所謂的OSI,是由國際化標準組織(ISO)針對開放式網路架構所制定的電腦互連標準,全名是開放式通訊系統互連參考模型(Open System Interconnection Reference Model),簡稱OSI模型。該模型是一種制定網路標準都會參考的概念性架構,並非一套標準規範,也不是用來提供實現的方法,而是透過觀念描述,協調各種網路功能發展時的標準制定。 依據網路運作方式,OSI模型共切分成7個不同的層級,每級按照網路傳輸的模式,定義所屬的規範及標準。由具體到抽象的網路傳輸方式層次來看,7層分別為實體層、資料連結層、網路層、傳輸層、會議層、展示層及應用層。 OSI模型的好處在於,它細分每個功能,在發展網路功能及教育訓練上有很大的幫助。產品開發時,只要依據各個層級規範,專注發展即可;在教學時,透過OSI模型解釋網路運作的架構,也較容易讓初學者了解。但是某些層級的功能仍不易掌握,像是會議層及展示層。相較於網路層或應用層,它們規範的標準若有似無,實際上的應用也不多見。 第一層︰實體層(Physical
Layer) 網路線、網路卡與集線器(Hub),都是平常容易接觸到的實體層設備。網路線包括辦公室及機房內常見的RJ-45 UTP雙絞線、有線電視使用的同軸電纜,以及應用在骨幹網路的光纖纜線等。不過,對無線網路而言,只要可以傳輸電波的介質,都屬於它的傳輸媒介。 集線器指的是單純串接線路,再以廣播方式傳輸資料的設備。市面上所見的複合式集線器設備,例如Switching Hub(交換式集線器),是廠商依照市場需求所開發的產品,通常包含些許資料連結層的功能,就OSI的規範來說,它並不完全是一個集線器。 第二層︰資料連結層(Data Link
Layer) 不少網路協定是在資料連結層上運作,我們較常聽到的是非同步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode,ATM),以及點對點協定(Point-to-Point Protocol,PPP)。前者是早期網路發展的通訊協定,由於單次傳輸量很小,適合用作語音傳輸;後者則是在我們使用ADSL時,會透過這項協定連接ISP,從而連上網際網路。 網路交換器(Switch)是這個層級常見的設備,主要在區域網路上運作,能依據MAC位址,將網路資料傳送到目的主機上。交換器一般分為可設定式與免設定兩種,前者可以設定流量控制或設定子網路分割,後者僅傳輸網路資料,不具其他進階功能。 第三層︰網路層(Network Layer) 路由器及Layer 3交換器即屬於第三層的網路設備,主要以IP作為資料傳輸依據,它們大多在企業機房內運作,不過我們也常看到有些設備也同時包含網路層功能,如IP分享器,以及俗稱小烏龜的ADSL用戶終端設備(ADSL Terminal Unit-Remote,ATU-R)。 第四層︰傳輸層(Transport
Layer) 傳輸控制協定(Transmission Control Protocol,TCP)是我們常接觸具有傳輸層功能的協定,它在傳輸資料內加入驗證碼,當對方收到後,就會依這個驗證碼,回傳對應的確認訊息(ACK),若對方未及時傳回確認訊息,資料就會重新傳遞一次,以確保資料傳輸的完整性。 第五層︰會議層(Session Layer) 有很多應用服務運作在會議層上,我們常接觸到的是NetBIOS names,這是一種用來識別電腦使用NetBIOS資源的依據。我們使用Windows系統時,開啟網路上的芳鄰,或是用到「檔案及列印分享」時,通常會看到群組及電腦名稱,這些就是NetBIOS names定義的。 第六層︰展示層(Presentation Layer) 除了轉檔,有時候當資料透過網路傳輸時,需要將內容予以加密或解密,而這個工作就是在展示層中處理。 第七層︰應用層(Application Layer) 屬於第七層的應用軟體,像是網路瀏覽器(IE、Firefox)、電子郵件、線上遊戲、即時通訊(MSN Messenger、ICQ)等。上述軟體均透過單一或多種通訊協定,提供各類網路應用服務,像是網路瀏覽器藉由HTTP的溝通,即可呈現圖文並茂的網頁。文⊙林郁翔 iThome歡迎讀者提問,請將你所遇到的各種企業IT疑難雜症,寄至iThome編輯部:
A 實體層 B 資料鏈結層 C 網路層 D 傳輸層 A 環狀網路 B 星狀網路 C 樹狀網路 D 匯流排網路 A 並列傳送與串列傳送的轉換介面 B 多工與解多工的轉換介面 C 類比信號與數位信的轉換介面 D 交換機系統的介面 A Internet Standards Organization B HP C IBM D Intel A 同軸電纜 B 遮蔽式雙絞線 C 光纖 D 無遮蔽式雙絞線 A IEEE801 B IEE802 C IEEE802.a D IEEE802.b
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什麼是OSI模型OSI模型是指國際標準化組織(ISO)提出的一個試圖使各種電腦在世界範圍內互連為網路的標準框架,簡稱OSI。1981年,為瞭解決不同體系結構的網路的互聯問題,國際標準化組織ISO制定了開放系統互連參考模型(Open System Interconnection Reference Model,OSI/RM)。 OSI模型的分層原則ISO為了更好的使網路應用更為普及,就推出了OSI參考模型。其含義就是推薦所有公司使用這個規範來控制網路。這樣所有公司都有相同的規範,就能互聯了。提供各種網路服務功能的電腦網路系統是非常複雜的。根據分而治之的原則,ISO將整個通信功能劃分為七個層次,劃分原則是:
OSI模型的內容OSI模型數據傳遞 OSI/RM協議是由ISO(國際標準化組織)制定的,它有三個基本的功能:提供給開發者一個必須的、通用的概念以便開發完善、可以用來解釋連接不同系統的框架。 1、物理層(Physical Layer):主要功能為定義網路的物理結構,傳輸的電磁標準,Bit流的編碼及網路的時間原則,如分時復用及分頻復用。決定了網路連接類型(端到端或多端連接)及物理拓撲結構。說得通俗一些,這一層主要負責實際的信號傳輸。物理層的主要設備:中繼器、集線器。 2、數據鏈路層(Data Link Review):在兩個主機上建立數據鏈路連接,向物理層傳輸數據信號,並對信號進行處理使之無差錯併合理的傳輸。數據鏈路層主要設備:二層交換機、網橋。 3、網路層(Network Layer):主要負責路由,選擇合適的路徑,進行阻塞控制等功能。網路層協議的代表包括:IP、IPX、OSPF等。網路層主要設備:路由器。 4、傳輸層(Transfer Layer):最關鍵的一層,向擁護提供可靠的端到端(End-to-End)服務,它屏蔽了下層的數據通信細節,讓用戶及應用程式不需要考慮實際的通信方法。傳輸層協議的代表包括:TCP、UDP、SPX等。 5、會話層(Session Layer):主要負責兩個會話進程之間的通信,即兩個會話層實體之間的信息交換,管理數據的交換。 6、表示層(Presentation Layer):處理通信信號的表示方法,進行不同的格式之間的翻譯,並負責數據的加密解密,數據的壓縮與恢復。 7、應用層(Application Layer):保持應用程式之間建立連接所需要的數據記錄,為用戶服務。應用層協議的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。 第一層到第三層屬於OSI參考模型的低三層,負責創建網路通信連接的鏈路;第四層到第七層為OSI參考模型的高四層,具體負責端到端的數據通信。每層完成一定的功能,每層都直接為其上層提供服務,並且所有層次都互相支持,而網路通信則可以自上而下(在發送端)或者自下而上(在接收端)雙向進行。當然並不是每一通信都需要經過OSI的全部七層,有的甚至只需要雙方對應的某一層即可。物理介面之間的轉接,以及中繼器與中繼器之間的連接就只需在物理層中進行即可;而路由器與路由器之間的連接則只需經過網路層以下的三層即可。總的來說,雙方的通信是在對等層次上進行的,不能在不對稱層次上進行通信。 OSI模型的作用
OSI參考模型並沒有提供一個可以實現的方法,而是描述了一些概念,用來協調進程間通信標準的制定。即OSI參考模型並不是一個標準,而是一個在制定標準時所使用的概念性框架。 TCP/IP模型實際上是OSI模型的一個濃縮版本,它只有四個層次:
與OSI功能相比:
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