lv7 嵌入式开发-网络编程开发 02OSI七层结构

目录

1 计算机网络体系结构的形成

1.1 提出了不同体系结构 

1.2 国际标准：开放系统互连参考模型 OSI/RM

1.3 存在两种国际标准

2 协议与划分层次

2.1 网络协议

2.2 协议的两种形式

2.3 层次式协议结构

2.4 各层完成的主要功能 

2.5 计算机网络的体系结构

3 OSI七层体系结构

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1 计算机网络体系结构的形成

两台计算机要互相传送文件需解决很多问题

1.1 提出了不同体系结构 

• 最初的 ARPANET 设计时提出了分层的设计方法
• 分层：将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题
• 1974 年，IBM 按照分层的方法制定并提出了系统网络体系结构 SNA (System Network Architecture)
• 此后，其他一些公司也相继推出了具有不同名称的体系结构

但由于网络体系结构的不同，不同公司的设备很难互相连通。

1.2 国际标准：开放系统互连参考模型 OSI/RM

• ISO (国际标准化组织) 提出的 OSI/RM (Open Systems Interconnection Reference Model) 是使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架
• OSI/RM 是个抽象的概念
• 1983年，形成了著名的 ISO 7498 国际标准，即七层协议的体系结构。

但 ISO/OSI 失败了

• 基于 TCP/IP 的互联网已抢先在全球相当大的范围成功地运行了。
• OSI 的专家们在完成 OSI 标准时没有商业驱动力；
• OSI 的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；
• OSI 标准的制定周期太长，使得按 OSI 标准生产的设备无法及时进入市场；
• OSI 的层次划分也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。 

1.3 存在两种国际标准

• 法律上的 (de jure) 国际标准 OSI（但并没有得到市场的认可）
• 事实上的 (de facto) 国际标准 TCP/IP（获得了最广泛的应用）

2 协议与划分层次

2.1 网络协议

网络协议 (network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

三个组成要素：

• 语法：数据与控制信息的结构或格式 。
• 语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
• 同步：事件实现顺序的详细说明。

2.2 协议的两种形式

文字描述：便于人来阅读和理解

程序代码：让计算机能够理解

2.3 层次式协议结构

ARPANET 的研制经验表明：对于非常复杂的计算机网络协议，其结构应该是层次式的。

划分层次的概念举例：两台主机通过网络传送文件

 

2.4 各层完成的主要功能 

• 差错控制：使相应层次对等方的通信更加可靠。
• 流量控制：发送端的发送速率必须使接收端来得及接收，不要太快。
• 分段和重装：发送端将要发送的数据块划分为更小的单位，在接收端将其还原。
• 复用和分用：发送端几个高层会话复用一条低层的连接，在接收端再进行分用。
• 连接建立和释放：交换数据前先建立一条逻辑连接，数据传送结束后释放连接。

2.5 计算机网络的体系结构

网络的体系结构 (Network Architecture) 是计算机网络的各层及其协议的集合，就是这个计算机网络及其构件所应完成的功能的精确定义（不涉及实现）

实现 (implementation) 是遵循这种体系结构的前提下，用何种硬件或软件完成这些功能的问题

体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。

3 OSI七层体系结构

 

高层：负责主机之间的数据传输 

低层：负责网络之间的数据传输 

应用层：如微信、抖音、QQ

表示层：如文字、视频（压缩）

会话层：面向用户的聊天也不能乱发，要建立、管理、中止会话

运输层：端口号（标注应用），流控，端口差错校验

网络层：不同主机在不同网络，需要标注哪个网络哪台主机，地址差错校验

数据链路层：点对点数据传输，传输错误、帧同步和流控制等。

物理层：数据0和1的比特流，电压、光信号等。