开放系统互联（OSI）模型
开放系统互联（OSI）模型
开放系统互联（OSI）模型
是由国际标准化组织（ISO）于1984年提出的⼀种标准参考模型，是⼀种关于由不同供应商提供的不同设备和应⽤软件之间的⽹络通信的概念性框架结构。它被公认为是计算机通信和 internet ⽹络通信的⼀种基本结构模型。
OSI 七层参考模型中的ISO协议（ISO Protocols）
当今使⽤的⼤多数⽹络通信协议都是基于 OSI 模型结构。OSI 模型将通信处理过程定义为七层，并将⽹络计算机间的移动信息任务划分为七个更⼩的、更易管理的任务组。各个任务或任务组被分配到 ISO 参考模型各层。各层相对独⽴（self-contained），从⽽使得分配到各层的任务能够独⽴实现。这样当其中⼀层提供的某解决⽅案更新时，它不会影响其它层。每⼀层使⽤下层提供的服务，并向上层提供服务。
物理层（physical layer）
是OSI的第⼀层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础
OSI采纳了各种现成的协议，其中有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、和IEEE802.5的物理层协议
主要功能是完成相邻结点之间原始⽐特流传输
物理层规定：为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，⽽提供具有机械的，电⼦的，功能的和规范的特性。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。
物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。
为数据端设备提供传送数据通路、传输数据
数据通路可以是⼀个物理媒体，也可以是多个物理媒体连接⽽成。⼀次完整的数据传输，包括激活物理连接，传
送数据，终⽌物理连接。所谓激活，就是不管有多少物理媒体参与，都要在通信的两个数据终端设备间连接起
来，形成⼀条通路。
传输数据，物理层要形成适合数据传输需要的实体，为数据传送服务。⼀是要保证数据能在其上正确通过，⼆是
要提供⾜够的带宽（带宽是指每秒钟内能通过的⽐特（BIT）数），以减少信道上的拥塞。传输数据的⽅式能满
⾜点到点，⼀点到多点，串⾏或并⾏，半双⼯或全双⼯，同步或异步传输的需要.
物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、⽆线信道等。通信⽤的互连设备指DTE和DCE间的互连设备。
DTE即数据终端设备，⼜称物理设备，如计算机、终端等都包括在内。⽽DCE则是数据通信设备或电路连接设
备，如调制解调器等。数据传输通常是经过DTE──DCE，再经过DCE──DTE的路径。互连设备指将DTE、
DCE连接起来的装置，如各种插头、插座。LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接、插头，接收器，发
送器，中
继器等都属物理层的媒体和连接器。
数据链路层（data link layer）
是OSI参考模型中的第⼆层，介乎于物理层和⽹络层之间
数据链路控制协议也称链路通信规程，也就是OSI参考模型中的数据链路层协议。链路控制协议可分为异步协议和同步协议两⼤类
主要协议有
*点对点协议（Point-to-Point Protocol)
*以太⽹（Ethernet);
*⾼级数据链路协议(High-Level Data Link Protocol);
*帧中继（Frame Relay);
*异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode);
主要功能是如何在不可靠的物理线路上进⾏数据的可靠传输
定义了在单个链路上如何传输数据
⽹络层（network layer）
是OSI参考模型中的第三层，介于传输层和数据链路层之间，它在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进⼀步管理⽹络中的数据通信，将数据设法从源端经过若⼲个中间节点传送到⽬的端，从⽽向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务⽹络层的⽬的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建⽴、保持和终⽌等
简单理解：在古代，要把⼀封信从⼴州送到北京，⼴州和北京中间有许多的驿站，这就构成⼀个通信⼦⽹，选择哪条
线路，怎么⾛就是⽹络层做的事情
⽹络层协议
TCP/IP⽹络层的核⼼是IP协议，它是TCP/IP协议族中最主要的协议之⼀。IP协议⾮常简单，仅仅提供不可靠、⽆
连接的传送服务。IP协议的主要功能有：⽆连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。与IP协议配套使⽤实
现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特⽹报⽂协议ICMP、因特⽹组管理协议IGMP。
CONP：⾯向连接⽹络协议（CONP：Connection-Oriented Network Protocol）
ES-IS：终端系统和中间系统路由交换协议（ES-IS：End System to Intermediate System Routing Exchange
protocol）
IDRP：域间路由选择协议（IDRP：Inter-Domain Routing Protocol）
IS-IS：中间系统到中间系统协议（IS-IS：Intermediate System to Intermediate System）
