Взаимосвязь открытых систем (OSI, Open Systems Interconnection), эта теоретическая основа, предложенная Международной организацией по стандартизации (ISO), является незаменимым базовым инструментом в области компьютерных сетевых коммуникаций. Так же, как и важность грамматики и синтаксиса для создания и анализа языков, модель OSI разлагает сложный процесс сетевого взаимодействия на семь логических уровней. Каждый уровень отвечает за различные обязанности по обработке, передаче и обмену данными, начиная с физического. уровеньприезжать Прикладной уровень Чтобы::физический уровень(Physical Layer)、канальный уровень(Data Link Layer)、сетевой уровень(Network Layer)、транспортный уровень(Transport Layer)、сеансовый уровень(Session Layer)、уровень представления(Presentation Layer)、Прикладной уровень(Application Layer)
Например:существоватьOSIМодельсередина,физический уровеньсосредоточиться на — физическая среда передачи и спецификация интерфейса сигнала, обеспечивающая эффективное распространение исходного битового потока в сети и распределенной сети; уровень фокусируется на маршрутизации и логической адресации для определения данных Лучший путь передачи в сети. транспортный уровень отвечает за надежную передачу сквозных данных. Например, протокол TCP реализует основные функции этого уровня.
Чтобы изучить и использовать модель OSI, нужно не просто запомнить имена и функции каждого уровня, а понять ее внутреннюю логику, понять, как каждый уровень работает вместе со своими верхними и нижними уровнями, а также как отображать и сопоставлять конкретные объекты в реальная сетевая среда, такая как стек протоколов Интернета. Освоение этой модели может помочь получить представление о причинах сбоев сети, оптимизировать производительность сети и следовать единым принципам и стандартам при разработке новых сетевых решений.
Именно благодаря теоретическим краеугольным камням, таким как модель OSI, глобальный Интернет может стать сложной и сложной структурой, способной беспрепятственно связывать сотни миллионов вычислительных систем для достижения эффективного обмена информацией и взаимодействия, тем самым способствуя постоянному углублению и расширению социальной информатизации. процесс.
Привет интернет-пользователям!
🚲 Общие термины Интернета
🚲 Что такое модель OSI
🚲 Физический уровень уровня 1 OSI
🚲 Уровень канала передачи данных уровня 2 OSI
🚲 Сетевой уровень уровня OSI 3
🚲 Транспортный уровень уровня OSI 4
🚲 Сеансовый уровень уровня OSI 5
🚲 Уровень представления OSI 6
🚲 Уровень приложения OSI 7
🚲 Как передаются данные в модели OSI
Начало работы с OSI Прежде, давайте познакомимся с Общие термины Интернета, чтобы мы могли улучшить статью сестры Ли.
В сети под узлом понимается физическое электронное устройство, подключенное к сети, например компьютер, принтер, маршрутизатор и т. д., которое может отправлять и получать информацию в сети. Узлы могут быть подключены непосредственно рядом друг с другом или через промежуточное устройство, такое как коммутатор или маршрутизатор.
Обычно маршрутизаторы подключают сеть к Интернету, а коммутаторы используются для внутренней связи внутри сети. Хост относится к узлу, которому необходим IP-адрес. Они также являются типом узла в сети, но не все узлы являются хостами.
Например:
Узлы могут быть соседними друг с другом, при этом узел A может быть напрямую связан с узлом B. Между узлами также могут быть промежуточные узлы, например, между узлами A и узлами B можно разместить коммутатор или маршрутизатор.
Канал — это путь связи, соединяющий узлы в сети, который может быть проводным (например, Ethernet) или беспроводным (например, Wi-Fi). Он может быть двухточечным, соединяющим путь связи между двумя узлами, или многоточечным, соединяющим путь связи между несколькими узлами. При передаче информации мы можем рассматривать ссылки как отношения «один к одному», что означает, что одна ссылка соединяет два узла, или как связь «один ко многим», что означает, что одна ссылка соединяет несколько узлов.
Например:
Протокол — это набор взаимно согласованных правил, используемых в сетевой коммуникации для передачи и обмена данными узла в сети. Он определяет, как взаимодействующие стороны должны устанавливать соединения, передавать данные, обрабатывать ошибки и прекращать связь.
