《计算机网络技术基础教程》 课件 单元3.2 OSI参考模型

单元3计算机网络体系统结构3.2OSI参考模型

学习目标了解网络体系结构标准化建设经历了两个阶段；理解OSI参考模型的层次划分原则；理解并掌握OSI参考模型7层功能及其关系；理解OSI参考模型数据传输过程。3.2.内容梳理3.2.1网络体系结构标准化建设经历了两个阶段1.网络体系结构标准化建设经历了两个阶段（1）第一阶段：各计算机制造厂商网络结构标准化，缺点是，某公司的网络体系结构只在一个公司范围内有效。（2）第二阶段：国际网络体系结构标准化，开放系统互联/参考模型（OSI/RM)，任何两个遵守（OSI/RM)的系统都可以进行互联。3.1.2.理解OSI参考模型的层次划分原则2.理解OSI参考模型的层次划分原则（1）网络中所有节点都划分为相同的层次结构。（2）不同节点的相同层次都有相同的功能。（3）同一节点内相邻层之间通过接口进行通信。（4）不同节点的对等层之间通过协议进行通信。（5）相邻层之间，下层为上层提供服务，同时上层使用下层提供的服务。3.1.3.OSI参考模型7层功能及其关系3.OSI参考模型7层功能及其关系

OSI参考模型是一种层次结构，它将整个网络的功能划分为七层，从低层到高层分别为：物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层（1）0SI七层模型图表：3.1.3.OSI参考模型7层功能及其关系（2）OSI参考模型各层功能：①物理层物理层的数据单元是比特（bit），它向下直接与传输介质相连接，向上服务于数据链路层，其任务是实现物理上互连系统间的信息传输。其主要功能是物理连接的建立、维持和释放，利用传输介质为数据链路层提供连接。物理层屏蔽了具体的通信介质、通信设备和通信方式的差异，为数据链路层提供服务。物理层的基本功能是负责实际或原始的数据的数据“位”传送，目的是在在数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间提供透明的比特流传输。物理层的四个特性：物理特性（机械特性）、电气特性、功能特性、规程特性。物理特性：规定了物理连接时所使用可接插连接器的形状和尺寸等。电气特性：规定了物理连接上传输二进制比特流时线路上的信号电平高低、阻抗及传输速率与距离限制。功能特性：规定了物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。规程特性：定义了信号线进行二进制比特流传输时的一组操作过程，包括各信号线的工作规则和时序。3.1.3.OSI参考模型7层功能及其关系（2）OSI参考模型各层功能：②数据链路层数据链路层的数据单元是帧，它的任务是以物理层为基础，为网络层提供透明的、正确的和有效的传输线路，通过数据链路协议，实现对二进制数据正确、可靠的传输。数据链路的建立、拆除，数据的检错、纠错是数据链路层的基本任务。数据链路层将本质上不可靠的传输介质变成可靠的传输通路提供给网络层。在IEEE802.3协议中，数据链路层分成两个子层：一是逻辑链路控制子层（LLC子层）；二是介质访问控制子层（MAC子层）。数据链路层主要功能：帧的封装与分解、链路管理、流量控制与顺序控制、差错控制、同步、透明传输和寻址、区分数据和控制信息等。数据链路层的设备有：网卡、网桥和交换机等。3.1.3.OSI参考模型7层功能及其关系（2）OSI参考模型各层功能：③网络层网络层的数据单元是数据包，它是OSI模型的第三层，负责向传输层提供服务，同时负责将网络地址翻译成对应的物理地址，它的主要任务是选择合适的路由，使得发送方发出的分组能够准确无误地按照地址找到目的站点。网络层的主要功能是路由选择、流量控制、拥塞控制、传输确认、中断、差错及故障的恢复等。常见的设备有路由器、三层交换机。网络层提供的服务有无连接和面向连接两种类型，也称为数据报服务和虚电路服务。路由选择指网络中的节点根据通信网络的情况，按照一定的策略，选择一条可用的传输路由，把信息发往目标。路由既可以选用网络中固定的静态路由表，也可以根据当前网络的负载状况，灵活为每一个分组决定路由。网络层关系到通信子网的运行控制，是通信子网中最复杂、关键的一层。3.1.3.OSI参考模型7层功能及其关系（2）OSI参考模型各层功能：④传输层传输层也称为运输层，一般由通信子网以外的主机完成这一部分功能，是唯一负责源端到目的端对数据传输和控制的一层。传输层的数据单元是数据报，它是资源子网与通信子网的界面和桥梁。传输层下面三层（属于通信子网）面向数据通信，上面三层（属于资源子网）面向数据处理，是负责数据传输的最高一层；传输层位于高层和低层中间，起承上启下的作用。传输层的主要功能是接收由会话层来的数据，将其分成较小的信息单位，经通信子网实现两主机间端到端通信；提供建立、终止传输连接，实现相应服务；向高层提供可靠的透明数据传送，具有差错控制、流量控制及故障恢复功能。传输层的设备是网关。传输层的两个主要作用：一是负责可靠的端到端通信，二是向会话层提供独立于网络的传输服务。3.1.3.OSI参考模型7层功能及其关系（2）OSI参考模型各层功能：⑤会话层会话是指在两个会话用户之间为交换信息而按照某种规则建立的一次暂时的连接。会话层具体实施服务请求者与服务提供者之间的通信，属于进程间通信的范畴。会话层不参与具体的数据传输，但它对数据传输进行控制和管理，也对数据交换进行管理。会话层的主要功能是使应用建立和维持会话，对会话进行管理和同步，以及会话过程中的重新同步。⑥表示层表示层的作用是屏蔽不同计算机在信息表示方面的差异。表示层为应用层服务，主要处理不同系统被传送数据的表示问题，解释所交换数据的意义，进行数据压缩、各种变换（如代码、格式转换等）。表示层的主要功能是语法转换、传送语法的选择和表示层内对等实体间的建立连接、传送、释放等。3.1.3.OSI参考模型7层功能及其关系（2）OSI参考模型各层功能：⑦应用层应用层在OSI参考模型的顶层，直接面向用户，是计算机网络与最终用户的界面。提供完成特定网络功能服务所需要的各种应用协议。应用层的功能由相应的协议管理，并非由计算机上运行的实际应用软件组成，而是由向应用程序提供访问网络资源的应用程序接口API组成。3.2OSI参考模型议和网络体系结构

