OSI七层模型与TCP/IP协议

1、为什么要分层

1.1 层次划分的必要性

• 很多不同的厂家生产各种型号的计算机，它们运行完全不同的操作系统，硬件没有统一标准，软件也没有统一标准。单独一台计算机只是一台普通的计算机，全球互联网，网络之间需要通信。
  
• 计算机网络是由许多硬件、软件和协议交织起来的复杂系统。由于网络设计十分复杂，如何设计、组织和实现计算机网络是一个挑战，必须要采用科学有效的方法。

1.2 层次划分的方法

• 网络的每层应当具有相对独立的功能（便于排错）这个功能用不了 必然是你这层处理问题

• 梳理功能之间的关系，使上一个功能可以实现为另一个功能提供必要的服务，从而形成系统的层次结构， 环环相扣（紧密联系）

• 为提高系统的工作效率，相同或相近的功能仅在一个层次中实现，而且尽可能在较高的层次中实现

• 每一层只为相邻的上一层提供服务

1.3 层次划分的优点

• 各层之间相互独立，每一层只实现一种相对独立的功能，使问题复杂程度降低，利于针对解决问题

• 灵活性好，各层内部的操作不会影响其他层

• 结构上可分割开，各层之间都可以采用最合适的技术来实现

• 易于实现和维护，因为整个系统已被分解成相对独立的子系统

• 能促进标准化工作，因为每一层的功能及其提供的服务都有了精确的说明

2、OSI七层参考模型

• 国际标准化组织（ISO）1984年颁布了开放系统互连（OSI）参考模型，这是一个开放式体系结构，将网络分为七层。
• 实际上这个七层是不存在的，没有这七层的概念，只是人为的划分而已。区分出来的目的只是让我们明白哪一层是干什么用的。

 

2.1 每层对应的功能

• 应用层                    网络服务与最终用户的接口
• 表示层                    数据的表示、安全、压缩
• 会话层                    建立 管理 中止会话
• 传输层                    定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验
• 网络层                    进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择
• 数据链路层             建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能
• 物理层                    建立、维护、断开物理连接，数据形式是电流

2.2 每层对应的协议

 

 

2.3 端口号的作用

 

2.4 数据封装的过程         

 

                                                                                                                                              

 

PDU: Protocol Data Unit,协议数据单元是指对等层次之间传递的数据单位

• 物理层的 PDU是数据位 bit

• 数据链路层的 PDU是数据帧 frame

• 网络层的PDU是数据包 packet

• 传输层的 PDU是数据段 segment

• 其他更高层次的PDU是消息 message

3 、七层总结

 

• 应用层、表示层、会话层为高三层，是面向用户的
• 网络层、数据链路层、物理层为低三层，是面向硬件的
• 网络层及以下的通信为点到点通信（主机与主机）
• 传输层的通信为端到端（端口到端口）