什么是OSI基本參考模型

開放系統互連(Open System Interconnection)基本參考模型是.由國際標準化組織(ISO)制定的標準化開放式計算機網絡層次結構模型,又稱ISO's OSI參考模型。"開放"'這個詞表示能使任何兩個遵守參考模型和有關標準的系統進行互連。

OSI包括了體系結構、服務定義和協議規范三級抽象。 OSI的體系結構定義了一個七層模型,用以進行進程間的通信,并作為一個框架來協調各層標準的制定；OSI的服務定義描述了各層所提供的服務,以及層與層之間的抽象接口和交互用的服務原語；OSI各層的協議規范,精確地定義了應當發送何種控制信息及用何種過程來解釋該控制信息。需要強調的是,匯阻參考模型并非具體實現的描述,它只是一個為制定標準而提供的概念性框架。在OSI中,只有各種協議是可以實現的,網絡中的設備只有與OSI的有關協議相一致時才能互連。

如圖1所示,OSI七層模型從下到上分別為物理層(Physical Layer,PH)、數據鏈路層(Data Link IAyer,DL)、網絡層(Network Layer,N)、運輸層(Transport Layer,T)、會話層(Session Layer,S)、表示層(Presentation Layer,P)和應用層(Application Layer,A)。從圖中可見,整個開放系統環境由作為信源和信宿的端開放系統及若干中繼開放系統通過物理媒體連接構成。這里的端開放系統和中繼開放系統,都是國際標準IS0 7498中使用的術語。通俗地說,它們就相當于資源子網中的主機和通信子網中的節點機(IMP)。只有在主機中才可能需要包含所有七層的功能,而在通信子網中的IMP。一般只需要最低三層甚至只要最低兩層的功能就可以了

層次結構模型中數據的實際傳送過程如圖2所示。圖中發送進程發送給接收進程的數據，實際是經過發送各層從上到下傳遞到物理媒體；通過物理毀體；通過物理媒體傳輸到執接收方后，再經過從下到上各層的傳遞，最后到達接收進程。H6、…、H1,它們統稱為報頭。到最底層成為由"。"或"1"組成的數據比特流,然后再轉換為電信號在物理媒體上傳輸至接收方。接收方在向上傳遞時過程正好相反,要逐層剝去發送方相應層加上的控制信息。這個過程,有點與郵政信件實際傳遞中要加信封、加郵袋、郵車等層層封裝,再層層去掉封裝的過程相類似。

由于接收方的某一層不會收到底下各層的控制信息,而高層的控制信息對于它來說又只是透明的數據,所以它只閱讀和去除本層的控制信息,并進行相應的協議操作。這樣,發送方和接收方的對等實體看到的信息是相同的,就好像這些信息通過虛通信直接傳給了對方一樣。

先簡要介紹一下各層的功能:

(1)物理層定義了為建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械的、電氣的、功能的和規程的特性,其作用是使原始的數據比特流能在物理媒體上傳輸。具體涉及接插件的規格、"0"、“1”信號的電平表示、收發雙方的協調等內容。

(2)在數據鏈路層中,比特流被組織成數據鏈路協議數據單元(通常稱為幀),并以其為單位進行傳輸,幀中包含地址、控制、數據及校驗碼等信息。數據鏈路層的主要作用是通過校驗、確認和反饋重發等手段,將不可靠的物理鏈路改造成對網絡層來說無差錯的數據鏈路。數據鏈路層還要協調收發雙方的數據傳輸速率,即進行流量控制,以防止接收方因來不及處理發送方來的高速數據而導致緩沖器溢出及線路阻塞。

(3)在網絡層中,數據以網絡協議數據單元(通常稱為分組)為單位進行傳輸。網絡層關心的是通信子網的運行控制,主要解決如何使數據分組跨越通信子網從源傳送到目的地的問題,這就需要在通信子網中進行路由選擇。另外,為避免通信子網中出現過多的分組而造成網絡阻塞,需要對流人的分組數量進行控制。當分組要跨越多個通信子網才能到達目的地時,還要解決網際互連的問題。

(4)運輸層是第一個端一端,也即主機一主機的層次。運輸層提供的端到端的透明數據運輸服務,使高層用戶不必關心通信子網的存在,由此用統一的運輸原語書寫的高層軟件便可運行于任何通信子網上。運輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。

(5)會話層是進程一進程的層次,其主要功能是組織和同步不同主機上各種進程間的通信(也稱為對話)。會話層負責在兩個會話層實體之間進行對話連接的建立和拆除。在半雙工情況下,會話層提供一種數據權標來控制某一方何時有權發送數據。會話層還提供在數據流中插人同步點的機制,使得數據傳輸因網絡故障而中斷后,可以不必從頭開始而僅重傳最近一個同步點以后的數據。

(6)表示層為上層用戶提供共同的數據或信息的語法表示變換。為了讓采用不同編碼方法的計算機在通信中能相互理解數據的內容,可以采用抽象的標準方法來定義數據結構,并采用標準的編碼表示形式。表示層管理這些抽象的數據結構,并將計算機內部的表示形式轉換成網絡通信中采用的標準表示形式。數據壓縮和加密也是表示層可提供的表示變換功能。

(7)應用層是開放系統互連環境的最高層。不同的應用層為特定類型的網絡應用提供訪問OSI環境的手段。網絡環境下不同主機間的文件傳送訪問和管理(FTAM)、傳送標準電子郵件的文電處理系統(MfS)、使不同類型的終端和主機通過網絡交互訪問的虛擬終端(VT)協議等都屬于應用層的范疇。