OSI模

OSI模型

OSI模型由层
7. 应用层 [显示]
6. 表示层 [显示]
5. 会话层 [显示]
4. 传输层 [显示]
3. 网络层 [显示]
2. 数据链路层 [显示]
1. 物理层 [显示]
v t e

在开放系统互连模型（OSI模型）是一种概念模型表征和标准化了的通信功能的电信或计算系统，而不考虑它们的底层内部结构和技术。其目标是不同通信系统与标准协议的互操作性。该模型将通信系统分为抽象层。模型的原始版本定义了七层。

一层为其上方的层提供服务，并由其下面的层提供服务。例如，通过网络提供无差错通信的层提供了上述应用程序所需的路径，同时它调用下一个较低层来发送和接收包含该路径内容的数据包。同一层的两个实例可视化为通过该层中的水平连接连接。

该模型是一个产品的开放系统互连在项目国际标准化组织（ISO），通过识别ISO / IEC 7498-1维持。

OSI模型中的通信（第3至5层的示例）

内容

1历史
2OSI层的描述
- 2.1第1层：物理层
- 2.2第2层：数据链路层
- 2.3第3层：网络层
- 2.4第4层：传输层
- 2.5第5层：会话层
- 2.6第6层：表示层
- 2.7第7层：应用层
3跨层功能
4接口
5例子
6与TCP / IP模型的比较
7另见
8参考文献
9外部链接

历史

在20世纪70年代末期，一个项目由国际标准化组织（ISO）管理，另一个由国际电话电话咨询委员会或CCITT（缩写来自法文版本）进行。这两个国际标准机构都制定了一个定义类似网络模型的文件。

1983年，这两个文件合并形成一个称为开放系统互连的基本参考模型的标准。该标准通常称为开放系统互连参考模型，OSI参考模型，或仅仅是OSI模型。它于1984年由ISO，标准ISO 7498和更名为CCITT（现称国际电信联盟或ITU-T的电信标准化部门）标准X.200发布。

OSI有两个主要组件，一个抽象的网络模型，称为基本参考模型或七层模型，以及一组特定协议。

霍尼韦尔信息服务部的Charles Bachman的工作提供了七层模式的概念。OSI设计的各个方面都来自于ARPANET，NPLNET，EIN，CYCLADES网络以及IFIP WG6.1中的工作。新设计记录在ISO 7498及其各种附录中。在这个模型中，一个网络系统被分成几层。在每个层内，一个或多个实体实现其功能。每个实体直接与它正下方的层进行交互，并提供其上面层使用的设施。

协议使一个主机中的实体能够与另一个主机中相同的层与相应的实体进行交互。服务定义抽象地描述了（N-1）层提供给（N）层的功能，其中N是在本地主机中操作的七层协议之一。

OSI标准文件可从ITU-T获得，作为X.200系列建议。一些协议规范也可作为ITU-T X系列的一部分。OSI型号的ISO和ISO标准等同于ISO，并非全部免费。

OSI层的说明

建议X.200描述了七层，标记为1到7.层1是该模型中的最低层。

OSI模型
层		协议数据单元（PDU）	功能
主机层	7. 申请	数据	高级API，包括资源共享，远程文件访问
	6. 介绍		网络服务与应用之间的数据翻译; 包括字符编码，数据压缩和加密/解密
	5. 会议		管理通信会话，即以两个节点之间的多次往返传输的形式的信息的连续交换
	4. 运输	段（TCP）/ 数据报（UDP）	在网络上的点之间可靠地传输数据段，包括分段，确认和复用
媒体层	3. 网络	包	构建和管理多节点网络，包括寻址，路由和流量控制
	2. 数据链路	帧	通过物理层连接的两个节点之间数据帧的可靠传输
	1. 物理	位	通过物理介质发送和接收原始比特流

在每个级别Ñ，在通信设备的两个实体（N层对等体）交换协议数据单元（PDU）的由N层的装置的协议。每个PDU包含称为服务数据单元（SDU）的有效载荷，以及协议相关的页眉或页脚。

两个通信的OSI兼容设备的数据处理也是这样完成的：

要发送的数据在发送设备（层N）的最上层被组成协议数据单元（PDU）。
在PDU被传递到层N-1 ，在那里它被称为服务数据单元（SDU）。
在层N-1的SDU被串接有页眉，页脚，或两者，产生层N-1的PDU。然后将其传递到层N-2。
该过程持续到达最低级别，数据从该最低级传送到接收设备。
在接收设备处，数据从SDU的一系列顺序从最低层传送到最高层，同时从每层的页眉或页脚连续剥离，直至最后一层消耗最后一层数据。

