OSI七层模型基础知识各层常见应用

OSI七层模型基础知识及各层常有应用OSIOpenSourceInitiative（简称OSI，有译作开放源代码促使会、开放原始码组织）是一个旨在推进开源软件发展的非盈余组织。OSI参照模型（OSI/RM）的全称是开放系统互连参照模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI/RM），它是由国际标准化组织ISO提出的一个网络系统互连模型。它是网络技术的基础，也是剖析、评判各种网络技术的依照，它揭开了网络的神奇面纱，让其有理可依，有据可循。一、OSI参照模型知识重点图表1：OSI模型基础知识速览模型把网络通讯的工作分为7层。1至4层被以为是低层，这些层与数据挪动亲密有关。5至7层是高层，包含应用程序级的数据。每一层负责一项详细的工作，而后把数据传递到下一层。由低到高详细分为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。第7层应用层—直接对应用程序供给服务，应用程序能够变化，但要包含电子信息传输名称协议传输基本单位常用设施功能应用层HTTP、FTP、Telnet、SMTP、报文为用户应用程序供给服务接口POP3、DNS表示层报文:一致数据传输格式会话层报文成立会话关系传输层HDLC数据段供给靠谱的端到端服务，面向连结或许无连接网络层TCP、UDP、IP、ARP、RARP报文分组路由器鉴于IP地点的路由选路传输数据数据链路层HDLC帧二层互换机、网桥、网卡成立相邻节点数据链路传输物理层比特流中继器、集线器网线(1)供给传输数据的物理通路(2)传输数据第6层表示层—格式化数据，以便为应用程序供给通用接口。这能够包含加密服务第5层会话层—在两个节点之间成立端连结。此服务包含成立连结是以全双工仍是以半双工的方式进行设置，只管能够在层4中办理双工方式第4层传输层—惯例数据递送－面向连结或无连结。包含全双工或半双工、流控制和错误恢复服务第3层网络层—本层经过寻址来成立两个节点之间的连结，它包含经过互连网络来路由和中继数据第2层数据链路层—在此层将数据分帧，并办理流控制。本层指定拓扑构造并供给硬件寻址第1层物理层—原始比特流的传输电子信号传输和硬件接口数据发送时，从第七层传到第一层，接受方则相反。各层对应的典型设施以下：应用层.计算机：应用程序，如FTP，SMTP，HTTP表示层.计算机：编码方式，图像编解码、URL字段传输编码会话层.计算机：成立会话，SESSION认证、断点续传传输层.计算机：进度和端口网络层网络：路由器，防火墙、多层互换机数据链路层..网络：网卡，网桥，互换机物理层网络：中继器，集线器、网线、HUB二、OSI基础知识OSI/RM

