OSI参考模型大数据链路层

OSI模型七个层的作用及工作原理OSI模型，即开放式通信系统互联参考模型，是国际标准化组织(ISO)提出的一个试图使各种计算机在世界范围内互联为网络的标准框架。

OSI模型分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，在本文对这七个层的作用及工作原理做简单介绍。

OSI/RM协议是由ISO(国际标准化组织)制订的，它的基本功能是：提供给开发者一个必需的、通用的概念以便开发完善、可以用来解释连接不同系统的框架。

根据标准，OSI模型分七层，见图1，用这些规定来实现网络数据的传输。

图1 OSI模型1、物理层(Physical Layer)OSI模型的最底层或第一层。

该层包括物理联网媒介，如电缆连线连接器，主要是对物理连接方式、电气特性、机械特性等做一些规定，制订相关标准，这样大家就可以按照相同的标准开发出通用的产品，很明显直流24V与交流220V是无法对接的，因此就要统一标准，大家都用直流24V吧，至于为什么采用24V呢？您就当是争执各方妥协的结果吧。

所以，这层标准解决的是数据传输所应用的设备标准的问题。

物理层的协议产生并检测电压，以便发送和接收携带数据的信号。

尽管物理层不提供纠错服务，但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率，网络物理问题，如电线断开，将影响物理层。

用户要传递信息就要利用一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆等，但具体的物理媒体并不在0SI的7层之内，有人把物理媒体当做第0层，物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接，以及它们的机械、电气、功能和过程特性。

如规定使用电缆和接头的类型、传送信号的电压等。

在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电气电压处理，请注意，我们所说的通信仅仅指数字通信方式，因此，数据的单位是比特(位-bit)。

2、数据链路层(Datalink Layer)OSI模型的第二层。

它控制网络层与物理层之间的通信，解决的是所传输的数据的准确性的问题。

数据链路层的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。

OSI模型的7个层次分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层！为了和方便讲解数据传输的过程，我就从最上层应用层将起（第一层是物理层，千万别搞反了，这是初学者很容易犯的错误）-------应用层：为用户访问网络提供一个应用程序接口（API）。

数据就是从这里开始产生的。

--------表示层：既规定数据的表示方式（如ACS码，JPEG编码，一些加密算法等）！当数据产生后，会从应用层传给表示层，然后表示层规定数据的表示方式，在传递给下一层，也就是会话层--------会话层：他的主要作用就是建立，管理，区分会话！主要体现在区分会话，可能有的人不是很明白！我举个很简单的例子，就是当你与多人同时在聊QQ的时候，会话层就会来区分会话，确保数据传输的方向，而不会让原本发给B的数据，却发到C那里的情况！---这是面向应用的上三层，而我们是研究数据传输的方式，所以这里说的比较简要，4下层是我们重点研究的对象--------传输层：他的作用就是规定传输的方式，如可靠的，面向连接的TCP。

不可靠，无连的UDP。

数据到了这里开始会对数据进行封装，在头部加上该层协议的控制信息！这里我们通过具体分析TCP和UDP数据格式来说明首先是TCP抱文格式，如下图我们可以看到TCP抱文格式：第1段包括源端口号和目的端口号。

源端口号的主要是用来说明数据是用哪个端口发送过来的，一般是随即生成的1024以上的端口号！而目的端口主要是用来指明对方需要通过什么协议来处理该数据（协议对应都有端口号，如ftp-21,telnet-23,dns-53等等）第2，3段是序列号和确认序列号，他们是一起起作用的！这里就涉及到了一个计算机之间建立连接时的“3次握手过程”首先当计算机A要与计算机B通信时，首先会与对方建立一个会话。

而建立会话的过程被称为“3次握手”的过程。

这里我来详细将下“3次握手”的过程。

首先计算机A会发送一个请求建立会话的数据，数据格式为发送序号（随即产生的，假如这里是序号=200），数据类型为SYN（既请求类型）的数据，当计算机B收到这个数据后，他会读取数据里面的信息，来确认这是一个请求的数据。

osi模型的七个层次
osi模型的七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

开放式系统互联通信参考模型（简称OSI模型）是一种概念模型，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模型简介
一、模型定义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。

二、层次划分根据建议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。

这七层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

1、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。

2、数据链路层: 决定访问网络介质的方式。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、应用层: 用户的应用程序和网络之间的接口。