一些正交方面，例如管理和安全性涉及所有层（见ITU-T X.800 建议书）。这些服务旨在改善CIA黑社会 - 保密性，完整性和可用性 -所传输的数据。实际上，通信服务的可用性由网络设计和网络管理协议之间的相互作用决定。需要为这两者提供适当的选择，以防止拒绝服务。

第1层：物理层[ 编辑]

所述物理层定义了电数据连接的和物理规格。它定义了设备和物理传输介质（例如，铜缆或光纤光缆，射频）之间的关系。这包括针对无线设备的引脚，电压，线路阻抗，电缆规格，信号时序以及连接设备和频率（5 GHz或2.4 GHz等）的类似特性的布局。它负责物理介质中非结构化原始数据的传输和接收。它可以将传输模式定义为单工，半双工和全双工。它将网络拓扑定义为总线，网格或环是最常见的一些。

并行SCSI的物理层在此层中运行，以太网和其他局域网的物理层（如令牌环，FDDI，ITU-T G.hn和IEEE 802.11（Wi-Fi））也同样如此作为个人区域网络，如蓝牙和IEEE 802.15.4。

物理层是低层网络设备的层，如一些集线器，布线和中继器。物理层从不涉及协议或其他这样的较高层项目。该层硬件的例子包括网络适配器，中继器，网络集线器，调制解调器和光纤介质转换器。

2层：数据链路层

的数据链路层提供节点到节点的数据传送两个直接连接的节点之间的链路-a。它检测并可能纠正物理层中可能发生的错误。它定义了建立和终止两个物理连接设备之间的连接的协议。它还定义了它们之间的流量控制协议。

IEEE 802将数据链路层划分为两个子层：

媒体访问控制（MAC）层 - 负责控制网络中的设备如何获得对介质的访问权限和传输数据的权限。
逻辑链路控制（LLC）层 - 负责识别网络层协议，然后封装它们，并控制错误检查和帧同步。

IEEE 802网络的MAC层和LLC层，如802.3 以太网，802.11 Wi-Fi和802.15.4 ZigBee在数据链路层运行。

的点对点协议（PPP）是数据链路层协议，可以在若干不同的物理层，例如同步和操作异步串行线路。

在ITU-T G.hn标准，它提供高速局域联网比现有线（电源线，电话线和同轴电缆），包括一个完整的数据链路层，同时提供误差校正，并通过的装置流量控制的选择性-repeat 滑动窗口协议。

层3：网络层

在网络层提供可变长度传送的功能和过程装置数据序列（被称为数据报）从一个节点到另一个连接到相同的“网络”。网络是可以连接许多节点的媒介，每个节点都有一个地址，并且允许连接到它的节点通过仅提供消息的内容和目的地的地址将消息传递到与其相连的其他节点节点，并让网络找到将消息传递到目标节点的方式，可能通过中间节点进行路由。如果消息太大而不能在这些节点之间的数据链路层上从一个节点发送到另一个节点，则网络可以通过将消息分割成一个节点上的几个片段来实现消息传递，独立地发送片段，并将片段重新组合另一个节点。报告传递错误可能但不必要。

网络层的消息传递不一定保证可靠; 网络层协议可以提供可靠的消息传递，但不需要这样做。

多个层管理协议，管理附件中定义的功能，ISO 7498/4属于网络层。这些包括路由协议，组播组管理，网络层信息和错误以及网络层地址分配。这是有效载荷的功能，使它们属于网络层，而不是携带它们的协议。^[6]

第4层：传输层

在传输层提供经由一个或多个网络从源可变长度的数据序列传送到目的地主机，同时保持服务功能的质量的功能和过程装置。

标准互联网堆栈中的传输层协议的一个例子是通常建立在因特网协议（IP）之上的传输控制协议（TCP ）。

传输层通过流量控制，分段/分段和错误控制来控制给定链路的可靠性。一些协议是基于状态和连接的。这意味着传输层可以跟踪段并重新发送那些失败的段。传输层还提供成功数据传输的确认，并且如果没有发生错误则发送下一个数据。传输层从应用层接收到的消息中创建数据包。分组化是将长消息分为较小消息的过程。

OSI定义了五类连接模式传输协议，从类0（也称为TP0并提供最少的功能）到类4（TP4，专为不太可靠的网络而设计，类似于Internet）。0类不包含错误恢复，并且被设计用于提供无差错连接的网络层。类4最接近TCP，尽管TCP包含诸如OSI分配给会话层的优雅关闭等功能。此外，所有OSI TP连接模式协议类提供加速数据和保存记录边界。TP0-4类的详细特性如下表所示：^[7]

