- osi模型,即開放式通訊係統互聯參考模型(opensysteminterconnection,osirm,opensystemsinterconnectionreferencedel),是國際標準化組織(iso)提出的一個試圖使各種計算機在世界範圍內互連為網絡的標準框架,簡稱osi。
0sirm協議是由is0(國際標準化組織)製定的,它有三個基本的功能:提供給開發者一個必須的、通用的概念以便開發完善、可以用來解釋連接不同係統的框架。
osi將計算機網絡體繫結構(architecture)劃分爲以下七層:將七層比喻為真實世界收發信的兩個老闆的圖。
分層名分層號描述比喻
應用層applicationlayer(台灣翻:應用層)7用戶的應用程式和網絡之間的介麵老闆
表示層presentationlayer(台灣:展現層)6協商數據交換格式相當公司中簡報老闆、替老闆寫信的助理
會話層sessionlayer(台灣:會談層)5允許用戶使用簡單易記的名稱建立連接相當於公司中收寄信、寫信封與拆信封的秘書
傳輸層transportlayer(台灣:傳輸層)4提供終端到終端的可靠連接相當於公司中跑郵局的送信職員
網絡層worklayer(台灣:網絡層)3使用權數據路由經過大型網絡相當於郵局中的排序工人
數據鏈路層datalinklayer(台灣:資料鏈結層)2決定訪問網絡介質的方式相當於郵局中的裝拆箱工人
物理層physicallayer(台灣:實體層)1將數據轉換為可通過物理介質傳送的電子信號相當於郵局中的搬運工人
數據傳送
在數據發送到另一層時,都要分成數據包。數據包是一個資訊單位,作為一個整體,從網絡中的一個設備傳送給另一個設備。
1,數據包結構
數據包包含了幾種不同類型的數據:
資訊
某種類的計算機控製數據和命令
會話控製代碼
數據包頭
數據
報尾
2.創建數據包
數據包的創建過程是從osi模型的應用層開始的。跨網絡傳輸的資訊要從應用層開始,往下依次穿過各層。每層都對數據包進行重新組裝,以增加自己的資訊(信頭)。
分層協議
1、應用層協議
應用層協議工作在osi模型的上層,提供應用程式間的交換和數據交換。比較常用的應用層協議有:
smtp(simplemailtransferprotocol,簡單郵件傳輸協議)
bootp(boottrap.protocol)
ftp(filetransferprotocol,檔案傳輸協議)
http(hypertexttransferprotocol,超文字傳輸協議)
afp(appletalk檔案協議)--apple公司的網絡協議族,用於交換檔案
snmp(simpleworkmanagementprotocol)
smb(servermessageblockprotocol)
tftp(簡單檔案傳輸協議)
x.500
ncp(warecoreprotocol)
nfs(workfilesystem)
tel
dns
2、傳輸層協議
傳輸層協議提供計算機之間的通訊會話,並確保數據在計算機之間可靠地傳輸。主要的傳輸層協議有:
tcp(transmissioncontrolprotocol,傳輸控製協議)
spx(sequencedpacketexchangeprotocol
nwlink
atp(appletalktransactionprotocol),nbp(名字綁定協議)
beui(biosextendeduserinter)
udp(用戶數據報協議)
3、網絡層協議
網絡層協議提供所謂的鏈路服務,這些協議可以處理尋址和路由資訊、錯誤檢測和重傳請求。網絡層協議包括:
ip(interprotocol)
ipx(interworkpacketexchange)
nwlink--微軟實現的ipxspx
ddp(datagramdeliveryprotocol)
beui
x.25
ether
arp
rarp
icmp
曆史
在製定計算機網絡標準方麵,起著重大作用的兩大國際組織是:國際電報與電話谘詢委員會(itt),與國際標準化組織(iso),雖然它們工作領域不同,但隨著科學技術的發展,通訊與資訊處理之間的界限開始變得比較模糊,這也成了itt和iso共同關心的領域。1974年,iso釋出了著名的isoiec7498標準,它定義了網絡互聯的7層框架,也就是開放式係統互連參考模型。1983年正式批準使用。
影響
osi是一個定義良好的協議規範集,並有許多可選部分完成類似的任務。
它定義了開放係統的層次結構、層次之間的相互關係以及各層所包括的可能的任務。是作為一個框架來協調和組織各層所提供的服務。
但是osi參考模型並冇有提供一個可以實現的方法,而是描述了一些概念,用來協調進程間通訊標準的製定。即osi參考模型並不是一個標準,而是一個在製定標準時所使用的概念性框架。
事實上的標準是tcpip參考模型
osi各層的功能和主要協議:
物理層
