計算機OSI模型

OSI/RM最初是用來作為開發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議族的一個工業(yè)參考標準，作為各個層上使用的協(xié)議國際標準化的第一步而發(fā)展來的。嚴格遵守OSI模型，不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間可以輕而易舉地實現(xiàn)互操 作。整個OSI/RM模型共分7層，從下往上分別是：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。

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1.物理層

物理層的所有協(xié)議就是人為規(guī)定了不同種類傳輸設(shè)備、傳輸媒介如何將數(shù)字信號從一端傳送到另一端，而不管傳送的是什么數(shù)據(jù)。它是完全面向硬件的，它通過一系列協(xié)議定義了通信設(shè)備機械的、電氣的、功能的、規(guī)程的特征。

（1）機械特征：規(guī)定線纜與網(wǎng)絡(luò)接口卡的連接頭的形狀、幾何尺寸、引腳線數(shù)、引線排列方

式、鎖定裝置等一系列外形特征。

（2）電氣特征：規(guī)定了在傳輸過程中多少伏特的電壓代表"1",多少伏特代表"0".

（3）功能特征：規(guī)定了連接雙方每個連接線的作用，用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線，用于傳輸控制信息的控制線，用于協(xié)調(diào)通信的定時線，用于接地的地線。

（4）規(guī)程特征：具體規(guī)定了通信雙方的通信步驟。

2.數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層在物理層已能將信號發(fā)送到通信鏈路中的基礎(chǔ)上，負責(zé)建立一條可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道，完成相鄰結(jié)點之間有效地傳送數(shù)據(jù)的任務(wù)。正在通信的兩個站在某一特定時刻，一個發(fā)送數(shù)據(jù)，一個接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)鏈路層通過一系列協(xié)議將實現(xiàn)以下功能：

（1）封裝成幀：把數(shù)據(jù)組成一定大小的數(shù)據(jù)塊，稱之為幀。然后以幀為單位發(fā)送、接收、校驗數(shù)據(jù)。

（2）流量控制：對發(fā)送數(shù)據(jù)的一方，根據(jù)接收站的接收情況，實時地進行傳輸速率控制，以免出現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)過快，接收方來不及處理而丟失數(shù)據(jù)的情況。

（3）差錯控制：對接收數(shù)據(jù)的一方，當接收到數(shù)據(jù)幀后對其進行檢驗，如果發(fā)現(xiàn)錯誤，則通知 發(fā)送方重傳。

（4）傳輸管理：在發(fā)送端與接收端通過某種特定形式的對話來建立、維護和終止一批數(shù)據(jù)的傳輸過程，以此對數(shù)據(jù)鏈路進行管理。就發(fā)送端而言，數(shù)據(jù)鏈路層將來自上層的數(shù)據(jù)按一定規(guī)則將比特流送到物理層處理；就接收端而言，它通過數(shù)據(jù)鏈路層將來自物理層的比特流合并成完整的數(shù)據(jù)幀供上層使用。最典型的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是IEEE開發(fā)的802系列規(guī)范，在該系列規(guī)范中將數(shù)據(jù)鏈路層分成了兩個子層，分別是邏輯鏈 路控制層（LLC）和介質(zhì)訪問控制層（MAC）。LLC層負責(zé)建立和維護兩臺通信設(shè)備之間的邏輯通信鏈路。MAC層就像交通指揮中心控制汽車通行的車道一樣，控制多個信息復(fù)用一個物理介質(zhì)，提供對網(wǎng)卡的共享訪問與網(wǎng)卡的直接通信。網(wǎng)卡在出廠前會被分配唯一的由12位十六進制數(shù)表示的MAC地址，MAC地址可提供給LLC層來建立同一個局域網(wǎng)中兩臺設(shè)備之間的邏輯鏈路。

IEEE802規(guī)范目前主要包括以下內(nèi)容：

（1）802.1:802協(xié)議概論。

（2）802.2:邏輯鏈路控制層（LLC）協(xié)議。

（3）802.3:以太網(wǎng)的CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測）協(xié)議。

