网络OSI七层模型及各层作用 tcp-ip

背景

虽然说以前学习计算机网络的时候，学过了，但为了更好地学习一些物联网协议（MQTT、CoAP、LWM2M、OPC），需要重新复习一下。

OSI七层模型

七层模型，亦称OSI（Open System Interconnection）。参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系，一般称为OSI参考模型或七层模型。
它是一个七层的、抽象的模型体，不仅包括一系列抽象的术语或概念，也包括具体的协议。

OSI七层模型 功能 对应的网络协议
应用层 应用层是网络体系中最高的一层，也是唯一面向用户的一层，也可视为为用户提供常用的应用程序，每个网络应用都对应着不同的协议 HTTP、TFTP, FTP, NFS, WAIS、SMTP
表示层 主要负责数据格式的转换，确保一个系统的应用层发送的消息可以被另一个系统的应用层读取，编码转换，数据解析，管理数据的解密和加密，同时也对应用层的协议进行翻译 Telnet, Rlogin, SNMP, Gopher
会话层 负责网络中两节点的建立，在数据传输中维护计算机网络中两台计算机之间的通信连接，并决定何时终止通信 SMTP, DNS
传输层 是整个网络关键的部分，是实现两个用户进程间端到端的可靠通信，处理数据包的错误等传输问题。是向下通信服务最高层，向上用户功能最底层。即向网络层提供服务，向会话层提供独立于网络层的传送服务和可靠的透明数据传输。 TCP, UDP
网络层 进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择，IP就在网络层 IP, ICMP, ARP, RARP, AKP, UUCP
数据链路层 物理地址（MAC地址），网络设备的唯一身份标识。建立逻辑连接、进行硬件地址寻址，相邻的两个设备间的互相通信 FDDI, Ethernet, Arpanet, PDN, SLIP, PPP，STP。HDLC,SDLC,帧中继
物理层 七层模型中的最底层，主要是物理介质传输媒介（网线或者是无线），在不同设备中传输比特，将0/1信号与电信号或者光信号互相转化 IEEE 802.1A, IEEE 802.2到IEEE 802

数据发送时从上至下封装，收到数据包后从下至上解包。每一层对于上一层来讲是透明的，上层只需要使用下层提供的接口，并不关心下层是如何实现的。
我们所说的 socket 编程，是站在传输层的基础上，所以可以使用 TCP/UDP 协议，但是不能干「访问网页」这样的事情，因为访问网页所需要的 http 协议位于应用层。

两台计算机进行通信时，必须遵守以下原则：
- 必须是同一层次进行通信，比如，A 计算机的应用层和 B 计算机的传输层就不能通信，因为它们不在一个层次，数据的拆包会遇到问题。
- 每一层的功能都必须相同，也就是拥有完全相同的网络模型。如果网络模型都不同，那不就乱套了，谁都不认识谁。
- 数据只能逐层传输，不能跃层。
- 每一层可以使用下层提供的服务，并向上层提供服务。

如：

TCP/IP

TCP/IP 参考了OSI模型，将 最上的3层（应用层、表示层、会话层） 视为为 应用层， 由 将 最下的2层（数据链路层、物理层）视为 网络接口层

所以 TCP/IP 只有4层。

我们用一张图来看，TCP/IP在OSI模型中各个部分对应的是什么部分。

源自 http://www.colasoft.com.cn/download/protocols_map.php

附录： TCP/IP在OSI模型中各部分的解释（OSI七层模型 相关协议 缩写）

应用层

  • HTTP 超文本传输协议

  • FTP 文件传输协议

  • SMTP 简单邮件传输协议

  • TELNET TCP/IP终端仿真协议

  • POP3 邮局协议第三版

  • Finger 用户信息协议

  • NNTP 网络新闻传输协议

  • IMAP4 因特网信息访问协议第四版

  • LPR UNIX 远程打印协议

  • Rwho UNIX 远程 Who协议

  • Rexec UNIX远程执行协议

  • Login UNIX 远程登陆协议

  • RSH UNIX 远程Shell协议

  • NTF HP 网络文件传输协议

  • RDA HP 远程数据库访问协议

  • VT 虚拟终端仿真协议

  • RFA HP 远程文件访问协议

  • RPC Remote Process Comm.