OSI参考模型的基本概念：为了实现不同厂商生产的计算机系统之间，以及不同网络之间的数据通信，国际标准化组织（ISO)对各类计算机网络体系结构进行了研究，提出了一个网络体系结构模型作为国际标准，称为开放互联/参考模型，也称为OSI模型。应知应会

OSI参考模型7层功能结构：从低层到高层分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

物理层的功能、特性、常见的四种特性。

数据链路层的主要功能、工作在该层的物理设备以及特性等。

网络层的主要功能（路由选择、拥塞控制）、服务方式、工作在该层的设备。应知应会

传输层的功能、作用、服务类型。

会话层的功能及作用。

表示层的功能及作用。

应用层的功能及作用，工作在该层的主要协议。3.2OSI参考模型议和网络体系结构典型例题【例1】OSI参考模型从高到低依次是应用层、表示层、会话层、（）、网络层、数据链路层、物理层。A.传送层B.传输层C.网输层D.利用层B【例2】交换机是工作在OSI参考模型的（）。A.物理层B.网络层C.数据链路层D.传输层【解析】交换机是工作在OSI参考模型的数据链路层设备，通常讲的交换机一般是指二层交换机，而三层交换机是工作在网络层的设备，具有路由功能。【解析】OSI参考模型从高到低依次是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。C3.2OSI参考模型议和网络体系结构知识测评（单选）1.在OSI参考模型中低层和高层之间的连接层是（）。A.物理层B.数据链路层C.传输层D.会话层2.在OSI参考模型中，最复杂、最关键的一层是（）。A.物理层B.数据链路层C.网络层D.传输层3.（）位于OSI模型的最低层。A.物理层B.数据链路层C.表示层D.应用层4.物理层的特性包括机械特性、功能特性、规程特性和（）。A.物理特性B.电气特性C.链路特性D.应用特性3.2OSI参考模型议和网络体系结构5.下列设备中工作在物理层的是（）。A.路由器B.网卡C.MODEMD.交换机6.网卡、交换机等物理设备工作在（）。A.物理层B.数据链路层C.网络层D.传输层知识测评（多选）1.在OSI参考模型中，工作在数据链路层的设备有（）。A.网卡B.网桥C.交换机D.中继器E.集线器2.OSI参考模型七层协议中，属于资源子网的有（）。A.应用层B.物理层C.会话层D.表示层E.网络层3.在OSI参考模型中，以下不属于网络层的功能有（）。A.确保数据的传送正确无误B.在信息上传输比特流C.纠错和流量控制D.路由选择E.拥塞控制3.2OSI参考模型议和网络体系结构4.关于网络体系结构的分层原则，下列说法错误的有（）。A.各层功能明确，相互独立B.上层为下层服务C.高层必须知道低层的具体实现D.直接的数据传送仅在最低层实现E.相邻层之间通过接口传输数据5.下列属于通信子网的有（）。A.数据链路层B.物理层C.会话层D.表示层E.网络层知识测评（填空题）1.数据链路层传送信息单位是________。2.网络层产品中最常见的是路由器和_______。3._______资源子网与通信子网的接口和桥梁。4._______位于OSI模型面向信息处理的高三层的最下层。5.表示层如同应用程序和_______之间的翻译官，主要解决用户信息的语法表示问题。3.2OSI参考模型议和网络体系结构（）1.在OSI参考模型中，相邻