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OSI七层模型

2013年03月31日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2994字 ⁄ 字号 评论关闭

OSI模型的第一层:物理层

描述:

物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。虽然物理层不提供纠错服务,但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。

物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号,用户要传递信息就要利用一些物理媒体,如双绞线、同轴电缆等,但具体的物理媒体并不在OSI7层之内,有人把物理媒体当做第0层,物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接,以及它们的机械、电气、功能和过程特性。如规定使用电缆和接头的类型、传送信号的电压等。在这一层,数据还没有被组织,仅作为原始的位流或电气电压处理,单位是bit比特。

相关产品:集线器、中继器

物理层定义的标准包括:EIA/TIA RS-232EIA/TIA RS-449V.35RJ-45

 

OSI模型的第二层:数据链路层

描述:

数据链路层主要作用是控制网络层与物理层之间的通信。它保证了数据在不可靠的物理线路上进行可靠的传递。

它把从网络层接收到的数据分割成特定的可被物理层传输的帧,帧是用来移动数据的结构包,它不仅包括原始数据,还包括发送方和接收方的物理地址以及检错和控制信息。其中的地址确定了帧将发送到何处,而纠错和控制信息则确保帧无差错到达。 如果在传送数据时,接收点检测到所传数据中有差错,就要通知发送方重发这一帧,保证了传输的可靠性。它的主要作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。它是独立于网络层和物理层的,工作时无需关心计算机是否正在运行软件还是其他操作。

数据帧通常是由网卡(NIC)产生:上一层的协议数据单元(数据包)传递 到 NIC 后,NIC 通过添加头部和尾部将数据打包(封装成帧),然后数据帧沿着链路再传送至目的结点。 数据帧首部和尾部含有对等数据链路进程需要使用的协议信息。头部 的信息包括发送结点和接收结点的地址 (MAC 地址) 以及错误校验信息等。 数据链路层不关心数据包中包含什么信息,而仅是将其传递到网络中 的下一结点。

和物理层相似, 数据链路层要负责建立、 维持和释放数据链路的连接, 在局域网中,数据链路层又被划分为逻辑链路控制子层和介质访问控制子 层。

帧同步要解决的问题是接收方如何能从收到的比特流中准确地区分出 一帧的开始和结束。一般可采用以下方法(目前普遍使用的是后两种):字节计数法 采用一个特定的字符(例如:SOH)来表示一帧的开始,并以一个专门的字段(Count)来表示帧内的字节数。 字符填充法 采用一些特定的字符来表示一帧的开始和结束。比特填充法 采用一串特定的比特组合来表示一帧的开始和结束。违法编码法 采用违法的编码来表示一帧的开始和结束。

如果发送结点的发送能力大于接收结点的接收能力,将导致接收方来 不及接收。流量控制所要解决的就是控制发送方的速率,使其不超过接收 方所能承受的能力。

相关产品:

交换机,由于它们要对帧解码并使用帧信息将数据发送到正确的接收方,所以它们是工作在数据链路层的。 

网桥

数据链路层协议的代表包括:SDLCHDLCPPPSTP、帧中继等。

 

OSI模型的第三层:网络层

将网络地址翻译成对应的物理地址,并决定如何将数据从发送方路由到接收方。 

网络层负责对子网间的数据包进行路由选择,它通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中两个节点的最佳路径。另外,它还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。

传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。除此之外,传输层按照网络能处理的最大尺寸将较长的数据包进行强制分割。例如,以太网无法接收大于1 5 0 0 字节的数据包。发送方节点的传输层将数据分割成较小的数据片,同时对每一数据片安排一序列号,以便数据到达接收方节点的传输层时,能以正确的顺序重组。该过程即被称为排序。   工作在传输层的一种服务是 T C P / I P 协议套中的T C P (传输控制协议),另一项传输层服务是I P X / S P X 协议集的S P X (序列包交换)。

相关产品:路由器、三层交换机

 

OSI模型的第四层:传输层

传输层是OSI模型中最重要的一层,它是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端到端的层次,起到缓冲作用。当网络层的服务质量不能满足要求时,它将提高服务,以满足高层的要求;而当网络层服务质量较好时,它只需进行很少的工作。另外,它还要处理端到端的差错控制和流量控制等问题,最终为会话提供可靠的,无误的数据传输。

传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。除此之外,传输层按照网络能处理的最大尺寸将较长的数据包进行强制分割。例如,以太网无法接收大于1 5 0 0 字节的数据包。发送方节点的传输层将数据分割成较小的数据片,同时对每一数据片安排一序列号,以便数据到达接收方节点的传输层时,能以正确的顺序重组。该过程即被称为排序。   工作在传输层的一种服务是 T C P / I P 协议套中的T C P (传输控制协议),另一项传输层服务是I P X / S P X 协议集的S P X (序列包交换)。

传输层的任务是根据通信子网的特性,最佳的利用网络资源,为两个 端系统的会话层之间,提供建立、维护和取消传输连接的功能,负责端到 端的可靠数据传输。在这一层,信息传送的协议数据单元称为段或报文。 网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点,而 传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。 计算机网络中的资源子网是通信的发起者和接收者,其中的每个设备 称为端点; 通信子 网 提供网络中 的通信 服 务,其中的 设备称 为 结点。

传输层提供了主机应用程序进程之间的端到端的服务,基本功能如下 (1) 分割与重组数据 (2) 按端口号寻址 (3) 连接管理 (4) 差错控制和流量控制

传输层要向会话层提供通信服务的可靠性,避免报文的出错、丢 失、延迟时间紊乱、重复、乱序等差错。

传输层是整个协议层次结构的核心,是惟一负责总体数据传输和控制 的一层。 在 OSI 七层模型中传输层是负责数据通信的最高层,又是面向网络通 信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。因为网络层不一定保 证服务的可靠,而用户也不能直接对通信子网加以控制,因此在网络层之 上,加一层即传输层以改善传输质量。 传输层利用网络层提供的服务,并通过传输层地址提供给高层用户传 输数据的通信端口,使系统间高层资源的共享不必考虑数据通信方面和不 可靠的数据传输方面的问题。它的主要功能是:对一个进行的对话或连接 提供可靠的传输服务,在通向网络的单一物理连接上实现该连接的复用,
在单一连接上提供端到端的序号与流量控制、差错控制及恢复等服务。

 

OSI模型的第五层:会话层

会话层负责在网络中的两节点之间建立和维持通信,并保持会话获得同步,它还决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。

 

OSI模型的第六层:表示层

表示层的作用是管理数据的解密与加密,如常见的系统口令处理,当你的账户数据在发送前被加密,在网络的另一端,表示层将对接收到的数据解密。另外,表示层还需对图片和文件格式信息进行解码和编码。 

 

OSI模型的第七层:应用层

简单来说,应用层就是为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口,包括文件传输、文件管理以及电子邮件等的信息处理。

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