物理層規定了啟用、維持、關閉通訊端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。該層為上層協議提供了一個傳輸數據的物理媒體。
在這一層,數據的單位稱為位元(bit)。
屬於物理層定義的典型規範代表包括:eiatiars-232、eiatiars-449、v.35、rj-45等。
數據鏈路層
數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:實體地址尋址、數據的成幀、流量控製、數據的檢錯、重發等。
在這一層,數據的單位稱為幀(frame)。
數據鏈路層協議的代表包括:sdlc、hdlc、ppp、stp、幀中繼等。
網絡層
網絡層負責對子網間的數據包進行路由選擇。網絡層還可以實現擁塞控製、網際互連等功能。
在這一層,數據的單位稱為數據包(packet)。
網絡層協議的代表包括:ip、ipx、rip、ospf、arp、rarp、icmp、igmp等。
傳輸層
傳輸層是第一個端到端,即主機到主機的層次。傳輸層負責將上層數據分段並提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外,傳輸層還要處理端到端的差錯控製和流量控製問題。
在這一層,數據的單位稱為數據段(segment)。
傳輸層協議的代表包括:tcp、udp、spx等。
會話層
會話層管理主機之間的會話進程,即負責建立、管理、終止進程之間的會話。會話層還利用在數據中插入校驗點來實現數據的同步。
表示層
表示層對上層數據或資訊進行變換以保證一個主機應用層資訊可以被另一個主機的應用程式理解。表示層的數據轉換包括數據的加密、壓縮、格式轉換等。
應用層
應用層為操作係統或網絡應用程式提供訪問網絡服務的介麵。
應用層協議的代表包括:tel、ftp、http、snmp等。
osi各層的詳細介紹:
物理層(physicallayer)
osi模型的最低層或第一層,該層包括物理連網媒介,如電纜連線連接器。物理層的協議產生並檢測電壓以便發送和接收攜帶數據的信號。在你的桌麵pc上插入網絡介麵卡,你就建立了計算機連網的基礎。換言之,你提供了一個物理層。儘管物理層不提供糾錯服務,但它能夠設定數據傳輸速率並監測數據出錯率。網絡物理問題,如電線斷開,將影響物理層。用戶要傳遞資訊就要利用一些物理媒體,如雙絞線、同軸電纜等,但具體的物理媒體並不在osi的7層之內,有人把物理媒體當做第0層,物理層的任務就是為它的上一層提供一個物理連接,以及它們的機械、電氣、功能和過程特性。如規定使用電纜和接頭的類型、傳送信號的電壓等。在這一層,數據還冇有被組織,僅作為原始的位流或電氣電壓處理,單位是位元。
數據鏈路層(datalinklayer)
osi模型的第二層,它控製網絡層與物理層之間的通訊。它的主要功能是如何在不可靠的物理線路上進行數據的可靠傳遞。為了保證傳輸,從網絡層接收到的數據被分割成特定的可被物理層傳輸的幀。幀是用來移動數據的結構包,它不僅包括原始數據,還包括髮送方和接收方的實體地址以及糾錯和控製資訊。其中的地址確定了幀將發送到何處,而糾錯和控製資訊則確保幀無差錯到達。如果在傳送數據時,接收點檢測到所傳數據中有差錯,就要通知發送方重發這一幀。數據鏈路層的功能獨立於網絡和它的節點和所采用的物理層類型,它也不關心是否正在運行word、excel或使用inter。有一些連接設備,如交換機,由於它們要對幀解碼並使用幀資訊將數據發送到正確的接收方,所以它們是工作在數據鏈路層的。數據鏈路層(datalinklayer):在物理層提供位元流服務的基礎上,建立相鄰結點之間的數據鏈路,通過差錯控製提供數據幀(frame)在通道上無差錯的傳輸,並進行各電路上的動作係列。數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:實體地址尋址、數據的成幀、流量控製、數據的檢錯、重發等。數據鏈路層協議的代表包括:sdlc、hdlc、ppp、stp、幀中繼等。
網絡層(worklayer)
osi模型的第三層,其主要功能是將網絡地址翻譯成對應的實體地址,並決定如何將數據從發送方路由到接收方。網絡層通過綜合考慮發送優先權、網絡擁塞程度、服務質量以及可選路由的花費來決定從一個網絡中節點a到另一個網絡中節點b的最佳路徑。由於網絡層處理路由,而路由器因為即連接網絡各段,並智慧指導數據傳送,屬於網絡層。在網絡中,“路由”是基於編址方案、使用模式以及可達性來指引數據的發送。網絡層負責在源機器和目標機器之間建立它們所使用的路由。這一層本身冇有任何錯誤檢測和修正機製,因此,網絡層必須依賴於端端之間的由dll提供的可靠傳輸服務。網絡層用於本地lan網段之上的計算機係統建立通訊,它之所以可以這樣做,是因為它有自己的路由地址結構,這種結構與第二層機器地址是分開的、獨立的。這種協議稱為路由或可路由協議。路由協議包括ip、novell公司的ipx以及appletalk協議。網絡層是可選的,它隻用於當兩個計算機係統處於不同的由路由器分割開的網段這種情況,或者當通訊應用要求某種網絡層或傳輸層提供的服務、特性或者能力時。例如,當兩台主機處於同一個lan網段的直接相連這種情況,它們之間的通訊隻使用lan的通訊機製就可以了(即osi參考模型的一二層)。
