OSI參考模型講解

1、第第5858課課 OSIOSI參考模型參考模型學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)n 什么是OSI模型？n OSI參考模型又是如何工作的？每層的功能又是什么？學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：課程內(nèi)容課程內(nèi)容計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)物理層：二進(jìn)制傳輸物理層：二進(jìn)制傳輸數(shù)據(jù)鏈路層：介質(zhì)訪問數(shù)據(jù)鏈路層：介質(zhì)訪問網(wǎng)絡(luò)層：確定地址和最佳路徑網(wǎng)絡(luò)層：確定地址和最佳路徑傳輸層：端到端連接傳輸層：端到端連接會話層：互連主機通信會話層：互連主機通信表示層：數(shù)據(jù)表示表示層：數(shù)據(jù)表示應(yīng)用層：為應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用層：為應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用層：應(yīng)用層：計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)o 網(wǎng)絡(luò)的

2、體系結(jié)構(gòu)o 計算機網(wǎng)絡(luò)的各層以及其協(xié)議的結(jié)合，稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。換言之，計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)即是對計算機網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)該完成的功能的精確定義。即計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)設(shè)置哪幾層，每層應(yīng)提供哪些功能的精確定義,至于功能如何實現(xiàn)，則不屬于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)討論的范圍。換句話說，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)只是從功能上描述計算機網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，不涉及每層硬件和軟件的組成，也不涉及這些硬件或軟件的實現(xiàn)問題。OSIOSI參考模型參考模型o 70年代以來，國外一些主要計算機生產(chǎn)廠家先后推出了各自的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，但都屬于專用的。為使不同計算機廠家的計算機能夠互相通信，以便在更大的范圍內(nèi)建立計算機網(wǎng)絡(luò)，有必要建立一個國際范圍的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)

3、準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1981年正式推薦了一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開放系統(tǒng)互連模型(Open System Interconnection reference model )OSI/RM,簡稱OSI。由于這個標(biāo)準(zhǔn)模型的建立，使得各種計算機網(wǎng)絡(luò)向它靠攏，大大推動了網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展。o “開放”這個詞表示：只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個系統(tǒng)可以和位于世界上任何地方的、也遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行連接。計算機網(wǎng)絡(luò)的分層模型計算機網(wǎng)絡(luò)的分層模型o 一個功能完善的計算機網(wǎng)絡(luò)需要制定一套復(fù)雜的協(xié)議集合，對于這種協(xié)議集合，最好的組織方式是層次結(jié)構(gòu)模型。這樣分層的好處在于：每一層都實現(xiàn)相對的獨立功能，因而可以將一個

4、難以處理的復(fù)雜問題分解為若干個較容易處理的更小一些的問題。 計算機網(wǎng)絡(luò)的分層模型計算機網(wǎng)絡(luò)的分層模型o 在網(wǎng)絡(luò)互連中，有兩個標(biāo)準(zhǔn)可以考慮：合法的和事實的。合法的意味著用權(quán)力或法律建立。事實的意味著用實際的事實建立。盡管沒有得到官方或法律上的承認(rèn)，但TCP/IP為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議創(chuàng)建了一個事實標(biāo)準(zhǔn)，盡管它在得到廣泛接受之前并沒有成為標(biāo)準(zhǔn)。OSI參考模型是一個合法的標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織( ISO )創(chuàng)建了OSI模型，并在1984年發(fā)布，為供應(yīng)商提供一個網(wǎng)絡(luò)模型，這樣它們的產(chǎn)品可以在網(wǎng)絡(luò)上協(xié)調(diào)工作。計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議o 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議定義：o 即網(wǎng)絡(luò)中（包括互聯(lián)網(wǎng)）傳遞、管理信息的一些規(guī)范。如同人與人之

