TCP/IP和OSI两种网络模型的介绍和对比

TCP/IP和OSI网络模型

为了解决网络之间的兼容性问题,实现网络设备间的相互通信,于是便有了网络模型。
ISO于1984年提出的OSI参考模型(开放系统互连参考模型)。但是由于种种原因,并没有一种完全忠实于OSI参考模型的协议族流行开来。然后美国国防局在20世纪60年代开发的ARPANET的TCP/IP协议得到了广泛应用,成了Internet的事实标准。而OSI模型则只是理论标准。

TCP/IP和OSI两种网络模型是现今的两种最常见的网络模型。其中TCP/IP网络模型多被实际运用,OSI是提出的标准网络模型,具有很大的参考价值,所以又被叫做OSI参考模型。下面先给出两种模型的对应关系:
TCP/IP和OSI两种网络模型的介绍和对比

TCP/IP网络模型

首先介绍一下实际生活中人们常用的TCP/IP网络模型。TCP/IP网络模型一般为四层或者五层,四层的情况是将最底下的物理层和数据链路层合成了一层叫做网络接口层(或者也叫做数据链路层)。下面以五层为例介绍一下本模型。
(1)物理层
物理层利用物理媒介为比特流提供物理连接,一般将网络接口层和物理层统称 TCP/IP协议的物理网。
常用协议:IEEE 802.3以太网;ARPANET网络;ATM网络;令牌环网;IEEE 802.11(无线局域网协议)。

(2)数据链路层
数据链路层负责与物理传输的连接媒介打交道,主要功能是接收数据报,并把接收到的数据报发送到指定的网络中去。
常用协议:PPP、SDLC、HDLC、PPP、STP(Spanning Tree Protocol)、帧中继。

(3)网络层
网络层采用的协议称为互联网协议,它提供跨多个网络的选址路由功能。
常用协议:IP、IPX、ICMP、RIP、OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)

(4)传输层
它的主要功能是对应用层传递过来的用户信息分成若干数据报,加上报头,便于端到端的通信。提供分割与重组数据,按端口号寻址,连接管理差错控制和流量控制,纠错的功能。
常用协议:TCP(面向连接,可靠稳定)、UDP(面向无连接,尽最大努力交付)、SPX 、滑动窗口协议。

(5)应用层
提供应用程序间的通信。
常用协议:TELNET(远程登陆协议)、FTP(文件传输协议)、TFTP(简单文件传输协议)、SMTP(邮件传输协议)、SNMP(简单网络管理协议)、HTTP(超文本链接)、BOOTP、DHCP(动态主机配置协议)、DNS(DNS使用的传输协议既可为TCP又可为UDP,域名解析服务)。

OSI七层参考模型

上面已经介绍过五层,下面就直接说一下OSI多的两层,即应用层多的会话层和表示层

(1)会话层
建立、维护和管理会话。
常用协议:Socket、NFS、SQL、RPC 、X-WINDOWS、ASP(APPTALK会话协议)、SCP等。
(2)表示层
处理数据格式、数据加密等。
常用协议:
文本:ASCII,EBCDIC
图形:TIFF,JPEG,GIF,PICT
音视频:MIDI,MPEG,QUICKTIME

两种模型的对比

1、从层次结构的核心概念比较两个模型
在 OSI 模型中,严格地定义了服务、接口、协议;在 TCP/IP 模型中,并没有严格区分服务、接口与协议。所以许多人认为 OSI 模型的最大贡献是使三个核心概念的区别变得更加明显了。

而 TCP/IP 模型虽然最初没有明确区分这三个核心概念,但是随着它的发展,也明显区别三个核心概念了,从这个角度更加接近 OSI 模型了。

但 TCP/IP 模型的协议没有 OSI 模型的协议隐蔽性好,在 OSI 模型中协议更容易修改。
2、从协议比较两个模型
OSI 模型在协议发明之前产生,即 OSI 先有模型,后有协议,这就决定 OSI 模型不会偏向哪一组协议,更具有通用性。从另一个角度看,OSI模型的缺点也是由于太灵活,造成开发设计人员经验不足,阻碍了它的进一步发展。

而 TCP/IP 则相反,协议一定会符合模型。可是“狭义性”使其难以描述其他非 TCP/IP 网络。
3、从服务角度比较两个模型
两个模型的各层次和对应层所支持的服务是不同的,举例来说,OSI 模型支持非连接和面向连接的网络层通信,但在传输层只支持面向连接的通信;TCP/IP 模型只支持非连接的网际层通信, 但在传输层有支持非连接和面向连接的两种服务可供用户选择。

总之,OSI 七层协议体系复杂且不实用,但概念清楚,体系结构完整;而 TCP/IP 四层协议却得到广泛的应用。我们在学习网络通信时,可以利用 OSI 模型了解通信过程和协议的概念,利用 TCP/IP 理解网络协议的具体功能。

参考文章:
[1]刘博.两种网络体系结构模型的研究[J].科技信息,2009(20):536.
参考1
参考2
参考3