第1章 OSI分层模型

OSI分层模型详解1.1 ⽹络分层　 本课主要介绍了两种不同的分层结构：OSI分层模型和Cisco三层模型。

分层的优点：1．把复杂的⽹络划分成为更容易管理的层。

2．改变⼀个层的时候不会影响到其他的层，这使得应⽤程序开发者可以特定的设计和开发。

3．因为在当今的⽹络环境中，没有⼀个⼚家能完整的提供整套解决⽅案和所有的设备，在多⼚商环境下定义⼀个标准接⼝，即"即插即⽤"。

1.2 OSI七层模型的主要功能及⼯作在各层的设备⼀、理解OSI相关模型 为什么要学OSI？最重要的原因是：OSI七层模型是描述⽹络协议实现背后的内容和功能的最好⼯具、学习⽹络结构、⽹络原理、⽹络设备就必须从。

OSI的全称是开放式⽹络互联（Open Systems Interconnection）OSI的历史和现状: 国际标准化组织( I S O )创建了O S I 模型，并在1 9 8 4 年发布，以为供应商提供⼀个⽹络模型　，这样它们的产品可以在⽹络上协调⼯作。

O S I 参考模型提供了层次分析⼯具，以理解互连技术，以及当前和未来⽹络发展的基础。

⼆、利⽤OSI分层的好处和概念 1、使⼈们容易探讨和理解协议的许多细节。

2、在各层间标准化接⼝，允许不同的产品只提供各层功能的⼀部分，（如路由器在⼀到三层），或者只提供协议功能的⼀部分。

（如Win95中的Microsoft TCP/IP） 3、创建更好集成的环境。

4、减少复杂性，允许更容易编程改变或快速评估。

5、⽤各层的headers和trailers排错。

较低的层为较⾼的层提供服务。

三、OSI七层的功能及各层的协议和数据格式 OSI Layers 功能 协议、数据格式或设备 Application 为应⽤程序提供通信服务 FTP，WWW browsers 例：Word processor Telnet、NFS、SMTP gateways、mail等 Presentation 主要作⽤是定义数据格式 TIFF,GIF,JPEG 如：⼆进制或ASCII传输 ASCII,MPEG,MIDI HIML Session 定义怎样开始，控制和结束 RPC,SQL,NFS, 会话conversations如ATM机 NetBIOS names 的事务处理双向传输 AppleTalk ASP Transport 第四层包括选择是否提供 TCP,UDP,SPX 错误恢复的协议 如TCP→分民packet→ IP→TCP组合成segment Network 定义包的端对端的传送 IP，IPX 也定义了根据媒体的不同具 Appletalk DDP 把packet分割成更⼩的packet 路由器 Data Link 指定从⼀个具体的链路或媒体传输 Frame Relay 数据，定义通过不同的链路传输 HDLC,PPP 例：802，3，802，2定义Ethernet 1EEE802,3/802,2 怎样⼯作，HDLC→Point-to-point FDDL,ATM WAN Link ⽹卡、⽹桥、交换机 Physical 物理媒件的物理特性 E1A/T1A，232 Commector,pin,electrical current E1A/T1A-449 Eneoding.例：RJ45定义wires/pins V.35,V.24 Ethernet和802.3定义wires/ RJ45,Ethernet pins1,2,3 ,6 802.3,802.5 FDDI四、在不同的计算机的相同层的通信 主机A 主机B Application Application Presentation Presentation Session Session Transport Transport Network Network Network Data Link Data Link Data Link Physical Physical Physical 路由器（仅仅具有三层的功能）五、Data Encapsulation 数据封装及数据包的名称 数据格式 OSI层 数据包的名称 1 Data 应⽤层 DATA 2 TCP Data 传输层 SEGMENT 3 IP TCP Data ⽹络层 PACKET 4 LH IP TCP Data LT 数据链路层 FRame 5 00100101011110110 物理层 BITS六、⾯向连接和⾮⾯向连接的协议 Connection-Oriented VS Connectionless Connection-oriented Error Recovery (reliability) LLC type2、TCP、SPX、X.25 Connection-oriented Pre-established Pathing X.25、Frame Relay、ATM Connectionless 简单地发送数据，没有⽤于 IPX、UDP 错误恢复或建⽴路径的开端 LLC type 1 区别error detection 和error Recovery 错误检测：⽤FCS来检测传输中的错误 错误恢复：丢失数据导致重传 错误恢复的三个步骤： 1、⽤初始化流来创建⼀个连接的协定。

