OSI七层模型
OSI七层模型是常见的网络协议分层形式之一，其主要有以下几层：


优点：它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，概念清楚，理论也比较完整. 通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯
缺点：它既复杂又不实用; 所以我们引入TCP/IP四层模型.
TCP/IP五层模型
物理层: 负责光/电信号的传递方式. 比如现在以太网通用的网线(双绞 线)、早期以太网采用的的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤, 现在的wifi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等. 集线器(Hub)工作在物理层.（网络通信的基础硬件设施）
数据链路层: 负责设备之间的数据帧的传送和识别. 例如网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作. 有以太网、令牌环网, 无线LAN等标准. 交换机(Switch)工作在数据链路层.（负责起点与终点之间的每相邻的小点之间的传输）
网络层: 负责地址管理和路由选择. 例如在IP协议中, 通过IP地址来标识一台主机, 并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路(路由). 路由器(Router)工作在网路层.（负责起点到终点之间的传输，需要规划路径，也就是负责地址管理和路由器选择）
传输层: 负责两台主机之间的数据传输. 如传输控制协议 (TCP), 能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机.（负责端到端之间的传输，只关注终点和起点）
应用层: 负责应用程序间沟通，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等. 我们的网络编程主要就是针对应用层（应用程序直接打交道的协议）
将“OSI七层模型”与“ TCP/IP五层模型”进行对比，其结构类似：


常见题目：

对于一台主机, 它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容;

对于一台路由器, 它实现了从网络层到物理层;

对于一台交换机,它实现了从数据链路层到物理层;

对于集线器, 它只实现了物理层;

一、OSI七层模型

（1）物理层

提供网络的物理连接。物理层建立在物理介质上，提供机械和电器接口。主要包括电缆、物理端口和附属设备，如双绞线、同轴电缆、接线设备（网卡等）、RJ-45接口、串口和并口等在网络中都是工作在这个层次的。

物理层提供的服务有：物理连接、物理服务数据单元顺序化（即接收物理实体收到的比特顺序与发送物理实体所发送的比特顺序相同）和数据电路标识。

（2）数据链路层

数据链路层建立在物理传输能力的基础上，以帧为单位传输数据。其主要任务：进行数据封装和数据连接的建立。封装的数据信息中，地址段含有发送节点和接受节点的地址，控制段用来表示数据连接帧的类型，数据段包含实际要传输的数据，差错控制段用来检测传输中帧出现的错误。数据链路层使用的协议主要有：SLIP、PPP、X.25和帧中继等。常见的集线器、二层交换机网络设备、Modem（俗称猫）之类的拨号设备都是工作在这个层次上。

数据链路层主要功能包括：数据链路连接的建立与释放、构成数据链路数据单元、数据链路连接的分类、定界与同步、顺序和流量控制和差错检测和恢复等方面

（3）网络层

网络层解决的是网际通信问题，而非同一网段内部的事。网络层的最主要功能是：提供路由，即选择达到目标主机的最佳路径，并沿该路径传送数据包。除此之外，网络层还具有流量控制和拥挤控制的能力。网络边界的路由器和三层交换机工作在这个层次上。

网络层功能包括：建立和拆除网络连接、路径选择和中级、网络连接多路复用、分段和组块、服务选择和流量控制

（4）传输层

传输层解决的是数据在网络之间的传输质量问题。传输层用于提高网络层服务质量，提供可靠的端到端的数据传输。这层涉及的是网络传输协议如TCP/UDP协议等。

传输层功能包括：映像传输地址到网络地址、多路复用与分割、传输连接的建立与释放、分段与重新组装、组块与分块。

根据传输层提供的服务性质，可分为以下三大类：

A类：网络连接具有可接受的差错率和可接受的故障通知率（网络连接断开和复位发生的比率），A类服务是可靠的网络服务，一般指虚电路服务。

B类：网络连接具有可接受的差错率和不可接受的故障通知率，B类服务介于A类与C类之间，在广域网和互联网多是提供B类服务。

C类：网络连接具有不可接受的差错率，C类的服务质量最差，提供数据报服务或无线电分组交换网均属此类。

（5）会话层

会话层利用传输层来提供会话服务，会话可能是一个用户通过网络登录到一个主机或者一个正在建立用于传输文件的会话

会话层主要功能有：会话连接到传输连接的映射、数据传送、会话连接的恢复和释放、会话管理、令牌管理和活动管理。

（6）表示层

表示层用于数据管理的表达方式。如用于文本文件的ASCII和EBCDIC，如用于表示数字的1S或2S补码表示形式。如果通信双方用不同的数据表示方法，他们就不能互相理解。表示层就是用于屏蔽这种不同之处。

