OSI模型功能協(xié)議

物理層

物理層規(guī)定了激活、維持、關閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。該層為上層協(xié)議提供了一個傳輸數(shù)據(jù)的物理媒體。

在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為比特(bit)。

屬于物理層定義的典型規(guī)范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。

數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等。

在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為幀(frame)。

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。

網(wǎng)絡層

網(wǎng)絡層負責對子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)包進行路由選擇。網(wǎng)絡層還可以實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能。

在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為數(shù)據(jù)包(packet)。

網(wǎng)絡層協(xié)議的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF、ARP、RARP、ICMP、IGMP等。

傳輸層

傳輸層是第一個端到端，即主機到主機的層次。傳輸層負責將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外，傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。

在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為數(shù)據(jù)段(segment)。

傳輸層協(xié)議的代表包括:TCP、UDP、SPX等。

會話層

會話層管理主機之間的會話進程，即負責建立、管理、終止進程之間的會話。會話層還利用在數(shù)據(jù)中插入校驗點來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。

表示層

表示層對上層數(shù)據(jù)或信息進行變換以保證一個主機應用層信息可以被另一個主機的應用程序理解。表示層的數(shù)據(jù)轉換包括數(shù)據(jù)的加密、壓縮、格式轉換等。

應用層

應用層為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡應用程序提供訪問網(wǎng)絡服務的接口。

應用層協(xié)議的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

OSI是一個定義良好的協(xié)議規(guī)范集，并有許多可選部分完成類似的任務。

它定義了開放系統(tǒng)的層次結構、層次之間的相互關系以及各層所包括的可能的任務。是作為一個框架來協(xié)調和組織各層所提供的服務。

但是OSI參考模型并沒有提供一個可以實現(xiàn)的方法，而是描述了一些概念，用來協(xié)調進程間通信標準的制定。即OSI參考模型并不是一個標準，而是一個在制定標準時所使用的概念性框架。

事實上的標準是TCP/IP參考模型

1、應用層協(xié)議

應用層協(xié)議工作在OSI模型的上層，提供應用程序間的交換和數(shù)據(jù)交換。比較常用的應用層協(xié)議有:

SMTP (simple Mail Transfer Protocol，簡單郵件傳輸協(xié)議)

BOOTP(Boot trap.Protocol)

FTP (File Transfer Protocol，文件傳輸協(xié)議)

HTTP(Hypertext Transfer Protocol，超文本傳輸協(xié)議)

AFP (Apple Talk文件協(xié)議)--Apple公司的網(wǎng)絡協(xié)議族，用于交換文件

SNMP (Simple Network Management Protocol)

SMB (Server Message Block Protocol)

TFTP(簡單文件傳輸協(xié)議)

X.500

NCP (NetWare Core Protocol)

NFS (Network File System)

telnet

dns

2、傳輸層協(xié)議

傳輸層協(xié)議提供計算機之間的通信會話，并確保數(shù)據(jù)在計算機之間可靠地傳輸。主要的傳輸層協(xié)議有:

TCP(Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議)

SPX(SequenCed Packet ExChange Protocol

NWL INK

ATP(AppleTalk Transaction Protocol)，NBP(名字綁定協(xié)議)

NetBEUI(NetBIOS Extended User Internet)

udp(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)

3、網(wǎng)絡層協(xié)議

網(wǎng)絡層協(xié)議提供所謂的鏈路服務，這些協(xié)議可以處理尋址和路由信息、錯誤檢測和重傳請求。網(wǎng)絡層協(xié)議包括:

IP (Internet Protocol)

IPX (Internet work Packet Exchange)

NWLINK--微軟實現(xiàn)的 IPX/SPX

DDP (Datagram Delivery Protocol)

NetBEUI

X.25

Ethernet

arp

rarp

icmp

在數(shù)據(jù)發(fā)送到另一層時，都要分成數(shù)據(jù)包。

數(shù)據(jù)包是一個信息單位，作為一個整體，從網(wǎng)絡中的一個設備傳送給另一個設備。

1，數(shù)據(jù)包結構

數(shù)據(jù)包包含了幾種不同類型的數(shù)據(jù):

信息，某種類的計算機控制數(shù)據(jù)和命令

會話控制代碼

數(shù)據(jù)包頭

數(shù)據(jù)

