OSI参考模型详解v1.0
1.协议的分层
ISO在制定标准化OSI之前,对网络体系结构相关的问题进行了充分的讨论,最终提出了作为通信协议设计指标的OSI
参考模型。这一模型将通信协议中必要的功能分成7层。通过这些分层,使得那些比较复杂的网络协议更加简单化。
在这一模型中,每个分层都接收由它下一层所提供的特定服务,并且负责为自己的上一层提供特定的服务。上下层之间进行交互时所遵循的约定叫做“接口”。同一层之间的交互所遵循的约定叫做“协议”。
2.OSI参考模型
(2)OSI协议与OSI参考模型
OSI协议是为了让异构的计算机之间能够相互通信的、有ISO和ITU-T推进其标准化的一种网络体系结构。
OSI(参考模型)将通信功能划分为7个分层,称作OSI参考模型。OSI协议以OSI参考模型为基础界定了每个阶层的协议和每个阶层之间接口相关的标准。
3.OSI参考模型中各个分层的作用
(7)应用层:针对特定应用的协议
应用层:为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。包括文件传输、电子邮件、远程登录(虚拟终端)等协议。
(6)表示层:设备固有数据格式和网络标准数据格式的转换
表示层:将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式,或将来自下一层的数据转换为上层能够处理的格式。因此它主要负责数据格式的转换。具体来说,就是将设备固有的数据格式转换为网络标准传输格式。不同设备对同一比特流解释的结果可能会不同。因此,使他们保持一致是这一次的主要作用。
(5)会话层:通信管理。负责建立和断开通信连接(数据流动的逻辑通路)。管理传输层以下的分层。
会话层:负责建立和断开通信连接(数据流动的逻辑通路),以及数据的分割等数据传输相关的管理。
(4)传输层:管理两个节点之间的数据传输。负责可靠传输(确保数据被可靠地传输到目标地址)。
传输层:起着可靠传输的作用。只在通信双方节点上进行处理,而无需在路由器上处理。
(3)网络层:地址管理与路由选择
网络层:将数据传输到目标地址。目标地址可以是多个网络通过路由器连接而成的某一个地址。因此这一层主要负责寻址和路由选择。
(2)数据链路层:互连设备之间传送和识别数据帧。
数据链路层:负责物理层面上互连的、节点之间的通信传输。例如与1个以太网相连的2个节点之间的传输。将0、1序列划分为具有意义的数据帧传送给对端(数据帧的生成与接收)
(1)物理层:以“0”、“1”代表电压的高低、灯光的闪灭。界定连接器和网线的规格。
物理层:负责0、1比特流(0、1序列)与电压的高低、光的闪灭之间的互换。
4.OSI参考模型,如何模块化通信传输
发送方从第7层、第6层到第1层由上至下按照顺序传输数据,而接收方则从第1层、第2层到第7层由下至上向每个上一级分层传输数据。每个分层上,在处理由上一层传过来的数据时,可以附上当前分层的协议所必须的“首部”信息。然后接收端对收到的数据进行数据“首部”与“内容”的分离,再转发给上一分层,并最终将发送端数据恢复为原状。
以发送邮件为例:
由应用层写入的数据会经由表示层格式化编码、再由会话层标记发送顺序后才被发送出去的大致过程。
然而,会话层只对何时建立连接、何时发送数据等问题进行管理,并不具有实际传输数据的功能,真正负责在网络上传输具体数据的是会话层以下的“无名英雄”。
实际上将数据传输给对端的处理是由网络层来完成的。
数据链路层和物理层
通信传输实际上是通过物理的传输介质实现的。数据链路层的作用就是在这些通过传输介质互连的设备之间进行数据处理。
物理层中,将数据的0、1转换为电压和脉冲光传输给物理的传输介质,而相互直连的设备之间使用地址实现传输。这种地址称为Mac地址,也可称为物理地址或硬件地址。采用Mac地址,目的是为了识别连接到同一传输介质上的设备。因此,在这一分层中将包含Mac地址信息的首部附加到从网络层转发过来的数据上,将其发送到网络。
网络层与数据链路层:
网络层与数据链路层都是基于目标地址将数据发送给接收端的,但是网络层负责将整个数据发送给最终目标地址,而数据链路层则只负责发送一个分段内的数据。