開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型

開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型篇一互聯(lián)網(wǎng)OSI開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型集線器也叫Hub，工作在物理層（最底層），沒(méi)有匹配的軟件系統(tǒng)，是純硬件設(shè)備。集線器主要用來(lái)連接計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)終端。集線器實(shí)際就是一種多端口的中繼器。中繼器的作用就是將已經(jīng)衰減得不完整的信號(hào)經(jīng)過(guò)整理，重新產(chǎn)生出完整的信號(hào)再繼續(xù)傳送。集線器為共享帶寬，連接在集線器上的任何一個(gè)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，其他所有設(shè)備必須等待，此設(shè)備享有全部帶寬，通訊完畢，再由其他設(shè)備使用帶寬。正因此，集線器連接了一個(gè)沖突的網(wǎng)絡(luò)。所有設(shè)備相互交替使用，就好像大家一起過(guò)一根獨(dú)木橋一樣。集線器不能判斷數(shù)據(jù)包的目的和類型，所以如果是廣播數(shù)據(jù)包也依然轉(zhuǎn)發(fā)，而且所有設(shè)備發(fā)出數(shù)據(jù)以廣播方式發(fā)送到每個(gè)接口，這樣集線器也連接了一個(gè)廣播域的網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)鏈路層：產(chǎn)品代表交換機(jī)。交換機(jī)交換機(jī)Switch，工作在數(shù)據(jù)鏈路層（第二層），稍微高端一點(diǎn)的交換機(jī)都有一個(gè)操作系統(tǒng)來(lái)支持。和集線器一樣主要用于連接計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。交換機(jī)比集線器更加先進(jìn)，允許連接在交換機(jī)上的設(shè)備并行通訊，好比高速公路上的汽車并行行駛一般，設(shè)備間通訊不會(huì)發(fā)生沖突，因此交換機(jī)打破了沖突域，交換機(jī)每個(gè)接口是一個(gè)沖突域，不會(huì)與其他接口發(fā)生通訊沖突。并且有系統(tǒng)的交換機(jī)可以記錄MAC地址表，發(fā)送數(shù)據(jù)不會(huì)以廣播的方式發(fā)送到每個(gè)接口，而是直接到目的接口，節(jié)省了接口帶寬。但是交換機(jī)和集線器一樣不能判斷廣播數(shù)據(jù)包，會(huì)把廣播發(fā)送到全部接口，所以交換機(jī)和集線器一樣連接了一個(gè)廣播域網(wǎng)絡(luò)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，交換機(jī)是針對(duì)共享工作模式的弱點(diǎn)而推出的。集線器是采用共享工作模式的代表，如果把集線器比作一個(gè)郵遞員，那么這個(gè)郵遞員是個(gè)不認(rèn)識(shí)字的“傻瓜”-要他去送信，他不知道直接根據(jù)信件上的地址將信件送給收信人，只會(huì)拿著信分發(fā)給所有的人，然后讓接收的人根據(jù)地址信息來(lái)判斷是不是自己的!而交換機(jī)則是一個(gè)“聰明”的郵遞員-交換機(jī)擁有一條高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上，當(dāng)控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過(guò)內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口。目的MAC若不存在，交換機(jī)才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部地址表中。網(wǎng)絡(luò)層：產(chǎn)品代表路由器。路由器路由器Router，工作在網(wǎng)絡(luò)層（第三層），所有路由器都有自己的操作系統(tǒng)來(lái)維持，并且需要人員調(diào)試，否則不能工作。路由器沒(méi)有那么多接口，主要用來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)的連接。簡(jiǎn)單的說(shuō)路由器把數(shù)據(jù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)過(guò)程就叫路由。路由器不僅能像交換機(jī)一樣隔離沖突域，而且還能檢測(cè)廣播數(shù)據(jù)包，并丟棄廣播包來(lái)隔離廣播域，有效的擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。在路由器中記錄著路由表，路由器以此來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的通訊。路由器的介入可以交換機(jī)劃分的VLAN實(shí)現(xiàn)互相通訊。傳輸層傳輸層，負(fù)責(zé)分割、組合數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)端到端的邏輯連接。數(shù)據(jù)在上三層是整體的，到了這一層開(kāi)始被分割，這一層分割后的數(shù)據(jù)被稱為段(Segment)。三次握手(Three-wayhandshake)，面向連接(Connection-Oriented)或非面向連接(Connectionless-Oriented)的服務(wù)，流控(Flowcontrol)等都發(fā)生在這一層。會(huì)話層會(huì)話層，負(fù)責(zé)建立、維護(hù)、控制會(huì)話，區(qū)分不同的會(huì)話，以及提供單工(Simplex)、半雙工(Halfduplex)、全雙工(Fullduplex)三種通信模式的服務(wù)。