计算机网络7层模型
七个网络层次
OSI模型的7个层次分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层！为了和方便讲解数据传输的过程，我就从最上层应用层将起（第一层是物理层，千万别搞反了，这是初学者很容易犯的错误）-------应用层：为用户访问网络提供一个应用程序接口（API）。
数据就是从这里开始产生的。
--------表示层：既规定数据的表示方式（如ACS码，JPEG编码，一些加密算法等）！当数据产生后，会从应用层传给表示层，然后表示层规定数据的表示方式，在传递给下一层，也就是会话层--------会话层：他的主要作用就是建立，管理，区分会话！主要体现在区分会话，可能有的人不是很明白！我举个很简单的例子，就是当你与多人同时在聊QQ的时候，会话层就会来区分会话，确保数据传输的方向，而不会让原本发给B的数据，却发到C那里的情况！---这是面向应用的上三层，而我们是研究数据传输的方式，所以这里说的比较简要，4下层是我们重点研究的对象--------传输层：他的作用就是规定传输的方式，如可靠的，面向连接的TCP。
不可靠，无连的UDP。
数据到了这里开始会对数据进行封装，在头部加上该层协议的控制信息！这里我们通过具体分析TCP和UDP数据格式来说明首先是TCP抱文格式，如下图我们可以看到TCP抱文格式：第1段包括源端口号和目的端口号。
源端口号的主要是用来说明数据是用哪个端口发送过来的，一般是随即生成的1024以上的端口号！而目的端口主要是用来指明对方需要通过什么协议来处理该数据（协议对应都有端口号，如ftp-21,telnet-23,dns-53等等）第2，3段是序列号和确认序列号，他们是一起起作用的！这里就涉及到了一个计算机之间建立连接时的“3次握手过程”首先当计算机A要与计算机B通信时，首先会与对方建立一个会话。
而建立会话的过程被称为“3次握手”的过程。
这里我来详细将下“3次握手”的过程。
首先计算机A会发送一个请求建立会话的数据，数据格式为发送序号（随即产生的，假如这里是序号=200），数据类型为SYN（既请求类型）的数据，当计算机B收到这个数据后，他会读取数据里面的信息，来确认这是一个请求的数据。
osi七层模型各层的功能
OSI 七层模型各层的功能。
OSI 七层模型各层的功能。
第七层：应用层数据用户接口，提供用户程序“接口”。
第六层：表示层数据数据的表现形式，特定功能的实现，如数据加密。
第五层：会话层数据允许不同机器上的用户之间建立会话关系，如WINDOWS第四层：传输层段实现网络不同主机上用户进程之间的数与不可靠的传输，传输层的错误检测，流量控制等。
第三层：网络层包提供逻辑地址（IP）、选路，数据从源端到目的端的传输第二层：数据链路层帧将上层数据封装成帧，用MAC 地址访问媒介，错误检测与修正。
第一层：物理层比特流设备之间比特流的传输，物理接口，电气特性等。
下面是对OSI 七层模型各层功能的详细解释：OSI 七层模型OSI 七层模型称为开放式系统互联参考模型OSI 七层模型是一种框架性的设计方法OSI 七层模型通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯，因此其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输物理层：O S I 模型的最低层或第一层，该层包括物理连网媒介，如电缆连线连接器。
物理层的协议产生并检测电压络接口卡，你就建立了计算机连网的基础。
换言之，你提供了一个物理层。
尽管物理层不提供纠错服务，但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。
网络物理问题，如电线断开，将影响物理层。
以便发送和接收携带数据的信号。
在你的桌面P C 上插入网数据链路层：O S I 模型的第二层，它控制网络层与物理层之间的通信。
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。
为了保证传输，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网络地址以及纠错和控制信息。
其中的地址确定了帧将发送到何处，而纠错和控制信息则确保帧无差错到达。
数据链路层的功能独立于网络和它的节点和所采用的物理层类型，它也不关心是否正在运行Wo r d 、E x c e l 或使用I n t e r n e t 。
网络基础-OSI网络七层参考模型
总结（续）
