OSI

OSI七层模型

 OSI（Open System Interconnect）开放式系统互联。一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模型。国际标准化组织ISO发布的最著名的标准是ISO/iIEC 7498，又称为X.200协议。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架，即ISO开放系统互连参考模型。在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。
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 简介 七个层次划分原则 七个层次内容 OSI各层的功能
1.  物理层
2.  数据链路层
3.  网络层
4.  传输层
5.  会话层
6.  表示层
7.  应用层
 OSI模型用途 OSI中的若干概念 简介 七个层次划分原则 七个层次内容 OSI各层的功能
1.  物理层
2.  数据链路层
3.  网络层
4.  传输层
5.  会话层
6.  表示层
7.  应用层
 OSI模型用途 OSI中的若干概念

 　　

简介
　　开放系统 OSI标准定制过程中所采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构方法。在OSI中，采用了三级抽象，即体系结构、服务定义和协议规定说明。
　　OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包含的可能的服务。它是作为一个框架来协调和组织各层协议的制定，也是对网络内部结构最精练的概括与描述。
　　OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力，它通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。同时，各种服务定义还定义了层与层之间的接口和各层的所使用的原语，但是不涉及接口是怎么实现的。
　　OSI标准中的各种协议精确定义了应当发送什么样的控制信息，以及应当用什么样的过程来解释这个控制信息。协议的规程说明具有最严格的约束。
　　ISO/OSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法。ISO/OSI参考模型只是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定。在OSI范围内，只有在各种的协议是可以被实现的而各种产品只有和OSI的协议相一致才能互连。这也就是说，OSI参考模型并不是一个标准，而只是一个在制定标准时所使用的概念性的框架。
　　在历史来看，在制定计算机网络标准方面起着很大作用的两大国际组织是CCITT和ISO。CCITT与ISO TC97的工作领域是不同的，CCITT主要是从通信角度考虑一些标准的制定，而ISO的TC97则关心信息的处理与网络体系结构。但是随着科学技术的发展，通信与信息处理的界限变得比较模糊了。于是，通信与信息处理就都成为了CCITT与TC97共同关心的领域。CCITT的建议书X.200就是开放系统互连的基本参考模型，它和ISO 7498基本是相同的。
　　最早的时候网络刚刚出现的时候，很多大型的公司都拥有了网络技术，公司内部计算机可以相互连接。可是却不能与其它公司连接。因为没有一个统一的规范。计算机之间相互传输的信息对方不能理解。所以不能互联。

七个层次划分原则
　　ISO为了更好的使网络应用更为普及，就推出了OSI参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。提供各种网络服务功能的计算机网络系统是非常复杂的。根据分而治之的原则，ISO将整个通信功能划分为七个层次，划分原则是：
　　（1）网路中各结点都有相同的层次；
　　（2）不同结点的同等层具有相同的功能；
　　（3）同一结点内相邻层之间通过接口通信；
　　（4）每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；
　　（5）不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。

七个层次内容
　　其内容如下：
　　第7层应用层：OSI中的最高层。应用层确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括：文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造业报文规范MMS、目录服务DS等协议；
　　第6层 表示层：主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能；
　　第5层 会话层：—在两个节点之间建立端连接。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层4中处理双工方式；
　　第4层 传输层：—常规数据递送－面向连接或无连接。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务；
　　第3层 网络层：—本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，它包括通过互连网络来路由和中继数据 ；
　　第2层 数据链路层：—在此层将数据分帧，并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址；
　　第1层 物理层：处于OSI参考模型的最底层。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。
　　数据发送时，从第七层传到第一层，接受方则相反。
　　上三层总称应用层，用来控制软件方面。下四层总称数据流层，用来管理硬件。
　　数据在发至数据流层的时候将被拆分。
　　在传输层的数据叫段，网络层叫包，数据链路层叫帧，物理层叫比特流，这样的叫法叫PDU（协议数据单元）
　　如以此规定。

OSI各层的功能
　　OSI中每一层都有每一层的作用。比如网络层就要管理本机的IP的目的地的IP。数据链路层就要管理MAC地址（介质访问控制）等等，所以在每层拆分数据后要进行封装，以完成接受方与本机相互联系通信的作用。

物理层
　　物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上
　　层协议提供了一个传输数据的物理媒体。
　　在这一层，数据的单位称为比特（bit）。
　　属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。

