一套相同的通信标准，而这个标准就是“协议”。鉴于协议的作用是保障通信设备不会自说自话，因此很多同类图书会将协议比作计算机之间交流的“语言”。只有遵循“协议”制定的传输标准，网络中的所有设备才可以相互通信，否则就会遇到鸡同鸭讲的尴尬局面。
下面说说啥叫协议分层。
我不说估计你也知道：计算机网卡上连接的那根5类线只能传输电信号，别说传不了照片、声音、视频、文字，就连数字也没法传输。所以，如果你需要通过它把照片、声音、视频、文字传输给朋友，就得用你的那台计算机把这些照片、声音、视频、文字用电信号描述出来，再通过这根线发送出去。这些电信号经过繁多的网络设备，最终转发到你朋友面前的那台计算机连接的5类线中。于是，你朋友的计算机也就通过这根5类线接收到了描述这些照片、声音、视频、文字的电信号，然后由这台计算机再把它们解读成原先的照片、声音、视频、文字。
然而，你要是认为上面的过程就是通信的全部，那么会忽略通信过程中最重要却最容易被人们遗忘的环节。
我在部队大院里长大，院里的服务社旁边有个邮筒。我们家在上海、无锡等地都有亲戚。小时候，家人经常带我去给亲戚寄信，但寄信这件事让年幼的我对邮筒这个东西产生了莫名的好奇。我相当有把握地以为，只要把信投到了邮筒里，信就会沿着邮筒下面那根空心的柱子，一直飞到收信人那一边（见图1-2）。所以，我很好奇邮筒是怎么让装在里面的信件突破万有引力定律，沿着地下四通八达的通道飞到各地邮筒中的。五岁的一天，我路过邮筒，惊讶地发现有一个穿着制服的叔叔把里面的信件都掏了出来，装在一个大麻布袋子里！我向邮筒里探头张望时，清楚地看到里面根本没有什么通道。那一刻，我感到自己幼小的心灵被无情地欺骗了。我愤怒地冲过去质问那个叔叔，是不是所有的信都是他假装成亲戚回复给我们的。
伪装成收信人回复信息这种事，在网络技术领域中倒是真实存在的，属于通过中间人攻击（MITM）实现欺骗攻击的一种网络攻击方式。但在现实世界中，除了政、商大咖和各国特工，恐怕也很少有人会遇到这种糟心事。那个身穿制服的叔叔大概认为这孩子简直是无理取闹，关上邮箱一溜烟跑了。是奶奶后来在晚上看电视的时候给我解释了整个通信的过程。原来，信件在传递的过程中并不是只由收发双方经手，中途还要经过很多人的转发。
图1-2 我所理解的寄信过程
既然信件不是写信人与收信人之间的直接对话，网络通信当然也不是。但是当用户通过网络进行远程通信时，他们也会自然而然地忽略中间的过程——遗忘那些跨越万水千山为他们转发信息的设备，尽管这些设备客观存在。当然，这些“网络邮递员”设备和我们那些连着鼠标、键盘、显示器的家用计算机在职能上相去甚远。用户发送的数据在转换成电信号发送给这些设备时，也需要经过它们的解读才能转发，就像邮递员也得看过信封上的地址才知道该把信件送去哪里的道理一样。
以很多人熟悉的QQ为例，我们都知道QQ不光可以传输文字，还可以传输图片、文件，甚至还能实现语音、视频通话。那么这些文字、图片、声音和图像是以什么形式在网线中传输的呢？就像前面所介绍的那样，这些数据是以电信号的形式在网线中传输的。而在QQ通信的例子中，数据是经过了多种协议的处理，经历了多重形式上的改变，历经了多台设备的转发，最终才到达目的地，并以正确的形式展示给你的朋友。在这个过程中，信息每穿越一台设备，就必须经过一些由电信号转换为数据、再由数据转换为电信号的过程。
这个过程光是想想就觉得头大，但它还涉及了一系列的问题，比如下面列举的情形。
● 我们的计算机需要知道去对方计算机的具体路径吗？
● 中间的传输设备需要了解我们双方的聊天内容吗？
这就像是在问：当我向邮筒里投入信件的时候，我自己需要知道怎么去这些亲戚家吗？邮递员需要知道信件的内容吗？
答案应该没有争议：不需要。
在通信的过程中，让所有参与通信的设备都具备所有能力、获得所有信息，这既不可能也不必要。我们的计算机只管捕捉声音和图像，中间传输设备只管将数据传输到正确的目的地。它们是工作在不同层面的设备。
