osi路由器参考模型
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“OSI参考模型”是什么?
OSI(Open System Interconnect)开放式系统互联。
一般都叫OSI参考模型,是ISO(国际标准化组织)组织在1985年研究的网络互联模型。国际标准化组织ISO发布的最著名的标准是ISO/iIEC 7498,又称为X.200协议。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架,即ISO开放系统互连参考模型。在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能,以实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。
开放系统 OSI标准定制过程中所采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题,这就是分层的体系结构方法。在OSI中,采用了三级抽象,即体系结构、服务定义和协议规定说明。
OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包含的可能的服务。它是作为一个框架来协调和组织各层协议的制定,也是对网络内部结构最精练的概括与描述。
OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力,它通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。同时,各种服务定义还定义了层与层之间的接口和各层的所使用的原语,但是不涉及接口是怎么实现的。
OSI标准中的各种协议精确定义了应当发送什么样的控制信息,以及应当用什么样的过程来解释这个控制信息。协议的规程说明具有最严格的约束。
ISO/OSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法。ISO/OSI参考模型只是描述了一些概念,用来协调进程间通信标准的制定。在OSI范围内,只有在各种的协议是可以被实现的而各种产品只有和OSI的协议相一致才能互连。这也就是说,OSI参考模型并不是一个标准,而只是一个在制定标准时所使用的概念性的框架。
在历史来看,在制定计算机网络标准方面起着很大作用的两大国际组织是CCITT和ISO。CCITT与ISO TC97的工作领域是不同的,CCITT主要是从通信角度考虑一些标准的制定,而ISO的TC97则关心信息的处理与网络体系结构。但是随着科学技术的发展,通信与信息处理的界限变得比较模糊了。于是,通信与信息处理就都成为了CCITT与TC97共同关心的领域。CCITT的建议书X.200就是开放系统互连的基本参考模型,它和ISO 7498基本是相同的。
最早的时候网络刚刚出现的时候,很多大型的公司都拥有了网络技术,公司内部计算机可以相互连接。可以却不能与其它公司连接。因为没有一个统一的规范。计算机之间相互传输的信息对方不能理解。所以不能互联。
ISO为了更好的使网络应用更为普及,就推出了OSI参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范,就能互联了。提供各种网络服务功能的计算机网络系统是非常复杂的。根据分而治之的原则,ISO将整个通信功能划分为七个层次,划分原则是:
(1)网路中各结点都有相同的层次;
(2)不同结点的同等层具有相同的功能;
(3)同一结点内相邻层之间通过接口通信;
(4)每一层使用下层提供的服务,并向其上层提供服务;
(5)不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。
其内容如下:
第7层 应用层:OSI中的最高层。应用层确定进程之间通信的性质,以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作,而且还要作
为应用进程的用户代理,来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括:文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数
据库访问RDA、制造业报文规范MMS、目录服务DS等协议;
第6层 表示层:主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能;
第5层 会话层:—在两个节点之间建立端连接。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置,尽管可以在层4中处理双工方式 ;
第4层 传输层:—常规数据递送-面向连接或无连接。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务;
第3层 网络层:—本层通过寻址来建立两个节点之间的连接,它包括通过互连网络来路由和中继数据 ;
第2层 数据链路层:—在此层将数据分帧,并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址;
第1层 物理层:处于OSI参考模型的最底层。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接,以便透明的传送比特流。
数据发送时,从第七层传到第一层,接受方则相反。
上三层总称应用层,用来控制软件方面。下四层总称数据流层,用来管理硬件。
数据在发至数据流层的时候将被拆分。
在传输层的数据叫段,网络层叫包,数据链路层叫帧,物理层叫比特流,这样的叫法叫PDU(协议数据单元)
OSI中每一层都有每一层的作用。比如网络层就要管理本机的IP的目的地的IP。数据链路层就要管理MAC地址(介质访问控制)等等,所以在每层拆分数据后要进行封装,以完成接受方与本机相互联系通信的作用。
如以此规定。
OSI模型用途相当广泛。
比如交换机、集线器、路由器等很多网络设备的设计都是参照OSI模型设计的。
OSI参考模型中,各层的功能
OSI各层的功能:
物理层
物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上
层协议提供了一个传输数据的物理媒体。
在这一层,数据的单位称为比特(bit)。
属于物理层定义的典型规范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
数据链路层
数据链路层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。
网络层
网络层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
传输层
传输层是第一个端到端,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。
会话层
会话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。
表示层
表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层
的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。
应用层
应用层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。
OSI参考模型分为哪几层
OSI参考模型分为7层,分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层和应用层。
各层的主要功能及其相应的数据单位如下:
· 物 理 层(Physical Layer)
我们知道,要传递信息就要利用一些物理媒体,如双纽线、同轴电缆等,但具体的物理媒体并不在OSI的7层之内,有人把物理媒体当作第0层,物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接,以及它们的机械、电气、功能和过程特性。 如规定使用电缆和接头 的类型,传送信号的电压等。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,单位是比特。
· 数 据 链 路 层(Data Link Layer)
数据链路层负责在两个相邻结点间的线路上,无差错的传送以帧为单位的数据。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,就要通知发方重发这一帧。
· 网 络 层(Network Layer)
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结点, 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- -源站点和目的站点地址的网络地址。
· 传 输 层(Transport Layer)
该层的任务时根据通信子网的特性最佳的利用网络资源,并以可靠和经济的方式,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,负责可靠地传输数据。在这一层,信息的传送单位是报文。
· 会 话 层(Session Layer)
这一层也可以称为会晤层或对话层,在会话层及以上的高层次中,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。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。
· 表 示 层(Presentation Layer)
这一层主要解决拥护信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于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。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩, 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。
osi参考模型分为哪几层?各层的功能是什么?