我們平時(shí)所知的NFS，RPC,XWindows等都工作在這一層。表示層表示層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的編碼、轉(zhuǎn)化，確保應(yīng)用層的正常工作。這一層，是將我們看到的界面與二進(jìn)制間互相轉(zhuǎn)化的地方，就是我們的語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言間的轉(zhuǎn)化。數(shù)據(jù)的壓縮、解壓，加密、解密都發(fā)生在這一層。這一層根據(jù)不同的應(yīng)用目的將數(shù)據(jù)處理為不同的格式，表現(xiàn)出來(lái)就是我們看到的各種各樣的文件擴(kuò)展名。應(yīng)用層應(yīng)用層，很簡(jiǎn)單，就是應(yīng)用程序。這一層負(fù)責(zé)確定通信對(duì)象，并確保由足夠的資源用于通信，這些當(dāng)然都是想要通信的應(yīng)用程序干的事情。篇二開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI/RM）是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalOrganizationforStandardization，ISO）于1984年制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?！伴_(kāi)放”的含義表示只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方也遵循同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信。ISO提出OSI參考模型的目的，就是要使在各種終端設(shè)備之間、計(jì)算機(jī)之間、網(wǎng)絡(luò)之間、操作系統(tǒng)之間以及人們之間相互交換信息的過(guò)程能夠逐步實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的根本目的就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享，而通信則是實(shí)現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)功能的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。由于信息的類型不同，作用不同，使用的場(chǎng)合和方式也不同，因此對(duì)于通信子網(wǎng)的服務(wù)要求就大不相同，必須采用不同的技術(shù)手段來(lái)滿足這些不同的要求。那么，怎樣構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信功能，才能實(shí)現(xiàn)這些不同系統(tǒng)之間，尤其是異種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的相互通信呢？這就是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)要解決的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)通常采用層次化結(jié)構(gòu)定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議、功能及提供的服務(wù)。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層設(shè)計(jì)思想人與人在日常生活中相互交流時(shí)，都不知不覺(jué)地遵守了一定的約定，幾個(gè)人聊天會(huì)圍繞一個(gè)共同的話題，如果某個(gè)人對(duì)這個(gè)話題不了解或是聽(tīng)不懂別人所說(shuō)的語(yǔ)言，那他便不能參與交流。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的交流，各計(jì)算機(jī)也必須遵守一些事先約定好的規(guī)則，如果網(wǎng)絡(luò)中某臺(tái)計(jì)算機(jī)不遵守這一規(guī)則，則該計(jì)算機(jī)就不能與其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流，如果用網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)就是不能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。為了使計(jì)算機(jī)之間能夠順利地進(jìn)行交流，人們?yōu)槠渲贫讼鄳?yīng)的規(guī)則，設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。分層概念舉例例如，人與人的“通信”可分多個(gè)層次，這里簡(jiǎn)單的分為3個(gè)相關(guān)的層次：認(rèn)識(shí)層、語(yǔ)言層、傳輸層。假設(shè)讓一講方言的家庭主婦與一不懂方言的大學(xué)教授進(jìn)行如表3-1所示的“通信”；篇三OSI參考模型OSI RM：開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（open systeminterconnection reference model）OSI參考模型具有以下優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)操作；提供設(shè)備間的兼容性和標(biāo)準(zhǔn)接口；促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作；結(jié)構(gòu)上可以分隔；易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。20世紀(jì)60年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到了飛速增長(zhǎng)。