计算机网络应用  OSI参考模型各层功能概述
通过对OSI结构的学习，知道各层都具有各自不同的功能。在整个OSI体系结构中，只有每一层和其相邻的层协同工作，共同完成自身的功能，才能够实现数据的正常传输。
1．物理层（Physical Layer）
物理层位于OSI参考模型的最低层，但同时也是OSI参考模型的基础。其数据传输的基本单位为“比特（bit）”，它建立在传输介质的基础之上，通过物理传输介质为数据链路层提供物理连接，从而实现比特流的传输。其上面的典型协议代表有EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
简单的说，在物理层中的规程都与电路上传输的原始比特有关，它涉及到什么信号代表 “1”，什么信号代表“0”、一个比特的持续时间、传输方向等。一般来讲，物理层包括以下几个方面的功能：
● 规定了通信设备及通信线缆接口的机械特性、电气特性、功能特性和过程特性4种特性；
● 定义了传输通道上的电气信号及二进制位是如何转换成电流、光信号或者其它物理形式；
● 为上层协议提供一个传输数据的物理媒介；
● 数据的传输速率即数据率；
● 比特的同步指发送方和接收方不仅要使用同样的数据传输速率，而且还要在时钟频率上进行同步；
● 物理层定义了设备间的信息传输方向，它包括单工、半双工或全双工。在单工模式下，一个设备只能发送或接收信息。它是一种单向通信；在半双工模式下，一个设备可以接收和发送信息，但不能同时进行；在全双工模式下，一个设备可以在同一时间接收和发送信息；
● 建立、维持及释放数据链路实体间的连接。
2．数据链路层（Data Link Layer）
在数据链路层数据传输的基本单位称为“帧（frame）”，它将物理层不可靠的物理介质转换成可靠的传输，以达到对于其上层看来物理层的传输时无错的、透明的目的。数据链路层的功能包括以下几个方面：
● 组帧
为了保证数据的可靠性传输，数据链路层将用户数据封装成帧，并按顺序传送。
● 物理编址
指在数据链路层将帧添加头部，以明确其发送方或接收方。
● 流量控制
由于发送方高速发送数据时，会给低速接收方带来数据“淹没”的问题。因此，通过流量控制机制以使发送方得知接收方当前的缓存空间，并以双方协定的速率传送数据。
● 差错控制
由于物理线路是不可靠的，因此在数据传输过程中可能造成数据帧的出错或丢失，从而使接收方不能正确接收数据帧。另外，相同帧的多次传送也可能使接收方收到重复帧。因此，在数据链路层增加了差错控制机制，来检测和重传损坏或丢失的帧，以及防止重复帧的出现。
● 接入控制
是指当两个或更多的设备连接到相同的一条链路时，数据链路层将会决定它们其中的哪一个设备在什么时候对该链路拥有控制权。
● 建立、维持和释放网络实体间的数据链路。
3．网络层（Network Layer）
网络层是OSI参考模型的第三层，也是“低层”中最为复杂的一层。其数据传输的基本单位称为“数据包（packet）”，它负责两个端系统之间的数据传送。
网络层数据的传送范围可能要跨越多个网络。它确保每个分组从发送方到接收方。如果两个系统连接在同一条链路上，则通常不需要网络层。如对于单个局域网而言，网络层是冗余的。因为报文可以直接从一台计算机传送到另一台计算机，网络层所提供的服务很少。但是，如果两个系统连接在不同的网络上，则通常需要网络层来完成发送方到接收方的传送，如广域网应用较多。该层的代表协议有IP、IPX、RIP、OSPF等。
网络层具有以下功能：
● 路由选择
用于当许多独立的网络或链路相互互联从而组成更大的网络时，这些连接设备（路由器或交换机）通过路由选择或交换的方法使分组到达其接收方。
● 流量控制
是指在多个网络互联的情况下（如广域网），如果通信子网中同时出现过多的报文，就可能导致网络拥塞。但通过网络层中的流量控制机制能够很好地解决这一问题。
● 异构网络互联
在两个或多个网络间传送报文时，可能由于网络间所采用的是不同的网络协议，而导致接收方无法接收到数据。因此，网络层必须提供不同的网络互联，从而保证数据的正常传输。
● 逻辑编址
在数据链路层完成的物理编址，只能处理本地寻址问题。如果分组要跨越网络边界，就需要另一种编址系统来区分源系统和目的系统。因此，在网络层将上层传送的分组添加发送方和接收方的逻辑地址。
● 负责点到点之间通信连接的建立、维护和释放。
4．传输层（Transport Layer）
在传输层中，数据传输的基本单位称为“数据段（data segment）”，它在OSI参考模型中是最重要的一层。它负责整个报文端到端的传送，确保整个报文完整地按序到达。该层具有以下功能：
