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网络七层结构、五层结构和四层结构

一、计算机网络体系​

计算机网络体系结构分为3种：OSI体系结构（七层），TCP/IP体系结构（四层），五层体系结构。

  • OSI体系结构：概念清楚，理论也比较完整，但是它既复杂又不实用。
  • TCP/IP体系结构：TCP/IP是一个四层体系结构，得到了广泛的运用。
  • 五层体系结构：为了方便学习，折中OSI体系结构和TCP/IP体系结构，综合二者的优点，这样既简洁，又能将概念讲清楚。

网络模型

二、各层模型功能​

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。

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。

众所周知，OSI参考模型是学术上和法律上的国际标准，是完整的权威的网络参考模型。而TCP/IP参考模型是事实上的国际标准，即现实生活中被广泛使用的网络参考模型。

七层模型

1. 物理层​

作为 OSI 参考模型中最低的一层，物理层的作用是实现计算机节点之间比特流的透明传送。通过光缆，电缆，无线电波等方式将设备连接起来组网，主要传送比特流0和1。

该层的主要任务是确定与传输媒体的接口的一些特性（机械特性、电气特性、功能特性，过程特性）

该层主要是和硬件有关，与软件关系不大

2. 数据链路层​

数据链路层通常也叫做链路层，在物理层和网络层之间。两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，这就需要使用专门的链路层协议

在两个相邻节点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧

每一帧的数据可以分成：报头head和数据data两部分:

head 标明数据发送者、接受者、数据类型，如 MAC地址 data 存储了计算机之间交互的数据 通过控制信息我们可以知道一个帧的起止比特位置，此外，也能使接收端检测出所收到的帧有无差错，如果发现差错，数据链路层能够简单的丢弃掉这个帧，以避免继续占用网络资源

3. 网络层​

两台计算机之间传送数据时其通信链路往往不止一条，所传输的信息甚至可能经过很多通信子网

网络层的主要任务就是选择合适的网间路由和交换节点，确保数据按时成功传送

在发送数据时，网络层把传输层产生的报文或用户数据报封装成分组和包，向下传输到数据链路层

在网络层使用的协议是无连接的网际协议（Internet Protocol）和许多路由协议，因此我们通常把该层简单地称为 IP 层

4. 传输层​

传输层的主要任务是为两台主机进程之间的通信提供服务，处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题

传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节。因此，它是计算机通信体系结构中关键的一层

其中，主要的传输层协议是TCP和UDP

5. 会话层​

会话层就是负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话

该层提供了数据交换的定界和同步功能，包括了建立检查点和恢复方案的方法

6. 表示层​

表示层的作用是使通信的应用程序能够解释交换数据的含义，其位于 OSI 参考模型的第六层，向上为应用层提供服务，向下接收来自会话层的服务

该层提供的服务主要包括数据压缩，数据加密以及数据描述，使应用程序不必担心在各台计算机中表示和存储的内部格式差异

7. 应用层​

应用层位于 OSI 参考模型的第七层，其作用是通过应用程序间的交互来完成特定的网络应用

该层协议定义了应用进程之间的交互规则，通过不同的应用层协议为不同的网络应用提供服务。例如域名系统 DNS，支持万维网应用的 HTTP 协议，电子邮件系统采用的 SMTP 协议等

在应用层交互的数据单元我们称之为报文

三、TCP/IP4层模型​

TCP/IP协议被组织成四个概念层，其中有三层对应于ISO参考模型中的相应层。ICP/IP协议族并不包含物理层和数据链路层，因此它不能独立完成整个计算机网络系统的功能，必须与许多其他的协议协同工作。

1. 网络接口层​

包括用于协作IP数据在已有网络介质上传输的协议。实际上TCP/IP标准并不定义与ISO数据链路层和物理层相对应的功能。相反，它定义像地址解析协议(Address Resolution Protocol,ARP)这样的协议，提供TCP/IP协议的数据结构和实际物理硬件之间的接口。

2. 网间层​

对应于OSI七层参考模型的网络层。本层包含IP协议、RIP协议(Routing Information Protocol，路由信息协议)，负责数据的包装、寻址和路由。同时还包含网间控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)用来提供网络诊断信息。

3. 传输层​

对应于OSI七层参考模型的传输层，它提供两种端到端的通信服务。其中TCP协议(Transmission Control Protocol)提供可靠的数据流运输服务，UDP协议(Use Datagram Protocol)提供不可靠的用户数据报服务。

4. 应用层​

对应于OSI七层参考模型的应用层和表达层。因特网的应用层协议包括Finger、Whois、FTP(文件传输协议)、Gopher、HTTP(超文本传输协议)、Telent(远程终端协议)、SMTP(简单邮件传送协议)、IRC(因特网中继会话)、NNTP（网络新闻传输协议）等，这也是本书将要讨论的重点。

四、五层结构​

五层结构只是为了方便学习，折中OSI体系结构和TCP/IP体系结构，综合二者的优点。

五、OSI7层模型与TCP/IP4层模型区别​

  • TCP/IP他是一个协议簇；而OSI（开放系统互联）则是一个模型，且TCP/IP的开发时间在OSI之前。
  • TCP/IP是由一些交互性的模块做成的分层次的协议，其中每个模块提供特定的功能；OSi则指定了哪个功能是属于哪一层的。
  • TCP/IP是五层结构，而OSI是七层结构。OSI的最高三层在TCP中用应用层表示。

六、参考文档​

-https://github.com/febobo/web-interview/issues/139 -https://blog.csdn.net/qq_39521554/article/details/79894501 -https://zhuanlan.zhihu.com/p/350408610