开放系统互联模型（OSI）的七层功能介绍

　　开放系统互连模型是国际标准化组织的开放系统互连项目的产品，由ISO/IEC 7498-1标识维护。

　　第7层：应用层

　　为应用程序提供开放系统互连网络服务，包括资源可用性和通信伙伴能力解析。这不是应用程序本身，而是应用程序的接口。

　　第6层：演示层

　　在应用程序使用的格式和传输使用的格式之间转换要通信的数据。这可能包括加密和压缩。

　　第5层：会话层

　　打开、管理、关闭并在需要时重新启动通信伙伴之间的连接。会话层负责远端的认证和授权。

　　第4层：传输层

　　负责在通信伙伴之间传输数据。将数据分成多个段并在传输后重新组合。为同一主机（端口）之间的多个数据流提供寻址。可以提供带有确认和纠错的可靠传输（例如TCP）或时间敏感的容错数据的不可靠传输（例如UDP）

　　第3层：网络层

　　负责根据发现或编程的路由将封装为数据包的第4层分段路由到已寻址的远程第2层网络。为组数据传输（广播、组播、AnyCast）提供特殊的转发规则，优先考虑流量服务质量（QoS）。在设定的跳数（TTL）之后丢弃丢失的数据包，对数据链路来说太大的分段并重新组装。

　　第2层：数据链路层

　　在同一本地网络上的两台主机之间传输数据。（如果数据已经通过第3层路由，则本地主机和路由器之间的传输发生在第2层。）第2层分为2个子层；封装第3层数据并控制错误检查的逻辑链路控制(LLC)。媒体访问控制(MAC)提供本地的、全球唯一的寻址和通过冲突检测或其他方式传输的许可。

　　第1层：物理层

　　包含网络的电缆和连接器。负责通过传输介质发送和接收原始数据。定义电气规格（引脚输出、电压、时序、调制等）和传输模式（单工、双工、半双工）。

　　以下是第4层到第1层详细一些的说明。

　　第4层TCP/UDP

　　TCP是可靠的，因为它可以重新传输丢失的数据包。UDP没有这样的功能。

　　传输层有两种协议，TCP和UDP。在七层开放系统互连模型的理论中，第4层（L4）负责端点之间的分割和传递。也就是说，它不关心段（消息）在两个交换机或两个路由器之间传递时会发生什么。它关注最初如何发送以及最终如何接收。正如我们大多数人现在所了解的那样，TCP是可靠的，因为它可以重新传输丢失的数据包。

　　UDP没有这种功能，因为它不包含允许接收者确定数据包是否被丢弃的序列号。然而，TCP不仅仅是重复传输。TCP可以执行流量控制以适应终端站之间的可用带宽。它还可以检测网络中的拥堵状态并减慢其传输速度，甚至完全停止传输。这是通过检测到网络开始丢弃分段来实现的。

　　研究表明，当前检测拥堵的方法不适用于TCP。确实，它检测到拥堵并重新传输丢失的段。但是，这也大大延迟了细分市场的交付。此外，它对拥堵的调整很慢。通常会丢弃数十或数百个数据包，而只有一个数据包会发出拥堵情况的信号。

　　因此，IT方面的主要参与者引入了技术来试图避免TCP的问题。一些，包括TCP BBR、谷歌的QUIC和IETF（互联网工程任务组）提出的主动队列管理技术。在AV方面，SRT（安全可靠传输）也是一种通过使用UDP获得TCP目标的一些好处的方法。我建议AV专业人士研究每一种方法，因为想要知道谁是赢家是需要一定时间的。同时，这里列出了要向每家提议使用这些技术的公司提出的关键问题。

　　• 如果我部署这项技术，有什么好处？

　　• 我是否需要修改包含传统TCP/IP协议栈的现有设备？

　　• 这项技术会走向行业标准化？

　　• 是否有任何与使用相关的许可或费用？

　　对于这些提议的技术，如何在网络上管理视频取决于协议的工作方式。我们知道传统的TCP遇到了麻烦。但哪些新提案可能会取代它？

　　第3层L2 Vs. L3

　　第 2 层与第3层之间的最大区别与寻址有关。

　　第三层是网络层。开放系统互连声明网络层负责数据包转发，包括通过中间路由器的路由。这是可能的，因为它知道相邻网络节点的地址，它还管理服务质量（QoS），识别本地主机域消息并将其转发到传输层（第4层）。

