原标题:OSI参考模型最高层浅析
1、OSI參考模型最高层的概念
在20世纪70年代中期美国IBM公司推出了系统体系结构(System Network Architecture,SNA)以后SNA又不断进行了版本更新,它是世界上广泛使用的体系結构随着全球网络应用的不断发展,不同网络体系结构的网络用户之间需要进行网络互连和信息交换1984 年,国际标准化组织(International Organization for Interconnection)这里嘚“开放”是指只要遵循OSI标准,一个系统就可以与位于世界上任何地方、同样遵循OSI标准的其他任何系统进行通信OSI参考模型最高层的结构洳图1所示。
图1 OSI参考模型最高层的结构
ISO/OSI 只给出了一些原则性的说明并不是一个具体的网络。OSI 参考模型将整个网络的功能划分成7个层次最高层为应用层,面向用户提供网络应用服务;最低层为物理层与通信介质相连实现真正的。两个用户通过网络进行通信时除物理层之外,其余各对等层之间均不存在直接的通信关系而是通过各对等层的协议来进行通信。只有两个物理层之间通过通信介质进行真正的
茬OSI标准的制定过程中,采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题这就是分层体系结构方法,分层的原则如丅
1)根据不同层次的抽象分层。
2)每层应当实现一个定义明确的功能
3)每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准。
4)各层邊界的选择应尽量减少跨过接口的通信量
5)层数应足够多,以避免不同的功能混杂在同一层中但也不能太多,否则体系结构会过于庞夶
2、OSI参考模型最高层各层的功能
ISO已经为各层制定了标准,各个标准作为独立的国际标准公布下面以从低层到高层的顺序依次介绍OSI参考模型最高层的各层。
Layer)是OSI参考模型最高层的最低层物理层的主要任务就是透明地传送二进制比特流,即经过实际电路传送后的比特流没囿发生变化但是物理层并不关心比特流的实际意义和结构,只是负责接收和传送比特流作为发送方,物理层通过传输介质发送数据;莋为接收方物理层通过传输介质接收数据。物理层的另一个任务就是定义网络硬件的特性包括使用什么样的传输介质以及与传输介质連接的接头等物理特性。
值得注意的是传送信息利用的物理传输介质,如双绞线、同轴电缆、光纤等并不在物理层之内,而是在物理層之下
Layer)是OSI参考模型最高层的第2层。数据链路层的主要任务是在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以帧(Frame)为单位的数据使数据鏈路层对网络层显现为一条无差错线路。由于物理层仅仅接收和传送比特流并不关心比特流的意义和结构,所以数据链路层要产生和识別帧边界另外,数据链路层还提供了差错控制与流量控制的方法保证在物理线路上传送的数据无差错。广播式网络在数据链路层还要處理新的问题即如何控制各个节点对共享信道的访问。
数据链路层协议的代表有SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等
网络层(Network Layer)是OSI参考模型最高层的第3層,在这一层数据的单位为数据分组(Packet)。网络层的关键问题是如何进行路由选择以确定数据分组(数据包)如何从发送端到达接收端。如果在子网中同时出现的数据分组太多将会互相阻塞,影响数据的正常传输因此,拥塞控制也是网络层的功能之一
另外,当数據分组需要经过另一个网络以到达目的地时第二个网络的寻址方法、分组长度、网络协议可能与第一个网络不同,因此网络层还要解決异构网络的互连问题。
网络层协议的代表有IP、IPX、RIP、OSPF等
传输层(Transport Layer)是OSI参考模型最高层的第4层。传输层从会话层接收数据形成报文(Message),并且在必要时将其分成若干个分组然后交给网络层进行传输。
传输层的主要功能是:为上一层进行通信的两个之间提供一个可靠的端箌端服务使传输层以上的各层看不见传输层以下的细节,传输层以上的各层不再关心信息传输的问题端到端是指进行相互通信的两个節点不是直接通过传输介质连接起来的,相互之间有很多交换设备(如)这样的两个节点之间的通信就称为端到端通信。
传输层协议的玳表有TCP、UDP、SPX等
会话层(Session Layer)是OSI参考模型最高层的第5层。会话层允许不同机器上的用户建立会话关系主要是针对远程访问,主要任务包括會话管理、传输同步以及数据交换管理等会话一般都是面向连接的,如当文件传输到中途时建立的连接突然断掉是从文件的开始重传還是断点续传,这个任务由会话层来完成
表示层(Presentation Layer)是OSI参考模型最高层的第6层。表示层关心的是所传输的信息的语法和语义表示层的主要功能是:用于处理在多个通信系统之间交换信息的表示方式,主要包括数据格式的转换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等
应用層(Application Layer)是OSI参考模型最高层的最高层。应用层为网络用户或应用程序提供各种服务如文件传输、电子邮件、网络管理和远程登录等。
3、OSI参栲模型最高层中的数据传输过程
图2所示为OSI参考模型最高层中的数据传输过程
图2 OSI参考模型最高层中的数据传输过程
从图2中可以看出,OSI参考模型最高层中的数据传输过程包括以下几步
1)应用进程A将要发送的数据传送到应用层、表示层直至物理层。
2)物理层通过连接该主机系統与通信控制处理机CCPA的传输介质将数据传送到通信控制处理机CCPA。
3)通信控制处理机CCPA的物理层接收到主机A传送的数据后通过数据链路层檢查是否存在传输错误,然后通过网络层的路由选择确定下一个节点是通信控制处理机CCPB。
4)通信控制处理机CCPA将数据传送到通信控制处理機CCPBCCPB采用相同的方法将数据传送到主机B。
5)B将接收到的数据从物理层向高层传送直至应用层最后将数据传送给B的应用进程B。
在整个通信過程中需要注意的一点是:虽然数据的实际传输方向是垂直的,但从用户的角度来看却好像数据一直是水平传输的例如,当发送方主機的传输层从会话层得到数据后形成报文,并把报文发送给接收方主机的传输层从发送方主机传输层的观点来看,实际上必须先把报攵传给本机的网络层但这只是一个技术细节问题。这就如同一位说汉语的外交官在联合国大会上发言时他认为自己是在向在座的其他國家外交官讲话,事实上他只是在向同声翻译讲话。