**
 
TCP/IP五层协议及功能
 
**
 
第一层——物理层（Physical）
 
物理层：作为放置传输数据载体介质的一层，存在着大量数据传输通道的实物载体，类似架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。
 主要功能： 透明地传送比特流。
 哪什么是比特，什么又是比特流呢？比特：信息量的度量单位，为信息量的最小单位。二进制数的一位所包含的信息就是一比特，如二进制数1100就是4比特。这时就有人问好像有个东西叫比特位？比特位：即bit，是计算机最小的存储单位。也就是计算机存储比特的单位。比特流：是一种内容分发协议。我的理解就是用来传输大体积文件的传输协议。
 
第二层——数据链路层（Data Link）
 
数据链路层：作为向上层网络层传递下层物理层传递来的数据，并对这些数据进行相应处理的一层.
 主要功能：在两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧(framing)，在两个相邻结点之间的链路上“透明”地传送帧中的数据。还有两个功能帧编码和误差纠正控制。
 这里解释一下什么是帧：包括数据和必要的控制信息，数据自然是要传输的数据，控制信息就是下图在数据前面的三个信息，就像是邮件上的收件人信息，以便找到信息的传递位置。
 
 
第三层——网络层（Network）
 
网络层：不同于链路层的上下级连接，网络层主要是同级间的传输协议，是端与端之间数据透明传输传输的协议，通过IP寻址来建立两个节点之间的连接。
 
主要功能：在传输数据时，将产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送，在TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫做IP数据报，或简称为数据报。
 网络层还有一个重要的功能： 选中合适的路由 这么说可能不太好懂，通俗的讲就是我要去杭州阿里，我就要选择最合适的道路，这个道路就是路由，阿里指的就是目的主机。
 
第四层——运输层（Transport）
 
运输层：如果说网络层是主机与主机之间传输数据的一层，那么运输层就是计算机程序到计算机程序之间的通信，这层屏蔽了上层，使应用层无法看到下层数据通信的细节。用一个比喻的话就是你把邮件送给了快递员，但你不知道这个快递怎么到达的公司，怎么包装，怎么运输到收件人手中。
 主要功能：负责两个主机中进程之间的通信提供服务，我们都知到计算机不可能只有一个进程，所以这一层有复用和分用的功能。什么是复用和分用呢？
 复用: 就是多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务。
 分用: 就是把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程。
 ps: 我们常说的UDP/TCP 就是在这一层了。
 
第五层——应用层（Application）
 
应用层： 整个体系中最高，也是最接近用户的一层。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。
 功能： 直接为用户的应用进程（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供服务。
 这一层的协议就是一些常见协议，如支持万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP协议，支持文件传送的FTP协议，DNS，POP3，SNMP，Telnet等等。
 
写在最后：
 文章内容大部分为作者理解，如有错误，请多多指点，作者感激不尽。

一、OSI七层模型
OSI七层协议模型主要是：应用层（Application）、表示层（Presentation）、会话层（Session）、传输层（Transport）、网络层（Network）、数据链路层（Data Link）、物理层（Physical）。
三、五层体系结构
五层体系结构包括：应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。 
五层协议只是OSI和TCP/IP的综合，实际应用还是TCP/IP的四层结构。为了方便可以把下两层称为网络接口层。
三种模型结构： 


四、各层的作用
1、物理层：比特
主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特。 　　
2、数据链路层：帧
定义了如何让格式化数据以进行传输，以及如何让控制对物理介质的访问。这一层通常还提供错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。 　　
3、网络层：数据报
在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择。Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加，而网络层正是管理这种连接的层。 　　
4、运输层：报文段/用户数据报
定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如： 
TCP（transmission control protocol –传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据） 
UDP（user datagram protocol–用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。 　　
5、会话层：
通过运输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名） 　　
6、表示层：
可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。例如，PC程序与另一台计算机进行通信，其中一台计算机使用扩展二一十进制交换码（EBCDIC），而另一台则使用美国信息交换标准码（ASCII）来表示相同的字符。如有必要，表示层会通过使用一种通格式来实现多种数据格式之间的转换。 　　