5、間相互交流是需要遵循一定的規(guī)矩一樣，計算機之間的相互通信需要共同遵守一定的規(guī)則，這些規(guī)則就稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。o 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三個要素：n語法：即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。n語義：即需要發(fā)出何種控制信息、完成何種協(xié)議以及做出何種應(yīng)答。n同步：即事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。o 解決通信的異質(zhì)性解決通信的異質(zhì)性(heterogeneity)(heterogeneity)問題問題：n 語言層解決不同種語言的相互翻譯問題(漢-日)n 媒介層解決信息傳遞: 語音(電話)/文字(傳真)分層模型的優(yōu)點分層模型的優(yōu)點o 高層屏蔽低層細(xì)節(jié)問題高層屏蔽低層細(xì)節(jié)問題n 概念層只關(guān)心會話內(nèi)容, 不關(guān)心語種和會話方式n 語言層只關(guān)

6、心語種, 不關(guān)心會話內(nèi)容和方式n 媒介層只關(guān)心信息的傳遞, 不關(guān)心信息的內(nèi)容分層模型的優(yōu)點分層模型的優(yōu)點o 設(shè)計實現(xiàn)設(shè)計實現(xiàn)n 每個層次向上一層次提供服務(wù)n 每個層次向下一層次請求服務(wù)n 上層是為下層指引方向的，下次為上層提供更好的服務(wù)。分層模型的優(yōu)點分層模型的優(yōu)點p 降低協(xié)議設(shè)計的復(fù)雜性：n各層相對獨立，各層不必關(guān)心其它層的具體實現(xiàn)，只需知道上下層接口；p 標(biāo)準(zhǔn)化接口：n任何一層發(fā)生修改，只要接口關(guān)系不變，其它層均不受影響；分層模型的優(yōu)點分層模型的優(yōu)點p 模塊化結(jié)構(gòu)：n 結(jié)構(gòu)分層，各層都可獨立實現(xiàn)；便于網(wǎng)絡(luò)模型的設(shè)計；p 保證技術(shù)的互操作性：n 各層向下單向依賴，易于實現(xiàn)和維護(hù)p 最重要的一

7、點是不同廠商生產(chǎn)設(shè)備時有一個共同操作的標(biāo)準(zhǔn)，使不同產(chǎn)商設(shè)備互相兼容。分層模型的優(yōu)點分層模型的優(yōu)點OSIOSI模型概述模型概述o 傳輸層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層物理層物理層會話層會話層表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層應(yīng)用層（高層）高層的功能為處理高層的功能為處理用戶接口、數(shù)據(jù)格用戶接口、數(shù)據(jù)格式及應(yīng)用訪問。主式及應(yīng)用訪問。主要由操作系統(tǒng)實現(xiàn)要由操作系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)流層（低層）數(shù)據(jù)流層（低層） 定義了數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)定義了數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)之間傳送，絡(luò)傳輸介質(zhì)之間傳送，及數(shù)據(jù)如何通過網(wǎng)線和及數(shù)據(jù)如何通過網(wǎng)線和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸?shù)狡谕木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸?shù)狡谕慕K端終端o OSI參考模型的第4層及其以上各層為

8、高層協(xié)議，實現(xiàn)資源子網(wǎng)的功能，其中的實體為進(jìn)程。實現(xiàn)端到端的通信。下3層協(xié)議實現(xiàn)通信子網(wǎng)的功能，其中的實體為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)，實現(xiàn)點到點的通信。 OSIOSI模型概述模型概述通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng) 通信子網(wǎng)：由所有通信線路、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備和相應(yīng)通信協(xié)議軟件組成，承擔(dān) 不同主機之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)； 資源子網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)中所有的主機、通信協(xié)議和各種應(yīng)用系統(tǒng)。 路由器僅有低3層協(xié)議，包含在通信子網(wǎng)中；主機有7層協(xié)議，但屬于資源子 網(wǎng)范圍 。路由器 主機 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信線路 通信子網(wǎng) 資源子網(wǎng)L7L6L5L4L3L2L1L3L2L1L7L6L5L4L3L2L1L3L2L1L3L2L1按各網(wǎng)絡(luò)單元功能分割7