傳輸層(transportlayer)
osi模型中最重要的一層。傳輸協議同時進行流量控製或是基於接收方可接收數據的快慢程度規定適當的發送速率。除此之外,傳輸層按照網絡能處理的最大尺寸將較長的數據包進行強製分割。例如,以太網無法接收大於1500字節的數據包。發送方節點的傳輸層將數據分割成較小的數據片,同時對每一數據片安排一序列號,以便數據到達接收方節點的傳輸層時,能以正確的順序重組。該過程即被稱為排序。工作在傳輸層的一種服務是tcpip協議套中的tcp(傳輸控製協議),另一項傳輸層服務是ipxspx協議集的spx(序列包交換)。
會話層(sessionlayer)
負責在網絡中的兩節點之間建立、維持和終止通訊。會話層的功能包括:建立通訊鏈接,保持會話過程通訊鏈接的暢通,同步兩個節點之間的對話,決定通訊是否被中斷以及通訊中斷時決定從何處重新發送。你可能常常聽到有人把會話層稱作網絡通訊的“交通警察”。當通過撥號向你的isp(因特網服務提供商)請求連接到因特網時,isp服務器上的會話層向你與你的pc客戶機上的會話層進行協商連接。若你的電話線偶然從牆上插孔脫落時,你終端機上的會話層將檢測到連接中斷並重新發起連接。會話層通過決定節點通訊的優先級和通訊時間的長短來設置通訊期限。
表示層(presentationlayer)
應用程式和網絡之間的翻譯官,在表示層,數據將按照網絡能理解的方案進行格式化;這種格式化也因所使用網絡的類型不同而不同。表示層管理數據的解密與加密,如係統口令的處理。例如:在inter上查詢你銀行賬戶,使用的即是一種安全連接。你的賬戶數據在發送前被加密,在網絡的另一端,表示層將對接收到的數據解密。除此之外,表示層協議還對圖片、視頻、文字等檔案格式資訊進行解碼和編碼,例如mpeg和jpeg。
應用層(applicationlayer)
負責對軟件提供介麵以使程式能使用網絡服務。術語“應用層”並不是指運行在網絡上的某個特彆應用程式,應用層提供的服務包括檔案傳輸、檔案管理以及電子郵件的資訊處理。
物理層位於osi參考模型的最底層,它直接麵向實際承擔數據傳輸的物理媒體(即通訊通道),物理層的傳輸單位為位元(bit),即一個二進製位(“0”或“1”)。實際的位元傳輸必須依賴於傳輸設備和物理媒體,但是,物理層不是指具體的物理設備,也不是指信號傳輸的物理媒體,而是指在物理媒體之上為上一層(數據鏈路層)提供一個傳輸原始位元流的物理連接。
物理層是osi的第一層,它雖然處於最底層,卻是整個開放係統的基礎。物理層為設備之間的數據通訊提供傳輸媒體及互連設備,為數據傳輸提供可靠的環境。
功能
透明的傳送位元流;所實現的硬體:集線器(hub)。
媒體和互連設備
物理層
物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線通道等。通訊用的互連設備指dte和dce間的互連設
物理層
備。dte既數據終端設備,又稱物理設備,如計算機、終端等都包括在內。而dce則是數據通訊設備或電路連接設備,如調製解調器等。數據傳輸通常是經過dte──dce,再經過dce──dte的路徑。互連設備指將dte、dce連接起來的裝置,如各種插頭、插座。lan中的各種粗、細同軸電纜、t型接、插頭,接收器,發送器,中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。
物理層的主要功能
物理層
物理層1為數據端設備提供傳送數據的通路,數據通路可以是一個物理媒體,也可以是多個
物理媒體連接而成.一次完整的數據傳輸,包括啟用物理連接,傳送數據,終止物理連接.所謂啟用,就是不管有多少物理媒體參與,都要在通訊的兩個數據終端設備間連接起來,形成一條通路.
2傳輸數據.物理層要形成適合數據傳輸需要的實體,為數據傳送服務.一是要保證數據能在其上正確通過,二是要提供足夠的帶寬(帶寬是指每秒鐘內能通過的位元(bit)數),以減少通道上的擁塞.傳輸數據的方式能滿足點到點,一點到多點,序列或並行,半雙工或全雙工,同步或異步傳輸的需要.
3完成物理層的一些管理工作.
物理層的一些重要標準
物理層
物理層物理層的一些標準和協議早在ositc97c16分技術委員會成立之前就
已製定並在應用了,
osi也製定了一些標準並采用了一些已有的成果.下麵將一些重要的標準列出,以便讀者查閱.
iso2110:稱為"數據通訊----25芯dtedce介麵連接器和插針分配".它與eia(美國電子工業
協會)的"rs-232-c"基本相容.
iso2593:稱為"數據通訊----34芯dtedce----介麵連接器和插針分配".
iso4092:稱為"數據通訊----37芯dtedec----介麵連接器和插針分配".與eiars-449相容.-