協(xié)議分層與OSI參考模型

協(xié)議的分層

OSI參考模型將通信協(xié)議中必要的功能分成了7層。通過這些分層，使得那些比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議更加簡單化。

在這一模型中，每個分層都接收由它下一層所提供的特定服務(wù)，并且負(fù)責(zé)為自己的上一層提供特定的服務(wù)。上下層之間進(jìn)行交互時所遵循的約定叫做“接口”。同一層之間的交互所遵循的約定叫做“協(xié)議”。

協(xié)議分層就如同計算機(jī)軟件中的模塊化開發(fā)。OSI參考模型的建議是比較理想化的。它希望實(shí)現(xiàn)從第一層到第七層的所有模塊，并將它們組合起來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。分層可以將每個分層獨(dú)立使用，即使系統(tǒng)中某些分層發(fā)生變化，也不會波及整個系統(tǒng)。因此，可以構(gòu)造一個擴(kuò)展性和靈活性都較強(qiáng)的系統(tǒng)。此外，通過分層能夠細(xì)分通信功能，更易于單獨(dú)實(shí)現(xiàn)每個分層的協(xié)議，并界定各個分層的具體責(zé)任和義務(wù)。這些都屬于分層的優(yōu)點(diǎn)。

而分層的劣勢，可能就在于過分模塊化、使處理變得更加沉重以及每個模塊都不得不實(shí)現(xiàn)相似的處理邏輯等問題。

理解協(xié)議的分層

關(guān)于協(xié)議的分層，我們再以A與C的對話為例簡單說明一下。在此，我們只考慮語言層和通信設(shè)備層這兩個分層的情況。

首先，以電話聊天為例，圖中上半部分中的A與C兩個人正在通過電話（通信設(shè)備）用漢語（語言協(xié)議）聊天。我們詳細(xì)分析一下這張圖。

表面上看A跟C是在用漢語直接對話，但實(shí)際上A與C都是在通過電話機(jī)的聽筒聽取聲音，都在對著麥克風(fēng)說話。想象一下如果有一個素未見過電話機(jī)的人見到這個場景會怎么想？恐怕他一定會以為A和C在跟電話機(jī)聊天吧。

其實(shí)在這個圖中，他們所用的語言協(xié)議作為麥克風(fēng)的音頻輸入，在通信設(shè)備層被轉(zhuǎn)換為電波信號傳送出去了。傳送到對方的電話機(jī)后，又被通信設(shè)備層轉(zhuǎn)換為音頻輸出，傳遞給了對方。因此，A與C其實(shí)是利用電話機(jī)之間通過音頻轉(zhuǎn)化聲音的接口實(shí)現(xiàn)了對話。

通常人們會覺得拿起電話與人通話，其實(shí)就好像是直接在跟對方對話，然而如果仔細(xì)分析，在整個過程中實(shí)際上是電話機(jī)在做中介，這是不可否認(rèn)的。如果A的電話機(jī)所傳出的電子信號并未能轉(zhuǎn)換成與C的電話機(jī)相同頻率的聲音，那會如何？這就如同A的電話機(jī)與C的電話機(jī)的協(xié)議互不相同。C聽到聲音后可能會覺得自己不是在跟A而是在跟其他人說話。頻率若是相去甚遠(yuǎn)，C更有可能會覺得自己聽到的不是漢語。

那么如果我們假定語言層相同而改變了通信設(shè)備層，情況會如何？例如，將電話機(jī)改為無線電。通信設(shè)備層如果改用無線電，那么就得學(xué)會使用無線電的方法。由于語言層仍然在使用漢語協(xié)議，因此使用者可以完全和以往打電話時一樣正常通話（上圖左下部分）。

那么，如果通信設(shè)備層使用電話機(jī)，而語言層改為英語的話情況又會如何？很顯然，電話機(jī)本身不會受限于使用者使用的語言。因此，這種情況與使用漢語通話時完全一樣，依然可以實(shí)現(xiàn)通話（上圖右下部分）。

OSI參考模型

OSI參考模型將這樣一個復(fù)雜的協(xié)議整理并分為了易于理解的7個分層。

許多通信協(xié)議，都對應(yīng)了OSI參考模型7個分層中的某層。通過這一點(diǎn)，可以大致了解該協(xié)議在整個通信功能中的位置和作用。

OSI參考模型中各個分層的作用

▼ 互連的網(wǎng)絡(luò)終端，如計算機(jī)等設(shè)備。

■ 應(yīng)用層

為應(yīng)用程序提供服務(wù)并規(guī)定應(yīng)用程序中通信相關(guān)的細(xì)節(jié)。包括文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程登錄（虛擬終端）等協(xié)議。

■ 表示層

將應(yīng)用處理的信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母袷?，或?qū)碜韵乱粚拥臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為上層能夠處理的格式。因此它主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

具體來說，就是將設(shè)備固有的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)傳輸格式。不同設(shè)備對同一比特流解釋的結(jié)果可能會不同。因此，使它們保持一致是這一層的主要作用。

■ 會話層

負(fù)責(zé)建立和斷開通信連接（數(shù)據(jù)流動的邏輯通路），以及數(shù)據(jù)的分割等數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的管理。

■ 傳輸層

起著可靠傳輸?shù)淖饔?。只在通信雙方節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行處理，而無需在路由器上處理。

■ 網(wǎng)絡(luò)層

將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥繕?biāo)地址。目標(biāo)地址可以是多個網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接而成的某一個地址。因此這一層主要負(fù)責(zé)尋址和路由選擇。

■ 數(shù)據(jù)鏈路層

負(fù)責(zé)物理層面上互連的、節(jié)點(diǎn)之間的通信傳輸。例如與1個以太網(wǎng)相連的2個節(jié)點(diǎn)之間的通信。

將0、1序列劃分為具有意義的數(shù)據(jù)幀傳送給對端（數(shù)據(jù)幀的生成與接收）。

■ 物理層

負(fù)責(zé)0、1比特流（0、1序列）與電壓的高低、光的閃滅之間的互換。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-541593.html

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