OSI/RM(Open System Interconnection reference model,開放式通信系統互聯參考模型)
1978年,由ISO(國際標準化組織)提出
試圖使不同的網路能互相通訊的架構
此架構又稱stack(堆疊)或協定堆疊
特色如下:
各層不知別層如何工作,只知同層級協定
層與層間有既定協議相互交換處理結果
越接近應用層越貴越慢越不可靠
網路元件標準化,以便容許多廠商發展和支援
ps:此為邏輯性階層,有時一協定對應到多層,或一層有多個協定在溝通
優點如下:
可讓應用程式的開發者只需依照分層式模式規格的其中一層來改變程式
將網路通訊流程切割成較簡單的元件,有助於元件的開發設計與檢修,
多家廠商可開發標準化的網路元件,籍由定義各層功能促進標準化
防止另一層的變更影響到其他層級
OSI/RM:
| 第7層 application layer(應用層) 第6層 presentation layer(表達層) 第5層 session layer(交談層) | 應用層 |
| 第4層 transport layer(傳輸層) 第3層 network layer(網路層) 第2層 data link layer(資料連結層) 第1層 physical layer(實體層) | 資料流層 |
PDU(protocol data unit,協定資料單元)
相對的每一層交換資訊的協定,各層pdu如下
layer1為bit(位元),
layer2為frame(訊框),在資料連結層跑的最小資訊單位
layer3為packet(封包),在網路上面進行傳輸的最小資訊單位
layer4為segment(區段/片段)或Datagram(資料段),在傳輸層的資訊單位,會被切成封包給網路層
layer5~7為message
ps:
layer4的PDU也稱為TPDU
ps:
fragment(碎片):IP包超出網絡上最大限制值,它就會分成若干小包 來源端osi mode的層必須與目地端相對應的層溝通,此形式也稱peer-to-peer communication(對等式通訊)
上層的pdu給下層時,下層會將上層pdu進行encapsulation(封裝)成為下層的pdu,而decapsulation(解封裝)則相反
encapsulation順序為data>segments>packet>frames>bits
decapsulation順序為bits>frames>packet>segments>data用OSI/RM比照PC1和PC2建立連線的狀況
| application layer presentation layer session layer transport layer network layer data link layer physical layer ………………… pc1 | <–> | network layer data link layer physical layer …………….. router1 | <–> internet <–> | network layer data link layer physical layer …………….. router2 | <–> | application layer presentation layer session layer transport layer network layer data link layer physical layer ………………… pc2 |
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使用者群組
Application Layer:與應用程式介面溝通
功能:定義應用程式如何進入OSI模式進行傳送
與此層相關的有:web,ftp,email,…等
ps:telnet可測試兩主機在應用層的連結狀況
Presentation Layer:為不同平臺的應用層提供數據和訊息的語法表示變換方法
定義了數據的syntax(語法),變更,格式,若語法和格式不同時,將定義如何翻譯與轉換
功能：負責在不同機器之間,針對特定主機CPU進行編碼轉換
做法：程式產生資料傳送時,會換成網路標準編碼格式再交由下層處理,或以有意義方式顯示給上層,如下:
1字元碼轉換 ex:ASCII轉EBCDIC 碼
2資料形態轉換 ex:CR碼,CR-LF 碼,整數,浮點數間轉換
ps:ndr(network data representations,網路資料表示格式):asn.1,xdr
osi建議用asn.1抽象語意表示法做轉譯
編轉碼也可用XDR(External Data Representation,外部數據表示法)
3資料壓縮提高速度,可分：
losslessdata(無損壓縮)：RLE連續長度編碼,統計壓縮(摩斯碼,哈夫曼編碼,LZW編碼),相對壓縮
lossydata(有損壓縮)：jpeg,mpeg
4加解密增加安全性
其他與此層相關的有,pict,tiff,midi,quicktime,rtf
Session Layer:定義如何連接和掛斷連接,在網路上面的數據如何交換
功能：建立和管理電腦程式與電腦程式間的溝通模式,收送服務
做法：定義連線請求,結束,傳送,接收狀態的設定等動作,如下
1允許程式以電腦名稱註冊成網路上唯一的位址
2在電腦間建立,監測和結束Virtual Circuit(虛擬電路)
3負責電腦間信息同步,監測資料溝通狀態,處理錯誤信息
4在網路上區分不同應用的資料
與此層相關的有:NFS,X-window system,appletalk交談協定,netbios,rpc,sql…等
Transport Layer:設定節點間資料傳遞,錯誤檢測和修正的方法
功能:確保資料正確的傳送到目的地和決定傳輸順序,資料流控制,多路傳輸
做法:將電腦data stream變成segment形態並檢測,或重組回資料,如下
1接管上層協定傳來的資料進行”分拆”和”打包”
2用點對點傳送資料和回應的確認
3得到接收端資料緩衝區飽和信息後,暫停資料發送
4在單一位址上處理不同的程式協定(如ftp﹑http﹑telnet等),並分別進行追蹤及轉換
此層是OSI最重要的一層,是唯一負責總體的數據傳輸和數據控制的一層
與此層相關的有:tcp,udp,spx,netbios,netbeui,socket,…等
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網路群組
Network Layer:提供路由和定址的功能
功能：讓packet(封包)在不同的網路之間成功地進行傳遞,壅塞控制
做法：發送端傳封包前建立header,作為網路間路由依據,如下:
1規定網路定址方式,不同網路間資料傳遞方式,處理子網路間的傳遞,決定路由路徑,網路環境,資料處理順序,等等工作。
2負責 MAC位址和網路位址(如IP位址,IPX位址)間的解釋和轉換
3router緩衝區飽和時,會通知數據傳輸設備使用其它路徑或暫停發送封包(壅塞控制)
4封包體積超過router的MTU(Maximum Transmission Unit)時,允許router對封包重組再傳
與此層相關的有:IP,IPX,appletalk,decnet,rip,eigrp,ospf…等
相關設備有:router,layer3 switch,…等
ps:DECnet(Digital Equipment Corperation):DEC公司所採用的一種網路協定
Data Link Layer:保證無錯的物理上的數據傳輸
功能：指定了要採用的frame格式,建立與管理兩個網路實體間資料鏈路
做法：
1制定不同網路形態的frame格式,處理實體層的轉換和管理
2流量控制
3錯誤偵測及更正:錯誤檢測方式,遺失重送,確認,修復程序,位址檢查…等
4鏈路的建立與刪除
5其他:傳送接收順序,傳遞方式,重組分界
與此層相關的有:ethernet,token ring,isdn,ppp,frame relay,atm,hdlc,…等
相關設備有:switch,Physical Address(網卡實體位址)
ps:因位於物理層與網路層之間,是OSI中比較重要的一層
ps:撥接用PPP協定xDLC協定在此層
ps:Virtual Circuit(虛擬電路)連接和Logical Link(邏輯連結)的建立和結束
Physical Layer:確保原始的數據可在各種物理媒體上進行傳輸
功能:網絡間的設備佈線,硬體的信號轉成電腦理解的電子信號.處理各位元在實際線路的傳送
相關設備有:hub,網卡,…等