ISO/OSI 七层模型简介

ISO/OSI 七层模型是一个网络通信模型，它包括：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。该模型旨在促进异构网络系统之间的互联互通，并指导网络协议的设计和实现。

ISO/OSI 七层模型简介

（图片来源网络，侵删）

国际标准化组织（ISO）和开放系统互联（OSI）联合开发了一个网络通信的参考模型，称为ISO/OSI模型，这个模型旨在促进异构网络系统之间的互操作性，它通过将复杂的网络通信过程分解为七个更易于管理的层次来实现这一目标，每一层都有特定的功能，并为上一层提供所需的服务，同时依赖于下一层的支持。

OSI 七层模型结构

第1层：物理层

功能描述：物理层负责管理电脑硬件设备的功能，包括了针脚、电压、线缆接口、集线器、中继器、网络主机卡等，它的主要任务是在传输媒体（电缆、光纤等）上透明地传输原始比特流。

关键概念：比特流、物理拓扑、物理连接。

第2层：数据链路层

功能描述：数据链路层提供了在相邻节点之间建立、维护和终止数据链路连接的方法，实现无差错的数据帧传输，它将原始比特流划分为逻辑单元（帧），进行错误检测与校正。

（图片来源网络，侵删）

关键概念：帧、MAC地址、交换机。

第3层：网络层

功能描述：网络层负责数据包从源到目的地的传输和路由选择，它引入了一种抽象的“网络层地址”（例如IP地址），用以标识网络中的设备。

关键概念：IP地址、路由器、分组交换。

第4层：传输层

功能描述：传输层确保数据的完整性和顺序，提供可靠的、透明的数据传输，它支持两种传输协议：面向连接的TCP和无连接的UDP。

关键概念：端口号、TCP、UDP。

（图片来源网络，侵删）

第5层：会话层

功能描述：会话层管理不同应用进程之间的会话通信，协调和同步对话，它建立了、管理和终止会话，并对数据进行控制。

关键概念：会话管理、同步点。

第6层：表示层

功能描述：表示层确保一个系统发送的信息可以被另一个系统识别和理解，它处理数据的加密和压缩，转换数据的表现形式。

关键概念：数据格式、加密、压缩。

第7层：应用层

功能描述：应用层为软件提供网络服务，直接为用户的应用程序（如电子邮件、文件传输）提供接口和服务支持。

关键概念：HTTP、FTP、SMTP。

各层间的关系

每一层都为其上一层提供服务，并使用下一层的功能，当用户通过浏览器请求网页时，应用层（如HTTP）将此请求传递至表示层进行必要的数据格式化，然后依次向下直至物理层，最终通过电缆发送出去，接收端的物理层接收信号，再逐层上传，最终到达对方的应用层，完成一次完整的通信过程。

表格归纳

FAQs

Q1: OSI模型和TCP/IP模型有何不同？

A1: OSI模型是一个理论上的框架，而TCP/IP模型是基于实际实现的互联网标准，OSI有七层，而TCP/IP通常被认为是四层的，其中某些OSI层次被合并或简化了，TCP/IP模型更注重实用性和效率，而OSI模型则更侧重于理论的完备性和系统性。

Q2: 为什么需要多个层次的网络模型？

A2: 多个层次的网络模型可以将复杂的网络问题分解成更小、更易管理的部分，每一层只关注特定的功能和任务，这种分层的方式有助于标准化、模块化设计和故障隔离，使得不同的硬件和软件能够协同工作，同时也便于网络系统的开发和维护。

下面是一个简化的介绍形式，用于描述ISO/OSI七层模型中每一层的名称、功能以及其在云计算或一般网络环境中的应用：

层级	名称	功能	应用场景
7	应用层	为用户提供网络服务接口，处理应用程序间的通信。	云服务接口（如Web应用、电子邮件、远程登录等）。
6	表示层	确保数据在传输过程中的表示、加密和压缩。	数据加密、压缩、格式转换等。
5	会话层	管理和控制两个通信系统之间的对话和会话。	云服务中的会话管理、保持通信同步。
4	传输层	提供端到端的数据传输服务，确保数据的完整性和可靠性。	TCP/UDP协议，端口标识，数据传输管理。
3	网络层	负责数据包的路由选择和转发，处理数据包寻址和逻辑网络拓扑。	IP地址分配，路由协议，云服务中的虚拟网络和私有网络隔离。
2	数据链路层	在相邻节点间提供可靠的数据传输，处理错误检测和纠正。	虚拟交换机技术，以太网技术，云服务中的虚拟机网络接口。
1	物理层	在物理媒体上传输原始比特流，定义网络设备的物理特性和接口标准。	数据中心硬件设备（如电缆、网卡、交换机、路由器等），光纤连接，云服务的基础物理设施。