一、OSI参考模型

1、OSI的来源

        OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。 一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互连模型。

        ISO为了更好的使网络应用更为普及，推出了OSI参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。

 

  2、OSI七层模型的划分
OSI划分的七个层次由高到低依次为：Application(应用层)、Presentation(表示层)、Session(会话层)、Transport(传输层)、Network(网络层)、DataLink(数据链路层)和Physical(物理层)。

        每一层实现各自的功能和协议，并完成与相邻层的接口通信。OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力，它通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。

下面是常见的几种模型：

 

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二、各层定义

1、应用层

        应用层（Application Layer）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，其功能是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。

2、表示层


        表示层为在应用过程之间传送的信息提供表示方法的服务。负责将接收到的数据翻译成二进制数组成的计算机语言，主要通过数据格式变化、数据加密与解密、数据压缩与解压等。表示层提供的数据加密服务是重要的网络安全要素，其确保了数据的安全传输，也是各种安全服务最为重视的关键。

3、会话层

        会话层用于建立、管理、中止会话。会话层的主要功能是负责维护两个节点之间的传输联接，确保点到点传输不中断，以及管理数据交换等功能。会话层还可以通过对话控制来决定使用何种通信方式，全双工通信或半双工通信。

 

4、传输层

传输数据单元：数据段 （Segment）

典型的设备：进程和端口


        传输层是计算机通信体系结构中关键一层，传输层定义了传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。将上层应用数据分片并加上端口号封装成数据段，或通过对报文头中的端口识别。传输层实现了网络中不同主机上的用户进程之间的数据通信，为用户提供了端到端的服务。传输层起到了承上启下的作用，承接上层软件应用，下启网络数据传输。

常用协议介绍

  • TCP （Transmission Control Protocol ）传输控制协议提供可靠的面向连接的服务，传输数据前须先建立连接，结束后释放。可靠的全双工信道。可靠、有序、无丢失、不重复。
  • UDP (User Datagram Protocol ）用户数据报协议发送数据前无需建立连接，不使用拥塞控制，不保证可靠交付，最大努力交付。
  • DCCP （Datagram Congestion Control Protocol ）数据报拥塞控制协议
  • SCTP （STREAM CONTROL TRANSMISSION PROTOCOL ）流控制传 输协议
  • RTP(Real-time Transport Protocol ）实时传送协议
  • RSVP （Resource ReSer Vation Protocol ）资源预留协议
  • PPTP ( Point to Point Tunneling Protocol ）点对点隧道协议 

简单说

        网络层的ip帮我们区分子网，以太网层的mac帮我们找到主机，然后大家使用的都是应用程序，你的电脑上可能同时开启qq，暴风影音，等多个应用程序，那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号。传输层的作用就是帮我们建立端到端的通信。

 

5、网络层

传输数据单元：数据包（Packet ）

典型的设备：路由器，防火墙、三层交换机


        网络层是以路由器为最高节点俯瞰网络的关键层，它负责将上层数据加上源和目的方的逻辑(IP)地址封装成数据包，实现数据从源端到目的端的传输。网络层进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。传输层为端到端通信，而网络层以下为点对点通信。

常用协议介绍

  • IP (IPv4 · IPv6) (Internet Protocol) 网络之间互连的协议
  • ARP (Address Resolution Protocol) 即地址解析协议，实现通过IP 地址得 知其物理地址。
  • RARP (Reverse Address Resolution Protocol)反向地址转换协议允许局域 网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP地址。
  • ICMP (Internet Control Message Protocol ）Internet 控制报文协议。它是TCP/IP 协议族的一个子协议，用于在IP 主机、路由器之间传递控制消息。
  • ICMPv6 :
  • IGMP (Internet Group Management Protocol) Internet 组管理协议,是因特 网协议家族中的一个组播协议，用于 IP 主机向任一个直接相邻的路由器报 告他们的组成员情况。
  • RIP (Router information protocol) 路由信息协议是一种在网关与主机之间交换路由选择信息的标准。
  • OSPF (Open Shortest Path Firs)开放式最短路径优先,分布式链路状态协议。
  • BGP（Border Gateway Protocol ）边界网关协议，用来连接Internet 上独立系统的路由选择协议.采用路径向量路由选择协议。
  • IS-IS （Intermediate System to Intermediate System Routing Protocol ）中间系统到中间系统的路由选择协议.
  • IPsec (IP Secure) “Internet 协议安全性”是一种开放标准的框架结构，通过使用加密的安全服务以确保在 Internet 协议 (IP) 网络上进行保密而安全的通讯。

6、数据链路层

传输数据单元：帧 （Frame）

典型的设备：网桥，交换机

        数据链路层是在通信实体间建立数据链路联接，传输的基本单位为“帧”，并为网络层提供差错控制 和流量控制服务。将上层数据加上源和目的方的物理(MAC)地址封装成数据帧，MAC地址是用来标识网卡的物理地址，建立数据链路; 当发现数据错误时，可以重传数据帧。数据链路控制子层会接受网络协议数据、分组的数据报并且添加更多的控制信息，从而把这个分组传送到它的目标设备。

简单说

        在物理层中我们实现了电脑直接的互联，而传递的是“0”和“1”这样的数据，这样的数据是没有任何意义的，所以需要有对应的解读方法。

7、物理层

传输数据单元：比特（Bit）

典型的设备：网线，集线器，中继器，调制解调器

        物理层的主要功能是利用传输介质为数据链路层提供物理联接，负责数据流的物理传输工作。物理层传输的基本单位是比特流，即0和1，也就是最基本的电信号或光信号，是最基本的物理传输特征。物理层连接报文头部和上层数据信息都是由二进制数组成的，物理层将这些二进制数字组成的比特流转换成电信号在网络中传输。

简单说

        物理层的作用就是组网，把一个个电脑用光缆、电缆、双绞线、无线电波等方式连接起来。它主要规定了网络的一些电气特性，作用是负责传送0和1的电信号。

 

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4、通信特点：对等通信      

对等通信，为了使数据分组从源传送到目的地，源端OSI模型的每一层都必须与目的端的对等层进行通信，这种通信方式称为对等层通信。在每一层通信过程中，使用本层自己协议进行通信。

 

三、TCP/IP五层模型

    TCP/IP五层协议和OSI的七层协议对应关系如下。

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 在每一层都工作着不同的设备，比如我们常用的交换机就工作在数据链路层的，一般的路由器是工作在网络层的。

 

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在每一层实现的协议也各不同，即每一层的服务也不同.下图列出了每层主要的协议。其中每层中具体的协议，我会在后面的逐一学习。

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各层的作用简单描述

应用层：应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。
运输层：解决进程间的通信。
网络层：解决跨网络的主机通信问题。
数据链路层：解决相邻主机通信问题。
物理层：物理层的任务就是透明地传输比特流。

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