学习OSI七层模型的架构思想

OSI模型简介

OSI七层模型（ISO/IEC 7498-1）

• 开放式系统互联模型 (Open System Interconnection Model)
• 世界范围内的网络标准概念模型
• OSI的努力让互联网协议逐渐走向标准化

分七层：

应用层（Application Layer）

提供高级API

• 定义了网络主机提供的方法和接口（业务协议、高级协议等）
• 往往直接对应用户行为
• 例如：HTTP、FTP、SMTP等

展示层（Presentation Layer）

也被称作语法层（Syntax Layer）

• 将Application Layer 中的数据转化为传输格式，保留语义（如：序列化、加密解密、字符串编码解码等）
• 确保数据发送取出后可以被接受者理解

会话层（Session Layer）

• 提供管理会话的方法（Open/Close/ReOpen/检查状态等）
• 提供对底层链接断断续续的隐藏；甚至对多种底层流的隐藏（提供数据同步点）

传输层（Transport Layer）

提供主机到主机（host-to-host）的数据通信能力

• 建立连接保证数据封包发送、接收到的顺序一致
• 提供可靠性（发送者知道数据有没有被完整送达）
• 提供流控制（发送者和接收者同步速率）
• 提供多路复用（【多工】，Multiplexing，多种信号复用一个信道）

网络层（Network Layer）

提供数据在逻辑单元（例如IP地址）之间的传递能力

• 路由：决定数据的下一站在哪里
• 寻址：为数据封包增加头信息（地址等）

数据链路层（Data Link Layer）

提供数据在设备和设备间的传输能力

• 流控制：发送者接收者之间同步数据收发速度和数据量
• 错误控制：检测数据有没有出错，并重发出错的数据

物理层（Physical Layer）

定义底层一个个位（bit）的数据如何变成物理信号

• 将数据链路层发生的数据传递行为转化成为物理设备识别的信号
• 封装了大量底层物理设备的能力

应用思考

story - 当Tom向Jerry发微信时

• Tom提交的输入被微信存储成某种内部协议格式 --- 应用层
• 数据被转换成为传输用的格式 （如加密、压缩等） --- 表示层
• 微信客户端建立到服务器的连接 （也可能之前就建立好了） --- 会话层
• 微信客户端向服务器传输数据 --- 传输层
• 一个个数据封包从主机传输到服务器 --- 网络层
• 数据帧在一个个设备之间传输 --- 数据链路层
• 数据最终以光电信号形式在物理设备间传输 --- 物理层

OSI分层架构

分层架构（数据视角）

• 把应用分层N层，每层都会承担自己的职责，这样的好处都是可以健康的发展，只需要关注每层之间的协议是怎么样的
• 替换其中一层不影响其他层的工作，不需要重构整个应用
• 设计要点
  • 是否有必要、可独立工作、可被替换
  • 层的颗粒度
  • 数据的可追溯性

总结

• OSI是概念模型，同时也是标准
• 分层是最常见的架构手段

本文是学习计算机网络的一些分层架构思想做的笔记，持续更新，希望大家多多关注。