Una introducción detallada al modelo de referencia OSI para el desarrollo de redes informáticas (1)

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1. Desarrollo de redes informáticas.

1. El desarrollo de la red informática se divide en las siguientes cuatro etapas:

• Fase de conexión de terminal remota
• Etapa de red informática
• Etapa de interconexión de red informática
• Etapa de la autopista de información
  

1.1 Fase de conexión de terminal remota

En la fase de conexión del terminal remoto, un host inicialmente conectó varios terminales y luego introdujo la máquina de control de comunicación CCP, que era responsable de la comunicación entre el host y el terminal. Durante este período, el sistema representativo fue: En 1963, el sistema de emisión de boletos de las aerolíneas utilizado en los Estados Unidos.

a. Inicialmente, un host está conectado a varios terminales
b. Más tarde, se introdujo la máquina de control de comunicación CCP, y el CCP fue responsable de la comunicación entre el host y el terminal

1.2 Etapa de red informática

En la etapa de la red informática, varios hosts se conectaron directamente inicialmente, y luego los PCC se conectaron entre sí, responsables de la comunicación directa entre las máquinas. Durante este período, el sistema es representativo de importancia: ARPANET. ARPANETEs Internetel predecesor de hoy . ARPA, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada formada por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, ha liderado muchos proyectos, como aviones no tripulados y aviones espaciales.

a. Inicialmente, varios hosts están conectados directamente

. b. Más tarde, los PCC están conectados entre sí y son responsables de la comunicación directa entre las máquinas.

1.3 Etapa de interconexión de la red informática

En la etapa de interconexión de la red informática, es necesario resolver el problema del caos en el sistema de red en la etapa anterior. En la etapa de la red informática, no existe un estándar industrial unificado, y el equipo producido por varias empresas es difícil de usar en conjunto. En 1984, la Organización Internacional de Normalización anunció el Modo de Interconexión de Sistema Abierto (OSI), declarando que al instalar el estándar OSI, los productos de diferentes compañías se pueden usar juntos.

Modelo de referencia OSI

1.4 Etapa de la autopista de la información

En la etapa de la supercarretera de la información, la supercarretera de la información fue propuesta originalmente por los Estados Unidos. En septiembre de 1993, el gobierno de los Estados Unidos anunció la implementación de un nuevo plan de alta tecnología: simplemente denominado NII "Infraestructura de Información Nacional".

2. Modelo de referencia OSI

1. Modelo de referencia OSI

• OSI参考模型Propuesto por la organización nacional de normalización ISO, el método utilizado para resolver la interconexión de equipos de red.

• OSI是OSI/RMLa abreviatura de, el nombre completo es Open Systems Interconnection Reference Model, significa el modelo de referencia de interconexión de sistema abierto.

• 参考模型Significa que el modelo no es un estándar que debe implementarse, pero de acuerdo con los requisitos del modelo, los dispositivos de red producidos por diferentes empresas pueden conectarse entre sí.

• El modelo OSI divide el trabajo de comunicación de red en 7 capas.
  

• Resolver problemas en capas es un método importante para trabajar en la arquitectura de red. Debido a que toda la función de red es muy compleja, los diseñadores de red a menudo adoptan el proceso de comunicación en muchos enlaces pequeños de acuerdo con la función, y luego cada enlace se implementa entre diferentes capas. Los servicios de alto nivel utilizan servicios de bajo nivel. Las capas son relativamente independientes entre sí, pero solo intercambian datos a través del punto de acceso al servicio, es decir, SAP.
  

• 资源子网Corresponde a las tres capas superiores del modelo OSI, incluido 会话层、表示层和应用层. Su función es realizada por el sistema operativo de la computadora local y su protocolo. 通信子网Corresponde a las tres capas inferiores del modelo OSI, incluidas 物理层、数据链路层和网络层. Los dispositivos y protocolos de red implementan sus funciones. La cuarta capa de transporte reside en la computadora local y es responsable de la transmisión de datos.

3. Explicación detallada del modelo de referencia OSI

1. Introducción del modelo OSI

OSI es la abreviatura de Open System Interconnection, que significa interconexión de sistema abierto. La Organización Internacional de Normalización (ISO) ha desarrollado el modelo OSI, que define los estándares para la interconexión de diferentes computadoras y es el marco básico para diseñar y describir las comunicaciones de red de computadoras. El modelo OSI divide el trabajo de la comunicación de red en 7 capas, a saber, la capa física, la capa de enlace de datos, la capa de red, la capa de transporte, la capa de sesión, la capa de presentación y la capa de aplicación.