功能名称	TP0	TP1	TP2	TP3	TP4
面向连接的网络	是	是	是	是	是
无连接网络	没有	没有	没有	没有	是
连接和分离	没有	是	是	是	是
分段和重组	是	是	是	是	是
错误恢复	没有	是	是	是	是
重新连接^a	没有	是	没有	是	没有
通过单个虚拟电路进行复用/解复用	没有	没有	是	是	是
显式流量控制	没有	没有	是	是	是
重发超时	没有	没有	没有	没有	是
可靠的运输服务	没有	是	没有	是	是
^a如果过多的PDU未被确认。

可视化传输层的简单方法是将其与邮局进行比较，邮局处理发送的邮件和包裹的分发和分类。但是请记住，邮局管理邮件外层。较高层可能具有相当于双重信封，例如只能由收件人读取的加密表示服务。粗略地说，隧道协议在传输层上运行，例如通过IP网络携带诸如IBM的SNA或Novell的IPX之类的非IP协议，或者使用IPsec进行端对端加密。虽然通用路由封装（GRE）可能似乎是网络层协议，但是如果有效载荷的封装仅在端点发生，则GRE变得更接近使用IP报头但包含完整帧或数据包的传输协议端点。L2TP在传输包中携带PPP帧。

虽然OSI参考模型没有开发而不是严格遵守传输层的OSI定义，但是Internet Protocol Suite 的传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）通常被分类为第4层协议OSI。

第5层：会话层

在会话层控制计算机之间的对话（连接）。它建立，管理和终止本地和远程应用程序之间的连接。它提供全双工，半双工或单工操作，并建立检查点，休息，终止和重新启动过程。OSI模型使得该层负责会话的正常关闭，会话是传输控制协议的属性，也是会话检查点和恢复（通常不用于Internet协议套件）。会话层通常在使用远程过程调用的应用程序环境中明确实现。

6层：表示层

的表示层建立应用层的实体，其中，所述应用层的实体可使用不同的语法和语义，如果表示服务提供它们之间的映射之间的上下文。如果映射可用，则表示服务数据单元被封装成会话协议数据单元，并传递给协议栈。

该层通过在应用程序和网络格式之间进行转换来提供与数据表示（例如加密）的独立性。表示层将数据转换为应用程序接受的形式。该层对通过网络发送的数据进行格式化和加密。它有时被称为语法层。^[8]

原始演示文稿结构中使用的基本编码规则的抽象语法符号（ASN.1），与功能，如转换EBCDIC -coded文本文件到一个ASCII -coded文件或序列化的对象和其他数据结构从和XML。

第7层：应用层

所述应用层是最靠近最终用户，这意味着两个OSI应用层和用户直接与软件应用程序交互的OSI层。该层与实现通信组件的软件应用程序交互。这种应用程序不在OSI模型的范围之内。应用层功能通常包括识别通信伙伴，确定资源可用性和同步通信。当识别通信伙伴时，应用层确定具有要发送数据的应用的通信伙伴的身份和可用性。当确定资源可用性时，应用层必须确定所请求的通信的足够的网络资源是否可用。

跨层功能

跨层功能是不绑定给定层的服务，但可能会影响多个层。示例包括：

安全服务（电信）^[4]，由ITU-T X.800 建议书定义。
管理功能，即，功能，其允许配置，实例，监控终止两个或更多个实体的通信：有一个特定的应用层协议，公共管理信息协议（CMIP）及其相应的服务，公共管理信息服务（CMIS ），他们需要与每个层进行交互以处理它们的实例。
多协议标签交换（MPLS）在通常被认为位于层2（数据链路层）和层3（网络层）的传统定义之间的OSI模型层上操作，因此通常被称为“层-2.5 “ 协议。它旨在为基于数据报的服务模型的基于电路的客户端和分组交换客户端提供统一的数据承载服务。它可以用于携带许多不同类型的流量，包括IP数据包，以及本地ATM，SONET和以太网帧。
ARP用于将IPv4地址（OSI第3层）转换为以太网MAC地址（OSI第2层）。
域名服务是一个应用层服务，用于查找给定域名的IP地址。一旦从DNS服务器收到回复，则可以形成到第三方主机的第3层连接。
交叉MAC和PHY调度在无线网络中是必不可少的，因为无线信道的时变性质。通过仅在有利的信道条件下调度分组传输，这需要MAC层从PHY层获得信道状态信息，可以显着提高网络吞吐量并且可以避免能量浪费。

接口

除了故意抽象的服务规范之外，OSI参考模型和OSI协议都不指定任何编程接口。协议规范精确定义不同计算机之间的接口，但计算机内的软件接口（称为网络套接字）是特定于实现的。

