OSI七层和TCP/IP四层的关系

1、 OSI引入了服务、接口、协议、分层的概念,TCP/IP借鉴了OSI的这些概念建立TCP/IP模型。

2、 OSI先有模型,后有协议,先有标准,后进行实践;而TCP/IP则相反,先有协议和应用再提出了模型,且是参照的OSI模型。

3、 OSI是一种理论下的模型,而TCP/IP已被广泛使用,成为网络互联事实上的标准。

TCP:transmission control protocol 传输控制协议

UDP:user data protocol 用户数据报协议

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OSI七层协议模型

osi: 开放式系统互联

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1、应用层(Application Layer)
术语“应用层”并不是指运行在网络上的某个特别应用程序 ,应用层提供的服务包括文件传输、文件管理以及电子邮件的信息处理。

2、表示层(Presentation Layer)
数据的表示、安全、压缩、编码、加解密。可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。
格式有:JPEG、ASCll、DECOIC、加密格式等。

应用程序和网络之间的翻译官,在表示层,数据将按照网络能理解的方案进行格式化;这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。  
 
表示层管理数据的解密与加密,如系统口令的处理。例如:在 Internet上查询你银行账户,使用的即是一种安全连接。你的账户数据在发送前被加密,在网络的另一端,表示层将对接收到的数据解密。除此之外,表示层协议还对图片和文件格式信息进行解码和编码。

3、会话层(Session Layer)
建立、管理、终止会话,对应主机进程,指本地主机与远程主机正在进行的会话。
通过传输层(端口号:传输端口与接收端口)建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求(设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名)。

负责在网络中的两节点之间建立、维持和终止通信。 会话层的功能包括:建立通信链接,保持会话过程通信链接的畅通,同步两个节点之间的对话,决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。  
 
你可能常常听到有人把会话层称作网络通信的“交通警察”。当通过拨号向你的 ISP (因特网服务提供商)请求连接到因特网时,ISP 服务器上的会话层向你与你的 PC 客户机上的会话层进行协商连接。若你的电话线偶然从墙上插孔脱落时,你终端机上的会话层将检测到连接中断并重新发起连接。会话层通过决定节点通信的优先级和通信时间的长短来设置通信期限。

4、传输层(Transport Layer)
定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验。
协议有:TCP UDP等,数据包一旦离开网卡即进入网络传输层。

定义了一些传输数据的协议和端口号(WWW端口80等),如:TCP(传输控制协议,传输效率低,可靠性强,用于传输可靠性要求高,数据量大的数据),UDP(用户数据报协议,与TCP特性恰恰相反,用于传输可靠性要求不高,数据量小的数据,如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的)。 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输,到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做

O S I 模型中最重要的一层。传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。除此之外,传输层按照网络能处理的最大尺寸将较长的数据包进行强制分割。例如,以太网无法接收大于1 5 0 0 字节的数据包。发送方节点的传输层将数据分割成较小的数据片,同时对每一数据片安排一序列号,以便数据到达接收方节点的传输层时,能以正确的顺序重组。该过程即被称为排序。工作在传输层的一种服务是 T C P / I P 协议套中的T C P (传输控制协议),另一项传输层服务是I P X / S P X 协议集的S P X (序列包交换)。

5、网络层(Network Layer)
进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择。
协议有:ICMP IGMP IP(IPV4 IPV6) ARP RARP等。

在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择。

O S I 模型的第三层,其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址,并决定如何将数据从发送方路由到接收方。  
 
网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点A 到另一个网络中节点B 的最佳路径。由于网络层处理,并智能指导数据传送,路由器连接网络各段,所以路由器属于网络层。在网络中,“路由”是基于编址方案、使用模式以及可达性来指引数据的发送。
  
网络层负责在源机器和目标机器之间建立它们所使用的路由。这一层本身没有任何错误检测和修正机制,因此,网络层必须依赖于端端之间的由D L L提供的可靠传输服务。   

网络层用于本地L A N网段之上的计算机系统建立通信,它之所以可以这样做,是因为它有自己的路由地址结构,这种结构与第二层机器地址是分开的、独立的。这种协议称为路由或可路由协议。路由协议包括I P、N o v e l l公司的I P X以及A p p l e Ta l k协议。   

网络层是可选的,它只用于当两个计算机系统处于不同的由路由器分割开的网段这种情况,或者当通信应用要求某种网络层或传输层提供的服务、特性或者能力时。例如,当两台主机处于同一个L A N网段的直接相连这种情况,它们之间的通信只使用L A N的通信机制就可以了(即OSI 参考模型的一二层)。

6、数据链路层(Datalink Layer)
建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。(由底层网络定义协议)
将比特组合成字节进而组合成帧,用MAC地址访问介质,错误发现但不能纠正。