只通过设备解释分层的问题，未免失之肤浅，我们再深入一步，尝试在一台设备内部解释一下分层的原因。
我每个月都会收到某银行信用卡中心发来的信件，内容无非是推荐我购买什么乱七八糟的奢侈品，或者消费什么五花八门的服务。那家银行告诉我，拥有他们银行白金、黑金信用卡的客户就会收到这种信件。我不自恋，确定自己不是这个星球上唯一一个拥有这家银行高端信用卡的客户，甚至亲眼看过YESLAB的总裁余建威老师在请客吃饭的时候刷过卡面和我这张完全相同的信用卡。我估计，余老师每个月也会和我一样花几秒来拆开一封类似的信件，再花十几分钟浏览其中那些让人眼花缭乱的彩页，最后用几秒时间把这封信丢进废纸篓。但就这家银行来说，每个月恐怕得发非常多这类信件。那么，银行内部的流程是什么样的呢？
如果在你的脑海中是这样一幅场景，那么你一定不太擅长管理类工作：在某机构，汇聚了很多负责向信用卡客户发送信件的人员，他们每个人的工作流程都是相同的——每个人分别设计一封这样的信件；然后对它进行排版；再把它印刷出来；接下来打印一个信封，把信装进信封封好；最后去邮政部门投递出去。于是，该机构到最近的邮局之间有一支长长的队伍，每人手里都拿着一封等待投递的信件（见图1-3）。
图1-3 排队投递信件
如果这还不能定义为荒唐，我对“荒唐”这个词的理解一定有偏差。
但我毕竟不为这家银行工作，所以也不敢肯定他们的流程到底是什么样的。为了写本书，我还专门请教了这家银行的理财经理。他告诉我，虽然他也不太了解这类事务，但他估计流程是这样的：信用卡中心的市场部门有专门的市场人员负责设计这封信件的内容，然后交给设计部门的人员对内容进行排版，再由某家印刷公司的员工把它们印刷出来，同时安排另一些人员按照客户的姓名和住址印制信封，此后由专人把信封封好，再由邮政或快递公司取走这些信封。
上述两种工作机制哪种更优秀不言自明。这说明了一个道理，当一个问题比较复杂的时候，最好的方法就是把它按照逻辑分成很多部分或者很多步骤，然后分别交由具有专门功能的机制来处理。如果我们把银行看成一台计算机，把最终发出来的信件解释成信息，你会发现这封信在交给快递之前的处理过程就是分层完成的。
如果除了效率，你还需要别的理由来理解分层处理的优越性，我再介绍两点。
● 容易排错：如果有一天，信用卡中心的负责人接到投诉，发现有些客户没有及时收到这封信，他/她只要看一看处理过程卡在了哪一步，就可以立刻进行处理，否则只能进行全面排查。
● 可以分别对各层的工作进行调整和替换：比如有一天，信用卡中心的负责人突然意识到有另一家快递公司比他们目前使用的这家更便宜，那么他/她只需要告诉负责将信发送给快递公司的人员就可以了。
同理，让计算机和传输设备分别使用不同层级的协议，实现不同的功能，这种“铁路警察，各管一段”的做法不但效率更高，而且在出现问题时也能够更好地定位问题涉及的范围，便于排错。更重要的是，技术管理人员可以针对某一层中的技术进行更新和替换，协议设计人员也可以针对某一层来设计相关的程序和标准。
关于协议分层，我们说了这么多的内容。在下一小节中，我需要介绍一个无法回避但同时也是最知名且最不靠谱的分层模型。
1.2 OSI参考模型在讲课的过程中，我往往极不情愿介绍OSI参考模型，因为我很怕学生向我提问一些我答不出来的问题。答不出来还好，诚实地说一句“不知道”，倒也一了百了。就怕学生问一些貌似简单，我也能回答上来的问题，但我的答案明显是一些人云亦云的说法，无法就其中的细节给予更加深入的解释。为什么会出现这类尴尬情况呢？因为OSI参考模型是一个理论参考模型，而且真的是“仅供参考”，人们对于它的解读基本来自定义，而不是对于经验的总结。此外，它诞生的背景据说很不靠谱。
不靠谱到什么程度？
想象这样一个场景：一个新入行的同学拿着一份需求来咨询我某个企业网络应该划分成几个子网。我跷着二郎腿，吃着麻辣味的太阳锅巴，眼睛直勾勾地盯着电视上正在播映的《葫芦娃》，看也不看他的需求，不假思索地告诉他：“分7个”。这个同学一边思考着为什么是“7”，一边愣愣地注视着电视上正在和蛇精斗智斗勇的葫芦兄弟们，瞬间恍然大悟，扭头就走。一边走一边说：“得亏这家伙看的不是《水浒》。”
