什麼是OSI？OSI的七層結構有哪些？OSI模型與TCP/IP模型的比較

OSI目錄
　　
OSI的設計目的
OSI的七層結構
OSI模型與TCP/IP模型的比較
 

[編輯本段]　　 　　 [編輯本段]OSI的設計目的 　　OSI模型的設計目的是成爲一個全部銷售商都能實現的開放網路模型，來克服使用衆多私有網絡模型所帶來的困難和低效性。OSI是在一個備受尊敬的國際標準團體的參與下完成的，這個組織就是ISO（國際標準化組織）。什麼是OSI，OSI是Open System Interconnection 的縮寫，意爲開放式系統互聯參考模型。在OSI出現以前，計算機網絡中存在衆多的體系結構，其中以IBM公司的SNA(系統網絡體系結構)和DEC公司的DNA(Digital Network Architecture)數字網絡體系結構最爲著名。爲了解決不一樣體系結構的網絡的互聯問題，國際標準化組織ISO(注意不要與OSI搞混）於1981年制定了開放系統互連參考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM）。這個模型把網絡通訊的工做分爲7層,它們由低到高分別是物理層（Physical Layer),數據鏈路層（Data Link Layer),網絡層(Network Layer),傳輸層（Transport Layer),會話層（Session Layer），表示層（Presentation Layer)和應用層（Application Layer)。第一層到第三層屬於OSI參考模型的低三層，負責建立網絡通訊鏈接的鏈路；第四層到第七層爲OSI參考模型的高四層，具體負責端到端的數據通訊。每層完成必定的功能，每層都直接爲其上層提供服務，而且全部層次都互相支持，而網絡通訊則能夠自上而下（在發送端）或者自下而上（在接收端）雙向進行。固然並非每一通訊都須要通過OSI的所有七層，有的甚至只須要雙方對應的某一層便可。物理接口之間的轉接，以及中繼器與中繼器之間的鏈接就只需在物理層中進行便可；而路由器與路由器之間的鏈接則只需通過網絡層如下的三層便可。總的來講，雙方的通訊是在對等層次上進行的，不能在不對稱層次上進行通訊。 　　OSI 標準制定過程當中採用的方法是將整個龐大而複雜的問題劃分爲若干個容易處理的小問題，這就是分層的體系結構辦法。在OSI中，採用了三級抽象，既體系結構，服務定義，協議規格說明。 [編輯本段]OSI的七層結構 　　ISO將整個通訊功能劃分爲七個層次,劃分層次的原則是: 　　一、網中各節點都有相同的層次。 　　二、不一樣節點的同等層次具備相同的功能。 　　三、同一節點能相鄰層之間經過接口通訊。 　　四、每一層使用下層提供的服務，並向其上層提供服務。 　　五、不一樣節點的同等層按照協議實現對等層之間的通訊。 　　第一層：物理層（PhysicalLayer)，規定通訊設備的機械的、電氣的、功能的和規程的特性，用以創建、維護和拆除物理鏈路鏈接。具體地講，機械特性規定了網絡鏈接時所需接插件的規格尺寸、引腳數量和排列狀況等；電氣特性規定了在物理鏈接上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率距離限制等；功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義，即定義了DTE和DCE之間各個線路的功能；規程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸的一組操做規程，是指在物理鏈接的創建、維護、交換信息時，DTE和DCE雙方在各電路上的動做系列。 　　在這一層，數據的單位稱爲比特（bit）。 　　屬於物理層定義的典型規範表明包括：EIA/TIA RS-23二、EIA/TIA RS-44九、V.3五、RJ-45等。 　　第二層：數據鏈路層（DataLinkLayer):在物理層提供比特流服務的基礎上，創建相鄰結點之間的數據鏈路，經過差錯控制提供數據幀（Frame）在信道上無差錯的傳輸，並進行各電路上的動做系列。　 　　數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的做用包括：物理地址尋址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發等。 　　在這一層，數據的單位稱爲幀（frame）。 　　數據鏈路層協議的表明包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。 　　第三層是網絡層(Network layer) 　　在計算機網絡中進行通訊的兩個計算機之間可能會通過不少個數據鏈路，也可能還要通過不少通訊子網。網絡層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點， 確保數據及時傳送。網絡層將數據鏈路層提供的幀組成數據包，包中封裝有網絡層包頭，其中含有邏輯地址信息- -源站點和目的站點地址的網絡地址。 　　若是你在談論一個IP地址，那麼你是在處理第3層的問題，這是「數據包」問題，而不是第2層的「幀」。IP是第3層問題的一部分，此外還有一些路由協議和地址解析協議（ARP）。有關路由的一切事情都在第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。網絡層還能夠實現擁塞控制、網際互連等功能。 　　在這一層，數據的單位稱爲數據包（packet）。 　　