计算机网络（1）OSI模型

2021 年 09 月 11 日

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OSI：Open Systems Interconnection 开放系统互连
1990年以前，占主导地位分层模型是OSI模型。当时所有人都认为OSI模型将是数据通信的最终表达（然而从未发生）。现在TCP/IP协议族成为了占主导地位的商用体系结构。

协议分层

两个实体之间如果要通信就需要一个协议。如果这个过程比较复杂，就需要把它分层。

例，玛丽亚只会西班牙；安只会英语。并且她们不在一个城市，她们之间的通信过程如下：
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安需要用翻译机把写好的信翻译成密码文，再通过邮局寄给玛丽亚。
整个通信过程，处理方式相同，方向相反。虽然她们不懂密码，但是通过分层的通信，还是可以沟通交流。

OSI模型

国际标准化组织（International Standards Organization，ISO）是一个多国团体，专门就一些国际标准达成世界范围的一致。全世界大约有四分之三的国家派代表参加。
一个全方位覆盖网络通信问题的ISO标准就是开放系统互连（OSI）模型。

ISO是个组织；而OSI是个模型；ISO标准就是这个组织制订的国际标准

OSI模型是一个分层的框架结构，它目的是为了设计出能够让各种类型的计算机系统相互通信的网络系统。它由七个独立且相关的层组成。（物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层）
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OSI模型中的各层

物理层：协调通过物理媒体传送比特流时所需要的各种功能。物理层涉及到接口和传输媒体的机械和电气规范、过程规范、功能规范。

物理层负责把逐个的比特从一跳（结点）移动到下一跳

数据链路层：定义如何格式化数据以便进行传输以及如何控制对网络的访问。支持错误检测

网络层：负责把分组从源点交付到终点。相当于地图。选择传输数据的最佳路径。

运输层：负责完整报文的进程到进程的交付。进程是指运行的应用程序。运输层需确保整个报文原封不动的按序到达，它要监督从源点到终点这一级的差错控制和流量控制。

会话层：网络的对话控制器。它用于建立、维持并同步正在通信的系统之间的交互。

表示层：数据表示。发送方的表示层把信息从与发送方相关的格式转换为一种公共的格式，而接收方的表示层把这种公共格式转换为接收方相关的格式。加密。解密。压缩

应用层：让用户能够介入网络，为应用程序进程提供网络服务

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层与层之间的通信

下图所示是设备A把一个报文发送到设备B的过程中涉及到的层。
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从发送方来看，报文从第七层开始一直向下传达到第一层。在第一层中完整的数据包被转换为可传送接收设备的形式。
从接收方看，报文又从第一层开始向上一直传到第七层。

每个层之间都有一个接口。

七层可以分成三个组

第1、2、3层（物理层、数据链路层和网络层）是网络支撑层
这些层的任务是在物理上把数据从一个设备传送到另外一个设备
第5、6、7层（会话层、表示层和应用层）可以看成是用户支撑层
这些层使得一些本来没有关系的软件系统之间有了互操作性
第4层（运输层）将这两部分链接起来，使得底层所发送的是高层可使用的形式

封装

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上图给出了OSI各层的概貌，D7数据表示第7层的数据单元，D6数据表示第6层的数据单元，如此类推。
处理过程从第7层（应用层）开始，然后按降序逐层下传。
每一层都可以在数据单元上附加一个首部。在第2层还要加上尾部。
当这样格式化的数据单元通过物理层（第一层）时，就转换为电磁信号并沿着一条物理链路传输