OSIOrígenes En diciembre de 1969, se ARPANETpuso en funcionamiento la red de conmutación de paquetes de la Agencia de Investigación de Programas Avanzados del Departamento de Defensa de EE. UU. , Y el desarrollo de redes informáticas ha entrado en una nueva era desde entonces. ARPANETEn ese momento, solo había cuatro nodos, a saber, el Departamento de Defensa de los EE. UU., La Comisión de Energía Atómica, el MIT y California. La comunicación de datos entre estas cuatro computadoras no es suficiente para transmitir datos, también es necesario cumplir con algunas reglas previamente acordadas, que definen el formato de los datos intercambiados y los problemas de sincronización relacionados.

ARPANTLa experiencia práctica muestra que para una red informática muy compleja, su estructura es mejor adoptar una estructura jerárquica. En OSI模型llevó a cabo entre la capa media y de igual a igual de comunicaciones, y dicha comunicación es lógico, la comunicación real es en la parte inferior - la capa física, cada capa correspondiente para completar la función, la siguiente capa es una La capa proporciona servicios para dividir el complejo proceso de comunicación en múltiples subproblemas independientes, relativamente fáciles de resolver.

OSI模型Divida el trabajo de la comunicación de red en 7 capas, son de bajo a alto 物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层和应用层.

• Las capas primera a tercera pertenecen a las tres capas inferiores del modelo de referencia OSI y son responsables de crear enlaces para conexiones de comunicación de red;
• La quinta capa a la séptima capa son las tres capas superiores del modelo de referencia OSI, específicamente responsables de la comunicación de datos de extremo a extremo;
• La cuarta capa es responsable de la conexión de las capas altas y bajas.

Cada capa realiza ciertas funciones, cada capa proporciona directamente servicios para su capa superior y todas las capas se apoyan entre sí.

2. Funciones correspondientes al modelo OSI.

2.1 El nombre de la información transmitida por cada capa de OSI

OSI参考模型Las unidades de información intercambiadas entre los protocolos de capa par se denominan colectivamente 协议数据单元PDU.
Las PDU de la capa de transporte y las siguientes capas también tienen sus propios nombres específicos:

• Segmento de datos de capa de transporte (segmento)
• Paquete de capa de red (paquete)
• Enlace de datos capa-marco de datos (Marco)
• Bit de capa física

2.2 Explicación detallada de las funciones de cada capa.

2.2.1 Capa física

La capa física es la capa más importante y básica en el sistema de estructura en capas OSI, se basa en el medio de transmisión y desempeña el papel de establecer, mantener y cancelar conexiones físicas 实现设备之间的物理接口. La capa física recibe y envía una serie de flujos de bits, independientemente del significado y la estructura de la información.

La capa física incluye disposiciones que describen las diversas funciones mecánicas, eléctricas y funcionales de los dispositivos conectados a la red.
Específicamente, las características mecánicas especifican el tamaño, el número de pines y la disposición de los conectores necesarios para la conexión de red; las características eléctricas especifican el tamaño del nivel de señal en la línea, la coincidencia de impedancia, Velocidad de transmisión, limitación de distancia, etc.; las características funcionales se refieren a asignar primero el significado exacto de la señal a cada señal, que define la función de cada línea entre DTE (equipo terminal de datos) y DCE (equipo de comunicación de datos); las características del proceso definen el uso de líneas de señal Un conjunto de procedimientos operativos para la transmisión de flujo de bits se refiere a la serie de acciones del DTE y DCE en cada circuito al establecer, mantener e intercambiar conexiones físicas. La unidad de datos de la capa física es bits.

El equipo típico de la capa física: 光纤、同轴电缆、双绞线、中继器和集线器.

2.2.2 Capa de enlace de datos

Basado en el servicio de flujo de bits proporcionado por la capa física, 比特信息封装成数据帧Framefuncionará para establecer, retirar, identificar enlaces lógicos y multiplexación de enlaces, y verificación de errores en la capa física. Direccionamiento utilizando la dirección de hardware o la dirección física del sistema receptor. Establezca un enlace de datos entre nodos adyacentes, proporcione una transmisión libre de errores de tramas de datos en el canal a través del control de errores y proporcione servicios efectivos para la capa de red por encima de él.

La capa de enlace de datos proporciona una transmisión confiable en medios físicos poco confiables. Efecto de la capa que comprende: 物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等.

