OSI参考模型

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参考模型：
同学们，我们接着之前的网络概述来讲这个参考模型。


首先来看这个OSI参考模型。它是由ISO研发出来的，ISO全称international organization for standardization，中文是国际标准化组织。OSI全称open system interconnection，中文是开放系统互联。大家看这两个单词正好是倒过来的，长得很像，注意一下不要弄混淆了。我建议大家呢把英文和中文对应着去记忆，ISO和OSI都是他们全称的首字母，这样好记忆一些啊，当然你也可以有别的方法去记忆它，只要你别把它们两记混了就行。OSI参考模型是20世纪70年代提出来的，它是希望不同供应商的网络产品能够相互协同工作，然而到现在它仍然是一个目标，就是到现在还是没有达到这样的一个相互协作的状态。


OSI参考模型定义了网络中设备所遵循的层次结构，也就是说，它非常好的一点就是提出来了分层的概念。我们说网络是一个没有型的东西，它通过层次的概念，就是第一层应该干嘛，第二层应该干嘛这样，去有了一个结构。那这个分层有什么特点呢？它可以提供开放式的标准化接口，什么意思呢？就是说我们一开始各个厂商的设备都是不兼容的，比如说像我们的苹果充电器就和安卓的充电器不一样，这样就不能互相交换的去充电，你苹果手机没电了就只能找苹果的数据线去充电，那现在它有了一个标准化的接口了，大家都统一用一种接口，这样是不是方便了许多。所以是多厂商兼容性啊，第二条也有了很好的解释。易于理解、学习和更新协议标准，这是对于我们学者来说的，实现模块化工程，就是把它分成一块一块的，去降低开发实现的难度。最后是便于故障排除，就是说每一层出现了故障只会在自己的这一层去找问题，而不会跑到别的层去，就像三层的故障不会去四层找。这样，更容易找到故障去排除。这就是分层结构的特点。


接下来我们就重点来学习OSI参考模型。这一共是七层，从上往下依次是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。它们每层对应的英文在这里，我们不仅要把七个层的中英文背下来，还要按照固定编号去背。就比如说，第七层是应用层application，第六层是表示层presentation。不能我让你去说一下第七层是什么，你跑过来问我，老师、是从上的第七层还是从下的第七层。它没这个讲法，它这个编号就是固定的！第七层特指application。这个要注意的几点。然后我们继续来看每一层它的作用。应用层是提供应用程序间通信的。就是说它是用户和网络的接口，可以提供多种网络服务。比如说你要上网，你可以打开IE浏览器去上网，这就是应用层干的事。表示层，它是把我们应用层数据进行一个加工，就比方说你拿qq去传一个图片一个视频或者发一段话，那你这个图片视频文字是不同的格式吧，你要用不同的格式去处理加工，文档用文档的格式，图片用图片的格式，这就是通过表示层去完成的事。那你加工完要有会话，为什么要有会话呢，比方说都是文本，qq里传个文本、yy里传个文本，那对于计算机来说，怎么去区分开呢，就是会话层干的事。不能qq的传到yy去了，yy的传到qq去了吧，它要去建立一个会话加以区分。那这个会话建立之后了，信息还没有传递呢，如何让信息传递呢，就有了传输层。所以传输层是作用是实现端到端的通信。这个端，通俗点说就是我这qq的信息传到你那边的qq上。这上面的几个，都是逻辑的概念。网络层，是实现主机之间的通信，之前qq之间建立的通信，那要知道qq在哪台主机里吧，知道了之后就可以发送信息，就是终端之间的通信。寻址和转发，那什么是寻址，就相当于我们的每台电脑都有一个类似身份证的东西去标识，这样信息要发送到哪就可以去清楚的找到。数据链路层，那主机找到了，传数据需要网线吧，就是这里的介质，那这一层就是具体网络介质是如何被传输的。那我们规定好了如何去传输之后，那在介质中真正去传输的是什么？比特流。那这一层就是把信息都转化成比特流然后发送出去。这就是我们OSI参考模型的七个层次。


那介绍完这七个层次啊，我来再给大家讲一下它的特点。第一，每一层都有自己的协议和设备来完成本层的任务。第二，层与层之间都是相互独立的。第三，它只能实现对等层通信，什么意思，就是说我发送方是应用层，那接收方只有应用层可以看得懂我发送的东西。那每一层都只能看懂对应层的东西，这样，每一层都会有一个专属自己层的通信单元，就叫做PDU、协议数据单元。就是每一层使用自己层的协议和别的系统的对等层相互通信，每一层的协议在对等层之间交换的信息就叫做协议数据单元。那我们一共有七个PDU，上三层叫做message，统称message。那应用层叫做APDU，A是application的首字母。表示层叫PPDU，会话层叫做SPDU。那从传输层开始就不太一样了，它叫segment段。网络层叫做packet包，数据链路层叫frame帧，物理层叫做bit比特。下面四个必须要记住。


