OSI七层模型基础知识及各层常见应用

ZDNET网络频道 09月03日 综合消息：OSI Open Source Initiative（简称OSI，有译作开放源代码促进会、开放原始码组织）是一个旨在推动开源软件发展的非盈利组织。OSI参考模型（OSI/RM） 的全称是开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它是由国际标准化组织ISO提出的一个网络系统互连模型。它是网络技术的基础，也是分析、评判各种网络技术的依据，它揭开了 网络的神秘面纱，让其有理可依，有据可循。

一、 OSI参考模型知识要点图表 1：OSI模型基础知识速览

模型把网络通信的工作分为7层。1至4层被认为是低层，这些层与数据移动密切相关。5至7层是高层，包含应用程序级的数据。每一层负责一项具体的工作，然后把数据传送到下一层。由低到高具体分为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

第7层应用层—直接对应用程序提供服务，应用程序可以变化，但要包括电子消息传输

第6层表示层—格式化数据，以便为应用程序提供通用接口。这可以包括加密服务

第5层会话层—在两个节点之间建立端连接。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层4中处理双工方式

第4层传输层—常规数据递送－面向连接或无连接。包括全双工或半双工、

流控制和错误恢复服务

第3层网络层—本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，它包括通过互连网络来路由和中继数据

第2层数据链路层—在此层将数据分帧，并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址

第1层物理层—原始比特流的传输

电子信号传输和硬件接口数据发送时，从第七层传到第一层，接受方则相反。

各层对应的典型设备如下：

应用层 ………………。计算机：应用程序，如FTP，SMTP，HTTP

表示层 ………………。计算机：编码方式，图像编解码、URL字段传输编码

会话层 ………………。计算机：建立会话，SESSION认证、断点续传

传输层 ………………。计算机：进程和端口

网络层…………………网络：路由器，防火墙、多层交换机

数据链路层 ……………网络：网卡，网桥，交换机

物理层…………………网络：中继器，集线器、网线、HUB

二、 OSI基础知识OSI/RM参考模型的提出世界上第一个网络体系结构由IBM公司提出（74年，SNA），以后其他公司也相继提出自己的网络体系结构 如：Digital公司的DNA，美国国 防部的TCP/IP等，多种网络体系结构并存，其结果是若采用IBM的结构，只能选用IBM的产品，只能与同种结构的网络互联。

为了促进计算机网络的发展，国际标准化组织ISO于1977年成立了一个委员会，在现有网络的基础上，提出了不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构，称为开放系统互联模型（OSI参考，open system interconnection）

OSI的设计目的OSI模型的设计目的是成为一个所有销售商都能实现的开放网路模型，来克服使用众多私有网络模型所带来的困难和低效性。OSI是在一个备 受尊敬的国际标准团体的参与下完成的，这个组织就是ISO（国际标准化组织）。什么是OSI，OSI是Open System Interconnection 的缩写，意为开放式系统互联参考模型。在OSI出现之前，计算机网络中存在众多的体系结构，其中以IBM公司的SNA（系统网络体系结构）和DEC公司的 DNA（Digital Network Architecture）数字网络体系结构最为著名。为了解决不同体系结构的网络的互联问题，国际标准化组织ISO（注意不要与OSI搞混）于1981 年制定了开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM）。这个模型把网络通信的工作分为7层，它们由低到高分别是物理层（Physical Layer），数据链路层（Data Link Layer），网络层（Network Layer），传输层（Transport Layer），会话层（Session Layer），表示层（Presentation Layer）和应用层（Application Layer）。第一层到第三层属于OSI参考模型的低三层，负责创建网络通信连接的链路；第四层到第七层为OSI参考模型的高四层，具体负责端到端的数据 通信。每层完成一定的功能，每层都直接为其上层提供服务，并且所有层次都互相支持，而网络通信则可以自上而下（在发送端）或者自下而上（在接收端）双向进 行。当然并不是每一通信都需要经过OSI的全部七层，有的甚至只需要双方对应的某一层即可。物理接口之间的转接，以及中继器与中继器之间的连接就只需在物 理层中进行即可；而路由器与路由器之间的连接则只需经过网络层以下的三层即可。总的来说，双方的通信是在对等层次上进行的，不能在不对称层次上进行通信。

OSI 标准制定过程中采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构办法。在OSI中，采用了三级抽象，既体系结构，服务定义，协议规格说明。

OSI划分层次的原则

网络中各结点都有相同的层次

不同结点相同层次具有相同的功能

同一结点相邻层间通过接口通信

每一层可以使用下层提供的服务，并向上层提供服务

不同结点的同等层间通过协议来实现对等层间的通信

OSI/RM分层结构

对等层实体间通信时信息的流动过程

对等层通信的实质：

对等层实体之间虚拟通信；下层向上层提供服务；实际通信在最底层完成在发送方数据由最高层逐渐向下层传递，到接收方数据由最低层逐渐向高层传递。

协议数据单元PDU

SI参考模型中，对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元（PDU，Protocol Data Unit）。

而传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名称：

传输层——数据段（Segment）

网络层——分组（数据包）（Packet）

数据链路层——数据帧（Frame）

物理层——比特（Bit）