学期笔记（一）——OSI七层模型

**本文内容摘自《吴世忠; 李斌; 张晓菲; 沈传宁; 李淼. 信息安全技术 (注册信息安全专业人员资质认证教材)  机械工业出版社. 》**

开放系统互连（ Open System Interconnection，OSI）模型是国际标准化组织（ International Organization for Standardization，ISO）发布的一个标准参考模型，该模型定义了网络中不同计算机系统进行通信的基本过程和方法。OSI模型把网络通信分为七层，从低层到高层依次是：物理层（ physical layer）、数据链路层（ data link layer）、网络层（ etwork layer）、传输层（ transport layer）、会话层（ session layer）、表示层（ presentation layer）和应用层（ application layer）。
OSI 模型中，每一层实现特定的功能，一般可以将这七层分为低层协议和高层协议两部分。其中，低层协议偏重于处理实际的信息传输，负责创建网络通信连接的链路，包括物理层、数据链路层、网络网络层和传输层；高层协议偏重于处理用户服务和各种应用请求，负责端到端的数据通信，包括会话层、表示层和应用层。这七层协议的主要功能描述如下。
（1）物理层
物理层规定通信设备的机械、电气、功能和过程特性，用以建立、维护和拆除物理链路连接，这些特性包括网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况、信号电平的大小、阻抗匹配等。常见协议包括 EIA/ TIA RS- 232、EIA/ TIA RS- 449、V. 35、RJ- 45 等。
（2）数据链路层
数据链路层负责监督相邻网络节点的信息流动，用检错或纠错技术来确保正确的传输，确保解决该层的流量控制问题。在数据链路层，数据通常被组合成帧（ frame）的格式加以传输。常见协议包括 SDLC、HDLC、PPP、STP等。
（3）网络层
网络层为数据传送的目的地寻址，再选择出传送数据的最佳路线。网络层管理网络数据传输的路由策略。常见协议包括 IP、 IPX 等。
（4）传输层
传输层也称为运输层，用于控制数据流量，并且进行错误处理，以确保通信顺利。常见协议包括 TCP、UDP、SPX等。
（5）会话层
会话层允许不同主机上的应用程序进行会话，或建立虚连接。举例来说，某个用户登录到一个远程系统，并与之交换信息。会话层管理这一进程，控制哪一方有权发送信息，哪一方必须接收信息。
（6）表示层
表示层以用户可理解的格式为上层用户提供必要的数据，如转换内码、解压等。在表示层可以提供如加/解密等数据安全保护措施。
（7）应用层
应用层直接与用户和应用程序打交道，以达到交互的目的。应用层为用户提供电子邮件、文件传输、远程登录和资源定位等服务。常见协议包括Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

协议分层的目的在于把各种特定的功能分离开来，使其对其他层次透明。这种分层结构使各个层次的设计和测试相对独立。比如说，数据链路层和物理层分别实现不同的功能，物理层为前者提供服务，数据链路层不必理会服务是如何实现的。因此，物理层实现方式的改变不会影响数据链路层。这一原理同样适用于其他连续的层次。OSI模型的每一层只与相邻的上下两层直接通信，当发送进程需要发送信息时，它把数据交给应用层。应用层对数据进行加工处理后，传给表示层。表示层再经过一次加工后，数据被送到会话层。这一过程一直持续到物理层接收数据后进行实际的传输，每一次的加工又称为数据封装。在另一端，顺序刚好相反，每一层都对数据进行解封装处理。物理层接收比特流后把数据传给数据链路层。后者执行某一特定功能后，把数据送到网络层，这一过程一直持续到应用层得到最终数据，并送给接收进程，如下图所示。

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