OSI/RM協(xié)議是由ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)制訂的，它的基本功能是：提供給開(kāi)發(fā)者一個(gè)必需的、通用的概念以便開(kāi)發(fā)完善、可以用來(lái)解釋連接不同系統(tǒng)的框架。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，OSI模型分七層，見(jiàn)圖1，用這些規(guī)定來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸。
圖1 OSI模型
1、物理層(Physical Layer)OSI模型的最底層或第一層。該層包括物理聯(lián)網(wǎng)媒介，如電纜連線連接器，主要是對(duì)物理連接方式、電氣特性、機(jī)械特性等做一些規(guī)定，制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這樣大家就可以按照相同的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)出通用的產(chǎn)品，很明顯直流24V與交流220V是無(wú)法對(duì)接的，因此就要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，大家都用直流24V吧，至于為什么采用24V呢？您就當(dāng)是爭(zhēng)執(zhí)各方妥協(xié)的結(jié)果吧。所以，這層標(biāo)準(zhǔn)解決的是數(shù)據(jù)傳輸所應(yīng)用的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。
物理層的協(xié)議產(chǎn)生并檢測(cè)電壓，以便發(fā)送和接收攜帶數(shù)據(jù)的信號(hào)。盡管物理層不提供糾錯(cuò)服務(wù)，但它能夠設(shè)定數(shù)據(jù)傳輸速率并監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出錯(cuò)率，網(wǎng)絡(luò)物理問(wèn)題，如電線斷開(kāi)，將影響物理層。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，但具體的物理媒體并不在0SI的7層之內(nèi)，有人把物理媒體當(dāng)做第0層，物理層的任務(wù)就是為它的上一層提供一個(gè)物理連接，以及它們的機(jī)械、電氣、功能和過(guò)程特性。如規(guī)定使用電纜和接頭的類(lèi)型、傳送信號(hào)的電壓等。在這一層，數(shù)據(jù)還沒(méi)有被組織，僅作為原始的位流或電氣電壓處理，請(qǐng)注意，我們所說(shuō)的通信僅僅指數(shù)字通信方式，因此，數(shù)據(jù)的單位是比特(位-bit)。
2、數(shù)據(jù)鏈路層(Datalink Layer)
OSI模型的第二層。它控制網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間的通信，解決的是所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性的問(wèn)題。
數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是如何在不可靠的物理線路上進(jìn)行數(shù)據(jù)的可靠傳遞。為了保證傳輸，從網(wǎng)絡(luò)層接收到的數(shù)據(jù)被分制成特定的可被物理層傳輸?shù)膸怯脕?lái)移動(dòng)數(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以及糾錯(cuò)和控制信息。其中的地址確定了幀將發(fā)送到何處，而糾錯(cuò)和控制信息則確保幀無(wú)差錯(cuò)到達(dá)。如果在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，接收點(diǎn)檢測(cè)到所傳數(shù)據(jù)中有差錯(cuò)，就要通知發(fā)送方重發(fā)這一幀。
數(shù)據(jù)鏈路層的功能獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)與它的節(jié)點(diǎn)和所采用的物理層類(lèi)型，它也不關(guān)心是否正在運(yùn)行Word、Excel或使用Internet。有一些連接設(shè)備，如交換機(jī)，由于它們要對(duì)幀解碼并使用幀信息將數(shù)據(jù)發(fā)送到正確的接收方，所以它們是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的。該層的作用包括物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)、重發(fā)等。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的代表包括SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等，這些協(xié)議規(guī)定了不同的檢驗(yàn)或容錯(cuò)規(guī)則，使數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確可靠。因此數(shù)據(jù)鏈路層具有檢驗(yàn)功能，它制訂了各種方法和數(shù)據(jù)分割手段，用以保障物理層和網(wǎng)絡(luò)層直接數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性。
