正文

七层模型，亦称OSI（Open System Interconnection）。参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系，一般称为OSI参考模型或七层模型。它是一个七层的、抽象的模型体，不仅包括一系列抽象的术语或概念，也包括具体的协议。

一、相关概念

实体与对等实体

每一层中，用于实现该层功能的活动元素被称为实体(Entity)，实体既可以是软件实体(如一个进程、电子邮件系统、应用程序等)也可以是硬件实体(如终端、智能输人/输出芯片等)。软件实体可以嵌人在本地操作系统中，或者用户应用程序中。不同机器上位于同一层次、完成相同功能的实体被称为对等实体(Peer Entity)。如主机A和主机B传输层中的传输实体为对等实体。

对等层和对等协议

不同主机之间的相同层次被称为对等层(Peer)。主机A的应用层和主机B的应用层互为对等层、主机A的会话层和主机B的会话层互为对等层。对等层之间存在协议关系。即对等实体之间互相通信需要遵守一定的规则，如通信的内容、通信的方式等。这种对等实体之间交换数据或通信时必须遵守的规则称为对等层协议(Peer Protocol)。除了物理层外，OSI模型中的其他6个对等层都存在对应的协议，如数据链路层协议、网络层协议等，对等实体利用对等协议进行通信以向高层提供服务。实际上，对等层之间的通信是虚拟通信，它们之间的通信是使用下--层提供的服务来实现的。同一网络中不同主机的对等层，要安装运行相同的网络协议，主机间才能进行有效通信。这可以概括为“协议是水平的”。

服务与接口

在OSI分层结构模型中，每一层实体为相邻的上一层实体提供的通信功能称为服务。N层实体利用N-1层实体所提供的服务，向N+I层实体提供功能更强大的服务。这可以概括为“服务是垂直的”。例如，传输层实体利用网络层实体的服务，向应用层实体提供网页传输服务。 N层实体使用N-1层实体所提供的服务时，不需要知道N-1层实体所提供的服务是如何实现的以及N-1层实体间的协议，而只需要知道下一层可以为自己提供哪些服务(是快速昂贵通信还是慢速低廉通信)，以及通过什么样的接口提供的。 在OSI模型中，各层之间的接口都有统一的规则。N层的服务访问点SAP(Service Access Point)是N层实体提供服务给N+1层的地方，SAP可以理解为下层实体之间的逻辑传输通道。每一层的SAP都有一个唯一标明它的地址。一个N层可能存在多个SAP。

数据单元

在OSI环境中，对等实体间按协议进行通信，上下层实体间按服务进行通信。这些通信都依靠3种数据单元的传输来实现。～～～～～～

服务数据单元为实现N层服务所要传送的逻辑数据单元，称为N层服务数据单元(Service Data Unit，SDU)，简称SDU。例如，用户需要浏览某网站的网页，该用户所在计算机的应用层实体(如浏览器生成应用层SDU，再通过下一层实体提供的服务，最后将该SDU传送到对等应用层实体(如某网站计算机上Web服务器)。协议数据单元对等实体之间为实现该层协议所交换的信息单元(Protocol Data Unit，PDU)，称为协议数据单元。为了发送厅层的SDU，N层实体可能根据N层协议，将一个SDU划分为多个PDU。而在接收端，N层实体可能要将多个PDU恢复成一个N层的SDU。例如，用户请求网页信息被附加上HTTP(超文本传输协议)报头，变成PDU，而在网站服务器那端，如果用户申请的网页(即SDU)太长，则要被划分成多个PDU传送。接口数据单元在同一系统上下两层实体的交换信息中，经过SAP的信息单元(Interface Data Unit，IDU)，称为接口数据单元，N层IDU由两部分组成，N层服务数据单元和一些供下一层实体用的控制信息(称为接口控制信息ICI)。

服务类型

在计算机网络协议的层次结构中，层与层之间具有服务与被服务的单向依赖关系，下层向上层提供服务，而上层调用下层的服务。因此可称任意相邻两层的下层为服务提供者，上层为服务用户。下层为上层提供的服务可分为两类：

面向连接服务Connection Oriented service)和无连接服务(Conectionless Service)。

(1)面向连接服务：两个N层实体在数据交换前，必须先建立连接，即首先初始化状态信息。并且为N+1层实体的信息传输建立一个通道。在数据传输阶段，通过这些状态信息，第N层实体可以跟踪在它们之间的PDU交换及它们与更高层的SDU交换。当数据交换结束后应释放这个连接，即去除状态信息，释放建立连接时所分配的资源。

(2)无连接服务：两个N层实体通信前，不需要先建立一个连接，即不需要事先进行预定保留状态信息。同一个用户到相同目的地的信息块都独立发送，接收端无需返回确认信息。如果信息在传输中丢失，就不再重发。不可靠的无连接的服务通常被称为数据报服务。

