❶ 网络的七个层
OSI七层模型
ISO国际标准组织所定义的开放系统互连七层模型的定义和各层功能。它是网络技术入门者的敲门砖,也是分析、评判各种网络技术的依据—从此网络不再神秘,它也是有理可依,有据可循的。
建立七层模型主要是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来;也使网络的不同功能模块分担起不同的职责。
网络发展中一个重要里程碑便是ISO(Internet Standard Organization,国际标准组织)对OSI(Open System Interconnect,开放系统互连)七层网络模型的定义。它不但成为以前的和后续的各种网络技术评判、分析的依据,也成为网络协议设计和统一的参考模型。
建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来:服务说明某一层为上一层提供一些什么功能,接口说明上一层如何使用下层的服务,而协议涉及如何实现本层的服务;这样各层之间具有很强的独立性,互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的,只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块(不同层次)分担起不同的职责,从而带来如下好处:
减轻问题的复杂程度,一旦网络发生故障,可迅速定位故障所处层次,便于查找和纠错;
在各层分别定义标准接口,使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作,各层之间则相对独立,一种高层协议可放在多种低层协议上运行; 能有效刺激网络技术革新,因为每次更新都可以在小范围内进行,不需对整个网络动大手术; 便于研究和教学。
网络分层体现了在许多工程设计中都具有的结构化思想,是一种合理的划分。
网络七层的功能
网络七层包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其中物理层、数据链路层和网络层通常被称作媒体层,是网络工程师所研究的对象;传输层、会话层、表示层和应用层则被称作主机层,是用户所面向和关心的内容。
那么,网络七层的具体定义和相应职责各是什么呢?下图便是OSI七层模型的协议堆栈示意,它们由下到上分别为:
第一层—物理层:物理层定义了通讯网络之间物理链路的电气或机械特性,以及激活、维护和关闭这条链路的各项操作。物理层特征参数包括:电压、数据传输率、最大传输距离、物理连接媒体等。
第二层—数据链路层:实际的物理链路是不可靠的,总会出现错误,数据链路层的作用就是通过一定的手段(将数据分成帧,以数据帧为单位进行传输)将有差错的物理链路转化成对上层来说没有错误的数据链路。它的特征参数包括:物理地址、网络拓朴结构、错误警告机制、所传数据帧的排序和流控等。其中物理地址是相对网络层地址而言的,它代表了数据链路层的节点标识技术;“拓朴”是网络中经常会碰到的术语,标记着各个设备以何种方式互连起来,如:总线型—所有设备都连在一条总线上,星型—所有设备都通过一个中央结点互连;错误警告是向上层协议报告数据传递中错误的发生;数据帧排序可将所传数据重新排列;流控则用于调整数据传输速率,使接收端不至于过载。
层
第三层—网络层:网络层将数据分成一定长度的分组,并在分组头中标识源和目的节点的逻辑地址,这些地址就象街区、门牌号一样,成为每个节点的标识;网络层的核心功能便是根据这些地址来获得从源到目的的路径,当有多条路径存在的情况下,还要负责进行路由选择。
第四层—传输层:提供对上层透明(不依赖于具体网络)的可靠的数据传输。如果说网络层关心的是“点到点”的逐点转递,那么可以说传输层关注的是“端到端”(源端到目的端)的最终效果。它的功能主要包括:流控、多路技术、虚电路管理和纠错及恢复等。其中多路技术使多个不同应用的数据可以通过单一的物理链路共同实现传递;虚电路是数据传递的逻辑通道,在传输层建立、维护和终止;纠错功能则可以检测错误的发生,并采取措施(如重传)解决问题。
第五层—会话层:在网络实体间建立、管理和终止通讯应用服务请求和响应等会话。
第六层—表示层:定义了一系列代码和代码转换功能以保证源端数据在目的端同样能被识别,比如大家所熟悉的文本数据的ASCII码,表示图象的GIF或表示动画的MPEG等。
第七层——应用层:应用层是面向用户的最高层,通过软件应用实现网络与用户的直接对话,如:找到通讯对方,识别可用资源和同步操作等。
网络七层的底三层(物理层、数据链路层和网络层)通常被称作媒体层,它们不为用户所见,默默地对网络起到支撑作用,是网络工程师所研究的对象;上四层(传输层、会话层、表示层和应用层)则被称作主机层,是用户所面向和关心的内容,这些程序常常将各层的功能综合在一起,在用户面前形成一个整体。大家所熟悉的网上应用WWW、FTP、TELNET等,都是这多层功能的综合。
在数据的实际传输中,发送方将数据送到自己的应用层,加上该层的控制信息后传给表示层;表示层如法炮制,再将数据加上自己的标识传给会话层;以此类推,每一层都在收到的数据上加上本层的控制信息并传给下一层;最后到达物理层时,数据通过实际的物理媒体传到接收方。接收端则执行与发送端相反的操作,由下往上,将逐层标识去掉,重新还原成最初的数据。由此可见,数据通讯双方在对等层必须采用相同的协议,定义同一种数据标识格式,这样才可能保证数据的正确传输而不至走形。
OSI与实际应用模型
七层模型是一个理论模型,实际应用则千变万化,完全可能发生变异。对大多数应用,我们只是将它的协议族(即协议堆栈)与七层模型作大致的对应,看看实际用到的特定协议是属于七层中某个子层,还是包括了上下多层的功能。
网络中实际用到的协议是否严格按照这七层来定义呢?并非如此,七层模型是一个理论模型,实际应用则千变万化,完全可能发生变异。何况有的应用由来已久,不可能在七层模型推出后又推翻重来。因此对大多数应用,我们只是将它的协议族(即协议堆栈)与七层模型作大致的对应,看看实际用到的特定协议是属于七层中某个子层,还是包括了上下多层的功能。我们在以前的篇幅中曾介绍过的TCP/IP协议,它与七层模型的对应关系如下:
OSL与TCP/IP模型的对应关系(简单图二)
应用层 *
表示层 应用层
会话层 *
传输层 传输层
网络层 网络层
数据链路层 网络接口层
物理层 *
由图二可看出,TCP/IP的多数应用协议将OSI应用层、表示层、会话层的功能合在一起,构成其应用层,典型协议有:HTTP、FTP、TELNET等;TCP/UDP协议对应OSI的传输层,提供上层数据传输保障;IP协议对应OSI的网络层,它定义了众所周知的IP地址格式,做为网间网中查找路径的依据;TCP/IP的最底层功能由网络接口层实现,相当于OSI的物理层和数据链路层,实际上TCP/IP对该层并未作严格定义,而是应用已有的底层网络实现传输,这就是它得以广泛应用的原因。
