网络体系结构 OSI

网络体系结构概述

网络体系结构:

  • 相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行,而这种“协调”是相当复杂的

  • “分层”可将庞大而复杂的问题,转化为若干较小的局部问题,而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理

  • 计算机网络的体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合

当前流行的网络体系结构的两种参考模型:

  • OSI参考模型(理论模型)

  • TCP/IP参考模型(因特网标准)

OSI参考模型(理论模型)

OSI参考模型定义网络通信的层次结构、层次之间的相互关系与各层提供的服务

只要遵循 OSI 标准,一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其它任何系统进行通信

分层原则

  • 网中各结点都具有相同的层次

  • 不同结点的同等层具有相同的功能

  • 同一结点内相邻层之间通过接口通信

  • 每层可以使用下层提供的服务,并向其上层提供服务

  • 不同结点的对等层通过协议来实现对等层之间的通信

层次结构

物理层(physical layer):利用传输介质实现比特(二进制位)序列的传输

数据链路层(data link layer):采用差错控制与流量控制方法,使得有差错的物理线路变成无差错的数据链路

网络层(network layer):实现路由选择、分组转发与拥塞控制等功能,为“分组”传输选择“最佳”的路由

传输层(transport layer):向高层用户提供可靠的“端 — 端”通信服务,向高层屏蔽下层数据通信的具体细节

会话层(session layer):维护两个通信计算机之间的进程通信,管理数据交换

表示层(presentation layer):处理两个计算机系统的数据表示方式,完成数据的格式交换、加密与解密、压缩与恢复

应用层(application layer):为应用软件提供多种网络服务,例如万维网、文件传输、电子邮件与其它服务等

实现过程

OSI参考模型在网络通信中的实现过程

主机A和主机B要进行通信,要求主机A和主机B都要遵循OSI参考模型,有同等的层次,每层所实现的功能相同

在主机A中,它的层次结构自上而下,安装OSI参考模型,数据首先由应用层产生,应用层会对数据进行处理,添加一个首部,然后向下传输给下层。

表示层会对数据继续进行处理,添加首部。

数据在每一个层都会进行处理,处理的方式都是在数据的前面添加一个具有本层特点的首部。

数据每经过一次处理之后,都会拥有在传输过程中一项功能。

最终数据被传递到物理层之后,物理层负责将数据转换成能在网络信道中传输的信号(比特流/比特序列),通过传输介质将这些比特流传输到接收方主机B。

主机B在收到这些数据以后,再逐层次地将之前所添加的首部移除掉,逐层次地向高层传输,最终保证所传输的数据能被主机B的应用层所接受。

在发送数据的时候逐层添加首部这个过程叫做数据的封装

在接收数据的时候逐层去除首部这个过程叫做数据的解封装

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