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OSI七层模型及各层功能概述 （通俗易懂 ）

晚妍 2024-02-11 原文

本文将完整的说明OSI七层模型各层的概念和功能概述

OSI七层模型

1 OSI七层模型

1.1 OSI模型概念

  • OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互连。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层 ），即OSI开放系统互连参考模型。
  • OSI是逻辑模型，而非物理模型，它是一组指导原则，开发人员可据此来开发网络中运行的应用程序，它还提供了一个框架，可用于指导如何制作和实施网络标准，如何制造设备以及如何制定网络互联档案

1.2参考模型的优点

  • 将网络通信过程划分成更小，更简单的组件，这有助于组件的开发，设计和故障排除。
  • 通过标准化网络部件，让多家厂商能够协作开发。
  • 明确定义了模型每层执行的功能，从而支持行业标准化。
  • 让不同类型的网络硬件和软件能够彼此通信。
  • 防止对一层的修改影响其他层，从而避免了开发工作的影响。

1.3 从网络功能角度观察

  • 上三层指定了终端中的应用程序如何彼此通信，以及如何与用户交流
应用层提供用户数据界面
表示层表示数据 提供加密等处理
会话层将不同应用程序的数据予以分离
  • 另外上三层还负责主机之间的应用程序通信。这三层都对联网和网络地址一无所知，因此这是下四层的职责。
传输层提供可靠或不可靠的传输 在重传前执行纠错
网络层提供逻辑地址，路由器使用它们来进行路径选择
数据链路层将分组拆分为字节，并将字节组合成帧
物理层在设备之间传输比特 指定电平，电缆速度和电缆针脚

1.3.1 分层

上层功能
应用层文件、打印、消息数据库和应用程序服务
表示层数据加密、压缩和转换服务
会话层对话控制
中层功能
传输层端到端连接
网络层路由选择
下层功能
数据链路层成帧
物理层物理拓扑

  • 我将这七层分为三组：上层，中层和下层。上层负责与用户界面和应用程序通信；中层负责与远程网络可靠地通信以及路由到远程网络；下层则负责与本地网络通信。

  • 有了这些知识后，便可以详细探索各层的功能了。

2 OSI网络模型概述

2.1 应用层

  1. 应用层是用户与计算机交流的场所，仅当马上需要访问网路时，这一层才会发挥作用。应用层还负责确定目标通信的可用性，并判断是否有足够的资源进行所需的通信。
  2. 为应用软件提供接口使应用程序能够使用网络服务API

2.1.1表示层

  1. 表示层因其用途而得名，它向应用层提供数据，并负责数据转换和代码格式化。可将其视为OSI模型中的转换器，提供编码和转换服务。
  2. 数据的解码和编码，加密和解密，压缩和解压缩

2.2 会话层

  1. 会话层在表示层实体之间建立、管理和终止会话；将用户数据分开；对设备的对话进行控制。
  2. 会话层提供了三种模式：单工、半双工、全双工。

2.2.1 单工 半双工 全双工

  • 单工

单工属于单向通信，有点像你说完像你说完话后没人回应。

  • 半双工 半双工像对讲机 有人回应 但是不能在你说话时回应你 它不支持同时沿两个方向传输数据。
  • 全双工

全双工类似于日常交谈，设备可以同时发送和接受数据，像两个人在电话里吵架。

2.3传输层

  1. 传输层将数据进行分段并重组为数据流。位于传输层的服务接收来自应用程序的各种数据，并将它们合并到一个数据流中。这些协议提供了端到端数据传输服务可在互联网中的发送主机和目标主机之间建立逻辑链接。
  2. 向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制，保证报文的正确传输，同时向高层屏蔽下层数据通信的细节，即向用户透明地传送报文。

2.4 网路层

  1. 网络层管理设备编址，跟踪设备在网络中的位置并确定最佳的数据传输路径。
  2. 进行路由选择，维护路由表。
  3. 负责将分组数据从源到端传输到目的地

2.4.1路由器

  • 路由器 路由器是网络层的代表 在互联网中提供路由选择服务。

具体过程如下 在接口上收到分组后，路由器首先检查分组目标的IP地址，如果分组的目的地不是当前路由中的，将在路由选择表中查找目标网络地址选择出站接口后，路由器将分组发到该接口，后者将分组封装成帧后，将其在本地网路中传输，如果路由选择表中找不到目标网络对应的条口，路由器将分组丢弃。

网络层使用的分组有两种 数据分组和路由更新分组

  • 对于路由器 必须牢记如下要点

  • 默认情况下，路由器不转发任何广播分组和组播分组。

  • 路由器可以使用管理员创建的访问列表来控制可进出接口的分组类型，以提高安全性。

  • 路由器根据网络层抱头中的逻辑地址来确定将分组转发到哪个下一跳路由器

  • 路由器可以为特定类型的网络流量提供服务质量

2.5 数据链路层

  1. 数据链路层提供数据的物理传输，并处理错误通知，网络拓扑和流量控制，这意味着数据链路层将使用硬件地址确保报文文件传输到LAN中的正确设备还将来自网络层的报文转换成比特。供物理层进行传输。
  2. 在不可靠的物理链路上，根据可靠的数据传输服务把帧从一跳节点移动到另一跳节点。
  3. 代表：交换机

2.6 网络层

  1. 物理层有两项功能：发送和接受比特。比特的取值只能为0和1. 物理层直接与各种通信介质交流。
  2. 物理层定义接口和媒体的物理特征。
  3. 定义比特的表示，数据传输速率，信号传输模式。
  • 物理结构拓扑
    物理结构拓扑 有总线型 环形 星型 网状 混合拓扑

3.1 小结 （复习题）

本篇文章 我们学习了大量的有关OSI模型的基础知识 全面介绍了每层的细节。 了解了路由器的功能和优点 接下来 我将写下三道复习题 让大家巩固一下基础知识。

  1. 你需要把150台计算机链接到网络 这些计算机位于同一个子网中，但必须给每台计算机提供专用宽带 为此，应使用那种设备来连接它们？
    A.集线器 B.交换机 C.路由器 D.网桥
  2. 在下面的设备中只有哪种运行在OSI模型的全部7层？
    A. 网络主机 B.交换机 C.路由器 D.网桥
  3. 下面哪个OSI模型层未参与指定终端中的应用程序如何彼此通信以及如何与用户交流？
    A.传输层 B.应用层 C.表示层 D.会话层

答案 B A A

…

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