OSI参考模型包括7层,物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
各自的作用如下:
1、物理层的主要功能是利用传输介质为数据链路层提供物理联接,负责数据流的物理传输工作。物理层传输的基本单位是比特流,即0和1,也就是最基本的电信号或光信号,是最基本的物理传输特征。
2、数据链路层是在通信实体间建立数据链路联接,数据链路控制子层会接受网络协议数据、分组的数据报并且添加更多的控制信息,从而把这个分组传送到它的目标设备。
3、网络层是以路由器为最高节点俯瞰网络的关键层,它负责把分组从源网络传输到目标网络的路由选择工作。互联网是由多个网络组成在一起的一个集合,正是借助了网络层的路由路径选择功能,才能使得多个网络之间的联接得以畅通,信息得以共享。
4、传输层使用网络层提供的网络联接服务,依据系统需求可以选择数据传输时使用面向联接的服务或是面向无联接的服务。
5、会话层的主要功能是负责维护两个节点之间的传输联接,确保点到点传输不中断,以及管理数据交换等功能。会话层在应用进程中建立、管理和终止会话。会话层还可以通过对话控制来决定使用何种通信方式,全双工通信或半双工通信。会话层通过自身协议对请求与应答进行协调。
6、表示层的主要功能是处理在两个通信系统中交换信息的表示方式,主要包括数据格式变化、数据加密与解密、数据压缩与解压等。在网络带宽一定的前提下数据压缩的越小其传输速率就越快,所以表示层的数据压缩与解压被视为掌握网络传输速率的关键因素。
7、应用层采用不同的应用协议来解决不同类型的应用要求,并且保证这些不同类型的应用所采用的低层通信协议是一致的。应用层中包含了若干独立的用户通用服务协议模块,为网络用户之间的通信提供专用的程序服务。
服务与接口
在OSI分层结构模型中,每一层实体为相邻的上一层实体提供的通信功能称为服务。N层实体利用N-1层实体所提供的服务,向N+I层实体提供功能更强大的服务。这可以概括为“服务是垂直的”。例如,传输层实体利用网络层实体的服务,向应用层实体提供网页传输服务。
在OSI模型中,各层之间的接口都有统一的规则。N层的服务访问点SAP(Service Access Point)是N层实体提供服务给N+1层的地方,SAP可以理解为下层实体之间的逻辑传输通道。每一层的SAP都有一个唯一标明它的地址。一个N层可能存在多个SAP。
OSI网络模型
OSI七层模型和TCP/IP五层模型
一、OSI参考模型
1、OSI的来源
OSI(Open System Interconnect),即开放式系统互联。 一般都叫OSI参考模型,是ISO(国际标准化组织)组织在1985年研究的网络互连 模型。
ISO为了更好的使网络应用更为普及,推出了OSI参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范,就能互联了。
2、OSI七层模型的划分
OSI定义了网络互连的七层框架(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层),即ISO开放互连系统参考模型 。如下图。
每一层实现各自的功能和协议,并完成与相邻层的接口通信。OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力,它通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。
3、各层功能定义
这里我们只对OSI各层进行功能上的大概阐述,不详细深究,因为每一层实际都是一个复杂的层。后面我也会根据个人方向展开部分层的深入学习。这里我们就大概了解一下。我们从最顶层——应用层 开始介绍。整个过程以公司A和公司B的一次商业报价单发送为例子进行讲解。
1 应用层
OSI参考模型中最靠近用户的一层,是为计算机用户提供应用接口,也为用户直接提供各种网络服务。我们常见应用层的网络服务协议有:HTTP,HTTPS,FTP,POP3、SMTP等。
实际公司A的老板就是我们所述的用户,而他要发送的商业报价单,就是应用层提供的一种网络服务,当然,老板也可以选择其他服务,比如说,发一份商业合同,发一份询价单,等等。
2 表示层
