計算機網絡中的OSI七層模型的各層的定義及其所用到的協議和功能

前幾天網絡筆試,考了一下數據鏈路層的協議,我有點搞混了,於是我就總結一下七層的各自協議

各層名稱 傳輸單位
應用層 數據包
表示層 數據包
會話層 數據包
傳輸層 報文段/用戶數據報
網絡層 數據報
數據鏈路層
物理層 比特

 

一:物理層

 

(1)定義: 物理層(Physical  Layer),是計算機網絡模型OSI中最低的一層,物理層規定爲:爲傳輸數據的數據鏈路的創建,維護和拆除而具有的機械的,電子的,功能的和規範的特性,簡單地說,就是確保數據能在各種物理媒介上傳播。

(2)重要性: 物理層是七層模型的最底層,是體系的基礎,爲設備之間的通信提供傳輸介質和互聯設備,提供數據傳輸的環境。

(3)物理層協議:RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、和IEEE802.5

(4)物理層接口的特性:

  • 機械特性  機械特性,也叫物理特性,指明瞭實體間硬件連接的物理特性,比如接口所用的接線器的形狀和尺寸,引線數目和排、固定和鎖定裝置,還有插孔芯數和插針芯數等。
  • 電氣特性 在物理鏈接上,導線的電氣連接以及有關電路的特性,一般指接收器和發送器的電路特性的說明,信號的識別,電路規格的說明以及其它阻抗參數等
  • 功能特性  指明物理接口各條信號線的用法,比如控制線,數據線,定時線和接地線的位置等。
  • 規程特性  指明利用接口傳輸比特流的全過程以及各項用於傳輸的事件的合法順序。

二:數據鏈路層

(1)定義:數據鏈路層(Data Link Layer),是計算機網絡模型OSI中的第二層,它規定了以太網的幀操作,該傳感器在工藝上將兩個特徵一致的熱電元反向串聯或接成差動平衡電路方式,因而能以非接觸式的方式檢測出線路上的紅外線能量變化;由集線器,路由器,網絡測試儀測出的網絡幀活動和幀錯誤的數據,也將轉變爲電信號輸出。它是介於物理層和傳輸層之間的,在物理層提供的服務的基礎上向網絡層提供服務。

(2)重要性:數據鏈路層爲網絡層之間提供數據鏈路通路的建立,維持和釋放的管理。

(3)數據鏈路層協議:ATM,FDDI,MAC(媒體訪問控制),LCC(邏輯鏈路控制),點對點協議(Point -to-Point Protocol),以太網(Ethernet),高級數據鏈路協議(High-Level Data Link Protocol),幀中繼(Frame Relay),異步傳輸模式(Asynchromous Transfer Mode),HDLC,SDLC,STP

(4) 功能特性:

  • 幀同步  爲了使傳輸中發生差錯後只將出錯的有限信息進行重發,數據鏈路層將比特流整合成幀,每個幀除了要傳送數據外,還傳輸一個校驗位用來檢驗傳輸錯誤。幀的設計結構必須設計成能夠使接收方明顯的從物理層收到的比特流中對其進行識別,即能識別比特流的頭與尾來分辨是否發生差錯,來實現同步。
  • 差錯控制 即數據鏈路層可以實現發現錯誤並糾正錯誤的功能,使誤差發生在允許的一定範圍內。
  • 流量控制 流量控制即數據鏈路層可以控制發生在兩節點之間的流量,因爲發送方的發送流量的能力可能大於接收方接收流量的能力,從而發生流量擁堵,信息丟失等情況,而設計的一種信息反饋機制,用來減緩發送方的流量發送速率。
  • 鏈路管理  該功能主要用於面向連接的服務,當鏈路兩端的兩個節點需要建立通信時,必須確認對方已處於就緒狀態,並交換一些信息來初始化序列,然後才能建立鏈接,並維持該鏈接。如果中斷鏈接,則需要初始化重新鏈接。如果通信結束,則需釋放該鏈接。

