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如何理解网络分层/OSI分层模型的意义?

2020-09-15 17:45云杰小编阅读:43

如何理解网络分层/OSI分层模型的意义?

我们先联想一下,现实中我们常吃的汉堡为什么要分层,众所周知汉堡属于快餐系列,那为什么汉堡要分层呢?当然是为了制作简单。烤面包的人烤面包,炸鸡腿的人炸鸡腿,最后由专门的人组装起来,方便快捷。还有就是我们写过很多的程序c语言或者java,如果没有函数,一股脑的将所有语句写在主函数里,会导致代码极其混乱,一个错误会导致千千万万个错误,但是有了函数就不一样了,这个函数出错了只需要改这个函数即可,并不会影响其它的函数,此时函数在这里就相当于分层了。

那么类比网络,假设此时有语言层:汉语、英语;通信设备层:电话、手机。此时A和B可以通过电话用汉语达成协议,A和B可以通过手机用汉语达成协议,A和B可以通过电话用英语达成协议,B和C也可以通过电话或者手机用汉语或者英语达成协议……

此时改变语言层也能顺利达成协议,改变通信设备层也能顺利达成协议。

可见,网络分层使得层与层之间互不影响,便于维护。

OSI(Open System Interconnection 开放系统互联) 七层网络模型称为开放式系统互联参考模型。

物理层:相当于硬件,负责设备与设备之间的通信,物理层的能力决定了最大传输速率,传输距离,抗干扰性等。集线器Hub工作在物理层。集线器起一个信号放大的作用,长距离传输信号衰减,使用集线器使得信号放大。换句话说集线器大致确定了最大传输距离。

数据链路层:解决了局域网之间的数据通信,交换机工作在数据链路层。

网路层:解决了广域网之间的数据通信,路由器工作在数据链路层。

传输层:负责主机之间的数据传送。

应用层:A将消息可靠的送向B,应用层决定B怎么样使用数据。

首先举一个生活中的例子,假设一个班级是一个局域网:

老师说 :张三,站起来。

张三站了起来。

这中间到底经过了怎么样的过程,难道是张三和老师在直接通信吗? 在这个情景中看似张三和老师直接通信,事实情况告诉我们,这个情景中其实还有一大批的吃瓜群众(张三的同班同学),但是当老师说张三站起来的时候,只有张三做出了反应,难道老师说的话只有张三能听见吗?肯定不是啦,事实上所有的学生都听见了,并且在短时间内迅速的判断自己是不是张三,大多数人经过判断后确定自己不是张三,就忽视这条消息,但是张三判断自己是张三,确定这条消息是发给自己的,并且做出了回应。一个班级就类比一个局域网 局域网内A主机与B主机的通信,所有的主机都收到了但是大多数主机会丢弃这条消息。

假设老师刚想说话的时候,李四也想说话,老师和李四一起说话,就可能导致全班收到的消息很混乱,所以在同一时刻局域网中只允许一台主机发消息,如果同时发消息会产生消息碰撞,并且在局域网中所有主机都必须有碰撞检测的能力,检测到消息碰撞,就不必做出回应。也就是张三和老师同时说话,使得同学们听不清它们之间到底在说什么,就没有人对他们的话做出回应。

既然老师和李四都想说话,作为老师肯定会谦让自己的学生让学生先说,作为学生要尊重自己的老师让老师先说,两个人就开始等待,等待对方说完自己再接着说,这就是所谓的碰撞避免,碰撞避免的核心就是等。

老师说张三起立的时候,大家迅速判断自己是不是张三,判断的依据就是看自己的名字是不是张三,事实上计算机也有自己的名字,就是计算机的MAC地址,MAC地址用来识别数据链路层中相连的结点,通常是唯一的,长度为48位,6个字节 ,所以在网络传输中A主机发送消息给B主机,只需要在发送时带上B主机的MAC地址即可,B主机在判断时就知道是发送给自己的。

在局域网中主机与主机之间存在消息碰撞,那么肯定是主机越少碰撞的机会越少,但是假设局域网中主机非常多,怎么办呢?即怎么样减少碰撞呢?

数据链路层中的交换机 可以减少碰撞次数,交换机的作用主要为两点,一是数据转发,主机将消息先送到转换机,转换机识别你要发送给谁,进而转交给谁,但是当交换机发生消息碰撞时,就不会把碰撞消息交给其他主机。二是划分碰撞域,一个区域的消息碰撞不会影响其它区域。有几个交换机就有几个碰撞域。


文章标题:《如何理解网络分层/OSI分层模型的意义?》

作  者:云杰小编。本文部分资料来源于网络,转载目的在于传递更多信息及学习参考:https://www.gdyunjie.cn/showinfo-114-3054-0.html

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