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  • 简述osi七层模型和TCP/IP层模型

    千次阅读 2019-12-15 23:41:27
    OSI七层模型 模型共有七层 上三层称之为高层,定义应用程序之间的通信人机界面。什么意思呢,就是上三层负责把电脑能看懂的东西转化为你能看懂的东西,或把你能看懂的东西转化为电脑能看懂的东西。 下四层称之为...

    OSI七层和TCP/IP图解
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    OSI七层模型
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    模型共有七层
    上三层称之为高层,定义应用程序之间的通信和人机界面。什么意思呢,就是上三层负责把电脑能看懂的东西转化为你能看懂的东西,或把你能看懂的东西转化为电脑能看懂的东西。
    下四层称之为底层,定义的是数据如何端到端的传输(end-to-end),物理规范以及数据与光电信号间的转换。

    具体说明

       应用层  
      就是应用程序。这一层负责确定通信对象,并确保由足够的资源用于通信,这些当然都是想要通信的应用程序干的事情。
    
      表示层
      负责数据的编码、转化,确保应用层的正常工作。
      这一层,是将我们看到的界面与二进制间互相转化的地方,
      就是我们的语言与机器语言间的转化。
      数据的压缩、解压,加密、解密都发生在这一层。
      这一层根据不同的应用目的将数据处理为不同的格式,表现出来就是我们看到的各种各样的文件扩展名。
    
      会话层,
      负责建立、维护、控制会话,区分不同的会话,以及提供单工(Simplex)、半双工(Half
      duplex)、全双工(Full duplex)三种通信模式的服务。
    
      传输层,
      负责分割、组合数据,实现端到端的逻辑连接。数据在上三层是整体的,
      到了这一层开始被分割,这一层分割后的数据被称为段(Segment)。三次握手(Three-wayhandshake),
      面向连接(Connection-Oriented)或非面向连接(Connectionless-Oriented)的服务,
      流控(Flowcontrol)等都发生在这一层。
    
    
      网络层,
      负责管理网络地址,支持逻辑寻址和路径选择,,选择传递数据的最佳路径。
     。我们所熟知的IP地址和路由器就是工作在这一层。上层的数据段在这一层被分割,封装后叫做包(Packet),
     包有两种,一种叫做用户数据包(Datapackets),是上层传下来的用户数据;
     另一种叫路由更新包(Route updatepackets),是直接由路由器发出来的,用来和其他路由器进行路由信息的交换。
      
      数据链路层,
      负责准备物理传输,CRC校验,错误通知,网络拓扑,流控等。我们所熟知的MAC地址和交换机都工作在这一层。
      上层传下来的包在这一层被分割封装后叫做帧(Frame)。
      定义如何格式化数据以便于进行传输和如何控制对网络的访问
      支持错误检测
    
      物理层
      就是实实在在的物理链路,负责将数据以比特流的方式发送、接收。
      为启动,维护以及关闭物理链路定义了电器规范,机械规范,过程规范和功能规范
    

    TCP/IP 五层模型
    Transmission Control Protocol/Internet Protocol 传输控制协议/因特网互联协议
    TCP/IP是一个Protocol Stack,包括TCP、IP、UDP、 ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP、ARP等许多协议
    最早发源于美国国防部(缩写为DoD)的因特网的前身 ARPA网项目,1983年1月1日,TCP/IP取代了旧的网络 控制协议NCP,成为今天的互联网和局域网的基石和标 准,由互联网工程任务组负责维护

    1、物理层:
    负责光电信号传递方式。集线器工作在物理层。以太网协议。
     
    2、数据链路层:负责设备之间的数据帧的传输和识别。交换机工作在数据链路层。
      例如网卡设备的驱动,帧同步,冲突检测,数据差错校验等工作。 
         
    3、网络层:负责地址管理和路由选择。路由器工作在网络层。 
    
    4、传输层:负责两台主机之间的数据传输。
     
    5、应用层:负责应用程序之间的沟通。网络编程主要针对的就是应用层。
    

    共同点

    (1)OSI参考模型和TCP/IP参考模型都采用了层次结构的概念。
    
    (2)都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制。
    

    不同点

    1)OSI采用的七层模型,而TCP/IP是五层结构。
    
    (2)TCP/IP参考模型的网络接口层实际上并没有真正的定义,只是一些概念性的描述。
         OSI参考模型不仅分了两层,而且每一层的功能都很详尽,
         甚至在数据链路层又分出一个介质访问子层,专门解决局域网的共享介质问题。
    
