OSI七层模型与各层设备对应

OSI七层模型与各层设备对应OSI七层网络模型由下至上为1至7层，分别为物理层(Physical layer), 数据链路层(Data link layer)，网络层(Network layer)，传输层(Transport layer)，会话层(Session layer)，表示层(Presentation layer)，应用层 (Application layer).应用层，很简单，就是应用程序。这一层负责确定通信对象，并确保由足够 的资源用于通信，这些当然都是想要通信的应用程序干的事情。为操作系统或网 络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等.表示层，负责数据的编码、转化,确保应用层的正常工作。这一层，是将我 们看到的界面与二进制间互相转化的地方，就是我们的语言与机器语言间的转 化。数据的压缩、解压，加密、解密都发生在这一层。这一层根据不同的应用目 的将数据处理为不同的格式，表现出来就是我们看到的各种各样的文件扩展名。会话层，负责建立、维护、控制会话,区分不同的会话，以及提供单工 (Simplex)、半双工(Half duplex)、全双工(Full duplex)三种通信模式的服 务我们平时所知的NFS,RPC, X Windows等都工作在这一层。管理主机之间的会 话进程,即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入 校验点来实现数据的同步。传输层，负责分割、组合数据，实现端到端的逻辑连接数据在上三层是整体 的，到了这一层开始被分割，这一层分割后的数据被称为段(Segment)。三次握 手 (Three-way handshake)，面向连接(Connection-Oriented) 或非面向连接 (Connec tionless-Orien ted)的服务，流控(Flow con trol)等都发生在这一层. 是第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到 端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量 控制问题。在这一层，数据的单位称为数据段(segmen t)。传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等网络层，负责管理网络地址，定位设备，决定路由。我们所熟知的IP地址 和路由器就是工作在这一层。上层的数据段在这一层被分割,封装后叫做包 (Packet),包有两种，一种叫做用户数据包(Data packets)，是上层传下来 的用户数据；另一种叫路由更新包(Route update packets)，是直接由路由器发 出来的,用来和其他路由器进行路由信息的交换。负责对子网间的数据包进行路 由选择.网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。在这一层，数据的单位称为数据包(packet).网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等数据链路层，负责准备物理传输,CRC校验，错误通知，网络拓扑，流控等。 我们所熟知的MAC地址和交换机都工作在这一层。上层传下来的包在这一层被分 割封装后叫做帧(Frame)。在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用 包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等.在这一层，数据的单位称为帧（frame）.数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等物理层，就是实实在在的物理链路，负责将数据以比特流的方式发送、接收， 就不多说了。具体说:网线，集线器物理层网卡，网桥数据链路路由器网络层交换机就是用来进行报文交换的机器。它和HUB最重要的区别就HUB是物理 层设备，采用广播的形式来传输信息，交换机多为链路层设备（二层交换机）， 能够进行地址学习，采用存储转发的形式来交换报文.它和路由器的区别在于路 由器有DDN,ADSL等接口，交换机只有以太网接口。国际标准组织（ISO）制定了 OSI模型这个模型把网络通信的工作分为7 层。1至4层被认为是低层，这些层与数据移动密切相关。5至7层是高层，包 含应用程序级的数据。每一层负责一项具体的工作，然后把数据传送到下一层.物理层（也即OSI模型中的第一层）在课堂上经常是被忽略的。它看起来似 乎很简单。但是,这一层的某些方面有时需要特别留意。物理层实际上就是布线、 光纤、网卡和其它用来把两台网络通信设备连接在一起的东西。甚至一个信鸽也 可以被认为是一个1层设备（参见RFC 1149）。网络故障的排除经常涉及到1 层问题.我们不能忘记用五类线在整个一层楼进行连接的传奇故事。由于办公室 的椅子经常从电缆线上压过，导致网络连接出现断断续续的情况。遗憾的是，这 种故障是很常见的,而且排除这种故障需要耗费很长时间。第2层是以太网等协议。请记住，我们要使这个问题简单一些。第2层中最 重要的是你应该理解网桥是什么。交换机可以看成网桥，人们现在都这样称呼它. 网桥都在2层工作，仅关注以太网上的MAC地址。如果你在谈论有关MAC地址、 交换机或者网卡和驱动程序,你就是在第2层的范畴。集线器属于第1层的领域, 因为它们只是电子设备，没有2层的知识。第2层的相关问题在本网络讲座中有 自己的一部分,因此现在先不详细讨论这个问题的细节.现在只需要知道第2层 把数据帧转换成二进制位供1层处理就可以了.在往下讲之间，你应该回过头来重新阅读一下上面的内容，因为经验不足的 网络管理员经常混淆2层和3层的区别。如果你在谈论一个IP地址，那么你是在处理第3层的问题，这是“数据包” 问题，而不是第2层的“帧” .IP是第3层问题的一部分，此外还有一些路由协 议和地址解析协议(ARP)。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路 由是3层的重要目的。第4层是处理信息的传输层.第4层的数据单元也称作数据包(packets)。 但是，当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法，TCP的数据单元称为段 (segme nts)而UDP协议的数据单元称为“数据报(da tagrams)。这个层负责 获取全部信息，因此，它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传 输过程中可能发生的危险.理解第4层的另一种方法是，第4层提供端对端的通 信管理。像TCP等一些协议非常善于保证通信的可靠性.有些协议并不在乎一些 数据包是否丢失，UDP协议就是一个主要例子。现在快要到7层了，我们很想知道第5层和第6层有些什么功能。可以说， 它们都是没有用的.有一些应用程序和协议在5层和6层。但是，对于理解网络问题来说,谈论 这些问题没有任何益处.请大家注意,第7层是“一切”。7层也称作“应用层”， 是专门用于应用程序的。如果你的程序需要一种具体格式的数据，你可以发明一 些你希望能够把数据发送到目的地的格式，并且创建一个第7层协议。SMTP、DNS 和 FTP 都是 7 层协议。学习OSI模型中最重要的事情是它实际代表什么意思。假如你是一个网络上的操作系统。在1层和2层工作的网卡将通知你什么时 候有数据到达。驱动程序处理2层帧的出口,通过它你可以得到一个发亮和闪光 的 3 层数据包(希望是如此)。作为操作系统，你将调用一些常用的应用程序处 理3层数据。如果这个数据是从下面发上来的，你知道那是发给你的数据包,或 者那是一个广播数据包(除非你同时也是一个路由器，不过,暂时不用担心这个 问题)。如果你决定保留这个数据包,你将打开它，并且取出4层数据包。如果它 是 TCP 协议,这个 TCP 子系统将被调用并打开这个数据包，然后把这个 7 层数据 发送给在目标端口等待的应用程序.这个过程就结束了。当要对网络上的其它计算机做出回应的时候，每一件事情都以相反的顺序发 生。7层应用程序将把数据发送给TCP协议的执行者.然后，TCP协议在这些数据 中加入额外的文件头在这个方向上，数据每前进一步体积都要大一些。TCP协 议在IP协议中加入一个合法的TCP字段。然后，IP协议把这个数据包交给以太 网。以太网再把这个数据作为一个以太网帧发送给驱动程序。然后，这个数据通 过了这个网络。这条线路中的路由器将部分地分解这个数据包以获得3层文件 头,以便确定这个数据包应该发送到哪里。如果这个数据包的目的地是本地以太 网子网，这个操作系统将代替路由器为计算机进行地址解析，并且把数据直接发 送给主机。