OSI参考模型

OSI参考模型

1. 物理层

物理层主要功能就是完成相邻节点之间原始比特流的传输，为上一层提供物理连接。

这一层定义电缆如何连接到网卡上，以及采用哪种传送技术在电缆上发送数据；同时还定义了位同步及检查。这一层表示了用户的软件和硬件之间的实际连接。

它实际上与任何协议都不相干，但它定义了数据链路层所使用的访问方法。

物理层是OSI参考模型的最底层，向下直接与物理传输介质相连接。物理层协议是各种网络设备进行互连时必须遵守的底层协议。设立物理层的目的是实现两个网络物理设备之间的二进制比特流的透明传输，对数据链路层屏蔽物理传输介质的特性，以便对高层协议最大的透明性。

物理层协议主要关心的是使用什么样的物理信号来表示数据1和0一位持续的时间有多长；数据传输是否同时在两个方向上进行；最初的连接如何建立以及完成通信后连接如何终止；物理接口（插头和插座）有多少针以及各针的用处以及物理层接口连接的传输介质等等。

ISO对OSI参考模型中的物理层做了如下定义：

物理层是为建立、维护、断开和释放数据链路实体之间的二进制比特流传输的物理连接提供机械的、电气的、功能的和规程的特性。物理连接可以通过中继系统，允许进行全双工或半双工的二进制比特流的传输。

物理层的数据服务单元是比特，通过同步或异步的方式传输。

2. 数据链路层

数据链路层是OSI的第二层，位于物理层和网络层之间，也是极其重要的一层。它将物理层传来的原始数据封装成数据帧，负责帧在计算机之间无差错传递。

主要目的：如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递

数据链路层（DataLinkLayer):在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信道上无差错的传输，并进行各电路上的动作系列。

数据链路层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。

相关协议：

SDLC（软件生命周期）

HDLC（面向比特的同步协议）

PPP（包含链路控制协议LCP、网络控制协议NCP以及认证协议）：为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。

STP（生成树协议）：逻辑上断开环路，防治二层网络的广播风暴的产生，当线路出现故障时，断开的接口被激活，恢复通信，起到备份线路的作用。

帧中继：主要用于数据传输。

3. 网络层

位于OSI参考模型的第三层，主要功能是将网络地址（即IP地址）翻译成对应的物理地址，并将数据从源端到目的端数据的传输。

网络层通过综合考虑发送优先权、网络阻塞程度、服务质量以及可选路由的话费来决定从源端主机到目的主机的最佳路径。

相关协议：

IP协议（Internet Protocol 网络之间互连的协议）

Internet最重要的协议。在IP协议中规定了在Internet上进行通信的规则。

作用:向传输层（TCP层）提供统一的IP包，即将各种不同类型的MAC帧转换为统一的IP包，并将MAC帧的物理地址变换为全网统一的逻辑地址。正因为这一转换，所有市县了不同类型物理网络的互联。

ARP协议（Address Resolution Protocol 地址解析协议）

获取物理地址的一个TCP/IP协议。其节点的IP地址的ARP请求被广播到网络上后，这个节点会收到确认其物理地址的应答，这样数据包才能被传送出去。

RARP协议（Reverse Address Resolution Protocol 反向地址转换协议）

将局域网中的摸个主机的物理地址转换成IP地址。

ICMP协议 (Iternet Control Message Protocol Internet控制报文协议)

TCP/IP协议簇的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息包括网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。

IGMP协议 （Internet Group Management Protocol Internet组管理协议）

4. 传输层

实现网络中不同主机上用户进程之间的数据通信，同事进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。除此，传输层能安装网络能出来的最大尺寸将较长的数据包进行强制分割。

示例：

以太网无法接收1600字节的数据包。发送方节点的传输层将数据分割成较小的数据便，同事对每一数据片安排一序列号，以便数据到达接收方节点数据传输层时，能够按照正确的顺序重组。这个过程也就是排序。

相关协议

TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）

UDP:用户数据包协议，是OSI参考模型中一种无连接的传输层新协议。

5. 会话层

负责在网络中的两节点之间建立、维持和终止通信。主要目的就是建立通信链接，保持会话过程通信链接的畅通，同步两个节点之间的对话，决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。

示例：

当数据在网络传输中出现的大故障是，为防止半途而废。会话层提供了一种方法，在数据中插入同步点。每次网络出现故障时，仅仅从最后一个同步点之后开始重传数据。

6. 表示层

主要关心的是传递信息的语法和语义

应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。

表示层管理数据的解密与加密，如系统口令的处理。例如：在 Internet上查询你银行账户，使用的即是一种安全连接。你的账户数据在发送前被加密，在网络的另一端，表示层将对接收到的数据解密。除此之外，表示层协议还对图片和文件格式信息进行解码和编码。

7. 应用层

包含大量人们普遍需要的协议。目的在于支持运行于不同计算机的进程之间的通信，而这些进程则是针对不同用户的不同任务而设计的。

相关协议

HTTP、FTP/SMTP/DNS