7.应用层：报文
1 第五层——应用层(application layer) 
应用层(application layer)：是体系结构中的最高。直接为用户的应用进程（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供服务。
在因特网中的应用层协议很多，如支持万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP协议，支持文件传送的FTP协议，DNS，POP3，SNMP，Telnet等等。
2. 第四层——运输层(transport layer)
运输层(transport layer)：负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。由于一个主机可同时运行多个进程，因此运输层有复用和分用的功能
复用，就是多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务。
分用，就是把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程。
运输层主要使用以下两种协议： 
(1) 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)：面向连接的，数据传输的单位是报文段，能够提供可靠的交付。 
(2) 用户数据包协议UDP(User Datagram Protocol)：无连接的，数据传输的单位是用户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提供“尽最大努力交付”。
3. 第三层——网络层(network layer)
网络层(network layer)主要包括以下两个任务：
(1) 负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时，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。在TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫做IP数据报，或简称为数据报。
(2) 选中合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组，能够通过网络中的路由器找到目的主机。
协议：IP,ICMP,IGMP,ARP,RARP
4. 第二层——数据链路层(data link layer)
数据链路层(data link layer)：常简称为链路层，我们知道，两个主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，也就是说，在两个相邻结点之间传送数据是直接传送的(点对点)，这时就需要使用专门的链路层的协议。
在两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧(framing)，在两个相邻结点之间的链路上“透明”地传送帧中的数据。
每一帧包括数据和必要的控制信息(如同步信息、地址信息、差错控制等)。典型的帧长是几百字节到一千多字节。
注：”透明”是一个很重要的术语。它表示，某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。”在数据链路层透明传送数据”表示无力什么样的比特组合的数据都能够通过这个数据链路层。因此，对所传送的数据来说，这些数据就“看不见”数据链路层。或者说，数据链路层对这些数据来说是透明的。 
(1)在接收数据时，控制信息使接收端能知道一个帧从哪个比特开始和到哪个比特结束。这样，数据链路层在收到一个帧后，就可从中提取出数据部分，上交给网络层。 
(2)控制信息还使接收端能检测到所收到的帧中有无差错。如发现有差错，数据链路层就简单地丢弃这个出了差错的帧，以免继续传送下去白白浪费网络资源。如需改正错误，就由运输层的TCP协议来完成。
5. 第一层——物理层(physical layer)
物理层(physical layer)：在物理层上所传数据的单位是比特。物理层的任务就是透明地传送比特流。
6. 数据在各层之间的传递过程

一、7层
 
7层是指OSI七层协议模型，主要是：应用层（Application）、表示层（Presentation）、会话层（Session）、传输层（Transport）、网络层（Network）、数据链路层（Data Link）、物理层（Physical）。
 
       OSI是Open System Interconnect的缩写，意为开放式系统互联。
 
       OSI七层参考模型的各个层次的划分遵循下列原则：
 
           1、同一层中的各网络节点都有相同的层次结构，具有同样的功能。
 
           2、同一节点内相邻层之间通过接口(可以是逻辑接口)进行通信。
 
           3、七层结构中的每一层使用下一层提供的服务，并且向其上层提供服务。
 
           4、不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。
 
各层的作用及描述，以及对应的协议如下图（好东西啊，不过本文图是盗图，懒得重画了，仅供各位学习使用）：
 
简图：
 
                     
 
高级图：
 
 
应用层
 
与其它计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。例如，一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码，从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。但是，如果添加了一个传输文件的选项，那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。示例：TELNET，HTTP，FTP，NFS，SMTP等。这一层，数据单位还是报文。
 
 
表示层
 
这一层的主要功能是定义数据格式及加密。例如，FTP允许你选择以二进制或ASCII格式传输。如果选择二进制，那么发送方和接收方不改变文件的内容。如果选择ASCII格式，发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASCII后发送数据。在接收方将标准的ASCII转换成接收方计算机的字符集。示例：加密，ASCII等。这一层，数据单位还是报文。
 
