001七层OSI参考模型
⼀、什么是七层OSI参考模型
OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互连。是国际标准化组织（ISO）制定的⼀个⽤于计算机或通信系统间互联的标准体系，⼀般称为OSI参考模型或七层模型。
⼆、OSI参考模型的划分
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、表⽰层和应⽤层），即OSI开放系统互连参考模型。
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。
三、七层详解
1、物理层
物理层（physical layer）：利⽤传输介质为数据链路层提供物理连接，实现⽐特流的透明传输。
物理层是传输的媒介，在线路中将0/1转换成电信号和光信号。
相当于是邮局与邮局之间的搬运⼯。
物理层规定了电平、速度和电缆针脚。
作⽤：承载⽐特流的传输
特点：看得见，摸得着。⽐如集线器（hub），中继器，⽹线，光纤，光猫，双绞线，同轴电缆等
2、数据链路层
数据链路层（data link layer）：采⽤差错控制与流量控制的⽅法，使得有差错的物理线路变成⽆差错的数据链路。
数据链路层，⼜称数链层；相互直连的设备之间需要使⽤地址实现物理传输，⽽这个地址就是MAC地址，也叫物理地址（注：任何⼀个⽹络设备都有⼀个唯⼀的⾝份识别码，这个识别码就是MAC地址，MAC地址是⼀串⼗六进制的12位数字编码）。
相当于邮局中的拆箱⼯⼈。
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。
MAC⼦层的主要任务是解决共享型⽹络中多⽤户对信道竞争的问题，完成⽹络介质的访问控制；
LLC⼦层的主要任务是建⽴和维护⽹络连接，执⾏差错校验、流量控制和链路控制。
数据链路层的具体⼯作是接收来⾃物理层的位流形式的数据，并封装成帧，传送到上⼀层；同样，也将来⾃上层的数据帧，拆装为位流形式的数据转发到物理层；并且，还负责处理接收端发回的确认帧的信息，以便提供可靠的数据传输。
数据在经过数据链路层的时候会封装上帧头和帧尾，这时候我们把这个数据叫做数据帧，这个帧头帧尾⾥包含了源设备的mac地址和⽬的主机的mac地址，我们的⼆层就是依靠mac地址转发数据的。
作⽤：控制数据帧在物理链路上传输
设备：⽹桥，交换机，⽹卡等都是数据链路层设备
协议：PPP,HDLC,Ethernet,FDDI（令牌⽹）
Mac地址：⽹络设备的⾝份证，全球唯⼀。
3、⽹络层
⽹络层(network layer)：实现路由选择、分组、转发与拥塞控制等功能，为“分组”传输选择“最佳”的路由。
⽹络层的作⽤是寻址（ip地址就在⽹络层），将数据从发送端主机发送到接收端主机时，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。
相当于邮局中集散中⼼的分拨排序⼯⼈，例如：邮件从沈阳发到上海，邮件先到沈阳集散中⼼，再到北京集散中⼼，再到上海集散中⼼；每个集散中⼼都可以看成⼀个ip地址。
⽹络层（Network Layer）是OSI模型的第三层，它是OSI参考模型中最复杂的⼀层，也是通信⼦⽹的最
⾼⼀层。它在下两层的基础上向资源⼦⽹提供服务。其主要任务是：通过路由选择算法，为报⽂或分组通过通信⼦⽹选择最适当的路径。该层控制数据链路层与传输层之间的信息转发，建⽴、维持和终⽌⽹络的连接。具体地说，数据链路层的数据在这⼀层被转换为数据包，然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制，将信息从⼀个⽹络设备传送到另⼀个⽹络设备。
⼀般地，数据链路层是解决同⼀⽹络内节点之间的通信，⽽⽹络层主要解决不同⼦⽹间的通信。例如在⼴域⽹之间通信时，必然会遇到路由（即两节点间可能有多条路径）选择问题。
在实现⽹络层功能时，需要解决的主要问题如下：
