OSI七层参考模型简述

20世纪六七十年代,出现了第二代计算机网络。它的主要特点是分散管理,多个主机互联成系统,可以实现计算机与计算机之间的通信,而不仅仅是主机与终端之间的通信。这有点类似于若干个第一代计算机网络的组合。第二代计算机网络以实现更大范围内的资源共享为目的,这一阶段最为令人瞩目的成果即是ARPANet。

不同的网络体系结构是无法互连的,所以不同厂家的设备无法达到互连,即使是同一家产品在不同时期也是无法达到互连的,这样就阻碍了大范围网络的发展。后来,为了实现网络大范围的发展和不同厂家设备的互连,1977年国际标准化组织ISO(International Organization for Standardization,ISO)提出一个标准框架——OSI(Open System Interconnection/ Reference Model,开放系统互连参考模型)共七层。

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在1946年,世界上第一台数字计算机问世,但当时计算机的数量非常少,且非常昂贵。而通信线路和通信设备的价格相对便宜,当时很多人都很想去使用主机中的资源,共享主机资源和进行信息的采集及综合处理就显得特别重要了。1954年,联机终端是一种主要的系统结构形式,这种以单主机互联系统为中心的互联系统,即主机面向终端系统诞生了。

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1.第一代计算机网络

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这一时期,公用数据网技术也得到迅速发展。由于计算机网络又分为资源子网和通信子网,分散的通信子网的建设造价高昂,并且利用率较低,重复建设浪费很大,公用数据网的出现解决了这一问题。

ARPANET

20世纪80年代初,在OSI参考模型与协议理论研究不断深入的同时,Internet技术也蓬勃发展起来,人们开发了大量基于网络通信协议TCP/IP的应用软件。该组网络协议具有标准开放性、网络环境相对独立性及网络地址唯一性等优点。随着Internet的广泛使用,最终TCP/IP参考模型和协议成为计算机网络的公认国际标准。

20世纪80年代是计算机局域网络的发展的盛行的时期。当时采用的是具有统一的网络体系结构并遵守国际标准的开放式和标准化的网络,它是网络发展的第三代阶段

这一阶段计算机网络的重要标志是TCP/IP协议的最终形成,OSI参考模型的出现为计算机网络理论的研究奠定了基础,局域网的研究也取得了突破性进展。

  1. 冲床压制框架外壳
  2. 车体倒转焊接
  3. 除毛边
  4. 装配大梁、防震、引擎
  5. 内部装潢
  6. 加装散热器、油压系统
  7. 安装轮胎

以主机为中心,实现计算机远程终端的数据通信是这一阶段网络发展的主要特征。在这一阶段,人们开始将彼此独立发展的计算机技术与通信技术结合起来,广泛进行了数据通信技术与计算机通信网络的研究,为计算机网络的产生做好了技术准备,并奠定了理论基础。

当时主机主要作用是处理和存储终端用户发出对主机的数据请求,通信任务主要由通信控制器(CCP)来完成。这样把通信任务分配给通信控制器这样主机的性能就会有很大的提高,集线器主要负责从终端到主机的数据集中收集及主机到终端的数据分发。

进入21世纪,随着计算机网络技术的突飞猛进,计算机网络朝着高速、高带宽和移动化的方向发展,如ATM技术、快速分组交换技术、业务综合化方向发展技术、Web交互技术、视频点播技术、宽带接入技术和无线技术,这些新技术带给我们一个全新的发展前景。

最早美国的汽车生产商、如福特、通用,各自在自己的小作坊里生产,产量很低,轮胎尺寸也没有约束,自己生产多大的轮胎,就用多大的轮胎。后来,福特改进了汽车流水线,经过一个若干道工序:

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第二代网络是在计算机网络通信网的基础上通过完成计算机网络体系统结构和协议的研究,形成的计算机初期网络。如,20世纪60至70年代初期由美国国防部高级研究计划局研制的ARPANET网络,它将计算机网络分为资源子网和通信子网

