OSI七層模型介紹
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??? OSI是一個開放性的通行系統(tǒng)互連參考模型，他是一個定義的非常好的協(xié)議規(guī)范。OSI模型有7層結構，每層都可以有幾個子層。下面我簡單的介紹一下這7層及其功能。
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??? OSI的7層從上到下分別是：
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??? 其中高層(既7、6、5、4層)定義了應用程序的功能，下面3層(既3、2、1層)主要面向通過網(wǎng)絡的端到端的數(shù)據(jù)流。下面我給大家介紹一下這7層的功能：
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(1)應用層：與其他計算機進行通訊的一個應用，它是對應應用程序的通信服務的。例如，一個沒有通信功能的字處理程序就不能執(zhí)行通信的代碼，從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是，如果添加了一個傳輸文件的選項，那么字處理器的程序員就需要實現(xiàn)OSI的第7層。示例：telnet,HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。
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??? (2)表示層：這一層的主要功能是定義數(shù)據(jù)格式及加密。例如，F(xiàn)TP允許你選擇以二進制或ASII格式傳輸。如果選擇二進制，那么發(fā)送方和接收方不改變文件的內(nèi)容。如果選擇ASII格式，發(fā)送方將把文本從發(fā)送方的字符集轉換成標準的ASII后發(fā)送數(shù)據(jù)。在接收方將標準的ASII轉換成接收方計算機的字符集。示例：加密、ASII等。
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??? (3)會話層：他定義了如何開始、控制和結束一個會話，包括對多個雙向小時的控制和管理，以便在只完成連續(xù)消息的一部分時可以通知應用，從而使表示層看到的數(shù)據(jù)是連續(xù)的，在某些情況下，如果表示層收到了所有的數(shù)據(jù)，則用數(shù)據(jù)代表表示層。示例：RPC、SQL等。
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??? (4)傳輸層：這層的功能包括是否選擇差錯恢復協(xié)議還是無差錯恢復協(xié)議，及在同一主機上對不同應用的數(shù)據(jù)流的輸入進行復用，還包括對收到的順序不對的數(shù)據(jù)包的重新排序功能。示例：TCP、UDP、SPX。
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??? (5)網(wǎng)絡層：這層對端到端的包傳輸進行定義，他定義了能夠標識所有結點的邏輯地址，還定義了路由實現(xiàn)的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小于包長度的傳輸介質(zhì)，網(wǎng)絡層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例：IP、IPX等。
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??? (6)數(shù)據(jù)鏈路層：他定義了在單個鏈路上如何傳輸數(shù)據(jù)。這些協(xié)議與被討論的各種介質(zhì)有關。示例：ATM、FDDI等。
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??? (7)物理層：OSI的物理層規(guī)范是有關傳輸介質(zhì)的特性標準，這些規(guī)范通常也參考了其他組織制定的標準。連接頭、針、針的使用、電流、電流、編碼及光調(diào)制等都屬于各種物理層規(guī)范中的內(nèi)容。物理層常用多個規(guī)范完成對所有細節(jié)的定義。示例：Rj45、802.3等。
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??? OSI分層的優(yōu)點：
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????1. 人們可以很容易的討論和學習協(xié)議的規(guī)范細節(jié)。
????2. 層間的標準接口方便了工程模塊化。
????3. 創(chuàng)建了一個更好的互連環(huán)境。
??? 4. 降低了復雜度，使程序更容易修改，產(chǎn)品開發(fā)的速度更快。
??? 5. 每層利用緊鄰的下層服務，更容易記住個層的功能。
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??? 大多數(shù)的計算機網(wǎng)絡都采用層次式結構，即將一個計算機網(wǎng)絡分為若干層次，處在高層次的系統(tǒng)僅是利用較低層次的系統(tǒng)提供的接口和功能，不需了解低層實現(xiàn)該功能所采用的算法和協(xié)議；較低層次也僅是使用從高層系統(tǒng)傳送來的參數(shù)，這就是層次間的無關性。因為有了這種無關性，層次間的每個模塊可以用一個新的模塊取代，只要新的模塊與舊的模塊具有相同的功能和接口，即使它們使用的算法和協(xié)議都不一樣。
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??? 網(wǎng)絡中的計算機與終端間要想正確的傳送信息和數(shù)據(jù)，必須在數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞颉?shù)據(jù)的格式及內(nèi)容等方面有一個約定或規(guī)則，這種約定或規(guī)則稱做協(xié)議。網(wǎng)絡協(xié)議主要有三個組成部分：
