OSI参考模型详解(新手必看)
为了使不同的计算机网络都能互联,20 世纪 70 年代末,ISO 提出了 OSI 参考模型。OSI 中的“O”是指只要遵循 OSI 标准,一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。
OSI 参考模型将计算机网络通信协议分为 7 层各层是相互独立的,每一层有各自独立的功能,这 7 层由低至高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,每一层完成通信中的一部分功能,并遵循一定的通信协议,这些协议具有如下特点:
OSI 参考模型的网络体系结构如下图所示:

图 1 OSI参考模型的网络体系结构
当发送端(主机 A)的应用进程数据到达 OSI 参考模型的应用层时,网络中的数据将沿着垂直方向往下层传输,即由应用层向下经表示层、会话层等一直到达物理层。到达物理层后,再经传输介质传输到接收端(主机 B),由接收端物理层接收,向上经数据链路层等到达应用层,再由接收端获取。数据在由发送进程交给应用层时,由应用层加上该层有关控制和识别信息,再向下传输,这一过程一直重复到物理层。在接收端信息向上传输时,各层的有关控制和识别信息被逐层“剥去”,最后将数据送到接收端。
OSI 参考模型只给出了一些原则性的说明,它并不是一个具体的网络。两个用户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进行通信,只有两个物理层之间通过通信介质进行的通信才是真正的数据通信。
在 OSI 参考模型的制定过程中,采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分成为若干个容易处理的小问题,这就是分层体系结构方法。
OSI 参考模型分层的原则如下:
层次化的网络体系的优点在于每层实现相对独立的功能,层与层之间通过端口提供服务,每层都对上层屏蔽实现协议的具体细节,使网络体系结构做到与具体物理实现无关。这种层次结构允许连接到网络的主机和终端型号性能不同,但只要遵守相同的协议就可以实现互操作。上层用户可以从具有相同功能的协议层开始进行互联,使网络成为开放式系统。遵守相同协议的任意两个系统之间可以进行通信,因此层次结构便于系统的实现和维护。
OSI 参考模型的层次是相互独立的,每一层都有各自独立的功能,下表所示为 OSI 参考模型各层功能:
OSI 已经为各层制定了标准,各个标准作为独立的国际标准公布,下面以从下层到上层的顺序依次介绍 OSI 参考模型的各层功能。
物理层传输的单位是位,但物理层并不关心比特流的实际意义和结构,只负责接收和传输比特流。
信号的传输离不开传输介质,而传输介质两端必然有接口用于发送和接收信号。既然物理层主要关心如何传输信号,物理层的主要任务就是规定各种传输介质和接口与传输信号相关的一些特性,包括使用何种传输介质以及与传输介质连接的接头等物理特性,其典型规范代表有 EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45 等。
数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自物理层的数据可靠地传输到相邻节点的目标主机的网络层。
数据链路层通过在通信实体之间建立数据链路连接,传输以“帧”为单位的数据,使有差错的物理链路变成无差错的数据链路,保证点对点可靠的数据传输,如下图所示。

图 2 数据链路层传输
数据链路层定义了在单个链路上如何传输数据的协议。这些协议与被讨论的各种介质有关,如 ATM、FDDI 等。
数据链路层必须具备一系列相应的功能,例如,将数据组合成数据块,在数据链路层中称这种数据块为帧,帧是数据链路层的传输单位。数据链路层控制帧在物理链路上的传输,包括处理传输差错,调节发送速率以使之与接收端相匹配,以及在两个网络实体之间进行数据链路通路的建立、维持和释放的管理。
数据链路层的最基本的功能是向该层用户提供透明、可靠的数据传输服务,同时提供差错控制和流量控制的方法。透明是指该层上传输的数据的内容、格式及编码没有限制,也没有必要解释信息结构的意义;可靠的传输使用户免去对丢失信息、干扰信息及顺序不正确等的担心。在物理层中这些情况都有可能发生,在数据链路层中必须用纠错码来检错与纠错。数据链路层对物理层传输原始比特流的功能进行了加强,将物理层提供的可能出错的物理连接改造成逻辑上无差错的数据链路,使之对网络层表现为无差错的链路。