参照模型的提出世界上第一个网络系统构造由出自己的网络系统构造如：Digital

IBM企业的

企业提出（74年，SNA），此后其余企业也接踵提DNA，美国国防部的TCP/IP等，多种网络系统构造并存，其结果是若采纳

IBM

的构造，只好采纳

IBM

的产品，只好与同种构造的网络互联。为了促使计算机网络的发展，国际标准化组织ISO于1977年景立了一个委员会，在现有网络的基础上，提出了不鉴于详细机型、操作系统或企业的网络系统构造，称为开放系统互联模型（OSI参照，opensysteminterconnection）OSI的设计目的OSI模型的设计目的是成为一个所有销售商都能实现的开放网路模型，来战胜使用众多私有网络模型所带来的困难和低效性。OSI是在一个备受敬爱的国际标准集体的参加下完成的，这个组织就是ISO（国际标准化组织）。什么是OSI，OSI是OpenSystemInterconnection的缩写，意为开放式系统互联参照模型。在OSI出现以前，计算机网络中存在众多的系统构造，此中以IBM企业的SNA(系统网络系统构造)和DEC企业的DNA(DigitalNetworkArchitecture)数字网络系统构造最为有名。为认识决不一样系统构造的网络的互联问题，国际标准化组织ISO(注意不要与OSI搞混）于1981年拟订了开放系统互连参照模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI/RM）。这个模型把网络通讯的工作分为7层,它们由低到高分别是物理层（PhysicalLayer),数据链路层（DataLinkLayer),网络层(NetworkLayer),传输层（TransportLayer),会话层（SessionLayer），表示层（PresentationLayer)和应用层ApplicationLayer)。第一层到第三层属于OSI参照模型的低三层，负责创立网络通讯连结的链路；第四层到第七层为OSI参照模型的高四层，详细负责端到端的数据通讯。每层完成必定的功能，每层都直接为其上层供给服务，而且所有层次都相互支持，而网络通讯则能够自上而下（在发送端）或许自下而上（在接收端）双向进行。自然其实不是每一通讯都需要经过OSI的所有七层，有的甚至只要要两方对应的某一层即可。物理接口之间的转接，以及中继器与中继器之间的连结就只要在物理层中进行即可；而路由器与路由器之间的连结则只要经过网络层以下的三层即可。总的来说，两方的通讯是在平等层次长进行的，不可以在不对称层次长进行通讯。OSI标准拟订过程中采纳的方法是将整个宏大而复杂的问题区分为若干个简单处理的小问题，这就是分层的系统构造方法。在OSI中，采纳了三级抽象，既系统构造，服务定义，协议规格说明。OSI区分层次的原则网络中各结点都有相同的层次不一样结点相同层次拥有相同的功能同一结点相邻层间经过接口通讯每一层能够使用基层供给的服务，并向上层供给服务不一样结点的相同层间经过协议来实现平等层间的通讯OSI/RM分层构造平等层实体间通讯时信息的流动过程平等层通讯的实质：平等层实体之间虚构通讯;基层向上层供给服务;实质通讯在最基层达成在发送方数据由最高层渐渐向基层传达,到接收方数据由最低层渐渐向高层传达.协议数据单元PDUSI参照模型中，平等层协议之间互换的信息单元统称为协议数据单元(PDU,ProtocolDataUnit)。而传输层及以下各层的PDU此外还有各自特定的名称：传输层——数据段（Segment）网络层——分组（数据包）（Packet）数据链路层——数据帧（Frame）物理层——比特（Bit）三、OSI的七层构造第一层：物理层（PhysicalLayer)规定通讯设施的机械的、电气的、功能的和过程的特征，用以成立、保护和拆除物理链路连结。详细地讲，机械特征规定了网络连结时所需接插件的规格尺寸、引脚数目和摆列状况等；电气特征规定了在物理连结上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等；功能特征是指对各个信号先分派切实的信号含义，即定义了DTE和DCE之间各个线路的功能；过程特征定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程，是指在物理连结的成立、保护、互换信息时，DTE和DCE两方在各电路上的动作系列。在这一层，数据的单位称为比特（bit）。属于物理层定义的典型规范代表包含：EIA/TIARS-232、EIA/TIARS-449、V.35、RJ-45等。物理层的主要功能:为数据端设施供给传递数据的通路,数据通路能够是一个物理媒体,也能够是多个物理媒体连结而成.一次完好的数据传输,包含激活物理连结,传递数据,停止物理连结.所谓激活,就是不论有多少物理媒体参加,都要在通讯的两个数据终端设施间连结起来,形成一条通路.传输数据

