计算机网络-OSI七层网络模型

Open System Interconnect 开放式系统互联,一般叫做OSI参考模型,是一种网络互联模型和规范。他定义了七层框架(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层),每一层实现各自的功能和协议,并完成与相邻层的接口通信。各层提供的服务与这些服务怎么实现的无关。

七层模型总结

OSI参考模型 层次解释 实例
物理层 设备间传输原始的比特流 集线器、网线、中继器
数据链路层 成帧、介质访问和差错检测 网卡、网桥、二层交换机
网络层 IP选址和路由选择、分组转发数据 IP、RIP、OSPF、路由器、多层交换机、防火墙
传输层 建立、管理和维护端到端的连接、进程间的逻辑通信 TCP、UDP、进程、端口(socket)
会话层 访问验证、会话管理 用户登录、断点续传
表示层 数据格式转换和数据加密 URL加密、图片编码
应用层 对应用程序提供服务、访问网络的接口 HTTP(S)、DNS、FTP

七层模型详解

  • 物理层

    实际最终信号的传输是通过物理层实现的。通过物理介质传输比特流(通过硬件设备将模拟信号转换为数字信号,于是有了0/1数据流,叫做比特流)。规定了电平、速度和电缆针脚。常用设备有(各种物理设备)集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。这些都是物理层的传输介质。

  • 数据链路层

    可以发比特流但是没有格式就会乱七八糟,于是就有了”帧”(将比特组合成字节,再将字节组合成帧)。为了确保数据通信的准确,实现数据有效的差错控制,加入了检错等功能

  • 网络层

    本层通过IP寻址来建立两个节点之间的连接,为源端传输层发送过来的数据分组选择合适的路由和交换节点,正确的按照地址发送到目的端的传输层。前两层都是在于可以发数据,以及发的数据是否正确,然而如果连着两台电脑还行,多台电脑而又只想让其中一台可以通信,则需要路由。选择性的发,那每台电脑就得有自己的身份,于是出现了IP协议等。

  • 传输层

    比特流传输的过程不可能会一直顺畅,偶尔出现中断很正常,如果人为制定出单位,分成一个个的信息段,从中又衍生了报文,结合上面几层,我们就可以有目标的发生正确数据给某台计算机了,传输层有两个重要的协议:TCP和UDP。TCP效率低但是发送包会校验是否完整,UDP效率高但是不管别人能否完整收到。

  • 会话层

    会话层不参与具体的传输,它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。计算机收到了发送的数据,但是有那么多进程,具体哪个进程需要用到这个数据,则把他输送到那个进程。例如:如果80端口要用,所以系统内数据通信,将接收端口数据送至需求端口。

  • 表示层

    解决用户信息的语法表示问题,它将欲交换的数据从适合某一用户的抽象语法,转换为适合于OSI 系统内部使用的传送语法。现在正确接收到了需要的数据,但是因为数据在传输过程中可能基于安全性,或者是算法上的压缩,还有就是网络类型不同。那就得有一个沟通的桥梁来整理整理,还原出原本应该有的表示,类似于一个拆快递的过程。

  • 应用层

    最靠近用户的一层,提供多种服务,用户只需操作应用层就可以得到服务内容,这样封装可以让更多的人能使用它。包含的主要协议:FTP(文件传送协议)、Telnet(远程登录协议)、DNS(域名解析协议)、SMTP(邮件传送协议),POP3协议(邮局协议),HTTP协议(Hyper Text Transfer Protocol)

端到端与点到点通信

端到端通信

端到端通信是针对传输层来说的,它是一个网络连接,因为网络之间的通信必须要建立连接,实现应用程序之间的通信,不需要知道底层是如何传输的。实际上它是一条逻辑链路,这条逻辑链路可能经过了很复杂的物理路线。 端到端通信指的是在数据传输前,经过各种各样的交换设备,在两端设备间建立一条链路(在这两端之间不管有多少其他设备都忽略),就像它们是直接相连的一样,链路建立后,发送端就可以发送数据,直至数据发送完毕,接收端确认接收成功。

点到点通信

点到点通信是针对数据链路层或网络层来说的,点对点是基于 MAC 地址或者 IP 地址,是指一个设备发数据给另外一个设备,这些设备是指直连设备(即直接连接的设备)包括网卡,路由器,交换机。 点到点通信指的是发送端把数据传给与它直接相连的设备,这台设备在合适的时候又把数据传给与之直接相连的下一台设备,通过一台一台直接相连的设备,把数据传到接收端。

参考

巧记OSI七层网络模型(前端) OSI七层模型与TCP/IP五层模型 OSI七层模型基础知识及各层常见应用 网络协议》端到端与点到点通信