学习OSI七层模型的架构思想

OSI模型简介

OSI七层模型(ISO/IEC 7498-1)

  • 开放式系统互联模型 (Open System Interconnection Model)
  • 世界范围内的网络标准概念模型
  • OSI的努力让互联网协议逐渐走向标准化

分七层:

应用层(Application Layer)

提供高级API

  • 定义了网络主机提供的方法和接口(业务协议、高级协议等)
  • 往往直接对应用户行为
  • 例如:HTTP、FTP、SMTP等

展示层(Presentation Layer)

也被称作语法层(Syntax Layer)

  • 将Application Layer 中的数据转化为传输格式,保留语义(如:序列化、加密解密、字符串编码解码等)
  • 确保数据发送取出后可以被接受者理解

会话层(Session Layer)

  • 提供管理会话的方法(Open/Close/ReOpen/检查状态等)
  • 提供对底层链接断断续续的隐藏;甚至对多种底层流的隐藏(提供数据同步点)

传输层(Transport Layer)

提供主机到主机(host-to-host)的数据通信能力

  • 建立连接保证数据封包发送、接收到的顺序一致
  • 提供可靠性(发送者知道数据有没有被完整送达)
  • 提供流控制(发送者和接收者同步速率)
  • 提供多路复用(【多工】,Multiplexing,多种信号复用一个信道)

网络层(Network Layer)

提供数据在逻辑单元(例如IP地址)之间的传递能力

  • 路由:决定数据的下一站在哪里
  • 寻址:为数据封包增加头信息(地址等)

数据链路层(Data Link Layer)

提供数据在设备和设备间的传输能力

  • 流控制:发送者接收者之间同步数据收发速度和数据量
  • 错误控制:检测数据有没有出错,并重发出错的数据

物理层(Physical Layer)

定义底层一个个位(bit)的数据如何变成物理信号

  • 将数据链路层发生的数据传递行为转化成为物理设备识别的信号
  • 封装了大量底层物理设备的能力

应用思考

story - 当Tom向Jerry发微信时

  • Tom提交的输入被微信存储成某种内部协议格式 --- 应用层
  • 数据被转换成为传输用的格式 (如加密、压缩等) --- 表示层
  • 微信客户端建立到服务器的连接 (也可能之前就建立好了) --- 会话层
  • 微信客户端向服务器传输数据 --- 传输层
  • 一个个数据封包从主机传输到服务器 --- 网络层
  • 数据帧在一个个设备之间传输 --- 数据链路层
  • 数据最终以光电信号形式在物理设备间传输 --- 物理层

OSI分层架构

分层架构(数据视角)

  • 把应用分层N层,每层都会承担自己的职责,这样的好处都是可以健康的发展,只需要关注每层之间的协议是怎么样的
  • 替换其中一层不影响其他层的工作,不需要重构整个应用
  • 设计要点
    • 是否有必要、可独立工作、可被替换
    • 层的颗粒度
    • 数据的可追溯性

总结

  • OSI是概念模型,同时也是标准
  • 分层是最常见的架构手段

本文是学习计算机网络的一些分层架构思想做的笔记,持续更新,希望大家多多关注。

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文章标题:学习OSI七层模型的架构思想
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