Протокол определяет правила, которые управляют синтаксисом (что можно передавать), семантикой (как общаться) и синхронизацией (когда и как быстро общаться) во время связи. Протокол может быть реализован аппаратным, программным обеспечением или их комбинацией. Протоколы могут создаваться кем угодно, но наиболее широко распространенные протоколы основаны на стандартах. —— Иллюстрированная сеть
Протоколы также могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении или их комбинации и могут использоваться как в проводных, так и в беспроводных каналах связи.
Хотя создать протокол может каждый, протоколы, основанные на стандартах, опубликованных интернет-организациями, обычно имеют наиболее широкое распространение.
Например, основная цель Инженерной группы Интернета (IETF) — координировать разработку стандартов Интернета и публиковать стандартные протоколы, которые широко используются в Интернете и связанных с ним сетях.
Сеть — это общий термин для группы компьютеров, принтеров или любого другого устройства, которое хочет обмениваться данными. Типы сетей включают в себя:
Топология описывает, как узлы и ссылки в сети группируются вместе. Обычно топологию можно представить графически, чтобы показать, как в сети создаются физические или логические соединения.
Общие типы топологии сети включают в себя:
Топология сети описывает не только физические соединения, но и логические соединения. Независимо от размера и сложности сети, обучаясь OSI Модельиседьмой этажсеть,Может лучше понимать различные вещи, которые происходят в компьютерных сетях.,Включая узлы, каналы и протоколы, которые управляют передачей данных между узлами.
OSI Модель Зависит отседьмой этажсеть组成,существоватьпредставлятьСемь
До,Давайте сначала выяснимслой
(layer)что такое?
В компьютерных сетях уровни — это способ классификации и группировки сетевых функций и поведения. существовать OSI Модельсередина,слойорганизационная структура от самой формальнойисамый физическийслойприезжать不太有形、Виртуально, но ближе к конечным пользователямслой。
Каждый уровень абстрагирует функциональность нижнего уровня до тех пор, пока не будет достигнут самый высокий уровень. Конечные пользователи часто видят только верхний уровень сети, не понимая деталей и внутренней работы других уровней.
как запомнить всеслой Где имя?So Easy。
Пожалуйста, никому не сообщайте секретный пароль.
Важно отметить, что, хотя некоторые технологии могут логически принадлежать к определенному уровню, не все технологии четко вписываются в этот уровень. OSI Один слой в Модели. Например, Ethernet, IEEE 802.11 (Wi-Fi) и протокол разрешения адресов (ARP) могут играть роль на нескольких уровнях.
Модель OSI — это основа для понимания и описания компьютерных сетей, а не строгий набор правил.
существовать OSI Модельсередина,первый этаждафизический уровень。физический уровень Содержимое очень обширное,включать:
Узлы (устройства) и сетевое оборудование:
Механизм интерфейса устройства:
Функциональная и программная логика:
Протоколы и характеристики кабелей:
Тип кабеля:
Тип сигнала:
Метод передачи сигнала:
🏅 существовать OSI Модельизпервый этаж,физический Единицей данных уровня является бит (bit).
физический уровень Он включает в себя физическую передачу и среду передачи сетевой связи. Наименьшая единица данных – бит.
Бит — это наименьшая единица, которая может передавать цифровую информацию. Он может быть представлен как 0 или 1 и является основным элементом двоичного кодирования. Байт состоит из восьми бит и используется для представления одного символа, числа или символа.
Скорость передачи данных, также называемая скоростью передачи, обычно измеряется количеством битов, передаваемых в секунду или в миллисекунду. Скорость, с которой биты отправляются на устройство или с него, зависит от поддержки аппаратного устройства.
Передача битов обычно синхронная.,Это означает, что количество отправленных и полученных битов в единицу времени равно,Это называется битовой синхронизацией. Способ передачи зависит от того, как передается сигнал.,Может быть проводным или беспроводным.
существуют связи между узлами,Узлы могут отправлять биты, получать биты,Или выполнять операции отправки и получения одновременно. По функции узла,Узлы можно разделить на симплексный, полудуплексный и полнодуплексный режимы:
Оригинальный Ethernet был полудуплексным.,Но теперь существующие также могут выбрать полнодуплексный Ethernet.,Это зависит от используемого устройства и конфигурации сети.
