參考模型

網路術語中的參考模型指的是OSI參考模型，由ISO（國際標準化組織）制定的一套普遍適用的規範集合，以使得全球範圍的計算機平台可進行開放式通信。

ISO創建了一個有助於開發和理解計算機的通信模型，即開放系統互聯OSI參考模型。OSI參考模型將網路結構劃分為七層：即物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和套用層。

基本介紹

• 中文名：參考模型
• 外文名：reference model
• 定    義：計算機的通信參考模型

參考模型的概念

網路術語中的參考模型指的是OSI參考模型，由ISO（國際標準化組織）制定的一套普遍適用的規範集合，以使得全球範圍的計算機平台可進行開放式通信。

ISO創建了一個有助於開發和理解計算機的通信模型，即開放系統互聯OSI參考模型。OSI參考模型將網路結構劃分為七層：即物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和套用層。每一層均有自己的一套功能集，並與緊鄰的上層和下層互動作用。在頂層，套用層與用戶使用的軟體進行互動。在OSI參考模型的底端是攜帶信號的網路電纜和連線器。總的說來，在頂端與底端之間的每一層均能確保數據以一種可讀、無錯、排序正確的格式被傳送。OSI參考模型是對發生在網路中兩節點之間過程的理論化描述。

參考模型的構成

物理層

物理層是OSI參考模型的最低層或第一層，該層包括物理聯網媒介，如電纜連線連線器。物理層的協定產生並檢測電壓以便傳送和接收攜帶數據的信號。在你的桌面PC上插入網路接口卡，你就建立了計算機連網的基礎。換言之，你提供了一個物理層。儘管物理層不提供糾錯服務，但它能夠設定數據傳輸速率並檢測數據出錯率。網路物理問題，如電線斷開，將影響物理層。同樣地，如果你沒有將網路接口卡在計算機的電路板中插得足夠深，計算機也將在物理層出現網路問題。

IEEE已制定物理層協定的標準，特別IEEE802規定了乙太網和令牌環網應如何處理數據。術語“第一層協定”和“物理層協定”，均是指描述電信號如何被放大及通過電線傳輸的標準。

數據鏈路層

數據鏈路層是OSI參考模型的第二層，它控制網路層與物理層之間的通信。它的主要功能是將從網路層接收到的數據分割成特定的可被物理層傳輸的幀。幀是用來移動數據的結構包，它不僅包括原始數據，或稱“有效荷載”，還包括傳送方和接收方的網路地址以及糾錯和控制信息。其中的地址確定了幀將傳送到何處，而糾錯和控制信息則確保幀無差錯到達。

數據鏈路層的功能獨立於網路和它的節點和所採用的物理層類型，由於它們要對幀解碼並使用幀信息將數據傳送到正確的接收方，所以它們是工作在數據鏈路層的。

網路層

網路層，即OSI參考模型的第三層，其主要功能是將網路地址翻譯成對應的物理地址，並決定如何將數據從傳送方路由到接收方。網路層通過綜合考慮傳送優先權、網路擁塞程度、服務質量以及可選路由的花費來決定從一個網路中節點A到另一個網路中節點B的最佳路徑。

由於網路層處理路由，而路由器因為即連線網路各段，並智慧型指導數據傳送，屬於網路層。在網路中，“路由”是基於編址方案、使用模式以及可達性來指導數據的傳送。網路層協定還能補償數據傳送、傳輸以及接受的設備能力的不平衡性。為完成這一任務，網路層對數據包進行分段和重組。分段即是指當數據從一個能處理較大數據單元的網路段傳送到位能處理較小數據單元的網路段是，網路層減小數據單元的大小的過程。

傳輸層

傳輸層主要負責確保數據可靠、順序、無錯地從A點到傳輸到B點。因為如果沒有傳輸層，數據將不能接受發給驗證或解釋，所以，傳輸層常被認為是OSI參考模型中最重要的一層。傳輸協定同時進行流量控制或是基於接收方可接受數據的快慢程度規定適當的傳送速率。

除此之外，傳輸層按照網路能處理的最大尺寸將較長的數據包進行強制分割，例如，乙太網無法接受1500位元組的數據包。傳送方節點的傳輸層將數據分割成較小的數據片，同時對每一數據片安排一系列好，以便數據到達接收方節點的傳輸層時，能以正確的順序重組。該過程即被稱為排序。

會話層

會話層負責在網路中的兩節點之間建立和維持通信。術語“會話”指在兩個實體之間建立數據交換的連線；常用於表示終端與主機之間的通信。所謂終端時指將幾乎不具有自己的處理能力或硬碟容量，而只依靠主機提供應用程式和數據處理服務的一點之間的對話，決定通信是否被中斷以及通信中斷時決定從何處重新傳送。

表示層

表示層如同應用程式和網路之間的翻譯官，在表示層，數據將按照網路能理解的方案進行格式化；這種格式化也因所使用網路的類型不同而不同。表示層管理數據的解密與加密，表示層協定還對圖片和檔案格式信息進行解碼和編碼。

套用層

OSI參考模型的頂端也即第七層是套用層。套用層負責對軟體提供接口以使程式能適應網路服務。術語“套用層”並不是指運行在網路上的某個特別應用程式。套用層提供的服務包括檔案傳輸、檔案管理以及電子郵件的信息處理。

參考模型的套用

兩個系統之間的通信

可以從服務中的郵件查找的示範過程來跟蹤OSI參考模型各層功能。一旦你登錄到網路，打開郵件程式，就可以選擇接受郵件。此時，套用層將識別你的選擇，並提出一個從遠程節點獲取數據的請求包、套用層將該請求傳遞到表示層。表示層首先判定是否以及如何格式化或加密來自套用層的數據請求。此後，它將加入所需的轉換和代碼以實現格式化，並將請求傳遞到會話層。

會話層接收到已格式化的請求，賦給它一個數據標記符。該標記符是向網路的其餘部分指示你有許可權傳輸數據的一種專用控制幀。會話層將數據傳遞到傳輸層。在傳輸層，你的數據以及到目前為止所累積的控制信息將被分割成可管理的數據塊，以準備在數據鏈路層打包成幀。如果數據太大，不能放在一個幀里，傳輸層再將它分割成更小的塊，同時對每一數據塊安排一個序列標識。此後，該層將數據決逐個傳遞到網路層。

網路層對來自傳輸層的數據增加地址信息，以便下一層能知道數據的源地址與目的地址。此後，網路層將帶有地址信息的數據塊傳遞到數據鏈路層。在數據鏈路層，數據塊被打包成單個幀。正如已了解到的，幀是用於傳送小塊數據的一種結構化格式。由於每個幀有內部的錯誤校驗功能，使用幀將減少網路中數據丟失與錯誤的機率。幀所使用的錯誤檢驗算法被稱為FCS（幀校驗序列），它由數據鏈路層插入到幀的尾部。

層間編址

數據鏈路層地址是與網路硬體相關聯的固定序列號，通常出工廠之前即被確定，這些地址在通過位於數據鏈路層中的MAC（介質訪問控制）子層後被稱為MAC地址，並被附加到數據幀的目標物理地址之上。駐留在OSI參考模型網路層的網路層地址由於所包含的數據子集能逐漸縮小地址範圍，因而採取一種分級編址方案，並且該地址可通過作業系統軟體指定。