【计算机网络】OSI七层模型与TCP/IP四层模型的对应与各层介绍

1 OSI七层模型与TCP/IP四层模型对应

2 OSI七层模型介绍

OSI（Open Systems Interconnection）模型是一个由国际标准化组织（ISO）定义的七层网络体系结构，用于描述计算机网络中的通信协议。每一层都有特定的功能，而且每一层的功能都建立在它下面的一层之上。

2.1 应用层

• 提供网络服务和应用程序之间的接口
• 包括各种网络应用，如电子邮件、文件传输、远程登录等
• 协议：HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）、DNS（域名系统）、DHCP（动态主机配置协议）

2.2 表示层

• 负责数据的格式转换、加密解密和压缩解压缩等
• 确保数据的独立性，使得不同系统间能够正确解释和显示数据
• 协议：TLS/SSL（安全套接层协议）、JPEG、ASCII

2.3 会话层

• 管理和协调用户或应用程序之间的对话。
• 提供建立、维护和结束通信会话的功能
• 协议：NetBIOS、RPC（远程过程调用）

2.4 传输层

• 提供端到端的通信和数据流控制
• 通常提供可靠的数据传输和错误恢复，例如TCP协议
• 协议：TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）

2.5 网络层

• 负责寻址、路由选择和分组转发
• 主要关注数据包的路由和跨越多个网络的传输
• 协议：IP（Internet Protocol）、ICMP（Internet Control Message Protocol）、ARP（地址解析协议）、RIP（路由信息协议）、OSPF（开放最短路径优先协议）

2.6 数据链路层

• 提供可靠的点对点通信，通过帧来管理和传输数据
• 包括子层 LLC（逻辑链路控制）和 MAC（介质访问控制）
• 协议：PPP（点对点协议）、HDLC（高级数据链路控制）、Ethernet、Wi-Fi、MAC（介质访问控制）

2.7 物理层

• 主要关注物理介质和数据传输的硬件特性，如电缆、光纤、信号电压等
• 定义了数据传输的物理连接和电气特性
• 协议：Ethernet、USB、RS-232（串口协议）

3 TCP/IP四层模型介绍

TCP/IP四层模型是开放系统互连（OSI）模型的简化版本。OSI模型有七层，而TCP/IP模型只有四层。在实际应用中，TCP/IP模型更为广泛使用，特别是在互联网和大多数企业网络中

3.1 应用层（Application Layer）：

• 包含用户直接与之交互的网络应用程序。
• 定义了网络通信的高级协议，如HTTP（用于Web）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）等。
• 与用户交互的各种应用程序都位于这一层。

3.2 传输层（Transport Layer）：

• 主要负责端到端的通信，确保数据的可靠传输。
• 提供了两种主要的传输协议：
  传输控制协议（TCP）： 提供可靠的、面向连接的通信，通过数据流的方式传输数据。
  用户数据报协议（UDP）： 提供无连接的通信，适用于实时应用，如音频和视频流。

3.3 网络层（Internet Layer）：

• 负责在不同的网络之间进行数据包的路由和转发。
• 使用IP地址来标识主机和网络，并确定最佳路径来传输数据。
• 最典型的协议是Internet Protocol（IP），它定义了数据包的格式和路由规则。

3.4 网络接口层（Network Interface Layer）：

• 也称为链路层或数据链路层。
• 主要负责处理与物理网络媒体的交互，如网卡、驱动程序和物理网络设备。
• 定义了数据帧的格式和传输方式，以确保数据的可靠传输。