網絡層協議的表明包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。 　　第四層是處理信息的傳輸層(Transport layer)。第4層的數據單元也稱做數據包（packets）。可是，當你談論TCP等具體的協議時又有特殊的叫法，TCP的數據單元稱爲段（segments）而UDP協議的數據單元稱爲「數據報（datagrams）」。這個層負責獲取所有信息，所以，它必須跟蹤數據單元碎片、亂序到達的數據包和其它在傳輸過程當中可能發生的危險。第4層爲上層提供端到端（最終用戶到最終用戶）的透明的、可靠的數據傳輸服務。所謂透明的傳輸是指在通訊過程當中傳輸層對上層屏蔽了通訊傳輸系統的具體細節。 　　傳輸層協議的表明包括：TCP、UDP、SPX等。 　　第五層是會話層(Session layer) 　　這一層也能夠稱爲會晤層或對話層，在會話層及以上的高層次中，數據傳送的單位再也不另外命名，統稱爲報文。會話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗證和會話管理在內的創建和維護應用之間通訊的機制。如服務器驗證用戶登陸即是由會話層完成的。 　　第六層是表示層(Presentation layer) 　　這一層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將欲交換的數據從適合於某一用戶的抽象語法，轉換爲適合於OSI系統內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮， 加密和解密等工做都由表示層負責。例如圖像格式的顯示，就是由位於表示層的協議來支持。 　　第七層應用層(Application layer)，應用層爲操做系統或網絡應用程序提供訪問網絡服務的接口。 　　應用層協議的表明包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。 　　經過 OSI 層，信息能夠從一臺計算機的軟件應用程序傳輸到另外一臺的應用程序上。例如，計算機 A 上的應用程序要將信息發送到計算機 B 的應用程序，則計算機 A 中的應用程序須要將信息先發送到其應用層（第七層），而後此層將信息發送到表示層（第六層），表示層將數據轉送到會話層（第五層），如此繼續，直至物理層（第一層）。在物理層，數據被放置在物理網絡媒介中並被髮送至計算機 B 。計算機 B 的物理層接收來自物理媒介的數據，而後將信息向上發送至數據鏈路層（第二層），數據鏈路層再轉送給網絡層，依次繼續直到信息到達計算機 B 的應用層。最後，計算機 B 的應用層再將信息傳送給應用程序接收端，從而完成通訊過程。下面圖示說明了這一過程。 　　OSI 的七層運用各類各樣的控制信息來和其餘計算機系統的對應層進行通訊。這些控制信息包含特殊的請求和說明，它們在對應的 OSI 層間進行交換。每一層數據的頭和尾是兩個攜帶控制信息的基本形式。 　　對於從上一層傳送下來的數據，附加在前面的控制信息稱爲頭，附加在後面的控制信息稱爲尾。然而，在對來自上一層數據增長協議頭和協議尾，對一個 OSI 層來講並非必需的。 　　當數據在各層間傳送時，每一層均可以在數據上增長頭和尾，而這些數據已經包含了上一層增長的頭和尾。協議頭包含了有關層與層間的通訊信息。頭、尾以及數據是相關聯的概念，它們取決於分析信息單元的協議層。例如，傳輸層頭包含了只有傳輸層能夠看到的信息，傳輸層下面的其餘層只將此頭做爲數據的一部分傳遞。對於網絡層，一個信息單元由第三層的頭和數據組成。對於數據鏈路層，經網絡層向下傳遞的全部信息即第三層頭和數據都被看做是數據。換句話說，在給定的某一 OSI 層，信息單元的數據部分包含來自於全部上層的頭和尾以及數據，這稱之爲封裝。 　　例如，若是計算機 A 要將應用程序中的某數據發送至計算機 B ，數據首先傳送至應用層。 計算機 A 的應用層經過在數據上添加協議頭來和計算機 B 的應用層通訊。所造成的信息單元包含協議頭、數據、可能還有協議尾，被髮送至表示層，表示層再添加爲計算機 B 的表示層所理解的控制信息的協議頭。信息單元的大小隨着每一層協議頭和協議尾的添加而增長，這些協議頭和協議尾包含了計算機 B 的對應層要使用的控制信息。在物理層，整個信息單元經過網絡介質傳輸。 　　計算機 B 中的物理層收到信息單元並將其傳送至數據鏈路層；而後 B 中的數據鏈路層讀取計算機 A 的數據鏈路層添加的協議頭中的控制信息；而後去除協議頭和協議尾，剩餘部分被傳送至網絡層。每一層執行相同的動做：從對應層讀取協議頭和協議尾，並去除，再將剩餘信息發送至上一層。應用層執行完這些動做後，數據就被傳送至計算機 B 中的應用程序，這些數據和計算機 A 的應用程序所發送的徹底相同 。 　　一個 OSI 層與另外一層之間的通訊是利用第二層提供的服務完成的。相鄰層提供的服務幫助一 OSI 層與另外一計算機系統的對應層進行通訊。一個 OSI 模型的特定層一般是與另外三個 OSI 層聯繫：與之直接相鄰的上一層和下一層，還有目標聯網計算機系統的對應層。例如，計算機 A 的數據鏈路層應與其網絡層，物理層以及計算機 B 的數據鏈路層進行通訊。 [編輯本段]OSI模型與TCP/IP模型的比較 　　TCP/IP模型其實是OSI模型的一個濃縮版本，它只有四個層次： 　　1.應用層 　　2.運輸層 　　3.網際層 　　4.網絡接口層 　　與OSI功能相比： 　　應用層對應着OSI的 應用層 表示層 會話層 　　運輸層對應着OSI的傳輸層 　　網際層對應着OSI的網絡層 　　網絡接口層對應着OSI的數據鏈路層和物理層