OSI 七层模型及其对应的协议OSI参考模型分为物理层、数据链路层、⽹络层、传输层、会话层、表⽰层、应⽤层。

如下表所⽰：1 物理层在OSI参考模型中，物理层（Physical Layer）是参考模型的最低层，也是OSI模型的第⼀层。

物理层的主要功能是：利⽤传输介质为数据链路层提供物理连接，实现⽐特流的透明传输。

物理层的作⽤是实现相邻计算机节点之间⽐特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。

使其上⾯的数据链路层不必考虑⽹络的具体传输介质是什么。

“透明传送⽐特流”表⽰经实际电路传送后的⽐特流没有发⽣变化，对传送的⽐特流来说，这个电路好像是看不见的。

2 数据链路层数据链路层（Data Link Layer）是OSI模型的第⼆层，负责建⽴和管理节点间的链路。

该层的主要功能是：通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为⽆差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。

在计算机⽹络中由于各种⼲扰的存在，物理链路是不可靠的。

因此，这⼀层的主要功能是在物理层提供的⽐特流的基础上，通过差错控制、流量控制⽅法，使有差错的物理线路变为⽆差错的数据链路，即提供可靠的通过物理介质传输数据的⽅法。

该层通常⼜被分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个⼦层。

1）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； 2）LLC⼦层的主要任务是建⽴和维护⽹络连接，执⾏差错校验、流量控制和链路控制。

数据链路层的具体⼯作是接收来⾃物理层的位流形式的数据，并封装成帧，传送到上⼀层；同样，也将来⾃上层的数据帧，拆装为位流形式的数据转发到物理层；并且，还负责处理接收端发回的确认帧的信息，以便提供可靠的数据传输。

3 ⽹络层⽹络层（Network Layer）是OSI模型的第三层，它是OSI参考模型中最复杂的⼀层，也是通信⼦⽹的最⾼⼀层。

它在下两层的基础上向资源⼦⽹提供服务。

其主要任务是：通过路由选择算法，为报⽂或分组通过通信⼦⽹选择最适当的路径。

TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议注：⽹络体系结构是分层的体系结构，学术派标准OSI参考模型有七层，⽽⼯业标准TCP/IP模型有四层。

后者成为了事实上的标准，在介绍时通常分为5层来叙述但应注意TCP/IP模型实际上只有四层。

1、TCP/IP模型（1）物理层物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，⽽提供具有机械的，电⼦的，功能的和规范的特性，确保原始的数据可在各种物理媒体上传输，为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。

（2）数据链路层主要提供链路控制（同步，异步，⼆进制，HDLC），差错控制（重发机制），流量控制（窗⼝机制）1） MAC：媒体接⼊控制，主要功能是调度，把逻辑信道映射到传输信道，负责根据逻辑信道的瞬时源速率为各个传输信道选择适当的传输格式。