9、 76 65 54 43 32 21 17 76 65 54 43 32 21 13 32 21 13 32 21 1OSI環(huán)境環(huán)境網(wǎng)絡(luò)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)環(huán)境數(shù)據(jù)通數(shù)據(jù)通信網(wǎng)信網(wǎng)計算機計算機A計算機計算機B實系統(tǒng)環(huán)境實系統(tǒng)環(huán)境 應(yīng)用層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層發(fā)送進(jìn)程接收進(jìn)程物理層 數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層主機A主機B 路由器路由器物理層 數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層通信子網(wǎng)物理介質(zhì)物理介質(zhì)物理通信 物理通信：是通信進(jìn)行的真實路徑，從發(fā)送主機的上層逐層向下傳遞， 經(jīng)通信介質(zhì)和通信子網(wǎng)送達(dá)目標(biāo)主機，然后在目標(biāo)主機中逐層向上傳遞。 物理通信是由主機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的逐

10、層通信及通信子網(wǎng)中的逐點通信組 合而成，因此物理通信具有間接通信屬性。網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng) 應(yīng)用層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層應(yīng)用層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層發(fā)送進(jìn)程接收進(jìn)程應(yīng)用層協(xié)議表示層協(xié)議會話層協(xié)議傳輸層協(xié)議物理層 數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層主機A主機B 路由器路由器物理層 數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層通信子網(wǎng)物理介質(zhì)物理介質(zhì)邏輯通信網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議2鏈路層協(xié)議2物理層協(xié)議2 邏輯通信：位于不同主機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中同層通信實體間的對話，對話遵 循某一特定協(xié)議，且每層協(xié)議各不相同； 傳輸層及以上層不同主機通信實體間的邏輯通信是直接點對點的通信， 下3層中主機與路由器和路由器與路由器之間的通信也是直

11、接通信，且同 層通信協(xié)議不盡相同。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議1網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議3鏈路層協(xié)議1鏈路層協(xié)議3物理層協(xié)議1物理層協(xié)議3L7數(shù)據(jù)L7數(shù)據(jù) H6L6數(shù)據(jù)H5L5數(shù)據(jù)H4L4數(shù)據(jù)H3L3數(shù)據(jù)H2T201010101011111100101010o1o2o3o4o5o6o7L7數(shù)據(jù)L7數(shù)據(jù) H6L6數(shù)據(jù)H5L5數(shù)據(jù)H4L4數(shù)據(jù)H3L3數(shù)據(jù)H2T201010101011111100101010o1o2o3o4o5o6o7傳輸媒體傳輸媒體信息的流動過程信息的流動過程 對等層通信在分層模型中，對等是一個很重要的概念，因為只有對等層才能相互通信，一方在某層上的協(xié)議是什么，對方在同一層次上也必須是什么協(xié)議。 兩個網(wǎng)絡(luò)在物理

12、層就相同，使用中繼器就可以連起來；如果兩個網(wǎng)絡(luò)物理層不同，鏈路層相同，使用橋接器可以連起來；如果兩個網(wǎng)絡(luò)物理層、鏈路層都不同，而網(wǎng)絡(luò)層相同，使用路由器可以互連；如果兩個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完全不同，使用協(xié)議轉(zhuǎn)換器（網(wǎng)關(guān)）可以互連。o OSI參考模型的分層禁止了不同主機間的對等層之間的直接通信。因此主機A的每一層必須依靠主機A相鄰層提供的服務(wù)來與主機B的對應(yīng)層通信。o 假設(shè)主機A的第四層必須與主機B的第四層通信，那么主機A的第四層就必須使用主機A的第三層所提供的服務(wù)。第三層通過一個服務(wù)接入點（SAP）給第四層提供服務(wù)，這些服務(wù)接入點使得第四層能要求第三層提供服務(wù)主機B的第四層怎么知道主機A第四層想要什么呢？

13、數(shù)據(jù)封裝和解封裝數(shù)據(jù)封裝和解封裝p 數(shù)據(jù)封裝：數(shù)據(jù)封裝： OSI模型的每一層用其自己的協(xié)議與目的設(shè)備的相同層進(jìn)行通信。為了交換信息，每層都使用協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）。PDU包括控制信息和用戶數(shù)據(jù)。比如，幀是一個除上層控制信息和數(shù)據(jù)外還包含了數(shù)據(jù)鏈路層控制信息的PDU。將控制信息添加到一個將控制信息添加到一個PDUPDU的過程稱作封裝。的過程稱作封裝。當(dāng)一個層收到PDU時，它為該PDU添加一個頭和尾，并將封裝后的PDU傳送到下一層。添加到PDU上的控制信息將被遠(yuǎn)端設(shè)備的相同層所解讀。 數(shù)據(jù)封裝和解封裝數(shù)據(jù)封裝和解封裝o數(shù)據(jù)解封裝：數(shù)據(jù)解封裝：o 當(dāng)一個遠(yuǎn)端設(shè)備收到一串比特數(shù)據(jù)時，它將它們傳送給數(shù)