OSI七层的功能及各层的协议和数据格式简介如下：应用层（Application）：为应用程序提供通信服务，例：Word processor。

主要协议、数据格式：FTP，WWW browsers，Telnet、NFS、SMTP、gateways、mail等表示层（Presentation）：主要作用是定义数据格式、如：二进制或ASCII传输，主要协议、数据格式：TIFF,GIF,JPEG，ASCII,MPEG,MIDI，HIML。

会话层（Session）：定义怎样开始，控制和结束会话conversations，如ATM机的事务处理双向传输。

主要协议、数据格式：RPC,SQL,NFS,NetBIOS names，AppleTalk ASP传输层（Transport）：第四层包括选择是否提供错误恢复的协议，如TCP→分包packet→IP→TCP 组合成segment。

主要协议、数据格式：TCP,UDP,SPX网络层（Network):定义包的端对端的传送,也定义了根据媒体的不同把packet分割成更小的packet.主要协议、数据格式：IP，IPX,Appletalk DDP数据链路层（Data Link）：指定从一个具体的链路或媒体传输数据，定义通过不同的链路传输例：802，3，802，2定义Ethernet怎样工作，HDLC→Point-to-pointWAN Link。

主要协议、数据格式：Frame Relay，HDLC,PPP，1EEE802.3/802.2,FDDL,ATM.物理层（Physical）：物理媒件的物理特性，Commector,pin,electrical current Eneoding.例：RJ45定义wires/pins，Ethernet和802.3定义wires/pins1,2,3 ,6。

主要协议、数据格式：802.3,802.5 FDDI，E1A/T1A，232，V.35,V.24常见的端口号及协议如下表（是我在百度知道里复制的一位老兄的，不好意思）• 21/tcp FTP 文件传输协议• 22/tcp SSH 安全登录、文件传送(SCP)和端口重定向• 23/tcp Telnet 不安全的文本传送• 25/tcp SMTP Simple Mail Transfer Protocol (E-mail)• 69/udp TFT P Trivial File Transfer Protocol• 79/tcp finger Finger• 80/tcp HTTP 超文本传送协议(WWW)• 88/tcp Kerberos Authenticating agent• 110/tcp POP3 Post Office Protocol (E-mail)• 113/tcp ident old identification server system• 119/tcp NNTP used for use net newsgroups• 220/tcp IMAP3• 443/tcp HTTPS used for securely transferring web pages端口：0服务：Reserved说明：通常用于分析操作系统。

计算机网络的分层模型是什么请解释OSI模型和TCPIP模型计算机网络的分层模型是什么：解释OSI模型和TCP/IP模型计算机网络的分层模型是一种将网络功能划分为不同层次的框架，每一层负责不同的功能和任务。

