計算機網路11--OSI參考模型
本頁內容
1.OSI參考模型簡介
2.OSI參考模型通訊過程
3.OSI參考模型的資料封裝
4.資料封裝的意義
5.物理層
6.資料鏈路層
7.網路層
8.傳輸層
9.會話層
10.表示層
11.應用層
1.OSI參考模型簡介
OSI=Open System Interconnection=開放系統互連
來歷:是由國際標準化組織(ISO=International Organization for Standardization)於1984年提出的分層網路體系結構模型。
目的:它的作用是支援異構網路系統的互連互通,是異構網路系統互連的國際標準。
OSI參考模型將網路通訊在功能
2.OSI參考模型通訊過程
中間系統=路由器、交換機等裝置
對等層次之間遵循相關層次的協議進行資料的交換(注意,資料實際上還是通過物理層的鏈路進行傳輸)。
圖中實現表示資料的真實傳輸路徑,即實傳輸。
上下層之間通過介面來交換資料。
我們不難看出,上4層(應用層、表示層、會話層、傳輸層)直接對應到目的主機對等層次,下3層(網路層、資料鏈路層、物理層)為中間系統可以實現的層次。我們把上4層稱為端-端層(不需要中間系統實現)。注:雖然OSI參考模型的4-7層為端到端層,但並不意味中間系統(如路由器)就絕對不實現這些層次的功能或者執行這些層次的協議,如絕大多數路由器支援以Web(應用層)登陸。
3.OSI參考模型的資料封裝
PDU=Protocol Data Unit
封裝及傳輸步驟解析:
(主機A向主機B傳送資料)
1. 使用者資料在主機A交給應用層,應用層根據網路應用及應用層協議的不同,可能會加上一些控制資訊(AH),即應用層頭。這樣就構成了一個協議資料單元(PDU)。應用層將應用層的協議資料單元(A-PDU)通過介面傳送給表示層。
2.同樣,表示層在接受到A-PDU後,再將其加上頭表示層規定的一些頭部資訊(PH)構成了表示層的協議資料單元(P-PDU)。表示層再將P-PDU交給會話層。
3.依次類推,在網路層的協議資料單元交給資料鏈路層後,注意資料鏈路層會將其加頭加尾
4.主機B的物理層在接收到的資訊中,識別出資料鏈路層的幀,交給鏈路層處理。鏈路層在識別幀後去頭去尾,還原出網路層的資料單元(N-PDU), 再交給網路層。
5.網路層可以識別出網路層的協議資料單元,去掉頭部資訊,還原成傳輸層協議資料單元(S-PDU),再交給傳輸層。
6.依次類推,資料最後到達應用層後,會被去掉頭,還原成主機A使用者原始傳送的資料,再傳遞給主機B的使用者。
哈哈!這樣主機A與主機B的通訊過程就完成了,是不是很像在冬天,一個在溫室裡的人想出門,於是穿上一層又一層的衣服,上路。在到達了另一個溫室後,又一層又一層地脫掉衣服,最後和他在前一個溫室穿得一樣多。
4.資料封裝的意義
由上不難看出,資料封裝其實就是給原始資料加上控制資訊,構造協議資料單元(PDU)。
那麼控制資訊到底是個什麼東東呢?讓我們來一探究竟:
a.地址(Address)資訊:標識傳送端與接收端
b.差錯檢測編碼(Error-detecting code)資訊:用於差錯檢測或糾正
c.協議控制(Protocol control)資訊:實現協議功能的附加資訊,如:優先順序(priority)、服務質量(QoS)和安全控制等。
5.物理層
總的來說物理層的功能就是保證資訊能夠正常傳輸。
物理層定義了:
介面特性:機械特性、電器特性、功能特性、規程特性
機械特性:規定了介面的幾何形狀等
電器特性:規定了介面使用的電平大小等
功能特性:規定了介面引腳個數及各項功能等
規程特性:定義了介面在工作過程中遵循的相應過程。
位元編碼:用位元對資訊按照一定規則進行編碼,以用於傳輸
資料率:即資料傳輸速率
位元同步:時鐘同步
傳輸模型:單工(Simplex)模式‘、半雙工(half-duplex)模式、全雙工模式(full-duplex)
單工模式:只能單向傳輸,如電視機只能單項接收來自電視臺的訊號,不能給電視臺傳送訊號。
半雙工模式:只能交替雙向通訊,即主機A與主機B可以相互發資訊,但是不能同時向對方發信息。如對講機,說的時候不能發,發的時候不能說。
全雙工模式:可以同時雙向通訊,如電話。
6.資料鏈路層
資料鏈路層要完成的功能有:
a.負責結點-結點(node-node)間的資料傳輸(以幀的形式傳輸)。
b.組幀(Framing)(加頭加尾):目的是讓接收端從物理層收到一系列位元流時能夠成功地切分出各個資料幀。
c.物理定址(Physical addressing) :在幀頭中增加發送端和/或接受端的實體地址標識資料幀的傳送端和/或接受端。
d.流量控制(Flow control):匹配發送端與接收端的傳送速度與接收速度,避免資料淹沒接收端。
e.差錯控制(Error control):檢測並重傳損壞或丟失幀,並避免重複幀。
f.訪問(接入)控制(Access control):在任一給定時刻決定哪個裝置擁有鏈路(物理介質)的控制使用權。
7.網路層
網路層要乾的事情有:
a.負責源主機到目的主機資料分組(packet)的交付(可能穿越多個網路)。
b.邏輯定址(Logical addressing):全域性唯一邏輯地址,確保資料分組被送達目的主機,如IP地址(穿越多個網路時,鏈路層的物理定址並不能用)。
c.路由(Routing):路由器(或閘道器)互連網路,並路由分組至最終目的主機,路徑選擇。
d.分組轉發
總的來說網路層就是要實現跨網路的資料傳輸。
8.傳輸層
傳輸層的功能:
a.負責源-目的(端-端)(程序間)完整報文傳輸。
b.報文分段與重組。
c.SAP定址:確保將完整報文提交給正確程序,如埠號。
d.連線控制:負責端-端的連線控制(建立連線、拆除連線),是一種邏輯連線。
e.流量控制:控制端-端傳輸的速度。
f.差錯控制:差錯檢測與糾正。
9.會話層
會話層的功能:
a.對話控制(dialog controlling):控制對話的建立、維護等。
b.同步(synchronization):在資料流中插入“同步控制點“。
10.表示層
表示層用於:
處理兩個系統間交換資訊的語法與語義(syntax and semantics)問題。
a.資料表示轉化:轉換為主機獨立的編碼,如資料傳輸到Mac,則需要將其轉換為Mac的編碼,傳到Win則需要將其轉換為Win的編碼。
b.加密/解密
c.壓縮/解壓縮
11.應用層
應用層支援使用者通過使用者代理(如瀏覽器)或網路介面使用網路(服務)。
典型應用層服務:
檔案傳輸(FTP)
電子郵件(SMTP)
Web(HTTP)