数据链路层主要有两个功能:帧编码和误差纠正控制。其中,帧编码指定义一个包含信息频率、位同步、源地址、目标地址以及其他控制信息的数据报。数据链路层协议又被分为逻辑链路控制(Logical Link Control,LLC)协议和介质访问控制(MAC)协议。

图 3 网络层传输
网络层在源端与目的端之间提供最佳路由传输数据,以实现两个主机之间的逻辑通信。
网络层是处理端到端数据传输的最底层,体现了网络应用环境中资源子网访问通信子网的方式。其主要内容有:虚电路分组交换和数据报分组交换、路由选择算法、阻塞控制方法、X.25协议、综合业务数字网(Integrated Services Digital Network,ISDN)、异步传输方式及网际互联原理与实现。
网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传输,具体功能包括寻址和路由选择,以及连接的建立、保持和终止等,它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。
网络层主要为传输层提供服务,为了向传输层提供服务,网络层必须使用数据链路层提供的服务。而数据链路层的主要作用是解决两个直接相邻节点之间的通信,并不负责解决数据经过通信子网中多个转接节点时的通信。
为了实现两个端系统之间的数据透明传输,确保源端的数据能够以最佳路径透明地通过通信子网中的多个转接节点到达目的端,网络层提供的服务使得传输层不必关心网络的拓扑结构以及所使用的传输介质和交换技术。
由于一个主机同时运行多个进程,因此传输层具有复用和分用功能。传输层在给定的链路上通过流量控制、分段/重组和差错控制来保证数据传输的可靠性。传输层的一些协议是面向连接的,这就意味着传输层能保持对分段的跟踪,并且重传那些传输失败的分段。
传输层协议为网络端点主机上的进程提供了可靠、有效的报文传输服务。其功能紧密地依赖于网络层的虚拟电路或数据报服务,实现了主机应用程序之间端到端的连通性。
传输层也称为运输层,只存在于端开放系统中,是很重要的一层,因为它是源端到目的端对数据传输进行控制、从低到高的最后一层。
传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段、数据传输阶段、传输连接释放阶段这3个阶段。而在数据传输阶段有一般数据传输和加速数据传输两种形式。传输层中最为常见的两个协议分别是 TCP 和用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)。传输层可提供逻辑连接的建立、传输层寻址、数据传输、传输连接释放、流量控制、拥塞控制、多路复用和解复用、崩溃恢复等服务。
传输层的任务是根据通信子网的特性,最大限度地利用网络资源,为两个端系统的会话层提供建立、维护和取消传输连接的功能,负责端到端的可靠数据传输。在这一层,信息传输的协议数据单元称为段或报文。
网络层只是根据网络地址将源节点发出的数据包传输到目标节点,而传输层负责将数据可靠地传输到相应的端口。
传输层提供了两个端点间可靠的透明数据传输服务,实现了真正意义上的“端到端”的连接,即应用进程间的逻辑通信,如下图所示。

图 4 传输层通信
会话层、表示层、应用层构成开放系统的高 3 层,为应用进程提供分布处理、对话管理、信息表示、恢复最后差错等服务。会话层同样要满足应用进程服务要求,主要的功能是对话管理、数据流同步和重新同步。
表示层为在应用过程之间传输的信息提供表示方法的服务,保证一个系统的应用层发出的信息被另一个系统的应用层读出。
表示层用一种通用的数据表示格式在多种数据格式之间进行转换,包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。它只关心信息发出的语法和语义,应用层需要负责处理语义,而表示层需要负责处理语法。
表示层的主要作用之一是为异种机通信提供一种公共语言,以便能进行互操作。这种类型的服务之所以被需要,是因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同。每台计算机可能有它自己的表示数据的内部方法,如 ASCII 和 EBCDIC。因此,需要利用表示层来保证不同的计算机可以彼此理解。
通过前面的介绍可以看出,会话层以下 5 层完成了端到端的数据传输,并且是可靠、无差错的传输。但是数据传输只是手段而不是目的,最终要实现对数据的使用。各种系统对数据的定义并不完全相同,最易明白的例子是键盘,其上的某些键的含义在许多系统中会有差异。这自然给利用其他系统的数据造成了障碍,表示层和应用层就担负了消除这种障碍的任务。
