8.2 OSI模型

OSI模型它是为了使不同的网络厂商、硬件厂商它们的系统能够良好的进行兼容,进行互连而提出来的,是由ISO(国际标准化组织在1979年公布的),它是现在的计算机网络领域的金科玉律.大家都认可的一个标准,一个模型.这个模型呢将网络分为七个层次,那么我们呢主要就讲这七个层次的作用以及相关的一些内容.还有呢就是OSI模型它的一个信息流向.也就是各层之间进行通信的时候如何进行通讯的一个问题.

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我们可以把5-7这三层划到一类.把1-3层划到另一类.1-3层被称为通信子网.5-7层被称为资源子网.这个中间的传输层就相当于一个连接层.这个通信子网主要,顾名思义,就是管通信的.主要管通信的.通信子网的构成,有物理的线路,线路上的集线器,交换机,路由器,这些设备呢,网桥都属于通信子网.而资源子网呢,服务器,终端,或者是客户的PC机这些,打印机这个都属于资源子网.而中间这一部分呢属于通信子网.具体的我们来看物理层,物理层呢它规定了通信双方互相连接的机械以及电气功能和规程的特性.它为相邻的设备提供比特流传输.那么有些人就会产生疑问了,那么这一个物理层既然是物理层那是不是所有的物理设备都属于这一层呢?比如说连接的双绞线,同轴电缆这些东西属不属于物理层呢?它这些物理的传输媒介,其实是不属于物理层的.物理层它也是一种规范.物理层主要的,我刚才也讲到了,是规定通信双方的一些电气功能特性,你比如说电缆与接头它的类型如何匹配啊.然后传送信号的时候,它的电压如何啊.这些是物理层来管的.同时值得我们注意的就是物理层它传输信息的这个单位是比特.它传输的是比特流.

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接下来看第二层:数据链路层.数据链路层它负责的是两个相邻节点上的、线路上无差错的以帧为单位进行数据的传输.以帧为单位进行数据的传输.这一点呢是它和物理层的区别.物理层只能够传输比特流,而数据链路层能够识别帧.帧这个概念就比比特流这个概念要高级一层.帧的话呢一个帧当中有固定的常规数据,我们要用到的数据.还有一部分是控制信息.链路层呢就是负责帧的收发,如果说发一个帧过去,但是对方没收着,这个数据链路层呢会控制进行重发.帧的重发.

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接下来是网络层.网络它传输的又和前两级不同,它既不是传输的比特位,也不是传输的帧.而是传输的数据包.比如说IP包.那么网络层它的主要功能是进行路由选择的一层.你比如说有一个网络它的结点非常的多,这个路径也比较复杂.我从一点A要到另外一点F,要到这个F点来,它可能呢就有很多路径可以走,那么网络层的功能呢就是根据现有的数据来判断A的数据到F的数据应该走哪一条路径最为简洁,是一个路径选择有这个功能.

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接下来呢就是传输层.传输层啊它的任务是根据通信子网的特性最佳的利用网络资源,最佳的利用网络资源.并且以可靠和经济的方式为两端的系统的会话层提供一条运输连接.透明的传输这个报文.它这个每一层啊都是为它的上层服务的.物理层为数据链路层服务,数据链路层呢又为网络层服务,网络层呢又为传输层服务,传输层为会话层服务,然后会话层呢为表示层服务,表示层呢为这个应用层服务.所以归根结底其他的所有的都是为应用层服务.而应用层呢就是为我们的操作者服务.这么一个流程.

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然后接下来呢我们要看到的就是常见的网络设备在OSI参考模型当中呢所处的层次.首先我们要看到的是这个中继器,中继器呢又叫转发器,你比如说在一个局域网当中线路,A和B距离比较远,已经超出了这一个网线它的传输范围,那么我们可以在A和B之间设置一个中继器,那么这个中继器呢它的作用就是收到A的信息之后把这个信息重新生成,注意是重新生成,重新生成再发送到B.这就是中继的一个过程,它不管信息如何,它是简单的把信息进行再生然后再传输.起到这个扩充传输距离的作用.所以呢它的所处层次是物理层.

网桥,网桥呢是根据帧的物理地址进行网络间的信息转发,网桥可以连接两个网络.中间有一个网桥,这边有一个网络,这边一个网络.它可以有这种用途,就是连接网络,网络与网络之间连接可以用网桥.网桥呢它是根据帧的物理地址进行转发,所以它处理信息的单位是以帧为单位.和我们的中继器是不同的.中继器是以这个位为单位.它只是简单的把收到的信息进行再生然后再发送.