  • S-HTTP 安全超文本传输协议

  • GDP 网关发现协议

  • X-Window

  • CMOT 基于TCP/IP的CMIP协议

  • SOCKS 安全套接字协议

  • FANP 流属性通知协议

  • SLP 服务定位协议

  • MSN 微软网络服务

  • Radius 远程用户拨号认证服务协议

  • DNS 域名系统

  • NFS网络文件系统协议

  • NIS SUN 网络信息系统协议

  • R-STAT SUN远程状态协议

  • NSM SUN 网络状态监测协议

  • PMAP SUN 端口映射协议

  • Mount

  • LPR UNIX 远程打印协议

  • SNMP 简单网络管理协议

  • 常用UDP协议的应用层服务

    • BOOTP 引导协议
    • DHCP动 态主机配套协议
    • NTP 网络时间协议
    • TFTP 简单文件传输协议

表示层

  • DECnet NSP

  • LPP 轻量级表示协议

  • NBSSN NetBIOS会话服务协议

  • XDP外部数据表示协议

  • IPX

会话层

  • SSL 安全套接字层协议

  • TLS 传输层安全协议

  • DAP 目录访问协议

  • LDAP 轻量级目录访问协议

  • RPC 远程过程调用协议

  • VINES NETRPC

    • VFRP
    • NeTBIOS
    • IPX

传输层

  • XOT 基于tcp之上的X协议

  • Van Jacobson 压缩TCP协议

  • ISO-DE ISO 开发环境-------->NetBISO

  • TALI 传输适配层接口协议

  • DSI、NetBIOS、IP NeTBIOS、ISO-TP SSP、SMB、MSRPC

UDP用户数据报协议

  • RUDP 可靠的用户数据报协议

  • Mobile IP 移动IP协议

网络层

  • IP/IPv6 互联网协议/互联网协议第六版

  • ICMPv6互联网控制信息协议第六版

  • ICMP互联网控制信息协议

  • IGMP 互联网组管理协议

  • SLIP 串行线路IP协议

安全协议

  • AH 认证头协议

  • ESP 安装封装有效载荷协议

路由协议

  • EGP 外部网关协议

  • OSPF 开放最短路径优先协议

  • IGRP 内部网关路由协议

  • NHRP 下一跳解析协议

  • IE-IRGP 增强内部网关路由选择协议

  • RIPng for IPv6 IPv6路由信息协议

  • GGP 网关到网关协议

  • VRRP 虚拟路由器冗余协议

  • PGM 实际通用组播协议

  • RSVP 资源预留协议

  • PIM-DM 密集模式独立组播协议

  • DVMRP 距离矢量组播路由协议

  • RIP2 路由信息协议第二版

  • PIM-SM 稀疏模式独立组播协议

  • MOSPF 组播开放最短路径优先协议

数据链路层

  • MPLS 多协议标签交换协议

  • XTP 压缩传输协议

  • DCAP 数据转换客户访问协议

  • SLE 串行连接封装协议

  • IPinIP IP套IP封装协议

隧道协议

  • PPTP 点对点隧道协议

  • L2F 第二层转发协议

  • L2TP 第二层隧道协议

  • ATMP 接入隧道管理协议

Cisco 协议

  • CDP 思科发现协议

  • CGMP 思科组管理协议

地址解析协议

  • ARP 地址解析协议

  • RAR 逆向地址解析协议

物理层

  • IEEE 802.2

  • Ethernet v.2

  • Internetwork

posted @ 2020-02-03 09:58  schips  阅读(10082)  评论(1)  编辑  收藏  举报