OSI七层模型及各层作用

秒速五厘米 2024-04-19 12:50 97阅读 0赞

OSI模型，即开放式通信系统互联参考模型，是国际标准化组织提出的一个试图是各种计算机或者通信系统在世界范围内互联为网络的标准框架。整个模型分为七层，物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>OSI七层模型</td> 
   <td style="width:460px;">功能</td> 
   <td style="width:278px;">对应的网络协议</td> 
   <td>TCP/IP四层概念模型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>应用层</td> 
   <td style="width:460px;">文件传输，文件管理，电子邮件的信息处理——apdu</td> 
   <td style="width:278px;">HTTP、TFTP, FTP, NFS, WAIS、SMTP</td> 
   <td>应用层</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>表示层</td> 
   <td style="width:460px;">确保一个系统的应用层发送的消息可以被另一个系统的应用层读取，编码转换，数据解析，管理数据的解密和加密，最小单位——ppdu</td> 
   <td style="width:278px;">Telnet, Rlogin, SNMP, Gopher</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>会话层</td> 
   <td style="width:460px;">负责在网络中的两节点建立，维持和终止通信，在一层协议中，可以解决节点连接的协调和管理问题。包括通信连接的建立，保持会话过程通信连接的畅通，两节点之间的对话，决定通信是否被终端一斤通信终端是决定从何处重新发送，最小单位——spdu</td> 
   <td style="width:278px;">SMTP, DNS</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>传输层</td> 
   <td style="width:460px;">定义一些传输数据的协议和端口。传输协议同时进行流量控制，或是根据接收方接收数据的快慢程度，规定适当的发送速率，解决传输效率及能力的问题——tpdu</td> 
   <td style="width:278px;">TCP, UDP</td> 
   <td>传输层</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>网络层</td> 
   <td style="width:460px;">控制子网的运行，如逻辑编址，分组传输，路由选择最小单位——分组（包）报文</td> 
   <td style="width:278px;">IP, ICMP, ARP, RARP, AKP, UUCP</td> 
   <td>网络层</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>数据链路层</td> 
   <td style="width:460px;">主要是对物理层传输的比特流包装，检测保证数据传输的可靠性，将物理层接收的数据进行MAC（媒体访问控制）地址的封装和解封装，也可以简单的理解为物理寻址。交换机就处在这一层，最小的传输单位——帧</td> 
   <td style="width:278px;">FDDI, Ethernet, Arpanet, PDN, SLIP, PPP，STP。HDLC,SDLC,帧中继</td> 
   <td>数据链路层</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>物理层</td> 
   <td style="width:460px;">定义物理设备的标准，主要对物理连接方式，电气特性，机械特性等制定统一标准，传输比特流，因此最小的传输单位——位（比特流）</td> 
   <td style="width:278px;">IEEE 802.1A, IEEE 802.2到IEEE 802.<br> &nbsp;&nbsp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**物理层：**建立、维护、断开物理连接

数据链路层：该层的作用包括了物理地址寻址，数据的成帧，流量控制，数据的检错，重发等。该层控制网络层与物理层之间的通信，解决的是所传输数据的准确性的问题。为了保证传输，从网络层接收到的数据被分制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纠错和控制的信息。其中的地址确定了帧将发送的位置，纠错和控制信息则保证帧的准确到达。如果传送数据的过程中，接收点检测到数据有错误，就通知发送方重新发送这一帧。

MAC（Media Access Control或者Medium Access Control）地址，意译为媒体访问控制，或称为物理地址、硬件地址，用来定义网络设备的位置。在OSI模型中，第三层网络层负责IP地址，第二层数据链路层则负责MAC地址。因此一个主机会有一个MAC地址，而每个网络位置会有一个专属于它的IP地址。MAC地址是网卡决定的，是固定的。用来表示互联网上每一个站点的标识符，采用十六进制数表示，共6个字节（48位）。其中，前三个字节是由IEEE的注册管理机构RA负责给不同厂家分配的代码(高位24位），也称为“编制上唯一的标识符”（Organizationally Unique Identifier），后三个字节(低位24位)由各厂家自行指派给生产的适配器接口，称为扩展标识符（唯一性）。一个地址块可以生成224个不同的地址。MAC地址实际上就是  
适配器地址或适配器标识符EUI-48。

MAC地址对应于OSI参考模型的第二层数据链路层，工作在数据链路层的交换机维护着计算机MAC地址和自身端口的数据库，交换机根据收到的数据帧中的“目的MAC地址”字段来转发数据帧。