就是不靠谱到这种程度。
OSI模型设计之初，参与设计的人倒是没看《葫芦娃》。但据说人家当年讨论应该把网络分成几层时，碰巧聊到了白雪公主与七个小矮人的故事，于是就有了我们现在的OSI七层模型。从这个角度看，我们可以得出一个结论：生于18世纪的格林兄弟深刻改变了网络发展的历史。在这个OSI七层模型中，最为人们所诟病的是上三层在功能上进行分类的必要性。读者在网络技术领域接触的信息越来越多，就会发现OSI模型的第五层和第六层在工作中甚少有人提及。
当然，不管OSI模型有多不靠谱，它依然顽强地活在大学教材及工程师们似是而非的称谓中，甚至有愈演愈烈之势。就冲这一点，OSI模型仍然是一个需要大书特书的话题。具体而言，这个为了对异构网络进行标准化而自20世纪70年代开始起草，并最终于1984年发布的参考模型明确区分了服务、接口和协议这三个概念。在这个逻辑的分层结构中，每一层会接受下一层所提供的服务，并且向上一层提供服务。接受和提供服务是通过服务访问点（SAP）来实现的，而具体的服务是通过协议来实现的。
在前文中，我们已经通过信用卡中心的例子说明过分层模型的工作方式了，下面我们再次通过经典的邮局示例来深入解释一下这个理念。这个例子才是各大高校和培训机构常用的例子。
如图1-4所示，甲地的写信人A通过邮局给乙地的收信人B寄出一封信。根据下层为上层提供服务的理念：邮局是A的下层，运输部门是邮局的下层。假设A与B这两个人都用中文写信，各地邮局使用相同的规则来收发信件，这说明了同一层之间使用的协议（语言和收发信件的规则）是相同的。A并不关心邮局是如何把信件从甲地发送到乙地的。也许邮局本来通过陆运方式发送信件，而现在改用空运方式发送信件，但只要A把信件扔进邮筒中，信件就会被送达B。而甲地邮局也无须知道信件里的具体内容，它所关心的是如何把信件发送到乙地邮局。这个案例很好地说明了各层之间的独立性。
图1-4 邮局示例
OSI参考模型把网络通信所需的所有功能，从上到下定义了七个层级，并且分别定义了这些层级可以提供哪些服务，能够实现哪些功能等（见图1-5）。我们刚刚说过，OSI模型只是一个概念模型，它并没有提供实现这些功能的方法。因此就某个具体的协议而言，它也不一定能够提供OSI为该层定义的所有服务；同样，一个协议是否只能按照OSI对该层的定义来提供服务，答案也是未必。如果一个协议既具有第七层的一部分功能，又具有第六层的一部分功能，那它到底属于第几层协议呢？更诡异的情形是，如果一个协议从封装数据包的角度来看属于第七层协议，但从功能的定义上却属于第三层或第四层的协议，它又该属于第几层的协议呢？这也是在讨论一些协议时，工程师们经常会争论的地方。在后文涉及这种情况时，我们会提供一些模棱两可的解释。但我们的建议是，读者大可不必过于纠结这种分类。分层模型固然重要，具体协议仅供参考。
图1-5 OSI参考模型
不管作者本人如何看待OSI模型，一旦涉及写作出版网络技术类教材，还是不得不把各层的功能分别解释一番，各类网络技术读物概莫能外。本书当然不能免俗。在介绍OSI模型各层的功能划分时，一般有两种思路：一种是从应用层介绍到物理层，这种方式称为自顶向下；另一种是从物理层介绍到应用层，这种方式称为自底向上。鉴于后者比较适合刚刚踏入网络技术世界的读者，因此我们将采取自底向上的方式对这七层的功能进行介绍。
物理层（Physical Layer）虽名为“物理”，实际上还是一个逻辑层，与看得见摸得着的“网线”可不是一回事。但作为OSI模型中的最底层，物理层所关注的内容也确实与物理介质相关：它定义了数据连接的电气和物理特征。下面我们用通俗的语言解释一下物理层的作用。
