开放系统互连 (OSI) 模型是计算机、服务器和人员如何在系统内通信的标准。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。
这些层中的每一层都有自己独特的工作方式,以及一组将其与其他层区分开来的协议。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,即表示层。
表示层
来自应用层的数据被转发到表示层。表示层以单词、字符、字母、数字等形式接收数据,并将其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递之前,它还会经历编码和加密过程,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。它还在数据的压缩中发挥作用。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
会话层有助于建立和管理连接。此层的主要工作是建立会话。例如,在在线购物网站上,会在您的计算机和该网站的服务器之间创建会话。
会话层能够发送和接收数据,然后终止连接的会话。身份验证在会话建立之前完成,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数据传输方式的自身协议集。从会话层接收到的数据在此处被划分为更小的数据单元,称为段。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。端口号标识需要发送数据的应用程序。请注意,数据以块为单位传输。序列号用于以正确的顺序重新组装段。
传输层负责流量控制,即给定时间传输的数据量。它还考虑了错误控制,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
网络层帮助与其他网络通信。它的作用是将接收到的数据段从一台计算机传输到位于不同网络中的另一台计算机。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,以确保数据包被正确地接收到目标位置。然后,网络层路由数据包。负载均衡也在网络层发生,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(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的 IP 地址的数据包,并进行物理寻址,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帧。
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。前几层在此处接收到的数据以 0 和 1 的形式存在。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(通过将其转换回比特)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故障时,OSI 模型非常有用。我希望本文使您对该模型的要素有了更清晰的理解。
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