14、據(jù)鏈路層進(jìn)行幀操作。當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路層收到一個幀時，它完成以下工作：讀出同層源設(shè)備提供的控制信息，從幀中剝離控制信息，將幀傳給上一層，同時執(zhí)行在幀的控制域給出的指令。這樣，將控制信息從將控制信息從PDUPDU剝離的過程就稱剝離的過程就稱作解封裝作解封裝。數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)封裝PPDU傳輸層傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)傳輸層控制信息傳輸層控制信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層控制信息網(wǎng)絡(luò)層控制信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)邏輯鏈路子層控制信息邏輯鏈路子層控制信息0101110101001000010數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層會話層會話層段段包包比特比特幀幀F(xiàn)CSFCS介質(zhì)訪問

15、控制子層控制信息介質(zhì)訪問控制子層控制信息SPDUAPDU數(shù)據(jù)解封裝數(shù)據(jù)解封裝上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)邏輯鏈路控制子層控制信息邏輯鏈路控制子層控制信息+網(wǎng)絡(luò)層控制信網(wǎng)絡(luò)層控制信息息+傳輸層控制信息傳輸層控制信息+上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)媒體訪問控制子層控制信息媒體訪問控制子層控制信息網(wǎng)絡(luò)層控制信息網(wǎng)絡(luò)層控制信息+傳輸層控制信傳輸層控制信息息+上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)邏輯鏈路子層控制信息邏輯鏈路子層控制信息傳輸層控制信息傳輸層控制信息+上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層控制信息網(wǎng)絡(luò)層控制信息上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)傳輸層控制信息傳輸層控制信息0101110101001000010傳輸層傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層

16、表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層會話層會話層數(shù)據(jù)封裝和解封裝數(shù)據(jù)封裝和解封裝多層通信示例：國際外交中國教師德國教師翻譯翻譯秘書秘書消息“你 好”“HALLO”“HELLO”“HELLO”傳真?zhèn)髡?2/3接口 1/2接口 2/3接口 1/2接口P3P1P2對交談內(nèi)容的共識用英語對話使用 傳真通信多層通信示例多層通信示例計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層 PDU5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2應(yīng)用層 PDU 再傳送到運輸層加上運輸層首部，成為運輸層報文計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 54321

17、54321計算機 1AP2AP1計算機 2運輸層報文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為 IP 數(shù)據(jù)報（或分組）計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2IP 數(shù)據(jù)報再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) o 應(yīng)用層(application layer) 5432154321物理傳輸媒體計算機 1AP2AP1電信號（或光信號）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層計

18、算機 2計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給運輸層計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2運輸層剝?nèi)ナ撞浚〕鰯?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞?，取出?yīng)

19、用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2我收到了 AP1 發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4運輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計

20、算機 210100110100101 比 特 流 110101110101計算機 2 的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運輸層計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) H5應(yīng) 用

21、 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2運輸層剝?nèi)笪氖撞亢蟀褕笪牡臄?shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層 PDU 首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2我收到了 AP1 發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù) 1 1、物理層、物理層 物理層是OSI參考模型的最低層，與傳輸媒體直接相連，主要作用是建立、保持和斷開物理連接，以確保二進(jìn)制

22、比特流的正確傳輸。1 1、物理層、物理層特性特性p 機械特征：p 規(guī)定線纜與網(wǎng)絡(luò)接口卡的連接頭的形狀、幾何尺寸、引腳線數(shù)、引線排列方式、鎖定裝置等一系列外形特征。p 電氣特征：p 規(guī)定了在傳輸過程中多少伏特的電壓代表“1”，多少伏特代表“0”。p 功能特征：p 規(guī)定了連接雙方每個連接線的作用：用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線、用于傳輸控制信息的控制線、用于協(xié)調(diào)通信的定時線、用于接地的地線。p 規(guī)程特征： 具體規(guī)定了通信雙方的通信步驟。物理層主要功能示意圖物理層主要功能示意圖 L2數(shù)據(jù)10010110101物理層L2數(shù)據(jù)10010110101物理層從數(shù)據(jù)鏈路層到數(shù)據(jù)鏈路層傳輸媒體傳輸媒體2 2、數(shù)據(jù)鏈路層、

