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OSI模型概念 (CCNA入门必读)

创建于: 2010-05-14 04:00:10          

OSI模型概念

由国际标准化组织创立的开放式系统互联(ISO/OSI)模型是网络协议和分布式应用的标准模型。它定义了七个网络层次。

ISO是开放式系统互联的缩写,作为全球通信标准,它定义了用于七个层面上实施协议的网络构架。控制从一层传至下一层,从某一站的应用层传至最底层,通过信道传至下一站。

曾有一度,多数人支持OSI模型,但是由于OSI模型太过宽泛,而且各类其他标准已经根深蒂固,除了OSI系列的X.400X.500电子邮件和目录标准得到广泛使用外,这个曾经有望成为国际通用标准的OSI模型如今主要被用来作为其他协议的教学模板。

第一层 - 物理层

物理层定义电缆或其他物理媒介,如:细网、粗网,非屏蔽双绞线。所有媒介的功能同等。主要的区别在于便利性、安装成本和维护成本。转换器工作在这一层。

第二层数据链路层

数据链路层定义了网络上数据的格式。一个网络数据帧,又称数据包,包括检验和、源、目的地址和数据。在数据链路层上能 够传输的最大数据包定义为最大传输信元。数据链路层使用网络接口处理数据包目的地间的物理和逻辑关系。连入以太网的主机使用以太网接口处理与外界的联系,然后使用回送接口将数据包送回。

以太网使用一种特殊的48比特的地址来定义主机地址,称为以太网地址或MAC地址。MAC地址通常表示为一组以六个冒号划分的十六进制数,如:8:0:20:11:ac:85。这组特殊的数据与一个特定的以太网设备相关联。一个有着多个网络接口的主机在每个接口使用的MAC地址应该是相同的。数据链路层上的报头指定数据包的源和目的地的MAC地址。当一个数据包被送至所有主机(广播形式)时,使用特殊的MAC地址(ff:ff:ff:ff:ff:ff)

第三层网络层

网络文件系统(NFS)使用互连网络协议(IP)作为网络层接口。IP负责路由选择,将数据报从一个网络送至另一个。网络层可能会将大于最大传输信元的数据报分成更小的数据包,主机收到数据包后必须重新装配分散的数据报。互连网络协议用一个32比特的IP地址定义每个主机。IP地址的形式是四组以点划分的十进制数,范围是0255,如:129.79.16.40IP地址的前三位用来识别网络,剩余的数位用来识别在这个网络上的主机。IP的网络地址由国家科学基金会下属的InterNIC注册服务部分配,主机地址由本地网络管理部门分配。对于大型站点,前两个字节表示网络地址,第三、第四个字节分别识别子网和主机。

尽管IP数据包使用的是IP地址,但从一个主机向另一个主机传输数据时,必须使用硬件地址。地址解析协议被用来配对IP地址和硬件地址。

第四层传输层

传输层根据数据包的大小将用户缓冲器细分为网络缓冲器,并加强对预期传输的控制。传输层使用两项传输协议,分别是:传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。这两项协议的主要区别在于可靠性和速率。TCP通过“套接字”给网络上的两个主机间建立连接,套接字由IP地址和端口号码决定。TCP追踪数据包传送路径以及必须重发的数据包。由于TCP为每个连接保留信息,也使它成为状态协议。另一方面,UDP提供低开销传输服务,差错检测也随之减少。NFS建立在UDP顶部,因为它的高速和无状态性。无状态性简化了故障修复的过程。