.物理层要形成适合数据传输需要的实体

,为数据传递服务

.一是要保证数据能在其上正确经过，二是要供给足够的带宽

(带宽是指每秒钟内能经过的比特

(BIT)数),以减少信道上的拥堵

.传输数据的方式能知足点到点

,一点到多点

,串行或并行

,半双工或全双工，同步或异步传输的需要

.达成物理层的一些管理工作.物理层的主要设施：中继器、集线器。产品代表：TP-LINKTL-HP8MU集线器第二层：数据链路层（DataLinkLayer)在物理层供给比特流服务的基础上，成立相邻结点之间的数据链路，经过差错控制供给数据帧（Frame）在信道上无差错的传输，并进行各电路上的动作系列。数据链路层在不行靠的物理介质上供给靠谱的传输。该层的作用包含：物理地点寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层，数据的单位称为帧（frame）。数据链路层协议的代表包含：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。链路层的主要功能：链路层是为网络层供给数据传递服务的,这类服务要依赖本层具备的功能来实现。链路层应具备以下功能:链路连结的成立，拆掉，分别。帧定界和帧同步。链路层的数据传输单元是帧,协议不一样,帧的长短和界面也有差异，但不论怎样须须对帧进行定界。次序控制,指对帧的收发次序的控制。差错检测和恢复。还有链路表记,流量控制等等.差错检测多用方阵码校验和循环码校验来检测信道上数据的误码,而帧丢掉等用序号检测.各种错误的恢复则常靠反应重发技术来达成。数据链路层主要设施：二层互换机、网桥产品代表：D-LinkDES-1024D第三层：网络层(Networklayer)在计算机网络中进行通讯的两个计算机之间可能会经过好多个数据链路，也可能还要经过好多通讯子网。网络层的任务就是选择适合的网间路由和互换结点，保证数据实时传送。网络层将数据链路层供给的帧构成数据包，包中封装有网络层包头，此中含有逻辑地点信息--源站点和目的站点地点的网络地点。假如你在讨论一个IP地点，那么你是在办理第3层的问题，这是“数据包”问题，而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分，别的还有一些路由协讲和地点分析协议（ARP）。有关路由的全部事情都在第3层办理。地点分析和路由是3层的重要目的。网络层还能够实现拥堵控制、网际互连等功能。在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。网络层协议的代表包含：IP、IPX、RIP、OSPF等。网络层主要功能:网络层为成立网络连结和为上层供给服务,应具备以下主要功能：路由选择和中继激活,停止网络连结在一条数据链路上复用多条网络连结,多采纳分时复用技术差错检测与恢复排序,流量控制服务选择网络管理网络层标准简介网络层主要设施：路由器产品代表：TP-LINKTL-R4148第四层：办理信息的传输层(Transportlayer)第4层的数据单元也称作数据包（packets）。可是，当你讨论TCP等详细的协议时又有特别的叫法，TCP的数据单元称为段（segments）而UDP协议的数据单元称为“数据报（datagrams）”。这个层负责获取所有信息，所以，它一定追踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其余在传输过程中可能发生的危险。第4层为上层供给端到端（最后用户到最终用户）的透明的、靠谱的数据传输服务。所谓透明的传输是指在通讯过程中传输层对上层障蔽了通讯传输系统的详细细节。传输层协议的代表包含：TCP、UDP、SPX等。传输层是两台计算机经过网络进行数据通讯时,第一个端到端的层次，拥有缓冲作用。当网络层服务质量不可以知足要求时，它将服务加以提升，以知足高层的要求；当网络层服务质量较好时，它只用极少的工作。传输层还可进行复用，即在一个网络连结上创立多个逻辑连结。传输层也称为运输层.传输层只存在于端开放系统中,是介于低3层通讯子网系统和高3层之间的一层,可是很重要的一层.由于它是源端到目的端对数据传递进行控制从低到高的最后一层.有一个既存事实，即世界上各种通讯子网在性能上存在着很大差异.比如电话互换网,分组互换网,公用数据互换网，局域网等通讯子网都可互连,但它们供给的吞吐量,传输速率