Понимая физический уровеньиз工作原理ихарактеристика,Мы можем лучше понять основы сетевого общения,И вы можете выбрать подходящее сетевое оборудование и метод передачи в соответствии с вашими потребностями.
В существующей модели OSI второй уровень — это канальный уровень, а канальный уровень в основном отвечает за определение формата передачи данных, управление потоком данных и обнаружение ошибок. Он решает следующие задачи:
Планирование маршрута:
контроль потока:
Контроль ошибок – обнаружение и исправление:
Он имеет два подуровня: подуровень управления доступом к среде передачи (MAC) и подуровень управления логическим каналом (LLC).
🏅 Контроль доступа к среде передачи данных (MAC, Media Access Контрольный) подуровень:
🏅 Управление логическими звеньями (ООО, Логическое Link Контрольный) подуровень:
🏅 существовать OSI Модельизвторой этаж, единица данных называется кадром.
Каждый кадр состоит из трех частей:
Заголовок кадра (Кадр Header):Заголовок кадра обычно содержит исходный узел.и目标节点из MAC адрес. МАК Адреса используются для уникальной идентификации устройств в сети. Заголовок кадра также может содержать другую управляющую информацию, такую как маркеры начала и конца кадра и тип кадра.
Тема (Полезная нагрузка):主体部分包含了要传输из实际数据,Он состоит из набора битов. Содержимым субъекта может быть любая информация, которую необходимо передать между узлами сети.,как текст、изображение、Аудиоили видеоданные。
Рамка Trailer):Трейлер кадра обычно содержит информацию об обнаружении ошибок.,Используется для определения того, произошла ли ошибка во время передачи кадра. Общие методы обнаружения ошибок включают проверку циклическим избыточным кодом (CRC).,Циклический избыточный контроль) (FCS, Frame Check Sequence). Если информация об обнаружении ошибок в трейлере кадра указывает на ошибку в хранилище кадров,Затем в соответствии с конфигурацией сети или требованиями протокола,Рамку можно опустить,Или сообщение об ошибке будет отправлено наслойсоглашение на дальнейшую обработку。
Максимальная передача (MTU, Максимальная передача) ограничения. МТУ относится к максимальному размеру кадров данных, которые может передавать канальный уровень. Если размер кадра превышает MTU,Это называется большой кадр. Сетевые устройства и протоколы часто указывают определенные значения MTU.,Обеспечить нормальную работу сети и эффективность передачи данных.
Кадр — это базовая единица, используемая для передачи данных на канальном уровне.,Он содержит информацию об адресе исходного узла и целевого узла, фактические данные и информацию об обнаружении ошибок. Через понимание состава и структуры фреймов,Может лучше управлять и поддерживать сетевые коммуникации,Обеспечьте безопасную и надежную передачу данных.
существовать OSI Модельизтретий этаж,也就дасетевой уровень,В основном отвечает за маршрутизацию связи между сетями. существует Этот слой,Мы используем маршрутизаторы для передачи информации между сетями и между ними.
Вот некоторые важные концепции и особенности сетевого уровня:
сетевой Задача уровня — обеспечить передачу пакета от узлов-источников к узлам-получателям, даже если эти узлы расположены в разных сетях. Благодаря функции маршрутизации маршрутизатора сеть уровень способен эффективно управлять путем передачи пакета и гарантировать, что данные в Плавная передача между сетями.
существоватьсетевой уровеньиз作用下,пакет может пересекать разные сети и достигать целевого адреса.,Осуществляет связь и соединение между сетями.
🏅 существовать OSI Модельизтретий этаж, базовой единицей данных является пакет (data packet)。
Пакет данных — это основная единица сетевой связи, которая отвечает за перенос и передачу данных. Обычно каждый пакет содержит кадр и IP Упаковка адресной информации. Это значит, что рама третья Информация об адресе этажа инкапсулируется, чтобы ее можно было правильно маршрутизировать и передавать в существующую сеть.