如何保障數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程不出差錯(cuò)呢？
3、網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)
OSI模型的第三層。網(wǎng)絡(luò)層主要功能是將網(wǎng)絡(luò)地址翻譯成對(duì)應(yīng)的物理地址，并決定如何將數(shù)據(jù)從發(fā)送方路由到接收方，它解決的是尋址和優(yōu)化傳輸路徑問(wèn)題。
網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)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(fèi)來(lái)決定從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)A到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)B的最佳路徑。由于網(wǎng)絡(luò)層處理路由，而路由器不僅連接網(wǎng)絡(luò)各段，還智能指導(dǎo)數(shù)據(jù)傳送，屬于網(wǎng)絡(luò)層。在網(wǎng)絡(luò)中，“路由(router)”基于編址方案、使用模式以及可達(dá)性來(lái)指引數(shù)據(jù)的發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)在源機(jī)器和目標(biāo)機(jī)器之間建立它們所使用的路由。這一層本身沒(méi)有任何錯(cuò)誤檢測(cè)和修正機(jī)制，因此，網(wǎng)絡(luò)層必須依賴于端端之間的由DLL提供的可靠傳輸服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層用于本地LAN網(wǎng)段之上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建立通信，它之所以可以這樣做，是因?yàn)樗凶约旱穆酚傻刂方Y(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)與第二層機(jī)器地址是分開(kāi)的、獨(dú)立的，這種協(xié)議稱為路由或可路由協(xié)議。路由協(xié)議包括IP、Novell公司的IPX以及Apple Talk協(xié)議。
網(wǎng)絡(luò)層是可選的，它只用于當(dāng)兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處于不同的由路由器分割開(kāi)的網(wǎng)段這種情況，或者當(dāng)通信應(yīng)用要求某種網(wǎng)絡(luò)層或傳輸層提供的服務(wù)、特性或者能力時(shí)。例如，當(dāng)兩臺(tái)主機(jī)處于同一個(gè)LAN網(wǎng)段的直接相連這種情況，它們之間的通信只使用LAN的通信機(jī)制就可以了(即OSI參考模型的一二層)。
教你如何走捷徑，如何更快地到達(dá)目的地。
4、傳輸層(Transport Layer)
OSI模型中最重要的一層。傳輸協(xié)議同時(shí)進(jìn)行流量控制，或是根據(jù)接收方可以接收數(shù)據(jù)的快慢程度，規(guī)定適當(dāng)?shù)陌l(fā)送速率，解決的是傳輸效率和能力的問(wèn)題。
傳輸層按照網(wǎng)絡(luò)能處理的最大尺寸將較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行強(qiáng)制分割，例如，以太網(wǎng)無(wú)法接收大于1500字節(jié)的數(shù)據(jù)包。發(fā)送方節(jié)點(diǎn)的傳輸層將數(shù)據(jù)分割成較小的數(shù)據(jù)片，同時(shí)對(duì)每一數(shù)據(jù)片安排一序列號(hào)，以便數(shù)據(jù)到達(dá)接收方節(jié)點(diǎn)的傳輸層時(shí)能以正確的順序重組，該過(guò)程即被稱為排序。工作在傳輸層的二種服務(wù)是TCP/IP協(xié)議套中的TCP(傳輸控制協(xié)議)，另一項(xiàng)傳輸層服務(wù)是IPX/SPX協(xié)議集的SPX(序列包交換)。
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5、會(huì)話層(Session Layer)
會(huì)話層負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中的兩節(jié)點(diǎn)之間建立、維持和終止通信，在這一層協(xié)議中，可以解決節(jié)點(diǎn)連接的協(xié)調(diào)和管理問(wèn)題。