数据链路层协议的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。

定义了如何让格式化数据以进行传输,以及如何让控制对物理介质的访问。这一层通常还提供错误检测和纠正,以确保数据的可靠传输。

OSI模型的第二层,它控制网络层与物理层之间的通信。它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。为了保证传输,从网络层接收到的数据被分割成特定的可被物理层传输的帧。帧是用来移动数据的结构包,它不仅包括原始数据,还包括发送方和接收方的物理地址以及检错和控制信息。其中的地址确定了帧将发送到何处,而纠错和控制信息则确保帧无差错到达。 如果在传送数据时,接收点检测到所传数据中有差错,就要通知发送方重发这一
  
数据链路层的功能独立于网络和它的节点和所采用的物理层类型,它也不关心是否正在运行 Wo r d 、E x c e l 或使用I n t e r n e t 。有一些连接设备,如交换机,由于它们要对帧解码并使用帧信息将数据发送到正确的接收方,所以它们是工作在数据链路层的。   

数据链路层(DataLinkLayer):在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻结点之间的数据链路,通过差错控制提供数据帧(Frame)在信道上无差错的传输,并进行各电路上的动作系列。  
 
数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

7、物理层(Physical Layer)
建立、维护、断开物理连接。(由底层网络定义协议)

主要定义物理设备标准,如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流(就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0,也就是我们常说的数模转换与模数转换)。这一层的数据叫做比特。

O S I 模型的最低层或第一层,该层包括物理连网媒介,如电缆连线连接器。物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。在你的桌面P C 上插入网络接口卡,你就建立了计算机连网的基础。换言之,你提供了一个物理层。尽管物理层不提供纠错服务,但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。网络物理问题,如电线断开,将影响物理层。   用户要传递信息就要利用一些物理媒体,如双绞线、同轴电缆等,但具体的物理媒体并不在OSI的7层之内,有人把物理媒体当做第0层,物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接,以及它们的机械、电气、功能和过程特性。如规定使用电缆和接头的类型、传送信号的电压等。在这一层,数据还没有被组织,仅作为原始的位流或电气电压处理,单位是bit比特。

TCP/IP四层模型

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1、 链路层(数据链路层/网络接口层):包括操作系统中的设备驱动程序、计算机中对应的网络接口卡

2、 网络层(互联网层):处理分组在网络中的活动,比如分组的选路。

3、 传输层:主要为两台主机上的应用提供端到端的通信。网络层IP提供的是一种不可靠的服务。它只是尽可能快地把分组从源节点送到目的节点,但不提供任何可靠性的保证。Tcp在不可靠的ip层上,提供了一个可靠的运输层。

4、 应用层:负责处理特定的应用程序细节。

几个协议

IP协议 (Internet protocol)

这里的IP不是指的我们通常所说的192.168.1.1.这个IP指的是一种协议。192.168.1.1.指的是IP地址。IP协议的作用在于把各种数据包准确无误的传递给对方,其中两个重要的条件是IP地址和MAC地址(Media Access Control Address)。由于IP地址是稀有资源,不可能每个人都拥有一个IP地址,所以我们通常的IP地址是路由器给我们生成的IP地址,路由器里面会记录我们的MAC地址。而MAC地址是全球唯一的,除去人为因素外不可能重复。举一个现实生活中的例子,IP地址就如同是我们居住小区的地址,而MAC地址就是我们住的那栋楼那个房间那个人。

TCP协议

按层次分,TCP属于传输层,提供可靠的字节流服务。所谓的字节流,其实就类似于信息切割。比如你是一个卖自行车的,你要去送货。安装好的自行车,太过庞大,又不稳定,容易损伤。不如直接把自行车拆开来,每个零件上都贴上收货人的姓名。最后送到后按照把属于同一个人的自行车再组装起来,这个拆解、运输、拼装的过程其实就是TCP字节流的过程。

数据包说明:

IP层传输单位是IP分组,属于点到点的传输;TCP层传输单位是TCP段,属于端到端的传输

数据封装

就是从应用程序给出用户的数据,然后一层一层加上对应的头部,以便于对方的每一层进行识别转交.

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对等通信

对于每一个层来说,都仿佛好像和对面的这个层进行通信,实际上的信息传输是自上而下(逐层数据封装),然后通过以太网或者IEEE进行BIT流传输到对方的链路层,然后自下而上到达对应的层逐层数据解析).

在以太网传输过来数据的时候,每层进行解析,看是什么协议交由什么层,做出相应的应答,最后如果是TCP或者UDP,则根据端口号提交给相应的应用程序,传输数据。
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端口

1、众所周知的端口

0到1023端口,由IANA分配,紧密绑定服务.通常这些端口明确表明了某种服务协议.例如21端口为FTP服务端口

2、注册端口

1024到49151.不受IANA控制,但是已经被IANA登记了,松散绑定一些服务,可以用于其他目的

3、动态或者私有端口

49152到65535,IANA不管,所以一般机器从1024开始分配动态端口