ARPANet由美国国防部高级研究计划局在1969年建成,当时只有4个节点,以电话线路作为主干网络。两年后,建成15个节点,进入工作阶段。此后,ARPANet的规模不断扩大。到20世纪70年代后期,网络节点超过100个,地理范围跨越美洲大陆,连通美国东部和西部的许多大学和研究结构,而且通过通信卫星与夏威夷和欧洲等地区的计算机网络相互联通。ARPANet的主要特点是:资源共享,分散控制,分组交换,采用专门的通信控制处理机,分层的网络协议。ARPANet的思想一直延续到今天,它完成了对计算机网络的定义和分类,促进了TCP/IP协议的发展,为Internet的形成奠定了基础。

第6层表达层(Presentation Layer)

把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式。

在这一时期的局域网领域中,以太网、令牌总线网和令牌环网取得了突破性的发展,局域网开始向着互联高速化、管理智能化及安全可靠性方面发展。传输介质和局域网操作系统不断推陈出新,使局域网应用进入成熟阶段,客户机/服务器模式的应用使网络信息服务的功能达到更高水平。

面向终端的单主机互联系统

20世纪90年代至今,计算机网络的发展更为迅速,开始进入其发展的第四个阶段。这一阶段的主要特点是高速化、智能化、全球化和移动化。分布式系统的研究,促使高速网络技术飞速发展,相继出现高速以太网、宽带综合业务数字网、光纤分布式数据接口FDDI、快速分组交换技术,包括帧中继、异步转移模式等。

利用磁盘实现数据交换

2.第二代计算机网络

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20世纪70年代末至90年代初,出现了第三代计算机网络,开始进入了计算机网络的标准化时代。它的主要特点是标准化、开放化。20世纪80年代,出现了个人计算机,随着计算机技术和性能的不断提高,计算机的价格也不断下降,个人计算机已越来越普及,并开始渗透到社会各个领域,人们对信息交换和资源共享的需求也越来越强烈。因特网的出现使人类社会进入了信息化时代,改变了人们的工作方式和生活方式,为人类带来前所未有的方便和快捷。为了使不同厂家、不同型号的计算机能够实现数据通信和资源共享,必须有一个统一的网络规范和标准来约束计算机和网络产品的生产厂家,为此,国际标准化组织经过多年努力,制定了开放系统互联模型,简称OSI。ISO/OSI是现代计算机网络最权威的参考标准,推动了异构系统之间互联的发展。

多主机互联系统

20世纪五六十年代,出现了第一代计算机网络。它的主要特点是一个主机,多个终端。早期计算机的体积庞大,价格昂贵,设置在专用机房,而通信线路和通信设备相对比较便宜。为了共享计算机强大的资源,将多台具有通信能力而无处理能力的设备通过通信线路与计算机相连,这台计算机称为主机,与计算机相联的设备称为终端。

人类的学习有个特点,当遇到难以理解的抽象问题,总是希望在现实生活里找到可以类比的事物,讲OSI七层参考模型之前,先来谈谈汽车产业的标准化。

第一代计算机网络可以将地理位置分散的多个终端通过通信线路连到一台中心计算机上,提高了计算机的使用效率和系统资源的利用率。但是,由于处理工作全部由主机完成,而主机的处理能力是有限的,因此会造成主机负荷较重的现象。其次,当时的通信线路和设备质量不高,速度低,限制了整个网络的功能。尽管如此,第一代计算机网络一出现,还是很快就被应用到商业领域。20世纪60年代初,美国航空公司的航空订票系统就是用一台计算机与全美访问内的2 000多个终端组成,终端采用多点线路与中央计算机相连。

