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OSI七层模型详解

2020-04-29 13:57:16
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OSI七层模型

   ISO国际标准组织所定义的开放系统互连七层模型的定义和各层功能。它是网络技术入门者的敲门砖,也是分析、评判各种网络技术的依据—从此网络不再神秘,它也是有理可依,有据可循的。

   建立七层模型主要是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来;也使网络的不同功能模块分担起不同的职责。   

   网络发展中一个重要里程碑便是ISO(Internet Standard Organization,国际标准组织)对OSI(Open System Interconnect,开放系统互连)七层网络模型的定义。它不但成为以前的和后续的各种网络技术评判、分析的依据,也成为网络协议设计和统一的参考模型。

   建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来:服务说明某一层为上一层提供一些什么功能,接口说明上一层如何使用下层的服务,而协议涉及如何实现本层的服务;这样各层之间具有很强的独立性,互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的,只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块(不同层次)分担起不同的职责,从而带来如下好处:

   减轻问题的复杂程度,一旦网络发生故障,可迅速定位故障所处层次,便于查找和纠错;

  在各层分别定义标准接口,使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作,各层之间则相对独立,一种高层协议可放在多种低层协议上运行; 能有效刺激网络技术革新,因为每次更新都可以在小范围内进行,不需对整个网络动大手术; 便于研究和教学。

   网络分层体现了在许多工程设计中都具有的结构化思想,是一种合理的划分。

  网络七层的功能

   网络七层包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其中物理层、数据链路层和网络层通常被称作媒体层,是网络工程师所研究的对象;传输层、会话层、表示层和应用层则被称作主机层,是用户所面向和关心的内容。

   那么,网络七层的具体定义和相应职责各是什么呢?下图便是OSI七层模型的协议堆栈示意,它们由下到上分别为:

  第一层—物理层:物理层定义了通讯网络之间物理链路的电气或机械特性,以及激活、维护和关闭这条链路的各项操作。物理层特征参数包括:电压、数据传输率、最大传输距离、物理连接媒体等。

  第二层—数据链路层:实际的物理链路是不可靠的,总会出现错误,数据链路层的作用就是通过一定的手段(将数据分成帧,以数据帧为单位进行传输)将有差错的物理链路转化成对上层来说没有错误的数据链路。它的特征参数包括:物理地址、网络拓朴结构、错误警告机制、所传数据帧的排序和流控等。其中物理地址是相对网络层地址而言的,它代表了数据链路层的节点标识技术;“拓朴”是网络中经常会碰到的术语,标记着各个设备以何种方式互连起来,如:总线型—所有设备都连在一条总线上,星型—所有设备都通过一个中央结点互连;错误警告是向上层协议报告数据传递中错误的发生;数据帧排序可将所传数据重新排列;流控则用于调整数据传输速率,使接收端不至于过载。

  OSL参考模型(简单图一)

  应用层

  表示层

  会话层

  传输层

  网络

  数据链路层

  物理层

  第三层—网络层:网络层将数据分成一定长度的分组,并在分组头中标识源和目的节点的逻辑地址,这些地址就象街区、门牌号一样,成为每个节点的标识;网络层的核心功能便是根据这些地址来获得从源到目的的路径,当有多条路径存在的情况下,还要负责进行路由选择。

  第四层—传输层:提供对上层透明(不依赖于具体网络)的可靠的数据传输。如果说网络层关心的是“点到点”的逐点转递,那么可以说传输层关注的是“端到端”(源端到目的端)的最终效果。它的功能主要包括:流控、多路技术、虚电路管理和纠错及恢复等。其中多路技术使多个不同应用的数据可以通过单一的物理链路共同实现传递;虚电路是数据传递的逻辑通道,在传输层建立、维护和终止;纠错功能则可以检测错误的发生,并采取措施(如重传)解决问题。
(责任编辑:武林网)

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