本頁内容
1.OSI參考模型簡單介紹
2.OSI參考模型通信過程
3.OSI參考模型的資料封裝
4.資料封裝的意義
5.實體層
6.資料鍊路層
7.網絡層
8.傳輸層
9.會話層
10.表示層
11.應用層
OSI=Open System Interconnection=開放系統互連
來曆:是由國際标準化組織(ISO=International Organization for Standardization)于1984年提出的分層網絡體系結構模型。
目的:它的作用是支援異構網絡系統的互連互通,是異構網絡系統互連的國際标準。
OSI參考模型将網絡通信在功能上劃分為7層,讓我們來一睹它的真容:
中間系統=路由器、交換機等裝置
對等層次之間遵循相關層次的協定進行資料的交換(注意,資料實際上還是通過實體層的鍊路進行傳輸)。
圖中實作表示資料的真實傳輸路徑,即實傳輸。
上下層之間通過接口來交換資料。
我們不難看出。上4層(應用層、表示層、會話層、傳輸層)直接相應到目的主機對等層次。下3層(網絡層、資料鍊路層、實體層)為中間系統能夠實作的層次。我們把上4層稱為端-端層(不須要中間系統實作)。
注:盡管OSI參考模型的4-7層為端到端層。但并不意味中間系統(如路由器)就絕對不實作這些層次的功能或者執行這些層次的協定。如絕大多數路由器支援以Web(應用層)登陸。
PDU=Protocol Data Unit
封裝及傳輸步驟解析:
(主機A向主機B發送資料)
1. 使用者資料在主機A交給應用層,應用層依據網絡應用及應用層協定的不同,可能會加上一些控制資訊(AH),即應用層頭。這樣就構成了一個協定資料單元(PDU)。
應用層将應用層的協定資料單元(A-PDU)通過接口發送給表示層。
2.相同,表示層在接受到A-PDU後。再将其加上頭表示層規定的一些頭部資訊(PH)構成了表示層的協定資料單元(P-PDU)。
表示層再将P-PDU交給會話層。
3.依次類推,在網絡層的協定資料單元交給資料鍊路層後,注意資料鍊路層會将其加頭加尾,封裝成幀。再交給實體層進行傳輸。
4.主機B的實體層在接收到的資訊中。識别出資料鍊路層的幀,交給鍊路層處理。鍊路層在識别幀後去頭去尾,還原出網絡層的資料單元(N-PDU), 再交給網絡層。
5.網絡層能夠識别出網絡層的協定資料單元。去掉頭部資訊。還原成傳輸層協定資料單元(S-PDU),再交給傳輸層。
6.依次類推,資料最後到達應用層後。會被去掉頭,還原成主機A使用者原始發送的資料,再傳遞給主機B的使用者。
哈哈!這樣主機A與主機B的通信過程就完畢了,是不是非常像在冬天。一個在溫室裡的人想出門。于是穿上一層又一層的衣服,上路。在到達了還有一個溫室後,又一層又一層地脫掉衣服,最後和他在前一個溫室穿得一樣多。
由上不難看出,資料封裝事實上就是給原始資料加上控制資訊。構造協定資料單元(PDU)。
那麼控制資訊究竟是個什麼東東呢?讓我們來一探究竟:
a.位址(Address)資訊:辨別發送端與接收端
b.差錯檢測編碼(Error-detecting code)資訊:用于差錯檢測或糾正
c.協定控制(Protocol control)資訊:實作協定功能的附加資訊,如:優先級(priority)、服務品質(QoS)和安全控制等。
總的來說實體層的功能就是保證資訊可以正常傳輸。
實體層定義了:
接口特性:機械特性、電器特性、功能特性、規程特性
機械特性:規定了接口的幾何形狀等
電器特性:規定了接口使用的電平大小等
功能特性:規定了接口引腳個數及各項功能等
規程特性:定義了接口在工作過程中遵循的對應過程。
比特編碼:用比特對資訊依照一定規則進行編碼,以用于傳輸
資料率:即傳輸資料速率
比特同步:時鐘同步
傳輸模型:單工(Simplex)模式‘、半雙工(half-duplex)模式、全雙工模式(full-duplex)
單工模式:僅僅能單向傳輸。如電視機僅僅能單項接收來自電視台的信号,不能給電視台發送信号。
半雙工模式:僅僅能交替雙向通信,即主機A與主機B能夠互相發資訊。可是不能同一時候向對方發資訊。如對講機,說的時候不能發。發的時候不能說。
全雙工模式:能夠同一時候雙向通信。如電話。
資料鍊路層要完畢的功能有:
a.負責結點-結點(node-node)間的傳輸資料(以幀的形式傳輸)。
b.組幀(Framing)(加頭加尾):目的是讓接收端從實體層收到一系列比特流時可以成功地切分出各個資料幀。
c.實體尋址(Physical addressing) :在幀頭中添加發送端和/或接受端的實體位址辨別資料幀的發送端和/或接受端。
d.流量控制(Flow control):比對發送端與接收端的發送速度與接收速度,避免資料淹沒接收端。
e.差錯控制(Error control):檢測并重傳損壞或丢失幀,并避免反複幀。
f.訪問(接入)控制(Access control):在任一給定時刻決定哪個裝置擁有鍊路(實體媒體)的控制使用權。
網絡層要幹的事情有:
a.負責源主機到目的主機資料分組(packet)的傳遞(可能穿越多個網絡)。
b.邏輯尋址(Logical addressing):全局唯一邏輯位址。確定資料分組被送達目的主機。如IP位址(穿越多個網絡時,鍊路層的實體尋址并不能用)。
c.路由(Routing):路由器(或網關)互連網絡,并路由分組至終于目的主機。路徑選擇。
d.分組轉發
總的來說網絡層就是要實作跨網絡的傳輸資料。
傳輸層的功能:
a.負責源-目的(端-端)(程序間)完整封包傳輸。
b.封包分段與重組。
c.SAP尋址:確定将完整封包送出給正确程序,如port号。
d.連接配接控制:負責端-端的連接配接控制(建立連接配接、拆除連接配接),是一種邏輯連接配接。
e.流量控制:控制端-端傳輸的速度。
f.差錯控制:差錯檢測與糾正。
會話層的功能:
a.對話控制(dialog controlling):控制對話的建立、維護等。
b.同步(synchronization):在資料流中插入“同步控制點“。
表示層用于:
處理兩個系統間交換資訊的文法與語義(syntax and semantics)問題。
a.資料表示轉化:轉換為主機獨立的編碼,如傳輸資料到Mac。則須要将其轉換為Mac的編碼,傳到Win則須要将其轉換為Win的編碼。
b.加密/解密
c.壓縮/解壓縮
應用層支援使用者通過使用者代理(如浏覽器)或網絡接口使用網絡(服務)。
典型應用層服務:
檔案傳輸(FTP)
電子郵件(SMTP)
Web(HTTP)