OSI七层模型

1、OSI基础知识和划分7层的优势

OSI（open system Interconnection开放系统互连）称为开放式系统互连模型，把网络从逻辑上分为7层，每层都有相关、相对应的设备。

建立7层模型的目的是：为了解决异种网络互连时遇到的兼容性问题，帮助各种不同的主机实现数据传输。将服务、接口和协议明确的区分开来：服务是某一层为上一层提供什么功能；接口是上一层如何使用下层提供的服务；协议是如何实现本层的功能。这样网络各层之间有相互独立性，网络各实体采用什么样的协议没有相关性，只要向上提供相同的服务并且不改变相邻的接口就可以了。

网络的7层使不同的功能模块（层次）担负不同的职责，好处有：（1）降低网络复杂度，当出现故障时，能定位出错层次，便于查找和纠错。（2）各层都有标准接口，使对等层的不同网络设备实现互操作，各层之间相互独立，一种高层协议可以放在多种底层协议上运行。（3）使各层的更新在小范围内进行，便于研究。

网络协议时网络中主机之间传输数据的规定，包括三要素：（1）语法：数据和控制信息的结构和形式；（2）语义：要发出何种控制信息、完成何种动作和作出何种反应；（3）同步：事件实现顺序的详细说明。

第一层：物理层

为它的上层提供物理连接，（物理媒介不属于物理层）以及规定物理媒介的如机械、电器、功能和过程特性等。物理层的协议产生并检测电压以便发送和接受携带数据的信号，这一层的数据是原始的比特流和电压，单位为bit.物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等，集线器（Hub）是工作在物理层的设备，用于双绞线的连接和信号中继。

第二层：数据链路层

 它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递，在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信道上无差错的传输；从网络层接收到的数据被分割成特定的可被物理层传输的帧，帧是用来移动数据的结构包，它不仅包括原始数据，还包括发送方和接收方的物理地址以及检错和控制信息；作用包括：网卡设备的驱动、帧同步冲突检测、物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

链路层有以太网、令牌环网等标准，交换器是工作在链路层的设备，可以在不同的链路层网络之间转发数据帧，由于不同链路层的帧格式不同，交换机要将进来的数据包拆掉链路层首部重新封装之后再转发。

第三层：网络层

将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。主要是路由功能，通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点A 到另一个网络中节点B 的最佳路径。

路由器是网络层的网络设备，同时兼有交换机的功能，可以在不同的链路层接口之间转发数据包，因此路由器需要将进来的数据拆掉网络层和链路层两层首部并重新封装。

网络负责点到点的传输（点是指主机或路由器），而传输层负责端到端的传输（端是指源主机和目的主机）。

第四层：传输层

传输层协议进行流量控制，基于接收方可接收的快慢程度规定适当的发送速率。还能按照网络能处理的数据长度把数据进行分割，进行编号。

第五层：回话层

负责网络中两点之间建立、维持和终止回话。

第六层：表示层

应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。表示层管理数据的解密与加密，如系统口令的处理。

第七层：应用层

应用层也称为应用实体（AE），它由若干个特定应用服务元素（SASE）和一个或多个公共应用服务元素（CASE）组成。每个SASE提供特定的应用服务。