它定义了一台设备与物理传输介质（比如光纤或双绞线）之间应该如何沟通，其中包括用什么信号状态来表示比特0和比特1、表示一个比特的信号需要持续多长时间、网络连接器（也就是网线的那个插头）有多少个针脚以及每个针脚有什么作用、可以使用哪些物理介质进行传输等。它还定义了两台直连设备之间应该使用哪种协议来建立和拆除物理层连接、传输模式是什么（比如全双工或半双工）等。当然，这里所说的物理传输介质不仅可以是各类物理线缆，也可以是空气（无线射频）。
在物理层中传输的交换单元是比特。典型的物理层协议有RJ-45（定义了以太网链路的物理层协议）、RS-232（定义了串行链路的物理层协议）、ISM（定义了Wi-Fi和蓝牙的物理层协议）。
数据链路层（Data Link Layer）接受物理层提供的服务，同时也为网络层提供服务。数据链路层的功能是在广域网中实现相邻网络设备之间的连通性，以及在局域网中实现网络设备之间的连通性。点到点（双点）连接中使用的PPP就是一种数据链路层协议，局域网（多点）中使用的以太网协议也是一种数据链路层协议。这些内容都会在后面的章节中展开介绍。
除了建立和终结二层链路的功能，数据链路层协议也可以负责检查设备接收到的数据帧是否完整。它可以重传未经确认的帧并处理重复的帧请求，以此检测和纠正物理层中的错误。此外，数据链路层的功能还包括帧流量的控制和管理。
数据链路层交换单元的名称是帧。典型的数据链路层协议有802.2、802.3、HDLC、FR及PPP。
网络层（Network Layer）可能是读者最为熟悉的一层，它依赖数据链路层来实现直连设备之间的二层通信，并在此基础上扩大了服务范围：网络层能够实现一个或多个网络中的两个设备之间的通信。
网络层还提供寻址功能，毕竟网络中的每台主机都必须通过地址来明示自己的身份和位置。另外，网络层也决定了如何把数据包从源发送到目的地，但网络层的数据传输并不是可靠的，因此有时候需要使用上层协议来弥补网络层在可靠性上的不足。
除此之外，对过大的数据帧进行分段，并在接收端将其重组也是网络层提供的功能之一。
网络层交换单元的名称是数据包。IPv4/IPv6就是典型的网络层协议，除此之外还有ICMP、IGMP、PIM-SM、PIM-DM等。
前面提到，网络层并不负责确保数据传输的过程和结果是可靠的，这就需要传输层（Transport Layer）来确保消息无错、有序、无损或无重复地传输。以快递公司为例：假设上海YESLAB的老师要把Cisco NCS 540路由器快递到北京YESLAB，他在快递单上写好地址，把设备交给快递人员。快递人员会在路由器外面添加一层快递公司的包装，一方面保证设备不会受损，另一方面会注明送到北京哪个快递投递站。
快递公司除了有一套标准的包装和运送流程，还可以针对特殊需求提供特殊服务。比如在运送易碎物品时，可能会对物品进行额外包装，并且这种包装服务有时还与路况相关，比如全程高速和全程山路的包装肯定不一样。像这种针对路况提供不同级别服务的情况，也适用于传输层。传输层会根据其下一层的特征提供不同的服务，并导致传输层协议的适用范围和复杂程度各不相同。
传输层有一些协议是面向连接的，也就是说它可以追踪数据的传输状态，并在传输失败后重新传递。它提供了一种成功传输数据后的确认机制，源端设备能够在目的端设备成功收到数据后，再发送下一个数据。传输层还提供流控功能，可以在一条逻辑链路上传输多条数据流（快递人员的电瓶车里装了多个人的包裹），并跟踪维护每条数据流的信息（把这些包裹正确送到目的地）。
传输层交换单元的名称是TPDU。尽管TCP和UDP并不是基于OSI参考模型开发的，也并没有严格遵从OSI对于传输层的定义，但我们在讨论OSI参考模型时，还是会把它们归类为传输层协议。
除非你从事IP语音、视频会议等方面的技术工作，否则一定很少在工作中听到有人提到会话层。实际上，把会话层和表示层并入应用层所形成的五层模型，才是业内最为常用的参考模型。那么，在OSI模型设计之初，设计人员准备给会话层安排一个什么样的职能呢？