各大廠商為了在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地 位，紛紛推出了各自的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系和標(biāo)準(zhǔn)，如IBM公司的SNA，Novell IPX/SPX協(xié)議，Apple公司的AppleTalk協(xié)議，DEC公司的DECnet，以及廣泛流行的TCP/IP協(xié)議。同時(shí)，各大廠商針對(duì)自己的協(xié)議生產(chǎn)出了不同的硬件和軟件。各個(gè)廠商的共同努力促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類的迅速增長(zhǎng)。但由于多種協(xié)議的并存，也使網(wǎng)絡(luò)變得越來(lái)越復(fù)雜；而且，廠商之間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大部分不能兼容，很難進(jìn)行通信。為了解決網(wǎng)絡(luò)之間的兼容性問(wèn)題，幫助各個(gè)廠商生產(chǎn)出可兼容的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1984年提出了OSI RM（OpenSystem Interconnection Reference Model，開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型）。OSI 參考模型很快成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)模型。在設(shè)計(jì)OSI 參考模型時(shí)，遵循了以下原則：各個(gè)層之間有清晰的邊界，實(shí)現(xiàn)特定的功能；層次的劃分有利于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的制定；層的數(shù)目應(yīng)該足夠多，以避免各個(gè)層功能重復(fù)。OSI分層通常OSI參考模型第一層到第三層稱為底層（lower layer），又叫介質(zhì)層（media layer），底層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳送，網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備往往位于下三層，以硬件和軟件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。OSI參考模型的第五層到第七層稱為高層（upper layer），又叫住幾層（host layer），高層用于保障數(shù)據(jù)的正確傳輸，以軟件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。A. 傳輸層數(shù)據(jù)中加入TCP報(bào)頭后得到PDU被稱為segment（數(shù)據(jù)段）；B. 數(shù)據(jù)段被傳遞給網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層添加IP報(bào)頭得到的PDU被稱為packet（數(shù)據(jù)包）；C. 數(shù)據(jù)包被傳遞到數(shù)據(jù)鏈路層，封裝數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)頭得到的PDU被稱為frame（數(shù)據(jù)幀）；D. 幀被轉(zhuǎn)換為比特，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)傳輸。這種協(xié)議棧向下傳遞數(shù)據(jù)，并添加報(bào)頭和報(bào)尾的過(guò)程稱為封裝，數(shù)據(jù)被封裝并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸后，接收設(shè)備將刪除添加的信息，并根據(jù)報(bào)頭中的信息決定如何將數(shù)據(jù)沿協(xié)議棧上傳給合適的應(yīng)用程序，這個(gè)過(guò)程稱為解封裝。不同設(shè)備的對(duì)等層之間依靠封裝和解封裝來(lái)實(shí)現(xiàn)相互間的通信。物理層物理層功能：規(guī)定介質(zhì)類型、接口類型、信令類型；規(guī)范在終端系統(tǒng)之間激活、維護(hù)和關(guān)閉物理鏈路的電氣、機(jī)械、流程和功能等方面的要求；規(guī)范電平、數(shù)據(jù)速率、最大傳輸距離和物理接頭等特征。物理層標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了物理介質(zhì)和用于將設(shè)備與物理介質(zhì)相連的接頭。如上圖，局域網(wǎng)常用的物理層標(biāo)準(zhǔn)有IEEE指定的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3、令牌總線標(biāo)準(zhǔn)802.4、令牌環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.5以及美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)組織ANSI的X3T9.5委員會(huì)制訂的光纜標(biāo)準(zhǔn)FDDI（fiber distributed data interface，光纖分布式數(shù)據(jù)接口）等。廣域網(wǎng)常用的物理層標(biāo)準(zhǔn)有電子工業(yè)協(xié)會(huì)和電信工業(yè)協(xié)會(huì)EIA/TIA制定的公共物理層接口標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA-232（即RS-232）、國(guó)際電信聯(lián)盟ITU制定的串行線路接口標(biāo)準(zhǔn)V.24和V.35、以及有關(guān)各種數(shù)字接口的物理和電氣特性的標(biāo)準(zhǔn)G.703等。