OSI参考模型的理解

1.物理层

其主要功能是完成相邻结点之间原始比特流的传输,控制数据怎样被放置到通信介质上。

物理层协议关心的典型问题是使用什么样的物理信号来表示数据"1"和"0";一位持续的时间多长;数据传输是否可同时在两个方向上进行;最初的连接如何建立和完成,通信后连接如何终止;物理接口有多少针以及各针的用处等。

物理层的主要网络设备

中继器(Repeater):畅泳于两个网络结点之间物理信号的双向转发工作。负责在两个结点的物理层上按位传递信息,完成信号的复制,调整和放大功能,一次来延长网络的长度。

由于存在损耗,在线路上传输的信号功率会逐渐衰减,衰减到一定程度时将造成信号失真,因此会导致接收错误——中继器就是为解决这一问题而设计的

集线器(Hub):相当于多端口中继器,也可以把信号整形,放大后发送到所有结点上。集线器的数据传输效率是比较低的,因为它在同一时刻只能有一个方向的数据传输,也就是所谓的“半双工”。


2.数据链路层

数据链路层通过MAC(Media Access Control 媒体访问控制)地址负责主机之间数据的可靠传输。数据链路层的设备必须能够识别出数据链路层的地址,即MAC地址。

数据链路层的主要网络设备:

网卡(NIC):也叫网络适配器,是连接计算机与网络的硬件设备,网卡的主要工作原理是整理计算机上发往网线上的数据,并将数据分解为适当大小的数据包之后向网路上发送出去。对于网卡而言,每块网卡都有一个唯一的网络结点地址,它是网卡生产厂家在生产商烧入ROM中的,即MAC地址。

网桥(Bridge):用于将两个LAN连接在一起并按MAC地址转发帧。网桥可以解决物理层集线器的冲突域问题,可以使用网桥来分隔冲突域。每个网桥保存一个动态的MAC地址表,包括了MAC地址和端口。网桥会把故障控制在一个网段中而不会影响另一个网段。

交换机(Switch):交换机也根据源MAC学习,根据目的MAC进行转发,按每一个数据帧中的MAC地址决策信息转发。类似于网桥,交换机提供了网络互联功能,交换机的每个端口都是一个独立的冲突域,可以为每个工作站提供更高的带宽。与网桥的两个端口相比,交换机拥有更多的端口。


3.网络层

其主要功能是完成网络中主机间的报文传输。包括产生从源端到目的端的路由,根据采用的路由协议,选择最优的路径。

网络层的主要网络设备:

路由器(Router):是一种连接多个网络或网段的网络层设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读懂”对方的数据,从而构成一个更大的网络。路由器有两大典型功能,即数据通道功能和控制功能。路由器具有判断网络地址和选择路径的功能,有隔离广播的作用,它的每个端口都是一个单独的广播域,也是一个单独的冲突域。

路由器互连网络的最大优点是:各互联子网仍保持各自独立,每个子网可以采用不同的拓扑结构,传输介质和网络协议。


4.传输层

传输层实现两个用户进程间端到端的可靠通信,处理数据包错误,数据包次序,以及其他一些关键传输问题。其主要功能有:提供建立,维护和拆除传输层连接,向网络层提供合适的服务,提供端到端的错误恢复和流量控制,向会话层提供独立于网络层的传送服务和可靠的透明数据传输。

主要协议有TCP,UDP,它们涉及服务使用的端口号,主机根据端口号识别服务,区分会话。


5.会话层

会话层允许不同机器上的用户之间建立会话关系,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,有些协议保证双方不能同时进行同样的操作,会话层会提供令牌,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,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。


6.表示层

表示层以下各层只关心从源主机到目的主机可靠地传送比特,而表示层关心的是所传送的信息的语法和语义。一个典型的例子是用一种大家一致选定的标准方法对数据进行编码。我们在通信过程中使用抽象的数据结构来表示传送的数据,而在机器内部仍然采用各自的编码标准。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,都是由表示层来完成的。

此外,表示层还涉及数据压缩和解压,数据加密和解密的工作。


7.应用层

应用层包含了大量人们普遍需要的协议,如HTTP,FTP,SMTP,POP3,DNS等

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