寻址：数据链路层中使⽤的物理地址（如MAC地址）仅解决⽹络内部的寻址问题。在不同⼦⽹之间通信时，为了识别和到⽹络中的设备，每⼀⼦⽹中的设备都会被分配⼀个唯⼀的地址。由于各⼦⽹使⽤的物理技术可能不同，因此这个地址应当是逻辑地址（如IP地址）。交换：规定不同的信息交换⽅式。常见的交换技术有：线路交换技术和存储转发技术，后者⼜包括报⽂交换技术和分组交换技术。
路由算法：当源节点和⽬的节点之间存在多条路径时，本层可以根据路由算法，通过⽹络为数据分组选择最佳路径，并将信息从最合适的路径由发送端传送到接收端。
连接服务：与数据链路层流量控制不同的是，前者控制的是⽹络相邻节点间的流量，后者控制的是从源节点到⽬的节点间的流量。其⽬的在于防⽌阻塞，并进⾏差错检测。
作⽤：为数据在节点之间传输创建逻辑链路，并分组转发数据
协议：ip，ipx，icmp
设备：路由器，防⽕墙
数据在到达⽹络层的时候叫做数据包，就是说我们同⽹段的终端进⾏互访的时候交换机会查mac地址表互访，但是不同⽹段进⾏互访的时候，因为数据链路层的协议看不懂ip地址，所以将数据交给我们的三层协议去进⾏处理。
4、传输层
传输层（transport layer）：向⾼层⽤户提供可靠的“端——端”的通信服务，向⾼层屏蔽下层数据通讯的据体细节
传输层的⼀个重要作⽤是保证数据传输的可靠性，⽤于将建⽴和断开连接的实际⾏动，传输层为确保所有数据到达⽬标地址，会在通信两端计算机之间进⾏确认，如果数据没有到达或已损坏会负责进⾏重发。
相当于公司中跑邮局的送信⼯⼈。
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”。
OSI下3层的主要任务是数据通信，上3层的任务是数据处理。⽽传输层（Transport Layer）是OSI模型的第4层。因此该层是通信⼦⽹和资源⼦⽹的接⼝和桥梁，起到承上启下的作⽤。
该层的主要任务是：向⽤户提供可靠的端到端的差错和流量控制，保证报⽂的正确传输。传输层的作⽤是向⾼层屏蔽下层数据通信的细节，
即向⽤户透明地传送报⽂。该层常见的协议：TCP/IP中的TCP协议、Novell⽹络中的SPX协议和微软的NetBIOS/NetBEUI协议。
传输层提供会话层和⽹络层之间的传输服务，这种服务从会话层获得数据，并在必要时，对数据进⾏分割。然后，传输层将数据传递到⽹络层，并确保数据能正确⽆误地传送到⽹络层。因此，传输层负责提供两节点之间数据的可靠传送，当两节点的联系确定之后，传输层则负责监督⼯作。综上，传输层的主要功能如下：
osi参考模型的作用
传输连接管理：提供建⽴、维护和拆除传输连接的功能。传输层在⽹络层的基础上为⾼层提供“⾯向连接”和“⾯向⽆接连”的两种服务。
处理传输差错：提供可靠的“⾯向连接”和不太可靠的“⾯向⽆连接”的数据传输服务、差错控制和流量控制。在提供“⾯向连接”服务时，通过这⼀层传输的数据将由⽬标设备确认，如果在指定的时间内未收到确认信息，数据将被重发。
监控服务质量。
作⽤：建⽴连接，处理数据包错误，数据包次序
协议：tcp，udp
两个应⽤程序建⽴连接之后，传输层为他们处理数据在发送的时候产⽣的数据包错误，数据包次序，进⾏重传。数据包在传输层处理的时候叫做数据段。
5、会话层
会话层（session layer）：两个通信计算机之间的进程通信，管理数据交换。
会话层属于传输层的领导，决定采⽤何种连接⽅法以保证两端进⾏⾼效的数据交换是会话层的主要责任，管理传输层什么时间建⽴连接，什么时间断开连接。
相当于公司中收寄信、写信封拆信封的秘书。
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（Session Layer）是OSI模型的第5层，是⽤户应⽤程序和⽹络之间的接⼝，主要任务是：向两个实体的表⽰层提供建⽴和使⽤连接的⽅法。将不同实体之间的表⽰层的连接称为会话。因此会话层的任务就是组织和协调两个会话进程之间的通信，并对数据交换进⾏管理。⽤户可以按照半双⼯、单⼯和全双⼯的⽅式建⽴会话。当建⽴会话时，⽤户必须提供他们想要连接的远程地址。⽽这些地址与MAC（介质访问控制⼦层）地址或⽹络层的逻辑地址不同，它们是为⽤户专门设计的，更便于⽤户记忆。域名（DN）就是⼀种⽹络上使⽤的远程地址例如：www.3721就是⼀个域名。会话层的具体功能如下：