MAC层主要有3类逻辑实体，第⼀类是MAC-b，负责处理⼴播信道数据；第⼆类是MAC-c，负责处理公共信道数据；第三类是MAC-d，负责处理专⽤信道数据。

2）RLC：⽆线链路控制，不仅能载控制⾯的数据，⽽且也承载⽤户⾯的数据。

RLC⼦层有三种⼯作模式，分别是透明模式、⾮确认模式和确认模式，针对不同的业务采⽤不同的模式。

3）BMC：⼴播/组播控制，负责控制多播/组播业务。

4）PDCP：分组数据汇聚协议，负责对IP包的报头进⾏压缩和解压缩，以提⾼空中接⼝⽆线资源的利⽤率。

（3）⽹络层提供阻塞控制，路由选择（静态路由，动态路由）等1）IP：IP协议提供不可靠、⽆连接的传送服务。

IP协议的主要功能有：⽆连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。

IP地址是重要概念2）ARP：地址解析协议。

基本功能就是通过⽬标设备的IP地址，查询⽬标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进⾏。

以太⽹中的数据帧从⼀个主机到达⽹内的另⼀台主机是根据48位的以太⽹地址（硬件地址）来确定接⼝的，⽽不是根据32位的IP地址。

简述数据链路层功能
数据链路层是OSI模型中的第二层，主要负责点对点之间的数据传输和数据的错误控制。

其主要功能包括以下几点：
1. 帧封装和解封：将上层传输的数据添加头部和尾部，形成数据帧，便于在物理层进行传输。

在接收端，将数据帧解析还原为原始数据。

2. 数据的分段和重组：将较大的数据分成小的数据块进行传输，接收端再将小数据块重新组装成原始数据。

3. 数据的流量控制：控制发送端发送数据的速度，以保证接收端能够及时处理数据，避免数据丢失或重复。

4. 数据的错误检测和纠错：通过添加冗余信息（如校验位）来检测数据是否出现了错误，在发现错误时进行纠正或重传。

5. 数据的访问控制：控制多个设备同时访问同一物理媒介时的冲突和协调，避免数据的丢失和重复。

6. 透明传输：在数据传输过程中，不改变原始数据的内容和格式，确保数据的透明传输。

数据链路层的主要作用是将物理层提供的不可靠传输变成可靠
传输，并为网络层提供数据传输的服务。

在实际应用中，常见的数据链路层协议包括以太网、PPP等。

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OSI七层参考模型的各层的各种协议常⽤协议端⼝号计算机各层⽹络协议应⽤层: (典型设备:应⽤程序，如FTP，SMTP ，HTTP)DNS（DomainNameSystem）是域名系统的缩写，该系统⽤于命名组织到域层次结构中的计算机和⽹络服务。

端⼝号：53基于 TCP 或UDPDHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）动态主机分配协议，使⽤ UDP 协议⼯作，主要有两个⽤途：给内部⽹络或⽹络服务供应商⾃动分配IP 地址，给⽤户或者内部⽹络管理员作为对所有计算机作中央管理的⼿段。

实现即插即⽤连⽹。

BOOTP (BOOTstrapProtocol) 引导程序协议/ ⾃举协议，使⽤UDP 来使⼀个⽆盘⼯作站⾃动获取配置信息。

静态的配置协议 DNS （Domain Name System ）域名解析<端⼝号53>FTP（File Transfer Protocol ）⽂件传输协议<端⼝号21>减少或消除不同操作系统下处理⽂件的不兼容性。

端⼝号：20/21 基于 TCP 进⾏FTP⽂件传输中，客户端⾸先连接到FTP服务器的21端⼝，进⾏⽤户的认证，认证成功后，要传输⽂件时，服务器会开⼀个端⼝为20来进⾏传输数据⽂件。

TFTP（Trivial File Transfer Protocol,简单⽂件传输协议）是TCP/IP协议族中的⼀个⽤来在客户机与服务器之间进⾏简单⽂件传输的协议，提供不复杂、开销不⼤的⽂件传输服务。

端⼝号为69。

端⼝号：69 基于 UDPGopher（The Internet Gopher Protocol ）⽹际Gopher 协议HTTP（Hypertext Transfer Protocol ）超⽂本传输协议 <端⼝号 80>，⾯向事务的应⽤层协议。

端⼝号：80 基于 TCPHTTPS（Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全为⽬标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。

思拓通信股份有限公司（深圳思众科技）一、OSI/ISO网络参考模型为了实现计算机系统的互连，OSI参考模型把整个网络的通信功能划分为7个层次，同时也定义了层次之间的相互关系以及各层所包括的服务及每层的功能。

OSI的七层由低到高依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，下三层（物理层、数据链路层、网络层）面向数据通信，而上三层（会话层、表示层、应用层）则面向资源子网，而传输层则是七层中最为重要的一层。

它位于上层和下层中间，起承上启下的作用。

1、物理层为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输，所传输数据的单位是比特，该层定义了通信设备与传输线接口硬件的电气、机械以及功能和过程的特性。

2、数据链路层在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以帧为单位的数据，通过检查发生在连接通信系统间传送路上的比特错误并进行恢复，确保比特序列组成为数据流准确无误地传送给对方的系统。

数据链路层在相邻的节点之间实现透明的高可靠性传输。

3、网络层解决多节点传送时的路由选择、拥挤控制及网络互连等，控制分组传送系统的操作，它的特性对高层是透明的，同时，根据传输层的要求选择服务质量，并向传输层报告未恢复的差错。

4、传输层为两个端系统（源站和目标站）的会话层之间建立一条传输连接，可靠、透明地传送报文，执行端一端差错控制、顺序和流量控制、管理多路复用等。

本层提供建立、维护和拆除传送连接的功能，并保证网络连接的质量。

它向高层屏蔽了下层数据通信的细节，因而是OSI网络参考模型中最需要的一层。

5、会话层不参与具体的数据传输，但对数据传输的同步进行管理。

它主要负责提供两个进程之间建立、维护和结束会话连接功能，同时要对进程中必要的信息传送方式、进程间的同步以及重新同步进行管理。

6、表示层解决在两个通信系统中交换信息时不同数据格式的编码之间的转换，语法选择，数据加密与解密及文本压缩等。

7、应用层负责向用户提供各种网络应用服务，如文件传输、电子邮件、远程访问等。