● 服务点编址
由于绝大数主机都支持多用户操作，因此在主机中能够运行多个程序，这意味着在该主机中存在有多条连接（进程），所以在传输层的头部必须包括服务点地址，以此标识其中的报文属于哪条连接，确保整个报文能够传送到该计算机中正确的进程。
● 分段和重传
一个报文需要划分成若干个可传输的报文段，每个报文段都包括一个序号，这些序号使传输层能在到达接收方后，将报文正确的重组，并对传输时丢失的分组进行识别和重传。
● 连接控制
根据会话实体的具体情况不同，传输层能够提供面向连接的或无连接的服务。其中包括一条无差错的、按顺序传送数据的端到端连接，或一条独立的、不保证顺序的报文传输，以及多目标传送的报文广播。
● 通信子网和资源子网的界面
指它能够为高层屏蔽低层数据通信的细节，决定对会话层用户、最终网络用户所提供的服务。
● 使用命名机制来管理跨网连接的建立和拆除，使计算机内的进程能够识别需要连接的对象。
● 建立、维护和释放传送连接的过程，并保证网络连接的质量。
5．会话层（Session Layer）
会话层主要负责提供两个进程之间建立、维护和结束会话的连接，同时对进程中必要的信息
传送方式、进程间的同步以及重新同步进行管理。总的来说会话层包括以下几方面的功能：
● 对话管理
它允许两个系统进行对话，并对其进行管理。一种是令牌管理（Token Management），它允许信息同时双向传输，或者任何时候只能单向传输。为了保证通信双方不能同时进行同样的操作，在会话层提供的令牌控制机制中，令牌能够在会话双方之间移动，只有持有令牌的一方才能够执行关键性操作。
● 同步
会话层在数据流中加入同步点，以使会话用户双方拥有对会话过程一致的了解达到同步会话的目的。如在平均每小时出现一次故障的网络中，两台计算机之间要进行一次两小时的文件传输。当文件传送一小时时，网络会出现故障，文件停止传输，然后需要重新传送该文件，但当网络再次出现故障时，将可能又一次半途而废。通过会话层提供的同步管理机制，能够很好的解决这样的问题，即当每次故障出现时，仅仅需要重传最后一个同步点之后的数据。
● 恢复
会话层在通信会话过程中加入校验点，这样当通信会话在通信失效后，再次建立通信会话时，能够从校验点恢复通信。对于传送大文件恢复功能及其重要。
● 会话实体间连接的建立、维持与释放。
6．表示层（Presentation Layer）
表示层以下的各层只关心如何可靠的传送数据，而表示层关心的是所传送数据的表现方式、它的语法和语义。表示层的功能主要包括以下几个方面：
● 格式转换
由于在两个系统进程中所交换的信息通常是字符流、数字等，这些信息在传送之前应当变成比特流。但是不同的计算机所使用的编码方式也不同，导致不同系统互操作性差。因此在表示层需要对数据格式进行转换以达到统一。
● 数据的加密与解密
加密是指对敏感信息采取的保密措施。也就是说发送方将原始信息转换成为另一种形式后，
才将报文发送到网络上。解密即是加密的逆过程。
● 数据压缩
由于数据压缩能够减少信息中所包含的比特数，因此它在多媒体信息（文本、声音、视频等）的传输中特别重要。
7．应用层（Application Layer）
应用层位于OSI参考模型中的最高层，是计算机网络与用户之间的接口。它直接为用户提供接口和服务支持，如、文件管理（文件的存取和传送）、远程访问、远程文件存取和传送、网络共享的数据库管理，以及提供其它类型的分布式信息服务。应用层的主要功能包括：
● 管理开放系统的互联
它包括系统的启动、维持和终止，并保持应用进程间建立连接所需的数据记录。
● 网络虚拟终端
网络虚拟终端是物理终端的软件版本，它允许用户注册到远程主机，并使用该主机上的资源。通常，它能够创建一个对远程主机终端的软件模拟，使用户的计算机与软件终端进行通信，软件终端在于主机通信。在此过程中远程主机相信它正与其终端进行通信，因此允许用户的注册及对资源的使用。
osi参考模型的作用● 服务  即能够提供的存储和转发。
● 文件传送、存取和管理（File Transfer Access and Management，FTAM）
它允许用户通过远程主机访问文件（修改或读取），并将文件从远程计算机下载到本地计算机上使用，以及管理和控制远程计算机上的文件。
● 控制访问  是指控制着计算机用户对绝大多数应用程序和网络服务的直接访问。

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