计算机网络的七层OSI参考模型

1.OSI参考模型

国际化标准组织（ISO）提出的网络体系结构模型，称为开发系统互联参考模型（OSI/RM）,通常简称为OSI参考模型。OSI有七层，自下而上依次为物理层、数据链路层、 网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。低三层统称为通信子网，它是为了联网而附加上去的通信设备，完成数据的传输功能；高三层统称为资源子网，它相当于计算机系统，完成数据的处理等功能。运输层承上启下。

（1）物理层（Physical Layer）

物理层的传输单位是比特，任务是透明的传输比特流，功能是在物理媒体上为数据端设备透明的传输原始比特流。

物理层主要定义数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）的物理和逻辑连接方法，所以物理层协议也称为物理接口标准。由于在通信技术的早期阶段，通信规则称为规程（procedure）,故物理层协议也称为物理层规程。

当一方发送二进制比特流时，对方应能正确地接受。在物理层，传输的双发应该有一致的约定，如媒体信道上有多少根线，相应的连接器的机械形状和尺寸，交换电路的数量和排列，传输信号的电气特征等。

请注意，传输信息所利用的一些物理媒体，如双绞线、光缆、无线信道等，并不在物理层协议之内而在物理层协议下面。因此有人把物理媒体当做第0层。

（2）数据链路层（Data Link Layer）

数据链路层的传输单元是帧，任务是将网络层传下来的IP数据报组装成帧。数据链路层的功能可以概括为：成帧、差错控制、流量控制和传输管理等。

由于外界噪声的干扰，原始的物理连接在传输比特流时可能发生错误。数据链路层的主要任务是检测并校正 物理层介质上产生的传输差错，加强物理层传输原始比特流的功能，使链路对网络成显现为一条无差错、可靠的数据传输链路。

在两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上“透明”（透明表示：某个实际存在的实物看起来却好像不存在一样）地传送帧中的数据。每个帧包括数据和必要的控制信息，以使得接收端能够知道一个帧从哪个比特开始到哪个比特结束。这样，数据链路层在接受到一个帧后，就可从中提取数据部分，上交给网络层。控制信息还使接受端能检测到所收到的帧中有无差错，如发现有差错，数据链路层间简单地丢弃这个出错的帧，以免浪费网络资源。

（3）网络层（Network Layer）

网络层的传输单位是数据报，它关心的是通信子网的运行控制，主要任务是把网络层的协议数据单元（分组）从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供 通信服务。关键问题是对分组进行路由选择，并实现流量控制、拥塞控制、差错控制和网际互联等功能。

因特网是一个很大的互联网，它由大量的异构网络通过路由器（Router）相互连接起来。因特网主要的网络协议是无连接的网际协议（Internet Protocol，IP）和许多路由选择协议，因此因特网的网络层也叫做网际层或IP层。

请注意，网络中的“网络”二字，不是我们通常谈到的具体网络，而是在计算机网络体系结构中的专用名词。

网络层的协议有：IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP和OSPF等。

（4）传输层（Transport Layer）

传输层也叫运输层，传输单位是报文段（TCP）和用户数据报（UDP），传输层的任务是 负责主机中两个进程之间的通信。功能是为端到端连接提供可靠的传输服务；为端到端连接提供流量控制、差错控制、服务质量、数据传输管理等服务。

使用传输层的服务，高层用户就可以直接进行端到端的数据传输，从而忽略通信子网的存在。听过传输层的屏蔽，高层用户看不到子网的交替和变化。由于一个主机可同时运行多个进程，因此传输层具有复用和分用的功能。复用就是多个应用层进程可以同时使用下面运输层的服务，分用则是运输层把收到的信息分别交付到上面应用层中相应的进程。

传输层的协议有：TCP、UDP。

（5）会话层（Session Layer）

会话层允许不同主机上各进程之间的会话。会话层利用传输层提供的端到端的服务，向表示层提供它的增值服务。这种服务主要是向表示层实体或用户进程建立连接并在连接上有序地传输数据，这就是会话，也称为建立同步（SYN）。

会话层负责管理主机间的会话进程，包括建立、管理以及终止进程间的会话。会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从检验点继续恢复通信，实现数据同步。

（6）表示层（Presentation Layer）

表示层主要用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。不同机器采用的编码和表示方法不同，使用的数据结构也不同，为了使不同表示方法的数据和信息之间能互相交换，表示层采用抽象的标准方法定义数据结构，并采用标准的编码形式。数据压缩、加密和解密也是表示层可提供的数据表示变换功能。

（7） 应用层（Application Layer）

应用层是OSI模型的最高层，是用户与网络的界面。应用层为特定类型的网络应用提供访问OSI环境的手段。因为用户的实际应用多种多样，这就要求应用层采用不同的应用协议来解决不同类型的应用要求，因此应用层是最复杂的一层，使用的协议也最多。典型的有文件传送的FTP、电子邮件的SMTP，万维网应用的HTTP等。