详解OSI七层模型、各层设备以及TCP/IP四层协议、五层协议的体系结构

第一层到第七层：

物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层
先上各层作用的小结图：


各层设备：

物理层：网卡、网线、集线器、中继器、调制解调器

数据链路层：网桥、交换机

网络层：路由器

运输层：网关

物理层

物理层：实现比特流的透明传输；物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。（设备有：网卡（同时工作在数据链路层）、网线、集线器（将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备，对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离；集线器中一个口收到的信号，原封不动的发送给所有其他的口，由其他的口上的设备自己决定是否接收信号）、中继器（将输入信号增强放大的模拟设备，把信号送的更远，以延展网络长度）、调制解调器（俗称猫，将数字信号调变到模拟信号上进行传输，并解调收到的模拟信号以得到数字信号，以便信号通过电话线传输）

设备外观：

数据链路层

数据链路层：数据链路层提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能；将IP数据报组装成帧。设备用：网桥（网桥的功能在延长网络跨度上类似于中继器，然而它能提供智能化连接服务，即根据帧的终点地址处于哪一网段来进行转发和滤除。网桥对站点所处网段的了解是靠**“自学习”**实现的）、交换机
网桥：

交换机：

网络层

网络层：在发送数据时候，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。网络层的核心是路由器的功能。比如路由（规划线路），存储（当路由器接收包的速度要小于它转发包的作用时候，他就会把暂时发送不了的包缓存在自己的缓冲区里面，直到前面的都发出去再将其发出去，这就是存储。）、转发、拥塞控制、呼叫准入（比如左边主机想传一个大的视频文件给右边的主机，但是网络这个时候非常拥挤很难传送。首先左主机先发送一个控制包给右主机，这个控制包说明了自己视频数据所需要的带宽等等信息，那么这个包所途径的路由器都会首先查看自己能不能满足这个需求，如果不能就返回一个不能的信息，如果能就按照路由表向右主机传送。所以一旦有一个路由器不能提供这个服务，那么呼叫建立就失败了，否则只要所以路由器许可，才能传送。）

传输层

传输层：负责向两个主机中进程之间的通信提供服务，传输层的数据单元为数据包，TCP的数据单元称为段，而UDP协议的数据单元称为“数据报”。运输层主要使用两种协议：传输控制协议TCP（面向连接的，可靠的交付）、用户数据报协议UDP（无连接的、尽最大努力的交付）

传输层的作用：（1）多路复用和分用。复用：当传输层从应用程序接收报文后要封装在传输层的段中再交给网络层发送。分用：当传输层从网络层接收数据后，必须将数据正确递交给某个应用程序。也就是传输层能够区分不同进程的数据并且加以区分处理。（2）流程控制和拥塞控制。流量控制只是端端之间，只需要管理两个端之间的流量传输即可，也就是局部的。但是拥塞控制是全局的，是整个网络所做的事情，需要所有的路由器主机一起努力完成的事情。在传输层，既有流量控制也有拥塞控制。

会话层

会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。

会话层的功能：细分有三大功能（参看：https://blog.csdn.net/weixin_42859280/article/details/86512490）

1. 建立会话：A、B两台网络设备之间要通信，要建立一条会话供他们使用，在建立会话的过程中也会有身份验证，权限鉴定等环节；
2. 保持会话：通信会话建立后，通信双方开始传递数据，当数据传递完成后，OSI会话层不一定会立刻将两者这条通信会话断开，它会根据应用程序和应用层的设置对该会话进行维护，在会话维持期间两者可以随时使用这条会话传输局；
3. 断开会话：当应用程序或应用层规定的超时时间到期后，OSI会话层才会释放这条会话。或者A、B重启、关机、手动执行断开连接的操作时，OSI会话层也会将A、B之间的会话断开。

表示层

• 这一层主要解决信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。表示层的基本作用就是对数据格式进行编译，对收到或发出的数据根据应用层的特征进行处理，如处理为文字、图片、音频、视频、文档等，数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作都由表示层负责。
  

应用层

应用层是计算机用户，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。应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

经典的七层图示：

TCP/IP四层模型的关系

OSI七层模型理论完整、但它既复杂也不实用。

TCP/IP体系结构则不同，得到非常广泛的应用。它是一个四层的体系结构，包括：网络接口层、网际层（IP）、运输层（TCP、UDP）、应用层（TELNET、FTP、SMTP）

学习计算机网络时我们一般采用折中的办法，也就是中和 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构，这样既简洁又能将概念阐述清楚。