计算机网络-OSI七层模型

一、什么是OSI模型

OSI 模型全称为开放式通信系统互连参考模型,是国际标准化组织 ( ISO ) 提出的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。 OSI 将计算机网络体系结构划分为七层,每一层实现各自的功能和协议,并完成与相邻层的接口通信。OSI 的服务定义详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力,它通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。

经过演变和升级衍生出几种形式,最初始的是OSC的七层模型,后来经过精简出现了TCP/IP五层模型,在到后来出现了TCP/IP四层模型,如图

a5d2b2902ead476884787b6b17b16c3b

二、各层概述

1. 应用层

应用层位于 OSI 参考模型的第七层,其作用是通过应用程序间的交互来完成特定的网络应用。该层协议定义了应用进程之间的交互规则,通过不同的应用层协议为不同的网络应用提供服务。例如域名系统 DNS,支持万维网应用的 HTTP 协议,电子邮件系统采用的 SMTP 协议等。在应用层交互的数据单元我们称之为报文。

2. 表示层

表示层的作用是使通信的应用程序能够解释交换数据的含义,其位于 OSI 参考模型的第六层,向上为应用层提供服务,向下接收来自会话层的服务。该层提供的服务主要包括数据压缩,数据加密以及数据描述。这使得应用程序不必担心在各台计算机中表示和存储的内部格式差异。

举个例子,如果交互的双方是两个国家的人,他们语言不同,表示层会将传输的信息进行翻译,翻译后防止别人查看,还会进行加密处理,保证数据安全,好像可以理解成java的jvm,将字节码文件转换为不同系统可识别的机器语言

3. 会话层

会话层就是负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话。该层提供了数据交换的定界和同步功能,包括了建立检查点和恢复方案的方法。

初步理解,建立不同端之间的会话,传输完信息后需要结束会话

4. 传输层(数据段)

传输层的主要任务是为两台主机进程之间的通信提供服务。应用程序利用该服务传送应用层报文。该服务并不针对某一特定的应用,多种应用可以使用同一个传输层服务。由于一台主机可同时运行多个线程,因此传输层有复用和分用的功能。所谓复用就是指多个应用层进程可同时使用下面传输层的服务,分用和复用相反,是传输层把收到的信息分别交付上面应用层中的相应进程。

传输会话层的报文,传输层建立了主机端到端的链接,传输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务,包括处理差错控制和流量控制等问题。

5. 网络层(数据包)

两台计算机之间传送数据时其通信链路往往不止一条,所传输的信息甚至可能经过很多通信子网。网络层的主要任务就是选择合适的网间路由交换节点,确保数据按时成功传送。在发送数据时,网络层把传输层产生的报文或用户数据报封装成分组向下传输到数据链路层。在网络层使用的协议是无连接的网际协议(Internet Protocol)和许多路由协议,因此我们通常把该层简单地称为 IP 层。

本层通过IP寻址来建立两个节点之间的连接,为源端的运输层送来的分组,选择合适的路由和交换节点,正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。就是通常说的IP层。这一层就是我们经常说的IP协议层。IP协议是Internet的基础。

6. 数据链路层(数据帧)

数据链路层通常也叫做链路层,在物理层和网络层之间。两台主机之间的数据传输,总是在一段一段的链路上传送的,这就需要使用专门的链路层协议。在两个相邻节点之间传送数据时,数据链路层将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧,在两个相邻节点间的链路上传送帧。每一帧包括数据和必要的控制信息。通过控制信息我们可以知道一个帧的起止比特位置,此外,也能使接收端检测出所收到的帧有无差错,如果发现差错,数据链路层能够简单的丢弃掉这个帧,以避免继续占用网络资源。

将比特组合成字节,再将字节组合成帧,使用链路层地址 (以太网使用MAC地址)来访问介质,并进行差错检测。

7. 物理层(比特流)

作为 OSI 参考模型中最低的一层,物理层的作用是实现计算机节点之间比特流的透明传送,尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。该层的主要任务是确定与传输媒体的接口的一些特性(机械特性、电气特性、功能特性,过程特性)

这一层传输的是高低电平
常用设备有(各种物理设备)集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。这些都是物理层的传输介质。