What is OSI?

OSI模型

开放系统互连参考模型(简称OSI模型或OSI参考模型)是通信和计算机网络协议设计的分层抽象描述，是作为开放系统互连倡议的一部分开发的。它也被称为OSI七层模型。

目的

OSI模型将协议的功能分成一系列层。每一层都具有这样的特性，即它只使用下面一层的功能，并且只向上面一层输出功能。实现由一系列这些层组成的协议行为的系统被称为“协议堆栈”或“堆栈”。协议栈可以用硬件或软件或者两者的混合来实现。通常，只有较低层用硬件实现，较高层用软件实现。

这种OSI模型在计算和网络行业得到了广泛的遵守。它的主要特征是层与层之间的接口，它规定了一层如何与另一层交互的规范。这意味着一个制造商编写的层可以与另一个制造商编写的层一起运行(假设规范解释正确)。这些规范在TCP/IP社区中通常被称为征求意见或“RFC”。它们是OSI社区中的ISO标准。

通常，协议的实现以与协议设计类似的方式分层，可能的例外是“快速路径”,在这种情况下，系统允许的最常见的交易可以作为包含几层方面的单个组件来实现。

这种层的逻辑分离使得对协议栈行为的推理变得更加容易，允许设计精细但高度可靠的协议栈。每一层为下一个更高层执行服务，并向下一个更低层发出请求。如前所述，几个OSI层的实现通常被称为堆栈(如TCP/IP堆栈)。

OSI参考模型是一个七层的分层结构，定义了两台计算机之间的通信要求。由国际标准化组织在ISO标准7498-1中定义的模型w。它旨在允许供应商提供的各种平台之间的互操作性。该模型允许所有网络元素一起运行，而不管它们是由谁构建的。到20世纪70年代末，ISO建议将OSI模型作为网络标准来实施。

当然，那时候TCP/IP已经用了好几年了。TCP/IP是阿帕网和其他演变成互联网的网络的基础。(有关TCP/IP和ARPANET之间的显著差异，请参见RFC 871。)

今天只有整个OSI模型的一个子集被使用。尽管有许多人强烈支持OSI模型，但人们普遍认为该规范的大部分内容过于复杂，实现其全部功能花费了太长的时间。

另一方面，许多人认为整个ISO网络工作最好的一点是它在造成太大破坏之前就失败了。

OSI层的描述

第1层:物理层

物理层定义了设备的所有电气和物理规范。这包括引脚布局、电压和电缆规格。集线器、中继器和网络适配器是物理层设备。物理层执行的主要功能和服务有:

建立和终止与通信媒体的连接。
参与在多个用户之间有效共享通信资源的过程。例如，竞争解决和流量控制。
用户设备中的数字数据表示与通过通信信道传输的相应信号之间的调制或转换。这些信号是通过物理电缆(例如铜缆和光纤)或无线电线路传输的。
并行SCSI总线在这一层运行。各种物理层以太网标准也在这一层；以太网包括这一层和数据链路层。这同样适用于其他局域网，如令牌环网、FDDI和IEEE 802.11。

第2层:数据链路层

数据链路层提供了在网络实体之间传输数据以及检测和可能纠正物理层中可能出现的错误的功能和程序手段。寻址方案是物理的，这意味着地址(MAC地址)是在制造时硬编码到网卡中的。寻址方案是平面的。注意:最著名的例子是以太网。数据链路协议的另一个例子是用于点对点或分组交换网络的HDLC和ADCCP，以及用于局域网的Aloha。在IEEE 802局域网和一些非IEEE 802网络(如FDDI)上，这一层可以分为媒体访问控制(MAC)层和IEEE 802.2逻辑链路控制(LLC)层。

这是网桥和交换机工作的层。仅在本地连接的网络节点之间提供连接；然而，有一个合理的论点是，这些确实属于“第2.5层”，而不是严格意义上的第2层。

"第2.5层"

虽然不是官方OSI模型的一部分，但术语“第2.5层”已被用来对运行在第2层和第3层之间的一些协议进行分类。例如，多协议标签交换(MPLS)在处理IP地址(第3层)的同时处理数据包(第2层)，并使用标签以不同的方式路由数据包。

