OSI體系結構:國際标準化組織制定的7層網絡模型-中文百科頻道

發展曆史

世界上第一個網絡體系結構是由IBM公司于1974年提出的SNA(System Network Architecture)，即IBM公司開發的系統網絡體系結構。之後，其他公司也相繼提出了自己的網絡體系結構，如DEC公司的DNA(Digital Network Architecture)，即美國數字設備公司開發的數字網絡體系結構以及美國國防部的TCP/IP網絡體系結構等。各公司或各部門的北京網站建設體系結構均體現了各自的網絡标準及功能。

國際标準組織ISO在1983年推出OSI的網絡體系結構，在OSI中雖然沒有制定出具體的标準是什麼，也缺乏實際應用的依據，但其給出了在制定網絡體系标準時需要解決的問題以及解決相關向題的方法或基本技術參考.因此，OSI-RM網絡體系結構被認為是關于計算機網絡的一個概念性框架，是對計算機網絡體系結構的高度概括和完整描述。OSI作為國際标準的網絡體系結構對推動網絡的發展具有重大的曆史意義.盡管當今流行Internet網絡，其基于TCP/IP協議的網絡體系結構也隻是一個工業标準或事實上的标準而已。

OSI體系結構

OSI體系結構，意為開放式系統互聯。國際标準組織（國際标準化組織）制定了OSI模型。這個模型把網絡通信的工作分為7層，分别是物理層、數據鍊路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。n1至4層被認為是低層，這些層與數據移動密切相關。5至7層是高層，包含應用程序級的數據。每一層負責一項具體的工作，然後把數據傳送到下一層。

物理層

物理層是OSI分層結構體系中最重要、最基礎的一層，它建立在傳輸媒介基礎上，實現設備之間的物理接口。物理層隻是接收和發送一串比特流，不考慮信息的意義和信息的結構。

它包括對連接到網絡上的設備描述其各種機械的、電氣的和功能的規定，還定義電位的高低、變化的間隔、電纜的類型、連接器的特性等。物理層的數據單位是位。

物理層的功能是實現實體之間的按位傳輸，保證按位傳輸的正确性，并向數據鍊路層提供一個透明的位流傳輸。在數據終端設備、數據通信和交換設備等設備之間完成對數據鍊路的建立、保持和拆除操作。

數據鍊路層

數據鍊路層實現實體間數據的可靠傳送。通過物理層建立起來的鍊路，将具有一定意義和結構的信息正确地在實體之間進行傳輸，同時為其上面的網絡層提供有效的服務。在數據鍊路層中對物理鍊路上産生的差錯進行檢測和校正，采用差錯控制技術保證數據通信的正确性；數據鍊路層還提供流量控制服務，以保證發送方不緻因為速度快而導緻接收方來不及正确接收數據。數據鍊路層的數據單位是幀。

數據鍊路層的功能是實現系統實體間二進制信息塊的正确傳輸。為網絡層提供可靠無錯誤的數據信息。在數據鍊路中，需要解決的問題包括：信息模式、操作模式、差錯控制、流量控制、信息交換過程控制和通信控制規程。

網絡層

網絡層也稱通信子網層，是高層協議與低層協議之間的界面層，用于控制通信子網的操作，是通信子網與資源子網的接口。網絡層的主要任務是提供路由，為信息包的傳送選擇一條最佳路徑。網絡層還具有擁塞控制、信息包順序控制及網絡記賬等功能。在網絡層交換的數據單元是包。

網絡層的功能是向傳輸層提供服務，同時接受來自數據鍊路層的服務。其主要功能是實現整個網絡系統内連接，為傳輸層提供整個網絡範圍内兩個終端用戶之間數據傳輸的通路。它涉及到整個網絡範圍内所有結點、通信雙方終端結點和中間結點幾方面的相互關系。所以網絡層的任務就是提供建立、保持和釋放通信連接手段，包括交換方式、路徑選擇、流量控制、阻塞與死鎖等。

傳輸層

傳輸層建立在網絡層和會話層之間，實質上它是網絡體系結構中高低層之間銜接的一個接口層。傳輸層不僅是一個單獨的結構層，它還是整個分層體系協議的核心，沒有傳輸層整個分層協議就沒有意義。

傳輸層獲得下層提供的服務包括：發送和接收順序正确的數據塊分組序列，并用其構成傳輸層數據；獲得網絡層地址，包括虛拟信道和邏輯信道。

傳輸層向上層提供的服務包括：無差錯的有序的報文收發；提供傳輸連接；進行流量控制。

傳輸層的功能是從會話層接受數據，根據需要把數據切成較小的數據片，并把數據傳送給網絡層，确保數據片正确到達網絡層，從而實現兩層間數據的透明傳送。

會話層

會話層用于建立、管理以及終止兩個應用系統之間的會話。它是用戶連接到網絡的接口。它的基本任務是負責兩主機間的原始報文的傳輸。

會話層為表示層提供服務，同時接受傳輸層的服務。為實現在表示層實體之間傳送數據，會話連接必須被映射到傳輸連接上。

會話層的功能包括：會話層連接到傳輸層的映射；會話連接的流量控制；數據傳輸；會話連接恢複與釋放；會話連接管理、差錯控制。

會話層提供給表示層的服務包括：數據交換；隔離服務；交互管理；會話連接同步和異常報告。

會話層最重要的特征是數據交換。與傳輸連接相似，一個會話分為建立鍊路、數據交換和釋放鍊路三個階段。

表示層

表示層向上對應用層服務，向下接受來自會話層的服務。表示層是為在應用過程之間傳送的信息提供表示方法的服務，它關心的隻是發出信息的語法與語義。表示層要完成某些特定的功能，主要有不同數據編碼格式的轉換，提供數據壓縮、解壓縮服務，對數據進行加密、解密。

表示層為應用層提供的服務包括：語法選擇，語法轉換等。語法選擇是提供一種初始語法和以後修改這種選擇的手段。語法轉換涉及代碼轉換和字符集的轉換、數據格式的修改以及對數據結構操作的适配。

應用層

網絡應用層是通信用戶之間的窗口，為用戶提供網絡管理、文件傳輸、事務處理等服務。其中包含了若幹個獨立的、用戶通用的服務協議模塊。網絡應用層是OSI的較高層，為網絡用戶之間的通信提供專用的程序。應用層的内容主要取決于用戶的各自需要，這一層涉及的主要問題是：分布數據庫、分布計算技術、網絡操作系統和分布操作系統、遠程文件傳輸、電子郵件、終端電話及遠程作業登錄與控制等。目前應用層在國際上幾乎沒有完整的标準，是一個範圍很廣的研究領域。在OSI的七個層次中，應用層是最複雜的，所包含的應用層協議也最多，有些還正在研究和開發之中。