会话管理：允许⽤户在两个实体设备之间建⽴、维持和终⽌会话，并⽀持它们之间的数据交换。例如提供单⽅向会话或双向同时会话，并管理会话中的发送顺序，以及会话所占⽤时间的长短。
会话流量控制：提供会话流量控制和交叉会话功能。
寻址：使⽤远程地址建⽴会话连接。l
出错控制：从逻辑上讲会话层主要负责数据交换的建⽴、保持和终⽌，但实际的⼯作却是接收来⾃传输层的数据，并负责纠正错误。会话控制和远程过程调⽤均属于这⼀层的功能。但应注意，此层检查的错误不是通信介质的错误，⽽是磁盘空间、打印机缺纸等类型的⾼级错误。
6、表⽰层
表⽰层（presentation layer）：处理两个通信的计算机系统的数据表⽰⽅式，完成数据格式的变换，加密与解密，压缩与恢复
表⽰层是进⾏“统⼀的⽹络数据格式”和“某⼀台计算机或某⼀款软件特有的数据格式”之间的相互转换的分成。
相当于替⽼板写信的助理（可以进⾏内容加密处理）。
表⽰层（Presentation Layer）是OSI模型的第六层，它对来⾃应⽤层的命令和数据进⾏解释，对各种语法赋予相应的含义，并按照⼀定的格式传送给会话层。其主要功能是“处理⽤户信息的表⽰问题，如编码、数据格式转换和加密解密”等。表⽰层的具体功能如下：
数据格式处理：协商和建⽴数据交换的格式，解决各应⽤程序之间在数据格式表⽰上的差异。
数据的编码：处理字符集和数字的转换。例如由于⽤户程序中的数据类型（整型或实型、有符号或⽆符号等）、⽤户标识等都可以有不同的表⽰⽅式，因此，在设备之间需要具有在不同字符集或格式之间转换的功能。
压缩和解压缩：为了减少数据的传输量，这⼀层还负责数据的压缩与恢复。
数据的加密和解密：可以提⾼⽹络的安全性。
7、应⽤层
应⽤层（application）：为应⽤软件提供多种⽹络服务，例如：万维⽹，⽂件传输，电⼦邮件等其他服务
每⼀个⽹络应⽤都对应不同的协议，这些协议就属于应⽤层。
常见应⽤层的⽹络服务协议有：HTTP，HTTPS，FTP，POP3、SMTP等。
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。
应⽤层（Application Layer）是OSI参考模型的最⾼层，它是计算机⽤户，以及各种应⽤程序和⽹络之间的接⼝，其功能是直接向⽤户提供服务，完成⽤户希望在⽹络上完成的各种⼯作。它在其他6层⼯作的基础上，负责完成⽹络中应⽤程序与⽹络操作系统之间的联系，建⽴与结束使⽤者之间的联系，并完成⽹络⽤户提出的各种⽹络服务及应⽤所需的监督、管理和服务等各种协议。此外，该层还负责协调各个应⽤程序间的⼯作。
应⽤层为⽤户提供的服务和协议有：⽂件服务、⽬录服务、⽂件传输服务（FTP）、远程登录服务（Telnet）、电⼦邮件服务（E-mail）、打印服务、安全服务、⽹络管理服务、数据库服务等。上述的各种⽹络服务由该层的不同应⽤协议和程序完成，不同的⽹络操作系统之间在功能、界⾯、实现技术、对硬件的⽀持、安全可靠性以及具有的各种应⽤程序接⼝等各个⽅⾯的差异是很⼤的。应⽤层的主要功能如下：⽤户接⼝：应⽤层是⽤户与⽹络，以及应⽤程序与⽹络间的直接接⼝，使得⽤户能够与⽹络进⾏交互式联系。
实现各种服务：该层具有的各种应⽤程序可以完成和实现⽤户请求的各种服务。
四、OSI7层模型的⼩结
由于OSI是⼀个理想的模型，因此⼀般⽹络系统只涉及其中的⼏层，很少有系统能够具有所有的7层，并完全遵循它的规定。
在7层模型中，每⼀层都提供⼀个特殊的⽹络功能。从⽹络功能的⾓度观察：下⾯4层（物理层、数据链路层、⽹络层和传输层）主要提供数据传输和交换功能，即以节点到节点之间的通信为主；第4层作为上下两部分的桥梁，是整个⽹络体系结构中最关键的部分；⽽上3层（会话层、表⽰层和应⽤层）则以提供⽤户与应⽤程序之间的信息和数据处理功能为主。简⾔之，下4层主要完成通信⼦⽹的功能，上3层主要完成资源⼦⽹的功能。
五、参考资料

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