279.ISO／OSI网络参考模型

1.概念

1.1定义

1974年美国的IBM公司研制的系统网络体系结构SNA，是如今世界上使用普遍的一种网络体系结构，因难以与其它体系结构互联互通，逐渐退出了历史舞台。
为了使不一样体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化组织ISO于1977年提出了开放系统互连参考模型OSI RM（Open Systems Interconnection Reference Model）,1983年造成了OSI模型的正式文件，即ISO7498，是七层协议的体系结构。

 

2. OSI/RM模型结构

2.1定义

 

OSI/RM参考模型的功能划分为七个层次：
物理层（Physical Layer）
数据链路层（Data Link Layer）
网络层（Network Layer
传输层（Transport Layer）
会话层（Session Layer）
表示层（Presentation Layer
应用层（Application Layer）

 

OSI 开放系统互连参考模型

 

 

2.2OSI参考模型各层的功能

（1）物理层

实体物理链接，无协议
物理层是最重要、最基础的一层，位于OSI参考模型的最低层。
物理层为数据链路层提供服务，屏蔽了具体使用的通讯介质与设备通讯方式的差别。
主要任务是为通讯双方提供数据传输的物理链接，并实现透明传输比特流。

物理层的功能以下：
①为两个数据链路层实体之间数据的传输创建、维持和拆除相应的物理链接。
②位同步传输。在物理链接上的数据传输通常是串行传输。物理层要保证按位传输的信息的正确性。
③物理层管理。管理物理层内的一切活动。
④实现机械特性、电气特性、功能特性和规程特性的匹配。

 

 

（2）数据链路层逻辑数据控制

物理加控制协议，物理相连后，逻辑开断传输控制
数据链路层的主要任务是lu检测并校订物理传输介质上产生的差错，负责从源端到目的端数据链路信息的传输与控制，如创建、维护与拆除链接，差错控制与恢复，异常状况处理，信息格式等，造成一条无差错的链路。

链路是两个相邻节点间传输信息的物理线路。链路间没有任何其余节点，可分为物理链路和逻辑链路。
①物理链路：两个节点间的实际传输线路，也成为链路
②逻辑链路：在物理链路的基础上加上实现协议的硬件和软件，也称为数据链路。
数据链路层数据的传输单位是帧，也是分组的具体体现。

 

数据链路层有以下功能：
①数据链路的创建、维持和拆除。链路两端的结点在通讯前要先创建数据链路，在传输过程当中也要维持，并在传输完毕后拆除相应的数据链路。
②数据帧同步。数据帧首部和尾部用来表示数据帧的开始与结束，接收方必须可以明确地从物理层收到的比特流中区分出完整的数据帧，以便进行同步。（不达到一帧不上传）
③差错控制。数据帧信息在传输过程当中可能会出现差错。一般采用检错、重发方式等差错控制技术保证数据传输的正确性。
④流量控制。经过采起必定措施使网络中部分或所有链路上的信息流量不超过规定的阈值，以保证信息传输通畅顺利。

 

 

 

（3）网络层

出电脑的数据控制，选择最佳路径，路由选择

网络层处于通讯子网的最高层，用于管理和控制通讯子网的相关操做。它体现了资源子网对通讯子网的访问方式。网络层的协议数据单元是数据分组（包）。

网络层的主要任务是在数据链路层的基础上，实现通讯子网内部的链接，并向传输层提供端到端的数据传输，为报文或分组经过通讯子网以最佳路径到达目的主机。对于跨越多个网络的实体，网络层还须要提供网络互连和路由选择服务等。

 

网络层有如下功能：
①网络链接的创建、维持与拆除。为传输层实体之间的通讯提供服务。
②路由选择：在通讯子网中根据必定路由选择算法，选择一条从源结点到目的结点的最佳路由。
③流量控制。对整个通讯子网内的数据流量和布进行控制与管理，以避免发生网络阻塞和死锁，进而提升通讯子网的传输效率和吞吐量。
④网络层须要对通讯子网中传输的数据进行控制与同步，包括组包、拆包、重装以及包信息的同步。

 

 

 

（4）传输层

OSI参考模型中最低三层面向数据通讯，是基于最低三层通讯协议构成的通讯子网的通讯功能集合；最高三层则是由主机进程所面向应用功能的集合。传输层则是OSI参考模型中面向应用的高层与面向通讯的低层之间的接口层。

OSI参考模型中负责通讯的最高层是传输层，网络中两个主机间端到端的可靠通讯要依赖传输层(三次握手)。传输层是OSI参考模型中用户功能的最低层，也是惟一负责数据传输与控制的层次（相对于上层）。

 

传输层的功能：
①传输层传输链接的创建、维持和拆除管理。
②寻址。传输层的寻址能够正确识别网络上两台主机间相互通讯的应用进程。（从这边网络进程到另外一台电脑的网络进程，而不用找ip/mac地址到ip/mac地址）
③多路复用。传输层支持向上的复用，即一个传输层协议可同时支持多个进程链接，可将多个进程链接绑定在一个虚电路或数据报的网络链接上；传输层也支持向下的复用，即一个传输层能够使用多个网络链接。
④流量控制。传输层须要对发送端实体发向接收端实体的数据流实施端到端的流量控制，使其不超过接收端的接收能力。
⑤差错控制。传输层面向链接的可靠传输服务须要传输层提供如重传策略、（一个等半天刚从新传，传回来回应包）重复检测和故障恢复等的差错控制机制。

 

 

 

（5）会话层

会话层是使用传输层提供的端到端服务，向表示层提供会话服务，为表示层实体或用户进程提供链接并有序地传输数据。会话服务是在传输链接的基础上，在会话层实体之间创建会话链接。

会话层功能以下：
①提供会话链接的创建、数据传送和释放功能。
②管理会话双方的会话活动，包括对单工、半双工、全双工数据传送方式的设定和会话权限管理。
③在数据传送流中能够插入适当的同步点，会话用户能够在发生差错是从双方确认的同步点从新开始。

 

 

（6）表示层

表示层是为应用进程之间传输的信息提供表示服务，处理与语法有关的语法转换和上下文控制服务。
表示层的功能是表示链接的管理、语法转换和上下文表示控制。

 

 

（7）应用层

OSI参考模型的最高层是应用层，即用户与网络的界面。它是主机应用进程利用OSI参考模型的惟一窗口，向应用进程提供了OSI参考模型全部层次的综合服务。应用进程借助应用实体、应用协议与表示层交换信息。

应用层的任务是采用不一样的应用协议（web协议http协议等）为用户解决不一样类型的应用需求，为应用进程访问OSI参考模型环境提供服务。

 

 

 

 

2.3OSI模型的数据传输流程

2.3.1图示

 

 

交换机无网络层

 

 

2.3.2 OSI模型协议数据单元PDU的封装与拆封

OSI模型的数据传输过程当中

• 发送端主机在各个层次须要不断的对收到的数据添加首部信息后(数据链路层还要添加尾部信息)，构成相应层次的协议数据单元（PDU），这个过程也称为PDU的封装。
• 接收端主机在各个层次须要不断的对收到的数据剔除本层PDU的首部信息后(数据链路层还要剔除尾部信息)，将剩余的数据向上一层交付，这个过程被称为PDU的拆封。

 

 

 

 

OSI模型中各个层次的协议数据单元名称

 

 

上下层协议数据单元之间的关系

 

 

OSI/RM中各层数据具体的封装与拆封流程