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??? 1、語義：是對協(xié)議元素的含義進行解釋，不同類型的協(xié)議元素所規(guī)定的語義是不同的。例如需要發(fā)出何種控制信息、完成何種動作及得到的響應等。
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??? 2、語法：將若干個協(xié)議元素和數(shù)據(jù)組合在一起用來表達一個完整的內(nèi)容所應遵循的格式，也就是對信息的數(shù)據(jù)結構做一種規(guī)定。例如用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結構與格式等。
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??? 3、時序：對事件實現(xiàn)順序的詳細說明。例如在雙方進行通信時，發(fā)送點發(fā)出一個數(shù)據(jù)報文，如果目標點正確收到，則回答源點接收正確；若接收到錯誤的信息，則要求源點重發(fā)一次。
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??? 70年代以來，國外一些主要計算機生產(chǎn)廠家先后推出了各自的網(wǎng)絡體系結構，但它們都屬于專用的。為使不同計算機廠家的計算機能夠互相通信，以便在更大的范圍內(nèi)建立計算機網(wǎng)絡，有必要建立一個國際范圍的網(wǎng)絡體系結構標準。
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??? 國際標準化組織ISO 于1981年正式推薦了一個網(wǎng)絡系統(tǒng)結構——七層參考模型，叫做開放系統(tǒng)互連模型(Open System Interconnection,OSI)。由于這個標準模型的建立，使得各種計算機網(wǎng)絡向它靠攏，大大推動了網(wǎng)絡通信的發(fā)展。
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附一些題目與圖示：
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??? 國際標準化組織(ISO)的開放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)參考模型共分七層。其中：
??? 處理系統(tǒng)之間用戶信息的語法表達形式問題的是(表示層)；
??? 規(guī)定通信雙方相互連接的機械、電氣、功能和規(guī)程特性的是(物理層)；
??? 向用戶提供各種直接服務，如文件傳送、電子郵件、虛擬終端等的是(應用層)；
??? 通過校驗和反饋、重發(fā)等方法將原始不可靠的物理連接改造成無差錯的數(shù)據(jù)通道的是(數(shù)據(jù)鏈路層)；
??? 負責通信子網(wǎng)中從源到目標路徑選擇的是(網(wǎng)絡層)。
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??? 有多種設備可以實現(xiàn)不同網(wǎng)段或網(wǎng)絡之間的互聯(lián)，互聯(lián)設備通常可以按工作在OSI模型中的層次來劃分：
??? 在物理層實現(xiàn)互聯(lián)的稱為(轉發(fā)器)；
??? 在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)互聯(lián)的稱為(網(wǎng)橋)；
??? 在網(wǎng)絡層實現(xiàn)互聯(lián)的稱為(路由器)；
??? 在運輸層以上高層實現(xiàn)互聯(lián)的設備稱為網(wǎng)關或(協(xié)議轉換器)。
??? 協(xié)議轉換器也是一種用來構造局域網(wǎng)的常用設備，通常可以用雙絞線把服務器與PC客戶機等連入(集線器)。
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其他的具體內(nèi)容可以參考以下地址：
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OSI七層模型介紹：
物理層
物理層是OSI的第一層，它雖然處于最底層，卻是整個開放系統(tǒng)的基礎。物理層為設備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及互連設備，為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的環(huán)境。
媒體和互連設備
物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等。通信用的互連設備指DTE和DCE間的互連設備。DTE既數(shù)據(jù)終端設備，又稱物理設備，如計算機、終端等都包括在內(nèi)。而DCE則是數(shù)據(jù)通信設備或電路連接設備，如調(diào)制解調(diào)器等。數(shù)據(jù)傳輸通常是經(jīng)過DTE──DCE，再經(jīng)過DCE──DTE的路徑。互連設備指將DTE、DCE連接起來的裝置，如各種插頭、插座。LAN中的各種粗、細同軸電纜、T型接、插頭，接收器，發(fā)送器,中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。
物理層的主要功能
為數(shù)據(jù)端設備提供傳送數(shù)據(jù)的通路,數(shù)據(jù)通路可以是一個物理媒體,也可以是多個物理媒體連接而成.一次完整的數(shù)據(jù)傳輸,包括激活物理連接,傳送數(shù)據(jù),終止物理連接.所謂激活,就是不管有多少物理媒體參與,都要在通信的兩個數(shù)據(jù)終端設備間連接起來,形成一條通路.