– 传输层可在发送主机系统上对数据进行分段， 在接收主机系统上将数据段重组为数据流。
– 会话层可建立、管理和终止两台通信主机间 的会话。
– 表示层可确保某一系统的应用层所发送的信 息可被另一系统的应用层读取。
– 应用层可为用户的应用程序（例如电子邮件、 文件传输和终端仿真）提供网络服务。
➢网络体系结构解决异质性问题采用的是 分层方法。——把复杂的网络互联问题 划分为若干个较小的、单一的问题，在 不同层面上予以解决。就像编程时把问题分解
层次结构方法要解决的问题
1.网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？ （分层与功能）。
2.各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？ （服务与接口）。
总结（续）
– 通过网络发送的信息称为数据或数据包。如 果一台计算机要向另一台计算机发送数据， 则必须首先执行被称为封装的过程以将数据 打包。
– 当远程设备接收到比特序列时，远程设备的 物理层便会将这些比特序列传送到数据链路 层进行处理。该过程称为解封。
总结（续）
– TCP/IP 是目前使用最广泛的协议，其原因众多， 例如灵活的编址方案、适用于大多数操作系统 和平台、具有许多工具和实用程序，以及需使 用它来连接 Internet。
以不同国籍的人进行信息交流为例。(见下页图)
对等通信示例：中德教师之间的对话
中国 教师
翻译
秘书
“你好” “Hello” 传真
对交谈内容的共识
P3
用英语对话
P2
使用传真通信
P1
“Hallo” “Hello” 传真
德国 教师
翻译
秘书
物理通信线路
问题： 中国教师与德国教师之间、翻译之间，他们是在直接通信吗？ 翻译、秘书各向谁提供什么样的服务？ 中德教师、翻译各使用谁提供的什么服务？
OSI七层模型基础知识及各层常见应用解读
OSI Open Source Initiative（简称OSI，有译作开放源代码促进会、开放原始码组织）是一个旨在推动开源软件发展的非盈利组织。
OSI参考模型（OSI/RM）的全称是开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它是由国际标准化组织ISO提出的一个网络系统互连模型。
它是网络技术的基础，也是分析、评判各种网络技术的依据，它揭开了网络的神秘面纱，让其有理可依，有据可循。
一、OSI参考模型知识要点图表1：OSI模型基础知识速览模型把网络通信的工作分为7层。
1至4层被认为是低层，这些层与数据移动密切相关。
5至7层是高层，包含应用程序级的数据。
每一层负责一项具体的工作，然后把数据传送到下一层。
由低到高具体分为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
第7层应用层—直接对应用程序提供服务，应用程序可以变化，但要包括电子消息传输第6层表示层—格式化数据，以便为应用程序提供通用接口。
这可以包括加密服务第5层会话层—在两个节点之间建立端连接。
此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层4中处理双工方式第4层传输层—常规数据递送－面向连接或无连接。
包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务第3层网络层—本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，它包括通过互连网络来路由和中继数据第2层数据链路层—在此层将数据分帧，并处理流控制。
本层指定拓扑结构并提供硬件寻址第1层物理层—原始比特流的传输电子信号传输和硬件接口数据发送时，从第七层传到第一层，接受方则相反。
各层对应的典型设备如下：应用层……………….计算机：应用程序，如，HTTP表示层……………….计算机：编码方式，图像编解码、URL字段传输编码会话层……………….计算机：建立会话，SESSION认证、断点续传传输层……………….计算机：进程和端口网络层…………………网络：路由器，防火墙、多层交换机数据链路层………..网络：网卡，网桥，交换机物理层…………………网络：中继器，集线器、网线、HUB二、OSI基础知识OSI/RM参考模型的提出世界上第一个网络体系结构由IBM公司提出（74年，SNA），以后其他公司也相继提出自己的网络体系结构如：Digital公司的DNA，美国国防部的TCP/IP等，多种网络体系结构并存，其结果是若采用IBM的结构，只能选用IBM的产品，只能与同种结构的网络互联。
计算机网络应用 OSI的7层网络结构