应用层是 OSI 参考模型的最高层,是直接为应用进程提供服务的,其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时,提供一系列业务处理所需的服务。
从上面可以看出,只有低 3 层(即物理层、数据链路层、网络层)涉及与通信子网的数据传输,高 4 层(即传输层、会话层、表示层、应用层)是端到端的层次,因而通信子网只包括低 3 层的功能。
OSI参考模型规定的是两个开放系统进行互联要遵循的标准,对高 4 层来说,这些标准是由两个端系统上的对等实体共同执行的;对低 3 层来说,这些标准是由端系统和通信子网边界上的对等实体来执行的,通信子网内部采用的标准则是任意的。

图 5 OSI参考模型中数据的实际传输过程
发送进程传输数据给接收进程,实际上是经过发送端通过发送进程到各层,从上到下传输到物理传输介质,通过物理传输介质传输到接收端,再经过从下到上各层的传输,最后到达接收端的接收进程。
在发送端从上到下逐层传输的过程中,每层都要加上适当的控制信息,如 AH、PH、SH、TH、NH、DH 等,它们统称为报头。到最底层成为由“0”或“1”组成的数据比特流,然后转换为电信号在物理传输介质上传输到接收端。接收端在向上传输时的过程正好与此相反,要逐层剥去发送端加上的控制信息。
下层为上层提供服务,就是对上层的 PDU 进行数据封装,然后加入本层的头部和尾部。
头部中含有完成数据传输所需要的控制信息。这样数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程,到达目的地后自下而上递交的过程就是不断解封装的过程,如下图所示。

图 6 数据解封装
由此可知,在物理线路上传输的数据,其外面实际上被封装了多层报头。某一层只能识别由对等层封装的报头,对于被封装在报头内部的数据只是将其解封后提交给上层,本层不做任何处理。
因接收端的某一层不会收到底下各层的控制信息,而高层的控制信息对它来说又只是透明的数据,所以它只阅读本层的信息,并进行相应的协议操作。发送端和接收端的对等实体看到的信息是相同的,就好像这些信息通过虚通信直接发送给了对方一样。这是开放系统在网络通信过程中最主要的特点,因此,在考虑问题时,可以不管实际的数据流向,而认为对等实体在进行直接的通信。
OSI 参考模型将计算机网络通信协议分为 7 层各层是相互独立的,每一层有各自独立的功能,这 7 层由低至高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,每一层完成通信中的一部分功能,并遵循一定的通信协议,这些协议具有如下特点:
- 网络中的每个节点均有相同的层次;
- 不同节点的对等层具有相同的功能;
- 同节点内相邻层之间通过接口通信;
- 每一层可以使用其下层提供的服务,并向其上层提供服务;
- 仅在最底层进行直接的数据传输。
OSI 参考模型的网络体系结构如下图所示:

图 1 OSI参考模型的网络体系结构
当发送端(主机 A)的应用进程数据到达 OSI 参考模型的应用层时,网络中的数据将沿着垂直方向往下层传输,即由应用层向下经表示层、会话层等一直到达物理层。到达物理层后,再经传输介质传输到接收端(主机 B),由接收端物理层接收,向上经数据链路层等到达应用层,再由接收端获取。数据在由发送进程交给应用层时,由应用层加上该层有关控制和识别信息,再向下传输,这一过程一直重复到物理层。在接收端信息向上传输时,各层的有关控制和识别信息被逐层“剥去”,最后将数据送到接收端。
OSI 参考模型只给出了一些原则性的说明,它并不是一个具体的网络。两个用户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进行通信,只有两个物理层之间通过通信介质进行的通信才是真正的数据通信。
在 OSI 参考模型的制定过程中,采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分成为若干个容易处理的小问题,这就是分层体系结构方法。
OSI 参考模型分层的原则如下:
- 根据不同层次的抽象分层;
- 每层应当实现明确的功能;
- 每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准;
- 各层边界的选择应尽量减少跨接口的通信量;
- 层数应该足够多,以避免不同的功能混杂在同一层中,但也不能太多,否则体系结构会过于庞大。
层次化的网络体系的优点在于每层实现相对独立的功能,层与层之间通过端口提供服务,每层都对上层屏蔽实现协议的具体细节,使网络体系结构做到与具体物理实现无关。这种层次结构允许连接到网络的主机和终端型号性能不同,但只要遵守相同的协议就可以实现互操作。上层用户可以从具有相同功能的协议层开始进行互联,使网络成为开放式系统。遵守相同协议的任意两个系统之间可以进行通信,因此层次结构便于系统的实现和维护。