報尾

⒉ 創(chuàng)建數(shù)據(jù)包

數(shù)據(jù)包的創(chuàng)建過程是從OSI模型的應用層開始的。跨網(wǎng)絡傳輸?shù)男畔⒁獜膽脤娱_始，往下依次穿過各層。每層都對數(shù)據(jù)包進行重新組裝，以增加自己的信息(信頭)。

OSI/RM協(xié)議是由ISO(國際標準化組織)制定的，它有三個基本的功能:提供給開發(fā)者一個必須的、通用的概念以便開發(fā)完善、可以用來解釋連接不同系統(tǒng)的框架。

OSI將計算機網(wǎng)絡體系結構(architecture)劃分為以下七層:

物理層: 將數(shù)據(jù)轉換為可通過物理介質傳送的電子信號 相當于

郵局中的搬運工人

數(shù)據(jù)鏈路層: 決定訪問網(wǎng)絡介質的方式

在此層將數(shù)據(jù)分幀，并處理流控制。本層 指定拓撲結構并提供硬件尋 址。相當于郵局中的裝拆箱工人

網(wǎng)絡層: 使用權數(shù)據(jù)路由經(jīng)過大型網(wǎng)絡 相當于郵局中的排序工人

傳輸層: 提供終端到終端的可靠連接 相當于公司中跑郵局的送信職員

會話層: 允許用戶使用簡單易記的名稱建立連接 相當于公司中收寄信、寫信封與拆信封的秘書

表示層: 協(xié)商數(shù)據(jù)交換格式 相當公司中簡報老板、替老板寫信的助理

應用層: 用戶的應用程序和網(wǎng)絡之間的接口老板

(Physical Layer)

O S I 模型的最低層或第一層，該層包括物理連網(wǎng)媒介，如電纜連線連接器。物理層的協(xié)議產(chǎn)生并檢測電壓以便發(fā)送和接收攜帶數(shù)據(jù)的信號。在你的桌面P C 上插入網(wǎng)絡接口卡，你就建立了計算機連網(wǎng)的基礎。換言之，你提供了一個物理層。盡管物理層不提供糾錯服務，但它能夠設定數(shù)據(jù)傳輸速率并監(jiān)測數(shù)據(jù)出錯率。網(wǎng)絡物理問題，如電線斷開，將影響物理層。 用戶要傳遞信息就要利用一些物理媒體，如雙絞線、同軸電纜等，但具體的物理媒體并不在OSI的7層之內，有人把物理媒體當做第0層，物理層的任務就是為它的上一層提供一個物理連接，以及它們的機械、電氣、功能和過程特性。如規(guī)定使用電纜和接頭的類型、傳送信號的電壓等。在這一層，數(shù)據(jù)還沒有被組織，僅作為原始的位流或電氣電壓處理，單位是比特。

(Datalink Layer)

O S I 模型的第二層，它控制網(wǎng)絡層與物理層之間的通信。它的主要功能是如何在不可靠的物理線路上進行數(shù)據(jù)的可靠傳遞。為了保證傳輸，從網(wǎng)絡層接收到的數(shù)據(jù)被分割成特定的可被物理層傳輸?shù)膸?。幀是用來移動?shù)據(jù)的結構包，它不僅包括原始數(shù)據(jù)，還包括發(fā)送方和接收方的物理地址以及糾錯和控制信息。其中的地址確定了幀將發(fā)送到何處，而糾錯和控制信息則確保幀無差錯到達。如果在傳送數(shù)據(jù)時，接收點檢測到所傳數(shù)據(jù)中有差錯，就要通知發(fā)送方重發(fā)這一幀。 數(shù)據(jù)鏈路層的功能獨立于網(wǎng)絡和它的節(jié)點和所采用的物理層類型，它也不關心是否正在運行 Wo r d 、E x c e l 或使用I n t e r n e t。有一些連接設備，如交換機，由于它們要對幀解碼并使用幀信息將數(shù)據(jù)發(fā)送到正確的接收方，所以它們是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的。 數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer):在物理層提供比特流服務的基礎上，建立相鄰結點之間的數(shù)據(jù)鏈路，通過差錯控制提供數(shù)據(jù)幀(Frame)在信道上無差錯的傳輸，并進行各電路上的動作系列。 數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等。 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。

(Network Layer)

