计算机网络七层结构与功能,网络七层结构介绍

网络七层结构介绍

OSI开放式系统互联模型是1984年国际标准化组织(ISO)提出的一个参考模型。此模型作为网络通信的概念性标准框架，使通信在不同的制造商的设备和应用软件所形成的网络上的进行成为可能。现在此模型已成为一個主要的结构模型用于计算机之间和网络间的通信。目前使用的大多数网络通信协议都基于OSI模型的结构。OSI将其定义为七层，即将网络计算机中有关活动信息的任务划分为七个更小、更易于处理的任务组。一个任务或任务组被分配到一个OSI层。每一层都是独自存在的，因此分配到各层的任务能够独立地执行。这样使得由其中某层提供的解决方案能够在不影响其他层的情况下被更新。

一、网络七层结构定义

OSI七层模型的每一层具有清晰的特点。基本来说，第七至第四层处理首尾相连的数据源和目的地址间的通信，而第三至第一层处理网络设备间的通信时。另一方面，OSI模型的七个层可以划分为两组：上层(层7、层6和层5)和下层(层4、层3、层2和层1)。OSI模型的上层处理应用信息，并且只在软件上执行。最高层，即应用层是与终端用户最接近的。OSI模型的下层是处理数据传输的。物理层和数据链路层上的信息执行是在硬件和软件上。最底层，即物理层是与物理网络媒介(比如说电线)最接近的，并且负责在媒介上替换数据。图2-1是OSI七层模型的示意。

图2-1OSI七层模型

二、网络七层协议的功能

1、物理层(Physical)

物理层是OSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础。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。

媒体和互连设备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DTEDCE，再经过DCEDTE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形接头、插头，接收器，发送器，中继器等都属于物理层的媒体和连接器。

2、数据链路层(DateLink)

数据链路可以粗略地理解为数据通道。物理层要为终端设备间的数据通信提供传输媒体及其连接。媒体是长期的，连接是有生存期的。在连接生存期内，收发两端可以进行不等的一次或多次数据通信。每次通信都要经过建立通信联络和拆除通信联络两过程。这种建立起来的数据收发关系就叫做数据链路。而在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错，为了弥补物理层上的不足，为上层提供无差错的数据传输，就要能对数据进行检错和纠错。数据链路的建立、拆除，对数据的检错、纠错是数据链路层的基本任务。

3、网络层(Networt)

网络层的产生也是网络发展的结果。在联机系统和线路交换的环境中，网络层的功能没有太大意义。当数据终端增多时。它们之间有中继设备相连。此时会出现一台终端要求不只是与惟一的一台而是能和多台终端通信的情况，这就产生了把任意两台数据终端设备的数据链接起来的问题，也就是路由或寻径。另外，当一条物理信道建立之后，被一对用户使用，往往有许多空闲时间被浪费掉了。于是人们自然会希望让多对用户共用一条链路。为解决这一问题，就出现了逻辑信道技术和虚拟电路技术。

在具有开放特性的网络中的数据终端设备，都要配置网络层的功能。现在市场上销售的网络硬件设备主要有网关和路由器等。

4、传输层(Transport)

传输层是两台计算机经过网络进行数据通信时，第一个端到端的层次，具有缓冲作用。当网络层服务质量不能满足要求时，它将服务加以提高，以满足高层的要求；当网络层服务质量较好时，它只用很少的工作。传输层还可进行复用，即在一个网络连接上创建多个逻辑连接。传输层也称为运输层。传输层只存在于端开放系统中，是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层，但是很重要的一层。因为它是由源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层。

世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异。例如电话交换网、分组交换网、公用数据交换网。局域网等通信子网都可互连，但它们提供的吞吐量、传输速率、数据延迟通信费用各不相同。对于会话层来说