如果说第一层到第四层解决的都是设备连通性问题：第一层解决了设备与传输媒介之间的连通性；第二层解决了直连或同网段设备之间的连通性；第三层解决了网络范围内所有设备的连通性；第四层提高了连通的稳定性与安全性，那么第五层会话层（Session Layer）的本意自然是在此基础上更上一层楼。因此设计者原本给它定义的功能是控制终端用户应用程序之间的会话。
为了更直观地理解会话层的具体作用，我们来看这样一个例子：在多人参与的网络视频会议中，要想在听到讲话人发言的同时看到讲话人的图像，就需要会话层将音频流和视频流混合到一起。不仅如此，会话层还负责确保语音和图像是同步的。还是在这个环境中，与会者都可以自由发言，要想在所有与会者的屏幕上，根据发言者的不同相应地切换图像显示，也需要会话层提供的服务。
会话层交换单元的名称是SPDU。典型的会话层协议有H.245，这是H.323协议栈中负责多媒体连接控制的协议；还有一个实时传输控制协议RTCP也可以对应会话层；另外NetBIOS所提供的功能也与会话层的作用相关，因此它也工作在会话层。
表示层（Presentation Layer）旨在将复杂的数据结构转化为扁平的字节串格式，这种转化过程称为串行化。
表示层还是网络中的数据“翻译官”。比如一台使用EBCDIC码的计算机要和一台使用ASCII码的计算机进行通信。对于小写字母“a”来说，EBCDIC将其表示为0x81，ASCII将其表示为0x61。这时就需要表示层从中进行数据“翻译”，来确保从一个系统的应用层发出的信息，可以被另一个系统的应用层正确识别。除此之外，表示层还提供压缩、加密和解密的功能。
表示层交换单元的名称是PPDU。ASCII和EBCDIC就可以理解为表示层协议，因为它们所提供的功能与OSI对表示层的描述相关。但有时对于一些应用层协议来说，很难区分表示层和应用层，比如HTTP，人人都说它是应用层协议，但它实际上也提供了与表示层相关的功能（识别字符编码）。
OSI参考模型对应用层（Application Layer）的定义是，将其用作用户接口，负责将接收到的信息呈现给用户。应用层会向表示层（向下）发出请求，同时负责向应用进程（向上，不属于OSI定义的范畴）提供服务。应用层包含的功能有资源共享、远程文件访问、远程打印访问、网络管理、网络虚拟终端等。比如大家浏览网页时所依赖的HTTP和DNS就是应用层协议。
应用层交换单元的名称是APDU。典型的应用层协议及应用有HTTP和Telnet。
虽然我们花大量的篇幅分别对这些或有用或没用的分层进行了详细的介绍，但并不推荐读者把大量的时间浪费在深入解读甚至记忆这些内容上。我们的建议是，希望读者能够在理解各层功能的基础上，深入体会协议分层的理念。套用前文中信用卡中心的例子，网络的层次划分主要会带来如下几点利好。
● 弱化问题的复杂程度，一旦网络发生故障，可迅速定位故障所处层次，便于查找和纠错。
● 在各层分别定义标准的接口，使对等层的不同网络设备能实现互操作，各层之间则相对独立，同一种高层协议可放在多种低层协议上运行。
● 能有效刺激网络技术革新，因为每次更新都可以在小范围内以“模块化”的方式进行，无须对整个网络动大手术。
● 便于研究和教学。
有了这个复杂的七层结构作铺垫，下面我们可以轻松愉快地进入另一种网络体系结构的介绍环节，那就是TCP/IP参考模型。
1.3 TCP/IP参考模型前面说过，OSI模型没有定义每一层的服务和协议。更重要的是，OSI模型在业内几乎就只是一个“大帽子”。除了人们在讨论理论问题时，谈到“第X层”中的“X”是参考的OSI模型外，OSI模型几乎没有什么其他的实用价值。而TCP/IP参考模型则不同，这个模型是对已有TCP/IP协议栈所进行的描述，而且这个模型广泛应用于全球互联网网络中。所以，OSI模型就像一张设计不甚合理又缺乏核心参数的建筑设计图，因此基本没人尝试用它盖过楼；而TCP/IP协议栈就像一栋没有了设计图纸的实际建筑，人们会根据自己的需要对这栋楼进行测绘，以还原图纸的设计。