表示层提供各种用于应用层数据的编码和转换功能,确保一个系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别。如果必要,该层可提供一种标准表示形式,用于将计算机内部的多种数据 格式转换成通信 中采用的标准表示形式。数据压缩和加密也是表示层可提供的转换功能之一。
由于公司A和公司B是不同国家的公司,他们之间的商定统一用英语作为交流的语言,所以此时表示层(公司的文秘),就是将应用层的传递信息转翻译成英语。同时为了防止别的公司看到,公司A的人也会对这份报价单做一些加密的处理。这就是表示的作用,将应用层的数据转换翻译等。
3 会话层
会话层就是负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话。该层的通信由不同设备中的应用程序之间的服务请求和响应组成。
会话层的同事拿到表示层的同事转换后资料,(会话层的同事类似公司的外联部),会话层的同事那里可能会掌握本公司与其他好多公司的联系方式,这里公司就是实际传递过程中的实体。他们要管理本公司与外界好多公司的联系会话。当接收到表示层的数据后,会话层将会建立并记录本次会话,他首先要找到公司B的地址信息,然后将整份资料放进信封,并写上地址和联系方式。准备将资料寄出。等到确定公司B接收到此份报价单后,此次会话就算结束了,外联部的同事就会终止此次会话。
4 传输层
传输层建立了主机端到端的链接,传输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务,包括处理差错控制和流量控制等问题。该层向高层屏蔽了下层数据通信的细节,使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条主机到主机的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路 。我们通常说的,TCP UDP就是在这一层。端口号既是这里的“端”。
传输层就相当于公司中的负责快递邮件收发的人,公司自己的投递员,他们负责将上一层的要寄出的资料投递到快递公司或邮局。
5 网络层
本层通过IP寻址来建立两个节点之间的连接,为源端的运输层送来的分组,选择合适的路由和交换节点,正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。就是通常说的IP层。这一层就是我们经常说的IP协议层。IP协议是Internet的基础。
网络层就相当于快递公司庞大的快递网络,全国不同的集散中心,比如说,从深圳发往北京的顺丰快递(陆运为例啊,空运好像直接就飞到北京了),首先要到顺丰的深圳集散中心,从深圳集散中心再送到武汉集散中心,从武汉集散中心再寄到北京顺义集散中心。这个每个集散中心,就相当于网络中的一个IP节点。
6 数据链路层
将比特组合成字节,再将字节组合成帧,使用链路层地址 (以太网使用MAC地址)来访问介质,并进行差错检测。
数据链路层又分为2个子层:逻辑链路控制子层(LLC)和媒体访问控制子层(MAC)。
MAC子层处理CSMA/CD算法、数据出错校验、成帧等;LLC子层定义了一些字段使上次协议能共享数据链路层。 在实际使用中,LLC子层并非必需的。
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7 物理层
实际最终信号的传输是通过物理层实现的。通过物理介质传输比特流。规定了电平、速度和电缆针脚。常用设备有(各种物理设备)集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。这些都是物理层的传输介质。
快递寄送过程中的交通工具,就相当于我们的物理层,例如汽车,火车,飞机,船。
4、通信特点:对等通信
对等通信,为了使数据分组从源传送到目的地,源端OSI模型的每一层都必须与目的端的对等层进行通信,这种通信方式称为对等层通信。在每一层通信过程中,使用本层自己协议进行通信。
二、TCP/IP五层模型
TCP/IP五层协议和OSI的七层协议对应关系如下。
在每一层都工作着不同的设备,比如我们常用的交换机就工作在数据链路层的,一般的路由器是工作在网络层的。
在每一层实现的协议也各不同,即每一层的服务也不同.下图列出了每层主要的协议。其中每层中具体的协议,我会在后面的逐一学习。
参考文献:
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