❷ OSI网络七层结构是什么
网络七层协议:
1、应用层
与其它计算机进行通讯的一个应用,它是对应应用程序的通信服务的。例如,一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码,从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。
2、表示层
这一层的主要功能是定义数据格式及加密。例如,FTP允许你选择以二进制或ASCII格式传输。如果选择二进制,那么发送方和接收方不改变文件的内容。
3、会话层
它定义了如何开始、控制和结束一个会话,包括对多个双向消息的控制和管理,以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用,从而使表示层看到的数据是连续的,在某些情况下,如果表示层收到了所有的数据,则用数据代表表示层。示例:RPC,SQL等。
4、传输层
这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议,及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用,还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。
5、网络层
这层对端到端的包传输进行定义,它定义了能够标识所有结点的逻辑地址,还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质,网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。
6、数据链路层
它定义了在单个链路上如何传输数据。这些协议与被讨论的各种介质有关。
7、物理层
OSI的物理层规范是有关传输介质的特性,这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。连接头、帧、帧的使用、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容。物理层常用多个规范完成对所有细节的定义。
❸ 图说OSI七层网络模型
开放式系统互联通信参考模型 (英语:Open System Interconnection Reference Model,缩写为 OSI),简称为 OSI模型 (OSI model),一种 概念模型 ,由 国际标准化组织 提出,一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。定义于ISO/IEC 7498-1。
OSI将 计算机网络体系结构 (architecture)划分为以下七层:
物理层 : 将数据转换为可通过物理介质传送的 电子信号 相当于邮局中的搬运工人。
数据链路层 : 决定访问网络介质的方式。
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,相当于邮局中的装拆箱工人。
网络层 : 使用权数据路由经过大型网络 相当于邮局中的排序工人。
传输层 : 提供终端到终端的可靠连接 相当于公司中跑邮局的送信职员。
会话层 : 允许用户使用简单易记的名称建立连接 相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。
表示层 : 协商数据交换格式 相当公司中简报老板、替老板写信的助理。
应用层 : 用户的应用程序和网络之间的接口老板。
根据建议X.200,OSI将计算机网络体系结构划分为以下七层,标有1~7,第1层在底部。 现“OSI/RM”是 英文 “Open Systems Interconnection Reference Model”的缩写。
第7层 应用层
主条目: 应用层
应用层(Application Layer)提供为应用软件而设的接口,以设置与另一应用软件之间的通信。例如: HTTP,HTTPS,FTP,TELNET,SSH,SMTP,POP3等。
第6层 表达层
主条目:表达层
表达层(Presentation Layer)把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式。
第5层 会话层
主条目: 会话层
会话层(Session Layer)负责在数据传输中设置和维护计算机网络中两台计算机之间的通信连接。
第4层 传输层
主条目: 传输层
传输层(Transport Layer)把传输表头(TH)加至数据以形成数据包。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。例如:传输控制协议(TCP,UDP)等。
第3层 网络层
主条目: 网络层
网络层(Network Layer)决定数据的路径选择和转寄,将网络表头(NH)加至数据包,以形成分组。网络表头包含了网络数据。例如:互联网协议(IP)等。
第2层 数据链路层
主条目: 数据链路层
数据链路层(Data Link Layer)负责网络寻址、错误侦测和改错。当表头和表尾被加至数据包时,会形成帧。数据链表头(DLH)是包含了物理地址和错误侦测及改错的方法。数据链表尾(DLT)是一串指示数据包末端的字符串。例如以太网、无线局域网(Wi-Fi)和通用分组无线服务(GPRS)等。
分为两个子层:逻辑链路控制(logic link control,LLC)子层和介质访问控制(media access control,MAC)子层。
第1层 物理层
主条目: 物理层
物理层(Physical Layer)在局部局域网上传送 数据帧 (data frame),它负责管理计算机通信设备和网络媒体之间的互通。包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机适配器等。
❹ 网络七层模型是什么,举例说明各个协议是工作在哪个层
七层模型是OSI/RM参考模型,但事实上在生活中使用的是TCP/IP参考模型,这是个四层模型,分别为:应用层、传输层、网际层(网络层)、网络接口层,最后这个网络接口层可以用OSI/RM中的数据链路层和物理层对应。
至于协议,应用层最多,像上网浏览信息用的HTTP协议,收发电子邮件的SMTP协议,远程登录的TELNET协议,域名解析的DNS协议等等。传输层主要有TCP和UDP两种协议,网际层主要是IP协议,辅助的有ARP,RARP,ICMP,IGMP协议;数据链路层使用最多的是CSMA/CD协议当然还有PPP协议和CSMA/CA协议。。物理层的协议是关于模块的一些特性定义,像我们用水晶头的RJ-45,当然还有EIA/TIA RS-449、V.35、EIA/TIA RS-232