那么TCP/IP模型这张图纸还原之后长什么样子呢？这个模型只包含了四层，具体如图1-6所示。
图1-6 TCP/IP参考模型
这四层体现在示意图中有宽有窄，宽窄间体现的是它与OSI模型之间的对应关系。前面我们已经用大量的篇幅介绍了OSI模型的功能，对于TCP/IP参考模型而言，它的网络接口层就相当于OSI模型中物理层与数据链路层的结合；而TCP/IP模型的应用层则融合了OSI模型上三层的功能。因此，如果我们在这里再像介绍OSI模型那样逐层介绍TCP/IP模型，行文难免累赘。为简化起见，这里用表1-1对TCP/IP模型中各层的功能进行了总结。
表1-1 TCP/IP模型的功能
| 分层 |
功能 |
|---|---|
| 应用层 |
为用户表示应用数据 |
| 传输层 |
支持设备间的通信和执行错误纠正 |
| 网络层 |
确定网络的最佳路由 |
| 网络接口层 |
控制网络的硬件设备和介质 |
在了解了TCP/IP模型的分层方式之后，读者完全可以对这两个模型之间的异同进行一下总结。总的来说，这两个模型的相同之处体现在分层的理念上，其中包括：
● 两者都以协议栈的概念为基础；
● 协议栈中的协议彼此相互独立；
● 下层对上层提供服务。
它们的区别则包括：
● OSI先有模型，而TCP/IP则是先有协议，后有模型；
● OSI模型适用于各种协议栈，而TCP/IP只适用于TCP/IP网络；
● 层次数量不同。
如果把这两个模型放在一起进行对比，任何人都会轻松地得出一个结论，那就是OSI七层模型的分层过“碎”，它对很多可以进行融合的功能进行了过细也过于理论化的区分；而TCP/IP四层模型却又稍“糙”，下层一些本该进行区分的功能没有通过这个模型体现出来。因此，最好能有一种折中的分层方式为人们所用，这是我们下一节将要介绍的重点。
1.4 TCP/IP五层模型及数据封装与解封装最后，我们来说点实际的。在实际使用中，功能区分最科学的模型既不是OSI七层参考模型，也不是TCP/IP四层参考模型。这里就要回到我们在前文中至少三次提到的一个概念，那就是在学习和工作之中，我们通常使用上述两种模型的混合体，也就是TCP/IP五层模型来分析协议和描述问题。三个模型的对应关系如图1-7所示。
图1-7 三种协议模型的对应关系
这个TCP/IP五层模型才是最为实用的模型，它也最有利于读者理解和掌握数据在通过网络进行传输前后，需要经过怎样的处理流程。下面就以这个TCP/IP五层模型，来介绍网络通信过程中数据的封装与解封装过程。这个过程对于后面的学习比较重要，但又难以与现实生活中的行为进行合理的类比，因此读者务必在这里打起精神。
言归正传，如果套用五层模型，那么数据在通过线缆发送出去之前，需要经过的处理如下。
1. 当应用程序消息需要使用网络服务时，该消息会先经过应用层的处理，然后发送给传输层。
2. 在传输层，消息被拆分为分段，并在每一分段的头部添加控制信息，这既可以让每个分段都能指派给正确的进程，也可以让目的地设备能够按顺序重组所有分段。传输层头部携带的信息还会对同一链路传输的不同应用的数据进行区分，能够确保将数据与应用正确地关联在一起。
3. 网络层会在数据段的头部添加网络层信息，比如地址信息（目前基本都是IP地址信息），将其封装为数据包。网络层地址为逻辑地址，通常能在一定的范围内唯一地标识一台主机。网络中的路由器通过处理网络层添加的信息，将数据包路由到正确的目的地址。
4. 在数据链路层，数据包的头部会添加上帧头信息，尾部会添加上相关的校验信息，然后数据包会被封装成帧。对于不同的数据链路层协议，如以太网、WLAN等，帧的格式不完全相同。帧尾校验信息能够检验出数据帧在通过网络介质传输后是否还具备完整性，从而为上层提供无错的数据传输服务。
5. 在物理层，数据帧会被编码成能够在介质上传送的比特流，并一路发送到目的地。
