OSI参考模型

OSI参考模型基本介绍
OSI网络参考模型
• OSI RM：开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model）
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网络世界的法律!
七层功能
分层有什么好处 通常，我们把OSI参考模型第一层到第三层称为底层 • ？ （lower layer），又叫介质层(Media Layer)。这些层 负责数据在网络中的传送，网络互连设备往往位于下 三层。底层通常以硬件和软件相结合的方式来实现。 OSI参考模型的第五层到第七层称为高层（upper 高层:负责主机 layer），又叫主机层（host layer）。高层用于保障数 之间的数据传 据的正确传输，通常以软件方式来实现。 输 七层OSI参考模型具有以下优点： 1. 简化了相关的网络操作； 2. 提供即插即用的兼容性和不同厂商之间的标准接口； 3. 使各个厂商能够设计出互操作的网络设备，加快数据 通信网络发展； 4. 防止一个区域网络的变化影响另一个区域的网络，因 此，每一个区域的网络都能单独快速升级； 5. 把复杂的网络问题分解为小的简单问题，易于学习和 操作。 需要注意的是，由于种种原因，现在还没有一个完全遵 循OSI七层模型的网络体系，但OSI参考模型的设计蓝 图为我们更好的理解网络体系，学习计算机通信网络 奠定了基础。
物理层的功能是在终端设备间传输比特流，是OSI参考模型的基础。 为了达到数据传输的目的，物理层定义了电压、接口、电缆标准、 传输距离等。 目前，大家常用的数据信号传输介质主要有同轴电缆（coaxical cable）、双绞线（twisted pair）、光纤（fibre）、无线电波 （wireless radio）等
OSI参考模型基本介绍
自从20世纪60年代计算机网络问世以来，得到了飞速增长。国际上各大厂商为 了在数据通信网络领域占据主导地位，顺应信息化潮流，纷纷推出了各自的网 络架构体系和标准，例如IBM公司的SNA，Novell IPX/SPX协议，Apple公司的 AppleTalk协议，DEC公司的DECnet，以及广泛流行的TCP/IP协议。同时，各大厂 商针对自己的协议生产出了不同的硬件和软件。各个厂商的共同努力无疑促进 了网络技术的快速发展和网络设备种类的迅速增长。 但由于多种协议的并存，同时也使网络变得越来越复杂；而且，厂商之间的网 络设备大部分不能兼容，很难进行通信。为了解决网络之间的兼容性问题，帮 助各个厂商生产出可兼容的网络设备，国际标准化组织ISO于1984年提出了OSI RM（Open System Interconnection Reference Model，开放系统互连参考模型）。 OSI 参考模型很快成为计算机网络通信的基础模型。在设计OSI 参考模型时，遵 循了以下原则： 1. 各个层之间有清晰的边界，便于理解； 2. 每个层实现特定的功能； 3. 层次的划分有利于国际标准协议的制定； 4. 层的数目应该足够多，以避免各个层功能重复。
– 保证数据按序、可靠、正确传输。
• 传输层协议： – TCP/IP协议栈的TCP协议和UDP协议 – IPX/SPX协议栈的SPX协议等。 传输层位于OSI参考模型第四层，最终目标是向用户---一般指应用层的进程，提供有效、可 靠的服务。传输层主要定义了主机应用程序间端到端的连通性，它一般包含四项基本功能。 1. 将应用层发往网络层的数据分段或将网络层发往应用层的数据段合并。 2. 建立端到端的连接，主要是建立逻辑连接以传送数据流。 3. 将数据段从一台主机发往另一台主机。在传送过程中通过计算校验和以及通过流控制的方 式保证数据的正确性，流控制可以避免缓冲区溢出。 4. 部分传输层协议保证数据传送正确性。主要是在数据传送过程中确保同一数据既不多次传 送也不丢失。同时还要保证数据包的接收顺序与发送顺序一致。传输层协议主要有 TCP/IP协议栈的TCP协议和UDP协议，IPX/SPX协议栈的SPX协议等。
网络层协议操作
应用层 D C 表示层 A 会话层 B Router A 网络层 数据链路层 物理层 Router B 网络层 数据链路层 物理层 E Router C 网络层 数据链路层 物理层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
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传输层
• 传输层功能：
– 分段上层数据； – 建立端到端连接； – 将数据从一端主机传送到另一端主机；
应用层 表示层 会话层 传输层 Host A 网络层 数据链路层 物理层 APDU PPDU 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 Host B
SPDU