（4）802.4:令牌總線（Token Bus）協(xié)議。

（5）802.5:令牌環(huán)（Token Ring）協(xié)議。

（6）802.6:城域網(wǎng)協(xié)議。

（7）802.7:寬帶技術(shù)協(xié)議。

（8）802.8:光纖技術(shù)協(xié)議。

（9）802.9:局域網(wǎng)上的語音/數(shù)據(jù)集成規(guī)范。

（10）802.10:局域網(wǎng)安全互操作標準。

（11）802.11:無線局域網(wǎng)（WLAN）標準協(xié)議。

3.網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層用于從發(fā)送端向接收端傳送分組，負責(zé)確保信息到達預(yù)定的目標。它存在的主要目的就是解決以下問題：

（1）通信雙方并不相鄰。在計算機網(wǎng)絡(luò)中，通信雙方可能是相互鄰接的，但也可能并不是鄰接的。這樣，當一個數(shù)據(jù)分組從發(fā)送端發(fā)送到接收端的過程中，就可能在這個中間要經(jīng)過多個其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，這些結(jié)點暫時存儲"路過"的數(shù)據(jù)分組，再根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的"交通狀況"選擇下一個結(jié)點將數(shù)據(jù)分組發(fā)出去，直到發(fā)送到接收方為止。

（2）由于OSI參考模型是出現(xiàn)在許多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之后的，它就必須為使用這些已經(jīng)存在的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的計算機網(wǎng)絡(luò)之間的相互通信做出貢獻。事實上，網(wǎng)絡(luò)層的一些協(xié)議解決了這樣的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)問題。

工作在網(wǎng)絡(luò)層上的協(xié)議主要有IP協(xié)議和IPX協(xié)議。

4.傳輸層

傳輸層實現(xiàn)發(fā)送端和接收端的端口到端口的數(shù)據(jù)分組傳送，負責(zé)保證實現(xiàn)數(shù)據(jù)包無差錯、按順序、無丟失和無冗余地傳輸。在傳輸層上，所執(zhí)行的任務(wù)包括檢錯和糾錯。它的出現(xiàn)是為了更加有效地利用網(wǎng)絡(luò)層所提供的服務(wù)。它主要體現(xiàn)在以下兩方面：

（1）將一個較長的數(shù)據(jù)分成幾個小數(shù)據(jù)包發(fā)送。

（2）解決通信雙方不只有一個數(shù)據(jù)連接的問題。

工作在傳輸層的協(xié)議有TCP協(xié)議、UDP協(xié)議和SPX協(xié)議。

5.會話層

會話層主要負責(zé)管理遠程用戶或進程間的通信。該層提供如名字查找和安全驗證等服務(wù)，允許兩個程序能夠相互識別并建立和維護通信連接。會話層還提供數(shù)據(jù)同步和檢查點功能，這樣當網(wǎng)絡(luò)失效時，會對失效后的數(shù)據(jù)進行重發(fā)。在OSI參考模型中，會話層的規(guī)范具體包括通信控制、檢查點設(shè)置、重建中斷的傳輸鏈路、名字查找和安全驗證服務(wù)。

6.表示層

表示層以下的各層只關(guān)心從源地到目的地可靠地傳輸數(shù)據(jù)，而表示層則關(guān)心的是所傳送信息的語義與語法。它負責(zé)將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計算機內(nèi)的表示方法或特定的程序的表示方法。也就是說，它負責(zé)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的翻譯、數(shù)據(jù)的加密、字符的轉(zhuǎn)換等工作。在OSI參考模型中表示層的規(guī)范具體包括數(shù)據(jù)編碼方式的約定和本地句法的轉(zhuǎn)換。各種表示數(shù)據(jù)的格式的協(xié)議也屬于表示層，例如：MPEG、JPEG等。

7.應(yīng)用層

應(yīng)用層就是直接提供服務(wù)給使用者的應(yīng)用軟件的層，比如電子郵件、在線交談程序都屬于應(yīng)用層的范疇。應(yīng)用層可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中一臺計算機上的應(yīng)用程序與另一臺計算機上的應(yīng)用程序之間的通信，而且就像在同一臺計算機上一樣。在OSI參考模型中應(yīng)用層的規(guī)范具體包括各類應(yīng)用過程的接口和提供用戶接口。

TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)

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