23、數(shù)據(jù)鏈路層 主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和拆除，確保在一段物理鏈路上數(shù)據(jù)幀的正確傳輸，將有差錯的物理鏈路轉(zhuǎn)化成對網(wǎng)絡(luò)層來說是沒有傳輸錯誤的數(shù)據(jù)鏈路:差錯檢測和數(shù)據(jù)流量控制差錯檢測和數(shù)據(jù)流量控制。 該層用于建立相鄰結(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸；它將不可靠的物理信道處理為可靠的通道，使高層不必考慮物理介質(zhì)的具體特性；該層的數(shù)據(jù)單元為幀(frame)；IEEE標(biāo)準(zhǔn)將該層又分為介質(zhì)訪問控制層(MAC)和邏輯鏈路控制層( LLC ) 。o物理層只負(fù)責(zé)傳輸無結(jié)構(gòu)的原始比特流，是不可靠的。數(shù)據(jù)鏈路層將不可靠的物理連接（數(shù)據(jù)電路）轉(zhuǎn)換成（對網(wǎng)絡(luò)層來說）可靠的數(shù)據(jù)鏈路。為實現(xiàn)轉(zhuǎn)換：n首先，必須將物理層的無結(jié)構(gòu)原始比特流劃

24、分成一定長度的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)單元幀（frame） n其次，對幀進(jìn)行差錯控制（error control），實現(xiàn)檢錯/糾錯功能。n最后，通過合適的流量控制（flow control）協(xié)議保證收發(fā)雙方的傳輸同步，為網(wǎng)絡(luò)層提供透明可靠的服務(wù)。 2 2、數(shù)據(jù)鏈路層、數(shù)據(jù)鏈路層2 2、數(shù)據(jù)鏈路層、數(shù)據(jù)鏈路層L3數(shù)據(jù)L3數(shù)據(jù) L2數(shù)據(jù)L2數(shù)據(jù)T2T2H2H2到物理層從物理層從網(wǎng)絡(luò)層到網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層幀幀數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)封裝示意圖 媒介訪問控制方法o 介質(zhì)訪問控制確定共享介質(zhì)環(huán)境（沖突域）中的計算機哪一臺可以發(fā)送數(shù)據(jù)的協(xié)議。o 介質(zhì)訪問控制有兩大類n 非確定性MAC協(xié)議： 使用先來先服務(wù)（FCFS）的方式

25、。帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議(CSMA/CD)就是非確定性MAC技術(shù)。n 確定性MAC協(xié)議 使用“輪流”的形式。令牌環(huán)（Token Ring）采用了這種形式。沖突域p 沖突沖突: : 在同一個網(wǎng)絡(luò)上，當(dāng)兩個bits同時在介質(zhì)中傳輸時，數(shù)據(jù)就會發(fā)生碰撞，造成損壞，這叫做沖突沖突。p 沖突域沖突域: : 一組連接到同一物理媒介的集合，如果兩個設(shè)備同時訪問媒介，信息將發(fā)生沖突，那么這組設(shè)備就在同一個沖突域。所有第一層的互連設(shè)備都是沖突域的一部分。解決沖突的方法p 方案一方案一: : 檢測沖突，采用競爭的方法或輪流通訊的方法p 方案二方案二: : 使用設(shè)備把網(wǎng)絡(luò)分段（Segmentation）以

