什么是OSI基本参考模型

什么是OSI基本参考模型

开放系统互连(Open System Interconnection)基本参考模型是.由国际标准化组织(ISO)制定的标准化开放式计算机网络层次结构模型,又称ISO's OSI参考模型。"开放"'这个词表示能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系统进行互连。

OSI包括了体系结构、服务定义和协议规范三级抽象。 OSI的体系结构定义了一个七层模型,用以进行进程间的通信,并作为一个框架来协调各层标准的制定；OSI的服务定义描述了各层所提供的服务,以及层与层之间的抽象接口和交互用的服务原语；OSI各层的协议规范,精确地定义了应当发送何种控制信息及用何种过程来解释该控制信息。需要强调的是,汇阻参考模型并非具体实现的描述,它只是一个为制定标准而提供的概念性框架。在OSI中,只有各种协议是可以实现的,网络中的设备只有与OSI的有关协议相一致时才能互连。

如图1所示,OSI七层模型从下到上分别为物理层(Physical Layer,PH)、数据链路层(Data Link IAyer,DL)、网络层(Network Layer,N)、运输层(Transport Layer,T)、会话层(Session Layer,S)、表示层(Presentation Layer,P)和应用层(Application Layer,A)。从图中可见,整个开放系统环境由作为信源和信宿的端开放系统及若干中继开放系统通过物理媒体连接构成。这里的端开放系统和中继开放系统,都是国际标准IS0 7498中使用的术语。通俗地说,它们就相当于资源子网中的主机和通信子网中的节点机(IMP)。只有在主机中才可能需要包含所有七层的功能,而在通信子网中的IMP。一般只需要最低三层甚至只要最低两层的功能就可以了

层次结构模型中数据的实际传送过程如图2所示。图中发送进程发送给接收进程的数据，实际是经过发送各层从上到下传递到物理媒体；通过物理毁体；通过物理媒体传输到执接收方后，再经过从下到上各层的传递，最后到达接收进程。H6、…、H1,它们统称为报头。到最底层成为由"。"或"1"组成的数据比特流,然后再转换为电信号在物理媒体上传输至接收方。接收方在向上传递时过程正好相反,要逐层剥去发送方相应层加上的控制信息。这个过程,有点与邮政信件实际传递中要加信封、加邮袋、邮车等层层封装,再层层去掉封装的过程相类似。

由于接收方的某一层不会收到底下各层的控制信息,而高层的控制信息对于它来说又只是透明的数据,所以它只阅读和去除本层的控制信息,并进行相应的协议操作。这样,发送方和接收方的对等实体看到的信息是相同的,就好像这些信息通过虚通信直接传给了对方一样。

先简要介绍一下各层的功能:

(1)物理层定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性,其作用是使原始的数据比特流能在物理媒体上传输。具体涉及接插件的规格、"0"、“1”信号的电平表示、收发双方的协调等内容。

(2)在数据链路层中,比特流被组织成数据链路协议数据单元(通常称为帧),并以其为单位进行传输,帧中包含地址、控制、数据及校验码等信息。数据链路层的主要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段,将不可靠的物理链路改造成对网络层来说无差错的数据链路。数据链路层还要协调收发双方的数据传输速率,即进行流量控制,以防止接收方因来不及处理发送方来的高速数据而导致缓冲器溢出及线路阻塞。

(3)在网络层中,数据以网络协议数据单元(通常称为分组)为单位进行传输。网络层关心的是通信子网的运行控制,主要解决如何使数据分组跨越通信子网从源传送到目的地的问题,这就需要在通信子网中进行路由选择。另外,为避免通信子网中出现过多的分组而造成网络阻塞,需要对流人的分组数量进行控制。当分组要跨越多个通信子网才能到达目的地时,还要解决网际互连的问题。

(4)运输层是第一个端一端,也即主机一主机的层次。运输层提供的端到端的透明数据运输服务,使高层用户不必关心通信子网的存在,由此用统一的运输原语书写的高层软件便可运行于任何通信子网上。运输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

(5)会话层是进程一进程的层次,其主要功能是组织和同步不同主机上各种进程间的通信(也称为对话)。会话层负责在两个会话层实体之间进行对话连接的建立和拆除。在半双工情况下,会话层提供一种数据权标来控制某一方何时有权发送数据。会话层还提供在数据流中插人同步点的机制,使得数据传输因网络故障而中断后,可以不必从头开始而仅重传最近一个同步点以后的数据。

(6)表示层为上层用户提供共同的数据或信息的语法表示变换。为了让采用不同编码方法的计算机在通信中能相互理解数据的内容,可以采用抽象的标准方法来定义数据结构,并采用标准的编码表示形式。表示层管理这些抽象的数据结构,并将计算机内部的表示形式转换成网络通信中采用的标准表示形式。数据压缩和加密也是表示层可提供的表示变换功能。

(7)应用层是开放系统互连环境的最高层。不同的应用层为特定类型的网络应用提供访问OSI环境的手段。网络环境下不同主机间的文件传送访问和管理(FTAM)、传送标准电子邮件的文电处理系统(MfS)、使不同类型的终端和主机通过网络交互访问的虚拟终端(VT)协议等都属于应用层的范畴。