第五层会话层

会话协议定义送至连接的数据格式。NFS使用远程过程呼叫(RPC)作为会话协议。RPC可以建立在TCPUDP上。登录会话使用TCPNFS和广播使用UDP

第六层表示层

外部数据表示(XDR)位于表示层。它将数据在本地表示和标准形式间进行转换。标准形式使用一个标准字节来组织和建立包装协议,并且独立于主机外。

第七层应用层

向终端用户提供网络服务。如邮件,ftp,远程登录,DNS,NIS,NFS等网络应用。

OSI模型参考表

功能

协议

网络组成

应用层

用户接口

      为直接运行在网络上的应用服务

      允许支持应用的网络服务访问

      表示直接支持用户层的服务

      处理网络访问、流控制和差错校正

      应用举例:文件传送、电子邮件、网络基本输入输出系统应用。

DNS; FTP; TFTP; BOOTP; SNMP;RLOGIN; SMTP; MIME; NFS; FINGER; TELNET; NCP; APPC; AFP; SMB

网关

表示层

转换

      对应用和网络格式进行相互转化

      将其他适用于某一用户的抽象语法转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法

      负责协议转换、字符转换、数据加密/ 解密、数据压缩和图像格式的显示

      为不同系统建立标准,以保证多种协议堆间的无缝交流

      不总是应用于某个网络协议

网关

重定向程序

会话层

同步和会话

      建立、维持,终止网络间的会话

      负责名称识别,确保只有指定方能参与会话

      通过在数据流中建立计划检测点来提供同步服务

=> 若会话失败,只有在最近检测点之后的数据需要重新传输

      管理某一方在特定的时间可以传输数据的时间

      例:交互式登录、文件传输连接。如果发生中断,会话会重新连接;识别会话名称并且在历史记录中注册名称。

NetBIOS Names Pipes Mail Slots

RPC

网关

传输层

数据包;

流控制;

出错处理

      会话层之下的附加连接

      管理网络各方数据的流控制

      将数据流划分为组块或数据包;接收计算机的传输层从数据包重组信息

      类似于火车

=> 数据被划分为同等大小的单元

      提供差错检测来保证数据的无错传送,即无损耗和无重复

      提供成功传输确认;如果某些数据包没有完成无错传输,申请重发

      提供流控制和出错处理

TCP, ARP, RARP; SPX

NWLink

NetBIOS / NetBEUI ATP

网关

高级电缆测试器

桥式路由器

网络层

寻址;

路由选择

      将逻辑网络地址和名称翻译为物理地址(如:计算机名称==>MAC地址

      负责

o  寻址

o  决定发送路径

o  管理网络问题,如:数据包交换、数据拥塞和路由选择

      若路由器无法发送与源计算机发送同等大小的数据帧,网络层将数据分散为小单元进行弥补。接收端的网络层对数据进行重组

      设想这层的作用是在每个火车车厢上标明地址

IP; ARP; RARP, ICMP; RIP; OSFP;

IGMP; IPX NWLink NetBEUI OSI

DDP DECnet

桥式路由器

路由器

帧中继设备

ATM交换机

高级电缆测试器

数据链路层

数据帧到比特流

      将数据包转换为原始比特流100101,在接收端将比特流转换为数据包

      处理网络层和物理层间的数据帧

      接收端将物理层的原始数据打包为数据帧,用于网络层传送

      负责通过物理层向其他计算机进行无错帧传输

      定义了用于网络传输和接收数据的理论。包括布线,即连接NIC和线路的设备,用于数据传输/接收的信令及在网络媒介上检测信令错误的能力

逻辑链路控制

      差错纠正和流控制

      管理链路控制及定义服务访问点

802.1 OSI模型

802.2 逻辑链路控制协议

网桥

交换机

ISDN路由器

智能集线器

NIC

高级电缆测试器

介质访问控制

      与适配卡进行交流

      被使用介质类型控制

802.3 CSMA/CD (以太网)

802.4 令牌总线

(ARCnet网络)

802.5 令牌环

802.12 需求优先

物理层

硬件;

原始比特流

      在物理电缆上传送比特流

      定义电缆、卡和物理层面

      定义NIC与硬件间的连接;电缆与NIC如何连接

      定义传送比特流至电缆的技术

IEEE 802

IEEE 802.2

ISO 2110

ISDN

中继器

多路复用器

集线器

被动无源集线器

      主动集线器

时域反射器

示波器

信号放大器

 

 

 

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