En este nivel, la unidad de datos se denomina marco.

Los datos típicos de enlaces de dispositivos capa: 二层交换机、网桥、网卡.

2.2.3 Capa de red

网络层También conocido como 通信子网层la capa de interfaz entre protocolos de alto nivel 用于控制通信子网的操作，是通信子网与资源子网的接口. Dos computadoras que se comunican en una red informática pueden pasar a través de muchos enlaces de datos, y también pueden pasar a través de muchas subredes de comunicación. La tarea de la capa de red es seleccionar el enrutamiento apropiado y los nodos de conmutación entre redes para garantizar la transmisión oportuna de datos. La capa de red desencapsulará las tramas recibidas por la capa de enlace de datos y extraerá el paquete de datos.El paquete se encapsula con el encabezado de la capa de red, que contiene la dirección de red de la fuente de información de la dirección lógica y las direcciones del sitio de destino.

Una red dispositivo típico 路由器capa: .

2.2.4 Capa de transporte

传输层Construido sobre 网络层和会话层之间, en esencia lo es 网络体系结构中高低层之间衔接的一个接口层. Use un mecanismo de direccionamiento para identificar una aplicación específica (número de puerto). La capa de transporte no es solo una capa estructural separada, sino 是整个分层体系协议的核心que tampoco tiene sentido sin el protocolo de capas completo de la capa de transporte.

传输层的数据单元Es 数据组织成的数据段（segment）responsable de adquirir toda la capa de información, por lo tanto, se debe mantener un registro de unidades de datos de paquetes fragmentados, y otros posibles peligros durante el trastorno de la transmisión alcanzado.

2.2.5 Capa de sesión

También se puede llamar a la capa de sesión 会晤层或对话层. En el nivel superior de la capa de sesión y superior, la unidad de transmisión de datos ya no se nombra por separado, y se llama colectivamente 报文. La capa de sesión no participa en la transmisión específica, sino que proporciona mecanismos para establecer y mantener la comunicación entre las aplicaciones, incluida la verificación de acceso y la gestión de la sesión. Por ejemplo, el servidor verifica que la capa de sesión realice el inicio de sesión del usuario.

Los servicios proporcionados por la capa de sesión permiten que las aplicaciones establezcan y mantengan sesiones, y permiten que las sesiones se sincronicen. El uso de puntos de control en la capa de sesión permite que las sesiones de comunicación reanuden la comunicación desde los puntos de control cuando la comunicación falla. Esta capacidad es extremadamente importante para transferir archivos grandes.

2.2.6 Capa de presentación

表示层Para los servicios correspondientes a la capa superior, reciba servicios de la capa de conversación hacia abajo. La capa de presentación es un servicio que proporciona un método de presentación para la información transferida entre los procesos de la aplicación. Solo se ocupa de la sintaxis y la semántica de la información enviada. La capa de presentación tiene que cumplir algunas funciones específicas, principalmente 有不同数据编码格式的转换，提供数据压缩、解压缩服务，对数据进行加密、解密. Por ejemplo, la visualización del formato de imagen es compatible con el protocolo en la capa de presentación.

La capa de presentación proporciona servicios para la capa de aplicación, incluida la selección gramatical y la conversión gramatical. La selección de gramática es un medio para proporcionar una gramática inicial y modificar esta selección más adelante. La conversión de gramática implica la conversión de código y la conversión de juegos de caracteres, la modificación del formato de datos y la adaptación a las operaciones de la estructura de datos.

2.2.7 Capa de aplicación

网络应用层Es una ventana de comunicación entre usuarios, para usuarios 提供网络管理、文件传输、事务处理等服务. Contiene varios módulos de acuerdos de servicio universal independientes. 网络应用层Es el nivel más alto de OSI y proporciona un programa dedicado para la comunicación entre usuarios de la red.

En resumen, el modelo OSI se presenta en detalle: a través del modelo OSI, la información se puede transferir de la aplicación de software de una computadora a la aplicación de otra. Las siete capas de OSI utilizan diversa información de control para comunicarse con las capas correspondientes de otros sistemas informáticos. Estos mensajes de control contienen solicitudes e instrucciones especiales, que se intercambian entre las capas OSI correspondientes. La cabeza y la cola de cada capa de datos son dos formas básicas que llevan información de control. En una capa OSI dada, la parte de datos de la unidad de información contiene el encabezado y la cola y los datos de todas las capas superiores, lo que se denomina encapsulación.