IP地址工作在OSI参考模型的第三层网络层。两者之间分工明确，默契合作，完成通信过程。IP地址专注于网络层，将数据包从一个网络转发到另外一个网络；而MAC地址专注于数据链路层，将一个数据帧从一个节点传送到相同链路的另一个节点。

工作在数据链路层的交换机维护着计算机MAC地址和自身端口的数据库，交换机根据收到的数据帧中的“目的MAC地址”字段来转发数据帧。在一个稳定的网络中，IP地址和MAC地址是成对出现的。如果一台计算机要和网络中另一外计算机通信，那么要配置这两台计算机的IP地址，MAC地址是网卡出厂时设定的，这样配置的IP地址就和MAC地址形成了一种对应关系。在数据通信时，IP地址负责表示计算机的网络层地址，网络层设备（如路由器）根据IP地址来进行操作；MAC地址负责表示计算机的数据链路层地址，数据链路层设备（如交换机）根据MAC地址来进行操作。IP和MAC地址这种映射关系由ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）协议完成。

数据链路层，控制网络层与物理层之间的通信，解决的是所传输数据的准确性的问题。为了保证传输，从网络层接收到的数据被分制成特定的可悲物理层  
传输的帧。帧是用来一栋数据的结构包，他不仅包括原始数据，还包括发送方和接收方的物理地址以及纠错和控制的信息。其中的地址确定了帧将发送的  
位置，纠错和控制信息则保证帧的准确到底。如果传送数据的过程中，接收点检测到数据有错误，就通知发送方重新发送一帧  
该层的作用包括了物理地址寻址，数据的成帧，流量控制，数据的检错，重发等

网络层：主要功能是讲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受伐，他解决的是寻址和优化传输路径的问题。  
网络层通过综合考虑发送优先权，网络拥塞程度，服务质量以及可选择路由的花费决定从一个网络中节点A到另一个网络中节点B的最佳路径。在网络中，“路由（router）”基于编址方案，使用模式以及可达性来指引数据的发送，网络层负责在原机器和目的机器之间建立他们所使用的路由  
网关:网间连接器,协议转换器,网关在网络层上实现网络互连,对接收到的信心重新打包,以适应目的系统的需求  
网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址；只有通过网关才能找到对应的IP，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信，  
网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器（实质上相当于一台路由器）、代理服务器（也相当于一台路由器）。  
解决阻塞的办法:数据分组,编号传输出去;然后接收到数据后排序重组解码;选择最优路径;丢包也是发生在网络层.

传输层：按照网络能处理的最大尺寸将教程的数据包进行强制分割，发送方节点的传输层将数据分割成交小的数据片，同时对每一个数据片安排一序列号，以便数据到达接收方的传输层时能以正确 的顺序重组，该过程称为排序。工作在传输层的两种服务是TCP/IP协议套中的TCP（传输控制协议），另一项传输层服务是IPX/SPX协议集的SPX。

会话层：会话层负责在网络中的两节点之间建立，维持和终止通信，在这层协议中，解决节点链接的协调和管理问题  
会话层的功能包括：建立通信链接，保持会话过程通信连接的畅通。同步两个节点之间的对话，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。当通过拨号向你的ISP（因特网服务提供商）请求链接到因特网时，ISP服务器上的层就会向你与你的PC客户机上的会话层进行协商链接。若你的电话线偶然从墙上插孔脱落，你终端机上的会话层将检测到链接中断并重新发起链接。会话层通过决定节点通信的优先级和通信市场来设置通信期限

表示层：表示层是应用程序和网络之间的翻译官。在表示层，数据需要按照网络所能理解的方案的进行格式化。这种格式化因为使用网络的类型的不同而不同。表示层管理数据的加密和解密，例如银行账户，账户数据发送前加密，接受的时候对账户进行解密。

应用层：负责提供数据接口标准，提供的服务包括文件的传输，文件的管理以及电子邮件的信息处理

![70][]

TCP/IP协议

IP层传输单位是IP分组，属于点到点的传输；TCP层传输单位是TCP段，属于端到端的传输

![70 1][]

![70 2][]

原文地址：[https://blog.csdn.net/zhangyi\_1027/article/details/80022493][https_blog.csdn.net_zhangyi_1027_article_details_80022493]

[70]: https://img-blog.csdn.net/20180424200040779?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW5neWlfMTAyNw==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70
[70 1]: https://img-blog.csdn.net/20180425162839305?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW5neWlfMTAyNw==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70
[70 2]: https://img-blog.csdn.net/20180425162913810?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW5neWlfMTAyNw==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70
[https_blog.csdn.net_zhangyi_1027_article_details_80022493]: https://blog.csdn.net/zhangyi_1027/article/details/80022493