科普課堂 | OSI模型，你真的了解嗎？
發(fā)布時間: 2024-10-18
網(wǎng)絡通信是現(xiàn)代信息技術的基石，它使得人們可以在不同的地理位置之間快速、高效的傳遞信息，為了實現(xiàn)這一目標，需要一種標準的框架來描述網(wǎng)絡通信的過程。因此OSI七層網(wǎng)絡模型誕生了。
簡單介紹-什么是OSI七層通信模型？
OSI七層通信模型（學名叫Open System Interconnection，意為開放互聯(lián)系統(tǒng)），也有很多人會寫成IOS七層或者ISO七層，這里大家可以寫個筆記，ISO指的是國際標準化組織（International Organization for Standardization）。
沒錯，就是搞ISO9001的那個組織。這個ISO組織，制定了一個OSI七層通信模型，用于規(guī)范國際通信標準。
需要注意，這個OSI七層模型是所有通信方式通用的，并不單純是針對以太網(wǎng)的。
這個OSI七層是許多非本通信專業(yè)同學在學習或理解TCP/IP過程中的一個噩夢，也是很多人止步于TCP/IP的一個大障礙，因為太抽象，看不見也摸不著，在沒有輔助手段的情況下，只能靠想象力去理解，總之理解難度不亞于正常人理解大悲咒。
我們可以想一個簡單的邏輯，比如你在電腦上用微信給你的朋友發(fā)了一條消息，你通過鍵盤打字做輸入后，經(jīng)過某些處理，最終這些消息在物理上一定會從你電腦的網(wǎng)卡出去，然后再從你家寬帶貓發(fā)出去，然后再經(jīng)過運營商的網(wǎng)絡輾轉到你朋友所處的移動基站，以電磁波形式發(fā)送到你朋友的手機，然后再經(jīng)過某些處理，在他的手機上顯示出這些消息。
你只能看到你發(fā)出去和接收到的消息，中間怎么層層處理的，你并不會去關心，也用不著你去關心，因為你是最高級的用戶，只需要關心應用就可以了，這就是應用層。
舉例說明-OSI模型是如何分層工作的？
舉個形象點的例子。
李云龍有事要詢問楚云飛，于是讓趙政委幫忙寫了封信。李云龍叫來了和尚，和尚把信裝進公文包，然后騎上馬到國軍楚團長防區(qū)。楚團長拆開信，看完內容后馬上回信一封，交與和尚，和尚上馬回營，將回信交與李云龍，云龍兄看完信后大喜。
上面這個例子中，我們可以理一下這個關系，你就會知道這個模型，還是出自于人類的常規(guī)認知。
| 應用層 | 李云龍的想法 |
| 表示層 | 政委幫忙寫成信 |
| 會話層 | 告訴和尚要送給楚云飛 |
| 傳輸層 | 要求面呈楚云飛 |
| 網(wǎng)絡層 | 和尚要清楚楚云飛的團部地址 |
| 數(shù)據(jù)鏈路層 | 和尚要知道哪條路可以走 |
| 物理層 | 用騎馬的方式去 |
那么楚云飛回信的過程，跟上面這個過程也一樣，不過有個小區(qū)別就是，楚團長是個文化人，應用層和表示層應該就自己一個人干了。
那么在網(wǎng)絡通信中，這七層也肯定是有明確的界定的，比李云龍發(fā)信稍微復雜一點，但也復雜不到哪里去，如下表：
| 應用層 | 你要發(fā)的消息，如文字、圖片、視頻等 |
| 表示層 | 消息轉換成數(shù)據(jù)格式、加密、壓縮等 |
| 會話層 | 建立應用程序的會話，以windows操作系統(tǒng)為例，可以同時存在多個進程聯(lián)網(wǎng)，但使用的都是同一個網(wǎng)卡來聯(lián)網(wǎng)。這里就需要以會話ID的形式來區(qū)分各種網(wǎng)絡連接。 |
| 傳輸層 | 傳輸方式，使用UDP還是TCP，并確定了哪個會話使用哪個端口號（理論上有65535個端口可用） |
| 網(wǎng)絡層 | 自己的IP地址，對方的IP地址 |
| 數(shù)據(jù)鏈路層 | 自己的MAC地址，下一跳的MAC地址（決定了這條報文要走的路徑） |
| 物理層 | 網(wǎng)卡、網(wǎng)線、交換機、路由器等物理設備 |
看到了吧，其實你只要理解了李云龍的收發(fā)信過程，上面這個網(wǎng)絡七層基本上就可以看得明白了。
網(wǎng)絡通信中OSI模型有哪些實際應用？
在網(wǎng)絡通信中，OSI模型扮演著至關重要的角色，它不僅提供了標準化和規(guī)范化的網(wǎng)絡通信的基本框架，確保不同設備之間的互操作性和兼容性。還為網(wǎng)絡設計、故障排除和優(yōu)化等方面提供了指導。
網(wǎng)絡故障排除中的作用：在網(wǎng)絡運行過程中，故障排除是一項至關重要的工作。OSI模型提供了一個清晰的分層結構，有助于快速定位和解決網(wǎng)絡故障。通過逐層檢查，可以縮小故障范圍，快速定位問題所在。例如，當網(wǎng)絡通信出現(xiàn)問題時，通過分析傳輸層協(xié)議是否正常工作，可以判斷是物理層的連接問題還是應用層協(xié)議的錯誤，從而有針對性地進行修復。
網(wǎng)絡設計和優(yōu)化中的應用：在網(wǎng)絡設計階段，OSI模型為工程師提供了一個通用的設計框架，有助于規(guī)劃網(wǎng)絡結構、選擇合適的協(xié)議以及優(yōu)化網(wǎng)絡性能。通過按照OSI模型的七層結構設計網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)模塊化、標準化的網(wǎng)絡架構，便于管理和維護。
OSI模型作為網(wǎng)絡通信的基礎框架，對于促進網(wǎng)絡技術的發(fā)展和標準化起著重要作用。隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，OSI模型也在不斷演進，如云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術的出現(xiàn)，對OSI模型提出了新的挑戰(zhàn)和需求。未來，OSI模型將會繼續(xù)發(fā)揮著重要的作用，通過OSI模型的標準化和規(guī)范化，實現(xiàn)高效、可靠的網(wǎng)絡通信之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制，?推動網(wǎng)絡通信技術不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
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