理解OSI七层模型(了解OSI七层模型,数据如何传输,封装,解封装)

理解OSI七层模型

什么是OSI七层模型

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。

理解OSI七层模型

分成 功能
应用层 人机交互 HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS HTTPS DHCP
表示层 数据表示,安全,压缩
会话层 建立,管理,终止会话
传输层 定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验 TCP UDP
网络层 进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择ICMP IGMP IP(IPV4 IPV6)
数据链入层 建立逻辑连接,进行硬件地址寻址,差错校验等功能
物理层 建立,维护,断开物理连接

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举例子

七层协议,分析过程:

应用层

最直观的理解就是人机交互界面,或者说是系统程序窗口。贾某将“你好”两个字输入电脑微信软件。

表示层

计算机处理“你好”通过二进制的0或1来处理,换成二进制成电脑语言。

会话层

计算机知道你要发送的东西之后,就需要准备发送了。那么,第一步就是要找到对方(乙某),并和对方建立会话关系。直接理解:会话属于软件层面,允许不同机器上的用户之间建立会话关系。

传输层

传输层可理解为是同一个软件中的两个端口进行数据传输。我用微信发送的消息,你也需要用微信来接收。那么就是电脑端微信用户之间的传输。

网络层

传输层已经准备就绪了,可是我们知道微信用户千千万,贾某和乙某中间还存在很多的其他用户,我们怎么实现贾某的文字就能准确的发送到乙某的微信上呢? 这就是需要网络层的 IP 地址了。只要知道了乙某的 IP 地址,就可以选择最佳路径进行准确的数据传输了。

数据链路层

网络层接收到数据后需要继续往下传输,需要使用工具,就是数据链路层的网卡,继续进行传输。

物理层

数据到达物理层后,变成信号传输。
数据到达目标主机后,开始进行一个逆向的过程。
即数据到达对方主机后,从物理层传输到数据链路层–网络层–传输层–会话层–表示层–应用层。
此时,数据到达乙某的电脑,乙某就可以看到甲某发送的“你好”两个字了。

数据传输过程

传输层 数据段
网络层 数据包
数据链路层 数据帧
物理层 比特流

不同网络段上的两台计算机通过TCP/IP协议通讯的过程如下所示
在这里插入图片描述
物理层,指的是电信号的传递方式,透明的传输比特流。

链路层,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。

网络层,负责为分组交换网上的不同主机提供通信,数据传送的单位是分组或包。

传输层,负责主机中两个进程之间的通信,数据传输的单位是报文段。

网络层负责点到点(point-to-point)的传输(这里的“点”指主机或路由器),而传输层负责端到端(end-to-end)的传输(这里的“端”指源主机和目的主机)。

封装数据

①:产生通讯数据信息 – 数据信息:PDU(协议数据单元)
②:传输层封装过程 – 传输层头部信息+数据信息
③:网络层封装过程 – 网络头部信息+传输层头部信息+数据信息
④:链路层封装过程 – 链路层头部信息+网络头部信息+传输层头部信息+数据信息
⑤:物理层封装过程 – 将数据转为二进制信息->电信号

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解封装数据

①:物理层解封装过程 – 将电信号信息转成二进制信息
②:链路层解封装过程 – 链路层头部信息(目标mac地址 源mac地址)
③:网络层解封装过程 – 网络头部信息(目标IP地址 源IP地址)
④:传输层解封装过程 – 传输层头部信息(目标端口号码 源端口号码)
⑤:应用层解封装过程 – 查看最终数据信息

在这里插入图片描述

数据是如何封装和解封装

动图了解

在这里插入图片描述

理解OSI七层模型

第一层:物理层。

工作方式:确定数据位流的传输方式,

  • 单工通信:只能有一个方向的通信而没有反方向的交互
  • 半双工通信:通信双方都可以发送信息,但不能双方同时发送
  • 全双工通信:通信的双方可以同时发送和接收消息

第二层:数据链路层

是参考模型的第二层。主要功能是:在物理层提供的服务基础上,在通信的实体间建立数据链路连接,传输的数据单位是“帧”,并采用差错控制与流量控制方法,使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。

第三层:网络层

是参考模型的第三层。主要功能是: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通过通信子网选择最适当的路径,以及实现拥塞控制、网络互连等功能。

第四层:传输层

是参考模型的第四层。主要功能是:向用户提供可靠地端到端服务,处理数据包错误、数据包次序,以及其他一些关键传输问题。传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节。因此,它是计算机通信体系结构中关键的一层。

传输层协议主要是TCP和UDP。

第五层:会话层

是参考模型的第五层。主要功能是:负责维扩两个结点之间的传输连接,以便确保点到点传输不中断,以及管理数据交换等功能。

第六层:表示层

是参考模型的第六层。主要功能是:用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方法,主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。

表示层主要是解释通讯数据的意义,如代码转换、格式变换等,使不同的终端可以表示。

还包括加密与解密、压缩与解压等。

第七层:应用层

于处理在两个通信系统中交换信息的表示方法,主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。

表示层主要是解释通讯数据的意义,如代码转换、格式变换等,使不同的终端可以表示。

还包括加密与解密、压缩与解压等。

第七层:应用层

是参考模型的最高层。主要功能是:为应用软件提供了很多服务,比如文件服务器、数据库服务、电子邮件与其他网络软件服务。

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