计算机网络应用OSI的7层网络结构开放系统互联参考模型OSI英文全拼为“Open System Interconnection/Reference Model 简称OSI/RM”。
它采用分层的结构化体系结构，共分为7层，从下到上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
其体系结构如图1-25所示。
图1-25 OSI参考模型在OSI的7层结构中，物理层、数据链路层、网络层被认为是“低层”，它们面向通信，与数据传送密切相关，通常实现通信子网的功能。
传输层、会话层、表示层和应用层被认为是“高层”，它们面向信息应用和用户交互，并且与应用程序数据密切相关，通常实现资源子网的功能。
在OSI结构中，其实每一层负责某一具体的工作，然后将数据传送至下一层，它们之间都是协同工作，共同完成数据的传输。
OSI参考模型的每一个层次都由一些实体构成。
实体是软件元素（进程等）或硬件元素（智能I/O芯片等）的抽象表示。
在同一层中的实体称为对等实体，一个层次通常由多个实体组成。
每一层都是在其下层为其提供服务的基础上为他的上层提供更高级的服务，直到最高层提供能够运行分布式应用程序的服务。
OSI参考模型确立了计算机网络互联的新格局，并不断演进以适应计算机网络技术的快速发展。
它具有以下几方面的特性：●它定义一种抽象的结构，而并非是具体实现的描述；●它是一种异构系统互联的分层结构；●在不同系统上的相同层的实体称为同等层次实体，同等层实体之间通信由该层的协议管理；●各层相互独立，每层完成所定义的功能，修改本层的功能不会影响到其它层；●它提供了控制互联系统交互规则的标准框架；●相邻层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务；●所提供的公共服务是面向连接和无连接的数据服务；●最底层能够直接传输数据。
OSI模型七个层的作用及工作原理
OSI模型七个层的作用及工作原理OSI模型是计算机网络体系结构的理论模型，它将计算机网络分为七个不同的层次。
每一层都有自己的具体功能和任务，通过分层设计，可以清晰地描述计算机网络的工作原理与功能，并且每一层都可以独立地进行修改和更新。
下面将详细介绍OSI模型的七个层及它们的作用和工作原理。
1. 物理层（Physical Layer）物理层是OSI模型的最底层，它负责将原始的比特流发送到物理媒介上，管理数据的物理传输。
物理层的主要功能包括：数据的电子和光学传输、输入/输出端口的连接和控制、线缆和连接器的规范等。
物理层常见的媒介有双绞线、光纤和无线电波。
2. 数据链路层（Data Link Layer）数据链路层位于物理层之上，它负责在直接相连的两个节点之间传输数据。
数据链路层的主要功能是将不可靠的物理连接转化为可靠的数据传输，并进行流量控制和差错检测。
数据链路层通过将数据分成帧来传输，并在每一帧中添加必要的控制信息来保证通信的可靠和准确。
3. 网络层（Network Layer）网络层位于数据链路层之上，它负责将数据从源主机传输到目标主机。
网络层的主要功能是实现数据的路由选择和转发，在不同的网络之间选择最优路径，并通过IP地址进行端到端的数据传输。
网络层使用IP协议来进行数据分组和路由选择。
4. 传输层（Transport Layer）传输层位于网络层之上，它通过提供端到端的可靠数据传输来实现进程之间的通信。
传输层的主要功能是将应用层的数据分割成更小的数据块，并负责数据的传输和错误检测。
常见的传输层协议包括传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
5. 会话层（Session Layer）会话层位于传输层之上，它负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。
会话层的主要功能是为应用程序之间提供会话控制和同步服务，包括会话的建立、终止和管理、数据传输的同步和复位操作等。
会话层通过会话协议来实现会话的管理。
osi七层模型的定义和各层功能
OSI七层模型的定义和各层功能随着网络技术的不断发展，我们的生活已经离不开网络了。
而OSI七层模型是计算机网络体系结构的实质标准，它将计算机网络协议的通信功能分为七层，每一层都有着独特的功能和作用。
下面，我将以此为主题，深入探讨OSI七层模型的定义和各层功能。
1. 第一层：物理层在OSI七层模型中，物理层是最底层的一层，它主要负责传输比特流（Bit Flow）。
物理层的功能包括数据传输方式、电压标准、传输介质等。
