OSI参考模型及各层功能简述

2024-07-14 11:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录一、OSI参考模型二、OSI参考模型通信过程与数据封装三、物理层功能四、数据链路层五、网络层功能六、传输层功能七、会话层功能八、表示层功能九、应用层功能十、TCP/IP参考模型十一、五层参考模型

一、OSI参考模型

开放系统互联（OSI）参考模型是由国际标准化组织（OSI）于1984年提出的分层网络体系饥饿而构模型，目的是支持异构网络系统的互联互通。分为7层：应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层。在这里插入图片描述

二、OSI参考模型通信过程与数据封装

在这里插入图片描述数据在每一层被封装，直到物理层时传输比特。

Q：为什么要数据封装？ A：增加控制信息，构造协议控制单元(PDU)

控制信息主要包括：

地址（Address）：标识发送端/接收端差错简称编码（Error-detecting code）：用于差错检测或纠正协议控制（Protocol control）：实现协议功能的附加信息，如：优先级（priority）、服务质量（QoS）、安全控制等

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三、物理层功能

在这里插入图片描述功能：在具体的物理介质上实现每一个比特的传输。

具体：

定义和规范接口特性：机械特性：接口几何形状，插口插头在哪侧电气特性：电瓶电压选择功能特性：接口引脚的个数和功能规程特性：接口工作过程解决比特编码问题数据率比特同步传输模式：单工、半双工、双工四、数据链路层

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负责结点-结点（node-to-node）数据传输（解决物理链路直接相连的两个相邻结点的数据传输）。组帧（Framing）：一般要加头加尾，主要目的在于让接收一端从物理层接收到一系列比特流的时候，能够成功的切分出一个个数据帧，从而分出头部和尾部信息，根据头部和尾部信息完成数据链路层协议规定的相关功能。在数据链路层进行物理寻址（Physical addressing）：在帧头中增加发送端和/或接收端的物理地址，标识数据帧的发送端和/或接收端。应用举例：以下物理介质共享时，20发送给62，其他主机也能收到数据帧，但他们不会去接收，只有62会去接收。在这里插入图片描述

流量控制（Flow control）：避免淹没接收端差错控制（Error control）：检测并重传损坏或丢失帧，并避免重复帧访问（接入）控制（Access control）：在任一给定时刻决定哪个设备拥有链路（物理介质）控制使用权五、网络层功能

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负责源主机到目的主机数据分组交付，可能穿越多个网络逻辑寻址（Logical addressing）：全局唯一逻辑地址，无论跨越多少网络都唯一，确保数据分组被送达目的主机，如IP地址路由（Routing）：路由器（或网关）互联网络，并路由分组至目的主机。进行路径选择。分组转发如图红色字母代表网络层全局唯一逻辑地址，绿色字母代表物理地址，可以看到源和目的网络地址是不变的在这里插入图片描述

六、传输层功能

在这里插入图片描述负责源-目的（端-端）（进程间）完整报文传输。

分段与重组：传输层会把会话层传输过来的完整报文切分成一个个数据段，再交付给网络层。SAP寻址：确保将完整报文提交给正确进程，如端口号。传输层接收会话层的协议数据单元(PDU)，之后传输层会对其进行分割，形成传输层的协议数据单元，其中x和y为源和目的的SAP地址。将数据进一步交给网络层，S和D为源和目的网络地址。数据交给数据链路层，添加物理地址。在这里插入图片描述

连接控制：这里是逻辑连接流量控制差错控制七、会话层功能

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对话控制（dialog controlling）：建立、维护同步（synchronization）：在数据流中插入“同步点”，目的是一旦数据传输在某个控制点附近中断，下次恢复时只要恢复在最近的控制点功能单薄，实际Internet网络中无此层八、表示层功能

在这里插入图片描述处理两个系统间交换信息的语法和语义问题。

数据表示转化：转换为主机独立的编码，与具体系统无关加密/解密压缩/解压缩实际开发中无此层，应用层会承担此层工作九、应用层功能

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支持用户通过用户代理（如浏览器）或网络接口使用网络（服务）典型应用层服务：文件传输（FTP）、电子邮件（SMTP）、Web（HTTP）等十、TCP/IP参考模型

TCP/IP参考模型共四层。网络接口层并没有定义具体协议，只要能封装网际层的IP分组，即能将IP分组从一点传输到另一点就可以。在这里插入图片描述

十一、五层参考模型

综合OSI和TCP/IP的优点应用层：支持各种网络应用（FTP，SMTP，HTTP）传输层：进程-进程的数据传输（TCP，UDP）网络层：源主机到目的主机的数据分组路由与转发（IP协议，路由协议等）链路层：相邻网络元素（主机、交换机、路由器等）的数据传输（以太网，WiFi，PPP）物理层：比特传输在这里插入图片描述

参考文献：哈尔滨工业大学网课“计算机网络之网尽其用”李全龙

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