第3层:网络层

网络层提供通过一个或多个网络将可变长度数据序列从源传输到目的地的功能性和程序性手段，同时保持传输层所要求的服务质量。网络层执行网络路由、流量控制、分段/去分段和错误控制功能。路由器在这一层工作——在扩展的网络中发送数据，使互联网成为可能(也有第三层(或IP)交换机)。这是一种逻辑编址方案，其值由网络工程师选择。寻址方案是分层的。第3层协议最著名的例子是互联网协议(IP)。

第4层:传输层

传输层在最终用户之间提供透明的数据传输，从而使上层不必担心提供可靠且经济高效的数据传输。传输层控制给定链路的可靠性。一些协议是面向状态和连接的。这意味着传输层可以跟踪数据包并重新传输失败的数据包。第4层协议最著名的例子是TCP。

第5层:会话层

会话层提供了管理最终用户应用程序进程之间对话的机制。它提供双工或半双工操作，并建立检查点、暂停、终止和重启程序。这一层负责建立和拆除TCP/IP会话。

第6层:表示层

表示层减轻了应用程序层对最终用户系统中数据表示的语法差异的担忧。MIME编码、数据压缩、加密以及类似的数据表示操作都是在这一层完成的。例如:将EBCDIC编码的文本文件转换为ASCII编码的文件，或者将对象和其他数据结构序列化为XML或从XML中序列化出来。

第7层:应用层

应用层服务促进软件应用程序和较低层网络服务之间的通信，以便网络可以解释应用程序的请求，反过来，应用程序可以解释从网络发送的数据。通过应用层协议，软件应用程序与网络协商它们的格式、过程、安全、同步和其它要求。一些常见的应用层协议有HTTP、SMTP、FTP和Telnet。

接口

除了传输中各个协议的标准之外，还有不同层与上面或下面的层对话的接口标准(通常是特定于操作系统的)。例如，微软Windows的Winsock和Unix的Berkeley套接字和System V流是应用程序(第5层及以上)和传输层(第4层)之间的接口。NDIS和ODI是介质(第2层)和网络协议(第3层)之间的接口。

示例表

层杂项示例TCP/IP套件SS7 AppleTalk套件OSI套件IPX套件SNA UMTS
7 -应用HL7、Modbus、SIP HTTP、SMTP、SMPP SNMP、FTP、Telnet、NFS、NTP ISUP、INAP、MAP、TUP、TCAP AFP、PAP FTAM、X.400、X.500、DAP APPC
6 -表示TDI、ASCII、EBCDIC、MIDI、MPEG XDR、SSL、TLS AFP、PAP
4 -传输NetBEUI TCP、UDP、RTP、SCTP ATP、NBP、AEP、RTMP TP0、TP1、TP2、TP3、TP4、OSPF SPX、RIP
3 -网络NetBEUI、Q.931 IP、ICMP、IPsec、ARP、RIP、BGP MTP-3、SCCP DDP X.25 (PLP)、CLNP IPX RRC(无线电资源控制)
2 -数据链路以太网、令牌环、FDDI、PPP 以太网II成帧SDLC MAC(媒体访问控制)
1 -物理RS-232、V.35、V.34、Q.911、T1、E1、10BASE-T、100BASE-TX、ISDN、SONET、DSL MTP-1屏蔽本地通话、非屏蔽本地通话(电话网)X.25 (X.21bis、EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、EIA-530、G.703) Twinax PHY

并行

这是两个公司经理之间的OSI和标准信函沟通的平行:

幽默

7层模型经常以幽默的方式进行扩展，以指代非技术问题。一个常见的笑话是9层模型，第8层和第9层是“财务”和“政治”层。

网络技术人员有时会委婉地称之为“第八层问题”，意思是终端用户的问题而不是网络的问题。

OSI模型有时也被开玩笑地称为“塔可钟模型”，因为这家连锁餐厅以其7层墨西哥卷饼而闻名。

在网络设计OSI模型中，七层(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层)可以用助记符记住:

请不要扔掉香肠比萨饼

或者在这个(从应用->物理开始)中，所有人似乎都需要数据处理

甚至任何研究这个的人都需要绝望的心理治疗(再次应用->物理)

Dick Lewis用詹姆斯·邦德传递机密信息的类比来说明七层模型。