OSI參考模型
OSI（Open System Interconnect），即開放式系統互聯。 通常都叫OSI參考模型，是ISO（國際標準化組織）組織在1985年研究的網絡互聯模型。該體系結構標準定義了網絡互連的七層框架（物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層），即ISO開放系統互連參考模型。在這一框架下進一步詳細規定了每一層的功能，以實現開放系統環境中的互連性、互操做性和應用的可移植性。[1] 算法
中文名數據庫
OSI參考模型安全
外文名網絡
Open System Interconnect框架
解 釋學習
開放式系統互聯優化
設定組織網站
國際標準化組織編碼
設定時間加密
1985年
目 的
開放系統環境中的互連性等
目錄
- 9 ISO 7498概念
- 10 影響
簡介
開放系統OSI標準定製過程當中所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方法。在OSI中，採用了三級抽象，即體系結構、服務定義和協議規定說明。
OSI參考模型定義了開放系統的層次結構、層次之間的相互關係及各層所包含的可能的服務。它是做爲一個框架來協調和組織各層協議的制定，也是對網絡內部結構最精練的歸納與描述進行總體修改。
OSI的服務定義詳細說明了各層所提供的服務。某一層的服務就是該層及其下各層的一種能力，它經過接口提供給更高一層。各層所提供的服務與這些服務是怎麼實現的無關。同時，各類服務定義還定義了層與層之間的接口和各層的所使用的原語，可是不涉及接口是怎麼實現的。
OSI標準中的各類協議精肯定義了應當發送什麼樣的控制信息，以及應當用什麼樣的過程來解釋這個控制信息。協議的規程說明具備最嚴格的約束。
ISO/OSI參考模型並無提供一個能夠實現的方法。ISO/OSI參 考模型只是描述了一些概念，用來協調進程間通訊標準的制定。在OSI範圍內，只有在各類的協議是能夠被實現的而各類產品只有和OSI的協議相一致才能互 連。這也就是說，OSI參考模型並非一個標準，而只是一個在制定標準時所使用的概念性的框架。
在歷史來看，在制定計算機網絡標準方面起着很大做用的兩大國際組織是CCITT和ISO。CCITT與ISO TC97的工做領域是不一樣的，CCITT主要是從通訊角度考慮一些標準的制定，而ISO的TC97則關心信息的處理與網絡體系結構。可是隨着科學技術的發展，通訊與信息處理的界限變得比較模糊了。因而，通訊與信息處理就都成爲了CCITT與TC97共同關心的領域。CCITT的建議書X.200就是開放系統互連的基本參考模型，它和ISO 7498基本是相同的。
最先的時候網絡剛剛出現的時候，不少大型的公司都擁有了網絡技術，公司內部計算機能夠相互鏈接。但是卻不能與其它公司鏈接。由於沒有一個統一的規範。計算機之間相互傳輸的信息對方不能理解。因此不能互聯。
劃分原則
ISO爲了更好的使網絡應用更爲普及，就推出了OSI參考模型。其含義就是推薦全部公司使用這個規範來控制網絡。這樣全部公司都有相同的規範，就能互聯了。提供各類網絡服務功能的計算機網絡系統是很是複雜的。根據分而治之的原則，ISO將整個通訊功能劃分爲七個層次，劃分原則是：
（1）網路中各節點都有相同的層次；
（2）不一樣節點的同等層具備相同的功能；
（3）同一節點內相鄰層之間經過接口通訊；
（4）每一層使用下層提供的服務，並向其上層提供服務；
（5）不一樣節點的同等層按照協議實現對等層之間的通訊。
（6）根據功能須要進行分層，每層應當實現定義明確的功能。
（7）嚮應用程序提供服務
分層
分層的好處是利用層次結構能夠把開放系統的信息交換問題分解到一系列容易控制的軟硬件模塊－層中，而各層能夠根據須要獨立進行修改或擴充功能，同時，有利於個不一樣製造廠家的設備互連，也有利於你們學習、理解數據通信網絡。
OSI參考模型中不一樣層完成不一樣的功能，各層相互配合經過標準的接口進行通訊。
