OSI七層網絡模型與TCP/IP四層網絡模型講解

OSI網絡分層參考模型

　　網絡協議設計者不應當設計一個單一、巨大的協議來為所有形式的通信規定完整的細節，而應把通信問題劃分成多個小問題，然後為每一個小問題設計一個單獨的協議。這樣做使得每個協議的設計、分析、時限和測試比較容易。協議劃分的一個主要原則是確保目標系統有效且效率高。為了提高效率，每個協議只應該注意沒有被其他協議處理過的那部分通信問題；為了主協議的實現更加有效，協議之間應該能夠共享特定的數據結構；同時這些協議的組合應該能處理所有可能的硬件錯誤以及其它異常情況。為了保證這些協議工作的協同性，應當將協議設計和開發成完整的、協作的協議系列(即協議族)，而不是孤立地開發每個協議。
　　在網絡歷史的早期，國際標准化組織(ISO)和國際電報電話咨詢委員會(CCITT)共同出版了開放系統互聯的七層參考模型。一台計算機操作系統中的網絡過程包括從應用請求(在協議棧的頂部)到網絡介質(底部) ，OSI參考模型把功能分成七個分立的層次。圖2.1表示了OSI分層模型。

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　　│　應用層　│←第七層
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　　│　表示層　│
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　　│　會話層　│
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　　│　傳輸層　│
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　　│　網絡層　│
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　　│數據鏈路層│
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　　│　物理層　│←第一層
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　　 OSI七層參考模型

　　OSI模型的七層分別進行以下的操作：

　　第一層：物理層
　　第一層負責最後將信息編碼成電流脈沖或其它信號用於網上傳輸。它由計算機和網絡介質之間的實際界面組成，可定義電氣信號、符號、線的狀態和時鐘要求、數據編碼和數據傳輸用的連接器。如最常用的RS-232規范、10BASE-T的曼徹斯特編碼以及RJ-45就屬於第一層。所有比物理層高的層都通過事先定義好的接口而與它通話。如以太網的附屬單元接口(AUI)，一個DB-15連接器可被用來連接層一和層二。
　　第二層：數據鏈路層
　　數據鏈路層通過物理網絡鏈路提供可靠的數據傳輸。不同的數據鏈路層定義了不同的網絡和協議特征，其中包括物理編址、網絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。物理編址（相對應的是網絡編址）定義了設備在數據鏈路層的編址方式；網絡拓撲結構定義了設備的物理連接方式，如總線拓撲結構和環拓撲結構；錯誤校驗向發生傳輸錯誤的上層協議告警；數據幀序列重新整理並傳輸除序列以外的幀；流控可能延緩數據的傳輸，以使接收設備不會因為在某一時刻接收到超過其處理能力的信息流而崩潰。數據鏈路層實際上由兩個獨立的部分組成，介質存取控制（Media Access Control,MAC）和邏輯鏈路控制層（Logical Link Control,LLC）。MAC描述在共享介質環境中如何進行站的調度、發生和接收數據。MAC確保信息跨鏈路的可靠傳輸，對數據傳輸進行同步，識別錯誤和控制數據的流向。一般地講，MAC只在共享介質環境中才是重要的，只有在共享介質環境中多個節點才能連接到同一傳輸介質上。IEEE MAC規則定義了地址，以標識數據鏈路層中的多個設備。邏輯鏈路控制子層管理單一網絡鏈路上的設備間的通信，IEEE 802.2標准定義了LLC。LLC支持無連接服務和面向連接的服務。在數據鏈路層的信息幀中定義了許多域。這些域使得多種高層協議可以共享一個物理數據鏈路。