计算机网络体系结构及参考模型（2）

1.概述

  这篇文章自上而下，来讲讲OSI七层模型每层的大概作用。并介绍TCP/IP参考模型以及五层参考模型。

2.各层的主要作用

 2.1 应用层

  定义：所有能和用户交互产生网络流量的程序，应用层与用户离的最近。例如：QQ、微信、邮箱等都属于应用层的范畴。而记事本则不属于应用层范畴。
  主要协议：文件传输协议（FTP）、电子邮件（SMTP）、万维网（HTTP）

  2.2 表示层

  定义：用于处理在两个通信系统（任何两台设备）中交换信息的表示方式

• 功能一：数据格式变换。不同主机的编码、表示方式不一样，表示层类似于一个翻译官的角色，将接收到的东西表示在设备上。例如：主机接收到一串二进制流，如何将这串二进制流转换成一张.JPG格式的图片或者.AVI格式的视频。
• 功能二：数据加密，防止不法分子利用抓包获取私人信息。例如：Wireshark通常是用来抓包的软件，但是抓包抓到大部分是看不懂的十六进制，就是因为被加密了。
• 功能三：数据压缩和恢复，这个很好理解，就像平时我们用QQ传输压缩文件，然后接收解压。

  主要协议：JPEG、MPEG、ASII

 2.3 会话层

  定义：向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序的传输数据。也叫建立同步（SYN）。例如后台的QQ、微信。我用QQ和小红聊天，这是一个会话。用微信和小明聊天，这也是一个会话。两个会话互不影响，相互独立。而且QQ中也可以分出很多会话，例如聊天会话，传输数据会话等，相互独立，互不影响。

• 功能一：建立、管理、终止会话
• 功能二：使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步。适用于传输大文件。

  主要协议：ADSP和ASP协议

 2.4 传输层

  负责主机中两个进程的通信，即端到端通信。传输单位是报文段或用户数据报。
  将主机中的每个进程分配一个独一无二的端口号。例如小明手机的QQ进程和小红的手机QQ进程，两个不同手机的QQ进行通信，即端到端通信。

• 功能1：可靠传输、不可靠传输。
  可靠传输：如果传输的文件比较大，要将大文件分割成许多小段传输。对于接收方，每接收到一个报文段，都要返回一个确认。发送方直到收到确认后，再接着进行发送。
  不可靠传输：而对于一下非常小的数据，不需要建立连接、不需要返回确认，直接发送即可。
• 功能2：差错控制
• 功能3：流量控制，这个流量指的是物理上的流量，不是网络流量。如果接收方的接收速度很慢，就要控制发送方的发送速度。
• 功能4：复用分用。
  复用：来自不同端口号的消息放在一起传输（要加上标签——端口号），
  分用：到了目的地之后，再根据端口号，在把他们分开，送到目的端口。

  主要协议：TCP/UDP协议

 2.5 网络层

  主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上得不同主机提供通信服务。网路层传输单位是数据包。比较重要的一个：将消息进行IP编址。

• 路由选择，因为由发送端到接收端有很多条路选择，要找到一条合适的路由路径。利用路由选择算法等。
• 流量控制，
• 差错控制，
• 拥塞控制，如果所有结点都来不及接收分组，而要丢弃大量分组的话，网络就处于拥塞状态。因此要采取一定措施缓解这种拥塞。

  主要协议：ARP、IP、ICMP等

 2.6 数据链路层

  主要任务是把网络层传下来得数据报组装成帧，数据链路层得传输单位是帧。比较重要的一个：将消息进行MAC编址。

• 功能1：成帧（标记帧的开始和结束）
• 功能2：差错控制
• 功能3：流量控制
• 功能4：访问控制，控制各主机对信道的访问

 2.7 物理层

  主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。物理层传输单位是比特。

• 功能1：定义接口特性
• 功能2：定义传输模式
• 功能3：定义传输速率
• 功能4：比特同步
• 功能5：比特编码
  
  

3.TCP/IP 参考模型（协议栈）

  从上图我们可以看出，TCP/IP参考模型与OSI参考模型的主要不同点，将OSI的应用层、表示层、会话层合并为应用层。将数据链路层、物理层合并为网络接口层。每层的功能都与上边介绍的OSI七层功能差不多，所以这里不作过多说明。
  下图为TCP/IP参考模型传输信息的过程：

4.五层参考模型

  下面说说我们计算机考研中最重要的五层参考模型。

5.总结

OSI参考模型、TCP/IP参考模型、五层参考模型的比较：


  文章主要总结了常见的三种计算机网络体系结构，以及每层的大概功能。具体的重要协议的讲解将放在后面的文章中。
  文章如有不当之处，请多多指教~~