第7層應用層：OSI中的最高層。爲特定類型的網絡應用提供了訪問OSI環境的手段。應用層肯定進程之間通訊的性質，以知足用戶的須要。應用層不只要提供應用進程所須要的信息交換和遠程操做，並且還要做爲應用進程的用戶代理，來完成一些爲進行信息交換所必需的功能。它包括：文件傳送訪問和管理FTAM、虛擬終端VT、事務處理TP、遠程數據庫訪問RDA、製造報文規範MMS、目錄服務DS等協議；應用層能與應用程序界面溝通，以達到展現給用戶的目的。 在此常見的協議有:HTTP，HTTPS，FTP，TELNET，SSH，SMTP，POP3等。
第6層表示層：主要用於處理兩個通訊系統中交換信息的表示方式。爲上層用戶解決用戶信息的語法問題。它包括數據格式交換、數據加密與解密、數據壓縮與終端類型的轉換。
第5層會話層：在兩個節點之間創建端鏈接。爲端系統的應用程序之間提供了對話控制機制。此服務包括創建鏈接是以全雙工仍是以半雙工的方式進行設置，儘管能夠在層4中處理雙工方式 ；會話層管理登入和註銷過程。它具體管理兩個用戶和進程之間的對話。若是在某一時刻只容許一個用戶執行一項特定的操做，會話層協議就會管理這些操做，如阻止兩個用戶同時更新數據庫中的同一組數據。
第4層傳輸層：—常規數據遞送－面向鏈接或無鏈接。爲會話層用戶提供一個端到端的可靠、透明和優化的數據傳輸服務機制。包括全雙工或半雙工、流控制和錯誤恢復服務；傳輸層把消息分紅若干個分組，並在接收端對它們進行重組。不一樣的分組能夠經過不一樣的鏈接傳送到主機。這樣既能得到較高的帶寬，又不影響會話層。在創建鏈接時傳輸層能夠請求服務質量，該服務質量指定可接受的誤碼率、延遲量、安全性等參數，還能夠實現基於端到端的流量控制功能。
第3層網絡層：本層經過尋址來創建兩個節點之間的鏈接，爲源端的運輸層送來的分組，選擇合適的路由和交換節點，正確無誤地按照地址傳送給目的端的運輸層。它包括經過互連網絡來路由和中繼數據 ；除了選擇路由以外，網絡層還負責創建和維護鏈接，控制網絡上的擁塞以及在必要的時候生成計費信息。
第2層數據鏈路層：在此層將數據分幀，並處理流控制。屏蔽物理層，爲網絡層提供一個數據鏈路的鏈接，在一條有可能出差錯的物理鏈接上，進行幾乎無差錯的數據傳輸（差錯控制）。本層指定拓撲結構並提供硬件尋址。經常使用設備有網卡、網橋、交換機；
第1層物理層：處於OSI參考模型的最底層。物理層的主要功能是利用物理傳輸介質爲數據鏈路層提供物理鏈接，以便透明的傳送比特流。經常使用設備有（各類物理設備）集線器、中繼器、調制解調器、網線、雙絞線、同軸電纜。
數據發送時，從第七層傳到第一層，接收數據則相反。
上三層總稱應用層，用來控制軟件方面。下四層總稱數據流層，用來管理硬件。除了物理層以外其餘層都是用軟件實現的。
數據在發至數據流層的時候將被拆分。
在傳輸層的數據叫段，網絡層叫包，數據鏈路層叫幀，物理層叫比特流，這樣的叫法叫PDU（協議數據單元）[2]
各層功能
(1)物理層(Physical Layer)
物理層是OSI參考模型的最低層，它利用傳輸介質爲數據鏈路層提供物理連 接。它主要關心的是經過物理鏈路從一個節點向另外一個節點傳送比特流，物理鏈路多是銅線、衛星、微波或其餘的通信媒介。它關心的問題有：多少伏電壓表明 1？多少伏電壓表明0？時鐘速率是多少？採用全雙工仍是半雙工傳輸？總的來講物理層關心的是鏈路的機械、電氣、功能和規程特性。
(2)數據鏈路層(Data Link Layer)
數據鏈路層是爲網絡層提供服務的，解決兩個相鄰結點之間的通訊問題，傳送的協議數據單元稱爲數據幀。
數據幀中包含物理地址（又稱MAC地址）、控制碼、數據及校驗碼等信息。該層的主要做用是經過校驗、確認和反饋重發等手段，將不可靠的物理鏈路轉換成對網絡層來講無差錯的數據鏈路。
此外，數據鏈路層還要協調收發雙方的數據傳輸速率，即進行流量控制，以防止接收方因來不及處理髮送方來的高速數據而致使緩衝器溢出及線路阻塞。
(3)網絡層(Network Layer)