Фактические данные, передаваемые в пакете, часто называют полезной нагрузкой. Эта полезная нагрузка представляет собой информацию, переносимую пакетом, которая может быть текстом, изображениями, аудио, видео или любой другой формой данных. Каждый пакет содержит всю информацию, необходимую для достижения пункта назначения, включая адреса источника и назначения, а также данные полезной нагрузки. Однако, хотя пакет содержит эту информацию, его успех в достижении пункта назначения зависит от условий маршрутизации и передачи в сети.
третий Передача этажей осуществляется без установления соединения и с максимальной эффективностью. это означает сеть уровень отправит пакет по адресу назначения, но успешное прибытие пакета не гарантируется. выпить Основная задача уровня — маршрутизировать пакет на основе адреса назначения и сделать все возможное, чтобы доставить его в правильное место назначения. Если пакетсуществовать сталкивается с проблемами во время передачи, такими как перегрузка сети, сбой маршрутизации или потеря пакетов, сеть уровень обычно не выполняет обработку ошибок или повторную передачу. Этот метод передачи без установления соединения делает сеть более гибкой, но это также означает, что Прикладной уровень несет ответственность за достоверность и целостность обрабатываемых данных.
🏅 Например:
Когда вы отправляете запрос на удаленный сервер по сети, ваши данные разбиваются на пакеты и добавляются к ним данные целевого сервера. IP адрес.Этипакетпройтисетевой алгоритм маршрутизации уровня передается в правильное место назначения. При перегрузке сети или других проблемах некоторый контент может быть потерян или задержан, но сеть уровень не будет активно повторно передавать пакет. Вместо этого эти проблемы, возможно, придется решать с помощью протоколов более высокого уровня, таких как TCP) для обеспечения надежной передачи данных.
OSIМодельизчетвертый этаж,известный как транспортный уровень。транспортный Основная задача уровня — предоставление услуг сквозной связи между узлами источника и узлами назначения. Он отвечает за управление надежной передачей данных и обеспечение передачи данных. в Корректная доставка в сети.
🏅 существоватьтранспортный Уровень, пакет обычно фрагментирован, что означает, что данные разбиваются на мелкие части и существуют и передаются по сети. с третьим этаждругой,транспортный уровень Чтобы понять все сообщение, а не только каждый отдельный пакет. Исходя из понимания всего сообщения, транспортный уровень не отправит всю посылку сразу,Вместо этого перегрузка сети управляется по мере необходимости.
🏅 транспортный Блок данных уровня имеет несколько разных названий, например TCP
соглашение,数据单元дапакет。而对于 UDP
соглашение,包называетсядатаграмма(datagram)。
🏅 существоватьчетвертый этажсередина,两个最著名изпротоколдаПротокол управления передачей (TCP)
иПротокол пользовательских дейтаграмм (UDP, протокол пользовательских дейтаграмм)
TCP Это протокол, ориентированный на соединение, который фокусируется на обеспечении качества данных, а не на скорости. TCP Явно устанавливайте соединение с узлом назначения и требуйте операции установления связи между узлом источника и узлом назначения во время передачи данных. Это рукопожатие может подтвердить, что данные были получены. Если данные потеряны, TCP. Будет запрошена повторная передача. Кроме того, TCP Это также гарантирует, что пакеты доставляются или собираются в правильном порядке.
Напротив, UDP Это протокол без установления соединения, в котором основное внимание уделяется скорости, а не качеству данных. UDP Никакого рукопожатия не требуется, поэтому его также называют протоколом без установления соединения. UDP Данные можно отправлять быстрее, но нет никакой гарантии, что все данные будут переданы успешно, а также невозможно подтвердить порядок пакетов.
Будь то TCP или UDP, они отправляют данные на определенный порт сетевого устройства, каждое из которых имеет свой собственный IP-адрес. Комбинация IP-адреса и номера порта называется сокетом. Используя сокеты, TCP и UDP обеспечивают правильную отправку и получение данных.
🏅 Например:
Когда вы заходите на веб-страницу через браузер,Протокол TCP обычно используется для передачи данных.,Потому что целостность и порядок веб-страниц имеют решающее значение для взаимодействия с пользователем. И существуют при совершении аудио- и видеозвонков в режиме реального времени,Может выбрать использование протокола UDP.,Потому что он может обеспечить меньшую задержку и более высокую скорость передачи.,Он больше подходит для передачи данных с высокими требованиями в реальном времени.