如果物理层存在问题，整个网络都无法正常工作。
2. 第二层：数据链路层数据链路层负责对物理层传输的数据进行拆分，然后以帧的形式传输。
它的功能包括数据帧的封装、透明传输、差错检测和纠正等。
数据链路层是网络通信的基础，能够确保数据的可靠传输。
3. 第三层：网络层网络层的主要功能是为数据包选择合适的路由和进行转发。
它负责处理数据包的分组、寻址、路由选择和逻辑传输等。
网络层的存在让不同的网络之间能够互联互通，实现数据的全球传输。
4. 第四层：传输层传输层的功能是在网络中为两个端系统之间的数据传输提供可靠的连接。
它通过TCP、UDP等协议实现数据的可靠传输、分节与重组、流量控制、差错检测和纠正等。
5. 第五层：会话层会话层负责建立、管理和结束会话。
它的功能包括让在网络中的不同应用之间建立会话、同步数据传输和管理数据交换等。
6. 第六层：表示层表示层的作用是把数据转换成能被接收方识别的格式，然后进行数据的加密、压缩和解压缩等。
7. 第七层：应用层应用层是OSI模型中的最顶层，它为用户提供网络服务，包括文件传输、电流信箱、文件共享等。
应用层是用户与网络的接口，用户的各种应用软件通过应用层与网络进行通信。
OSI七层模型是计算机网络体系结构的基本标准，它将通信协议的功能划分为七层以便管理和开发。
每一层都有独特的功能和作用，共同构成了完整的网络通信体系。
只有了解并理解这些层次的功能，我们才能更好地利用网络资源，提高网络效率。
osi七层结构模型及功能
OSI七层结构模型是一个抽象的概念模型，用于描述计算机网络中数据通信的不同层次和功能。
每个层都有特定的功能和协议，下面是每个层的功能和协议的简要描述：
1.物理层：负责将比特流转换为适合在物理媒介上传输的信号，例如电缆、光纤或无线电波。
物理层的协议包括：物理层协议、数据链路层协议。
2.数据链路层：负责将比特流组装成帧，并检测和纠正传输中的错误。
数据链路层的协议包括：逻辑链路控制和介质访问控制。
3.网络层：负责将数据包从源主机传输到目标主机，并在不同的网络之间进行路由选择。
网络层的协议包括：IP协议和ICMP协议。
4.传输层：负责提供端到端的数据传输服务，并确保数据的可靠性和完整性。
传输层的协议包括：传输控制协议和用户数据报协议。
5.会话层：负责管理不同主机之间的会话，并提供同步和恢复机制。
会话层的协议包括：会话层协议和远程过程调用协议。
6.表示层：负责数据的格式转换和数据加密解密。
表示层的协议包括：文件传输协议和安全套接层协议。
7.应用层：负责提供各种应用程序和网络服务，例如电子邮件、Web浏览器和FTP 客户端。
应用层的协议包括：电子邮件协议和HTTP协议。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3、数据编码
数字数据转换成数字信号来传送，数字 数据是由二进制值（“0”或“1”）组成，传 送时利用0、1一连串的组合来表示，而这种 组合，我们称之为“码（code）”。
例：对下面的一段信号进行编码
“1” +A
1bit
0
“0” 0
1bit
-A
1 011010
+A
1
11 1
0
0
0
0
-A
(1) 曼彻斯特编码
2、功能、作用——传输层
传输层负责端到端的通信，既是七层模型中负责数据 通信的最高层，又是面向网络通信的低三层和面向信息处 理的最高三层之间的中间层。
传输层是OSI七层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。传输层要达到两个主 要目的：
第一，提供可靠的端到端的通信； 第二，向会话层提供独立于网络的传输服务。
1、 OSI七层模型概述
7、应用层 6、表示层 5、会话层
4、传输层
3、网络层 2、链路层 1、物理层
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
资源子网 通信子网
1、 OSI七层模型概述
层次
协议
高 层 FTP、TELNET、 SMTP
传输层
TCP 、UDP
网络层
IP、ARP
设备 路由器、网关
数据形式 包（Packet）
链路层
PPP
网桥、集线器、网卡 帧（Frame)
气特性、功能特性以及规程特性。
[备注]： 尽管通信媒体不属于物理层，但一般的做法是将其放在物理
层一起讨论。目前，主要的通信媒体有双绞线、同轴电缆、光纤 等有线通信线路，或微波，通信卫星等无线通信线路。
2、功能、作用——链路层
功能： ① 差错检测和恢复。差错检测主要通过循环冗余码
校验来实现，帧丢失则可以采用序号检测，各种错误的 恢复则通常依靠反馈重发技术完成。
