279.ISO/OSI网络参考模型

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1.1定义

1974年美国的IBM公司研制的系统网络体系形态SNA,是现在世界上使用广泛的五种网络体系形态,因难以与其它体系形态互联互通,逐渐退出了历史舞台。

为了使不同体系形态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年形成了OSI模型的正式文件,即ISO7498,是七层协议的体系形态。

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

实体物理连接,无协议

物理层是最重要、最基础的一层,指在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信介质与设备通信办法 的差异。

主要任务是为通信双方提供数据传输的物理连接,并实现透明传输比特流。



物理层的功能如下:

①为一个多数据链路层实体之间数据的传输建立、维持和拆除相应的物理连接。

位同步传输。在物理连接上的数据传输一般是串行传输。物理层要保证按位传输的信息的正确性。

物理层管理。管理物理层内的一切活动。

④实现机械形态、电气形态、功能形态和规程形态的匹配

(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检测并校正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,如建立、维护与拆除连接,差错控制与恢复,异常请况处理,信息格式等,形成一条无差错的链路。



链路是一个多相邻节点间传输信息的物理线路。链路间这麼 任何其他节点,可分为物理链路和逻辑链路。

①物理链路:一个多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换成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。

数据链路层有如下功能:

数据链路的建立、维持和拆除。链路两端的结点在通信需用先建立数据链路,在传输过程中也要维持,并在传输完毕后拆除相应的数据链路。

数据帧同步。数据帧首部和尾部用来表示数据帧的刚刚结束了与刚刚结束,接收方需用要能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)

差错控制。数据帧信息在传输过程中可能会出現差错。通常采用检错、重发办法 等差错控制技术保证数据传输的正确性。

流量控制。通过采取一定办法 使网络中次责或完整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,选者最佳路径,路由选者

网络层指在通信子网的最高层,用于管理和控制通信子网的相关操作。它体现了资源子网对通信子网的访问办法 。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,实现通信子网组织组织结构的连接,并向传输层提供端到端的数据传输,为报文或分组通过通信子网以最佳路径到达目的主机。对于跨这麼 多个网络的实体,网络层还需用提供网络互连和路由选者服务等。

网络层有以下功能:

网络连接的建立、维持与拆除。为传输层实体之间的通信提供服务。

路由选者:在通信子网中根据一定路由选者算法,选者一条从源结点到目的结点的最佳路由。

流量控制。对整个通信子网内的数据流量和布进行控制与管理,以免指在网络阻塞和死锁,进而提高通信子网的传输数率和吞吐量。

④网络层需用对通信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信,是基于最低三层通信协议构成的通信子网的通信功能集合;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信的低层之间的接口层。



OSI参考模型中负责通信的最高层是传输层,网络中一个多主机间端到端的可靠通信要依赖传输层(三次握手)。传输层是OSI参考模型中用户功能的最低层,也是唯一负责数据传输与控制的层次(相对于上层)

传输层的功能:

传输层传输连接的建立、维持和拆除管理

寻址。传输层的寻址还要能 正确识别网络上两台主机间相互通信的应用进程。(从这边网络进程到另一台电脑的网络进程,而不想找ip/mac地址到ip/mac地址)

③多路复用。传输层支持向上的复用,即一个多传输层协议可并肩支持多个进程连接,可将多个进程连接绑定在一个多虚电路或数据报的网络连接上;传输层也支持向下的复用,即一个多传输层还要能 使用多个网络连接。

④流量控制。传输层需用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。传输层面向连接的可靠传输服务需用传输层提供如重传策略、(一个多等半天刚重新传,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连接并有序地传输数据。会话服务是在传输连接的基础上,在会话层实体之间建立会话连接。



会话层功能如下:

①提供会话连接的建立、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、全双工数据传送办法 的设定和会话权限管理。

③在数据传送流中还要能 插入适当的同步点,会话用户还要能 在指在差错是从双方确认的同步点重新刚刚结束了。

(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连接的管理、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参考模型的唯一窗口,向应用进程提供了OSI参考模型所有层次的综合服务。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同的应用协议(web协议http协议等)为用户处理不类似于型的应用需求,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中

  • 发送端主机在各个层次需用不断的对收到的数据换成首部信息后(数据链路层需用换成尾部信息),构成相应层次的协议数据单元(PDU),五种过程也称为PDU的封装。
  • 接收端主机在各个层次需用不断的对收到的数据剔除本层PDU的首部信息后(数据链路层需用剔除尾部信息),将剩余的数据向上一层交付,五种过程被称为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