OSI网络模型

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小包
发表:2025-05-29 14:18:21
修改:2025-05-29 14:25:22

OSI模型(开放式系统互联参考模型)完整介绍

一、什么是OSI模型?

OSI模型(Open Systems Interconnection Model,开放式系统互联参考模型)是由国际标准化组织(ISO)提出的网络通信模型。它将计算机网络通信过程分为七个不同的层次,每一层都承担特定的功能,使得不同厂商、不同系统之间的网络设备可以互联互通。


二、OSI七层结构及功能

1. 物理层(Physical Layer)

  • 功能:负责数据的物理传输,定义了电气、机械、过程和功能的规范,如电缆、插头、信号电压等。

  • 数据单位:比特(Bit)

  • 常见设备:集线器(Hub)、网线、光纤、网卡(硬件部分)

  • 举例:以太网电缆、光纤、无线信号


  • 功能:负责在同一网络内的节点间可靠地传输数据帧,并进行差错检测、流量控制和帧同步。使用物理地址(MAC地址)。

  • 数据单位:帧(Frame)

  • 常见协议:Ethernet(以太网)、PPP、HDLC

  • 常见设备:交换机(Switch)、网卡(软件部分)

  • 举例:以太网帧、MAC地址


3. 网络层(Network Layer)

  • 功能:负责跨网络的数据包转发和路由选择,实现不同网络之间的互联。使用逻辑地址(如IP地址)。

  • 数据单位:包(Packet)

  • 常见协议:IP、ICMP、ARP、IPX

  • 常见设备:路由器(Router)、三层交换机

  • 举例:IP地址、路由选择


4. 传输层(Transport Layer)

  • 功能:负责端到端的数据传输和可靠性,提供流量控制、错误检测、重传等功能。使用端口号区分不同应用。

  • 数据单位:段(Segment,TCP)或数据报(Datagram,UDP)

  • 常见协议:TCP、UDP

  • 常见设备:网关(Gateway)

  • 举例:TCP连接、UDP数据报、端口号


5. 会话层(Session Layer)

  • 功能:负责建立、管理和终止会话(Session),即通信双方之间的连接。同步数据,管理对话。

  • 数据单位:数据(Data)

  • 常见协议:RPC、NetBIOS、SQL、NFS

  • 举例:远程过程调用(RPC)、登录会话管理


6. 表示层(Presentation Layer)

  • 功能:负责数据的表示、加密、解密和压缩。确保发送方和接收方的数据格式一致。

  • 数据单位:数据(Data)

  • 常见协议:SSL/TLS、JPEG、MPEG、ASCII、GIF

  • 举例:数据加密、数据压缩、格式转换


7. 应用层(Application Layer)

  • 功能:为用户和应用程序提供网络服务接口,直接与用户交互。

  • 数据单位:数据(Data)

  • 常见协议:HTTP、FTP、SMTP、DNS、Telnet、POP3

  • 举例:网页浏览、邮件收发、文件传输


三、OSI模型的作用与意义

  1. 标准化网络通信流程:为网络设备和协议的开发提供统一标准。

  2. 促进互操作性:不同厂商的设备、不同系统之间可以互联。

  3. 便于学习和理解:将复杂的网络通信流程分层,便于理解和排查问题。

  4. 模块化设计:每一层独立,便于协议和技术的更新升级。


四、OSI模型与实际网络

虽然我们常说“OSI七层模型”,但实际应用中,互联网主要采用的是TCP/IP四层模型。不过,OSI模型作为理论基础,仍然是网络学习和设计的重要参考。


五、OSI七层模型图示

┌───────────────┐
│ 7. 应用层     │ Application
├───────────────┤
│ 6. 表示层     │ Presentation
├───────────────┤
│ 5. 会话层     │ Session
├───────────────┤
│ 4. 传输层     │ Transport
├───────────────┤
│ 3. 网络层     │ Network
├───────────────┤
│ 2. 数据链路层 │ Data Link
├───────────────┤
│ 1. 物理层     │ Physical
└───────────────┘

六、记忆口诀(中文)

  • 自下而上:物数网传会表应

  • 口诀:物数网传会表应(物理、数据链路、网络、传输、会话、表示、应用)

  • 记住:“端口号=传输层”,“MAC地址=数据链路层”,“IP地址=网络层”,这样选题就很容易分清啦!

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