Segment Packet Frame Bit
•
数据封装和解封装过程。封装（encapsulation）是指网络节点（node ）将要传送的数据用特定的协议头打包，来传送数据，有时候，我们也 可能在数据尾部加上报文，这时候，也称为封装。OSI七层模型的每一 层都对数据进行封装，以保证数据能够正确无误的到达目的地，被终端 主机理解，执行。
表示层
会话层
传输层 寻址与路由选择 网络层
数据链路层
物理层
面向连接和无连接的服务
• 面向连接的服务：适合延迟敏感性应用 – 建立连接 – 数据传输 – 断开连接 • 无连接的服务：适合延迟不敏感的应用 – 无需建立连接 – 资源动态分配 •面向连接的服务（Connect-oriented Service）： 面向连接的服务含义指在使用该服务之前用户首先要建立连接，而在使 用完服务之后，用户应该释放连接，当被叫用户拒绝连接时，连接宣告 失败。 •无连接的服务（Connectionless Service）： 在无连接服务（Connectionless Service）的情况下，两个实体之间的通 信不需要先建立好一个连接，因此其下层的有关资源不需要事先进行预 定保留，这些资源是在数据传输时动态的进行分配的。无连接服务是以 邮政系统为模型的，每个报文（信件）带有完整的目的地址，并且每一 个报文都独立于其他报文，经由系统选定的路线传递。在正常情况下， 当两个报文发往同一目的地时，先发的先收到。
MAC/物理地址
• MAC地址有48位，华为产品前3个字节是0x00E0FC。
24 bits 24 bits
厂商编号
序列号
00e0.fc01.2345
00e0.fc01.2345 Rom
Ram
数据链路层
• 数据链路层分为2个子层：LLC子层和MAC子层。 • 数据链路层的功能： – 物理地址定义 – 网络拓扑结构 – 链路参数 – 差错验证
7
应用层
6
表示层
5
会话层
4
传输层
3
网络层
底层:负责 网络数据 传输
2
数据链路层
1
物理层
•
每一层利用下一层提供的服务与对等层通信；每一层使用自己的协议。在 OSI参考模型中，终端主机的每一层并不能直接与对端相对应层直接通信 ，而是通过下一层为其提供的服务来间接与对端对等层交换数据。下一层 通过服务访问点（SAP，Service Access Point）为上一层提供服务。
OSI参考模型基本介绍
• 网络协议(Protocol)是网络设备之间通信规则的正式描述 。
TCP/IP TCP/IP 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 协 议 栈
协 议 栈
请问可以用 TCP/IP和你通 信吗?
好啊！我刚好也 懂TCP/IP。
Source Host A
Destination Host B
OSI参考模型基本介绍
1、何为协议
协议（protocol）是什么？拿电报来做比较，在拍电报时，必须首先规定好报文 的传输格式，多少位的码长，什么样的码字表示启动，什么样的码字又表示结束， 出了错误怎么办，怎样表示发报人的名字和地址等，这种预先定好的格式及约定 就是协议。 网络协议是为了使计算机网络中的不同设备能进行数据通信而预先制定一整套 通信双方相互了解和共同遵守的格式和约定。网络协议是一系列规则和约定的规 范性描述，定义了网络设备之间如何进行信息交换。网络协议是计算机网络的基 础。只有遵从相应协议的网络设备之间才能够通信。就像保障我们国家稳定健康 运行的法律法规一样，如果任何人违反了法律法规的约束，必然会导致法律的制 裁。网络协议就是约束各种网络互连终端设备的法律，如果任何一台设备不支持 用于网络互连的协议，它就不能与其他设备通信。
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 H H H Data Data Data
Data H H H Data Data
主机
交换机
路由器
服务器
物理层
• •
物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。 物理层线缆： – 同轴电缆（coaixcal cable）：细缆和粗缆 – 双绞线（twisted pair）：UTP、STP – 光纤（fiber） – 无线电波（wireless radio）：无线局域网WLAN
谢 谢！
– 物理介质访问
– 流控制（可选）
网络层
应用层
网络层位于OSI参考模型第三层，利用下 两层提供的服务来实现传输层的通信，将数 据包从源网络发送到目的网络。 我们常见 的位于网络层的设备有路由器和三层交换机。 网络层检查网络拓扑，以决定传输报文的 最佳路由，转发数据包。其关键问题是确定 数据包从源端到目的端如何选择路由。网络 层设备通过运行路由协议（routing protocol） 来计算到目的地的最佳路由，找到数据包应 该转发的下一个网络设备，然后利用网络层 协议封装数据包，利用下层提供的服务把数 据发送到下一个网络设备。