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晨控智能工業(yè)RFID應(yīng)用:OSI(開放式系統(tǒng)互聯(lián))七層網(wǎng)絡(luò)模型詳解
摘要:互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是一系列的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,這個協(xié)議就叫OSI協(xié)議(開放式系統(tǒng)互聯(lián)),按照功能不同,分工不同,人為的分層七層。
在全球化的今天,信息的交換無處不在,在物聯(lián)網(wǎng)的通信中,面對不同的設(shè)備,我們常常需要用到各種各樣的通信協(xié)議。
互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是一系列的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,這個協(xié)議就叫OSI協(xié)議(開放式系統(tǒng)互聯(lián)),按照功能不同,分工不同,人為的分層七層。
每一層都運行不同的協(xié)議,協(xié)議是干什么的,協(xié)議就是標準,就是規(guī)則,遵循不同的規(guī)則就是使用不同的通信協(xié)議。
實際上還有人把它劃成五層、四層。
OSI七層劃分為:應(yīng)用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。
TCP/IP五層劃分為:應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。
TCP/IP四層劃分為:應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)接口層。
劃分為多少層都沒有關(guān)系,因為實際在物理上這七層是不存在的,這七層的概念,只是人為的劃分而已,區(qū)分出來的目的只是讓我們能夠更好的明白哪一層的作用。
OSI(Open System Interconnection,開放系統(tǒng)互聯(lián))七層網(wǎng)絡(luò)模型稱為開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 ,是一個邏輯上的定義,一個規(guī)范。
建立七層模型的主要目的是為解決異種網(wǎng)絡(luò)互連時所遇到的兼容性問題,其最主要的功能使就是幫助不同類型的主機實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。它的最大優(yōu)點是將服務(wù)、接口和協(xié)議這三個概念明確地區(qū)分開來,通過七個層次化的結(jié)構(gòu)模型使不同的系統(tǒng)不同的網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)可靠的通訊。
一、物理層(Physical Layer)
O S I 模型的最低層或第一層,該層包括物理連網(wǎng)媒介,比如電纜連線,物理層的協(xié)議產(chǎn)生并檢測電壓以便發(fā)送和接收攜帶數(shù)據(jù)的信號。
用戶要傳遞信息就要利用一些物理媒體,如雙絞線、同軸電纜等,物理層的任務(wù)就是為它的上一層提供一個物理連接,以及它們的機械、電氣、功能和過程特性。如規(guī)定使用電纜和接頭的類型、傳送信號的電壓等。
在這一層,數(shù)據(jù)僅作為高低電平處理,單位是bit比特。
二、數(shù)據(jù)鏈路層(Datalink Layer)
控制網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間的通信,從網(wǎng)絡(luò)層接收到的數(shù)據(jù)被分割成特定的可被物理層傳輸?shù)膸?。幀是用來移動?shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)包,它不僅包括原始數(shù)據(jù),還包括發(fā)送方和接收方的物理地址(MAC)以及檢錯和控制信息。
其中的地址確定了幀將發(fā)送到何處,而糾錯和控制信息則確保幀無差錯到達。 如果在傳送數(shù)據(jù)時,接收點檢測到所傳數(shù)據(jù)中有差錯,就要通知發(fā)送方重發(fā)這一幀。
數(shù)據(jù)鏈路層在該層的作用包括:物理地址尋址、網(wǎng)絡(luò)拓撲、數(shù)據(jù)的成幀、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等。
三、網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)
主要功能是將網(wǎng)絡(luò)地址(IP)翻譯成對應(yīng)的物理地址(MAC),并決定如何將數(shù)據(jù)從發(fā)送方路由到接收方。
互聯(lián)網(wǎng)是一個去中心化的網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)層通過綜合考慮發(fā)送優(yōu)先權(quán)、網(wǎng)絡(luò)擁塞程度、服務(wù)質(zhì)量以及可選路由的花費來決定從一個網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點A 到另一個網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點B 的最佳路徑。
四、傳輸層(Transport Layer)
這是網(wǎng)絡(luò)模型中最重要的一層,傳輸協(xié)議同時進行流量控制或是基于接收方可接收數(shù)據(jù)的快慢程度規(guī)定適當?shù)陌l(fā)送速率。
傳輸層按照網(wǎng)絡(luò)能處理的最大尺寸將較長的數(shù)據(jù)包進行強制分割。例如,以太網(wǎng)無法接收大于1 5 0 0 字節(jié)的數(shù)據(jù)包,發(fā)送方節(jié)點的傳輸層將數(shù)據(jù)分割成較小的數(shù)據(jù)片,同時對每一數(shù)據(jù)片安排一序列號,以便數(shù)據(jù)到達接收方節(jié)點的傳輸層時,能以正確的順序重組。
工作在傳輸層的一種服務(wù)是 T C P / I P 協(xié)議套中的T C P (傳輸控制協(xié)議),TCP協(xié)議可謂互聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議的地基。
五、會話層(Session Layer)
負責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中的兩節(jié)點之間會話的建立、維持和終止通信,決定會話的訪問次序,為表示層服務(wù)。
會話層的功能包括:建立通信鏈接,保持會話過程通信鏈接的暢通,同步兩個節(jié)點之間的對話,決定通信是否被中斷以及通信中斷時決定從何處重新發(fā)送。
六、表示層(Presentation Layer)
應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)之間的翻譯官,將不同的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為一種通用的格式,使之能夠被不同的系統(tǒng)識別。
表示層管理數(shù)據(jù)的解密與加密,如系統(tǒng)口令的處理。例如:在 Internet上查詢你銀行賬戶,使用的即是一種安全連接。你的賬戶數(shù)據(jù)在發(fā)送前被加密,在網(wǎng)絡(luò)的另一端,表示層將對接收到的數(shù)據(jù)解密。除此之外,表示層協(xié)議還對圖片和文件格式信息進行解碼和編碼。
七、應(yīng)用層(Application Layer)
應(yīng)用層由來:用戶使用的都是應(yīng)用程序,均工作于應(yīng)用層,互聯(lián)網(wǎng)是開發(fā)的,大家都可以開發(fā)自己的應(yīng)用程序,數(shù)據(jù)多種多樣,必須規(guī)定好數(shù)據(jù)的組織形式 。
應(yīng)用層功能:規(guī)定應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)格式。例:TCP協(xié)議可以為各種各樣的程序傳遞數(shù)據(jù),比如Email、WWW、FTP等等。那么,必須有不同協(xié)議規(guī)定電子郵件、網(wǎng)頁、FTP數(shù)據(jù)的格式,這些應(yīng)用程序協(xié)議就構(gòu)成了”應(yīng)用層”。