计算机只能识别0和1的组成的电子数据(digital data)。它不具备读取各种信息的能力,所以信息需要通过一定的规则翻译成数据。 而对人来说,我们不具备读取电子数据的能力,所以在读取信息的时候,需要将数据转成人能理解的信息。 对于一名网络工程师来说,需要更关注数据的端到端传递的过程。
01.ISO与OSI
1)什么是ISO?
ISO是“国际标准化组织”的英文简称,其全称是International Organization for Standardization。ISO成立于1947年2月23日,是世界上最大的国际化标准组织。中国既是发起国又是首批成员国。
2)什么是OSI?
OSI 模型(Open Systems Interconnection Model),由国际化标准组织ISO (The International Organization for Standardization ) 收录在ISO 7489标准中并于1984年发布。
02.OSI七层协议模型
OSI模型是一个由ISO提出的概念模型,试图根据ISO提供一个使各种不同的计算机和网络在世界范围内实现互联的标准框架。
(1)简要阐述
OSI参考模型在实际中的应用意义并不是很大,但是它对于理解网络协议内部的运作还是有一定帮助的。以下将具体介绍各层结构及功能。
层数 | 功能 |
应用层 |
对应用程序提供接口。 |
表示层 |
进行数据格式的转换,以确保一个系统生成的应用层数据能够被另外一个系统的应用层所识别和理解。 |
会话层 |
在通信双方之间建立、管理和终止会话。 |
传输层 |
建立、维护和取消一次端到端的数据传输过程。控制传输节奏的快慢,调整数据的排序等等。 |
网络层 |
定义逻辑地址;实现数据从源到目的地的转发。 |
数据链路层 |
将分组数据封装成帧;在数据链路上实现数据的点到点、或点到多点方式的直接通信;差错检测。 |
物理层 |
在媒介上传输比特流;提供机械的和电气的规约。 |
(2)功能汇总
应用层:OSI参考模型中最靠近用户的一层,为应用程序提供网络服务。
表示层:提供各种用于应用层数据的编码和转换功能,确保一个系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别。
会话层:负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话。该层的通信由不同设备中的应用程序之间的服务请求和响应组成。
传输层:提供面向连接或非面向连接的数据传递以及进行重传前的差错检测。
网络层:定义逻辑地址,供路由器确定路径,负责将数据从源网络传输到目的网络。
数据链路层:将比特组合成字节,再将字节组合成帧,使用链路层地址(以太网使用MAC地址)来访问介质,并进行差错检测。
物理层:在设备之间传输比特流,规定了电平、速度和电缆针脚等物理特性。
(3)各层传输协议、传输单元、主要功能性设备比较
名称 | 传输协议 | 传输单元 | 主要功能设备/接口 |
应用层 |
FTP、TFTP、Telnet、HTTP、DNS | 报文 | – |
表示层 |
Telnet、SNMP | 报文 | – |
会话层 |
SMTP、DNS | 报文 | QoS |
传输层 |
TCP、UDP | Segment/Datagram | 四层交换机 |
网络层 |
IP、ICMP、ARP、RARP | 数据包(packet) | 路由器、三层交换机 |
数据链路层 |
ARP、MAC、 FDDI、Ethernet、Arpanet、PPP、PDN | frame 帧 |
网桥、二层交换机 |
物理层 |
IEEE 802.1A、IEEE 802.2 | bit-flow 比特流 | 光纤、双绞线、中继器和集线器 & RJ-45(网线接口) |
03.小结一下
“就像享用牛奶的人未必了解其生产过程,使用网络的人也未必知道数据的传输过程”,数据传输的分层,可以让整个流程更加的清晰,复杂问题简单化,就更容易探究问题、发现问题、解决问题。