例如，Microsoft Windows的Winsock和Unix的Berkeley套接字和System V 传输层接口是应用程序（第5层及更高版本）和传输层（第4层）之间的接口。NDIS和ODI是媒体（第2层）和网络协议（第3层）之间的接口。

除物理层与媒体之外的接口标准是OSI服务规范的近似实现。

示例

层		OSI协议	TCP / IP协议	信令系统7 ^[10]	AppleTalk	IPX	国民账户体系	UMTS	其他例子
没有。	名称	OSI协议	TCP / IP协议	信令系统7 ^[10]	AppleTalk	IPX	国民账户体系	UMTS	其他例子
7	应用	FTAM X.400 X.500 DAP 玫瑰 RTSE ACSE ^[11] CMIP ^[12]	NNTP 啜 SSI DNS FTP Gopher HTTP NFS NTP DHCP SMPP SMTP SNMP Telnet LDAP SMB BGP FCIP	INAP 地图 TCAP ISUP TUP	法新社压缩 RTMP NBP	树液	APPC		HL7 Modbus
6	介绍	ISO / IEC 8823 X.226 ISO / IEC 9576-1 X.236	哑剧 SSL TLS XDR		法新社				TDI ASCII EBCDIC MIDI MPEG
5	会话	ISO / IEC 8327 X.225 ISO / IEC 9548-1 X.235	套接字（TCP / RTP / PPTP中的会话建立）		ASP ADSP PAP	NWLink	DLC？		命名管道 NetBIOS 树液半双工全双工单身 RPC SOCKS
4	运输	ISO / IEC 8073 TP0 TP1 TP2 TP3 TP4（X.224） ISO / IEC 8602 X.234	TCP UDP SCTP DCCP			DDP SPX			NBF
3	网络	ISO / IEC 8208 X.25 （PLP） ISO / IEC 8878 X.223 ISO / IEC 8473-1 CLNP X.233 ISO / IEC 10589 伊斯兰国	IP IPsec ICMP IGMP OSPF 安息	SCCP MTP	ATP （TokenTalk / EtherTalk）	IPX		RRC /BMC	NBF Q.931 NDP 伊斯兰国
2	数据链接	ISO / IEC 7666 X.25 （LAPB）令牌巴士 X.222 ISO / IEC 8802-2 LLC （类型1/2）^[13]	PPP SBTV 滑	MTP Q.710	LocalTalk ARA PPP	IEEE 802.3成帧以太网II帧	SDLC	PDCP ^[14] 有限责任公司苹果电脑	ARP ARQ 自动取款机位填充 CDP CRC DOCSIS FDDI FDP 光纤通道帧中继 HDP HDLC IEEE 802.3（以太网） IEEE 802.11a / b / g / n（以太网MAC和LLC） IEEE 802.1Q（VLAN） ISL ITU-T G.hn DLL Linux界面绑定 PPP Q.921 令牌戒指
1	物理	X.25（X.21bis EIA / TIA-232 EIA / TIA-449 EIA-530 G.703）^[13]		MTP Q.710	RS-232 RS-422 STP PhoneNet		双胞胎	L1（物理）	RS-232 全双工 RJ45（8P8C） V.35 V.34 I.430 I.431 T1 E1 10BASE-T 100BASE-TX 1000BASE-T POTS SONET SDH DSL 802.11a / b / g / n PHY ITU-T G.hn PHY CAN总线 DOCSIS DWDM OTN

与TCP比较/ IP模型

互联网TCP / IP模型中协议的设计并不仅仅局限于严格的层次封装和分层。 RFC 3439包含题为“分层认为有害 ”的部分。 TCP / IP确实识别从其所包含的协议的操作范围得出的四个广泛的功能层：软件应用的范围; 端到端传输连接; 互联网络范围; 以及与本地网络上其他节点直接链接的范围。

尽管使用与OSI模型不同的分层概念，但这些层通常会以下列方式与OSI分层方案进行比较：

互联网应用层包括OSI应用层，表示层和大多数会话层。
其端到端传输层包括OSI会话层以及OSI传输层的优雅关闭功能。
互联网层（Internet层）是OSI网络层的一个子集。
该链路层包括OSI数据链路层和有时的物理层，以及在OSI网络层的一些协议。

这些比较是基于ISO 7498中定义的原始七层协议模型，而不是像网络层文档的内部组织这样的细节。

通常所描述的OSI模型的大概严格分层在TCP / IP中不存在矛盾，因为允许协议使用不遵循分层模型中隐含的层次结构。这样的例子中存在的一些路由协议（例如，OSPF），或在的描述隧道协议，它提供了一个应用程序的链接层，虽然隧道主机协议很可能是在它自己的一个传输或者甚至是应用层协议对。

此博文转译自：https://en.wikipedia.org/wiki/OSI_model