4.1.2 ISO/OSI模型

4.1.2  ISO/OSI模型

早期的计算机网络是采用不同的技术规范和实现方法组成的独立的系统，它们之间存在着兼容性问题。为了解决网络之间不兼容而导致的相互之间无法通信的问题，国际标准化组织（ISO）于1984年发布了开放系统互联（Open System Interconnect，OSI）模型，该参考模型为厂商提供了一系列的标准，确保由世界上多家公司生产的不同类型的网络产品之间能够具有更好的兼容性和互操作性。OSI模型的具体内容如图4-1所示，各个协议层的功能如下所示。

物理层规定通信设备的机械的、电气的、功能的和规程的特性，用以建立、维护和拆除物理链路连接。具体来讲，机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等；电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率、距离限制等；功能特性是指给各个信号分配确切的信号含义，即定义了DTE和DCE之间各个线路的功能；规程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程，是指在物理连接的建立、维护、交换信息时，DTE和DCE双方在各电路上的动作序列。

图4-1  ISO/OSI模型

数据链路层在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻节点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信道上无差错的传输，并规定各电路上的动作序列。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层，数据的单位称为帧（Frame）。

网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换节点，确保数据及时传送。网络层将传输层提供的数据封装成数据包，封装中含有网络层包头，其中包括源站点和目的站点的逻辑地址信息。除了地址解析和路由功能外，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。在网络层，数据的单位称为数据包（packet）。

传输层为上层提供端到端的透明的、可靠的数据传输服务，并向会话层提供独立于网络的传输服务。它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和解决其他在传输过程中可能发生的问题。传输层是OSI参考模型中最重要、最关键的一层，是唯一负责总体数据传输和控制的一层。

会话层也称为会晤层或对话层，在会话层及以上的高层次中，数据传送的单位不再另外命名，统称为报文。会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制，例如，服务器验证用户登录便是由会话层完成的。

表示层主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于用户的抽象语法，转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法，即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩，加密和解密等工作都由表示层负责。例如，某种格式图像的显示，就是由位于表示层的协议来支持的。

应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层是直接面向用户的一层，用户的通信内容要由应用进程（或应用程序）来发送或接收的。这就需要应用层采用不同的应用协议来解决不同类型的应用需求，并且保证这些不同类型的应用所采用的低层通信协议是相同的。

%注意：ISO/OSI只是一个网络结构参考模型，在理论研究上有重大意义，但在实际应用中并没有真正地实现。实际应用中广泛使用的是TCP/IP模型。