在 5 分钟内了解 OSI 模型

了解开放系统互连 (OSI) 框架的基础知识,以便概念化计算机系统内的通信。
5 位读者喜欢这篇文章。
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开放系统互连 (OSI) 模型是计算机、服务器和人员在系统内如何通信的标准。它是网络通信的第一个标准模型,并在 1980 年代初期被所有主要的计算机和电信公司采用。

OSI 模型为描述网络和以离散的块或层来思考网络提供了一种通用语言。

OSI 模型的层

该模型描述了计算机系统通过网络进行通信的七个层。

  1. 应用层
  2. 表示层
  3. 会话层
  4. 传输层
  5. 网络层
  6. 数据链路层
  7. 物理层

这些层中的每一层都有其自己的工作方式,并有自己的一组协议,使其与其他层区分开来。本文逐层分解这些层。

应用层

应用层在软件中实现。它是用于与应用程序交互的层。

考虑发送消息的示例。发送者将与应用层交互并发送消息。应用层将消息发送到 OSI 模型中的下一层,表示层。

表示层

来自应用层的数据被转发到表示层。表示层接收以单词、字符、字母、数字等形式的数据,并将它们转换为机器可表示的二进制格式。此过程称为转换

在此阶段,ASCII 字符(美国信息交换标准代码)被转换为扩展二进制编码十进制交换码 (EBCDIC)。在转换后的数据进一步传输之前,它还会经历编码加密过程,使用 SSL 协议进行加密和解密。

表示层提供抽象,并假定其后的层将处理从此层转发给它们的数据。它还在数据压缩中发挥作用。压缩可以是有损的或无损的,具体取决于超出本文范围的各种因素。

会话层

会话层有助于设置和管理连接。此层的主要工作是建立会话。例如,在在线购物网站上,在您的计算机和网站的服务器之间创建会话。

会话层能够发送和接收数据,然后终止已连接的会话。身份验证在建立会话之前完成,然后进行授权。与之前的层一样,会话层也假定,在其工作完成后,数据将由后续层正确处理。

传输层

传输层管理数据传输以及其自己的一组关于如何传输数据的协议。从会话层接收到的数据在此处被分成更小的数据单元,称为。此过程称为分段。每个段都包含源端口号和目标端口号以及序列号。端口号标识数据需要发送到的应用程序。请注意,数据以块的形式传输。序列号用于按正确的顺序重新组装段。

传输层负责流控制,或在给定时间传输的数据量。它还负责错误控制,例如数据丢失、数据损坏等等。它使用称为校验和的错误检测值。传输层将校验和添加到每个数据段,以检查发送的数据是否被正确接收。然后,数据被传输到网络层。

网络层

网络层有助于与其他网络通信。它工作以将接收到的数据段从一台计算机传输到位于不同网络的另一台计算机。路由器位于网络层。

网络层的功能是逻辑寻址(IP 寻址)。它为每个数据包分配发送者和接收者的 IP 地址,以确保数据包被接收到正确的目的地。然后,网络层路由数据包。负载均衡也发生在网络层中,以确保不会发生过载。接下来,数据被传输到数据链路层。

数据链路层

数据链路层允许与其他设备(例如计算机和主机)直接通信。

它从网络层接收包含发送者和接收者 IP 地址的数据包,并执行物理寻址,将发送者和接收者的媒体访问控制 (MAC) 地址分配给数据包以形成

物理层

这一层由系统的所有硬件和机械元件组成,包括电线、引脚、适配器等的配置。前面的层在此处接收到的数据是 0 和 1 的形式。物理层转换此数据并通过各种方式将其传输到本地介质,包括电线、电信号、光信号(如光纤电缆)和无线电信号(如 WiFi)。

请注意,物理层在接收端工作,并将接收到的信号作为帧(通过将其转换回位)传输到数据链路层。帧被移动到更高的层,最终在应用层(即软件)接收到所需的数据。

结论

当您需要描述网络架构或排除网络问题时,OSI 模型很有用。我希望本文使您对该模型的元素有了更清晰的了解。 

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Anamika 是一位来自印度的崭露头角的开发人员。她是一位开源爱好者,也是一位计算机科学专业的本科生,喜欢学习新的技术创新。您可以与她谈论任何事情,无论是 Python、她最喜欢的编程语言、Linux(毫无疑问),还是当然是开源。

6 条评论

ISO 7498-1 标准定义了基本的 OSI 模型。

非常清晰的解释,非常感谢!

亲爱的 Amanita,文章写得很好,但我从 80 年代末就了解 ISO OSI 模型了,我想说你的层编号“颠倒了”,我的意思是,对我来说,物理层一直是第 1 层,应用层是第 7 层。

哎呀!那不是 Amanika 做的,那是一个遗漏的 <ol reversed="reversed"> 标签。反向编号列表是 HTML5 的一个很酷的功能,但只有当输入 HTML 的人记得使用它时才有效!

感谢您指出这一点,Victoriano,我已经为以后的读者修复了它。

回复 作者 Victoriano Giralt

谢谢你 Victoriano!你是对的,物理层始终是第 1 层,应用层是第 7 层。
这是一个遗漏的标签。

这是一个很棒的发现!感谢您指出这一点,也感谢 Seth 接受并修复了它!

回复 作者 Victoriano Giralt

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