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OSI网络分层

理解osi网络分层

国际标准组织（ISO）制定了0SI模型。这个模型把网络通信的工作分为7层。1至

4层被认为是低层，这些层与数据移动密切相关。3至7层是高层，包含应用程序级的

数据。每一层负责一项具体的工作，然后把数据传送到下一层。

物理层（也即0SI模型中的第一层）在课堂上经常是被忽略的。它看起来似乎很简

单。但是，这一层的某些方面有时需要特别留意。物理层实际上就是布线、光纤、网

卡和其它用来把两台网络通信设备连接在一起的东西。其至一个信鸽也可以被认为是

一个1层设备（参见RFC1149）。网络故障的排除经常涉及到1层问题。我们不能忘

记用五类线在整个一层楼进行连接的传奇故事。山于办公室的椅子经常从电缆线上压

过，导致网络连接出现断断续续的情况。遗憾的是，这种故障是很常见的，而且排除

这种故障需要耗费很长时间。

笫2层是以太网等协议。请记住，我们要使这个问题简单一些。笫2层中最重要的

是你应该理解网桥是什么。交换机可以看成网桥，人们现在都这样称呼它。网桥都在2

层工作，仅关注以太网上的MAC地址。如果你在谈论有关MAC地址、交换机或者网

卡和驱动程序，你就是在第2层的范畴。集线器属于笫1层的领域，因为它们只是电

子设备，没有2层的知识。第2层的相关问题在本网络讲座中有自己的一部分，因此

现在先不详细讨论这个问题的细节。现在只需要知道第2层把数据帧转换成二进制位

供1层处理就可以了。

在往下讲之间，你应该回过头来重新阅读一下上面的内容，因为经验不足的网络管

理员经常混淆2层和3层的区别。

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)o有关路山的一切事情都在第3层处理。地址解析和路山是3层的重

要LI的。

第4层是处理信息的传输层。笫4层的数据单元也称作数据包(packets)。但是，当

你谈论TCP等具体的协议时乂有特殊的叫法，TCP的数据单元称为段(segments)而

UDP协议的数据单元称为“数据报(datagrams)w。这个层负责获取全部信息，因此，它

必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。理

解第4层的另一种方法是，笫4层提供端对端的通信管理。像TCP等一些协议非常善

于保证通信的可黑性。有些协议并不在乎一些数据包是否丢失，UDP协议就是一个主

要例子。

现在快要到7层了，我们很想知道第5层和第6层有些什么功能。可以说，它们都

是没有用的。

有一些应用程序和协议在5层和6层。但是，对于理解网络问题来说，谈论这些问

题没有任何益处。请大家注意，第7层是“一切”。7层也称作“应用层”，是专门用

于应用程序的。如果你的程序需要一种具体格式的数据，你可以发明一些你希望能够

把数据发送到EJ的地的格式，并且创建一个第7层协议。SMTP、DNS和FTP都是7

层协议。

学习0SI模型中最重要的事情是它实际代表什么意思。

假如你是一个网络上的操作系统。在1层和2层工作的网卡将通知你什么时候有数

据到达。驱动程序处理2层帧的出口，通过它你可以得到一个发亮和闪光的3层数据包

(希望是如此)。作为操作系统，你将调用一些常用的应用程序处理3层数据。如果这

个数据是从下面发上来的，你知道那是发给你的数据包，或者那是一个广播数据包(除

非你同时也是一个路由器，不过，暂时不用担心这个问题)。如果你决定保留这个数据

包，你将打开它，并且取岀4层数据包。如果它是TCP协议，这

个TCP子系统将被调用并打开这个数据包，然后把这个7层数据发送给在LI标端口等

待的应用程序。这个过程就结束了。

当要对网络上的其它计算机做出回应的时候，每一件事情都以相反的顺序发生。7

层应用程序将把数据发送给TCP协议的执行者。然后，TCP协议在这些数据中加入额

外的文件头。在这个方向上，数据每前进一步体积都要大一些。TCP协议在IP协议中

加入一个合法的TCP

字段。然后，IP协议把这个数据包交给以太网。以太