java基础总结(六十二)--OSI

短命女 2023-07-23 11:57 80阅读 0赞

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简介

OSI模型

具体介绍

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# 简介 #

中文名：开放式系统互联

外文名：Open System Interconnection

开放式系统互联是把[网络通信][Link 2]的工作分为7层,分别是[物理层][Link 3],[数据链路层][Link 4],[网络层][Link 5],[传输层][Link 6],会话层,[表示层][Link 7]和[应用层][Link 8]。

# OSI模型 #

学习OSI模型中最重要的事情是它实际代表什么意思。

假如你是一个网络上的操作系统。在1层和2层工作的网卡将通知你什么时候有数据到达。驱动程序处理2层帧的出口，通过它你可以得到一个发亮和闪光的3层数据包（希望是如此）。作为操作系统，你将调用一些常用的应用程序处理3层数据。如果这个数据是从下面发上来的，你知道那是发给你的数据包，或者那是一个[广播数据包][Link 9]（除非你同时也是一个[路由器][Link 10]，不过，暂时不用担心这个问题）。如果你决定保留这个数据包，你将打开它，并且取出4层数据包。如果它是TCP协议，这个TCP子系统将被调用并打开这个数据包，然后把这个7层数据发送给在目标端口等待的应用程序。这个过程就结束了。

当要对网络上的其它计算机做出回应的时候，每一件事情都以相反的顺序发生。7层应用程序将把数据发送给TCP协议的执行者。然后，TCP协议在这些数据中加入额外的[文件头][Link 11]。在这个方向上，数据每前进一步体积都要大一些。TCP协议在IP协议中加入一个合法的TCP字段。然后，IP协议把这个[数据包][Link 12]交给以太网。以太网再把这个数据作为一个以太网帧发送给驱动程序。然后，这个数据通过了这个网络。这条线路中的[路由器][Link 10]将部分地分解这个[数据包][Link 12]以获得3层[文件头][Link 11]，以便确定这个数据包应该发送到哪里。如果这个[数据包][Link 12]的目的地是本地以太网[子网][Link 13]，这个操作系统将代替[路由器][Link 10]为计算机进行[地址解析][Link 14]，并且把数据直接发送给主机。

# 具体介绍 #

意为开放式系统互联。国际标准组织（国际标准化组织）制定了OSI（Open System Interconnection）模型。这个模型把[网络通信][Link 2]的工作分为7层,分别是[物理层][Link 3],[数据链路层][Link 4],[网络层][Link 5],[传输层][Link 6],会话层,[表示层][Link 7]和[应用层][Link 8]。1至4层被认为是低层，这些层与数据移动密切相关。5至7层是高层，包含应用程序级的数据。每一层负责一项具体的工作，然后把[数据传送][Link 15]到下一层。

第1层是[物理层][Link 3]（Physical Layer)（也即OSI模型中的第一层）

在课堂上经常是被忽略的。它看起来似乎很简单。但是，这一层的某些方面有时需要特别留意。[物理层][Link 3]实际上就是布线、光纤、网卡和其它用来把两台网络通信设备连接在一起的东西。甚至一个信鸽也可以被认为是一个1层设备。网络故障的排除经常涉及到1层问题。我们不能忘记用[五类线][Link 16]在整个一层楼进行连接的传奇故事。由于办公室的椅子经常从电缆线上压过，导致网络连接出现断断续续的情况。遗憾的是，这种故障是很常见的，而且排除这种故障需要耗费很长时间。

第2层是[数据链路层][Link 4](Data Link Layer)

运行[以太网][Link 17]等协议。请记住，我们要使这个问题简单一些。第2层中最重要的是你应该理解网桥是什么。[交换机][Link 18]可以看成网桥，人们现在都这样称呼它。网桥都在2层工作，仅关注以太网上的MAC地址。如果你在谈论有关MAC地址、[交换机][Link 18]或者网卡和驱动程序，你就是在第2层的范畴。[集线器][Link 19]属于第1层的领域，因为它们只是电子设备，没有2层的知识。第2层的相关问题在本网络讲座中有自己的一部分，因此现在先不详细讨论这个问题的细节。现在只需要知道第2层把[数据帧][Link 20]转换成二进制位供1层处理就可以了。

第3层是网络层(Network Layer)

在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个[数据链路][Link 21]，也可能还要经过很多[通信子网][Link 22]。[网络层][Link 5]的任务就是选择合适的网间[路由][Link 23]和交换结点， 确保数据及时传送。[网络层][Link 5]将数据链路层提供的帧组成[数据包][Link 12]，包中[封装][Link 24]有网络层包头，其中含有[逻辑地址][Link 25]信息- -源站点和目的站点地址的[网络地址][Link 26]。

如果你在谈论一个IP地址，那么你是在处理第3层的问题，这是“[数据包][Link 12]”问题，而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分，此外还有一些[路由协议][Link 27]和[地址解析协议][Link 28]（ARP）。有关路由的一切事情都在第3层处理。[地址解析][Link 14]和路由是3层的重要目的。

第4层是[处理信息][Link 29]的[传输层][Link 6](Transport Layer)。第4层的[数据单元][Link 30]也称作[数据包][Link 12]（packets）。但是，当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法，TCP的[数据单元][Link 30]称为段（segments）而UDP协议的数据单元称为“数据报（datagrams）”。这个层负责获取全部信息，因此，它必须跟踪[数据单元][Link 30]碎片、乱序到达的[数据包][Link 12]和其它在传输过程中可能发生的危险。理解第4层的另一种方法是，第4层提供端对端的通信管理。像TCP等一些协议非常善于保证通信的可靠性。有些协议并不在乎一些[数据包][Link 12]是否丢失，UDP协议就是一个主要例子。

第5层是会话层( Session Layer)

这一层也可以称为会晤层或对话层，在会话层及以上的高层次中，[数据传送][Link 15]的单位不再另外命名，统称为[报文][Link 31]。会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和[会话管理][Link 32]在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。

第6层是表示层(Presentation Layer)

这一层主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的[抽象语法][Link 33]，转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作都由[表示层][Link 7]负责。

第7层是“一切”。第7层也称作“[应用层][Link 8]”(Application Layer)，是专门用于应用程序的。[应用层][Link 8]确定进程之间通信的性质以满足用户需要以及提供网络与用户应用软件之间的接口服务。如果你的程序需要一种具体格式的数据，你可以发明一些你希望能够把数据发送到目的地的格式，并且创建一个第7层协议。SMTP、DNS和FTP都是7层协议。

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