    (3)OSI模型是在协议开发前设计的,具有通用性。
        TCP/IP是先有协议集然后建立模型,不适用于非TCP/IP网络。
    
    (4)TCP/IP参考模型的传输层是建立在网络互联层基础之上的,
        而网络互联层只提供无连接的网络服务,所以面向连接的功能完全在TCP协议中实现,
        TCP/IP的传输层还提供无连接的服务,如UDP      
       OSI参考模型的传输层是建立在网络层基础之上的,网络层既提供面向连接的服务,又提供无连接的服务,但传输层只提供面向连接的服务。
    
    (5)OSI参考模型的抽象能力高,适合与描述各种网络;
        TCP/IP是先有了协议,才制定TCP/IP模型的。
    
    (6)OSI参考模型的概念划分清晰,但过于复杂;
        TCP/IP参考模型在服务、接口和协议的 区别上不清楚,功能描述和实现细节混在一起。
    
    (7)TCP/IP参考模型的网络接口层并不是真正的一层;
        OSI参考模型的缺点是层次过多,划分意义不大但增加了复杂性。
    
    (8)OSI参考模型虽然被看好,由于没把握好时机,技术不成熟,实现困难;
        TCP/IP参考模型虽然有许多不尽人意的地方,但还是比较成功的。
    
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  • 1 OSI七层模型 1.1 OSI的来源 OSI(Open System Interconnect),即开放式系统互联网。一般叫OSI模型,是ISO(国际标准化组织)在1985年研究的网络捂脸模型。 ISO为了更好的使网络应用层更为普及,推出了OSI模型,...

    1 OSI七层模型

    1.1 OSI的来源

    OSI(Open System Interconnect),即开放式系统互联网。一般叫OSI模型,是ISO(国际标准化组织)在1985年研究的网络互联模型。

    ISO为了更好的使网络应用层更为普及,推出了OSI模型,其含义就是推荐所有的公司使用这个规范来控制网络。这样所有的公司都有相同的规范,实现互联。

    1.2 OSI七层模型的划分

    OSI定义了网络互连的七层框架:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。如下图:

    每一层实现各自的功能和协议,并完成与相邻层的接口通信。OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是将该层与其下各层的能力通过接口提供给更高的一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的没有关系。

    分层的意义是当出现问题的时候可以进行快速的定位。

    1.3 各层功能的含义

    在这里对各层进行功能上的阐述。

    1.3.1 应用层

    应用层是OSI模型中最靠近用户的一层,为计算机用户提供应用接口,也为用户直接提供各种网络服务。我们常见的应用层的网络服务协议有:HTTP、HTTPS、FTP、OP3、SMTP等。

    1.3.2 表示层

    表示层提供各种应用层数据的编码和转换功能,确保一个系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别。

    1.3.3 会话层

    会话层就是负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话。该层的通信由不同设备中的应用程序之间的服务情求和响应组成。

    1.3.4 传输层

    传输层建立了主机端到端的连接,传输层的作用是为了上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务,包括处理差错控制和流量控制等问题。该层向高层屏蔽了下层数据通信的细节,使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条主机到主机的、由用户控制和设定的、可靠的数据通路。TCP、UDP在这一层。这里的端即端口号。

    1.3.5 网络层

    本层通过IP寻址来建立两个节点之间的连接,为传输层送来的分组选择合适的路由和交换节点,正确无误的按照地址传送给目的端的传输层。就是通常说的IP层。这一层也可以叫做IP协议层,IP协议是Internet的基础。

    1.3.6 数据链路层

    将比特组合成字节,再将字节组合成帧。使用数据链路层地址(以太网使用MAC地址)来访问介质,并进行差错检验。

    数据链路层又分为两个子层:逻辑链路控制子层和媒体访问控制子层。

    1.3.7 物理层

    实际最终信号的传输是通过物理层实现的。通过物理层介质传输比特流。规定了电平、速度和电缆针脚。常用的设备有集线器、中继器、网线等。

    1.4 对等通信

    对等通信,为了使数据分组从源传送到目的地,源端OSI模型的每一层必须与目的端的对等层进行通信,这种通信方式成为对等通信,在每一层通信过程中,使用本层自己的协议进行通信。

    2 TCP/IP五层模型

    TCP/IP五层模型和OSI的七层模型的对应关系如下:

    TCP/IP模型将OSI模型中的应用层、表示层和会话层用应用层来表示。

    在每一层都工作着不同的设备,比如我们常用的交换机就工作在数据链路层,一般的路由器都是工作在网络层。

    在每一层实现的协议也个不同,即每一层的服务也不同,主要内容入下图所示:

     

     

     

     

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  • 1.OSI七层模型的划分 OSI定义了网络互连的七层框架(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层) 每一层实现各自的功能协议,并完成与相邻层的接口通信。OSI的服务定义详细说明了各层所提供的...

