OSI模型
1.什么是OSI模型
OSI模型是指國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)提出的一個(gè)試圖使各種計(jì)算機(jī)在世界范圍內(nèi)互連為網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)框架,簡(jiǎn)稱OSI。1981年,為了解決不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)問題,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO制定了開放系統(tǒng)互連參考模型(Open System Interconnection Reference Model,OSI/RM)。
2.OSI模型的分層原則
ISO為了更好的使網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更為普及,就推出了OSI參考模型。其含義就是推薦所有公司使用這個(gè)規(guī)范來控制網(wǎng)絡(luò)。這樣所有公司都有相同的規(guī)范,就能互聯(lián)了。提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是非常復(fù)雜的。根據(jù)分而治之的原則,ISO將整個(gè)通信功能劃分為七個(gè)層次,劃分原則是:
- 網(wǎng)路中各節(jié)點(diǎn)都有相同的層次;
- 不同節(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能;
- 同一節(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過接口通信;
- 每一層使用下層提供的服務(wù),并向其上層提供服務(wù);
- 不同節(jié)點(diǎn)的同等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信。
3.OSI模型的內(nèi)容
OSI/RM協(xié)議是由ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)制定的,它有三個(gè)基本的功能:提供給開發(fā)者一個(gè)必須的、通用的概念以便開發(fā)完善、可以用來解釋連接不同系統(tǒng)的框架。
1、物理層(Physical Layer):主要功能為定義網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu),傳輸?shù)碾姶艠?biāo)準(zhǔn),Bit流的編碼及網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間原則,如分時(shí)復(fù)用及分頻復(fù)用。決定了網(wǎng)絡(luò)連接類型(端到端或多端連接)及物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。說得通俗一些,這一層主要負(fù)責(zé)實(shí)際的信號(hào)傳輸。物理層的主要設(shè)備:中繼器、集線器。
2、數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Review):在兩個(gè)主機(jī)上建立數(shù)據(jù)鏈路連接,向物理層傳輸數(shù)據(jù)信號(hào),并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理使之無差錯(cuò)并合理的傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層主要設(shè)備:二層交換機(jī)、網(wǎng)橋。
3、網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer):主要負(fù)責(zé)路由,選擇合適的路徑,進(jìn)行阻塞控制等功能。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的代表包括:IP、IPX、OSPF等。網(wǎng)絡(luò)層主要設(shè)備:路由器。
4、傳輸層(Transfer Layer):最關(guān)鍵的一層,向擁護(hù)提供可靠的端到端(End-to-End)服務(wù),它屏蔽了下層的數(shù)據(jù)通信細(xì)節(jié),讓用戶及應(yīng)用程序不需要考慮實(shí)際的通信方法。傳輸層協(xié)議的代表包括:TCP、UDP、SPX等。
5、會(huì)話層(Session Layer):主要負(fù)責(zé)兩個(gè)會(huì)話進(jìn)程之間的通信,即兩個(gè)會(huì)話層實(shí)體之間的信息交換,管理數(shù)據(jù)的交換。
6、表示層(Presentation Layer):處理通信信號(hào)的表示方法,進(jìn)行不同的格式之間的翻譯,并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的加密解密,數(shù)據(jù)的壓縮與恢復(fù)。
7、應(yīng)用層(Application Layer):保持應(yīng)用程序之間建立連接所需要的數(shù)據(jù)記錄,為用戶服務(wù)。應(yīng)用層協(xié)議的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。
第一層到第三層屬于OSI參考模型的低三層,負(fù)責(zé)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)通信連接的鏈路;第四層到第七層為OSI參考模型的高四層,具體負(fù)責(zé)端到端的數(shù)據(jù)通信。每層完成一定的功能,每層都直接為其上層提供服務(wù),并且所有層次都互相支持,而網(wǎng)絡(luò)通信則可以自上而下(在發(fā)送端)或者自下而上(在接收端)雙向進(jìn)行。當(dāng)然并不是每一通信都需要經(jīng)過OSI的全部七層,有的甚至只需要雙方對(duì)應(yīng)的某一層即可。物理接口之間的轉(zhuǎn)接,以及中繼器與中繼器之間的連接就只需在物理層中進(jìn)行即可;而路由器與路由器之間的連接則只需經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層以下的三層即可??偟膩碚f,雙方的通信是在對(duì)等層次上進(jìn)行的,不能在不對(duì)稱層次上進(jìn)行通信。
4.OSI模型的作用
- 人們可以很容易的討論和學(xué)習(xí)協(xié)議的規(guī)范細(xì)節(jié)。
- 層間的標(biāo)準(zhǔn)接口方便了工程模塊化。
- 創(chuàng)建了一個(gè)更好的互連環(huán)境。
- 降低了復(fù)雜度,使程序更容易修改,產(chǎn)品開發(fā)的速度更快。
- 每層利用緊鄰的下層服務(wù),更容易記住個(gè)層的功能。
- OSI是一個(gè)定義良好的協(xié)議規(guī)范集,并有許多可選部分完成類似的任務(wù)。
- 它定義了開放系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、層次之間的相互關(guān)系以及各層所包括的可能的任務(wù)。是作為一個(gè)框架來協(xié)調(diào)和組織各層所提供的服務(wù)。
OSI參考模型并沒有提供一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的方法,而是描述了一些概念,用來協(xié)調(diào)進(jìn)程間通信標(biāo)準(zhǔn)的制定。即OSI參考模型并不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),而是一個(gè)在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所使用的概念性框架。
5.OSI模型與TCP/IP模型的比較
TCP/IP模型實(shí)際上是OSI模型的一個(gè)濃縮版本,它只有四個(gè)層次:
- 應(yīng)用層
- 運(yùn)輸層
- 網(wǎng)際層
- 網(wǎng)絡(luò)接口層
與OSI功能相比:
- 應(yīng)用層對(duì)應(yīng)著OSI的應(yīng)用層,表示層會(huì)話層。
- 運(yùn)輸層對(duì)應(yīng)著OSI的傳輸層。
- 網(wǎng)際層對(duì)應(yīng)著OSI的網(wǎng)絡(luò)層。
- 網(wǎng)絡(luò)接口層對(duì)應(yīng)著OSI的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。