OSI七层网络模型与TCP\IP协议

1、七层模型

       互联网的本质就是一系列的网络协议，这个协议就叫OSI协议（一系列协议），按照功能不同，分工不同，人为的分为七层。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你明白哪一层是干什么用的。

       七层从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

2、各层含义

应用层-------网络服务与最终用户的一个接口（用户操作），你和计算机交互的一个接口（比如微信、QQ、浏览器），指定各种的应用协议，人机交互窗口，把人的语言输入到计算机中（qq聊天输入字符）。

表示层-------数据的表示、安全、压缩（人的语言翻译成计算机），将接收到的数据翻译成二进制数据，并指定数据的存储格式、加密格式、解密、压缩、等等工作。

会话层-------建立、管理、中止会话，是否允许建立会话连接，建立了不同操作系统的之间的会话，通过一些协议去判断符合确定你的两个软件之间是否可以进行通信（两个微信之间进行通信）。

传输层-------定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验，将上层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，实现网络中不同主机上的用户进程之间的数据通信。

网络层-------定义逻辑地址、实现不同网络之间的寻址，理论选择转发数据的最佳路径，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（分拣员，分拣到底数据走哪条路更快）。

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（交换机、网卡），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。

物理层-------建立、维护、断开物理连接，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。

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

层次模型	作用	数据单元	主要设备
物理层	建立、维护、断开物理连接	比特流	网卡
数据链路层	进行硬件地址寻址，差错校验等功能	数据帧	交换机
网络层	进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择	数据包	路由器
传输层	定义传输数据的协议端口号，以及流量和差错校验	数据段
会话层	建立、管理、中止会话	message
表示层	数据的表示、压缩、格式化、加密	message
应用层	网络服务与最终用户的一个接口	message

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）

4、TCP\IP参考模型

      另外一个著名的模型是 TCP/IP 模型。TCP/IP 是传输控制协议/网际协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）的简称。

      TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。

• TCP/IP 4层模型（思科）

• TCP/IP 5层模型（华为）

OSI参考模型与TCP/IP模型都采用了分层体系结构，将庞大而复杂的问题转化为着干个较小且易于处理的子问题。不同的是OSl参考模型划分7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，而TCP/IP参考模型最多划分了5个层次，分别是物理层，数据链路层、网络层、传输层和应用层，将OSI参考模型中的高三层合并为一层统称应用层。在层次结构上，两者都采用了分层体系结构，但是TCP/IP参考模型比OSI参考模型更简化。

       OSI 参考模型没有考虑任何一组特定的协议，因此 OSI 更具有通用性。 而 TCP/IP 参考模型与 TCP/IP 协议簇吻合得很好，虽然该模型不适用于其他任何协议栈， 但如今的网络多以 TCP/IP 协议簇作为基础，这使得在分层设计上没有过多考虑协议的 OSI 分层理念，所以没有广泛地应用于实际工作中。相反，人们更多地应用 TCP/IP 分层模型在 实际工作中分析问题、解决问题。

5、TCP\IP协议族的组成

模型层	协议
物理层	IEEE802.3有线局域网（以太网） IEEE802.11无线局域网标准
数据链路层	Point-to-Point Protocol
网络层	IP （ICMP IGMP ARP RARP）
传输层	TCP UDP
应用层	HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS

物理层：

• IEEE802.3有线局域网（以太网）

• IEEE802.11无线局域网标准

数据链路层：

• 点对点协议（Point-to-Point Protocol） PPP协议是目前广域网上应用最广泛的协议之一，它的优点在于简单、具备用户验证能力、可以解决IP分配等

网络层：

IP协议：（Internet Protocol，网际协议），而 IP 又由四个支撑协议 组成：

• ARP（地址解析协议）： 是将IP地址转换成物理mac地址 的协议

• RARP（逆地址解析协议）： 是根据物理mac地址转换成IP地址的协议

• ICMP（网际控制报文协议）：ping 网络连通性检测 检测网络连通性

• IGMP（网际组管理协议）：一个组播协议，该协议运行在主机和组播路由器之间

  单播：1对1发消息 私聊

  组播：只对一部分人发消息 全班中的某 一组

  广播：对所有人发消息 全班

传输层：

• TCP ：传输控制协议 可靠协议 （安全性高，速度慢）

• UDP：用户数据报协议 不可靠协议（安全性不高，速度快）

应用层：

• HTTP（超文本传输协议）：是一个简单的请求-响应协议，现在主要的场景是web服务，就是网页的传输，默认使用tcp的80端口http

• HTTPs：是以安全为目标的 HTTP 通道，在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性，默认使用tcp的443端口

• FTP文件传输协议：FTP（ File Transfer Protocol）提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，并允许文件具有存取权限，默认使用tcp的20，21端口

• TFTP简单文件传输协议：是一个小而易于实现的文件传送协议，TFTP只支持文件传输，不支持交互，没有庞大的命令集。也没有目录列表功能，以及不能对用户进行身份鉴别，默认使用udp的69端口

• SNMP简单网络管理协议：是专门设计用于在 IP 网络管理网络节点（服务器、工作站、路由器、交换机及HUBS等）的一种标准协议，默认使用udp的161端口

• SMTP简单邮件传输协议：一组用于从源地址到目的地址传送邮件的规则，并且控制信件的中转方式，用于邮件的发送，默认使用tcp的25端口

• POP3邮局协议版本3：用于邮件的接收，默认使用tcp的110端口

• telnet远程登陆协议：一种字符模式的终端服务，可以使用户通过网络进入远程主机或网络设备，然后对远程主机或设备进行操作，默认使用tcp的23端口

• ssh安全的远程登陆协议，默认使用tcp的22端口

• DNS 域名解析系统：将域名和IP地址相互映射，默认使用tcp和udp的53端口

• DHCP（动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码，默认使用udp的67和68端口