OSI七层模型与TCP/IP四层模型
OSI七层模型与TCP/IP四层模型
一. OSI七层模型
OSI(开放系统互联(Open System Interconnection))该模型定义了不同计算机互联的标准,是设计和描述计算机网络通信的基本框架。OSI模型把网络通信的工作分为7层,分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。这是一种事实上被TCP/IP 4层模型淘汰的协议。在当今世界上没有大规模使用。
下面对各层进行详细解释。
1、物理层:
主要功能:利用传输介质为数据链路层提供屋里连接,实现比特流的透明传输。实现相邻计算机节点之间比特流的透明传输,尽可能屏蔽掉具体传输介质与物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。
透明传输的意义就是:不管传的是什么,所采用的设备只是起一个通道作用,把要传输的内容完好的传到对方!
2、数据链路层:负责建立和管理节点间的链路。
主要功能:通过各种控制协议,将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。接受来自物理层的位流形式的数据,并封装成帧,传送到上一层;同样,也将来自上一层的数据帧,拆装为位流形式的数据转发到物理层;并且还负责处理接受端发回的确认帧的信息,以便提供可靠的数据传输。
该层通常又被分为 介质访问控制(MAC)和逻辑链路控制(LLC)两个子层:MAC子层(解决共享型网络中多用户对信道竞争的问题,完成网络介质的访问控制)和LLC子层(建立和维护网络连接,执行差错校验、流量控制和链路控制)。
3、网络层:是OSI参考模型中最复杂的一层,也是通信子网最高的一层,它在下两层的基础上向资源子网提供服务。
主要功能:通过路由算法,为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。该层控制数据链路层与物理层之间的信息转发,建立、维持与终止网络的连接。具体的说,数据链路层的数据在这一层被转换为数据包,然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制,将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。解决统一网络内节点之间的通信,而网络层主要解决不同子网之间的通信。例如路由选择问题。
在实现网络层功能时,需要解决的主要问题如下:寻址、交换、路由算法、连接服务。
4、传输层:OSI的下三层的主要任务是数据传输,上三层的主要任务是数据处理。而传输层是第四层,因此该层是通信子网和资源子网的接口和桥梁,起到承上启下的作用。
主要功能:向用户提供可靠的、端到端的差错和流量控制,保证报文的正确传输。向高层屏蔽下层数据通信的具体细节,即向用户透明的传送报文。传输层提供会话层和网络层之间的传输服务,这种服务从会话层获得数据,并在必要时,对数据进行分割,然后,传输层将数据传送到网络层,并确保数据能准确无误的传送到网络层。因此,传输层负责提供两节点之间数据的可靠传送,当两节点的联系确定之后,传输层负责监督工作。
综上,传输层的主要功能如下: 传输连接管理、处理传输差错、监控服务质量。
5、会话层:是OSI参考模型的第五层,是用户应用程序和网络之间的接口
主要功能:向两个实体的表示层提供建立和使用连接的方法。将不同实体之间的表示层的连接称为会话。因此会话层的任务就是组织和协调两个会话进程之间的通信,并对数据交换进行管理。用户可以按照半双工、单工和全工的方式建立会话。当建立会话时,用户必须提供他们想要连接的远程地址。而这些地址与MAC(介质访问控制子层)地址或网络层的逻辑地址不同,他们是为用户专门设计的,更便于用户记忆。域名(DN)就是网络上使用的远程地址。
综上,会话层的具体功能如下:会话管理、会话流量控制、寻址、出错控制。
6、表示层:表示层是OSI模型的第六层,它对来自应用层的命令和数据进行解释,对各种语法赋予相应的含义,并按照一定的格式传送给会话层。
主要功能:“处理用户信息的表示问题,如编码、数据格式转换和加密解密”等。
综上,表示层的具体功能如下:
1)数据格式处理:协商和建立数据交换的格式,解决各应用程序之间在数据格式表示上的差异。
2)数据的编码:处理字符集和数字的转换。例如由于用户程序中的数据类型(整型或实型、有符号或无符号等)、用户标识等都可以有不同的表示方式,因此,在设备之间需要具有在不同字符集或格式之间转换的功能。
3)压缩和解压缩:为了减少数据的传输量,这一层还负责数据的压缩与恢复。
4)数据的加密和解密:可以提高网络的安全性。
7、应用层:应用层是OSI参考模型的最高层,它是计算机用户,以及各种应用程序和网络之间的接口。
主要功能:直接向用户提供服务,完成用户希望在网络上完成的各种工作。它在其他6层工作的基础上,负责完成网络中应用程序与网络操作系统之间的联系,建立与结束使用者之间的联系,并完成网络用户提出的各种网络服务及应用所需的监督、管理和服务等各种协议。此外,该层还负责协调各个应用程序间的工作。
应用层为用户提供的服务和协议有:文件服务、目录服务、文件传输服务(FTP)、远程登录服务(Telnet)、电子邮件服务(E-mail)、打印服务、安全服务、网络管理服务、数据库服务等。上述的各种网络服务由该层的不同应用协议和程序完成,不同的网络操作系统之间在功能、界面、实现技术、对硬件的支持、安全可靠性以及具有的各种应用程序接口等各个方面的差异是很大的。
综上,应用层的主要功能如下:
1)用户接口:应用层是用户与网络,以及应用程序与网络间的直接接口,使得用户能够与网络进行交互式联系。
2)实现各种服务:该层具有的各种应用程序可以完成和实现用户请求的各种服务。
二、TCP/IP四层模型
1.应用层:负责处理特定的应用程序细节。
2.传输层:主要为两台主机上的应用提供端到端的通信。
3.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。
4.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
传输层和网络层的区别:
在TCP/TP协议族中,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,提供了一个可靠的传输层,为了提供这种可靠的服务,TCP采用了超时重传、发送和接受端到端的确认分组等机制。
数据包的说明: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。