接下来是路由器.路由器呢是通过逻辑地址进行网络间的信息转发,逻辑地址对这个数据进行转发.逻辑地址比如我们的IP地址,就是逻辑地址.同时它这个转发并不是简单的转发,它路由器有一个路径选择的过程.由于呢它是对逻辑地址,可以识别逻辑地址,处理逻辑地址,那么它所处的层次就是网络层.从前面三个设备也可以看出来就我们对设备进行分层的时候是看它工作的时候处理的信息如何,你比如说它如果只对比特流进行处理,那么它是物理层的,只识别位.如果说它能够对帧进行处理,那么它就是工作在数据链路层的.如果说它能够识别IP地址,能够进行路由选择,那么它就是处于第三层网络层.

接下来是网关.网关呢又被称为协议转换器.它工作的层次是高层,也就是4-7层.网关的作用主要就是进行协议的转换,你比如说一个诺威网,和一个NT网进行互连,或者呢还有其他的SNA网,多个网络进行互连.然而它们呢每一个网络它自己有自己的一套传输方式,有自己的协议,在这种情况下呢就需要网关.如果说它们之间要互相通信的话,那就需要用到网关了,就是信息通过网关的时候如果说从A网络发到B网络,那么呢信息会到达中转的网关的时候转换成另一种协议,就和B兼容的协议,再传送到B的网络中.否则呢数据从A传到B,B里面所有的东西所有的设备都不认识这种协议的话,那么这个数据包也就白发了.所以网关起到的是协议转换的一种功能.

接下来是集线器.集线器它也是处于物理层的,其实集线器我们接触的比较多.它类似于一个中继器,只是它的中继不像普通的中继器,就是两个设备之间的连接,而是与多个设备连接,集线器是与多个设备连接.集线器的消息处理方式呢就是把数据直接发送到集线器之后,集线器接到数据,它是以广播的形式向四周各节点散播的.所以集线器它的一个工作效率并不是很高,它比网关的工作效率要差很多.

接下来集线器它的工作效率要比交换机的要差很多,不是网关,是交换机.集线器比交换机要差很多,你比如说我们平常用到的集线器,都是10M的,而交换机呢,至少是100M的,由于集线器呢它只识别位,转发位信息,所以它是物理层的.当然后面的我们后期出的一些集线器,有些公司出的集线器呢,就把一些帧的识别功能也加入到了集线器.那么这种情况就另当别论了,它如果说能够识别帧,那么我们可以把它认为是二层设备,也就是数据链路层设备.当然最开始的集线器都是物理层的,只识别比特位.那接下来呢是二层交换机,二层交换机是工作在数据链路层.相当于多端口的网桥,它可以连接多个不同的网络,能够连接多个网络.

除了有二层交换机后来又出了三层交换机.三层交换机就是指的带路由功能的二层交换机.三层交换机呢它具有对IP地址的一个识别功能,所以它是网络层设备.

另外还有多层交换机.多层交换机是工作在高层,它带了协议的转换功能.所以叫多层交换机.这些常用设备它们所处的物理层次是需要大家记忆的.需要大家记忆.另外呢我们平常所用的Modern,也就是猫.Modern呢也是物理层设备.Modern是属于物理层设备.

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接下来我们就要看这个OSI模型中信息流向的问题.比如说一个结点A要向另外一个B,都是两台计算机,发送信息.那么具体的流程是怎样的呢?是不是从应用层直接就发到了应用层呢?从A的应用层发到B的应用层呢?不是这样子的,错的.如果一个应用层的数据要传到另一个设备的应用层,要经历一个非常复杂的步骤.首先比如说是一个32字节的数据,它要传到对方的B的应用层的话,它需要经历很多步骤.首先它要从A的应用层,注意是A的应用层,到A的表示层,到A的表示层的话呢,首先是到应用层,因为是我们用户的数据,到应用层呢它会有一个封包,一个包头AH,把这个数据封装起来.从应用层呢到表示层呢又有一个包头,把整个的应用层的数据(包括了AH和数据)都通通的打上一个包,这是到表示层.再接下来要到会话层,到会话层的时候呢又要把表示层过来的数据通通的打一个包,实际上现在的这个数据呢就包含了PH、AH两个头.会话层又给它加了一个新的头SH.到传输层呢又加了一个头.到了网络层呢又加了一层头.最后到了数据链路层,它还需要加头,除了加头呢还有一个尾.最后送到物理层进行传输.传输到达之后是先到达B的物理层.再从物理层呢去掉头到了数据链路层,再去掉一层头到了网络层,再到传输层,会话层,表示层,应用层.再上来就所有的头都去掉的时候,就得到了我们需要的数据.所以说A到B传送信息的话,要绕一个很大的圈子.很大的一个圈子.就从应用层一直到物理层,物理层传输过来,然后又从物理层又转换到应用层.这就是OSI模型的信息流向.