路由器 VS OSI七层模型

OSI Open Source Initiative(简称OSI,有译作开放源代码促进会、开放原始码组织)是一个旨在推动开源软件发展的非盈利组织。OSI参考模型(OSI/RM)的全称是开放系统互连参考模型(Open System Interconnection Reference Model,OSI/RM),它是由国际标准化组织ISO提出的一个网络系统互连模型。它是网络技术的基础,也是分析、评判各种网络技术的依据,它揭开了网络的神秘面纱,让其有理可依,有据可循。
 

一、 OSI参考模型知识要点




                                                                                     图表 1:OSI模型基础知识速览


       OSI 七层模型通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯,因此其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输 。

      完成中继功能的节点通常称为中继系统。在OSI七层模型中,处于不同层的中继系统具有不同的名称。   

      一个设备工作在哪一层,关键看它工作时利用哪一层的数据头部信息。网桥工作时,是以MAC头部来决定转发端口的,因此显然它是数据链路层的设备。

具体说:

物理层:网卡,网线,集线器,中继器,调制解调器

数据链路层:网桥,交换机

网络层:路由器

网关工作在第四层传输层及其以上


二、部分层次结构介绍

第一层:物理层(PhysicalLayer)

  规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性,用以建立、维护和拆除物理链路连接。具体地讲,机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等;电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等;功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义,即定义了DTE和DCE之间各个线路的功能;过程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程,是指在物理连接的建立、维护、交换信息时,DTE和DCE双方在各电路上的动作系列。

       在这一层,数据的单位称为比特(bit)

       属于物理层定义的典型规范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。

物理层的主要功能:

1、为数据端设备提供传送数据的通路

      数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成.一次完整的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,终止物理连接.所谓激活,就是不管有多少物理媒体参与,都要在通信的两个数据终端设备间连接起来,形成一条通路. 

2、传输数据

     物理层要形成适合数据传输需要的实体,为数据传送服务.一是要保证数据能在其上正确通过,二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞.传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行,半双工或全双工,同步或异步传输的需要. 

3、完成物理层的一些管理工作.

物理层的主要设备:中继器、集线器。

产品代表:TP-LINK TL-HP8MU 集线器


第二层:数据链路层(DataLinkLayer)

  在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻结点之间的数据链路,通过差错控制提供数据帧(Frame)在信道上无差错的传输,并进行各电路上的动作系列。 

        数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

       在这一层,数据的单位称为帧(frame)

       数据链路层协议的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。 

       链路层的主要功能:链路层是为网络层提供数据传送服务的,这种服务要依靠本层具备的功能来实现。

链路层应具备如下功能:

a -- 链路连接的建立,拆除,分离; 

b -- 帧定界和帧同步

       链路层的数据传输单元是帧,协议不同,帧的长短和界面也有差别,但无论如何必须对帧进行定界。 

c -- 顺序控制

      指对帧的收发顺序的控制。 

d -- 差错检测和恢复

      还有链路标识,流量控制等等.差错检测多用方阵码校验和循环码校验来检测信道上数据的误码,而帧丢失等用序号检测.各种错误的恢复则常靠反馈重发技术来完成。

数据链路层主要设备:二层交换机、网桥

产品代表:D-Link DES-1024D


第三层:网络层(Network layer)

        在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路,也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点, 确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包,包中封装有网络层包头,其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。 

       其主要任务是:通过路由选择算法,为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。该层控制数据链路层与传输层之间的信息转发,建立、维持和终止网络的连接。具体地说,数据链路层的数据在这一层被转换为数据包,然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制,将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。

        如果你在谈论一个IP地址,那么你是在处理第3层的问题,这是“数据包”问题,而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分,此外还有一些路由协议和地址解析协议(ARP)有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能

       在这一层,数据的单位称为数据包(packet)

       网络层协议的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等。

网络层主要功能:

网络层为建立网络连接和为上层提供服务,应具备以下主要功能:

a -- 路由选择和中继 

b -- 激活,终止网络连接 

c -- 在一条数据链路上复用多条网络连接,多采取分时复用技术 

d -- 差错检测与恢复 

e -- 排序,流量控制 

f --  服务选择 

g -- 网络管理

网络层主要设备:路由器

产品代表:TP-LINK TL-R4148


       一般地,数据链路层是解决同一网络内节点之间的通信,而网络层主要解决不同子网间的通信。例如在广域网之间通信时,必然会遇到路由(即两节点间可能有多条路径)选择问题。 

       在实现网络层功能时,需要解决的主要问题如下:

a -- 寻址

       数据链路层中使用的物理地址(如MAC地址)仅解决网络内部的寻址问题。在不同子网之间通信时,为了识别和找到网络中的设备,每一子网中的设备都会被分配一个唯一的地址。由于各子网使用的物理技术可能不同,因此这个地址应当是逻辑地址(如IP地址)。

b -- 交换

     规定不同的信息交换方式。常见的交换技术有:线路交换技术和存储转发技术,后者又包括报文交换技术和分组交换技术。

c -- 路由算法

     当源节点和目的节点之间存在多条路径时,本层可以根据路由算法,通过网络为数据分组选择最佳路径,并将信息从最合适的路径由发送端传送到接收端。

d -- 连接服务

       与数据链路层流量控制不同的是,前者控制的是网络相邻节点间的流量,后者控制的是从源节点到目的节点间的流量。其目的在于防止阻塞,并进行差错检测。


顺便盗张图,感觉很不错

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