網絡層是爲傳輸層提供服務的，傳送的協議數據單元稱爲數據包或分組。該層的主要做用是解決如何使數據包經過各結點傳送的問題，即經過路徑選擇算法（路由）將數據包送到目的地。另外，爲避免通訊子網中出現過多的數據包而形成網絡阻塞，須要對流入的數據包數量進行控制（擁塞控制）。當數據包要跨越多個通訊子網才能到達目的地時，還要解決網際互連的問題。
(4)傳輸層(Transport Layer)
傳輸層的做用是爲上層協議提供端到端的可靠和透明的數據傳輸服務，包括處理差錯控制和流量控制等問題。該層向高層屏蔽了下層數據通訊的細節，使高層用戶看到的只是在兩個傳輸實體間的一條主機到主機的、可由用戶控制和設定的、可靠的數據通路。
傳輸層傳送的協議數據單元稱爲段或報文。
(5)會話層(Session Layer)
會話層主要功能是管理和協調不一樣主機上各類進程之間的通訊（對話），即負責創建、管理和終止應用程序之間的會話。會話層得名的緣由是它很相似於兩個實體間的會話概念。例如，一個交互的用戶會話以登陸到計算機開始，以註銷結束。
(6)表示層(Presentation Layer)
表示層處理流經結點的數據編碼的表示方式問題，以保證一個系統應用層發出的信息可被另外一系統的應用層讀出。若是必要，該層可提供一種標準表示形式，用於將計算機內部的多種數據表示格式轉換成網絡通訊中採用的標準表示形式。數據壓縮和加密也是表示層可提供的轉換功能之一。
(7)應用層(Application Layer)
應用層是OSI參考模型的最高層，是用戶與網絡的接口。該層經過應用程序來完成網絡用戶的應用需求，如文件傳輸、收發電子郵件等。
數據封裝過程
OSI參考模型中每一個層次接收到上層傳遞過來的數據後都要將本層次的控制信息加入數據單元的頭部，一些層次還要將校驗和等信息附加到數據單元的尾部，這個過程叫作封裝。
每層封裝後的數據單元的叫法不一樣，在應用層、表示層、會話層的協議數據單 元統稱爲data（數據），在傳輸層協議數據單元稱爲segment（數據段），在網絡層稱爲packet（數據包），數據鏈路層協議數據單元稱爲 frame（數據幀），在物理層叫作bits（比特流）。
OSI的數據封裝
當數據到達接收端時，每一層讀取相應的控制信息根據控制信息中的內容向上層傳遞數據單元，在向上層傳遞以前去掉本層的控制頭部信息和尾部信息（若是有的話）。此過程叫作解封裝。
這個過程逐層執行直至將對端應用層產生的數據發送給本端的相應的應用進程。
以用戶瀏覽網站爲例說明數據的封裝、解封裝過程。
數據封裝
當用戶輸入要瀏覽的網站信息後就由應用層產生相關的數據，經過表示層轉換 成爲計算機可識別的ASCII碼，再由會話層產生相應的主機進程傳給傳輸層。傳輸層將以上信息做爲數據並加上相應的端口號信息以便目的主機辨別此報文，得 知具體應由本機的哪一個任務來處理；在網絡層加上IP地址使報文能確認應到達具體某個主機，再在數據鏈路層加上MAC地址，轉成bit流信息，從而在網絡上 傳輸。報文在網絡上被各主機接收，經過檢查報文的目的MAC地址判斷是不是本身須要處理的報文，若是發現MAC地址與本身不一致，則丟棄該報文，一致就去 掉MAC信息送給網絡層判斷其IP地址；而後根據報文的目的端口號肯定是由本機的哪一個進程來處理，這就是報文的解封裝過程。
比喻
7 應用層：老闆
6 表示層：至關於公司中演示文稿、替老闆寫信的助理
工做比喻
5 會話層：至關於公司中收寄信、寫信封與拆信封的祕書
4 傳輸層：至關於公司中跑郵局的送信職員
3 網絡層：至關於郵局中的排序工人
2 數據鏈路層：至關於郵局中的裝拆箱工人
1 物理層：至關於郵局中的搬運工人[1]
模型用途
OSI模型用途至關普遍。
好比交換機、集線器、路由器等不少網絡設備的設計都是參照OSI模型設計的。
網絡設計者在解決網絡體系結構時常用ISO/OSI（國際標準化組織/開放系統互連）七層模型，該模型每一層表明必定層次的網絡功能。最下面是物理層，它表明着進行數據傳輸的物理介質，換句話說，即網絡電纜，其上是數據鏈路層，它經過網絡接口卡提供服務。