傳輸數(shù)據(jù).物理層要形成適合數(shù)據(jù)傳輸需要的實體,為數(shù)據(jù)傳送服務.一是要保證數(shù)據(jù)能在其上正確通過，二是要提供足夠的帶寬(帶寬是指每秒鐘內(nèi)能通過的比特(BIT)數(shù)),以減少信道上的擁塞.傳輸數(shù)據(jù)的方式能滿足點到點,一點到多點,串行或并行,半雙工或全雙工，同步或異步傳輸?shù)男枰?
完成物理層的一些管理工作.
物理層的一些重要標準
物理層的一些標準和協(xié)議早在OSI/TC97/C16 分技術委員會成立之前就已制定并在應用了,OSI也制定了一些標準并采用了一些已有的成果.下面將一些重要的標準列出,以便讀者查閱.ISO2110:稱為"數(shù)據(jù)通信----25芯DTE/DCE接口連接器和插針分配".它與EIA(美國電子工
業(yè)協(xié)會)的"RS-232-C"基本兼容。ISO2593:稱為"數(shù)據(jù)通信----34芯DTE/DCE----接口連接器和插針分配"。ISO4092:稱為"數(shù)據(jù)通信----37芯DTE/DEC----接口連接器和插針分配".與EIARS-449兼容。CCITT V.24:稱為"數(shù)據(jù)終端設備(DTE)和數(shù)據(jù)電路終接設備之間的接口電路定義表".其功能與EIARS-232-C及RS-449兼容于100序列線上.
數(shù)據(jù)鏈路層
數(shù)據(jù)鏈路可以粗略地理解為數(shù)據(jù)通道。物理層要為終端設備間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及其連接.媒體是長期的,連接是有生存期的.在連接生存期內(nèi),收發(fā)兩端可以進行不等的一次或多次數(shù)據(jù)通信.每次通信都要經(jīng)過建立通信聯(lián)絡和拆除通信聯(lián)絡兩過程.這種建立起來的數(shù)據(jù)收發(fā)關
系就叫作數(shù)據(jù)鏈路.而在物理媒體上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)難免受到各種不可靠因素的影響而產(chǎn)生差錯,為了彌補物理層上的不足,為上層提供無差錯的數(shù)據(jù)傳輸,就要能對數(shù)據(jù)進行檢錯和糾錯.數(shù)據(jù)鏈路的建立,拆除,對數(shù)據(jù)的檢錯,糾錯是數(shù)據(jù)鏈路層的基本任務。
鏈路層的主要功能
鏈路層是為網(wǎng)絡層提供數(shù)據(jù)傳送服務的,這種服務要依靠本層具備的功能來實現(xiàn)。鏈路層應具備如下功能:
鏈路連接的建立，拆除，分離。
幀定界和幀同步。鏈路層的數(shù)據(jù)傳輸單元是幀,協(xié)議不同,幀的長短和界面也有差別，但無論如何必須對幀進行定界。
順序控制,指對幀的收發(fā)順序的控制。
差錯檢測和恢復。還有鏈路標識,流量控制等等.差錯檢測多用方陣碼校驗和循環(huán)碼校驗來檢測信道上數(shù)據(jù)的誤碼,而幀丟失等用序號檢測.各種錯誤的恢復則常靠反饋重發(fā)技術來完成。
數(shù)據(jù)鏈路層的主要協(xié)議
數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是為發(fā)對等實體間保持一致而制定的,也為了順利完成對網(wǎng)絡層的服務。主要協(xié)議如下：
ISO1745--1975:"數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本型控制規(guī)程".這是一種面向字符的標準,利用10個控制字符完成鏈路的建立，拆除及數(shù)據(jù)交換.對幀的收發(fā)情況及差錯恢復也是靠這些字符來完成.ISO1155, ISO1177, ISO2626, ISO2629等標準的配合使用可形成多種鏈路控制和數(shù)據(jù)傳輸方式.
