什么是开放系统互连(OSI)模型?

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Open Systems Interconnection 模型或 OSI 模型是一种以清晰和兼容的方式指定计算机网络功能的体系结构。OSI提供了具有标准通信和传输架构、层和协议的各种通信系统的互操作性。

OSI历史

在20世纪70年代早期和中期,计算机网络主要由政府或相关机构拥有和运营。这些计算机网络使用与IBM、DEC等相关的专有标准、设备和协议。英国国家计算中心开始研究“为什么分布式计算”,这导致了关于标准化网络的ISO会议。1977年在法国举行的第一次会议,目的是创建一个将导致OSI模型的标准。经过多年的工作和出版草案的开放系统互连参考模型是在1984年出版的ISO7498标准。

OSI层

OSI模型只是指一个模型,它提出了多个逻辑层来定义功能、特性和互操作性。OSI模型由7层组成,每个层提供独特的网络服务和功能,为网络通信建立一个完整的模型。OSI引用模型作为自顶向下的方法工作,其中传输从上到下开始。

  • 第7层-应用层
  • 第6层-表示层
  • 第5层–会话层
  • 第4层-传输层
  • 第3层-网络层
  • 第2层-数据链路层
  • 第1层-物理层

主体层

这些层有一些分组,从第7层到第4层称为 Host Layers . 应用层(第7层)、表示层(第6层)、会话层(第5层)、传输层(第4层)称为主机层,因为主机或操作系统和网络堆栈负责这些层。

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媒体层

从第3层到第1层的层称为 Media Layers 网络层(第3层)、数据链路层(第2层)、物理层(第1层)称为媒体层,因为这些层实现在网络接口卡和媒体上,主要运行在交换机、路由器等网络间设备上。

第7层:应用层

Application Layer 是离最终用户最近的层。应用层主要由用户正在使用的应用程序操作。浏览器、Twitter客户端、Zoom、游戏等在OSI参考模型的应用层上运行。应用层使用流行的协议,如HTTP、HTTPS、NTP、SMB、VNC、RDP,这些协议主要由用户端应用程序运行。

第6层:表示层

Presentation Layer 表示层主要是针对同一应用层协议,在不同的应用程序之间提供不同的数据表示。该层主要用于ASCII、EBCDIC、序列化、压缩等编码。

第5层:会话层

Session Layer 控制主机/计算机之间的连接/会话。这一层管理的通信是全双工,半双工,单工和操作,如会话暂停,重新启动,终止,启动等4层协议,如TCP和UDP。

第4层:传输层

Transport Layer 负责使用TCP和UDP协议将数据传输到远程计算机/主机。传输层提供诸如流控制、分段、传输连接管理、重传输、传输错误检测、传输错误恢复、超时管理、可靠传输等操作。 TCP UDP 是当今计算机网络中使用的两种流行的传输层协议。

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第三层:网络层

Network Layer 主要负责将数据通过传输层传输到目的地的远程计算机/主机。网络层使用地址来定义不同的网络和主机以及它们之间的路由。网络包含一个或多个主机或节点,这些主机或节点可以与位于不同网络中的其他主机/节点通信。网络层提供:

  • 主机寻址
  • 网络寻址
  • 主机/节点之间的数据传输
  • 路由
  • 逐跳传输
  • 网络分割

IP 是35年来最流行的网络层协议。IP与TCP和UDP协议以一种非常集成的方式使用,并在当今世界的计算机网络中占据主导地位。

第2层:数据链路层

Data Link Layer 用于在同一网络中直接连接的节点之间传输数据。数据链路层在同一网络中工作。数据链路层提供:

  • 节点间数据报传输
  • 数据流控制

Ethernet Medium Access Control (MAC) 协议是计算机网络中最为人所知和使用的协议。以太网是用ieee802.3标准定义的。Wi-Fi是另一种流行的协议,主要用于笔记本电脑、平板电脑、智能手机、电视连接到无线局域网设备。Wi-Fi是根据IEEE 802.11标准定义的。 Bluetooth USB 是计算机网络中使用的另一种流行的数据链路层协议。

第1层:物理层

Physical Layer 为数据链路层提供传输介质。物理层使用不同类型的信号在其上传输数据报。物理层提供:

  • 编码
  • 信号
  • 错误检测

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物理层可以通过铜线、空气、USB电缆、光缆进行操作。物理层还使用单工、半双工和全双工信号传输模式。

OSI层和协议的示例数据包

下面你会发现一个OSI层的网络包。 Frame 与物理层和 Ethernet II 是数据链路层。 Internet Protocol Version 4 是网络层和 Transmission Control Protocol 是传输层。

OSI层和协议的示例数据包

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