下面来讲封装。非常重要的一个概念。先给大家通俗的来解释一下什么叫封装。就比如说这个是发送方，它通过qq发送一个“你好”给对方，那首先在第七层要加一个qq的头部，到了第六层加一个表示文本的头部表示它是文本，到了第五层加一个表示qq流量的头部。第四层要传输数据了，再加一个传输的头部，然后要找到接收方在哪吧，就在第三层加一个ip头部，再在二层加一个头部知道它要怎么传输数据，外加一个fcs校验的。这就是封装的一个过程。就和我们小时候玩的俄罗斯套娃很像，你在最里面放上一个东西，然后一层一层的把它套上去。和这个过程很像。所以封装通俗点讲就是在各层，加上不同包头的动作，来显示本层的协议。需要注意的是，封装的方向是从应用层向物理层依次逐层封装。就是说它必须从应用层开始，并且一层一层按顺序的，不可以跳过中间的哪一层。还有就是封装是在发送方进行的。而且，数据只有完成了封装，才有可能发送出去，也就是说，你要想发送数据出去，你就必须要封装。再给大家讲几个封装的参数。先讲四层传输层，SPORT源端口号、DPORT目标端口号，然后是三层网络层，SIP源IP地址、DIP目标IP地址，最后是二层数据链路层，SMAC源MAC地址、DMAC目标MAC地址。先封装四层再三层在二层，这是关于封装的几个参数，要记忆一下。


这是发送方，封装最后把信息变成比特流，那对端、就是接收方收到的也是比特流吧，那你要想收到“你好”这个文本信息要怎么办？这就讲到了我们封装的一个逆过程--解封装。就是这个头部怎么加上去的就怎么剥掉。它的方向就是从物理层开始到应用层依次逐层解封装，它是在接收方触发的。这就是封装解封装啊。


下面来介绍每一层的协议和设备。物理层的协议就是介质，有双绞线、同轴电缆、光纤、无线信号等等。设备分成局域网和广域网两种，局域网有中继器集线器，广域网是Modem调制解调器，标准呢我们之后再详细给大家介绍。


数据链路层，它的功能就很多了，编帧和识别帧，就是你要把帧还原成帧格式，然后你得出来它到底是双绞线得帧呢还是光纤的帧呢，就是这个意思。后面还有这个数据链路的建立维持和释放，流量控制，差错验证，寻址，标识上层数据，就是说网络层有什么协议，局域网中的数据链路层分为LLC子层和MAC子层，一会去具体给大家说。这是标准，也分为两大类，一个是局域网的标准一个是局域网的标准，广域网的标准重点在前两个HDLC和PPP，后面的FR会简单介绍，不像之前两个那么重要。


网络层编址就是IP地址，我们会有专门的时间去给大家讲IPv4地址的。
传输层就是实现可靠和不可靠，哪些是可靠必须有的呢？是这个流量控制。它有两个协议，一个TCP一个UDP。下面这个面向连接和无连接服务。面向连接服务就是可靠的服务，如果你想要可靠的传输，你就必须要有这些功能。比方说有序传递，就是你传出去的数据一定要有编号，为什么呢？就是我发给你的数据你必须全部收到，那现在有了编号是不是方便知道哪些数据没有收到哪些数据收到了，没有编号那我就没法区分了吧。这样没收到的我还要重新传一份给你，这样保证数据都能收到。应答确认，就是你收到了全部的数据，你要给我确认一下，我就知道你都收到了。差错重传，也保证数据都能收到。它适合于对可靠性要求高的应用。面向无连接，就是尽力而为。它是尽量的去发，但是有没有全部收到我不能保证，它无需建立连接，没序列号，没确认，没重传，但是它的延迟比较少，因为它发过去就行了没有那么多要求，所以适合于对延迟敏感的应用。


然后再看应用层表示层和会话层。应用层有很多软件吧，能提供很多服务。表示层定义数据格式结构，ASC2、MPEG（动态图像）、JPEG（静态图像）都是格式，会话层就是不同的软件建立不同的会话去维护和终止。


这是TCP/IP参考模型，它和OSI参考模型一样，都是分层的结构，它分成四层application、transport、Internet、network access，要注意一下这两个参考模型的一个区别，它们的网络层的英文是不一样的，以前考试的时候就考过，注意TCP/IP是Internet，OSI是network。在OSI参考模型提出来之后呢，它把网络接口层变成两个层data link和physical，就是说现在一般是五层，那现在TCP/IP的五层结构运用的很广，它叫TCP/IP协议栈，我们之后给大家介绍的是这个结构啊，不是OSI，OSI实现起来复杂。


后面的一带而过，都讲过了。注意一点，讲TCP/IP协议栈，并不是说它的协议只有TCP和IP，它也有别的协议，只是TCP和IP用的最多最重要，就把名字起成了这个。

淼渺淼渺

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