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計算機網絡是一件複雜的事情。開發和部署網絡涉及許多活動部分。此外,你有一層又一層的抽象,這使得一些較難的功能對於專業人士和普通人來說都更容易完成。一段時間以來,OSI 模型一直是傳統計算機網絡的基礎。

OSI 模型是如何工作的?它依賴於一系列作為連續步驟的層,從獲取網絡中使用的最小數據基本單元,並將其從物理硬件一路發送到您的網絡瀏覽器。讓我們看看 OSI 模型是什麼、組成它的層以及您每天如何與它交互。

什麼是 OSI 模型?

開放系統相互通信,或 OSI,模型起源於互聯網革命之前。 OSI 模型由法國軟件工程師 Hubert Zimmermann 於 1978 年開發,是所有網絡原理共享的通用語言。國際標準組織將該模型標準化為 IOS/IEC 7498-1。

在引入之前,不同供應商的設備之間沒有固定的通信方式。網絡本身還處於起步階段,但 OSI 模型為來自不同供應商的產品設計和接口連接提供了一種方法和藍圖。該標準的製定至今仍在大量使用,並作為所有現代網絡的骨幹。無論您是為大型公司設計網絡的專業人士還是享受流媒體,您都在參與 OSI 模型。

模型本身有七個不同的層,每個層都有自己獨特的功能。此外,這些層中的每一層都通過稱為封裝的過程在彼此之間傳遞數據。這從傳輸中獲取原始數據,並將其與有關應如何路由、它將去往哪個客戶端以及最終哪個應用程序正在接收它的相關信息打包。

全球互聯網連接概念的 3D 渲染,顯示計算機網絡。軟件工程師 Hubert Zimmermann 的 OSI 模型使互聯網成為可能。

OSI 模型七層概述

OSI 模型是自上而下的連接層組織,它的編號就像倒數一樣。

Layer NumberLayer NameLayer Function7ApplicationPresents transmissions to end user6PresentationEncodes and decodes transmissions 5SessionEstablishes a connection for transmission4TransportTakes a transmission and break it into smaller chunks for 可靠傳輸3NetworkBreaks data sent from a physical device2Data-LinkAllows for communication between multiple networks1PhysicalHandles the transmission來自實際物理組件的數據

了解 OSI 模型的信號流對於了解它如何在其端點之間直接傳輸數據至關重要。從一個網絡發送到另一個網絡的所有數據,例如您的筆記本電腦訪問網站,在您的瀏覽器中呈現之前都會通過所有七層。這同樣適用於您將看到的每一個網絡交易,從不起眼的 ping 測試到流式傳輸 4K 媒體。

OSI 模型第 7 層:應用層

這是最常見的 layer 一般人會與之交互。應用層是數據傳輸的最終目標。在這裡,數據最終將不可避免地服務於一些裸機進程未暴露的抽象應用程序。應用層沒有特定的協議數據單元或 PDU。相反,來自前幾層的完全封裝形式在這裡結束。

OSI Model Layer 6: The Presentation Layer

Presentation Layer 是一個中間點,它沒有打開不同設備之間的通信方法。相反,該層將接收到的數據打包傳輸給應用層。這是一種雙向傳輸方法,編碼或加密和解碼或解密發生。數據傳輸過程中的每一筆交易都必須打包和解包。這一層沒有專門的 PDU。

OSI模型第5層:會話層

設備間通信需要建立會話,這就是會話層發揮作用的地方。這與第 4 層緊密結合,為每個連接的用戶創建一個獨特的會話。該層為每個用戶提供唯一的 ID,允許管理員對每筆交易進行更全面的核算。會話必須在收到數據後立即打開和關閉,因此這一層有相當繁重的工作要處理。會話層上沒有可用的個人數據單元。

OSI 模型第 4 層:傳輸層

這是現代網絡的絕對支柱。第 4 層執行 TCP 和 UDP 協議。該層通過將傳輸分解為更小的塊或段來發揮作用。這些段允許更快的傳輸。這些單獨的段中的每一個也有一個叫做標題的東西。這些標頭告訴接收者段的路由路徑。段能夠進行錯誤控制,避免在第 5 層建立錯誤的會話。

OSI 模型第 3 層:網絡層

網絡層分解傳輸並在接收時重新組裝它們。第 4 層進一步幫助了這一點。相反,第 3 層直接處理網絡硬件,而不是路由的軟件端。您可以將網絡層視為傳輸層的裸機副本,就像直接處理路由器、交換機和其他硬件一樣。如果您從事網絡行業,就會知道第 3 層和第 2 層是在任何環境中建立正確路由網絡的關鍵所在。第 3 層的 PDU 是數據包。

OSI 模型第 2 層:數據鏈路層

本地設備及其通信是數據鏈路層的領域。然而,這並不像看起來那麼模糊,尤其是考慮到您的路由器、調製解調器和計算機是如何駐留在同一局域網中的所有不同設備時。該層接收在第 1 層接收到的原始數據傳輸並將其分解為幀。此外,這些幀有助於這一層的特殊功能,即流量控制。局域網使用數據鏈路層來更好地控制數據流,最大限度地降低網絡上數據衝突的風險。

OSI 模型第 1 層:物理層

物理層直接與網絡上的實際物理硬件相關。例如,網絡接口卡、路由器、電纜、調製解調器等都由物理層處理。封裝的數據在此處轉換為位,因為數據流在進入該層時處於原始狀態。物理層的原始數據流通常在不同設備之間被理解。同時,後續層及其封裝會將它們路由到正確的目的地。

總結

OSI 模型使網絡成為可能。此外,如果沒有此模型建立的標準​​,現代計算和設備間通信將依賴於使用供應商特定的硬件。多虧了 OSI 模型,用戶可以為自己的網絡選擇大量的選項,甚至不同的設備(如 Linux 和 Windows 客戶端)也可以有效地通信。簡而言之,網絡是一種與平台無關的通信方式,擁有開放和定義的標準可以讓現代世界繼續運轉。

OSI 模型是複雜問題的優雅解決方案,其明確定義和構造的層消除了設計網絡時的大部分猜測。因此,即使您無意以網絡工程師的身份加入工作隊伍,您仍然可以從任何日常設備的標準中受益。例如,即使您只是無所事事地瀏覽網頁、觀看 Hulu 或玩《使命召喚》,您也是在直接使用 OSI 模型並與之交互。

OSI 模型有哪些層,它是如何工作的? FAQs(常見問題)

OSI 模型重要嗎?

是的,它解釋了所有現代網絡通信。自首次亮相以來,它一直是所有設備相互通信的一種方式。

我是否使用 OSI 模型?

如果您擁有可以訪問互聯網或任何其他網絡的技術,那麼是的,您正在使用 OSI 模型與這些設備進行通信。

是否所有網絡設備都遵守 OSI 模型?

自 1984 年成立以來開發的每項網絡技術都遵循基於 OSI 模型開發的標準和協議。

哪一層是最重要的層OSI 模型的一部分?

所有層都同等重要,因為每一層都相互通信以向設備發送數據或從設備發送數據。

什麼OSI 模型是否成為可能?

如果設備之間沒有一套明確的標準,現代互聯網就不會存在。仔細想想,其他製造商設計的每個設備都可以很好地使用自己的一套協議進行通信。多虧了 OSI 模型,它們才能遵守允許不同設備(例如 Apple 計算機和 Netgear 路由器)之間進行通信的標準。

By Maisy Hall

我是一名自由作家。 我也是素食主義者和環保主義者。 每當我有時間時,我都會專注於冥想。