O S I 模型的第三層，其主要功能是將網(wǎng)絡地址翻譯成對應的物理地址，并決定如何將數(shù)據(jù)從發(fā)送方路由到接收方。 網(wǎng)絡層通過綜合考慮發(fā)送優(yōu)先權、網(wǎng)絡擁塞程度、服務質量以及可選路由的花費來決定從一個網(wǎng)絡中節(jié)點A 到另一個網(wǎng)絡中節(jié)點B 的最佳路徑。由于網(wǎng)絡層處理路由，而路由器因為即連接網(wǎng)絡各段，并智能指導數(shù)據(jù)傳送，屬于網(wǎng)絡層。在網(wǎng)絡中，"路由"是基于編址方案、使用模式以及可達性來指引數(shù)據(jù)的發(fā)送。 網(wǎng)絡層負責在源機器和目標機器之間建立它們所使用的路由。這一層本身沒有任何錯誤檢測和修正機制，因此，網(wǎng)絡層必須依賴于端端之間的由D L L提供的可靠傳輸服務。 網(wǎng)絡層用于本地L A N網(wǎng)段之上的計算機系統(tǒng)建立通信，它之所以可以這樣做，是因為它有自己的路由地址結構，這種結構與第二層機器地址是分開的、獨立的。這種協(xié)議稱為路由或可路由協(xié)議。路由協(xié)議包括I P、N o v e l l公司的I P X以及A p p l e Ta l k協(xié)議。 網(wǎng)絡層是可選的，它只用于當兩個計算機系統(tǒng)處于不同的由路由器分割開的網(wǎng)段這種情況，或者當通信應用要求某種網(wǎng)絡層或傳輸層提供的服務、特性或者能力時。例如，當兩臺主機處于同一個L A N網(wǎng)段的直接相連這種情況，它們之間的通信只使用L A N的通信機制就可以了(即OSI 參考模型的一二層)。

(Transport Layer)

O S I 模型中最重要的一層。傳輸協(xié)議同時進行流量控制或是基于接收方可接收數(shù)據(jù)的快慢程度規(guī)定適當?shù)陌l(fā)送速率。除此之外，傳輸層按照網(wǎng)絡能處理的最大尺寸將較長的數(shù)據(jù)包進行強制分割。例如，以太網(wǎng)無法接收大于1 5 0 0 字節(jié)的數(shù)據(jù)包。發(fā)送方節(jié)點的傳輸層將數(shù)據(jù)分割成較小的數(shù)據(jù)片，同時對每一數(shù)據(jù)片安排一序列號，以便數(shù)據(jù)到達接收方節(jié)點的傳輸層時，能以正確的順序重組。該過程即被稱為排序。 工作在傳輸層的一種服務是 T C P / I P 協(xié)議套中的T C P (傳輸控制協(xié)議)，另一項傳輸層服務是I P X / S P X 協(xié)議集的S P X (序列包交換)。

(Session Layer)

負責在網(wǎng)絡中的兩節(jié)點之間建立、維持和終止通信。會話層的功能包括:建立通信鏈接，保持會話過程通信鏈接的暢通，同步兩個節(jié)點之間的對 話，決定通信是否被中斷以及通信中斷時決定從何處重新發(fā)送。 你可能常常聽到有人把會話層稱作網(wǎng)絡通信的"交通警察"。當通過撥號向你的 I S P (因特網(wǎng)服務提供商)請求連接到因特網(wǎng)時，I S P 服務器上的會話層向你與你的P C 客戶機上的會話層進行協(xié)商連接。若你的電話線偶然從墻上插孔脫落時，你終端機上的會話層將檢測到連接中斷并重新發(fā)起連接。會話層通過決定節(jié)點通信的優(yōu)先級和通信時間的長短來設置通信期限。

(Presentation Layer)

應用程序和網(wǎng)絡之間的翻譯官，在表示層，數(shù)據(jù)將按照網(wǎng)絡能理解的方案進行格式化;這種格式化也因所使用網(wǎng)絡的類型不同而不同。 表示層管理數(shù)據(jù)的解密與加密，如系統(tǒng)口令的處理。例如:在 Internet上查詢你銀行賬戶，使用的即是一種安全連接。你的賬戶數(shù)據(jù)在發(fā)送前被加密，在網(wǎng)絡的另一端，表示層將對接收到的數(shù)據(jù)解密。除此之外，表示層協(xié)議還對圖片、視頻、文本等文件格式信息進行解碼和編碼，例如MPEG和JPEG。

(Application Layer)

負責對軟件提供接口以使程序能使用網(wǎng)絡服務。術語"應用層"并不是指運行在網(wǎng)絡上的某個特別應用程序 ，應用層提供的服務包括文件傳輸、文件管理以及電子郵件的信息處理。