會(huì)話層的功能包括：建立通信鏈接，保持會(huì)話過(guò)程通信鏈接的暢通，同步兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)話，決定通信是否被中斷以及通信中斷時(shí)決定從何處重新發(fā)送。有人把會(huì)話層稱作網(wǎng)絡(luò)通信的“交通警察”。當(dāng)通過(guò)撥號(hào)向你的ISP(因特網(wǎng)服務(wù)提供商)請(qǐng)求連接到因特網(wǎng)時(shí)，ISP服務(wù)器上的會(huì)話層就會(huì)向你與你的PC客戶機(jī)上的會(huì)話層進(jìn)行協(xié)商連接，若你的電話線偶然從墻上插孔脫落時(shí)，你終端機(jī)上的會(huì)話層將檢測(cè)到連接中斷并重新發(fā)起連接。會(huì)話層通過(guò)決定節(jié)點(diǎn)通信的優(yōu)先級(jí)和通信時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)設(shè)置通信期限。
6、表示層 (Presentation Layer)
表示層是應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)之間的翻譯官。在表示層，數(shù)據(jù)將按照網(wǎng)絡(luò)能理解的方案進(jìn)行格式化，這種格式化也因?yàn)槭褂镁W(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型不同而不同。
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(duì)接收到的數(shù)據(jù)解密。除此之外，表示層協(xié)議還對(duì)圖片、視頻、文本等文件格式信息進(jìn)行解碼和編碼，解碼與編碼的目的是使數(shù)據(jù)量變小，例如MPEG和JPEG等。
7、應(yīng)用層(ApplicationLayer)
應(yīng)用層是負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用程序使用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就可以使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。術(shù)語(yǔ)“應(yīng)用層”并不是指運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)特別應(yīng)用程序，應(yīng)用層提供的服務(wù)包括文件傳輸、文件管理以及電子郵件的信息處理。
對(duì)于OSI模型的理解有一個(gè)比較恰當(dāng)?shù)谋扔?，我們還是應(yīng)用一個(gè)直觀的示例來(lái)解釋一下吧。有這樣一個(gè)原則，計(jì)算機(jī)的所有算法和功能都是在模仿人類(lèi)的管理經(jīng)驗(yàn)，因此它是對(duì)人類(lèi)管理經(jīng)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)和快速處理。比如我們公司和你們公司有業(yè)務(wù)聯(lián)系，我們的老板想要與你們的老板進(jìn)行溝通，要是我們個(gè)人之間可能打個(gè)電話或者發(fā)個(gè)E-mail就解決了，但是公司之間如果這樣做就顯得不正式，或者溝通不可靠，那怎么辦呢？就必須遵守管理流程，我們老板(應(yīng)用層Application Layer)可能會(huì)先寫(xiě)個(gè)意向性的文檔之類(lèi)的東西，說(shuō)明一下他的想法、目的，然后交給秘書(shū)或助理(表示層Presen-tation Layer)，助理把這份文檔變成公文形式，這樣顯得較為正式，也體現(xiàn)出大公司的管理水準(zhǔn)，然后他把這份公文轉(zhuǎn)交到下一層部門(mén)-事務(wù)部(會(huì)話層Session Layer)，事務(wù)部在處理各種公司事務(wù)的同時(shí)，按照優(yōu)先級(jí)規(guī)定，停下手中的工作，優(yōu)先把這份公文裝訂或者裝入信封，然后通過(guò)可靠的人員(傳輸層Transport Layer)送到郵局或快遞公司(網(wǎng)絡(luò)層Network Layer)，郵局或快遞公司的工作人員(數(shù)據(jù)鏈路層Datalink Layer)通過(guò)分揀工作，把公文按地址要求裝箱(物理層Physical Layer)，最后送到目的地，這個(gè)目的地也是一個(gè)郵局或快遞公司，然后再通過(guò)分揀一送達(dá)一整理一上交一閱讀，把我們公司的工作按相反的順序執(zhí)行一遍，你們老板就收到了我們老板的信函。
小貼士：看似簡(jiǎn)單的一件事，其實(shí)需要很多復(fù)雜的過(guò)程配合，需要遵守管理制度，這樣才能最可靠、最快速。
也許你可能會(huì)認(rèn)為這樣做不是更麻煩嗎？其實(shí)這樣的管理方法才能有效、安全、快速地把事情辦好，這就是管理的作用，而計(jì)算機(jī)運(yùn)用高速的處理能力去完成這樣的事情就顯得輕而易舉了，計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用確實(shí)提高了我們的管理水平和效率。當(dāng)然了，也不是毎個(gè)管理都包含所有過(guò)程的，它可以根據(jù)需要進(jìn)行優(yōu)化，現(xiàn)場(chǎng)總線就不是應(yīng)用全部0SI模型內(nèi)容的協(xié)議，比如FF總線僅僅由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)提交、處理等工作，實(shí)現(xiàn)各自的商業(yè)價(jià)值。隨后再昌暉儀表網(wǎng)介紹的FF總線、Profibus總線、HART協(xié)議、CAN總線都是基于OSI模型的。