OSI参考模型各层的功能
OSI 参考模型并非指一个现实的网络,它仅规定了每一层的功能,为网络的设计规划出一张蓝图。各个网络设备或软件生产厂商都可以按照这张蓝图来设计和生产自己的网络设备或软件,尽管设计和生产出的网络产品的样式、外观各不相同,但它们应该具有相同的功能。OSI 参考模型的层次是相互独立的,每一层都有各自独立的功能,下表所示为 OSI 参考模型各层功能:
OSI参考模型的层次 | 主要功能 |
---|---|
物理层 | 提供适用于传输介质承载的物理信号的转换,实现物理信号的发送、接收,以及在物理传输介质上的数据比特流传输 |
数据链路层 | 点方式的直接通信,能够进行编码和差错控制,在物理链路连接的相邻节点间建立逻辑通路,实现数据帧的点到点、点到多 |
网络层 | 将数据分为一定长度的分组,根据数据报文中的地址信息,在通信子网中选择传输路径,将数据从一个节点发送到另一个节点 |
传输层 | 建立、维护和终止端到端的数据传输过程,能提供控制传输速率、调整数据的传输顺序等功能 |
会话层 | 在通信双方的进程间建立、维持、协调和终止会话,确定双方是否开始通信 |
表示层 | 数据转换、加密、压缩等,确保一个系统生成的应用层数据能够被另外一个系统的应用层所识别和理解 |
应用层 | 为用户应用程序提供丰富的系统接口 |
OSI 已经为各层制定了标准,各个标准作为独立的国际标准公布,下面以从下层到上层的顺序依次介绍 OSI 参考模型的各层功能。
1) 物理层
物理层(Physical Layer)为 OSI 参考模型的最底层。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接,以便透明地传输比特流。物理层传输的单位是位,但物理层并不关心比特流的实际意义和结构,只负责接收和传输比特流。
信号的传输离不开传输介质,而传输介质两端必然有接口用于发送和接收信号。既然物理层主要关心如何传输信号,物理层的主要任务就是规定各种传输介质和接口与传输信号相关的一些特性,包括使用何种传输介质以及与传输介质连接的接头等物理特性,其典型规范代表有 EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45 等。
2) 数据链路层
数据链路层(Data Link Layer)是 OSI 参考模型中的第 2 层,介于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自物理层的数据可靠地传输到相邻节点的目标主机的网络层。
数据链路层通过在通信实体之间建立数据链路连接,传输以“帧”为单位的数据,使有差错的物理链路变成无差错的数据链路,保证点对点可靠的数据传输,如下图所示。

图 2 数据链路层传输
数据链路层定义了在单个链路上如何传输数据的协议。这些协议与被讨论的各种介质有关,如 ATM、FDDI 等。
数据链路层必须具备一系列相应的功能,例如,将数据组合成数据块,在数据链路层中称这种数据块为帧,帧是数据链路层的传输单位。数据链路层控制帧在物理链路上的传输,包括处理传输差错,调节发送速率以使之与接收端相匹配,以及在两个网络实体之间进行数据链路通路的建立、维持和释放的管理。
数据链路层的最基本的功能是向该层用户提供透明、可靠的数据传输服务,同时提供差错控制和流量控制的方法。透明是指该层上传输的数据的内容、格式及编码没有限制,也没有必要解释信息结构的意义;可靠的传输使用户免去对丢失信息、干扰信息及顺序不正确等的担心。在物理层中这些情况都有可能发生,在数据链路层中必须用纠错码来检错与纠错。数据链路层对物理层传输原始比特流的功能进行了加强,将物理层提供的可能出错的物理连接改造成逻辑上无差错的数据链路,使之对网络层表现为无差错的链路。
数据链路层主要有两个功能:帧编码和误差纠正控制。其中,帧编码指定义一个包含信息频率、位同步、源地址、目标地址以及其他控制信息的数据报。数据链路层协议又被分为逻辑链路控制(Logical Link Control,LLC)协议和介质访问控制(MAC)协议。
3) 网络层
网络层(Network Layer)是OSI参考模型中的第 3 层,介于传输层和数据链路层之间,它在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传输功能的基础上,进一步管理网络中的数据通信,将数据设法从源端经过若干个中间节点传输到目的端,从而向传输层提供最基本的端到端的数据传输服务,如下图所示。
