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附录

OSI 参考模型

开放系统互连(Open Systems Interconnection,OSI)模型是连接与电信领域广泛使用的一个概念框架,用于描述电子设备与网络系统的内部工作原理。

第 7 层:应用层(Application Layer)描述的是网络终端用户实际看到的内容。该层提供 HTTP、FTP 等协议(protocol),让软件能够向用户呈现数据,同时在用户与底层系统之间收发数据。应用层系统的典型示例包括 Google Chrome 等网页浏览器、电子邮件应用,以及各类专有用户界面(UI)。

第 6 层:表示层(Presentation Layer)负责将应用程序的信息准备好,供应用层呈现给终端用户;或将来自应用层的信息向下传递至更低层以进行后续处理。数据的加密与解密在这一层完成(Imperva, 2020)。

第 5 层:会话层(Session Layer)是计算机与服务器彼此建立通信信道的层级。该层负责发起并协调通信,但实际的数据传输发生在第 4 层,即传输层(Transport Layer)(Cloudflare, n.d.)。

第 4 层:传输层(Transport Layer)负责在系统中不同的计算机与服务器之间传输信息。它先从一台设备接收待发送的数据,然后将其拆分成便于管理的数据段,再转发给后续设备。这些数据段到达接收端后被重新组装,以便在会话层使用。大家可能对传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)比较熟悉,它构建在第 3 层互联网协议(Internet protocol,IP)之上。

一旦在网络层中找到 IP 地址,TCP 便是负责将数据送达目标设备的协议。你可以把计算机的 IP 地址想象成一个数字门牌号——它让其他计算机上的网络参与者能够找到你,向你发送数据或向你请求数据与信息。

第 3 层:网络层(Network Layer)按固定顺序完成三项工作。首先,将来自传输层的数据段拆分成网络数据包(packet);其次,利用互联网协议(IP)等网络地址,沿最优路径在物理网络中路由(route)这些数据包,确保它们抵达正确的目的地;最后,在接收端将这些数据包重新组装成传输层可用的数据段(Raza, 2018)。

第 2 层:数据链路层(Data Link Layer)在两个节点(node,计算机、手机或服务器等物理接入点)之间建立连接,使数据得以在它们之间传输。该层由两部分组成:逻辑链路控制(Logical Link Control,LLC)层负责错误检查,并识别适当的协议(即规定数据应如何传输的规则集);媒体访问控制(Media Access Control,MAC)层位于 LLC 「下方」,负责处理与物理层的交互。以太网(ethernet)和 Wi-Fi 都是数据链路层协议的典型示例。

第 1 层:物理层(Physical Layer,PHY)负责节点之间的物理连接。数据本身(即一串 1 和 0)在这一层被传输至底层硬件。在实际应用中,PHY 层由一个或多个电子电路(circuit)组成,负责将电子设备连接到网络,通常包含混合信号(mixed-signal)与模拟电路(analog circuitry)、收发器(transceiver)和接收器等射频(RF)器件,以及能够解析和修改输入输出信号的数字信号处理器(DSP)模块。根据设备类型及其所连接的网络,构成 PHY 层的芯片种类各有不同。

在片上系统(SoC)等高度集成、空间受限的器件中,PHY 与 MAC 层的功能往往被集成到同一电路中,通常称为网络接口控制器(network interface controller)。该网络可以是从蜂窝服务(cell service)、Wi-Fi 到你最喜爱的电视或广播电台的任何信号。

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