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图解TCP/IP:协议分层与OSI参考模型

程序员文章站 2024-02-14 16:10:22
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OSI参考模型将通信协议中必要的功能分成了7层。每个分层都接收由它下一层所提供的特定服务,并且负责为自己的上一层提供特定的服务。上下层之间进行交互时所遵循的约定叫做“接口”。同一层之间的交互所遵循的约定叫做“协议”。

  • 分层的优点:能够细分通信功能,更易于单独实现每个分层的协议,并界定各个分层的具体责任和义务。

  • 分层的劣势:过于模块化、使处理变得更加沉重以及每个模块都不得不实现相似的处理逻辑等问题。

OSI协议是为了让异构的计算机之间能够相互通信的、由ISO和ITU-T推进其标准化的一种网络体系结构。OSI协议以OSI参考模型为基础界定了每个阶层的协议和每个阶层之间接口相关的标准。

OSI参考模型各层分工

分层 分层名称 功能 每层功能概览
7 应用层 针对特定应用的协议 针对每个应用的协议
6 表示层 设备固有数据格式和网络标准数据格式的转换 接受不同表现形式的信息
5 会话层 通信管理。负责建立和断开通信连接(数据流动的逻辑电路)。管理传输层一下分层。 何时建立连接,何时断开连接以及保持多久的连接?
4 传输层 管理两个节点之间的数据传输。负责可靠传输(确保数据被可靠地传送到目标地址)。 是否有数据丢失?
3 网络层 地址管理与路由选择。 经过哪个路由传递到目标地址?
2 数据链路层 互连设备之间传送和识别数据帧。 数据帧与比特流之间的转换
1 物理层 以“0”、“1”代表电压的高低、灯光的闪灭。界定连接器和网线的规格。 比特流与电子信号之间的切换

OSI参考模型通信处理举例

假设使用主机A的用户A要给使用主机B的用户B发送一封电子邮件。

会话层以上的处理

在应用层写入的数据会经由表示层格式化编码、再由会话层标记发送顺序后才被发送出去。

应用层:目标地址为B、发件人为用户A、电子邮件内容为“早上好”
表示层:将数据从主机特有的格式转换为网络标准传输格式
会话层:采用哪个连接发送?

传输层以下的处理

传输层:确立连接与断开连接重发
网络层:从主机A到主机B的数据通信处理

会话层负责决定建立连接和断开连接的时机,而传输层进行实际的建立和断开处理。

网络层与数据链路层都是基于目标地址将数据发送给接收端的,但是网络层负责将整个数据发送给最终目标地址,而数据链路层则只负责发送一个分段内的数据。

物理层中,将数据的0、1转换为电压和脉冲光传输给物理的传输介质,而相互直连的设备之间使用地址实现传输,这种地址被称为MAC地址,也可称为物理地址。采用MAC地址是为了识别连接到同一个传输介质上的设备。

(最近更新:2019年09月18日)