26、減少沖突；如：網(wǎng)橋、交換機或路由器。廣播域o 廣播廣播: : 一次發(fā)送給所有設(shè)備的數(shù)據(jù)包。o 廣播域廣播域: : 廣播域就是能夠同時收到某個廣播的一組設(shè)備的集合。減小廣播的有效辦法是使用路由器來隔離廣播。3 3、網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)層o 網(wǎng)絡(luò)層主要作用是將從高層傳送下來的數(shù)據(jù)分組打包，再進(jìn)行必要的路由選擇、流量控制、差錯控制、順序檢測等處理，使數(shù)據(jù)正確無誤地傳送到目的端。n 將網(wǎng)絡(luò)邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理機器地址： IP=MAC。n 決定服務(wù)質(zhì)量(如消息的優(yōu)先權(quán))， 從發(fā)送者到接收者之間存在多條線路徑時,還需要進(jìn)行路由選擇： 路由選擇。n 當(dāng)數(shù)據(jù)包的大小比數(shù)據(jù)鏈路層允許的最大數(shù)據(jù)幀還要大時,網(wǎng)絡(luò)層將其分成多

27、個數(shù)據(jù)段，在接收端負(fù)責(zé)將多個數(shù)據(jù)段組合數(shù)據(jù)包：包的拆分和重組。L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù) L3數(shù)據(jù)L3數(shù)據(jù)H3H3到數(shù)據(jù)鏈路層從傳輸層到傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層分組從數(shù)據(jù)鏈路層分組網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)封裝示意圖網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)封裝示意圖 3 3、網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)層4 4、傳輸層、傳輸層 傳輸層的主要作用是為利用通信子網(wǎng)進(jìn)行通信的兩個主機，提供可靠的、透明的端-端多路數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。 本層提供了兩個實體之間端對端的通信，掩蓋了通信網(wǎng)服務(wù)的差別。傳輸層向高層用戶屏蔽了通信子網(wǎng)的細(xì)節(jié)。該層的數(shù)據(jù)單元是段（Segment)，該層通常提供兩種服務(wù)：面向連接的服務(wù)和面向無連接的服務(wù)。主要協(xié)議包括Internet的TCP、UDP，Novell的

28、SPX等。p 傳輸層的功能傳輸層的功能: :n端對端通信：端對端通信： 傳輸層用于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)兩實體間建立端到端的通信信道用于傳輸信息或報文分組。傳輸層不關(guān)心路徑選擇。n傳輸層服務(wù)：傳輸層服務(wù)： 傳輸層提供端點間的可靠、透明數(shù)據(jù)傳輸、執(zhí)行端點間的差錯檢測和恢復(fù)、順序控制流量控制，管理多路復(fù)用。4 4、傳輸層、傳輸層H4H4H4H4H4H4L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)L5數(shù)據(jù)L5數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù) 到網(wǎng)絡(luò)層 從網(wǎng)絡(luò)層 從會話層 到會話層傳輸層傳輸層傳輸層數(shù)據(jù)封裝及功能示意圖傳輸層數(shù)據(jù)封裝及功能示意圖 4 4、傳輸層、傳輸層5 5、會話層、會話層o 管理不同主機上各進(jìn)程間的對話。該層使應(yīng)用進(jìn)程之間

29、能夠建立、維護(hù)會話的連接；會話層可以通知進(jìn)程之間實現(xiàn)同步通信：n 管理和控制會話連接n 會話連接同步n 數(shù)據(jù)交換n 會話交互管理n 異常報告會話層會話層傳送報文傳送報文為通信的兩個進(jìn)為通信的兩個進(jìn)程建立會話連接，程建立會話連接，進(jìn)行交換進(jìn)行交換會話管理會話管理令牌管理令牌管理同步管理同步管理5 5、會話層、會話層L6數(shù)據(jù)H5L5數(shù)據(jù)到傳輸層從傳輸層從表示層到表示層會話層L6數(shù)據(jù)H5L5數(shù)據(jù)會話層會話層數(shù)據(jù)封裝及功能示意圖會話層數(shù)據(jù)封裝及功能示意圖 6 6、表示層、表示層o 為上下層之間提供對數(shù)據(jù)或信息的語法和語義的轉(zhuǎn)換。該層完成某些特定的功能，它提供了一種公共語言，可以使不同類型的計算機相互通信、相互理解；該層還能夠提供數(shù)據(jù)壓縮、解壓縮的服務(wù)，以及加密解密的服務(wù)：n 轉(zhuǎn)換信息的格式和編碼n 數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)加密、解密n 表示層連接管理機制n 為應(yīng)用層