网络工程师（23）OSI模型层次结构

前言

OSI（Open System Interconnect）模型，即开放式系统互联模型，是一个完整的、完善的宏观模型，它将计算机网络体系结构划分为7层。

OSI七层模型

1. 物理层（Physical Layer）

功能：负责定义物理连接和传输介质的特性，如电缆的规范、传输速率等，确保数字数据能够在不同的物理媒介上流动。具体功能包括为数据端设备提供数据通路、传输数据，以及比特传输、物理拓扑定义、信号传输等。

特点：定义传输媒体的特性，如电气特性、机械特性、光学特性等。利用传输介质为数据链路层提供物理连接，用于计算机之间的数据传输。负责0、1比特流（0/1序列）与电压的高低、光的闪灭之间的转换。

常见设备：中继器、网线、集线器等。

协议：RS-232、RS-449、IEEE802.2到IEEE802.11等。

2. 数据链路层（Data Link Layer）

功能：负责在相邻节点之间传送数据帧，处理物理层的错误，并确保数据的可靠传输。具体功能包括帧封装、物理寻址（即MAC地址寻址）、流量控制、错误检测与纠正等。

特点：将物理层提供的原始比特流组织成有序的帧，以便它们能够在相邻的设备之间可靠地传输。

子层：包括MAC子层（负责介质访问控制）和LLC子层（提供逻辑链路控制）。

常见设备：网桥、交换机等。

协议：以太网协议、点对点协议（PPP）、高级数据链路控制（HDLC）等。

3. 网络层（Network Layer）

功能：负责在整个网络中寻址和路由数据包，实现不同网络之间的通信。具体功能包括逻辑寻址（即IP地址寻址）、分组传输、路由选择等。

特点：使用IP地址来定位不同设备，并决定最佳的数据传输路径。

常见设备：路由器等。

协议：IP协议（包括IPv4和IPv6）、路由信息协议（RIP）、开放最短路径优先（OSPF）等。

4. 传输层（Transport Layer）

功能：提供端到端的通信，负责数据的分段、流量控制和错误修复。具体功能包括端到端通信、错误检测与纠正、流量控制、可靠性传输等。

特点：管理数据的分段、流量控制和错误修复，确保数据在端到端的通信中安全可靠。

协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）等。

5. 会话层（Session Layer）

功能：负责建立、管理和终止进程之间的通信会话。具体功能包括会话建立与维护、数据同步、对话控制等。

特点：扮演协调员的角色，确保不同应用之间能够进行有效的通信。

协议：远程过程调用（RPC）、NetBIOS等。

6. 表示层（Presentation Layer）

功能：处理数据的格式问题，确保一个系统的应用层能理解另一个系统发送过来的数据。具体功能包括数据格式转换、加密和解密、数据压缩等。

特点：类似于翻译官，负责数据的语法、语义和编码转换。

协议：Telnet、SNMP等。

常见现象：URL加密、口令加密、图片编解码等。

7. 应用层（Application Layer）

功能：提供特定的应用程序协议和服务，如HTTP、FTP等，是网络用户与应用程序之间的接口。具体功能包括网络服务提供、人机交互等。

特点：包含各种应用程序，直接为端点用户提供服务，提供各类应用过程的接口和用户接口。

协议：HTTP、FTP、SMTP等。