OSIМодельизпятый этаж,также известный каксеансовый уровень,Отвечает за создание, поддержание и завершение сеансов. Под «сеансом» здесь понимается соединение между двумя сетевыми приложениями.,Такое подключение согласовывается обеими сторонами заранее.,И существование остается активным во время общения.
существоватьсеансовый уровень,Сеанс считается логическим соединением между приложениями.,Он содержит ряд запросов и ответов. Эти сеансы могут быть кратковременными.,Это также может быть долгосрочным,Зависит от требований приложения и условий сети.
существующийсеансовый уровень, необходимо учитывать несколько важных концепций:
Клиент и сервер:通信из一方通常называется客户端,Другая сторона называется сервером. Клиент инициирует запрос,Сервер отвечает на запрос и предоставляет необходимую услугу или информацию.
Запрос и ответ:会话期间会有来回из信息请求иответ。Клиент отправляет запрос на сервер,服务器则返回ответ。Этот вид запроса-ответиз模式дасеансовый уровень Основы общения.
🏅 Например:
Предположим, вы существуете и используете существующее приложение для онлайн-чата, чтобы общаться с друзьями. В сцене существования функция сеансового уровня следующая:
Создание сессии:当您启动聊天应用程序并选择与特定из朋友开始聊天час,сеансовый уровень Начать сеанс. существовать во время этого процесса,Приложение отправит запрос на сервер,чтобы общаться с друзьями. Сервер проверит вашу личность,и устанавливает уникальный идентификатор сеанса для корреляции сообщений между вами и вашим другом.
Обслуживание сеанса:один раз Создание сессииуспех,сеансовый уровень отвечает за поддержание связи между вами и вашими друзьями. Он гарантирует, что сообщения находятся в правильном порядке, и обрабатывает любые ошибки или сбои, которые могут возникнуть. Например, если сетевое соединение потеряно, сеансовый уровень может попытаться переподключиться или временно сохранить неотправленные сообщения.,Чтобы существование могло возобновить отправку после восстановления соединения.
сеанс завершен:当您结束与朋友из聊天час,сеансовый уровень отвечает за завершение сеанса. Это может включать отправку запроса на сервер.,чтобы уведомить сервер о том, что вы хотите закрыть соединение. Сервер освободит ресурсы, связанные с сеансом.,и закройте соединение.
существуют В этом примере,сеансовый Функции уровня обеспечивают беспрепятственное общение между вами и вашими друзьями, будь то установить соединение и отправить сообщениевсе еще Завершение сеанса может корректно продолжаться в существующей сети.
существовать OSI Модельсередина,шестой этажназываетсяуровень представления,он расположен выше сеансового уровня.,Прикладной уровеньпод。уровень Основная ответственность представления — управлять представлением данных, форматом кодирования и преобразованием данных, обеспечивая, чтобы обмен данными между различными системами был не только структурно последовательным, но и семантически понятным. Его основные функции в основном включают Форматирование. данные, шифрование/дешифрование данных, Сжатие данные/декомпрессия и т. д.,Цель: устранить различия в представлении данных в разных терминальных системах.,Обеспечить эффективную доставку информации.
К основным особенностям уровневого представления относятся:
Представление и кодирование данных:
Сжатие и распаковка данных:
Шифрование и дешифрование данных:
Согласование набора символов и кодировки:
🏅 Например:
Предположим, есть два компьютера,Один работает под управлением операционной системы Windows.,Другой работает под управлением операционной системы Linux.,Они обмениваются данными через сетевые соединения. Сейчас существуют,Пользователь на компьютере с Windows хочет поделиться текстовым файлом с пользователем на компьютере с Linux.
существования В данном случае ключевую роль играет уровень представления:
Форматирование данных:WindowsиLinux操作系统可能使用другойиз文本文件编码格式,Например, Windows обычно использует кодировку ANSI.,Linux обычно использует кодировку UTF-8. уровень представления может отвечать за преобразование формата кодировки текстовых файлов.,Чтобы гарантировать, что они существуют, могут корректно отображаться в разных операционных системах.
