OSI七层模型与各层设备对应之欧阳地创编

OSI七层模型与各层设备对应
OSI七层网络模型由下至上为1至7层，分别为物理层(Physical layer)，数据链路层(Data link layer)，网络层(Network layer)，传输层(Transport layer)，会话层(Session layer)，表示层(Presentation layer)，应用层(Application layer)。

应用层，很简单，就是应用程序。

这一层负责确定通信对象，并确保由足够的资源用于通信，这些当然都是想要通信的应用程序干的事情。

为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

表示层，负责数据的编码、转化，确保应用层的正常工作。

这一层，是将我们看到的界面与二进制间互相转化的地方，就是我们的语言与机器语言间的转化。

数据的压缩、解压，加密、解密都发生在这一层。

这一层根据不同的应用目的将数据处理为不同的格式，表现出来就是我们看到的各种各样的文件扩展名。

会话层，负责建立、维护、控制会话，区分不同的会话，以及提供单工(Simplex)、半双工(Half duplex)、全双工(Full duplex)三种通信模式的服务。

我们平时所知的NFS，RPC,X Windows等都工作在这一层。

管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。

会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

传输层，负责分割、组合数据，实现端到端的逻辑连接。

数据在上三层是整体的，到了这一层开始被分割，这一层分割后的数据被称为段(Segment)。

三次握手(Threeway handshake)，面向连接(ConnectionOriented)或非面向连接(ConnectionlessOriented)的服务，流控(Flow control)等都发生在这一层。

是第一个端到端，即主机到主机的层次。

传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。

此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

在这一层，数据的单位称为数据段（segment）。

传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等
网络层，负责管理网络地址，定位设备，决定路由。

我们所熟知的IP地址和路由器就是工作在这一层。

上层的数据段在这一层被分割，封装后叫做包(Packet)，包有两种，一种叫做用户数据包(Data packets)，是上层传下来的用户数据；另一种叫路由更新包(Route update packets)，是直接由路由器发出来的，用来和其他路由器进行路由信息的交换。

负责对子网间的数据包进行路由选择。

网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。

在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。

网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等
数据链路层，负责准备物理传输，CRC校验，错误通知，网络拓扑，流控
等。

我们所熟知的MAC地址和交换机都工作在这一层。

上层传下来的包在这一层被分割封装后叫做帧(Frame)。

在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。

该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

在这一层，数据的单位称为帧（frame）。

数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等
物理层，就是实实在在的物理链路，负责将数据以比特流的方式发送、接收，就不多说了。

具体说:
网线，集线器－－－－物理层
网卡，网桥－－－－数据链路
路由器－－－－－网络层
交换机就是用来进行报文交换的机器.它和HUB最重要的区别就HUB是物理层设备,采用广播的形式来传输信息,交换机多为链路层设备(二层交换机),能够进行地址学习,采用存储转发的形式来交换报文.它和路由器的区别在于路由器有DDN,ADSL等接口,交换机只有以太网接口.
国际标准组织（ISO）制定了OSI模型。

这个模型把网络通信的工作分为7层。

1至4层被认为是低层，这些层与数据移动密切相关。

5至7层是高层，包含应用程序级的数据。

每一层负责一项具体的工作，然后把数据传送到下一层。

物理层（也即OSI模型中的第一层）在课堂上经常是被忽略的。

它看起来似乎很简单。

但是，这一层的某些方面有时需要特别留意。

物理层实际上就是布线、光纤、网卡和其它用来把两台网络通信设备连接在一起的东西。

甚至一个信鸽也可以被认为是一个1层设备（参见RFC 1149）。

网络故障的排除经常涉及到1层问题。

我们不能忘记用五类线在整个一层楼进行连接的传奇故事。

由于办公室的椅子经常从电缆线上压过，导致网络连接出现断断续续的情况。

遗憾的是，这种故障是很常见的，而且排除这种故障需要耗费很长时间。

第2层是以太网等协议。

请记住，我们要使这个问题简单一些。

第2层中最重要的是你应该理解网桥是什么。

交换机可以看成网桥，人们现在都这样称呼它。

网桥都在2层工作，仅关注以太网上的MAC地址。

如果你在谈论有关MAC 地址、交换机或者网卡和驱动程序，你就是在第2层的范畴。

集线器属于第1层的领域，因为它们只是电子设备，没有2层的知识。

第2层的相关问题在本网络讲座中有自己的一部分，因此现在先不详细讨论这个问题的细节。

现在只需要知道第2层把数据帧转换成二进制位供1层处理就可以了。

在往下讲之间，你应该回过头来重新阅读一下上面的内容，因为经验不足的网络管理员经常混淆2层和3层的区别。

如果你在谈论一个IP地址，那么你是在处理第3层的问题，这是“数据包”问题，而不是第2层的“帧”。

IP是第3层问题的一部分，此外还有一些路由协议和地址解析协议（ARP）。

有关路由的一切事情都在第3层处理。

地址解析和路由
是3层的重要目的。

第4层是处理信息的传输层。

第4层的数据单元也称作数据包（packets）。

但是，当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法，TCP的数据单元称为段（segments）而UDP协议的数据单元称为“数据报（datagrams）”。

这个层负责获取全部信息，因此，它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。

理解第4层的另一种方法是，第4层提供端对端的通信管理。

像TCP等一些协议非常善于保证通信的可靠性。

有些协议并不在乎一些数据包是否丢失，UDP协议就是一个主要例子。

现在快要到7层了，我们很想知道第5层和第6层有些什么功能。

可以说，它们都是没有用的。

有一些应用程序和协议在5层和6层。

但是，对于理解网络问题来说，谈论这些问题没有任何益处。

请大家注意，第7层是“一切”。

7层也称作“应用层”，是专门用于应用程序的。

如果你的程序需要一种具体格式的数据，你可以发明一些你希望能够把数据发送到目的地的格式，并且创建一个第7层协议。

SMTP、DNS 和FTP都是7层协议。

学习OSI模型中最重要的事情是它实际代表什么意思。

假如你是一个网络上的操作系统。

在1层和2层工作的网卡将通知你什么时候有数据到达。

驱动程序处理2层帧的出口，通过它你可以得到一个发亮和闪光的3层数据包（希望是如此）。

作为操作系统，你将调用一些常用的应用程序处理3层数据。

如果这个数据是从下面发上来的，你知道那是发给你的数据包，或者那是一个广播数据包（除非你同时也是一个路由器，不过，暂时不用担心这个问题）。

如果你决定保留这个数据包，你将打开它，并且取出4层数据包。

如果它是TCP协议，这个TCP子系统将被调用并打开这个数据包，然后把这个7层数据发送给在目标端口等待的应用程序。

这个过程就结束了。

当要对网络上的其它计算机做出回应的时候，每一件事情都以相反的顺序发生。

7层应用程序将把数据发送给TCP协议的执行者。

然后，TCP协议在这些数据中加入额外的文件头。

在这个方向上，数据每前进一步体积都要大一些。

TCP 协议在IP协议中加入一个合法的TCP字段。

然后，IP协议把这个数据包交给以太网。

以太网再把这个数据作为一个以太网帧发送给驱动程序。

然后，这个数据通过了这个网络。

这条线路中的路由器将部分地分解这个数据包以获得3层文件头，以便确定这个数据包应该发送到哪里。

如果这个数据包的目的地是本地以太网子网，这个操作系统将代替路由器为计算机进行地址解析，并且把数据直接发送给主机。