OSI与TCP\IP各层的结构

 

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1、OSI

国际标准化组织的开放网络架构。与其说这是一个通信标准,不如说这是一种管理哲学。任何事物之间的联系都可以用OSI表示出来,虽然不是所有的事务都必须具备其所有的层面。

(1)物理层:物理层解决最基础的传送通道,传输的数据格式为比特(bit)流;用来建立、维护和取消物理连接。典型设备如光纤、电缆。

(2)数据链路层:数据链路层将物理层提供的比特流组成“帧”,并以其单位进行传输,帧中包含地址、控制、数据及校验码等信息。数据链路层的主要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段,将不可靠的物理链路改造成对网络层来说无差错的数据链路。数据链路层为网络层提供简单的通信链路。典型设备如网桥、网卡。

(3)网络层:数据以网络协议数据单元(分组)为单位进行传输。主要作用是基于ip地址进行不同网络系统间的路径选择。

  • 路由选择:网络层的关键任务是发现路由、选择路径。
  • 拥塞控制:网络层可以采用拥塞控制机制,尽量避免拥塞的发生,如果真的发生拥塞,也要用过多种途径缓解拥塞状况(比如丢弃一些数据,或者进行缓存)。
  • 互联网间互联:数据包再局域网间穿梭,会面临诸如包大小、网络速度甚至协议的差异,这些都是网络层要解决的。就是通过一定的调整,让两个网络之间的数据包成功的传递。
  • 统计和控制:如统计哪些用户需要的网络流量比较多,访问哪些站点比较频繁,或者禁止用户访问某些站点。

典型设备:路由器。

(4)传输层:将数据组织成数据段。传输层的任务是向用户提供可靠的、透明的端到端的数据传输,以及差错控制和流量控制机制。由于它的存在,网络硬件技术的任何变化对高层都是不可见的,也就是说会话层、表示层、应用层的设计不必考虑低层细节,因此传输层起到“承上启下”的作用。(协议转换器)

(5)会话层:是进程--进程的层次,其主要功能是组织和同步不同的主机上各种进程间的通信(也称为对话)。会话层负责在两个会话层实体之间进行对话连接的建立和拆除。

(6)表示层:表示层就处理通信进程之间交换数据的表示方法,包括语法转换、数据格式的转换、加密与解密、压缩与解压缩等。

(7)应用层:负责管理应用程序之间的通信。低层的所有协议的最终目的都是为应用层提供可靠的传送手段,低层协议并没有直接满足用户的任何实际需求。应用层是用户体验最直观的服务。

2、TCP\IP

OSI由于体系比较复杂,不太方便计算机软件实现,逐渐退出人们关注的视野,TCP/IP得到了广泛的应用。

主要功能

网络接口层(数据链路层):TCP\IP并没有严格定义该层,它只是要求能够提供给上层---网络层一个访问接口,以便在其上传递IP分组。

网络层:俗称IP层,它处理机器之间的通信。IP是一个可靠的无连接协议,它接受来自传输层的请求,传输某个具有目的地址信息的分组。该层把分组封装到IP数据报中,填入数据报的首部(也成为报头),使用路由算法来选择是直接把数据报发送到目标机还是把数据报发送给路由器,然后把数据报交给下面的网络接口层的对应网络接口模块。IP负责给互联网的每一台计算机或者终端分配一个地址,并将信息以IP包的形式传送到正确的目的地。这是TCP\IP的核心。IP协议族中最关键的是路由协议。除此之外还有ICMP,被用来传送IP的控制信息。我们熟知的Ping和Traceroute命令就出自ICMP。

传输层:传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)是该层的重要协议。TCP是面向连接的可靠的协议。它将一台主机发出的字节流无差错地法网互联网上的其他主机。在发送端,它负责把上层传送下来的字节流分成报文段并传递给下层。在接收端,它负责把收到的报文进行重组后递交给上层。TCP还要处理端到端的流量控制。UDP是一个不可靠的无连接协议,主要适用于不需要对报文进行排序和流量控制的场合。

应用层:TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。其中,有基于TCP协议的,如文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)、虚拟终端协议(TELNET)、超文本链接协议(Hyper Text Transfer Protocol,HTTP),也有基于UDP协议的。

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