преобразование данных:WindowsиLinux操作系统可能使用другойиз行结束符,Например, Windows использует CRLF (возврат каретки и перевод строки).,Linux использует LF (перевод строки). представление уровня может отвечать за преобразование терминаторов строк в текстовые файлы.,Чтобы гарантировать, что они существуют, могут быть правильно распознаны и интерпретированы в разных операционных системах.
Сжатие данных:уровень Представление также может отвечать за сжатие текстовых файлов для уменьшения объема данных при передаче по сети. эффективности передачи. Этого можно достичь с помощью алгоритмов сжатия, таких как ZIP или GZIP.
этими способами,представление уровня обеспечивает корректный обмен и совместное использование текстовых файлов, существующих в операционных системах Windows и Linux.,Позволяет пользователям беспрепятственно получать доступ к файлам и редактировать их на разных платформах.
OSIМодельизседьмой этаж,Прямо сейчас Прикладной Уровень — это верхний слой всей Модели и слой, ближайший к конечному пользователю. Этот уровень отвечает за предоставление интерфейсов для пользовательских приложений для реализации доступа к сетевым сервисам и обмена информацией. Прикладной уровеньпротокол定义了应用程序之间交互из规则、Формат данных и механизм обработки ошибок, гарантирующие, что различные системы、Приложения на разных платформах могут эффективно взаимодействовать.
К основным особенностям Прикладного уровня относятся:
Пользовательский сервисный интерфейс:
Поддержка функций приложения:
Спецификация протокола приложения:
🏅 Например:
Вот этотслой涉及приезжать诸多сеть应用,Напримерэлектронная почта、передача файлов、Удаленный вход и др. Проиллюстрируем Прикладной несколькими примерами. Функция уровня:
Электронная почта:электронная почтада Прикладной Один из наиболее распространенных примеров уровня. существуют. При отправке электронного письма пользователь использует почтовый клиент (например, Outlook, Gmail) для связи с почтовым сервером. Почтовый клиент отвечает за инкапсуляцию содержимого электронной почты, написанного пользователем, в формат электронной почты и последующую передачу его через Протоколы уровня (такие как SMTP) передают почту на почтовый сервер. Почтовый клиент получателя затем передает Протоколы уровней (такие как POP3 или IMAP) получают почту с почтового сервера и преобразуют ее в читаемый формат для просмотра пользователем.
Просмотр веб-страниц (Интернет Browsing):существовать Во время просмотра веб-страниц,Пользователи используют браузеры для связи с веб-серверами. Браузер отправляет HTTP-запрос на веб-сервер.,Запросите определенные веб-ресурсы (например, HTML-файлы, изображения, видео и т. д.). Веб-сервер отвечает на эти запросы,и отправляет содержимое веб-страницы обратно в браузер пользователя в виде ответа HTTP. После того, как браузер получит ответ,проходить Прикладной Протоколы уровней (такие как HTML, CSS, JavaScript) анализируют и преобразуют содержимое веб-страницы в страницы, видимые пользователям.
Передача файлов (Файл Transfer):существоватьруководитьпередача файловчас,用户可以使用诸нравитьсяFTP(передача файловпротокол)илиSFTP(SSHпередача файловпротокол)ждать Прикладной уровень СОГЛАШЕНИЕ. Эти протоколы позволяют пользователям передавать файлы с одного компьютера на другой, будь то тосуществовать同一сеть内все еще в разных сетях.
Удаленный вход (Удаленный Login):Удаленный вход允许用户проходитьсеть连接приезжать远程计算机,И существуют, выполняют команды или операции на удаленном компьютере. Распространенные протоколы удаленного входа включают Telnet и SSH. Пользователи могут удаленно войти на удаленный компьютер через интерфейс командной строки, используя протокол Telnet.,и выполнить команду. Протокол SSH обеспечивает зашифрованный безопасный канал.,Позволяет пользователям безопасно Удаленный входприезжать远程计算机руководить操作。
🏅 Возьмите Чжан Саня, просматривающего веб-сайт знаний, в качестве примера для иллюстрации данных. Поток в OSIМодель:
через этот пример,Мы можем ясно видеть путь потока в данных вOSIModel.,а также функции и роли, выполняемые каждым уровнем.,Это позволяет Чжан Сану беспрепятственно просматривать веб-сайт знаний.