图 3 网络层传输
网络层在源端与目的端之间提供最佳路由传输数据,以实现两个主机之间的逻辑通信。
网络层是处理端到端数据传输的最底层,体现了网络应用环境中资源子网访问通信子网的方式。其主要内容有:虚电路分组交换和数据报分组交换、路由选择算法、阻塞控制方法、X.25协议、综合业务数字网(Integrated Services Digital Network,ISDN)、异步传输方式及网际互联原理与实现。
网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传输,具体功能包括寻址和路由选择,以及连接的建立、保持和终止等,它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。
网络层主要为传输层提供服务,为了向传输层提供服务,网络层必须使用数据链路层提供的服务。而数据链路层的主要作用是解决两个直接相邻节点之间的通信,并不负责解决数据经过通信子网中多个转接节点时的通信。
为了实现两个端系统之间的数据透明传输,确保源端的数据能够以最佳路径透明地通过通信子网中的多个转接节点到达目的端,网络层提供的服务使得传输层不必关心网络的拓扑结构以及所使用的传输介质和交换技术。
4) 传输层
传输层(Transport Layer)是 OSI 参考模型中的第 4 层,是整个网络体系结构中的关键层之一,主要负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。由于一个主机同时运行多个进程,因此传输层具有复用和分用功能。传输层在给定的链路上通过流量控制、分段/重组和差错控制来保证数据传输的可靠性。传输层的一些协议是面向连接的,这就意味着传输层能保持对分段的跟踪,并且重传那些传输失败的分段。
传输层协议为网络端点主机上的进程提供了可靠、有效的报文传输服务。其功能紧密地依赖于网络层的虚拟电路或数据报服务,实现了主机应用程序之间端到端的连通性。
传输层也称为运输层,只存在于端开放系统中,是很重要的一层,因为它是源端到目的端对数据传输进行控制、从低到高的最后一层。
传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段、数据传输阶段、传输连接释放阶段这3个阶段。而在数据传输阶段有一般数据传输和加速数据传输两种形式。传输层中最为常见的两个协议分别是 TCP 和用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)。传输层可提供逻辑连接的建立、传输层寻址、数据传输、传输连接释放、流量控制、拥塞控制、多路复用和解复用、崩溃恢复等服务。
传输层的任务是根据通信子网的特性,最大限度地利用网络资源,为两个端系统的会话层提供建立、维护和取消传输连接的功能,负责端到端的可靠数据传输。在这一层,信息传输的协议数据单元称为段或报文。
网络层只是根据网络地址将源节点发出的数据包传输到目标节点,而传输层负责将数据可靠地传输到相应的端口。
传输层提供了两个端点间可靠的透明数据传输服务,实现了真正意义上的“端到端”的连接,即应用进程间的逻辑通信,如下图所示。

图 4 传输层通信
5) 会话层
会话层(Session Layer)是 OSI 参考模型中的第 5 层,它建立在传输层之上,利用传输层提供的服务建立应用和维持会话,并使会话获得同步。会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信,这种能力对于传输大的文件极为重要。会话层、表示层、应用层构成开放系统的高 3 层,为应用进程提供分布处理、对话管理、信息表示、恢复最后差错等服务。会话层同样要满足应用进程服务要求,主要的功能是对话管理、数据流同步和重新同步。
6) 表示层
表示层(Presentation Layer)是 OSI 参考模型中的第 6 层,它向上为应用层提供服务,向下接受来自会话层的服务。表示层为在应用过程之间传输的信息提供表示方法的服务,保证一个系统的应用层发出的信息被另一个系统的应用层读出。
表示层用一种通用的数据表示格式在多种数据格式之间进行转换,包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。它只关心信息发出的语法和语义,应用层需要负责处理语义,而表示层需要负责处理语法。
