什么是OSI模型？——OSI模型的各个层次

OSI模型是一组规则，用于说明不同的计算机系统如何通过网络进行通信。该模型由国际标准化组织开发而成。OSI模型由7个层次组成，每个层次都有特定的功能与职责。这种分层结构使得不同设备和技术能够更轻松地协同工作。

注意：OSI模型为数据传输以及网络问题的处理提供了清晰的结构。OSI模型被广泛用作理解网络系统如何工作的参考依据。

第1层：物理层

在OSI参考模型中，最底层的是物理层。物理层负责设备之间的实际物理连接。物理层以比特的形式来传输信息。

• 物理层它的职责是将各个比特位从一个节点传输到下一个节点。
• 在接收数据时，这一层会接收到信号，并将其转换为0和1这样的二进制数字，然后将这些数字发送给数据链路层。数据链路层则会将这些二进制数字重新组合成完整的帧结构。
• 常见的物理层设备包括：中心枢纽, 中继器, 调制解调器，以及电缆.

物理层的功能

• 位同步：物理层通过提供时钟信号来实现比特的同步。这个时钟信号同时控制着发送方和接收方的行为，从而实现了比特级别的同步。
• 比特率控制：物理层还定义了传输速率，即每秒发送的位数。
• 物理拓扑结构：物理层规定了网络中各种设备/节点之间的排列方式。总线拓扑结构, 星型拓扑结构或者网状拓扑.
• 传输模式：物理层还定义了数据在这两个连接设备之间的传输方式。可能的各种传输模式包括：单工模式、半双工模式全双工模式。

第2层：数据链路层（DLL）

那个数据链路层它负责在各个节点之间传递消息。这一层的主要作用就是确保数据在物理层上的传输过程中不会出现错误。

• 当数据包到达网络时，由 DLL 负责将其传输到主机。MAC地址.
• 在数据链路层中，数据包被称为“帧”。交换机与桥接设备它们属于常见的数据链路层设备。
• 从网络层接收到的数据包，会根据NIC的帧大小被进一步划分为不同的帧。网络接口卡此外，DLL还会在头部中封装发送方和接收方的MAC地址。
• 接收者的MAC地址可以通过使用ARP协议来获取。地址解析协议要求，系统会发送这样的请求：“该IP地址属于谁？”而目标主机则会回复其MAC地址。

数据链路层的子层

• 逻辑链接控制（Logical Link Control, LLC）
• 媒体访问控制（MAC）

数据链路层的功能

• 框架/结构：帧结构是数据链路层的一个功能。它使得发送方能够向接收方传输一组对接收方来说有意义的比特位。这可以通过在帧的起始和结尾处添加特定的比特模式来实现。
• 物理寻址：在创建帧之后，数据链路层会在每个帧的头部添加发送方和/或接收方的物理地址（MAC地址）。
• 错误控制：数据链路层提供了错误控制的机制，它能够检测并重新传输那些损坏或丢失的数据帧。
• 流量控制：数据速率必须在双方之间保持恒定，否则数据可能会被破坏。因此，流量控制机制可以协调在收到确认之前可以发送的数据量。
• 访问控制：当多个设备共享同一通信通道时，数据链路层的MAC子层能够确定在某一时刻，哪个设备拥有对该通道的控制权。

第3层：网络层

那个网络层它负责将数据从一个位于不同网络中的主机传输到另一个主机。同时，它还负责处理数据包的路由问题，即选择最短的路径来传输数据包，从而从众多可用路径中选取最优路径。

• 发送方和接收方的IP地址地址这些数据由网络层放置在头部中。在网络层中，这些数据被称为“数据包”。.
• 网络层是由诸如网络设备之类的设备来实现的。路由器与交换机.

网络层的功能

• 路由：网络层协议决定了从源点到目的点之间适合的路由。网络层的这一功能被称为“路由”。
• 逻辑地址分配：为了唯一地识别每个设备之间的网络关系，网络层会定义一种地址分配方案。发送方和接收方的IP地址会被网络层记录在报头中。这样的地址能够唯一且普遍地区分每台设备。

第4层：传输层

那个传输层它为应用层提供服务，同时从网络层获取服务。传输层中的数据被称为“段”。它的职责就是确保整个消息能够完整地从一端传递到另一端。

• 传输层还负责确认数据传输是否成功。如果检测到错误，则会重新传输数据。
• 在传输层使用的协议包括：TCP, UDPNetBIOS, PPTP.
• 在发送端，传输层会接收来自上层层的格式化后的数据，然后对数据进行分段处理。此外，传输层还会实施流量控制和错误控制，以确保数据的正确传输。
• 此外，它还添加了“来源”和“目的地”这两个选项。端口号在头部信息中，它将分割后的数据传递给网络层。
• 通常，这个目的地端口号是默认设置好的，或者可以手动进行配置。
• 例如：当Web应用程序向Web服务器发起请求时，它通常会使用端口号80。因为80号端口是默认分配给Web应用程序的端口。许多应用程序都有默认的端口号被分配了。
• 在接收方的端，传输层会从数据包的头部读取端口号，然后将接收到的数据发送给相应的应用程序。此外，传输层还会对分割后的数据进行重新排序和重组。

传输层的功能

• 分割与重组：这一层接收来自“会话层”的消息，并将消息拆分成更小的单元。每个被拆分的单元都包含一个头部信息。在目标站点的传输层，这些消息会被重新组合在一起。
• 服务点寻址：为了将消息传递到正确的进程，传输层头部会包含一个名为“服务点地址”或“端口地址”的地址类型。通过指定这个地址，传输层可以确保消息能够被正确地传递到目标进程。

传输层所提供的服务

• 面向连接的服务
• 无连接服务

第5层：会话层

会话层在OSI模型中，会话层负责建立连接、管理连接以及终止两个设备之间的会话。此外，它还提供身份验证和安全保障功能。会话层中使用的协议包括NetBIOS和PPTP。

会话层的功能

• 会话的建立、维护和终止：这一层使得这两个过程能够建立、使用以及终止连接。
• 同步：这一层允许某个过程添加一些被视为数据同步点的检查点。这些同步点有助于识别错误，从而确保数据的正确重新同步。此外，这样还可以避免消息的提前结束，从而防止数据丢失。
• 对话控制器：会话层使得两个系统能够以半双工或全双工的方式开始相互通信。

示例/例子

让我们设想这样一种情况：用户希望通过浏览器中运行的某个Messenger应用程序来发送消息。这里的“Messenger”实际上是一个应用程序层，它为用户提供了创建数据的界面。这条消息会被压缩处理，如果数据属于敏感信息的话，还会进行加密处理。之后，消息会被转换成二进制数据（即0和1），从而能够被传输出去。

第6层：表示层

那个表示层也被称为“传输层”。在这里，来自应用层的数据被提取出来，并根据所需的格式进行处理，以便能够通过网络进行传输。在表示层所使用的协议包括：TLS/SSL（传输层安全/安全套接层）JPEG、MPEG、GIF这些是用于编码数据的标准或格式，它们属于表示层的功能之一。

呈现层的功能

• 翻译：例如，ASCII转换为EBCDIC.
• 加密/解密：数据加密是将数据转换为另一种形式或代码的过程。经过加密后的数据被称为密文，而解密后的数据则被称为明文。在加密和解密过程中，都需要使用某种密钥。
• 压缩：减少了需要在网络中传输的位数。