    一、OSI参考模型

    1.OSI七层模型的划分

    OSI定义了网络互连的七层框架(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层)

    每一层实现各自的功能和协议,并完成与相邻层的接口通信。OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力,它通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。

    图片

    2.通信特点(对等通信)

    对等通信,为了使数据分组从源传送到目的地,源端OSI模型的每一层都必须与目的端的对等层进行通信,这种通信方式称为对等层通信。在每一层通信过程中,使用本层自己协议进行通信。

    图片

    二、TCP/IP五层模型

    TCP/IP五层协议和OSI的七层协议对应关系,如图所示:

    图片

    在每一层都工作着不同的设备,如:常用的交换机就工作在数据链路层的,一般的路由器是工作在网络层的。

    图片

    在每一层实现的协议也各不同,即:每一层的服务也不同,列出了每层主要的协议,如图所示:

    图片

    OSI七层模型与TCP/IP五层模型
    https://www.cnblogs.com/qishui/p/5428938.html
    
    以太网帧结构
    https://blog.csdn.net/wdkirchhoff/article/details/43915825

    图片

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  • 简述OSI七层模型和TCP/IP层模型

    万次阅读 多人点赞 2018-08-13 14:30:02
    OSI七层模型 OSI七层示例图:   OSI七层和TCP/IP五层以及对应网络设备对比示例图   物理层 在OSI参考模型中,物理层(Physical Layer)是参考模型的最低层,也是OSI模型的第一层。 物理层的主要功能是...

    OSI七层模型

    OSI七层示例图:

     

    OSI七层和TCP/IP五层以及对应网络设备对比示例图

     

    物理层

    在OSI参考模型中,物理层(Physical Layer)是参考模型的最低层,也是OSI模型的第一层。

    物理层的主要功能是:利用传输介质为数据链路层提供物理连接,实现比特流的透明传输。

    物理层的作用是实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送,尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。“透明传送比特流”表示经实际电路传送后的比特流没有发生变化,对传送的比特流来说,这个电路好像是看不见的。

     

    数据链路层

    数据链路层(Data Link Layer)是OSI模型的第二层,负责建立和管理节点间的链路。该层的主要功能是:通过各种控制协议,将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。

    在计算机网络中由于各种干扰的存在,物理链路是不可靠的。因此,这一层的主要功能是在物理层提供的比特流的基础上,通过差错控制、流量控制方法,使有差错的物理线路变为无差错的数据链路,即提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。

    该层通常又被分为介质访问控制(MAC)和逻辑链路控制(LLC)两个子层。

     

    MAC子层的主要任务是解决共享型网络中多用户对信道竞争的问题,完成网络介质的访问控制;

     

    LLC子层的主要任务是建立和维护网络连接,执行差错校验、流量控制和链路控制。

    数据链路层的具体工作是接收来自物理层的位流形式的数据,并封装成帧,传送到上一层;同样,也将来自上层的数据帧,拆装为位流形式的数据转发到物理层;并且,还负责处理接收端发回的确认帧的信息,以便提供可靠的数据传输。

     

    网络层

    网络层(Network Layer)是OSI模型的第三层,它是OSI参考模型中最复杂的一层,也是通信子网的最高一层。它在下两层的基础上向资源子网提供服务。其主要任务是:通过路由选择算法,为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。该层控制数据链路层与传输层之间的信息转发,建立、维持和终止网络的连接。具体地说,数据链路层的数据在这一层被转换为数据包,然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制,将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。

    一般地,数据链路层是解决同一网络内节点之间的通信,而网络层主要解决不同子网间的通信。例如在广域网之间通信时,必然会遇到路由(即两节点间可能有多条路径)选择问题。

     

    在实现网络层功能时,需要解决的主要问题如下:

     寻址:数据链路层中使用的物理地址(如MAC地址)仅解决网络内部的寻址问题。在不同子网之间通信时,为了识别和找到网络中的设备,每一子网中的设备都会被分配一个唯一的地址。由于各子网使用的物理技术可能不同,因此这个地址应当是逻辑地址(如IP地址)。

     交换:规定不同的信息交换方式。常见的交换技术有:线路交换技术和存储转发技术,后者又包括报文交换技术和分组交换技术。

     路由算法:当源节点和目的节点之间存在多条路径时,本层可以根据路由算法,通过网络为数据分组选择最佳路径,并将信息从最合适的路径由发送端传送到接收端。

     连接服务:与数据链路层流量控制不同的是,前者控制的是网络相邻节点间的流量,后者控制的是从源节点到目的节点间的流量。其目的在于防止阻塞,并进行差错检测。

     

