计算机网络 | OSI 参考模型

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参考书：《2022年计算机网络考研复习指导》

计算机网络 | OSI 参考模型

OSI 参考模型自下而上分为7层：

名称	英文	作用
应用层	Application Layer	直接为用户的应用进程（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供服务。如HTTP、SMTP、FTP、DNS 等
表示层	Presentation Layer	把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式，即让两个系统可以交换信息
会话层	Session Layer	负责在数据传输中设置和维护计算机网络中两台计算机之间的通信连接
传输层	Transport Layer	负责端到端通讯，可靠传输，不可靠传输，流量控制，复用分用
网络层	Network Layer	负责选择路由最佳路径，规划 IP 地址（ipv4 和 ipv6 变化只会影响网络层），拥塞控制
数据链路层	Data Link Layer	帧的开始和结束，还有透明传输，差错校验（纠错由传输层解决）
物理层	Physical Layer	定义网络设备接口标准，电气标准（电压），如何在物理链路上传输的更快

通信过程：

应用层

简介：直接为用户的应用进程（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供服务。

协议：HTTP、SMTP、FTP、DNS 等。

表示层

简介：把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式，即让两个系统可以交换信息。

协议：JPEG、ASCII 等。

会话层

简介：负责在数据传输中设置和维护计算机网络中两台计算机之间的通信连接。

协议：ADSP、ASP 等。

传输层

简介：负责主机中两个进程的通信，即端到端通信。传输单位是报文段或用户数据报。

协议：TCP、UDP 等。

功能1：可靠传输、不可靠传输

可靠传输：例如，传输一个大文件或者重要文件，需要发送方和接收方先通过确认机制，确认连接后，再将该文件切分层多个报文段或者用户数据报，然后逐个传输（顺序传输），当接收方成功接收到一个报文段后，发送方再发送下一个报文段，如果某个报文段发送/接收失败，则发送方重新发送，直到切分的所有报文段都被接收方接收成功。
不可靠传输：例如，发送简单文件或消息时，直接把数据报发送给接收方即可，不用确认机制确认连接等流程。

功能2：差错控制

例如，当在传输文件或数据时，某些报文段丢失，或传输失序（顺序错误），这时候就需要差错控制，矫正错误。

功能3：流量控制

例如，当大量数据发送给接收方，而接收方接收数据的速率跟不上时，这时候需要数据发送方控制数据发送的量（例如减缓数据发送速率），这就叫流量控制。

功能4：复用分用

复用：多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务
分用：运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程

网络层

简介：把分组从源端发送到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。

网络层的传输单位是数据报。

协议：IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP、OSPF。

功能1：路由选择

选择最佳路径。

功能2：流量控制

对发送端发送数量（发送速率）的控制，如果接收端因为数据量大，接收不过来时，就会对发送端进行流量控制。

功能3：差错控制

通信两节点之间约定一些规则（比如，奇偶校验码），如果校验后，分组不满足约定的规则，则对其进行整改或者丢弃该分组（整改失败就丢弃）。

功能4：拥塞控制

其区别于流量控制（发送端），拥塞控制是在全局上进行数据发送的控制。例如：所有结点都来不及接收分组，而要丢掉大量分组的话，网络就处于拥塞状态，因此需要采取一定措施缓解这种拥塞。

数据链路层

简介：把网络层传下来的数据组装成帧。

数据链路层的传输单位是帧。

协议：SDLC、HDLC、PPP、STP。

功能1：成帧

定义帧的开始和结束。

功能2：差错控制

差错包括帧错和位错。发现差错后，可以丢弃错误的帧，也可以根据协议纠正错误。

数据链路层既可以查错，也可以纠错。

功能3：流量控制

例如，两个相邻节点之间传送数据时，而节点B接收数据的速率跟不上时，这时候需要节点A控制数据发送的量（例如减缓数据发送速率），这就叫流量控制。

流量控制可以协调两个节点的速率，使节点A发送数据的速率刚好是节点B可以接收的速率。

功能4：访问（接入）控制

控制对（共享）信道的访问。

物理层

简介：在物理媒体上实现比特流的透明传输。

物理层的传输单位是比特。

协议：Rj45、802.3 等。

功能1：定义接口特性

例如，引脚类型、引脚的连接方式。

功能2：定义传输模式

例如，单工、半双工、双工。

功能3：定义传输速率

例如，发送端的发送速率。

功能4：比特同步

利用时钟保证发送端和接收端的每一个比特的同步。

功能5：比特编码

用什么电压表示0/1。例如，曼彻斯特编码。