ISO-IP CLNP：⽆连接⽹络协议（ISO-IP CLNP：Connectionless Network Protocol）
传输层（transport layer）
是国际标准化组织提出的开放系统互连(OSI)参考模型中的第四层。也称为运输层，在OSI七层模型中传输层是负责数据通信的最⾼层，⼜是⾯向⽹络通信的低三层和⾯向信息处理的⾼三层之间的中间层
主要负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。由于⼀个主机同时运⾏多个进程，因此运输层具有有复⽤和分⽤功能。传输层在终端⽤户之间提供透明的数据传输，向上层提供可靠的数据传输服务
传输层的服务⼀般要经历传输连接建⽴阶段，数据传送阶段，传输连接释放阶段3个阶段才算完成⼀个完整的服务过程。⽽在数据传送阶段⼜分为⼀般数据传送和加速数据传送两种形式
⽹络层只是根据⽹络地址将源结点发出的数据包传送到⽬的结点，⽽传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端⼝。计算机⽹络中的资源⼦⽹是通信的发起者和接收者，其中的每个设备称为端点；通信⼦⽹提供⽹络中的通信服务，其中的设备称为节点.osi参考模型的作用
传输层中最为常见的两个协议分别是传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）和⽤户数据报协议UDP（User Datagram Protocol）
会话层（Session Layer）
允许不同机器上的⽤户之间建⽴会话关系。允许⽤户利⽤⼀次会话在远端的分时系统上登陆，或者在两台机器间传递⽂件。
会话层提供的服务之⼀是管理对话控制。会话层允许信息同时双向传输，或任⼀时刻只能单向传输
⼀种与对话控制有关的服务是令牌管理（token management）
有些协议会保证双⽅不能同时进⾏同样的操作，这⼀点很重要。为了管理这些活动，会话层提供了令牌，令牌可以在
会话双⽅之间移动，只有持有令牌的⼀⽅可以执⾏某种关键性操作。
另⼀种会话层服务是同步
如果在平均每⼩时出现⼀次⼤故障的⽹络上，两台机器简要进⾏⼀次两⼩时的⽂件传输，试想会出现什么样的情况
呢？每⼀次传输中途失败后，都不得不重新传送这个⽂件。当⽹络再次出现⼤故障时，可能⼜会半途⽽废。为解决这
个问题，会话层提供了⼀种⽅法，即在数据中插⼊同步点。每次⽹络出现故障后，仅仅重传最后⼀个同步点以后的数
据（这个其实就是断点下载的原理）
表⽰层（Presentation Layer）
位于OSI分层结构的第六层，它的主要作⽤之⼀是为异种机通信提供⼀种公共语⾔，以便能进⾏互操作
这种类型的服务之所以需要，是因为不同的计算机体系结构使⽤的数据表⽰法不同。与第五层提供透明的数据运输不
同，表⽰层是处理所有与数据表⽰及运输有关的问题，包括转换、加密和压缩。每台计算机可能有它⾃⼰的表⽰数据
的内部⽅法，例如，ASCII码与EBCDIC码，所以需要表⽰层协定来保证不同的计算机可以彼此理解。
例如，IBM主机使⽤EBCDIC编码，⽽⼤部分PC机使⽤的是ASCII码。在这种情况下，便需要表⽰层来完成这种转换。
管理这些抽象数据结构，并在发送⽅将机器的内部编码转换为适合⽹上传输的传送语法以及在接收⽅做相反的转换等
⼯作都是由表⽰层来完成的。
表⽰层为应⽤层提供的服务有三项内容
语法转换：语法转换涉及代码转换和字符集的转换，数据格式的修改、数据结构操作的适配、数据压缩、数据加密等。
语法选择：语法选择是提供初始选择的⼀种语法和随后修改这种选择的⼿段。
联接管理：利⽤会话层提供的服务建⽴表⽰联接，管理在这⼀联接之上的数据运输和同步控制，以及正常或⾮正常地终⽌联接。
应⽤层（applocation layer）
是开放系统的最⾼层，是直接为应⽤进程提供服务的。其作⽤是在实现多个系统应⽤进程相互通信的同时，完成⼀系列业务处理所需的服务.其服务元素分为两类：公共应⽤服务元素CASE和特定应⽤服务元素SASE.
CASE提供最基本的服务，它成为应⽤层中任何⽤户和任何服务元素的⽤户，主要为应⽤进程通信，分布系统实现提供基
本的控制机制；特定服务SASE则要满⾜⼀些特定服务，如⽂卷传送，访问管理，作业传送，银⾏事务，订单输⼊等。这些将
涉及到虚拟终端，作业传送与操作,⽂卷传送及访问管理，远程数据库访问，图形核⼼系统，开放系统互连管理等等
由于每个应⽤有不同的要求，应⽤层的协议集在OSI模型中并没有定义。但是，有些确定的应⽤层协议，包括虚拟终端、⽂件传输、电⼦邮件等都可以作为标准化的候选
⼀组通信协议，它们⼀起⼯作，在OSI参考模型的某⼏层或全部7层中作为⼀个组进⾏通信。并不是每⼀个协议栈都包
括OSI模型的每⼀层，通常协议集中的⼀个协议就涉及到⼏层。TCP/IP是⼀个典型的协议集。
协议举例
DNS域名系统（服务）协议（DNS）是⼀种分布式⽹络⽬录服务，主要⽤于域名与 IP 地址的相互转换，以及控制因特⽹的电⼦邮件的发送
HTTP是⼀个简单的请求-响应协议，它通常运⾏在TCP之上。它指定了客户端可能发送给服务器什么样的消息以及得到什么样的响应。请求和响应消息的头以ASCII码形式给出；⽽消息内容则具有⼀个类似MIME的格式。
FTP是⽤于在⽹络上进⾏⽂件传输的⼀套标准协议，它⼯作在 OSI 模型的第七层， TCP 模型的第四层，
即应⽤层，使⽤ TCP 传输⽽不是 UDP，客户在和服务器建⽴连接前要经过⼀个“三次握⼿”的过程，保证客户与服务器之间的连接是可靠的，⽽且是⾯向连接，为数据传输提供可靠保证。FTP服务⼀般运⾏在20和21两个端⼝。端⼝20⽤于在客户端和服务器之间传输数据流，⽽端⼝21⽤于传输控制流，并且是命令通向ftp服务器的进⼝。
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