服务原语

服务是通过一组服务原语(Primitive)来描述的，这些原语供用户和其他实体访问服务，通知服务提供者采取某些行动或报告某个对等实体的活动。服务原语被分为如下4类。 请求(Request)：由服务用户发往服务提供者，请求它完成某项工作。指示(Indication)：由服务提供者发往服务用户，指示发生了某些事件。 响应(Response)：由服务用户发往服务提供者，对前面发生的指示的响应。 证实(Confirmation)：由服务提供者发往服务用户，对前面发生的请求的证实。 

二、层次结构以及功能

物理层

物理层是参考模型中的最底层，主要定义了系统的电气、机械、过程和功能标准。如：电压、物理数据速率、最大传输距离、物理联接器和其他的类似特性。物理层的主要功能是利用传输介质为数据链路层提供物理联接，负责数据流的物理传输工作。物理层传输的基本单位是比特流，即0和1，也就是最基本的电信号或光信号，是最基本的物理传输特征。(建立、维护、断开物理连接。（由底层网络定义协议）)

数据链路层

数据链路层是在通信实体问建立数据链路联接，传输的基本单位为“帧”，并为网络层提供差错控制和流量控制服务。数据链路层由MAC(介质访问控制子层)和LLC(逻辑链路控制子层)组成。介质访问控制子层的主要任务是规定如何在物理线路上传输帧。逻辑链路控制子层对在同一条网络链路上的设备之间的通信进行管理。数据链路控制子层主要负责逻辑上识别不同协议类型，并对其进行封装。也就是说数据链路控制子层会接受网络协议数据、分组的数据报并且添加更多的控制信息，从而把这个分组传送到它的目标设备。（建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。（由底层网络定义协议）将比特组合成字节进而组合成帧，用MAC地址访问介质，错误发现但不能纠正。）

网络层

网络层主要为数据在节点之间传输创建逻辑链路，通过路由选择算法为分组选择最佳路径，从而实现拥塞控制、网络互联等功能。网络层是以路由器为最高节点俯瞰网络的关键层，它负责把分组从源网络传输到目标网络的路由选择工作。互联网是由多个网络组成在一起的一个集合，正是借助了网络层的路由路径选择功能，才能使得多个网络之间的联接得以畅通，信息得以共享。网络层提供的服务有面向联接和面向无联接的服务两种。面向联接的服务是可靠的联接服务，是数据在交换之前必须先建立联接，然后传输数据，结束后终止之前建立联接的服务。网络层以虚电路服务的方式实现面向联接的服务。面向无联接的服务是一种不可靠的服务，不能防止报文的丢失、重发或失序。面向无联接的服务优点在于其服务方式灵活方便，并且非常迅速。网络层以数据报服务的方式实现面向无联接的服务。(进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。协议有：ICMP IGMP IP（IPV4 IPV6）)

传输层

传输层是网络体系结构中高低层之间衔接的一个接口层。传输层不仅仅是一个单独的结构层，而是整个分析体系协议的核心。传输层主要为用户提供End—to—End(端到端)服务，处理数据报错误、数据包次序等传输问题。传输层是计算机通信体系结构中关键一层，它向高层屏蔽了下层数据的通信细节，使用户完全不用考虑物理层、数据链路层和网络层工作的详细情况。传输层使用网络层提供的网络联接服务，依据系统需求可以选择数据传输时使用面向联接的服务或是面向无联接的服务。（定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。协议有：TCP UDP，数据包一旦离开网卡即进入网络传输层）

会话层

会话层的主要功能是负责维护两个节点之间的传输联接，确保点到点传输不中断，以及管理数据交换等功能。会话层在应用进程中建立、管理和终止会话。会话层还可以通过对话控制来决定使用何种通信方式，全双工通信或半双工通信。会话层通过自身协议对请求与应答进行协调。（建立、管理、终止会话。（在五层模型里面已经合并到了应用层）对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话）

表示层

表示层为在应用过程之间传送的信息提供表示方法的服务。表示层以下各层主要完成的是从源端到目的端可靠地的数据传送，而表示层更关心的是所传送数据的语法和语义。表示层的主要功能是处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变化、数据加密与解密、数据压缩与解压等。在网络带宽一定的前提下数据压缩的越小其传输速率就越快，所以表示层的数据压缩与解压被视为掌握网络传输速率的关键因素。表示层提供的数据加密服务是重要的网络安全要素，其确保了数据的安全传输，也是各种安全服务最为重视的关键。表示层为应用层所提供的服务包括：语法转换、语法选择和联接管理。（数据的表示、安全、压缩。（在五层模型里面已经合并到了应用层）格式有，JPEG、ASCll、DECOIC、加密格式等）

应用层

应用层是OSI模型中的最高层，是直接面向用户的一层，用户的通信内容要由应用进程解决，这就要求应用层采用不同的应用协议来解决不同类型的应用要求，并且保证这些不同类型的应用所采用的低层通信协议是一致的。应用层中包含了若干独立的用户通用服务协议模块，为网络用户之间的通信提供专用的程序服务。需要注意的是应用层并不是应用程序，而是为应用程序提供服务。（网络服务与最终用户的一个接口。协议有：HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS TELNET HTTPS POP3 DHCP）