【计算机网络】ISOOSI网络体系结构

【计算机⽹络】ISOOSI⽹络体系结构
ISO/OSI ⽹络体系结构
计算机⽹络是相当复杂的系统，相互通信的两个计算机系统必须⾼度协调才能正常⼯作。

为了设计这样复杂的计算机⽹络，⼈们提出了将⽹络分层的⽅法。

分层可将庞⼤⽽复杂的问题转换为若⼲较⼩的局部问题进⾏处理，从⽽使问题简单化。

国际标准化组织在 1997 年成⽴了⼀个分委员会专门研究⽹络通信的体系结构问题，并提出了开放系统互联参考模型，它是⼀个定义异种计算机连接标准的框架结构。

OSI 为连接分布式应⽤的“开放”系统提供了基础。

所谓“开放”，是指任何两个系统只要遵循参考模型和有关标准就能够进⾏互连。

OSI 采⽤了层次化结构的构造技术。

✔⼀、ISO/OSI 参考模型
ISO/OSI 的参考模型共有7层，如下图所⽰。

由底层⾄⾼层分别为物理层、数据链路层、⽹络层、传输层、会话层、表⽰层和应⽤层。

OSI 参考模型具有以下特性。

它是⼀种将异构系统互联的分层结构。

提供了控制互联系统交互规则的标准框架。

定义了⼀种抽象结构，⽽并⾮具体实现的描述。

不同系统上相同层的实体曾为同等层实体。

同等层实体之间的通信由该层的协议管理。

相邻层间的接⼝定义了原语操作和低层向⾼层提供的服务。

所提供的公共服务是⾯向连接或⽆连接的数据服务。

直接的数据传送仅在最低层实现。

每层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其他层。

OSI/RM 中的 1~3 层主要负责通信功能，⼀般称为通信⼦⽹层。

上三层属于资源⼦⽹的功能范畴，称为资源⼦⽹层。

传输层起衔接上、下三层的作⽤。

对各层的说明如下。

物理层（Physical Layer）
物理层解决如何在连接个各种计算机的传输媒体上传输数据⽐特流，⽽不是指具体的传输媒体。

物理层的主要腾武描述为：确定传输媒体的接⼝的⼀些特性，即：
机械特性：例接⼝形状，⼤⼩，引线数⽬
电⽓特性：例规定电压范围（-5V 到 +5V）
功能特性：例规定 -5V 表⽰ 0，+5 V 表⽰ 1
过程特性：也称规程特性，规定建⽴连接时各个相关部件的⼯作步骤。

在这⼀层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电⽓电压处理，单位是位。

数据链路层（Data Link Layer）
数据链路层负责两个相邻节点间的线路上⽆差错地传送以帧位单位的数据，并进⾏流量控制。

每⼀帧包括⼀定数量的数据和⼀些必要的控制信息。

和物理层相似，数据链路层要负责建⽴、维持和释放数据链路层的连接。

在传送数据时，如果接收点检测到所传数据中有差错，就要通知发送⽅重发这⼀帧。

⽹络层（Network Layer）
⽹络层位传输层实体提供端到端的交换⽹络数据功能，使得传输层摆脱路由选择、交换⽅式和拥挤控制等⽹络传输细节；可以为传输层实体建⽴、维持和拆除⼀条或多条通信路径；对⽹络传输中发⽣的不可恢复的差错予以报告。

在计算机⽹络中进⾏通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信⼦⽹。

⽹络层的任务就是选择合适的⽹间路由和交换节点，确保数据及时传送。

⽹络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有⽹络层包头，其中含有逻辑地址信息，即源站点和⽬的站点的⽹络地址。

传输层（Transport Layer）
传输层为会话层实体提供透明、可靠的数据传输服务，保证端到端的数据完整性；选择⽹络层能提供最适宜的服务；提供建⽴、维护和拆除传输连接功能。

传输层根据通信⼦⽹的特性最佳地利⽤⽹络资源，为两个端系统（也就是源站和⽬的站）的会话层之间提供建⽴、维护和取消传输连接的功能，并以可靠的经济的⽅式传输数据。

在这⼀层，信息的传送单位是报⽂。

会话层（Session Layer）
会话层为彼此合作的表⽰层实体提供建⽴、维护和结束会话的功能；完成通信进程的逻辑名字与物理名字间的对应；提供会话管理服务。

这⼀层也可以称为会话层或对话层，在会话层及以上的⾼层中，数据传送的单位不再另外命名，统称为报⽂。

会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建⽴和维护应⽤之间通信的机制。

⼒图服务器验证⽤户登录便是由会话层完成的。

表⽰层（Presentation Layer）
表⽰层为应⽤层进程提供能解释所交换信息含义的⼀组服务，即将要交换的数据从适合某⼀⽤户的抽象语法转换为适合于 OSI 系统内部使⽤的传送语法；提供格式化的表⽰和转换数据服务。

（数据的压缩、解压缩、加密和解密等⼯作都由表⽰层负责）。

应⽤层（Application Layer）
应⽤层提供 OSI ⽤户服务，即确定进程之间通信的性质，以满⾜⽤户需要以及提供⽹络与⽤户应⽤软件之间的接⼝服务，例如，事务处理程序、电⼦邮件和⽹络管理程序等。

✔⼆、参考模型的信息流向
如下图所⽰，设 A 系统的⽤户要向 B 系统的⽤户传送数据。

A 系统⽤户的数据先送⼊应⽤层，该层给它附加控制信息 AH （头标）后，送⼊表⽰层。

表⽰层对数据进⾏必要的变换并加头标 PH 后送⼊会话层。

会话层也加头标 SH 送⼊传输层。

传输层将长报⽂分段并加头标 TH 送⾄⽹络层。

⽹络层将信息变成报⽂分组，并加组号 NH 送数据链路层。

数据链路层将信息加上头标和尾标（DH 及 DT）变成帧，经物理层按位发送到对⽅（B 系统）。

B 系统接收到信息后，按照与 A 系统相反的动作，层层剥去控制信息，最后把原数据传送给 B 系统的⽤户。

可见，两系统中只有物理层是实通信，其余各层均为虚通信。

因此，下图中只有两物理层之间有物理连接，其余各层均⽆连接。

✔⽂章来源
《软件设计师教程》。