这种模型的设计目的是为了提高网络的可靠性、可扩展性和互操作性。

两种最常用的分层模型是OSI模型和TCP/IP模型。

一、OSI模型OSI（Open Systems Interconnection，开放式系统互联）模型是由国际标准化组织（ISO）在20世纪80年代初提出的。

它将计算机网络的通信过程分为七个层次，每个层次提供不同的功能和服务。

1. 物理层（Physical Layer）：负责传输比特流，主要包括电气特性和物理连接接口的定义。

2. 数据链路层（Data Link Layer）：负责数据帧的传输和链路管理，主要包括帧同步、帧定界、差错检测等功能。

3. 网络层（Network Layer）：负责数据包的传输和路由选择，主要包括IP地址分配和数据包转发等功能。

4. 传输层（Transport Layer）：负责建立端到端的传输连接和数据可靠传输，主要包括分段、流量控制和差错恢复等功能。

5. 会话层（Session Layer）：负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。

6. 表示层（Presentation Layer）：负责数据格式的转换和加解密等功能，确保应用程序之间的数据交换格式的兼容性。

7. 应用层（Application Layer）：提供网络应用服务，包括电子邮件、文件传输、网页浏览等。

通过OSI模型，计算机网络中的通信过程被划分为不同的层次，每个层次只关注特定的功能和服务，从而提高了网络的灵活性和可扩展性。

二、TCP/IP模型TCP/IP模型是一个更常用的分层模型，它也将网络通信过程划分为多个层次，但层次的个数和名称与OSI模型略有不同。

1. 网络接口层（Network Interface Layer）：与OSI的物理层和数据链路层相对应，负责定义数据在物理媒介上的传输。

OSI七层⽹络模型⼀、OSI七层⽹络模型简介1、OSI的前世今⽣OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。

是OSI组织为了互联⽹各层之间协作⽽制定的标准模型。

再具体点来说是为了使互联⽹各个基础组件⼚商统⼀标准⽽制定的标准，这样就能实现互联了。

2、OSI七层模型的划分OSI划分为：物理层、数据链路层、⽹络层、传输层、会话层、表⽰层、应⽤层3、OSI的分层设计思想OSI严格遵守了“⾼内聚、低耦合”的互联⽹设计思想，在OSI七层模型中每层只关注本层的实现，向上只提供标准接⼝，它不需要其它层的实现，各司其职。

⼆、各司其职⼀张图先了解各层间的基本功能物理层OSI模型的第⼀层，最终数据的传输通道。

物理层顾名思义就是最靠近物理传输设备的⼀层。

物理媒介包括光纤，⽹线，等。

改成的主要作⽤是实现相邻计算机间的⽐特流传输，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。

尽量对上层也就是数据链路层屏蔽掉其不需要考虑的物理介质差异，对其提供统⼀的⽐特流传输调⽤⽅式。

物理层的主要功能：屏蔽物理媒介差异，为数据链路层提供统⼀的物理⽐特流传输能⼒。

数据单元：⽐特实例：光纤、⽹线、集线器、中继器、调制解调器等。

举个例⼦，早前的电话机，你在北京，你⼥朋友在上海，你俩打个电话就能通话了。

为什么？因为中间有根电话线。

物理层你就可以这么简单的理解和记忆。

数据链路该层主要负责建⽴和管理不同计算机节点间的数据链路，并提供差错检测、封装成帧、透明传输的能⼒。

数据链路层⼜分为两个层：媒体访问控制⼦层（MAC）和逻辑链路控制⼦层（LLC）媒体访问控制⼦层（MAC）MAC地址你⼀定不会陌⽣。

每台计算机都有⾃⼰的全⽹唯⼀的MAC地址，如下图你也可以看看⾃⼰的MAC地址。

MAC⼦层的主要任务是解决共享型⽹络中多⽤户对信道竞争的问题，完成⽹络介质的访问控制。

实现这个功能的是集线器。

⽤集线器组⽹，检查计算机与计算机之间有没有冲突，避免冲突的协议叫CSMA/CD协议。

网络中的七层模型、五层模型、四层模型一：ISO 七层模型OSI模型有7层结构，每层都可以有几个子层。

70年代以来，国外一些主要计算机生产厂家先后推出了各自的网络体系结构，但它们都属于专用的。

为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准。

国际标准化组织ISO 于1981年正式推荐了一个网络系统结构----七层参考模型，叫做开放系统互连模型(Open System Interconnection，OSI)。

由于这个标准模型的建立,使得各种计算机网络向它靠拢, 大大推动了网络通信的发展。

下面我简单的介绍一下这7层及其功能。

OSI的7层从上到下分别是：7 应用层6 表示层5 会话层4 传输层3 网络层2 数据链路层1 物理层其中高层，既7、6、5、4层定义了应用程序的功能，下面3层，既3、2、1层主要面向通过网络的端到端的数据流。

（1）应用层：与其他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。

但是，如果添加了一个传输文件的选项，那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。

示例：telnet，HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。

（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。

如果选择ASCII格式，发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASCII后发送数据。

在接收方将标准的ASCII转换成接收方计算机的字符集。

示例：加密，ASCII等。

（3）会话层：他定义了如何开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向小时的控制和管理，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。

