OSI七層網(wǎng)絡(luò)參考模型
OSI(Open Systems Interconnection)七層網(wǎng)絡(luò)參考模型是一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)定義的網(wǎng)絡(luò)通信模型,用于描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。OSI模型將網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程分為七個(gè)獨(dú)立的層次,每一層都有特定的功能和協(xié)議。通過(guò)這個(gè)模型,網(wǎng)絡(luò)通信得以標(biāo)準(zhǔn)化,使得不同系統(tǒng)之間可以互通。
一、OSI模型的七個(gè)層次
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物理層(Physical Layer)
- 功能:物理層是OSI模型的最底層,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的物理傳輸。它定義了通信設(shè)備之間的硬件標(biāo)準(zhǔn),如電纜、光纖、無(wú)線電波、連接器、以及信號(hào)的電氣特性(如電壓、電流等)。
- 協(xié)議和設(shè)備:以太網(wǎng)(Ethernet)、USB、光纖、集線器(Hub)、中繼器(Repeater)。
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數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)
- 功能:數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在相鄰節(jié)點(diǎn)之間的可靠數(shù)據(jù)傳輸,解決物理層的傳輸錯(cuò)誤。它將數(shù)據(jù)封裝成幀(Frame),并進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)、糾正和流量控制。數(shù)據(jù)鏈路層還負(fù)責(zé)MAC地址的管理,用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備。
- 協(xié)議和設(shè)備:以太網(wǎng)、Wi-Fi、交換機(jī)(Switch)、網(wǎng)卡(Network Interface Card, NIC)。
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網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)
- 功能:網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸和路由選擇,確保數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)正確到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。它使用IP地址來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備,并進(jìn)行路由選擇和數(shù)據(jù)包的分組(Packet)。
- 協(xié)議和設(shè)備:IP協(xié)議、ICMP、路由器(Router)。
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傳輸層(Transport Layer)
- 功能:傳輸層提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的分段和重組,確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。它管理傳輸?shù)腻e(cuò)誤檢測(cè)和糾正、流量控制,并提供兩種主要傳輸方式:面向連接的TCP和無(wú)連接的UDP。
- 協(xié)議和設(shè)備:TCP(傳輸控制協(xié)議)、UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)。
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會(huì)話層(Session Layer)
- 功能:會(huì)話層負(fù)責(zé)管理應(yīng)用程序之間的對(duì)話(Session),建立、維持和終止會(huì)話連接。它確保數(shù)據(jù)的有序傳輸,并提供同步功能,以便在發(fā)生斷開(kāi)時(shí)能夠恢復(fù)通信。
- 協(xié)議和設(shè)備:RPC(遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用)、SQL。
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表示層(Presentation Layer)
- 功能:表示層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的格式化、加密、解密和壓縮。它確保發(fā)送方和接收方之間的數(shù)據(jù)格式一致,可以理解對(duì)方傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。表示層是數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上以何種格式傳輸?shù)年P(guān)鍵所在。
- 協(xié)議和設(shè)備:SSL/TLS、JPEG、MPEG、ASCII、XML。
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應(yīng)用層(Application Layer)
- 功能:應(yīng)用層是OSI模型的最頂層,直接面向用戶。它提供了應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)之間的接口,使用戶能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行各種操作。應(yīng)用層協(xié)議支持各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,如電子郵件、文件傳輸、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等。
- 協(xié)議和設(shè)備:HTTP、FTP、SMTP、DNS、Telnet、SSH。
二、OSI模型的作用
- 標(biāo)準(zhǔn)化通信:OSI模型提供了一個(gè)通用的框架,確保不同廠商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和協(xié)議能夠互操作。
- 模塊化設(shè)計(jì):每一層都獨(dú)立實(shí)現(xiàn),便于開(kāi)發(fā)、維護(hù)和更新網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或設(shè)備。
- 分離復(fù)雜性:通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)功能分成多個(gè)層次,簡(jiǎn)化了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程,使得每一層只需專注于自己的功能。
三、總結(jié)
OSI七層網(wǎng)絡(luò)參考模型是理解和設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)功能分解為七個(gè)獨(dú)立的層次,OSI模型為網(wǎng)絡(luò)通信提供了標(biāo)準(zhǔn)化的框架,確保不同設(shè)備和協(xié)議能夠協(xié)同工作。了解每一層的功能及其對(duì)應(yīng)的協(xié)議,有助于我們更好地設(shè)計(jì)、維護(hù)和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
參考B站:https://www.bilibili.com/video/BV1EU4y1v7ju/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=e4827b5caa335053a5a861ed02dd1165

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