数据链路层
　　数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量
　　控制、数据的检错、重发等。
　　在这一层，数据的单位称为帧（frame）。
　　数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。

网络层
　　网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
　　在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。
　　网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等

传输层
　　传输层是第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不
　　可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。
　　在这一层，数据的单位称为数据段（segment）。
　　传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。

会话层
　　会话层管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入
　　校验点来实现数据的同步。

表示层
　　表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层
　　的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。

应用层
　　应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。
　　应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

OSI模型用途
　　OSI模型用途相当广泛。
　　比如交换机、集线器、路由器等很多网络设备的设计都是参照OSI模型设计的。

OSI中的若干概念
　　上面我们简单的说明了7层体系的OSI参考模型，为了方便起见，我们常常把上面的7个层次分为低层与高层。低层为1~4层，是面向通信的，高层为5~7层，是面向信息处理的。
　　开放系统互连是使世界范围内的应用进程能开放式（而不是封闭式）的进行信息交换。目前形成的开放系统互连基本参考模型的正式文件是ISO 7498国际标准，又记为OSI/RM，笼统的称为OSI，我国的相应标准是GB 9387。
　　为了更好的理解OSI参考模型以及日后更深入的学习OSI的各个层次，我们将先对一些容易混淆的概念进行阐述， 然后对ISO 7498中最重要的基本概念进行阐述。
　　首先，在上面我们已经说起过体系结构的问题，并且已经知道体系结构是抽象的，而实现是具体的。在一般情况下，"系统"是指实际运作的一组物体或物件，而在"OSI系统"这种说法中，"系统"具有其特殊含义（即参考模型），为了区别起见，我们用"实系统"表示在现实世界中能够进行信息处理或信息传递的自治整体，它可以是一台或多台计算机以及这些计算机相关的软件、外部设备、终端、操作员、信息传输手段的集合。若这种实系统和在和其他实系统通信时遵守OSI标准，则这个实系统就叫做开放实系统。但是，一个开放实系统的各种功能都不一定和互连有关，而我们以后要讨论的开放系统互连参考模型中的系统，只是在开放实系统中和互连有关的部分，我们把这部分系统称为开放系统。
　　好，说了这么半天，我自己都搞晕了。现在我们就来看看ISO 7498中最重要的基本概念吧。
　　在OSI标准的制定过程中，所采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个较容易处理的范围较小的问题，在OSI中，问题的处理采用了自上而下逐步求精的方法。先从最高一级的抽象开始，这一级的约束很少，然后逐渐更加精细的进行描述，同时加上越来越多的约束，在OSI中，采用了图3-1的三级抽象，这三级抽象分别是：体系结构、服务定义和协议规范，规范也称规格说明。
　　OSI体系结构也就是OSI参考模型，它是OSI所制定的标准中最高一级的抽象。用比较形式化的语言来讲，体系结构相当于对象或客体的类型，而具体的网络则相当于对象的一个实例。OSI参考模型正是描述了一个开放系统所要用到的对象的类型，它们之间的关系以及这些对象类型与这些关系之间的一些普遍的约束。
　　比OSI参考模型更低一级的抽象是OSI的服务定义。服务定义较详细的定义了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其一些各层的一种能力，它通过接口提供给更高的一层，各层所提供的服务与这些服务是怎样实现的无关。此外，各种服务还定义了层与层之间的抽象接口，以及各层为进行层与层之间的交互而用的服务原语。但这并不涉及到这个接口是怎样实现的。
　　OSI标准中最低层的抽象是OSI协议规范，各层的协议规范精确的定义：应当发送什么样的控制信息，以及应当用什么样的过程来解释这个控制信息。协议的规范具有最严格的约束。
　　最后需要知道的是，在制定计算机网络标准方面起着很大作用的两大国际组织CCITT和ISO。许多问题都是他们共同商议决定的。从历史上看，CCITT与ISO的TC97工作领域是很不相同的，CCITT原来是从通信的角度考虑一些标准的制定，而TC97则关心信息处理。但随着科学技术的发展，通信与信息处理的界限越来越模糊了，于是通信与信息处理就成为CCITT和TC97所共同关心的领域。CCITT的建议书X．200就是关于开放系统互连参考模型的，它和上面提到的ISO 7498 基本上是相同的。