OSI七层参考模型1

纵观计算机网络的发展历史可以发现,它和其他事物的发展一样,也经历了从简单到复杂、从低级到高级的过程。在这一过程中,计算机技术与通信技术紧密结合,相互促进,共同发展,最终产生了计算机网络。总体看来,网络的发展可以分为以下四个阶段:

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3.第三代计算机网络

提供为应用软件而设的界面,以设置与另一应用软件之间的通信。例如:HTTP,HTTPS,FTP,TELNET,SSH,SMTP,POP3等。

共享主机的网络一般由一台主机和若干台终端组成。用户在自己的终端上提交任务,通过通信线路传送到主机,由主机处理执行,然后将结果再返回到各终端用户。通常根据中心计算机的性能和运算速度来决定连接终端用户的数量。

在第三代网络出现以前网络是无法实现不同厂家设备互连的,早期,各厂家为了霸占市场,各厂家采用自己独特的技术并开发了自己的网络体系结构,当时,IBM公司发布的SNA(System Network Architecture,系统网络体系统结构)优信彩票购彩大厅,DEC公司发布的DNA(Digital Network Architecture,数字网络体系统结构)

随着计算机的广泛应用,人们开始了对局部范围内计算机联网的研究。与此同时,一些大型计算机公司开始提出了初步的网络体系结构与相关协议,计算机网络第二阶段所取得的成果对推动计算机网络技术的不断发展和进步起到了极为重要的作用。

第4层传输层(Transport Layer)

把传输表头(TH)加至数据以形成数据包。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。例如:传输控制协议义(TCP)等。

20世纪90年代,开始进入了Internet高速发展时期。1993年,美国提出了国家信息基础设施计划,计划在20年内投资4 000亿美元,建成世界上最庞大、最完善的信息高速公路系统。紧跟着世界各国也纷纷提出自己的信息基础设施计划,形成了一轮建设信息高速公路的热潮。从1994年开始,接入Internet的主机数每年以翻一番的速度增长,到今天,Internet已经开通到全世界大多数国家和地区,主机数量每年翻两番。预计到2010年,Internet将连接近亿台计算机,达到10亿的用户。网络的商业化也加快了发展步伐,网络已不仅仅只是进行科学研究和学术交流的地方,它已经深入到社会生活的每一个角落,改变着人们传统的生活和工作方式。网络的全球化将地球变得更像一个“村落”,它将人类彼此之间的联系变得更为紧密;而电子商务、远程教育、远程医疗等网络服务成为新的经济增长点。计算机网络对推动世界经济、社会、科学、文化的发展起着不可估量的作用。

1969年12月,由美国国防部(DOD)资助、国防部高级研究计划局(ARPA)主持研究建立的数据包交换计算机网络ARPANETARPANET网络利用租用的通信线路连接美国加州大学洛杉机分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学和犹太大学四个结点的计算机连接起来,构成了专门完成主机之间通信任务的通信子网。通过通信子网互连的主机负责运行用户程序,向用户提供资源共享服务,它们构成了资源子网。该网络采用分组交换技术传送信息,这种技术能够保证如果这四所大学之间的某一条通信线路因某种原因被切断以后,信息仍能够通过其他线路在各主机之间传递。

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第3层网络层(Network Layer)

决定数据的路径选择和转寄,将网络表头(NH)加至数据包,以形成分组。网络表头包含了网络数据。例如:互联网协议(IP)等。

4.第四代计算机网络

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所谓通信子网一般由通信设备、网络介质等物理设备所构成;而资源子网的主体为网络资源设备,如:服务器、用户计算机(终端机或工作站)、网络存储系统、网络打印机、数据存储设备(虚线以外的设备)等。在现代的计算机网络中资源子网和通信子网也是必不可少的部分,通信子网为资源子网提供信息传输服务,而且资源子网上用户间的通信是建立在通信子网的基础上的。没有通信子网,网络就不能工作,如果没有资源子网,通信子网的传输也就失去了意义,两都结合起来组成了统一的资源共享网络。

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