若干概念
上面咱們簡單的說明了7層體系的OSI參考模型，爲了方便起見，咱們經常把上面的7個層次分爲低層與高層。低層爲1~4層，是面向通訊的，高層爲5~7層，是面向信息處理的。
開放系統互連是使世界範圍內的應用進程能開放式（而不是封閉式）的進行信息交換。開放系統互連基本參考模型的正式文件是ISO 7498國際標準，又記爲OSI/RM，籠統的稱爲OSI，我國的相應標準是GB 9387。
爲了更好的理解OSI參考模型以及往後更深刻的學習OSI的各個層次，咱們將先對一些容易混淆的概念進行闡述， 而後對ISO 7498中最重要的基本概念進行闡述。
首先，在上面咱們已經提及過體系結構的 問題，而且已經知道體系結構是抽象的，而實現是具體的。在通常狀況下，"系統"是指實際運做的一組物體或物件，而在"OSI系統"這種說法中，"系統"具 有其特殊含義（即參考模型），爲了區別起見，咱們用"實系統"表示在現實世界中可以進行信息處理或信息傳遞的自治總體，它能夠是一臺或多臺計算機以及這些 計算機相關的軟件、外部設備、終端、操做員、信息傳輸手段的集合。若這種實系統和在和其餘實系統通訊時遵照OSI標準，則這個實系統就叫作開放實系統。可是，一個開放實系統的各類功能都不必定和互連有關，而咱們之後要討論的開放系統互連參考模型中的系統，只是在開放實系統中和互連有關的部分，咱們把這部分系統稱爲開放系統。
ISO 7498概念
在OSI標準的制定過程當中，所採用的方法是將整個龐大而複雜的問題劃分爲 若干個較容易處理的範圍較小的問題，在OSI中，問題的處理採用了自上而下逐步求精的方法。先從最高一級的抽象開始，這一級的約束不多，而後逐漸更加精細 的進行描述，同時加上愈來愈多的約束，在OSI中，採用了圖3-1的三級抽象，這三級抽象分別是：體系結構、服務定義和協議規範，規範也稱規格說明。
OSI體系結構也 就是OSI參考模型，它是OSI所制定的標準中最高一級的抽象。用比較形式化的語言來說，體系結構至關於對象或客體的類型，而具體的網絡則至關於對象的一 個實例。OSI參考模型正是描述了一個開放系統所要用到的對象的類型，它們之間的關係以及這些對象類型與這些關係之間的一些廣泛的約束。
比OSI參考模型更低一級的抽象是OSI的服務定義。服務定義較詳細的定 義了各層所提供的服務。某一層的服務就是該層及其一些各層的一種能力，它經過接口提供給更高的一層，各層所提供的服務與這些服務是怎樣實現的無關。此外， 各類服務還定義了層與層之間的抽象接口，以及各層爲進行層與層之間的交互而用的服務原語。但這並不涉及到這個接口是怎樣實現的。
OSI標準中最低層的抽象是OSI協議規範，各層的協議規範精確的定義：應當發送什麼樣的控制信息，以及應當用什麼樣的過程來解釋這個控制信息。協議的規範具備最嚴格的約束。
最後須要知道的是，在制定計算機網絡標準方 面起着很大做用的兩大國際組織CCITT和ISO。許多問題都是他們共同商議決定的。從歷史上看，CCITT與ISO的TC97工做領域是很不相同 的，CCITT原來是從通訊的角度考慮一些標準的制定，而TC97則關心信息處理。但隨着科學技術的發展，通訊與信息處理的界限愈來愈模糊了，因而通訊與 信息處理就成爲CCITT和TC97所共同關心的領域。CCITT的建議書X．200就是關於開放系統互連參考模型的，它和上面提到的ISO 7498 基本上是相同的。
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相似的任務。
它定義了開放系統的層次結構、層次之間的相互關係以及各層所包括的可能的任務。是做爲一個框架來協調和組織各層所提供的服務。
OSI參考模型並無提供一個能夠實現的方法，而是描述了一些概念，用來協調進程間通訊標準的制定。即OSI參考模型並非一個標準，而是一個在制定標準時所使用的概念性框架。