关键词：电路、报文、分组、数据报、虚电路、TCP、IP、UDP
电路交换：
建立电路---数据传送---切断电路 （实时连接）
特性： 1、适合作语音通信 2、独占整个信道带宽，信道的利用率不高 3、通信时，双方设备必须都为正常可用 4、线路不具有记忆功能
典型例子：电话
报文交换：
不建立专用信道，非实时连接
“1”
+A 0 -A
“0”
+A 0 -A
1 bit
1 0 1 1 01 0
+A
1
11
1
0
0
-A
0
0
1 0 11010
+A 0 -A
(2) 差分曼彻斯特编码
+A
0
1：一开始保持和前面相同的电
-A
平，经过中间间隔，换一次电
平。
0：一开始变换电平，经过中间
+A
间隔再换一次电平。
0
-A
1 0 1 1 01 0
5
会话层
Session Layer 会话的管理和数据传输的同步
4
传输层 Transport Layer 从端到端经网络透明地传输报文
3
网络层
Network Layer 分组传输和路由选择
2
链路层
Data Link Layer
在链路上无差错地传送以帧为单 位的信息
1
物理层
Physical Layer 无差错的传送比特流
物理层
中继器、通信媒体 比特流 ( Bit )
1、 OSI七层模型概述
2、功能、作用——物理层
物理层涉及到在信道上传输的原始比特流，设计时必须 保证一方发出二进制“1”，在另一方收到的也是“1”而不是 “0”。
物理层必须考虑的问题至少有：
a、用多少伏特的电压表示“1”，多少伏特表示“0”； b、一个比特持续的时间； c、传输是单向，还是双向的； d、物理连接如何建立和完成通信后连接如何终止； e、接线器的形状、尺寸、引线数目等。
② 流量控制，防止高速发送方数据将低速的接受方 "淹没"。
③ 链路连接的建立、拆除。
任务: 在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧
为单位的数据，使之对网络层显现为一条可靠的链 路，加强了物理层传送原始比特的功能。
2、功能、作用——网络层
网络层的产生是网络技术发展的结果。当数据终端增 多时，它们之间通过中继设备相连，此时会出现一台终端 要求不只是与一台而是与多台终端通信的情况，即产生了 把任意两台数据终端设备的数据链路连接起来的问题，即 路由选择。
另外，当一条物理信道建立之后，被一对用户使用， 往往有许多空闲时间被浪费掉，人们自然希望让多对用户 共用一条链路，相应地产生了数据报技术和虚电路技术。
功能：
① 路由选择。 ② 网络连接的激活、终止。 ③ 在一条数据链路上复用多条网络连接。
在具有开放特性的网络中的数据终端设备，都 要配置网络层的功能。现在市场上销售的网络层设 备主要有网关和路由器。
特性： 1、不适合作实时性及交谈的通信系统 2、不独占整个信道带宽，信道利用率较高 3、通信时，不必双方都处于工作状态 4、节点具有存储记忆功能
功能： 对一个进行的对话或连接提供可靠的传输服务。
传输层的最终目标是为用户提供有效、可靠和价格合 理的服务。
2、功能、作用——应用层
应用层是最接近终端用户的OSI层，这就意味着 OSI应用层与用户之间是通过软件直接相互作用的。 这类应用程序超出了OSI模型的范畴。应用层的功能 一般包括标识通信伙伴，定义资源的可用性和同步通信。
1
11
1
0
0
0
1 011 0 1 0
练习： 对 0 1 0 1 1 0 1 进行曼彻斯特和差分曼彻斯特编码。
4、交换网技术
在网络中，依据数据传输的方式及结构， 发展出下列三种网络交换技术： 电路交换 ( Circuit – Switched Network ) 报文交换 ( Message – Switched Network ) 分组交换 ( Packed – Switched Network )
物理层的功能：
① 为数据终端设备提供传送数据的通路。数据通路可 以是一个物理媒体，也可以由多个物理媒体连接而成。
② 传输数据：物理层要形成适合数据传输需要的实体， 为数据传送服务。传输数据的方式能满足点到点，一 点到多点，串行或并行，半双工或全双工，同步或异 步传输的需要。
物理层的主要任务: 确定传输媒体的接口的一些特性，即机械特性、电
计算机网络
—OSI 七 层 模 型
1、OSI七层模型概述 2、OSI七层各层的功能、作用总结 3、数据编码 4、交换网技术
1、OSI七层模型概述
层 次 层的名称
英文
层的主要功能
7
应用层 Application Layer 与用户应用进程的接口
6
表示层 Presentation Layer 数据格式的转换