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简单图解OSI七层网络模型

The Layers of the OSI Model Illustrated

翻译自Bradley Mitchell的《The Layers of the OSI Model Illustrated

Open Systems Interconnection(OSI)定义了一个网络框架,其以层为单位实现了各种协议,同时会将控制权逐层传递。目前OSI主要作为教学工具被使用,其在概念上将计算机网络结构按逻辑顺序划分为7层。

较低层处理电信号、二进制数据块以及路由这些数据以便在网络中的穿梭;从用户的角度来看,更高的层次包括网络请求和响应、数据的表示和网络协议。

OSI模型最初被认为是构建网络系统的标准体系结构,今天许多流行的网络技术都可以看出OSI的分层设计。

物理层(Physical Layer)

物理层是OSI模型的第一层,其职责在于通过网络通信媒介将比特流数据从发送(源)设备的物理层传输到接收(终)设备的物理层。

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第一层技术的例子包括以太网电缆和集线器。此外,集线器和其他中继器是在物理层起作用的标准网络设备,电缆连接器也是如此。

在物理层,数据通过物理介质支持的以下信号类型进行传输:

  • 电压
  • 无线电频率
  • 红外脉冲
  • 普通光

当从物理层获取数据时,数据链路层会检查物理传输错误,并将比特数据打包成数据帧。数据链路层还管理着物理寻址方案,例如以太网的MAC地址,用于控制网络设备对物理介质的访问。

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因为数据链路层是 OSI 模型中最复杂的一层,所以它通常被分成两部分: 媒体访问控制子层和逻辑链路控制子层。

网络层(Network Layer)

网络层在数据链路层之上增加了路由的概念。每当数据抵达网络层时,就会检查每个帧中包含的源地址和目标地址,以确定数据是否已到达其最终目的地。如果数据已经到达最终目的地,第3层就会将数据格式化并打包为数据包交付给运输层,否则网络层会更新目的地址并将帧推送到下层。

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为了支持路由,网络层需要一个维护逻辑地址,比如网络设备的IP地址。网络层还管理着这些逻辑地址和物理地址之间的映射,在IPv4网络中,这种映射通过地址解析协议(ARP)完成,IPv6使用邻居发现协议(NDP)。

运输层(Transport Layer)

传输层通过网络连接传输数据。TCP (传输控制协议)和 `UDP (用户数据报协议)是传输层比较常见且有代表性的协议。不同的传输协议可能支持一系列可选功能,包括错误恢复、流控制和支持重新传输。

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会话层(Session Layer)

会话层位于第五层,其管理着网络连接事件顺序和流程的启动和关闭。它支持多种类型的连接,这些连接可以动态地创建并在单个网络上运行。

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表示层(Presentation Layer)

表示层位于第六层,就功能相对来说是OSI模型各层中最简单的。其着力于消息数据的语法处理,如格式转换和支持其上一层(应用层)所需的加密/解密。

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应用层(Application Layer)

应用层为终端用户使用的应用提供网络服务(处理用户数据的协议)。举个例子,在Web浏览器应用程序中,应用层协议HTTP打包发送和接收网页内容所需的数据。同时应用层也会向表示层提供或获取数据。

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说明

本文主体内容来翻译自Bradley Mitchell的《The Layers of the OSI Model Illustrated》,衍生开的话还有以下不错的书籍资料:

大家有兴趣的可以看一看。

Licensed under CC BY-NC-SA 4.0
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