网络基础知识(OSI七层与TCP/IP四层模型)一
OSI模型,即开放式通信系统互联参考模型(Open System Interconnection,OSI/RM,Open Systems Interconnection Reference Model),是国际标准化组织(ISO)提出的一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架,简称OSI。
互联网协议族(英语:Internet Protocol Suite,缩写IPS)是一个网络通信模型,以及一整个网络传输协议家族,为互联网的基础通信架构。它常被通称为TCP/IP协议族(英语:TCP/IP Protocol Suite,或TCP/IP Protocols),简称TCP/IP。TCP(传输控制协议)和IP(网际协议),为该家族中最早通过的标准。
TCP/IP四层模型和OSI七层模型区别:
共同点:
(1)OSI 参考模型和 TCP/IP 参考模型都采用了层次结构的概念。
(2)都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制。
异同点:
(1)OSI 采用的七层模型,而 TCP/IP 是四层结构。
(2)TCP/IP 参考模型的网络接口层实际上并没有真正的定义,只是一些概念性的描述。而 OSI 参考模型不仅分了两层,而且每一层的功能都很详尽,甚至在数据链路层又分出一个介质访问子层,专门解决局域网的共享介质问题。
(3)OSI 模型是在协议开发前设计的,具有通用性。TCP/IP 是先有协议集然后建立模型,不适用于非 TCP/IP 网络。
(4)实际应用不同,OSI 模型只是理论上的模型,并没有成熟的产品;而 TCP/IP 已经成为国际上的标准。
1.OSI七层模型
OSI七层模型包括
物理层
、数据链路层
、网络层
、传输层
、会话层
、表示层
、应用层
。
a.物理层
物理层(Physical Layer)在局部局域网上传送帧,它负责管理电脑通信设备和网络媒体之间的互通。包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机适配器等。典型的协议有
ISO2110、IEEE802、IEEE802.2、IEEE802.11
等。
看着高大上,其实是将数据的0、1
转换成电信号
或者光信号
。通过光纤
、双绞线
甚至是无限电波
等介质
传输到指定的地址。而传输过程中的集线器
、中继器
、调制解调器
等,也属于物理层的传输介质。物理层是 OSI 七层模型的物理基础,没有它就谈不上数据传输了。换句话说物理层就是实实在在的硬件。
b.数据链路层
数据链路层(Data Link Layer)负责网络寻址、错误侦测和改错。当表头和表尾被加至数据包时,会形成帧。数据链表头(DLH)是包含了物理地址和错误侦测及改错的方法。数据链表尾(DLT)是一串指示数据包末端的字符串。例如以太网、无线局域网(Wi-Fi)和通用分组无线服务(GPRS)等。
分为两个子层:逻辑链路控制(logic link control,LLC)子层和介质访问控制(media access control,MAC)子层。
负责在网络节点间的线路上通过检测、流量控制和重发等手段,无差错地传送以帧为单位的数据。为做到这一点,在每一帧中必须同时带有同步、地址、差错控制及流量控制等控制信息。
c.网络层
网络层(Network Layer)决定数据的路径选择和转寄,将网络表头(NH)加至数据包,以形成分组。网络表头包含了网络数据。常见协议:
IP、ICMP、ARP、RARP、UUCP
两个协议组成。
为了将数据分组从源(源端系统)送到目的地(目标端系统),网络层的任务就是选择合适的路由和交换节点,使源的传输层传下来的分组信息能够正确无误地按照地址找到目的地,并交付给相应的传输层,即完成网络的寻址功能。
d.传输层
传输层(Transport Layer)把传输表头(TH)加至数据以形成数据包。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。此层有两个具有代表性的协议:
TCP
与UDP
。
传输层是高低层之间衔接的接口层。数据传输的单位是报文
,当报文较长时将它分割成若干分组,然后交给网络层进行传输。传输层是计算机网络协议分层中的最关键一层,该层以上各层将不再管理信息传输问题。传输层有一个重要作用,就是指定通信端口
。以请求服务器数据为例,服务器有处理多种协议的能力,如之前应用层所说的HTTP,FTP,TELNET
等,但到底你是用什么协议呢?服务器并不知道。但如果你指定了端口,如 80,服务器就会知道你是想用 HTTP 协议的,自然会转给对应协议的处理程序进行处理。
e.会话层
会话层(Session Layer)负责在数据传输中设置和维护电脑网络中两台电脑之间的通信连接。常见的协议有
SMTP、DNS
等。
该层对传输的报文提供同步管理服务。在两个不同系统的互相通信的应用进程之间建立、组织和协调交互。例如,确定是双工还是半双工工作。
f.表示层
表示层(Presentation Layer)把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式。常见的协议有
TELNET、SNMP
等。
该层的主要任务是把所传送的数据的抽象语法变换为传送语法,即把不同计算机内部的不同表示形式转换成网络通信中的标准表示形式。此外,对传送的数据加密(或解密)、正文压缩(或还原)也是表示层的任务。
g.应用层
应用层(Application Layer)提供为应用软件而设的界面,以设置与另一应用软件之间的通信。例如: HTTP,HTTPS,FTP,TELNET,SSH,SMTP,POP3等。
该层直接面向用户,是OSI中的最高层。它的主要任务是为用户提供应用的接口,即提供不同计算机间的文件传送、访问与管理,电子邮件的内容处理,不同计算机通过网络交互访问的虚拟终端功能等。
2.TCP/IP四层模型
TCP/IP四层模型包括:
网络接口层、网络层、传输层、应用层
。
a.网络接口层
负责实际数据的传输,对应于OSI的物理层和数据链路层,常见协议:
b.网络层
负责网络间寻址,数据传输,对应于OSI网络层。
c.传输层
负责可靠的传输服务,对应于OSI传输层。
d.应用层
负责一切与应用程序有关的功能,对应于OSI上三层。