OSI七层网络模型、TCP/IP四层模型

网络协议是什么？

在计算机网络要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则，

比如交换数据的格式、是否需要发送一个应答信息。这些规则被称为网络协议。

网络协议分层的缺点： 功能可能出现在多个层里，产生了额外开销。

为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织 ISO 于1977年提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架，即著名的开放系统互联基本参考模型 OSI/RM，简称为OSI。

OSI 的七层协议体系结构的概念清楚，理论也较完整，但它既复杂又不实用， TCP/IP 体系结构则不同，但它现在却得到了非常广泛的应用。TCP/IP 是一个四层体系结构，它包含应用层，运输层，网际层和网络接口层（用网际层这个名字是强调这一层是为了解决不同网络的互连问题），不过从实质上讲，TCP/IP 只有最上面的三层，因为最下面的网络接口层并没有什么具体内容，因此在学习计算机网络的原理时往往采用折中的办法，即综合 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，有时为了方便，也可把最底下两层称为网络接口层。

注：五层协议的体系结构只是为了介绍网络原理而设计的，实际应用还是

TCP/IP 四层体系结构。

七层模型介绍：

显然、如果一个东西想包罗万象、一般时不可能的；在实际的开发应用中一般时在此模型的基础上进行裁剪、整合！互联网分层结构的好处: 上层的变动完全不影响下层的结构。

• 物理层： 物理层负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网上传输；eg：RJ45等将数据转化成0和1；例如： 线路、无线电、光纤、信鸽
• 数据链路层: 数据链路层通过物理网络链路提供数据传输。不同的数据链路层定义了不同的网络和协 议特征,其中包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、数据帧序列以及流控;可以简单的理解为：规定了0和1的分包形式，确定了网络数据包的形式；例如： 以太网、令牌环、HDLC、帧中继、ISDN、ATM、IEEE 802.11、FDDI、PPP
• 网络层： 网络层负责在源和终点之间建立连接;可以理解为，此处需要确定计算机的位置，怎么确定？IPv4，IPv6！例如： IP、ICMP、IGMP、IPX、BGP、OSPF、RIP、IGRP、EIGRP、ARP、RARP、 X.25
• 传输层： 传输层向高层提供可靠的端到端的网络数据流服务。可以理解为：每一个应用程序都会在网卡注册一个端口号，该层就是端口与端口的通信！常用的（TCP／IP）协议；例如： TCP、UDP、RTP、SCTP、SPX、ATP、IL
• 会话层： 会话层建立、管理和终止表示层与实体之间的通信会话；建立一个连接（自动的手机信息、自动的网络寻址）;例如：ASAP、TLS、SSH、ISO 8327 / CCITT X.225、RPC、NetBIOS、ASP、Winsock、BSD sockets
• 表示层: 表示层提供多种功能用于应用层数据编码和转化,以确保以一个系统应用层发送的信息 可以被另一个系统应用层识别;可以理解为：解决不同系统之间的通信，eg：Linux下的QQ和Windows下的QQ可以通信；例如： XDR、ASN.1、SMB、AFP、NCP
• 应用层: OSI 的应用层协议包括文件的传输、访问及管理协议(FTAM) ,以及文件虚拟终端协议(VIP)和公用管理系统信息(CMIP)等;规定数据的传输协议；例如： HTTP、SMTP、SNMP、FTP、Telnet、SIP、SSH、NFS、RTSP、XMPP、Whois、ENRP。

常见的应用层协议： 以下协议的端口号都是固定死的。

TCP/IP  四层模型

TCP/IP（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是在网络的使用中的最基本的通信协议。对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定，保证网络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。

 

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。TCP/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。TCP/IP分层模型的四个协议层分别完成以下的功能：

• 第一层: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。
• 第二层: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。
• 第三层: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。
• 第四层: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。

TCP/IP 的设计,是吸取了分层模型的精华思想——封装。每层对上一层供服务的时候,上一层的数据结构是黑盒,直接作为本层的数据,而不需要关心上一层协议的任何细节。

TCP/IP 分层模型的分层以以太网上传输 UDP 数据包如图所示;