通过上述过程可以看出，在封装过程中，数据从上层至下层，会依次添加上相关的控制信息。而当数据通过网络传输，到达目的主机之后，对方的主机则会相应地执行解封装的过程。在解封装的过程中，封装时添加的控制信息被逐层去除，最终还原成原始的应用程序消息。
图1-8用图形的方式展示了数据封装与解封装的过程。
至此，我们在这一章要讲的内容就已经全部呈现在了读者面前。本章的内容相当理论，对于没有工作经验的读者来说，难免会认为这些内容对于实践的指导作用相当有限。事实并非如此，对“协议”这个概念的理解会影响读者此后的阅读体验，而对于分层模型及其作用的掌握则决定了读者此后在从事网络技术类工作时，能否做到有条不紊，甚至做到多快好省。
图1-8 封装与解封装
1.5 总结本章对应的CCNA考点：
无。
是的，你没有看错，如此冗长、枯燥的一章竟然没有对应任何CCNA考试的考点。这让我想到我读大一时，体育课选择的项目是足球，结果前两节课老师安排的项目都是变速跑。确实，没有任何一场足球比赛是依靠球员跑动的距离决定胜负的，但也没有任何一场足球比赛不依赖球员跑动来赢得胜利。
本章的内容之于CCNA恰似跑动之于足球比赛——它是一切后续“技术动作”的基础。
在网络中，主机和主机之间要想进行通信，需要网络上的所有设备都讲相同的“语言”。然而网络通信的过程十分复杂，完整而单一的“语言”——协议，在设计和实现过程中均存在众多的困难，因而需要对网络通信协议进行分层。
OSI参考模型和TCP/IP参考模型作为经典的网络协议分层模型，基于分层设计的思想，描述了网络协议在网络通信过程中的具体作用。
TCP/IP五层模型作为人们在学习和工作中经常使用的分层模型，为人们对网络协议和网络问题的描述带来便利。通过TCP/IP五层模型，人们可以更清晰地分析应用数据沿协议栈经历的封装与解封装过程，更好地理解网络通信的过程。
本章习题b. 数据链路层
e. 会话层
1. OSI参考模型中的哪一层负责完成以下工作：对接收到的数据帧进行校验和的计算，如果发现数据帧遭到了破坏，就丢弃它。
a. 物理层
b. 数据链路层
c. 网络层
d. 传输层
e. 会话层
f. 表示层
g. 应用层
2. OSI模型中的哪一层负责完成以下工作：ASCII与EBCDIC之间的转换。
a. 物理层
c. 网络层
d. 传输层
e. 会话层
f. 表示层
g. 应用层
3. OSI参考模型中的哪一层负责将数据放到实际的传输媒介上？
a. 物理层
b. 数据链路层
c. 网络层
d. 传输层
e. 会话层
f. 表示层
g. 应用层
4. OSI参考模型中的哪一层负责将各种信息呈现给用户？
a. 物理层
b. 数据链路层
c. 网络层
d. 传输层
f. 表示层
g. 应用层
5. OSI参考模型中的哪一层负责处理与路由相关的任务？
a. 物理层
b. 数据链路层
c. 网络层
d. 传输层
e. 会话层
f. 表示层
g. 应用层
6. TCP和UDP是OSI参考模型中哪一层的典型协议？
a. 物理层
b. 数据链路层
c. 网络层
d. 传输层
e. 会话层
f. 表示层
g. 应用层
7. OSI参考模型中的哪几层汇聚成了TCP/IP参考模型的应用层？（选择三项）
a. 物理层
b. 数据链路层
c. 网络层
d. 传输层
e. 会话层
f. 表示层
g. 应用层
8. 正确描述了OSI模型中数据封装过程的是哪两项？（选择两项）
a. 数据链路层负责添加源和目的物理地址以及FCS
b. 网络层负责创建数据包，它使用源和目的主机地址以及与协议相关的控制信息，来封装数据帧
c. 网络层负责创建数据包，它把第三层地址和控制信息添加到数据分段上
d. 传输层负责将数据流分解为数据分段，还有可能会为其添加一些可靠性信息和流控制信息
e. 表示层负责将比特翻译成电压，并将其传输到物理链路上
9. 路由器、交换机和集线器分别工作在OSI参考模型的第几层？
a. 1、2、3
b. 3、2、1
c. 3、1、2
d. 3、2、2