三:網絡層

(1)定義:網絡層(Network Layer),是計算機網絡模型OSI中的第三層,處於數據鏈路層和傳輸層之間,在由數據鏈路層提供的服務的基礎上,從源端經過無數箇中間節點傳遞到目的端的通信,從而向傳輸層提供端到端的數據通信。

(2)重要性:網絡層從物理上來講分佈地域廣博,從邏輯上來講功能複雜,因此是數據通信下三層(即通信子網)最爲關鍵也最爲複雜的一層。

(3)網絡層協議:IP(網際協議),IPX,RIP,OSPF,ICMP(Internet網際控制協議),IGMP,ARp

(4)功能特性

  • IP協議:IP協議的最大優點在於它的靈活性,即只要求物理網絡具有傳輸數據報文的功能即可,數據報具有合理的大小,並不要求王麗網絡具有可靠的傳輸,即IP協議提供的不可靠的,無連接的傳輸服務使得物理網絡只要能夠提供數據報的傳輸就可以互聯。傳統的各個設備廠家不能互聯的主要原因是它們的幀不同,但是IP協議可以把它們打包成統一的數據報文來實現彼此間的互聯。
  • ARP協議:地址解析協議,用來實現IP地址與MAC地址的轉換;還有RARP,反地址解析協議,即實現MAC地址與IP地址的轉換。在IPv6中使用NDP協議。
  • IGMP協議:因特網組管理協議,被用來設計在主機和本地網絡之間交換組播信息。
  • ICMP協議:因特網控制報文協議,彌補了IP協議的不足,可以實現錯誤檢測,擁塞控制,路徑控制和查詢服務四項功能。

 

四:傳輸層

(1)定義:傳輸層(Transport Layer),是計算機網絡模型OSI中的第四層,用來實現端到端的數據傳輸,主要負責向兩個主機間的進程之間提供通信,傳輸層具有分用和複用功能,複用即在一條網絡鏈接上建立多條邏輯連接,分用爲在一個網絡帶寬上建立多條信道來通信。由於網絡層在傳輸質量上不能保證,所以便有了傳輸層來加以控制。當網絡層服務質量不好時,傳輸層加以提高;當網絡層服務質量好時,傳輸層便做的少。

(2)重要性:傳輸層是整個七層模型的核心,是唯一負責總體數據傳輸和控制的一層,是負責數據通信的最高層,又是面向網絡通信的第三層和麪向信息處理的高三層之間的中間層,負責差錯控制,流量控制和恢復等功能。

(3)傳輸層協議:TCP,UDP,SPX

(4)功能特性:

  • 差錯控制
  • 流量控制

  • 切割和重組數據

 

五:會話層

(1)定義:會話層(Session Layer),是計算機網絡模型OSI中的第五層,主要是爲兩個會話實體的通信而建立的連接管理。提供的服務可使應用建立和維持會話,並使會話保持同步。會話層並且還保持一個效驗點,在會話異常中斷的時候,可以從該校驗點恢復。

(2)重要性:

(3)會話層協議:SMTP,DNS

六:表示層

(1)定義:表示層(Presentation Layer),是計算機網絡模型OSI中的第六層,它建立在第五層的服務之上,併爲第七層提供服務,它爲兩個應用程序間的通信提供表示方法

(2)重要性:

(3)表示層協議:VTP,Telnet,Rlogin,SNMP,Gopher

七:應用層

(1)定義:應用層(Application Layer),是計算機網絡模型OSI中的第七層,它建立在第六層的服務之上,應用層直接和應用程序接口並提供常見的網絡應用服務。

(2)重要性:應用層是開放系統的最高層,爲應用程序提供服務。其作用是在實現多個應用進程通信的同時,完成一系列業務所需的服務。

(3)應用層協議:DNS,HTTP,FTP,TFTP,NFS,WAIS,SMTP

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