,数据延缓通讯花费各不相同

.关于会话层来说

,却要求有一性能恒定的界面

.传输层就担当了这一功能

.它采纳分流

/合流，复用

/介复用技术来调理上述通讯子网的差异

,使会话层感觉不到.别的传输层还要具备差错恢复，流量控制等功能,以此对会话层障蔽通讯子网在这些方面的细节与差异.传输层面对的数据对象已不是网络地点和主机地点,而是和会话层的界面端口.上述功能的最后目的是为会话供给靠谱的,无误的数据传输.传输层的服务一般要经历传输连结成立阶段,数据传递阶段,传输连结开释阶段3个阶段才算达成一个完好的服务过程.而在数据传递阶段又分为一般数据传递和加快数据传递两种。传输层服务分红5种种类.基本能够知足对传递质量,传递速度,传递花费的各种不一样需要.产品代表：NETGEARGS748TS第五层：会话层(Sessionlayer)这一层也能够称为会见层或对话层，在会话层及以上的高层次中，数据传递的单位不再此外命名，统称为报文。会话层不参加详细的传输，它供给包含接见考证和会话管理在内的成立和保护应用之间通讯的体制。如服务器考证用户登录即是由会话层达成的。会话层供给的服务可使应用成立和保持会话，并能使会话获取同步。会话层使用校验点可使通讯会话在通讯无效时从校验点持续恢复通讯。这类能力关于传递大的文件极为重要。会话层,表示层,应用层构成开放系统的高3层，面对应用进度供给散布办理，对话管理,信息表示,恢复最后的差错等.会话层相同要担负应用进度服务要求，而运输层不可以达成的那部分工作,给运输层功能差距以填补.主要的功能是对话管理，数据流同步和从头同步。要达成这些功能,需要由大批的服务单元功能组合,已经拟订的功能单元已有几十种.现将会话层主要功能介绍以下.为会话实体间成立连结。为给两个平等会话服务用户成立一个会话连结,应当做如下几项工作：将会话地点映照为运输地点选择需要的运输服务质量参数(QOS)对会话参数进行磋商辨别各个会话连结传递有限的透明用户数据数据传输阶段这个阶段是在两个会话用户之间实现有组织的,同步的数据传输.用户数据单元为SSDU,而协议数据单元为SPDU.会话用户之间的数据传递过程是将SSDU转变为SPDU进行的.连结开释连结开释是经过"有序开释","荒弃"，"有限量透明用户数据传递"等功能单元来开释会话连结的.会话层标准为了使会话连结成立阶段能进行功能磋商，也为了便于其余国际标准参照和引用,定义了12种功能单元.各个系统可依据自己状况和需要，以核心功能服务单元为基础,选配其余功能单元构成合理的会话服务子集.会话层的主要标准有"DIS8236:会话服务定义"和"DIS8237:会话协议规范".第六层：表示层(Presentationlayer)这一层主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲互换的数据从适合于某一用户的抽象语法，变换为适合于OSI系统内部使用的传递语法。即供给格式化的表示和变换数据服务。数据的压缩和解压缩，加密和解密等工作都由表示层负责。比如图像格式的显示，就是由位于表示层的协议来支持。第七层：应用层(Applicationlayer)应用层为操作系统或网络应用程序供给接见网络服务的接口。应用层协议的代表包含：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。经过OSI层，信息能够从一台计算机的软件应用程序传输到另一台的应用程序上。比如，计算机A上的应用程序要将信息发送到计算机B的应用程序，则计算机A的应用程序需要将信息先发送到其应用层（第七层），而后此层将信息发送到表示层（第六层），表示层将数据转送到会话层（第五层），这样持续，直至物理层（第一层）。在物理层，数据被搁置在物理网络媒介中并被发送至计算机B。计算机B的物理层接收来自物理媒介的数据，而后将信息向上发送至数据链路层（第二层），数据链路层再转送给网络层，挨次持续直到信息抵达计算机B的应用层。最后，计算机B的应用层再将信息传递给应

中用程序接收端，进而达成通讯过程。下边图示说了然这一过程。OSI的七层运用各种各种的控制信息来和其余计算机系统的对应层进行通讯。这些控制信息包含特别的恳乞降说明，它们在对应的

OSI

层间进行互换。每一层数据的头和尾是两个携带控制信息的基本形式。关于从上一层传递下来的数据，附带在前面的控制信息称为头，附带在后边的控制信息称为尾。但是，在对来自上一层数据增添协议头和协议尾，对一个OSI层来说其实不是必要的。当数据在各层间传递时，每一层都能够在数据上增添头和尾，而这些数据已经包含了上一层增添的头和尾。协议头包含了有关层与层间的通讯信息。头、尾以及数据是有关系的观点，它们取决于剖析信息单元的协议层。比如，传输层头包含了只有传输层能够看到的信息，传输层下边的其余层只将此头作为数据的一部分传达。关于网络层，一个信息单元由第三层的头和数据构成。关于数据链路层，经网络层向下传达的所有信息即第三层头和数据都被看作是数据。换句话说，在给定的某一OSI层，信息单元的数据部分包含来自于所有上层的头和尾以及数据，这称之为封装。比如，假如计算机A要将应用程序中的某数据发送至计算机B，数据第一传递至应用层。计算机A的应用层经过在数据上增添协议头来和计算机B的应用层通讯。所形成的信息单元包含协议头、数据、可能还有协议尾，被发送至表示层，表示层再增添为计算机B的表示层所理解的控制信息的协议头。信息单元的大小跟着每一层协议头和协议尾的增添而增添，这些协议头和协议尾包含了计算机B的对应层要使用的控制信息。在物理层，整个信息单元经过网