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OSI(Open Systems Interconnection)model是一个用于描述计算机网络通信过程的理论框架,是一种思考网络的方式。
它将网络上两个设备之间的网络通信划分为七个抽象层,每一层负责特定的功能,并通过接口与相邻层交互。
描述各层:
第七层
应用层(Application Layer) 大多数用户与之交互并能识别的层
- 功能:为最终用户(应用程序)提供网络服务接口。
- 关键协议:HTTP、FTP、SMTP、DNS、DHCP、SNMP。
第六层
表示层(Presentation Layer)
- 功能:
- 数据格式转换(如加密、压缩、字符编码转换)。
- 确保不同系统间的数据兼容性(如将ASCII转为Unicode)。
- 关键技术:SSL/TLS(加密)、JPEG/MPEG(数据格式)、ASCII/Unicode。
第五层
会话层(Session Layer)
- 功能:
- 建立、管理和终止应用程序之间的会话(Session)。
- 支持会话恢复和同步(如断点续传)。
- 关键协议/技术:NetBIOS、RPC(远程过程调用)、SSH会话管理。
第四层
传输层(Transport Layer)
- 功能:处理两个节点之间的端到端(End-to-End)通信。
- 关键协议:TCP(可靠传输)、UDP(高效传输)。
- 补充:
- TCP提供设备之间可靠的端到端通信,它通过将数据分成小的、易于管理的段并单独发送每个段来实现这一点。每个段都附有一个序列号,接收端使用序列号以正确的顺序重新组合数据
- TCP还提供错误检查,以确保数据在传输过程中没有损坏
- 与TCP不同的UDP只是将数据包从一个设备发送到另一个设备,接收端负责确定数据包是否被正确接收,如果检测到错误,接收端就会丢弃该数据包。
第三层
网络层(Network Layer)
- 功能:负责在不同网络之间逻辑寻址(如IP地址)和路由选择,确保数据包跨网络传输。
- 关键协议:IP(IPv4/IPv6)、ICMP(Ping)、OSPF、BGP、RIP。
第二层
数据链路层(Data Link Layer)
- 功能:从物理层获取原始数据组织成帧,并确保帧传送到正确的目的地
- 关键协议:以太网(MAC子层)、PPP(点对点协议)、Wi-Fi(MAC层)、ARP(地址解析协议)
第一层
物理层(Physical Layer)
- 功能:负责通过物理连接传输原始数据。
- 关键协议/技术:以太网(物理部分)、Wi-Fi(物理层)、RS-232、光纤等。
数据在通过网络传输时如何在各层移动
1. 当用户通过网络向Web服务器,发送HTTP请求时,HTTP header会在应用层被添加到的数据中
2. 在传输层添加TCP header到数据中,封装成TCP段(TCP header包含源端口、目标端口、序列号等)
3. 这些段在网络层被封装在IP header中 (IP header里包含源IP地址和目标IP地址
4. 在数据链路层添加MAC header(MAC header包含源MAC地址和目标MAC地址,而该MAC地址通常不是发送端和接收端端MAC地址,除非在同一个广播域,否则无论源或目标MAC地址在每一跳都会被替换)
5. 封装的帧在物理层被转换为 原始比特流(二进制信号) ,通过物理介质传输。
6. 当 Web 服务器的物理层接收到原始比特流后,它会逆转该过程,header会逐层被删除,最终由Web服务器处理HTTP请求。
实际应用与TCP/IP模型的对比
- TCP/IP模型是实际互联网的基础,分为四层:
- 应用层(对应OSI 5-7层)
- 传输层(对应OSI 4层)
- 网络层(对应OSI 3层)
- 网络接口层(对应OSI 1-2层)
- 区别:OSI是理论模型,强调严格分层,太过颗粒化;TCP/IP更注重实际协议实现。