表示层主要功能有：数据语法转换、语法表示、表示连接管理、数据加密和数据压缩。

（7）应用层

应用层解决程序应用过程中的问题，直接面对用户的具体应用。应用层包含用户应用程序执行通信任务所需要的协议和功能，如电子邮件和文件传输等，在这一层中TCP/IP协议中的FTP、SMTP、POP等协议得到了充分应用。

二、TCP/IP四层模型

 

 

物理层 ： O S I 模型的最低层或第一层，该层包括物理连网媒介，如电缆连线连接器。物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。在你的桌面P C 上插入网络接口卡，你就建立了计算机连网的基础。换言之，你提供了一个物理层。尽管物理层不提供纠错服务，但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。网络物理问题，如电线断开，将影响物理层。

　　用户要传递信息就要利用一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆等，但具体的物理媒体并不在OSI的7层之内，有人把物理媒体当做第0层，物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接，以及它们的机械、电气、功能和过程特性。如规定使用电缆和接头的类型、传送信号的电压等。在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电气电压处理，单位是比特。

数据链路层： O S I 模型的第二层，它控制网络层与物理层之间的通信。它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。为了保证传输，从网络层接收到的数据被分割成特定的可被物理层传输的帧。帧是用来移动数据的结构包，它不仅包括原始数据，还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息。其中的地址确定了帧将发送到何处，而纠错和控制信息则确保帧无差错到达。 如果在传送数据时，接收点检测到所传数据中有差错，就要通知发送方重发这一帧。

　　数据链路层的功能独立于网络和它的节点和所采用的物理层类型，它也不关心是否正在运行 Wo r d 、E x c e l 或使用I n t e r n e t 。有一些连接设备，如交换机，由于它们要对帧解码并使用帧信息将数据发送到正确的接收方，所以它们是工作在数据链路层的。

网络层： O S I 模型的第三层，其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。

　　网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点Ａ 到另一个网络中节点Ｂ 的最佳路径。由于网络层处理路由，而路由器因为即连接网络各段，并智能指导数据传送，属于网络层。在网络中，“路由”是基于编址方案、使用模式以及可达性来指引数据的发送。

　　传输层： O S I 模型中最重要的一层。传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。除此之外，传输层按照网络能处理的最大尺寸将较长的数据包进行强制分割。例如，以太网无法接收大于1 5 0 0 字节的数据包。发送方节点的传输层将数据分割成较小的数据片，同时对每一数据片安排一序列号，以便数据到达接收方节点的传输层时，能以正确的顺序重组。该过程即被称为排序。

　　工作在传输层的一种服务是 T C P / I P 协议套中的T C P （传输控制协议），另一项传输层服务是I P X / S P X 协议集的S P X （序列包交换）。

会话层： 负责在网络中的两节点之间建立和维持通信。 会话层的功能包括：建立通信链接，保持会话过程通信链接的畅通，同步两个节点之间的对 话，决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。

　　你可能常常听到有人把会话层称作网络通信的“交通警察”。当通过拨号向你的 I S P （因特网服务提供商）请求连接到因特网时，I S P 服务器上的会话层向你与你的P C 客户机上的会话层进行协商连接。若你的电话线偶然从墙上插孔脱落时，你终端机上的会话层将检测到连接中断并重新发起连接。会话层通过决定节点通信的优先级和通信时间的长短来设置通信期限

表示层： 应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。

　　表示层管理数据的解密与加密，如系统口令的处理。例如：在 Internet上查询你银行账户，使用的即是一种安全连接。你的账户数据在发送前被加密，在网络的另一端，表示层将对接收到的数据解密。除此之外，表示层协议还对图片和文件格式信息进行解码和编码。

应用层： 负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务。术语“应用层”并不是指运行在网络上的某个特别应用程序 ，应用层提供的服务包括文件传输、文件管理以及电子邮件的信息处理。

 



数据包说明：



 

 

以 TCP 四层模型为例，介绍对应的物理设备
传输层：    四层交换机，四层路由器
网络层：    路由器，三层交换机
数据链路层： 网桥，以太网交换机，网卡
物理层：    中继器，集线器，双绞线
各层功能介绍
物理层
主要是基于电器特性发送高低电压(电信号)，高电压对应数字1，低电压对应数字0
数据链路层
定义了电信号的分组方式
网络层
引入一套新的地址用来区分不同的广播域／子网，这套地址即网络地址
传输层
建立端口到端口的通信
应用层
规定应用程序的数据格式

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