· IP協(xié)議對應OSI模型的第三層-網(wǎng)絡層

· TCP協(xié)議對應OSI模型的第四層傳輸層和第五層會話層的部分功能

· TCP/IP協(xié)議并不對網(wǎng)絡會話層(OSI模型第五層的一部分)發(fā)生的具體事情進行假設，而OSI模型定義了集中多層標準化功能。

· TCP/IP協(xié)議并不對IP網(wǎng)絡層下的鏈路層再進行分層協(xié)定，而OSI模型指定了兩個分層。

· 當一個應用程序需要的功能在TCP/IP協(xié)議中無法找到時，該應用程序可以提供這些功能并調用。OSI模型假設每層的功能已經(jīng)定義好，一個應用程序永遠不會再調用自帶功能，因為各層之間的接口抽離了許多細節(jié)，可能無法實現(xiàn)調用。

開放系統(tǒng)互連參考模型為實現(xiàn)開放系統(tǒng)互連所建立的通信功能分層模型，簡稱OSI參考模型。其目的是為異種計算機互連提供一個共同的基礎和標準框架，并為保持相關標準的一致性和兼容性提供共同的參考。這里所說的開放系統(tǒng)，實質上指的是遵循OSI參考模型和相關協(xié)議能夠實現(xiàn)互連的具有各種應用目的的計算機系統(tǒng)。OSI參考模型如圖1所示。

OSI參考模型是計算機網(wǎng)路體系結構發(fā)展的產(chǎn)物。它的基本內容是開放系統(tǒng)通信功能的分層結構。這個模型把開放系統(tǒng)的通信功能劃分為七個層次，從鄰接物理媒體的層次開始，分別賦于1，2，……7層的順序編號，相應地稱之為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、運輸層、會話層、表示層和應用層。每一層的功能是獨立的。它利用其下一層提供的服務并為其上一層提供服務，而與其他層的具體實現(xiàn)無關。這里所謂的"服務"就是下一層向上一層提供的通信功能和層之間的會話規(guī)定，一般用通信原語實現(xiàn)。兩個開放系統(tǒng)中的同等層之間的通信規(guī)則和約定稱之為協(xié)議。通常把1~4層協(xié)議稱為下層協(xié)議，5~7層協(xié)議稱為上層協(xié)議。

1、國際標準化組織ISO在1979年建立了一個分委員會來專門研究一種用于開放系統(tǒng)的體系結構，提出了開放系統(tǒng)互連OSI模型，這是一個定義連接異種計算機的標準主體結構。

2、OSI簡介：OSI采用了分層的結構化技術，共分七層，物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。

3、OSI參考模型的特性：是一種異構系統(tǒng)互連的分層結構；提供了控制互連系統(tǒng)交互規(guī)則的標準骨架；定義一種抽象結構，而并非具體實現(xiàn)的描述；不同系統(tǒng)中相同層的實體為同等層實體；同等層實體之間通信由該層的協(xié)議管理；相信層間的接口定義了原語操作和低層向上層提供的服務；所提供的公共服務是面向連接的或無連接的數(shù)據(jù)服務；直接的數(shù)據(jù)傳送僅在最低層實現(xiàn)；每層完成所定義的功能，修改本層的功能并不影響其他層。

4、物理層：提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需要的機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性；有關的物理鏈路上傳輸非結構的位流以及故障檢測指示。

5、數(shù)據(jù)鏈路層：在網(wǎng)絡層實體間提供數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的功能和過程；提供數(shù)據(jù)鏈路的流控。

6、網(wǎng)絡層：控制分組傳送系統(tǒng)的操作、路由選擇、擁護控制、網(wǎng)絡互連等功能，它的作用是將具體的物理傳送對高層透明。

7、傳輸層：提供建立、維護和拆除傳送連接的功能；選擇網(wǎng)絡層提供最合適的服務；在系統(tǒng)之間提供可靠的透明的數(shù)據(jù)傳送，提供端到端的錯誤恢復和流量控制。

8、會話層：提供兩進程之間建立、維護和結束會話連接的功能；提供交互會話的管理功能，如三種數(shù)據(jù)流方向的控制，即一路交互、兩路交替和兩路同時會話模式。

9、表示層：代表應用進程協(xié)商數(shù)據(jù)表示；完成數(shù)據(jù)轉換、格式化和文本壓縮。

10、應用層：提供OSI用戶服務，例如事務處理程序、文件傳送協(xié)議和網(wǎng)絡管理等。