OSI参考模型的3个主要概念是什么？在今天的网络世界中，OSI参考模型是一个非常重要的概念。

它是一个框架，用于描述和理解计算机网络通信的各个方面。

本文将会分别介绍OSI参考模型的3个主要概念，帮助读者更好地理解和应用这个概念。

1. 层次结构OSI参考模型的第一个主要概念是层次结构。

OSI参考模型将计算机网络通信划分为7个层次，每个层次负责不同的功能。

这些层次按照功能从低到高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

每个层次都有特定的功能和责任，但是它们之间又相互关联，协同工作。

通过层次结构，OSI参考模型将复杂的网络通信问题分解为相对简单的部分，使得网络设计、实现和调试更加科学和有效。

2. 分层协议OSI参考模型的第二个主要概念是分层协议。

为了实现层次结构，每个层次都需要使用相应的协议来完成特定的功能。

OSI参考模型中定义了各个层次的协议标准，这些标准通常被称为协议栈。

每个协议栈都包含多个协议，这些协议协同工作，完成特定层次的功能。

当一个计算机发送数据时，这些数据会经过每个层次的协议，分别添加相应的信息和处理方式。

而接收端的计算机则按照相反的顺序，逐层处理数据，最终将数据转化为应用层的信息，供应用程序使用。

3. 模块化设计OSI参考模型的第三个主要概念是模块化设计。

由于OSI参考模型采用了层次结构和分层协议，它使得计算机网络设计成为可能。

这种模块化的设计使得网络技术可以分为不同的领域，并且每个领域可以专门研究和发展。

物理层可以研究网络传输介质和信号编码方式，数据链路层可以研究MAC位置区域和帧格式，网络层可以研究IP位置区域和路由协议。

在实际的网络实现中，每个层次的技术和设备也变得更加专业和高效。

这种模块化的设计也为网络通信的标准化和互操作性提供了基础，推动了网络技术的发展和应用。

OSI参考模型的3个主要概念是层次结构、分层协议和模块化设计。

这些概念为计算机网络通信提供了理论基础，使得网络技术得以规范和发展。

OSI参考模型分层含义及常用概念网络层控制子网的通信，其主要功能是提供理由选择，即选择到达目的主机的最优路径，并沿着该路径传输数据包。

网络层的功能有:1、路由选择和中继。

2、激活和终止网络连接。

3、链路复用。

4、差错检测和恢复。

5、流量/拥塞控制。

传输层利用实现可靠的端到端的数据传输能实现数据分段、传输和组装，还提供差错控制和流量/拥塞控制等功能。

会话层允许不同机器上的用户之间建立会话。

会话就是指各种服务，包括对话控制（记录该由谁来传递数据）、令牌管理（防止多方同时执行同一关键操作）、同步功能（在传输过程中设置检查点，以便在系统崩溃后还能在检查点上继续运行）。

建立和释放会话连接还应做以下工作：1、讲会话地址映射为传输层地址。

2、进行数据传输。

3、释放连接。

表示层提供一种通用的数据描述格式，便于不同系统间的机器进行信息转换和相互操作表示层的主要功能有：1、数据语法转换、语法表示、数据加密和解密、数据压缩和解压。

应用层位于OSI参考模型的最高层，直接针对用户需求。

应用层向应用程序提供服务，这些服务按其向应用程序提供的特性分成组，并称为服务元素。

应用层服务元素又分为公共应用服务元素（CASE）和特定应用服务元素（SASE）常用网络概念：1、封装：OSI参考模型的许多层都使用特定方式描述信道中来回传送的数据。

数据在从高层向低层传送的过程中，每层都对接收到的原始数据添加信息，通常是附加一个报头和报尾，这个过程称为封装。

2、网络协议是网络中数据交换建立的一系列规则、标准或约定。

协议是控制两个或多个对等实体进行通信的集合。

网络协议由：语法、语义时序关系三要素组成。

语法：数据与控制信息的结构形式。

语义：根据需要发出哪种控制信息，依据情况完成哪种动作以及作出哪种响应。

时序关系：又称同步，即事件实现顺序的详细说明。