1.1.5 认识OSI参考模型

OSI/RM是ISO组织公布的开放系统互连参考模型，它是为在世界范围内实现不同系统之间的互连而制订的一种国际标准。OSI参考模型采用的是层次结构，按照不同等级抽象划分出层次，选择通过信息量最少的边界为层间界面，使各层具有明确的功能，层数不会太多或太少。OSI参考模型由7个有序层组成，从一层至七层分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，如图1-12所示。

图1-12 OSI参考模型层次示意图

OSI参考模型中各层的主要功能如下。

1.物理层

物理层用于为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输，所传输数据的单位是比特。物理层定义了通信设备与传输线路接口硬件的机械、电气、功能和类型等特性，用以建立、维持和释放物理连接。物理层发送比特时将比特进行编码，使其变为电信号或光信号，因此由物理层对编码的类型及比特的传输速率进行定义，同时控制发收双方的比特同步。物理媒体不属于物理层。

2.数据链路层

数据链路层负责建立、维持和释放数据链路的连接，用于在两个相邻节点之间的线路上无差错地传输数据。所传数据的单位是帧。数据链路层负责把从网络层接收的比特流组成可以处理的帧，并将发送地址和接收地址加入到帧的首部。如果接收节点查出所传数据中有差错，就要通知发方重传该帧，直到该帧正确到达接收节点。因此，在每一帧中必须带有同步、地址、差错控制及流控制等信息。这样，数据链路层就可以把物理层转换为可靠的链路，使其对网络层看起来是不出差错的链路。

3.网络层

网络层负责将一个分组从源端传送到目的端，所传数据的单位是分组或包。网络层的任务是选择合适的路由和交换节点，使源端的传输层传下来的分组能够正确无误地找到目的端地址并被目的端的传输层接收，这就需要在接收到的上层分组前加上一个首部，其中写入源端和目的端的逻辑地址，然后寻址发送。分组在传输时必须进行路由选择、差错检测、排序和流量控制。

4.传输层

传输层负责将完整的报文进行端到端的传送，所传数据的单位是报文。当报文较长时，传输层将其分割成许多分组，交给网路层传输。每个分组有一个序号，使到达目的地的报文能够被重装起来，同时如果有分组丢失，依靠序号可以重新接收正确的分组。传输层为了将整个报文送到目的计算机的指定进程，在报文首部加入了端口地址指明接收进程。传输层的任务是在源端和目的端的会话层之间建立一条运输连接，可靠、透明地传输报文，执行端到端差错控制、顺序和流控制、管理多路复用等，它只能存在于主机中，在通信子网中不存在传输层。由于传输层以上的各层不涉及数据传输，因此传输层是计算机网络中关键的一层。

5.会话层

会话层负责建立并维持通信系统间的数据交换，对数据传输的同步进行管理。所传数据的单位是报文。会话层是在两个不同系统的相互通信的应用进程之间建立、组织和协调交互，是网络层的会话控制器。它允许两个系统建立对话，允许两个进程之间按半双工或全双工方式进行通信，在出现意外时确定恢复点。

6.表示层

表示层负责向应用进程提供信息的语法表示，对不同编码方法进行转换管理和协调等，使采用不同语法表示的系统之间能进行通信。表示层还对传送的信息进行加密解密，对数据（声音和影像等）进行压缩还原。

7.应用层

应用层是开放系统与用户应用进程的接口，负责提供OSI用户服务、管理和分配网络资源。文件传送、电子邮件、共享数据报和网络管理等都发生在应用层。