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OSI模型的层次结构是什么,它如何工作?

计算机网络是一个复杂的事物。开发和部署 网络需要许多移动部件。此外,您需要层层抽象,这使得对专业人士和普通人来说,一些更难的功能变得更容易。osi模型长期以来一直是传统计算机网络的基础。

osi模型如何工作?它依赖一系列充当顺序步骤的层,从将网络中使用的最小基本数据单元从物理硬件发送到您的web浏览器。让我们看看osi模型是什么,由哪些层组成,以及您如何每天与其交互。

什么是osi模型?

开放式系统互连(osi)模型的起源可以追溯到互联网革命之前。osi模型由法国软件工程师 hubert zimmermann于1978年开发,它作为所有网络原理共享的通用语言。国际标准化组织将该模型标准化为ios/iec 7498-1。

在引入osi模型之前,没有一种确定的方式可以在来自不同供应商的设备之间进行通信。网络本身还处于初级阶段,但osi模型为不同供应商的产品设计和接口连接提供了一种方法和蓝图。这个标准至今仍在广泛使用,它是所有现代网络的基础。无论您是为一家大型公司设计 网络 还是享受流媒体,您都在参与osi模型。

该模型本身有七个不同的层,每个层都有其独特的功能。此外,这些层之间通过封装的过程进行数据通信。这将传输的原始数据与有关如何路由、发送到哪个客户端以及最终由哪个应用程序接收的相关信息进行打包。

一个全球互联网连接概念的3d渲染,显示了一个计算机网络。软件工程师hubert zimmermann的osi模型使互联网成为可能。

©blackboard/shutterstock.com

osi模型的七个层次概述

osi模型是一个自上而下的连接层组织,编号方式是从顶向下递减。

层次编号层次名称层次功能
7应用层将传输呈现给终端用户
6表示层对传输进行编码和解码
5会话层建立传输连接
4传输层将传输分割为较小的块,以实现可靠传输
3网络层将来自物理设备的数据分割
2数据链路层允许多个网络之间进行通信
1物理层处理来自实际物理组件的数据传输

理解osi模型的信号流对于理解它如何在端点之间直接传输数据非常重要。所有从一个网络发送到另一个网络的数据(例如,在您的笔记本电脑访问网站时)在显示在浏览器中之前都会通过所有七层。同样适用于您将看到的每个网络事务,从简单的ping测试到4k媒体的流媒体。

osi模型第7层:应用层

这是普通人最常见的一层,他们将与之互动。应用层是数据传输的最终目标。数据最终到达应用层,无论如何这里都不会暴露出底层的处理过程。应用层没有特定的协议数据单元或pdu。相反,完全封装的形式从前面的层传递到这里。

osi模型第6层:表示层

表示层是一个中间层,它不会为不同的设备之间开启通信方法。相反,该层为应用层打包接收到的数据传输。这是一种双向传输方法,包括编码或加密和解码或解密。在数据传输期间的每个事务都必须进行打包和解包处理。该层没有专门的pdu。

osi模型第5层:会话层

设备间的通信需要建立会话,这就是会话层的作用。这个层与第4层密切配合,为每个连接的用户创建一个唯一的会话。该层为每个用户分配唯一的id,使管理员能够更全面地了解每个事务。会话在接收到数据后必须立即打开和关闭,因此这一层的工作非常繁重。会话层没有可用的个人数据单元。

osi模型第4层:传输层

这是现代网络的绝对基础。第4层执行tcp和udp协议。该层通过将传输分割为较小的块或段来工作。这些段允许更快的传输。每个独立的段还有一个称为头部的内容。这些头部告诉接收方段的路由路径。段能够进行错误控制,避免在第5层建立错误的会话。

osi模型第3层:网络层

网络层在接收到传输后对其进行分解和重新组装。这还得到了第4层的帮助。第3层直接处理网络硬件,而不是软件路由端。您可以将网络层看作是传输层的裸金属对应物,因为它直接处理路由器、交换机和其他硬件。如果您从事网络专业工作,您将知道第3层和第2层是在任何环境中建立正确路由的关键。第3层的pdu是数据包。

osi模型第2层:数据链路层

本地设备及其通信是数据链路层的领域。然而,当考虑到您的路由器,调制解调器和计算机都是同一局域网上的不同设备时,这并不像看起来那么模糊。该层将在第1层接收到的原始数据传输分解成帧。此外,这些帧有助于该层的专业特长——流量控制。局域网使用数据链路层来更好地控制数据流,从而最小化网络上的数据碰撞风险。

osi模型第1层:物理层

物理层直接关系到网络上的实际物理硬件。例如,网络接口卡、路由器、电缆、调制解调器等都由物理层处理。封装的数据在此处转换为位,因为数据流在进入此层时处于原始状态。物理层的原始数据流在不同设备之间被普遍理解。与此同时,后续的层及其封装将它们路由到正确的目的地。

摘要

osi模型使网络成为可能。此外,如果没有该模型所建立的标准,现代计算和设备间通信将依赖于使用特定于供应商的硬件。由于osi模型,用户可以选择各种各样的选项来构建自己的网络,甚至像linux和windows客户端这样截然不同的设备也可以有效地进行通信。简而言之,网络是一个与平台无关的通信方式,而拥有开放和明确定义的标准使得现代世界可以继续正常运转。

osi模型是一个对复杂问题的优雅解决方案,它清晰定义和构建的各个层次大大减少了设计网络时的猜测工作。因此,即使您没有加入网络工程师的工作队伍的意图,您仍然可以在日常设备的任何地方受益于该标准。例如,即使您只是随意浏览网页,观看hulu或玩《使命召唤》,您也在直接使用和与osi模型互动。

本文顶部显示的图像为©metamorworks/shutterstock.com。

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