　　要了解第 3 层，有助于了解其差异。第 2 层与第 3 层之间的巨大差异与寻址有关。他说，最好将其视为本地寻址与长途寻址。

　　第2层网络使用所谓的MAC地址（代表媒体访问控制地址）在交换机上的本地区域周围发送数据。MAC地址是本地、永久和唯一的名称，用于设备——将其视为办公室的楼层和房间号。交换机代表办公室区域的门和走廊。第3层网络使用Internet协议（IP）地址通过路由器在更大的网络之间发送信息。

　　此信息代表您在现实世界中的虚拟地址，就像您的邮寄地址告诉邮递员如何找到您一样。IP地址不使用街道地址、街道名称、城市、州和邮政编码，而是使用这四组数字来缩小您在虚拟世界中的位置。路由器代表您的邮递员，因为他们处理信息的物理传输。”

　　例如：AES67是基于现有标准的第3层协议套件，旨在实现各种基于IP的音频网络标准之间的互操作性，例如Ravenna、Livewire、Q-LAN和Dante。由于Dante使用Internet协议来管理音频在网络中的移动方式，因此它被称为第3层解决方案。

　　第2层数据链路层

　　第2层在音频传输中尤为重要，并用于TCP/IP的每个实施中。

　　数据链路层，在音频传输中尤为重要，在TCP/IP的每个实施中都会用到。

　　第2层(L2)，开放系统互连模型的数据链路层位于物理层和网络层之间。物理层主要负责在选择的介质（有线、光纤或无线）上创建信号和定时。TCP/IP中的网络层是IP存在的地方。它最关键的功能是正确使用几乎总是在软件中创建的IP地址。数据链路层负责访问物理介质、将比特流排列成帧、控制连接到介质的站点之间的流量以及检测错误。由于TCP/IP中使用的主要数据链路技术是以太网，因此我们将重点介绍它的实施。然而，在广域技术和数据中心，还有其他几种方法在使用。

　　在构想开放系统互连模型时，其创建者将L2分为两部分。上层负责向IP层发送和接收消息，称为逻辑链路控制(LLC)。负责在物理媒体上发送和接收比特流的较低级别称为媒体访问控制（MAC）。LLC负责决定如何把传输流格式化以及如何控制终端站之间的流量。此外，它还将报告传输过程中是否发生错误。但是，在以太网中，除了Wi-Fi之外，不使用流量控制。有线以太网的MAC层与无线以太网的MAC层不同。

　　随着以太网从10Mbps发展到10Gbps，有线以太网的MAC层没有出现广泛的变化。帧同步基于传输56个交替的1和0，后面是字节10101011。寻址一直基于我们称为MAC地址的48位物理地址。

　　这样，可以实现网桥和交换机的生成树协议（STP）。STP自动消除物理网络中的环路，并确保每对站点之间只有一条路径。同样，MAC地址允许实施最短路径桥接(SPB)。SPB是网状网络的基础，广泛用于希望避免IP级多播问题的计算机中心和全球跨越网络。

　　在有线或无线以太网中，错误检测是通过调用CRC-32的方法完成的。使用二进制算术将32位代码划分为比特流。剩余部分的长度始终为32位，作为错误校验码附加到帧中。最后，可以在L2内实现服务质量（QOS）级别或服务优先级。

　　那么，在L2实现了流控、错误检测和QOS等功能，工程师为什么不选择在IP层L3做同样的事情呢？最重要的原因是因为这些功能可以在固件而不是软件中完成。在几乎所有情况下，这都会使它们的实施更有效率。

　　第1层物理基础

　　支持IP流量的第1层基础设施的稳健性将对您的AV信号性能质量发挥重要作用。

　　第一层经常被忽视，但它是所有层所依赖的物理基础。

　　基础设施的质量与在设施传输的信号的健康和质量直接相关。电缆和连接性越好，客户就越不需要担心像素下降、模糊图像和其他降低影响的视听伪影。当设施向IP网络过渡时，这一点尤其重要，因为IP网络本质上对长距离移动高带宽4K/UHD/HDR视频流量更敏感，并且通常与来自其他应用程序的数据流量共享相同的基础设施。

　　随着越来越多的内容和兼容设备进入市场，更高分辨率的4K/UHD和HDR信号在商业AV环境中继续激增。管理更大位深度、色域和带宽的这些格式要求（以及其他性能参数）远比人们想象的要高深得多。

　　AV组件向IP的过渡以实现AV over IP传输也需要在规划过程提前考虑AV策略。AV系统已成为实际网络部署的一部分，这需要与房间或空间建筑师以及设计局域网的顾问进行更紧密的沟通。支持IP流量的第1层基础设施的稳健性将对您的AV信号性能质量发挥重要作用。