 
会话层
 
它定义了如何开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向消息的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的，在某些情况下，如果表示层收到了所有的数据，则用数据代表表示层。示例：RPC，SQL等。在会话层及以上的高层次中，数据传送的单位不再另外命名，而是统称为报文。
 
 
传输层
 
这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。这一层的数据单元也称作数据包(packets)。但是，当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法，TCP的数据单元称为段 (segments)而UDP协议的数据单元称为“数据报(datagrams)”。
 
 
网络层
 
这层对端到端的包传输进行定义，它定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质，网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。示例：IP，IPX等。在这一层，数据的单位称为数据包(packet)。
 
 
数据链路层
 
它定义了在单个链路上如何传输数据。这些协议与被讨论的各种介质有关。示例：ATM，FDDI等。在这一层，数据的单位称为帧(frame)。
 
 
物理层
 
OSI的物理层规范是有关传输介质的特这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。连接头、帧、帧的使用、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容。物理层常用多个规范完成对所有细节的定义。示例：Rj45，802.3等。这一层，数据单位是比特（bit）。
 
二、5层
 
5层只是OSI和TCP/IP的综合，是业界产生出来的非官方协议模型，但是很多具体的应用。实际应用还是TCP/IP的四层结构。为了方便可以把下两层称为网络接口层。五层体系结构包括：应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。 
 
5层模型不展开讲解，内容和功能参照7层的，这里把3者做一个综合的对应，如下图：
 
 
三、4层
 
4层是指TCP/IP四层模型，主要包括：应用层、运输层、网际层和网络接口层。
 
 
4层协议和对应的标准7层协议的关系如下图：
 
 
四、数据单位
 
从上往下，每经过一层，协议就会在数据包包头上面做点手脚，加点东西，传送到接收端，再层层解套出来，如下示意图：
 
 
 
 
 
 
参考链接：https://blog.csdn.net/cc1949/article/details/79063439
 
 

一、七层
 
七层是指OSI（Open System Interconnect的缩写，意为开放式系统互联）七层协议模型，主要是：应用层（Application）、表示层（Presentation）、会话层（Session）、传输层（Transport）、网络层（Network）、数据链路层（Data Link）、物理层（Physical）。
 
 
二、五层
 
五层只是OSI和TCP/IP的综合，是业界产生出来的非官方协议模型，但是很多具体的应用。实际应用还是TCP/IP的四层结构。为了方便可以把下两层称为网络接口层。五层体系结构包括：应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。 
 
 
三、四层
 
四层是指TCP/IP四层模型，主要包括：应用层、运输层、网际层和网络接口层。
 
 
四层协议和对应的标准七层协议的关系如下图：
 
简图：
 
 
 
四、总结
 
所谓的五层协议的网络体系结构其实是为了方便学习计算机网络原理而采用的，综合了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型。
 
TCP/IP四层模型跟OSI模型有什么不一样?
 
OSI是一个完整的、完善的宏观理论模型;而TCP/IP(参考)模型，更加侧重的是互联网通信核心(也是就是围绕TCP/IP协议展开的一系列通信协议)的分层，因此它不包括物理层，以及其他一些不想干的协议;其次，之所以说他是参考模型，是因为他本身也是OSI模型中的一部分，因此参考OSI模型对其分层。
 
七层模型有什么用?
 
互联网的实现，分成好几层，每一层都有自己的功能，就像建筑物一样，每一层都靠下一层支持。OSI模型就是这样的一个分层，它是一个由国际标准化组织提出的概念模型,试图提供一个使各种不同的终端和网络类型在世界范围内实现互联的标准框架。划分为七层，每层都可以提供抽象良好的接口。
 
 
 

我的微信公众号：架构真经（id：gentoo666），分享Java干货，高并发编程，热门技术教程，微服务及分布式技术，架构设计，区块链技术，人工智能，大数据，Java面试题，以及前沿热门资讯等。每日更新哦！
 
 
参考内容：
 
https://blog.csdn.net/buknow/article/details/81148684
http://www.360doc.com/content/19/0721/09/99071_850093348.shtml
https://network.51cto.com/art/201907/599289.htm