ISO3309--1984:稱為"HDLC 幀結構".ISO4335--1984:稱為"HDLC 規(guī)程要素 ".ISO7809--1984:稱為"HDLC 規(guī)程類型匯編".這3個標準都是為面向比特的數(shù)據(jù)傳輸控制而制定的.有人習慣上把這3個標準組合稱為高級鏈路控制規(guī)程.
ISO7776:稱為"DTE數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)程".與CCITT X.25LAB"平衡型鏈路訪問規(guī)程"相兼容.
鏈路層產(chǎn)品
獨立的鏈路產(chǎn)品中最常見的當屬網(wǎng)卡,網(wǎng)橋也是鏈路產(chǎn)品。MODEM的某些功能有人認為屬于鏈路層,對些還有爭議.數(shù)據(jù)鏈路層將本質(zhì)上不可靠的傳輸媒體變成可靠的傳輸通路提供給網(wǎng)絡層。在IEEE802.3情況下，數(shù)據(jù)鏈路層分成了兩個子層，一個是邏輯鏈路控制，另一個是媒體訪問控制。下圖所示為IEEE802.3LAN體系結構。
AUI=連接單元接口 PMA=物理媒體連接
MAU=媒體連接單元 PLS=物理信令
MDI=媒體相關接口
網(wǎng)絡層
網(wǎng)絡層的產(chǎn)生也是網(wǎng)絡發(fā)展的結果.在聯(lián)機系統(tǒng)和線路交換的環(huán)境中，網(wǎng)絡層的功能沒有太大意義.當數(shù)據(jù)終端增多時.它們之間有中繼設備相連.此時會出現(xiàn)一臺終端要求不只是與唯一的一臺而是能和多臺終端通信的情況,這就是產(chǎn)生了把任意兩臺數(shù)據(jù)終端設備的數(shù)據(jù)鏈接起來的問題,也就是路由或者叫尋徑.另外,當一條物理信道建立之后,被一對用戶使用,往往有許多空閑時間被浪費掉.人們自然會希望讓多對用戶共用一條鏈路，為解決這一問題就出現(xiàn)了邏輯信道技術和虛擬電路技術.
網(wǎng)絡層主要功能
網(wǎng)絡層為建立網(wǎng)絡連接和為上層提供服務,應具備以下主要功能：
路由選擇和中繼
激活,終止網(wǎng)絡連接
在一條數(shù)據(jù)鏈路上復用多條網(wǎng)絡連接,多采取分時復用技術
差錯檢測與恢復
排序,流量控制
服務選擇
網(wǎng)絡管理
網(wǎng)絡層標準簡介
網(wǎng)絡層的一些主要標準如下：
ISO.DIS8208:稱為"DTE用的X.25分組級協(xié)議"
ISO.DIS8348:稱為"CO 網(wǎng)絡服務定義"(面向連接)
ISO.DIS8349:稱為"CL 網(wǎng)絡服務定義"(面向無連接)
ISO.DIS8473:稱為"CL 網(wǎng)絡協(xié)議"
ISO.DIS8348:稱為"網(wǎng)絡層尋址"
除上述標準外,還有許多標準。這些標準都只是解決網(wǎng)絡層的部分功能,所以往往需要在網(wǎng)絡層中同時使用幾個標準才能完成整個網(wǎng)絡層的功能.由于面對的網(wǎng)絡不同,網(wǎng)絡層將會采用不同的標準組合.
在具有開放特性的網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)終端設備,都要配置網(wǎng)絡層的功能.現(xiàn)在市場上銷售的網(wǎng)絡硬設備主要有網(wǎng)關和路由器.
