產業技術
什麼是網路七層 OSI 標準模型?
OSI 標準模型
制定
網際網路發展的年代, 各種網路架構紛紛被提出, 形成產業規格競爭. 在該時期, 不同網路架構之間的溝通, 是一個急需解決的問題. 為了解決跨網路架構之間的互連, 國際標準化組織 ISO 提出了一個網路互連的標準, 名為開放系統互連參考模型 Open System Interconnect Reference Model, 簡稱 OSI 模型 (OSI/RM). OSI 並未定義如何實現網路架構, 而是提供產業規範制定時所參考的框架. 目標是,
- 易於討論及學習通信協議的規範
- 將各功能層別標準模組化, 並定義層別之間的相互關聯
- 降低複雜度, 提升商品化的速度
- 不限定網路架構種類, 協調跨網路架構的溝通
分層原則
ISO 為了推廣網路的普及, 提出了 OSI 的七個分層架構. 各個層別擔當不同的功能. 分層的原則是,
- 每一個網路節點都具備同樣的層級
- 不同的網路節點的同層級具有同樣的功能, 並以相同的協議通信
- 一個網路節點中的相鄰分層可相互通信
- 各分層向上層提供服務, 並使用下層的服務
七層定義
| 層別 | 名稱 | 功能 |
|---|---|---|
| Layer 7 | Application 應用層 | 應用程式之間交換資料 |
| Layer 6 | Presentation 表現層 | 資料格式的表現, 轉換, 壓縮與加密 |
| Layer 5 | Session 工作層 | 工作內容的建立, 同步, 控制及結束 |
| Layer 4 | Transport 傳輸層 | 確保資料傳輸的品質及可靠性 |
| Layer 3 | Network 網路層 | 網路傳輸路由的設定 |
| Layer 2 | Data Link 資料鏈結層 | 資料切割與控制以適應傳輸介質 |
| Layer 1 | Physical 實體層 | 定義信號格式, 連接介面與傳輸介質 |
Application 應用層
與使用者進行直接的溝通, 例如網頁瀏覽器, E-mail 皆仰賴此層啟動通訊. 應用層並不代表使用者的應用軟體, 而是為應用軟體負責通訊協定與資料的操作, 使軟體得以呈現具意義的資料給使用者. 通訊協定的代表有 Telnet, FTP, HTTP, SNMP 等.
Presentation 表現層
準備資料給應用程式使用. 負責資料格式的轉譯, 加密與解密, 壓縮與解壓縮. 使資料回復為未加密壓縮狀態, 應用程式可讀取使用. 另一方向, 經過加密壓縮的資料, 降低傳輸資料量, 提升了資料傳輸效率.
Session 工作層
開啟與關閉兩個網路節點間的通訊. 開啟與關閉之間的時間稱為工作. 工作層確保開啟足夠的資料交換時間後關閉工作, 避免資源浪費. 工作層也建立同步資料傳輸, 並於其中建立多個檢查點. 若是某個檢查點之後未能成功完成傳輸, 則會自前一個檢查點之後重新傳輸, 不須讓整個傳輸重頭開始.
Transport 傳輸層
將工作層資料轉換為區段 Segment, 同時負責網路之間流量控制以及錯誤控制. 流量控制用以擔保緩慢的信號接收端不至於被快速的信號發送端淹沒. 錯誤控制用以擔保接收信號的完整性, 信號有缺失錯誤的狀況下, 請求重新傳輸. 通訊協定的代表有 TCP, UDP, SPX 等.
Network 網路層
將傳輸層的 Segment 與小單位封包 Packet 之間進行分割及組合. 並為 Packet 找尋抵達目的地的最佳路由判斷. 通訊協定的代表有 IP, IPX, OSPF 等.
Data Link 資料鏈結層
將網路層的 Packet 與更小單位訊框 Frame 之間進行分割及組合並負責網路內的流量控制以及錯誤控制.
Physical 實體層
資料進一步轉換為 bit stream, 一連串的 0 與 1 字串. 並轉換為傳輸介質所能傳輸的信號格式. 以光纖通信為例, 本層定義了傳輸的保證距離, 光纖的型態, 光發射端與光接收端的物理規格, 估算鏈結的光功率預算及預留餘裕.
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