    传输层

    OSI下3层的主要任务是数据通信,上3层的任务是数据处理。而传输层(Transport Layer)是OSI模型的第4层。因此该层是通信子网和资源子网的接口和桥梁,起到承上启下的作用。

    该层的主要任务是:向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制,保证报文的正确传输。传输层的作用是向高层屏蔽下层数据通信的细节,即向用户透明地传送报文。该层常见的协议:TCP/IP中的TCP协议、Novell网络中的SPX协议和微软的NetBIOS/NetBEUI协议。

    传输层提供会话层和网络层之间的传输服务,这种服务从会话层获得数据,并在必要时,对数据进行分割。然后,传输层将数据传递到网络层,并确保数据能正确无误地传送到网络层。因此,传输层负责提供两节点之间数据的可靠传送,当两节点的联系确定之后,传输层则负责监督工作。综上,传输层的主要功能如下:

    传输连接管理:提供建立、维护和拆除传输连接的功能。传输层在网络层的基础上为高层提供“面向连接”和“面向无接连”的两种服务。

    处理传输差错:提供可靠的“面向连接”和不太可靠的“面向无连接”的数据传输服务、差错控制和流量控制。在提供“面向连接”服务时,通过这一层传输的数据将由目标设备确认,如果在指定的时间内未收到确认信息,数据将被重发。

    监控服务质量。

    会话层

    会话层(Session Layer)是OSI模型的第5层,是用户应用程序和网络之间的接口,主要任务是:向两个实体的表示层提供建立和使用连接的方法。将不同实体之间的表示层的连接称为会话。因此会话层的任务就是组织和协调两个会话进程之间的通信,并对数据交换进行管理。

    用户可以按照半双工、单工和全双工的方式建立会话。当建立会话时,用户必须提供他们想要连接的远程地址。而这些地址与MAC(介质访问控制子层)地址或网络层的逻辑地址不同,它们是为用户专门设计的,更便于用户记忆。域名(DN)就是一种网络上使用的远程地址例如:www.3721.com就是一个域名。会话层的具体功能如下:

    会话管理:允许用户在两个实体设备之间建立、维持和终止会话,并支持它们之间的数据交换。例如提供单方向会话或双向同时会话,并管理会话中的发送顺序,以及会话所占用时间的长短。

     会话流量控制:提供会话流量控制和交叉会话功能。

    寻址:使用远程地址建立会话连接。l

    出错控制:从逻辑上讲会话层主要负责数据交换的建立、保持和终止,但实际的工作却是接收来自传输层的数据,并负责纠正错误。会话控制和远程过程调用均属于这一层的功能。但应注意,此层检查的错误不是通信介质的错误,而是磁盘空间、打印机缺纸等类型的高级错误。

    表示层

    表示层(Presentation Layer)是OSI模型的第六层,它对来自应用层的命令和数据进行解释,对各种语法赋予相应的含义,并按照一定的格式传送给会话层。其主要功能是“处理用户信息的表示问题,如编码、数据格式转换和加密解密”等。表示层的具体功能如下:

    数据格式处理:协商和建立数据交换的格式,解决各应用程序之间在数据格式表示上的差异。

    数据的编码:处理字符集和数字的转换。例如由于用户程序中的数据类型(整型或实型、有符号或无符号等)、用户标识等都可以有不同的表示方式,因此,在设备之间需要具有在不同字符集或格式之间转换的功能。

    压缩和解压缩:为了减少数据的传输量,这一层还负责数据的压缩与恢复。

    数据的加密和解密:可以提高网络的安全性。

     

    应用层

    应用层(Application Layer)是OSI参考模型的最高层,它是计算机用户,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。它在其他6层工作的基础上,负责完成网络中应用程序与网络操作系统之间的联系,建立与结束使用者之间的联系,并完成网络用户提出的各种网络服务及应用所需的监督、管理和服务等各种协议。此外,该层还负责协调各个应用程序间的工作。

    应用层为用户提供的服务和协议有:文件服务、目录服务、文件传输服务(FTP)、远程登录服务(Telnet)、电子邮件服务(E-mail)、打印服务、安全服务、网络管理服务、数据库服务等。上述的各种网络服务由该层的不同应用协议和程序完成,不同的网络操作系统之间在功能、界面、实现技术、对硬件的支持、安全可靠性以及具有的各种应用程序接口等各个方面的差异是很大的。应用层的主要功能如下:

    用户接口:应用层是用户与网络,以及应用程序与网络间的直接接口,使得用户能够与网络进行交互式联系。

    实现各种服务:该层具有的各种应用程序可以完成和实现用户请求的各种服务。

     

    TCP/IP传输HTTP数据包流程图,加包和解包流程

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osi七层模型和tcp五层