主要讲述OSI参考模型、OSI各层功能的作用、协议组成等重要基础知识。
知识点OSI从逻辑上,把一个网络系统分为功能上相对独立的7个有序的子系统,这样OSI体系结构就由功能上相对独立的7个层次组成。它们由低到高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
| OSI层次 | 封装单位 | 地址标识 | 主要功能 |
|---|---|---|---|
| 物理层 | 比特流 | bit流 | 提供物理通路、二进制数据比特流传输、定义机器/电气特性和接口 |
| 数据链路层 | 数据帧 | MAC地址 | 把不可靠信道变为可靠信道将比特组织成帧,在链路上提供点到点的帧传输、差错控制、流量控制等。 |
| 网络层 | 数据包或数据分组 | Ip地址 | 路径的选择,网络连接的多路复用、差错的检测与恢复、排序与流量控制、服务选择 |
| 传输层 | 数据报文或数据段 | 端口号 | 提供端到端之间可靠透明的数据传输。分段与重组、差错控制及流量控制,保证数据传输正确完整性。 |
| 会话层 | 应用程序 | 进程号 | 会话链接的恢复与释放、对会话进行分段、同步等。 |
| 表示层 | 应用程序 | 进程号 | 数据加密与数据压缩、语法表示与连接管理。 |
| 应用层 | 应用程序 | 进程号 | 应用层包含用户应用程序和协议 |
- 封装:OSI/RM参考模型的许多层都使用特定方式描述信道中来回传送的数据。数据在从高层向低层传送的过程中,每层都对接收到的原始数据添加信息,通常是附加一个报头和报尾,这个过程称为封装。
- 网络协议:网络协议为网络中的数据交换建立的一系列规则、标准或约定。协议是控制两个(或多个)对等实体进行通信的集合。
网络协议由语法、语义和时序关系三个要素组成。
* 语法:数据与控制信息的结构或形式。
* 语义:根据需要发出哪种控制信息,依据情况完成哪种动作以及做出哪种响应。
* 时序关系:又称为同步,即事件实现顺序的详细说明。
- PDU:协议数据单元(Protocol Data Unit,PDU)是指对等层次之间传送的数据单位。如在数据从会话层传送到传输层的过程中,传输层把数据PDU封装在一个传输层数据段中。
- 实体:任何可以接收或发送信息的硬件/软件进程通常是一个特定的软件模块。
- 服务:在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能为上一层提供服务。要实现本层协议,还需要使用下一层所提供的服务。
协议和服务区别是:本层服务实体只能看见服务而无法看见下面的协议。协议是"水平的",是针对两个对等实体的通信规则; 服务是"垂直的",是由下层向上层通过层间接口提供的。只有能被高一层实体"看见"的功能才能称为服务。
- 服务原语:上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令,这些命令就称为服务原语。
- 服务数据单元:OSI把层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元(Service Data Unit,SDU)。
- 数据终端设备(Data Terminal Equipment,DTE):具有一定的数据处理能力和数据收发能力的设备,用于提供或接收数据。
- 数据通信设备(Data Communications Equipment,DCE):在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码功能,并负责建立、保持和释放链路的连接。常见的DCE设备由CSU/DSU、NT1、广域网交换机、MODEM等。
OSI参考模型虽然完备,但是太过复杂,不实用。而之后的TCP/IP参考模型经过一系列的修改和完善得到了广泛的应用。TCP/IP参考模型包含应用层、传输层、网络层和网络接口层。TCP/IP参考模型与OSI参考模型有较多相似之处,各层也有一定的对应关系。
| TCP/IP层次 | 对应OSI模型层级 | 功能描述 | 主要协议 |
|---|---|---|---|
| 网络接口层 | 物理层、数据链路层 | 该层一般是传输的硬件部分,为这些硬件部分之间的通信规范一个标准,使得这些硬件设备之间能够相互连接 | IEEE802系列、HDLC、PPP |
| 网络层 | 网络层 | 该层的主要功能就是处理在网络中传输的数据包,定义了数据包在网络中传输的格式 | IPv4、IPv6、ICMP、ARP、IPsec |
| 传输层 | 传输层 | 该层主要负责的功能就是将应用层的数据进行传输,为两个用户进程之间的通信建立可靠 | TCP、UDP、UDP-Lite、SCTP、DCCP |
| 应用层 | 会话层、表示层、应用层 | 该层主要复制应用之间数据传输,比如文件的传输、邮件传输等 | TELNET、SSH、HTTP、SMTP、POP3、SSL/TLS、FTP、MIME、HTML、DNS、SNMP、MIB、SIP、RTP… |