傳輸層
傳輸層是兩臺計算機經(jīng)過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)通信時,第一個端到端的層次，具有緩沖作用。當網(wǎng)絡層服務質(zhì)量不能滿足要求時，它將服務加以提高，以滿足高層的要求；當網(wǎng)絡層服務質(zhì)量較好時，它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用，即在一個網(wǎng)絡連接上創(chuàng)建多個邏輯連接。 傳輸層也稱為運輸層.傳輸層只存在于端開放系統(tǒng)中,是介于低3層通信子網(wǎng)系統(tǒng)和高3層之間的一層,但是很重要的一層.因為它是源端到目的端對數(shù)據(jù)傳送進行控制從低到高的最后一層.
有一個既存事實，即世界上各種通信子網(wǎng)在性能上存在著很大差異.例如電話交換網(wǎng),分組交換網(wǎng),公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)，局域網(wǎng)等通信子網(wǎng)都可互連,但它們提供的吞吐量,傳輸速率,數(shù)據(jù)延遲通信費用各不相同.對于會話層來說,卻要求有一性能恒定的界面.傳輸層就承擔了這一功能.它采用分流/合流，復用/介復用技術來調(diào)節(jié)上述通信子網(wǎng)的差異,使會話層感受不到.
此外傳輸層還要具備差錯恢復，流量控制等功能,以此對會話層屏蔽通信子網(wǎng)在這些方面的細節(jié)與差異.傳輸層面對的數(shù)據(jù)對象已不是網(wǎng)絡地址和主機地址,而是和會話層的界面端口.上述功能的最終目的是為會話提供可靠的,無誤的數(shù)據(jù)傳輸.傳輸層的服務一般要經(jīng)歷傳輸連接建立階段,數(shù)據(jù)傳送階段,傳輸連接釋放階段3個階段才算完成一個完整的服務過程.而在數(shù)據(jù)傳送階段又分為一般數(shù)據(jù)傳送和加速數(shù)據(jù)傳送兩種。傳輸層服務分成5種類型.基本可以滿足對傳送質(zhì)量,傳送速度,傳送費用的各種不同需要.傳輸層的協(xié)議標準有以下幾種：
ISO8072:稱為"面向連接的傳輸服務定義"
ISO8072:稱為"面向連接的傳輸協(xié)議規(guī)范
會話層
會話層提供的服務可使應用建立和維持會話，并能使會話獲得同步。會話層使用校驗點可使通信會話在通信失效時從校驗點繼續(xù)恢復通信。這種能力對于傳送大的文件極為重要。會話層,表示層,應用層構成開放系統(tǒng)的高3層，面對應用進程提供分布處理，對話管理,信息表示,恢復最后的差錯等. 會話層同樣要擔負應用進程服務要求，而運輸層不能完成的那部分工作,給運輸層功能差距以彌補.主要的功能是對話管理，數(shù)據(jù)流同步和重新同步。要完成這些功能,需要由大量的服務單元功能組合,已經(jīng)制定的功能單元已有幾十種.現(xiàn)將會話層主要功能介紹如下.
為會話實體間建立連接。為給兩個對等會話服務用戶建立一個會話連接,應該做如下幾項工作：
將會話地址映射為運輸?shù)刂?
選擇需要的運輸服務質(zhì)量參數(shù)(QOS)
對會話參數(shù)進行協(xié)商
識別各個會話連接
傳送有限的透明用戶數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)傳輸階段
這個階段是在兩個會話用戶之間實現(xiàn)有組織的,同步的數(shù)據(jù)傳輸.用戶數(shù)據(jù)單元為SSDU,而協(xié)議數(shù)據(jù)單元為SPDU.會話用戶之間的數(shù)據(jù)傳送過程是將SSDU轉變成SPDU進行的.
連接釋放
連接釋放是通過"有序釋放","廢棄"，"有限量透明用戶數(shù)據(jù)傳送"等功能單元來釋放會話連接的.會話層標準為了使會話連接建立階段能進行功能協(xié)商，也為了便于其它國際標準參考和引用,定義了12種功能單元.各個系統(tǒng)可根據(jù)自身情況和需要，以核心功能服務單元為基礎,選配其他功能單元組成合理的會話服務子集.會話層的主要標準有"DIS8236:會話服務定義"和"DIS8237:會話協(xié)議規(guī)范".
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