表示层的主要作用之一是为异种机通信提供一种公共语言,以便能进行互操作。这种类型的服务之所以被需要,是因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同。每台计算机可能有它自己的表示数据的内部方法,如 ASCII 和 EBCDIC。因此,需要利用表示层来保证不同的计算机可以彼此理解。
通过前面的介绍可以看出,会话层以下 5 层完成了端到端的数据传输,并且是可靠、无差错的传输。但是数据传输只是手段而不是目的,最终要实现对数据的使用。各种系统对数据的定义并不完全相同,最易明白的例子是键盘,其上的某些键的含义在许多系统中会有差异。这自然给利用其他系统的数据造成了障碍,表示层和应用层就担负了消除这种障碍的任务。
7) 应用层
应用层(Application Layer)是 OSI 参考模型的第 7 层。它是最靠近用户的一层,是用户应用程序与网络的接口、应用层和应用程序协同工作的层次,直接向用户提供服务,完成用户希望在网络中完成的各种工作,如 DNS、FTP、HTTP 等服务。应用层是 OSI 参考模型的最高层,是直接为应用进程提供服务的,其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时,提供一系列业务处理所需的服务。
从上面可以看出,只有低 3 层(即物理层、数据链路层、网络层)涉及与通信子网的数据传输,高 4 层(即传输层、会话层、表示层、应用层)是端到端的层次,因而通信子网只包括低 3 层的功能。
OSI参考模型规定的是两个开放系统进行互联要遵循的标准,对高 4 层来说,这些标准是由两个端系统上的对等实体共同执行的;对低 3 层来说,这些标准是由端系统和通信子网边界上的对等实体来执行的,通信子网内部采用的标准则是任意的。
OSI参考模型数据传输过程
OSI 参考模型中数据的实际传输过程如下图所示:
图 5 OSI参考模型中数据的实际传输过程
发送进程传输数据给接收进程,实际上是经过发送端通过发送进程到各层,从上到下传输到物理传输介质,通过物理传输介质传输到接收端,再经过从下到上各层的传输,最后到达接收端的接收进程。
在发送端从上到下逐层传输的过程中,每层都要加上适当的控制信息,如 AH、PH、SH、TH、NH、DH 等,它们统称为报头。到最底层成为由“0”或“1”组成的数据比特流,然后转换为电信号在物理传输介质上传输到接收端。接收端在向上传输时的过程正好与此相反,要逐层剥去发送端加上的控制信息。
1) 数据解封装
在 OSI 参考模型中,对等层协议之间交换的信息单元为 PDU。传输层及以下各层的 PDU 都有各自特定的名称:- 传输层的是数据段(Segment);
- 网络层的是数据报或分组;
- 数据链路层的是数据帧(Frame);
- 物理层的是比特流。
下层为上层提供服务,就是对上层的 PDU 进行数据封装,然后加入本层的头部和尾部。
头部中含有完成数据传输所需要的控制信息。这样数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程,到达目的地后自下而上递交的过程就是不断解封装的过程,如下图所示。

图 6 数据解封装
由此可知,在物理线路上传输的数据,其外面实际上被封装了多层报头。某一层只能识别由对等层封装的报头,对于被封装在报头内部的数据只是将其解封后提交给上层,本层不做任何处理。
因接收端的某一层不会收到底下各层的控制信息,而高层的控制信息对它来说又只是透明的数据,所以它只阅读本层的信息,并进行相应的协议操作。发送端和接收端的对等实体看到的信息是相同的,就好像这些信息通过虚通信直接发送给了对方一样。这是开放系统在网络通信过程中最主要的特点,因此,在考虑问题时,可以不管实际的数据流向,而认为对等实体在进行直接的通信。
2) 网络通信常见术语
网络通信中除前面提到的信号、数据、信息等通俗易懂的常见术语外,还包含一些较为抽象的术语,其常见术语说明如下表所示。术语 | 说明 |
---|---|
数据载荷 | 可将数据载荷理解为最终想要传输的信息。在具有层次化结构的网络通信过程中,上一层协议传输给下一层协议的数据单元(报文)都可以称为下一层协议的数据载荷。 |
报文 | 报文是网络中交换与传输的数据单元,它具有一定的内在格式,并通常具有“头部+数据载荷+尾部”的基本结构。在传输过程中,报文的格式和内容可能会发生改变。 |
头部 | 为了更好地传输信息,在组装报文时,在数据载荷的前面添加的信息段统称为报文的头部。 |
尾部 | 为了更好地传输信息,在组装报文时,在数据载荷的后面添加的信息段统称为报文的尾部。注意,很多报文是没有尾部的。 |
封装 | 对数据载荷添加头部和尾部,从而形成新的报文的过程。 |
解封装 | 解封装是封装的逆过程,也就是去掉报文的头部和尾部,获取数据载荷的过程。 |