2.2 OSI参考模型(课件）-高二《计算机网络技术基础》同步教学（中国人民大学出版社）

OSI参考模型 2023/7/26 1 国际标准化组织（International Standard Organization，ISO）于1979年成立机构专门研究网络体系结构与网络协议的国际标准化问题，经过多年卓有成效的工作，提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架，即著名的开放系统互联参考模型（Open System Interconnection/Reference Model），简称为OSI。 OSI是个抽象的概念，并不是一个具体的网络。它将整个网络的功能划分成七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。最高层为应用层，面向用户提供网络应用服务。最低层为物理层，与通信介质相连实现真正的数据通信。两个用户的计算机通过网络进行通信时，除物理层之外，其余各对等层之间均不存在直接的通信关系，而是通过各对等层的协议来进行通信。只有两个物理层之间通过通信介质进行真正的数据通信。 OSI 2023/7/26 2 2023/7/26 3 它是一种将异构系统互联的分层结构，提供了控制互联系统交互规则的标准框架，定义了一种抽象结构，而并非具体实现的描述； 不同系统上的相同层的实体称为同层实体，同层实体之间的通信由该层的协议管理； 相邻层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务； 所提供的公共服务是面向连接的或无连接的数据服务； 直接的数据传送仅在最低层实现； 每层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其他层； OSI参考模型的主要特性 2023/7/26 4 物理层是OSI参考模型的最低层。 物理层的主要任务就是透明地、无差错地传送二进制比特流，但是物理层并不关心比特流的实际意义和结构。 在物理层中的数据是以“bit”为单位的，其数据又称为比特流。 物理层（Physical Layer） 2023/7/26 5 物理层定义网络硬件的特性，包括使用的传输介质以及与传输介质连接的接头等部件的物理特性。 机械特性。规定所用接线器的形状、几何尺寸、引线数目、排列方式等。 电气持性。规定了与信号线的连接方式相关的电气参数。主要内容包括信号“0”或“1”的电平范围、阻抗匹配、传输距离的限制等。 功能特性。描述了某条连线上的某种电平所表示的含义。按功能可将接口信号线分为数据信号线、控制信号线、定时信号线、接地线和次信道信号线5种。 规程特性。规程特性规定了使用接口线实现数据传输时的控制过程和步骤。不同的接口标准，其规程特性也不同。 物理层（Physical Layer） 2023/7/26 6 与物理层有关的网络互联设备有： 集线器、中继器，其作用是为电子信号进行接收、放大，并重传； 传输介质连接器，其作用是向传输介质互联的设备提供机械接口； 调制解调器，其作用是完成数字信号与模拟信号之间的转换。 物理层（Physical Layer） 2023/7/26 7 数据链路层位于物理层与网络层之间。 数据链路层的主要功能是实现节点与节点之间的连接。 它利用物理层所建立的物理连接形成相邻节点之间的数据链路，将具有一定意义和结构的信息正确地在实体之间进行传输，同时为其上面的网络层提供有效的服务。 数据链路层的数据单位是帧。 数据链路层（Data Link Layer） 2023/7/26 8 链路管理 数据链路的建立、维持和释放就叫做链路管理。 帧同步 数据帧被封装在物理层的比特流中传送。帧同步是指接收方应当能从收到的比特流中正确地区分出一帧的开始和结束在什么地方。 流量控制 发送方发送的数据必须使接收方来得及接收，当接收方来不及接收时，就必须控制发送方发送数据的速率。 差错控制 差错控制技术要使接收端能够发现传输错误，并能纠正传输错误。数据链路层实体将对帧的传输过程进行检查，发现差错可以用重传方式解决。 寻址 在多点连接的情况下，要保证每一帧能传送到正确的目的地址。 数据链路层基本功能 2023/7/26 9 在数据链路层所涉及到的地址是物理地址，即MAC地址。 为了区分网络中的不同设备，OSI要求每个连接于网络的设备必须拥有一个物理设备地址。由于物理设备地址属于数据链路层中的MAC子层（参见IEEE 802局域网模型）的功能要求，故而常把网络设备的物理设备地址称为MAC地址。 在通常所使用网络设备中，如路由器、交换机、集线器和网卡等均在出厂前，拥有一个MAC地址。 世界上所有网络设备的物理设备地址都是不同的。因为所有设备所使用的MAC地址均要得到国际标准化组织的批准，从而才能保证所有厂家的设备都具有不一样的物理地址，因此，在计算机网络设备的安装与调试中，不需要设置物理地址，也无法改变其物理地址。 MAC地址一般由12位十六进制数（二进制48位数）组成。如某网卡的地址是8E178F889922，其中前6位是